CN109424399A - 用于电控自动变速器的双电源及控制 - Google Patents

用于电控自动变速器的双电源及控制 Download PDF

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Abstract

提供了用于控制车辆的电加热催化剂系统的方法和设备。方法包括接收电力请求。方法包括，基于所接收到的电力请求来确定使用高功率电压网还是低功率电压网。使用所确定的高功率电压网或低功率电压网来控制电加热催化剂系统。

Description

用于电控自动变速器的双电源及控制
技术领域
本发明总体上涉及电加热催化剂系统，更具体地涉及控制电加热催化剂系统的电力供应。
背景技术
本部分提供与本发明相关的背景信息，该背景信息不一定是现有技术。
一般地，电加热催化剂(下文中指定为“eCAT”)可用于净化内燃机的废气，其中，eCAT可以由来自电池的电力来加热。利用该方法，eCAT可用于提供直接在废气催化剂中增加气体温度的方法。能量输入可根据部件的需求而定制。
然而，当前方法会经历eCAT控制问题，后者会导致纹波电流。由于纹波转矩效应，纹波电流影响驾驶性能。因此，期望对于eCAT控制而言具有不同的功率电平。此外，需要实现减少对电网的影响的切换控制方法。此外，根据随后的详细描述和所附权利要求，结合附图及上述技术领域和背景，本发明的其他期望特征和特点将变得非常清楚。
发明内容
在一个实施例中，提供一种用于控制给车辆的电加热催化剂系统的电力的方法。接收电力请求，该电力请求与电加热催化剂系统的操作相关。基于所接收到的电力请求来确定使用高功率电压网还是低功率电压网。使用所确定的高功率电压网或低功率电压网来控制电加热催化剂系统。
该方法可以包括，双电源包括该高功率电压网和该低功率电压网。
该方法可以包括，双电源包括开关，该开关用于响应于所接收到的电力请求来控制使用高功率电压网还是低功率电压网。
该方法可以包括，电力网有助于减小对电网的影响。
该方法可以包括，电力网有助于减小由于纹波电流而对驾驶性能造成的影响。
该方法可以包括，高电压网用于比低电压网能够提供的更大的电力请求。
该方法可以包括，低电压网用于低电压网能够处理的电力请求。
该方法可以包括，当使用高电压网时，将第一PWM值设置为零，将用于控制电加热催化剂系统的第二PWM值设置为：
当使用低电压网时，则将第二PWM值设置为零，并将第一PWM值设置为：
其中Preq是所请求的功率值的数值；R为电加热催化剂系统的加热器部件的电阻值；VL为低功率电平网的电压值；VH为高功率电平网的电压值。
该方法可以包括，将第三功率电压网与高功率电压网和低功率电压网一起使用，用于控制电加热催化剂系统。
在一个实施例中，提供一种用于控制给车辆的电加热催化剂系统的电力的系统。该系统包括高功率电压网和低功率电压网，用于电加热催化剂系统的供应控制。该系统包括开关，开关与高功率电压网和低功率电压网相关联。基于所接收到的电力请求来确定使用高功率电压网还是低功率电压网，并响应于此而操作开关。使用所确定的高功率电压网或低功率电压网来控制电加热催化剂系统。
该系统包括，双电源包括该高功率电压网和该低功率电压网。
该系统包括，双电源包括开关，该开关用于响应于所接收到的电力请求来控制使用高功率电压网还是低功率电压网。
该系统包括，电力网有助于减小对电网的影响。
该系统包括，电力网有助于减小由于纹波电流而对驾驶性能造成的影响。
该系统包括，高电压网用于比低电压网能够提供的更大的电力请求。
该系统包括，低电压网用于低电压网能够处理的电力请求。
该系统包括，当使用高电压网时，将第一PWM值设置为零，将用于控制电加热催化剂系统的第二PWM值设置为：
当使用低电压网时，则将第二PWM值设置为零，并将第一PWM值设置为：
其中Preq是所请求的功率值的数值；R为电阻值，VL为低功率电平网的电压值；VH为高功率电平网的电压值。
在一个实施例中，提供一种车辆，该车辆包括电加热催化剂系统以及高功率电压网和低功率电压网，高功率电压网和低功率电压网用于电加热催化剂系统的供应控制。开关与高功率电压网和第二功率电压网相关联。基于所接收到的电力请求来确定使用高功率电压网还是低功率电压网，并响应于此而操作开关。使用所确定的高功率电压网或低功率电压网来控制电加热催化剂系统。
附图说明
下面将结合以下附图来描述示例性实施例，其中相同的数字表示相同的元件。
图1示意性地示出了根据本发明的实施例的汽车系统；
图2是属于图1的汽车系统的内燃机的截面A-A；
图3是框图，该框图描绘根据本发明的实施例的双功率电平系统的实例；
图4是示意图，该示意图描绘根据本发明的实施例的用于eCAT控制的多个功率电平和开关；以及
