[發明專利]用于發動機控制的方法和系統

有效

• 申請號: 201210428897.9
• 申請日: 2012-10-31
• 公開（公告）號: CN103089471A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: D·R·馬丁;O·A·阿比哈那
• 申請（專利權）人: 福特環球技術公司
• 主分類號: F02D43/00
• 分類號: F02D43/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

【技術領域】

本發明涉及用于控制車輛動力傳動系統以提供更精確的扭矩控制的系統和方法。

【背景技術】

車輛制造商一直在努力改善燃料經濟性和減少排放同時滿足消費者對性能和駕駛性的期望。越來越多的更加強大的動力傳動系統控制計算機的可用性已經實現了車輛動力傳動系統的更精確的控制以及可用能量的更有效的使用以驅動車輛及相關附件。

對于包括內燃發動機（單獨的或者與其它動力源組合（比如在混合動力車輛中））的車輛動力傳動系統，希望有對于燃燒程序的精確控制以實現排放和燃料經濟性的目標。這樣，為了在變化的工況下維持穩定的燃燒，需要對發動機空氣和燃料供給的精確控制。例如，可在低負荷運轉的車輛中通過閉環發動機轉速控制執行空氣和火花調節以維持穩定燃燒。這樣，可根據氣流或對應的扭矩極限定義燃燒穩定性極限。從而，可設置最小的發動機扭矩以確保穩定燃燒。盡管會存在由于節氣門位置、發動機摩擦損失、燃料改變、發動機部件的壽命和磨損、環境工況等的變化性，這些極限幫助確保車輛不會運轉在不穩定的燃燒區間。

多種基于閉環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濟性。美國專利7275518顯示了一種使用閉環扭矩的示例方法。其中，使用基于發動機轉速的扭矩偏差計算來調節扭矩差異，同時還通過最大可用發動機扭矩參數和最小可用發動機扭矩參數來限制扭矩差異。因此，在變化的工況下可以更接近于最小扭矩運轉發動機。

【發明內容】

然而，發明人在此已經意識到這類方法的潛在問題。在一個示例中，當請求的發動機扭矩低于燃燒穩定性需要的最小扭矩時可能不會提供扭矩的反饋控制。具體地，由于將扭矩穩定（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，因此降低了燃料經濟性。

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動機燃燒運轉期間，當為了燃燒穩定性以最小空氣充氣運轉時將空氣調節轉變為火花調節以將實際的發動機扭矩保持在期望的發動機扭矩。這樣，即使當車輛處于或低于最小負載運轉時可精確提供期望的扭矩。

在一個示例中，在松加速器踏板事件(tip-out)期間，可根據期望的扭矩減小模型（profile）減小扭矩。其中，當扭矩高于最小扭矩時（即確保穩定燃燒需要的最小發動機扭矩），至少使用氣流控制可實現扭矩控制。例如，可以減少氣流同時保持一定量的火花延遲。那么，當扭矩低于最小扭矩時，使用火花控制實現進一步的扭矩控制。例如，可從最大扭矩最小點火提前角（MBT）延遲火花同時維持氣流處于最小空氣充氣水平。

單獨或結合附圖閱讀下面的具體實施方式，本發明的上述優點和其它優點以及特征將變得顯而易見。

應理解，提供上述概要用于以簡化形式引入一系列原理，其將在具體實施方式中進一步進行描述。這并不意味著識別所要求保護的主題的關鍵或實質特征，所要求保護的主題的范圍唯一地由權利要求書確定。此外，所要求保護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的實施方式。

【附圖說明】

圖1顯示了混合動力電動車輛（HEV）系統中的示例動力傳動系統；

圖2顯示了說明控制圖1中的車輛動力傳動系統的系統和方法的運轉的控制器框圖；

圖3-4顯示了用于在氣流調節和火花調節之間轉變的示例流程圖以在處于或低于燃燒穩定性需要的最小空氣充氣運轉時提供扭矩控制；

圖5顯示了當低于用于燃燒穩定性的最小空氣充氣運轉時從基于氣流的扭矩控制到基于火花的扭矩控制的示例轉變。

【具體實施方式】

本發明提供一種調節車輛動力傳動系統（比如圖1中的動力傳動系統）的方法和系統以實現如圖2所示的發動機扭矩的閉環控制。特別地，在非怠速發動機燃燒狀況期間并且響應于松開加速器踏板，當處于或低于用于燃燒穩定性的最小空氣充氣運轉時，控制器可從閉環空氣調節轉變為閉環火花調節以將實際的扭矩保持在期望的發動機扭矩。控制器可配置用于執行程序（比如圖3-4中的示例程序）以轉變調節并保持期望的扭矩。參考圖5說明了當處于或低于最小扭矩負載運轉時用于減小扭矩誤差的示例調節。