[發明專利]避免煙度過高的混合動力型柴油-電動動力總成及方法

有效

• 申請號: 201310220514.3
• 申請日: 2013-06-05
• 公開（公告）號: CN103465900A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: C.E.惠特尼;L.斯卡沃尼;A.H.希普
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: B60W10/06
• 分類號: B60W10/06;B60W10/08;B60W20/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 葛青

技術領域

本發明涉及混合動力型柴油動力總成控制。

背景技術

機動車輛包括動力總成，其運行以推進車輛和為車載電子產品供能。動力總成或傳動總成通常包括發動機，所述發動機通過多速動力變速器驅動最終的傳動系統。很多車輛通過往復活塞類型的內燃發動機（ICE）驅動。內燃發動機通過與空氣混合的燃料的燃燒將存儲在燃料（汽油、柴油、生物燃料、天然氣或其他燃料）中的化學能轉化為動能。

混合動力型車輛利用多個可替換動力源推進車輛，將對提供動力的發動機的依賴最小化。混合動力型電動車輛（HEV）例如，包括電能和化學能，并將其轉化為機械動力以推進車輛和為車輛系統供能。HEV一般采用一個或多個電機（馬達/發電機），其單獨運行或與內燃發動機協作以推進車輛。電機將動能轉化為電能，所述電能存儲在能量存儲裝置中。來自能量存儲裝置的電能還可以被轉換回動能，用于車輛的推進。

在柴油發動機中，過多的燃料混合物可導致產生基于碳的煙氣。煙氣產生常常限定扭矩載荷限值（即煙度，smoke?limit），高于該扭矩載荷極限則燃料不能被完全燃燒。盡管通過超出該煙度（由于其相當低的化學當量比）可以獲得更多的附加發動機扭矩，但是最終的燃燒效率非常低，且任何額外的動力都以降低的燃燒效率、高燃料消耗和排煙為代價。

發明內容

混合動力型柴油電動動力總成包括與電機功率流連通的柴油發動機，和控制器。柴油發動機和電機每一個配置為響應于所提供的扭矩命令而產生各自的扭矩。控制器與電機、柴油發動機和加速踏板通訊，并配置為接收來自加速踏板的駕駛員扭矩請求。控制器可進一步配置為平滑駕駛員扭矩請求，以從信號中消除任何高頻率的噪音。控制器可包括與電機通訊的混合動力控制模塊和與柴油發動機通訊的發動機控制模塊。

響應于駕駛員扭矩請求，控制器可配置為命令柴油發動機產生小于煙度扭矩的輸出扭矩，并命令電機產生等于駕駛員扭矩請求與柴油發動機輸出扭矩之間差值的輸出扭矩。煙度扭矩可以是到柴油發動機的可用空氣流的函數。

控制器可進一步配置為優化柴油發動機和電機的被命令扭矩，使得當電機的被命令扭矩小于最大扭矩限值時，柴油發動機的被命令扭矩小于效率限值扭矩。如可理解的，效率限值扭矩比煙度扭矩小預定量。如果電機的被命令扭矩等于針對電機的最大扭矩限值，則控制器命令柴油發動機的扭矩輸出大于效率限值扭矩，但是仍小于煙度扭矩。

類似地，一種控制具有與柴油發動機功率流連通的電機的車輛動力總成的方法，包括：接收駕駛員扭矩請求；平滑所述駕駛員扭矩請求；命令柴油發動機產生小于煙度扭矩的輸出扭矩；和命令電機產生等于平滑后的駕駛員扭矩請求與柴油發動機輸出扭矩之間差值的輸出扭矩。

本發明的上述特征和優勢及其他特征和優勢將從用于實施本發明的最佳模式的以下詳細描述連同附圖時顯而易見。

附圖說明

圖1是與發動機控制模塊、變速器控制模塊和混合動力控制模塊通訊的混合動力型柴油-電動動力總成的示意圖；

圖2A是作為時間的函數的駕駛員加速請求的示意圖；

圖2B是作為時間的函數的希望的動力總成扭矩和柴油發動機輸出扭矩的示意圖；

圖2C是作為時間的函數的被命令的電機輸出扭矩的示意圖。

具體實施方式

參考附圖，其中相同的附圖標記在幾幅圖中用于標識相似或相同的構件，圖1示意性示出了用于混合動力型柴油-電動車輛的混合動力總成10。混合動力總成10包括內燃發動機12，該內燃發動機與電動牽引馬達14（電機14）機械連通。內燃發動機12可一般地由發動機控制模塊16（ECM16）控制，而電機14可一般地由混合動力控制模塊18（HCM18）控制。ECM16和HCM18可以被實施為一個或多個數字計算機或數據處理裝置，其具有一個或多個微控制器或中央處理器（CPU）、只讀存儲器（ROM）、隨機訪問存儲器（RAM）、電可擦可編程只讀存儲器（EEPROM）、高速時鐘、模擬-數字（A/D）電路、數字-模擬（D/A）電路、輸入/輸出（I/O）電路和/或信號調節和緩沖電子設備。每個模塊16、18可被配置為自動地執行一個或多個控制/處理程序，所述程序可實施為與模塊16、18相關聯的軟件或固件。