图5是流程图，该流程图用于描述根据本发明的实施例的eCAT的操作方案。
具体实施方式
以下的详细描述本质上仅仅是示例性的，并不旨在限制本文所公开的本发明或其应用以及用途。此外，并不意图受前面的技术领域、背景技术、发明内容或以下具体实施方式中所给出的(不论明示或暗示的)任何原理或理论的约束，除非是作为权利要求的主题明确限定。
如图1和图2所示，一些实施例可包括汽车系统100，汽车系统100包括内燃机(ICE)110，内燃机(ICE)110具有发动机块120，发动机块120限定至少一个汽缸125，汽缸125具有活塞140，活塞140与曲轴145联接以旋转曲轴145。汽缸头130与活塞140协作以限定燃烧室150。将燃料和空气的混合物(未示出)放置在燃烧室150中并点燃，产生热膨胀的废气，这又导致活塞140的往复运动。燃料由至少一个燃料喷射器160和通过至少一个进气口210的空气提供。从燃料导轨170向燃料喷射器160以高压提供燃料，燃料导轨170与高压燃料泵180流体式连通，高压燃料泵180增加从燃料源190接收的燃料的压强。每个汽缸125具有至少两个阀215，阀215由凸轮轴135来致动，凸轮轴135与曲轴145同步旋转。阀215选择性地允许空气从端口210进入燃烧室150，并交替地允许废气通过端口220排出。在一些例子中，凸轮相位器155可选择性地改变凸轮轴135和曲轴145之间的时间设置。
空气可通过进气歧管200分配到进气口210。进气管道205可将空气从周围环境提供给进气歧管200。在其他实施例中，可以提供节气门主体330以调节进入歧管200中的空气流。在其他实施例中，可提供诸如涡轮增压器230的强制空气系统，其具有压缩机240，压缩机240旋转地联接到涡轮机250。压缩机240的旋转增加了管道205和歧管200中的空气的压强和温度。布置在管道205中的中冷器260可以降低空气的温度。涡轮机250通过接收来自排气歧管225的废气而旋转，排气歧管225引导来自排气口220的废气通过一系列叶片，然后废气通过涡轮机250膨胀。废气从涡轮机250排出并被引导到后处理系统270中。该实施例示出了可变几何涡轮机(VGT)，其具有VGT致动器290，VGT致动器290布置成移动叶片以改变通过涡轮机250的废气流。在其他实施例中，涡轮增压器230可以是固定的几何形状和/或包括废料门。
后处理系统270可包括排气管275，排气管275具有一个或多个废气后处理装置280。后处理装置可以是配置成改变废气的成分的任何装置。后处理装置280的一些示例包括但不限于催化转换器(双向或三向)、氧化催化剂、稀量NOx捕集器、烃吸附剂、选择性催化还原(SCR)系统，以及微粒过滤器，例如选择性催化还原过滤器(SCRF)500。
SCRF 500可以与SCRF 500上游的温度传感器和SCRF 560下游的温度传感器相关联。
其他实施例可包括高压废气再循环(EGR)系统300，高压废气再循环(EGR)系统300联接在排气歧管225和进气歧管200之间。EGR系统300可包括EGR冷却器310以减少EGR系统300中的废气的温度。EGR阀320调节EGR系统300中的废气流。
其他实施例也可以包括低压废气再循环(EGR)系统。
汽车系统100还可以包括电子控制单元(ECU)450，其与一个或多个传感器和/或与ICE 110相关联的装置进行通信。ECU 450可从多个传感器接收输入信号，该传感器配置成生成信号，该信号和与ICE 110相关联的多个物理参数成比例。传感器包括但不限于，质量流量和温度传感器340、歧管压力和温度传感器350、燃烧压力传感器360、冷却剂和油的温度和液位传感器380、燃料轨道压力传感器400、凸轮位置传感器410、曲轴位置传感器420、排气压力传感器430、EGR温度传感器440，以及加速踏板位置传感器445。另外，ECU 450可产生输出信号到多个控制装置，该控制装置设置成控制ICE 110的操作，包括但不限于燃料喷射器160、节气门主体330、EGR阀320、VGT致动器290，以及凸轮相位器155。虚线用于指示ECU450与多个传感器和装置之间的通信，但为了清楚起见，省略了一些。
现在关注ECU 450，该装置可以包括数字中央处理单元(CPU)以及接口总线，数字中央处理单元(CPU)与存储器系统或数据载体460通信。CPU配置为执行作为程序而存储在存储器系统中的指令，并向接口总线发送信号和从接口总线接收信号。该存储器系统可以包括多个存储类型，包括光存储、磁存储、固态存储和其他非易失性存储器。接口总线可以配置为发送、接收、以及调制输送到/来自多个传感器和控制装置的模拟和/或数字信号。该程序可以体现在此公开的方法，允许CPU执行所述方法的步骤并控制ICE 110。
