[發(fā)明專利]用于發(fā)動(dòng)機(jī)控制的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210428897.9
• 申請日: 2012-10-31
• 公開（公告）號(hào): CN103089471A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: D·R·馬丁;O·A·阿比哈那
• 申請（專利權(quán)）人: 福特環(huán)球技術(shù)公司
• 主分類號(hào): F02D43/00
• 分類號(hào): F02D43/00
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及用于控制車輛動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)以提供更精確的扭矩控制的系統(tǒng)和方法。

【背景技術(shù)】

車輛制造商一直在努力改善燃料經(jīng)濟(jì)性和減少排放同時(shí)滿足消費(fèi)者對性能和駕駛性的期望。越來越多的更加強(qiáng)大的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)控制計(jì)算機(jī)的可用性已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了車輛動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的更精確的控制以及可用能量的更有效的使用以驅(qū)動(dòng)車輛及相關(guān)附件。

對于包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)（單獨(dú)的或者與其它動(dòng)力源組合（比如在混合動(dòng)力車輛中））的車輛動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，希望有對于燃燒程序的精確控制以實(shí)現(xiàn)排放和燃料經(jīng)濟(jì)性的目標(biāo)。這樣，為了在變化的工況下維持穩(wěn)定的燃燒，需要對發(fā)動(dòng)機(jī)空氣和燃料供給的精確控制。例如，可在低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的車輛中通過閉環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制執(zhí)行空氣和火花調(diào)節(jié)以維持穩(wěn)定燃燒。這樣，可根據(jù)氣流或?qū)?yīng)的扭矩極限定義燃燒穩(wěn)定性極限。從而，可設(shè)置最小的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩以確保穩(wěn)定燃燒。盡管會(huì)存在由于節(jié)氣門位置、發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦損失、燃料改變、發(fā)動(dòng)機(jī)部件的壽命和磨損、環(huán)境工況等的變化性，這些極限幫助確保車輛不會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)在不穩(wěn)定的燃燒區(qū)間。

多種基于閉環(huán)或反饋控制的方法可用于降低車輛尾氣排放并改善燃料經(jīng)濟(jì)性。美國專利7275518顯示了一種使用閉環(huán)扭矩的示例方法。其中，使用基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的扭矩偏差計(jì)算來調(diào)節(jié)扭矩差異，同時(shí)還通過最大可用發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩參數(shù)和最小可用發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩參數(shù)來限制扭矩差異。因此，在變化的工況下可以更接近于最小扭矩運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)。

【發(fā)明內(nèi)容】

然而，發(fā)明人在此已經(jīng)意識(shí)到這類方法的潛在問題。在一個(gè)示例中，當(dāng)請求的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩低于燃燒穩(wěn)定性需要的最小扭矩時(shí)可能不會(huì)提供扭矩的反饋控制。具體地，由于將扭矩穩(wěn)定（clip）在最小扭矩，在一些狀況下可能提供了比需要的更多或更少的扭矩。所以，可能在那些狀況期間浪費(fèi)了燃料。此外，該最小扭矩包括顯著的火花延遲，因此降低了燃料經(jīng)濟(jì)性。

通過一種控制車輛扭矩的方法可至少部分地解決上述問題，該方法包括在非怠速發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒運(yùn)轉(zhuǎn)期間，當(dāng)為了燃燒穩(wěn)定性以最小空氣充氣運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)將空氣調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)變?yōu)榛鸹ㄕ{(diào)節(jié)以將實(shí)際的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩保持在期望的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。這樣，即使當(dāng)車輛處于或低于最小負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可精確提供期望的扭矩。

在一個(gè)示例中，在松加速器踏板事件(tip-out)期間，可根據(jù)期望的扭矩減小模型（profile）減小扭矩。其中，當(dāng)扭矩高于最小扭矩時(shí)（即確保穩(wěn)定燃燒需要的最小發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩），至少使用氣流控制可實(shí)現(xiàn)扭矩控制。例如，可以減少氣流同時(shí)保持一定量的火花延遲。那么，當(dāng)扭矩低于最小扭矩時(shí)，使用火花控制實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的扭矩控制。例如，可從最大扭矩最小點(diǎn)火提前角（MBT）延遲火花同時(shí)維持氣流處于最小空氣充氣水平。

單獨(dú)或結(jié)合附圖閱讀下面的具體實(shí)施方式，本發(fā)明的上述優(yōu)點(diǎn)和其它優(yōu)點(diǎn)以及特征將變得顯而易見。

應(yīng)理解，提供上述概要用于以簡化形式引入一系列原理，其將在具體實(shí)施方式中進(jìn)一步進(jìn)行描述。這并不意味著識(shí)別所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或?qū)嵸|(zhì)特征，所要求保護(hù)的主題的范圍唯一地由權(quán)利要求書確定。此外，所要求保護(hù)的主題并不局限于解決上文或本說明書中任意部分所提到的缺點(diǎn)的實(shí)施方式。

【附圖說明】

圖1顯示了混合動(dòng)力電動(dòng)車輛（HEV）系統(tǒng)中的示例動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)；

圖2顯示了說明控制圖1中的車輛動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法的運(yùn)轉(zhuǎn)的控制器框圖；

圖3-4顯示了用于在氣流調(diào)節(jié)和火花調(diào)節(jié)之間轉(zhuǎn)變的示例流程圖以在處于或低于燃燒穩(wěn)定性需要的最小空氣充氣運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)提供扭矩控制；

圖5顯示了當(dāng)?shù)陀谟糜谌紵€(wěn)定性的最小空氣充氣運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)從基于氣流的扭矩控制到基于火花的扭矩控制的示例轉(zhuǎn)變。

【具體實(shí)施方式】

本發(fā)明提供一種調(diào)節(jié)車輛動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)（比如圖1中的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)）的方法和系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)如圖2所示的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的閉環(huán)控制。特別地，在非怠速發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒狀況期間并且響應(yīng)于松開加速器踏板，當(dāng)處于或低于用于燃燒穩(wěn)定性的最小空氣充氣運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，控制器可從閉環(huán)空氣調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)變?yōu)殚]環(huán)火花調(diào)節(jié)以將實(shí)際的扭矩保持在期望的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。控制器可配置用于執(zhí)行程序（比如圖3-4中的示例程序）以轉(zhuǎn)變調(diào)節(jié)并保持期望的扭矩。參考圖5說明了當(dāng)處于或低于最小扭矩負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)用于減小扭矩誤差的示例調(diào)節(jié)。