存储在存储器系统中的程序通过电缆或无线方式从外部传输。在汽车系统100之外，计算机程序产品通常是可见的，本领域中也称为计算机可读媒体或机器可读媒体，应理解为驻留在载体上的计算机程序代码，所述载体本质上是暂态的或非暂态的，从而使得计算机程序产品本质上能够看作是暂态的或非暂态的。
暂态计算机程序产品的实例是信号，例如诸如光信号的电磁信号，其为计算机程序代码的暂态载波。通过对数字数据进行例如QPSK的常规调制技术来调制信号，可以实现对计算机程序代码的携带，使得代表所述计算机程序代码的二进制数据被施加在该暂态电磁信号上。例如，当通过Wi-Fi连接以无线方式将计算机程序代码发送到笔记本电脑时，使用这样的信号。
在非暂态计算机程序产品的情况下，计算机程序代码包含在有形存储媒体中。存储媒体是上述的非暂态载体，使得计算机程序代码永久地或非永久地以可检索的方式存储在所述存储媒体中或所述存储媒体上。存储媒体可以是计算机技术中已知的传统类型，诸如闪存、Asic、CD等。
代替ECU 450，汽车系统100可以具有不同类型的处理器以提供电子逻辑，例如嵌入式控制器、机载计算机，或可部署在车辆中的任何处理模块。
图3用300示出了混合应用的双电源网，以改善eCAT 310的控制。双电源网300将eCAT 310连接到低电压网302和高电压网304。开关306打开和关闭，以根据控制eCAT 310的电力请求来使用低电压网302或高电压网304。
作为一个实例，高电压网304用于比低电压网302能够提供的更高的电力请求。低电压网302用于能够由低电压网302处理的电力请求。该双电源网300有助于减小对电网的影响，以及减小由于输送纹波转矩的纹波电流而对驾驶性能产生的影响。
图4用401描绘了混合应用的两个电压电平的使用。在该示例中，双电源网401可以具有低功率网和高功率网，低功率网例如来自12伏电池404，高功率网例如来自48伏电池402。在系统401中，两个电源402和404用于为电催化转换器供电，如412所示。双电源网401的操作使用两个电压电平来实现PWM(脉宽调制)，脉宽调制提高了eCAT的控制。在网内设置DC/DC转换器，如406所示。
开关408和开关409用于实现控制eCAT的高功率网或低功率网。更具体地，当第一开关408闭合时，低功率网用于eCAT控制。当第二开关409闭合时，使用高功率网。可操作开关408和开关409以提供图5中所示的控制。
图5用500描绘了操作方案，其中以设定间隔(例如每1000毫秒)执行任务，如502所示。在处理框504处提供电力请求。如果在决策分支506处确定电力请求不大于零，则将第一PWM值和第二PWM值设置为零，并在处理框504处继续处理。
如果在决策分支506处确定电力请求大于零，则决策分支510检查电力请求是否大于低电压网的功率电平。在此操作方案中，低电压的功率电平为12伏。因此，在该操作方案中，如果电力请求大于12伏网能够提供的，则将第一PWM值设为零，将第二PWM值设定为：
其中：
Preq是电力请求值；
R为电阻值；并且
VH是高功率电平网的电压值。
在此操作方案中，上述方程中VH的值为48伏。如果决策分支510确定电力请求不大于低电压网的功率电平，则将第二PWM值设为零，将第一PWM值设定为：
其中：
Preq是电力请求值；
R为电阻值；以及
VL是低功率电平网的电压值。
在此操作方案中，VH的值为12伏。对较低电压源的利用提供较低的功率，使PWM保持为接近100％。在处理框510之后，处理返回到处理框504以用于另一次迭代。
图5的双功率操作方案通过减小RMS(均方根)电流来减小对电网的影响，该电流可能由老化电池所引起，该双功率操作方案还减小传输纹波转矩中的纹波电流而对驾驶性能所产生的影响。
应当理解，可以使用多于两个的功率电平来控制eCAT。例如，如果可获得三种不同的功率电平，则可以使用不同的功率电平来更精细地调谐eCAT控制，以满足电力请求。在这种情况下，附加开关可用于控制第三功率电平。
虽然在前面的详细描述中已经提出了至少一个示例性实施例，应当理解，存在大量的变化。还应当理解，示例性实施例或(多个)示例性实施例仅仅是示例，不旨在以任何方式限制本发明的范围、适用性或配置。相反，上述详细描述将为本领域技术人员提供用于实现所述示例性实施例或(多个)示例性实施例的方便的路径图。应当理解，在不偏离所附权利要求及其法律等效物中所阐述的本发明的范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行多种改变。

Claims (10)

1.一种用于控制给车辆的电加热催化剂系统的电力的方法，包括：
接收电力请求，所述电力请求与所述电加热催化剂系统的操作相关；
基于所接收到的电力请求来确定使用高功率电压网还是低功率电压网；以及
使用所确定的高功率电压网或低功率电压网来控制所述电加热催化剂系统。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，双电源包括所述高功率电压网和所述低功率电压网。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述双电源包括开关，所述开关用于响应于所接收到的电力请求来控制使用所述高功率电压网还是所述低功率电压网。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，电力网有助于减小对电网的影响。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，电力网有助于减小由于纹波电流而对驾驶性能造成的影响。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，高电压网用于比低电压网能够提供的更大的电力请求。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，低电压网用于低电压网能够处理的电力请求。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，低电压网用于低电压网能够处理的电力请求。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，当使用高电压网时，将第一PWM值设置为零，将用于控制所述电加热催化剂系统的第二PWM值设置为：
当使用低电压网时，则将第二PWM值设置为零，并将第一PWM值设置为：
其中Preq是所请求的功率值的数值；R为电阻值；VL为低功率电平网的电压值，并且VH为高功率电平网的电压值。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，将第三功率电压网与所述高功率电压网和所述低功率电压网一起使用，用于控制所述电加热催化剂系统。
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