平滑输出转矩的方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201010565445.6

申请日:

2010.11.30

公开号:

CN102079305A

公开日:

2011.06.01

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):B60W 10/06申请日:20101130|||公开

IPC分类号:

B60W10/06; B60W10/08; B60W20/00; F02D17/02; F02D43/00; F02D29/02

主分类号:

B60W10/06

申请人:

通用汽车环球科技运作公司

发明人:

A·J·黑泽; C·E·惠特尼; J·L·拉蒂; L·王; G·塔麦

地址:

美国密执安州

优先权:

2009.11.30 US 12/627184

专利代理机构:

中国专利代理(香港)有限公司 72001

代理人:

代易宁;杨楷

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内容摘要

本发明涉及平滑输出转矩的方法。一种用于混合动力系的输出转矩平滑方法,混合动力系具有电机和带第一气缸与第二气缸的火花点火发动机,该方法包括发出燃料切断转变的指令,燃料切断转变包括接连地发起和完成第一气缸的停用和发起和完成第二气缸的停用,燃料切断转变特征在于没有延迟对第一气缸和第二气缸的点火。将燃料供应到第一气缸直到第一气缸完成停用为止和将燃料供应到第二气缸直到第二气缸完成停用为止。电机通过发电从第一气缸捕获第一转矩直到第一气缸完成停用为止,并通过发电从第二气缸捕获第二转矩直到第二气缸完成停用为止。

权利要求书

1: 一种用于混合动力系的输出转矩平滑的方法, 所述混合动力系具有电机和具有第一 气缸与第二气缸的火花点火发动机, 该方法包括 : 发出燃料切断转变的指令, 所述燃料切断转变包括接连地发起和完成所述第一气缸的 停用和发起和完成所述第二气缸的停用, 其中所述燃料切断转变特征在于没有延迟对所述 第一气缸和第二气缸的点火 ; 将燃料供应到所述第一气缸直到所述第一气缸完成停用为止 ; 将燃料供应到所述第二气缸直到所述第二气缸完成停用为止 ; 通过利用所述电机发电而从所述第一气缸捕获第一转矩直到所述第一气缸完成停用 为止 ; 和 通过利用所述电机发电而从所述第二气缸捕获第二转矩直到所述第二气缸完成停用 为止。
2: 如权利要求 1 所述的方法, 还包括在所述燃料切断转变期间保持最佳点火提前正 时, 其中由于所述最佳点火提前正时而燃烧被供应到所述第一气缸的所述燃料, 出现所述 捕获的第一转矩, 和由于所述最佳点火提前正时而燃烧被供应到所述第二气缸的所述燃 料, 出现所述捕获的第二转矩。
3: 如权利要求 2 所述的方法, 其中所述火花点火发动机还包括第三气缸和第四气缸, 并且进一步包括 : 其中所述燃料切断转变还包括接连地发起和完成所述第三气缸的停用和然后发起和 完成所述第四气缸的停用, 和所述燃料切断转变特征在于没有延迟对所述第三气缸和第四 气缸的点火 ; 将燃料供应到所述第三气缸直到所述第三气缸完成停用为止 ; 将燃料供应到所述第四气缸直到所述第四气缸完成停用为止 ; 通过利用所述电机发电从所述第三气缸捕获第三转矩直到所述第三气缸完成停用为 止; 和 通过利用所述电机发电从所述第四气缸捕获第四转矩直到所述第四气缸完成停用为 止。
4: 如权利要求 3 所述的方法, 其中保持最佳点火提前正时包括在所述燃料切断转变期 间保持所述第一、 第二、 第三和第四气缸的最大转矩输出。
5: 如权利要求 4 所述的方法, 还包括在整个燃料切断转变期间保持基本上平滑的转矩 输出, 以使得在所述燃料切断转变期间混合变速器的输出转矩分布图特征在于没有拐点。
6: 如权利要求 5 所述的方法, 还包括 : 发出燃料再供给转变的指令, 其中所述燃料再供给转变包括接连地发起和完成所述第 一气缸的再启用, 然后发起和完成所述第二气缸的再启用, 和所述燃料切断转变特征在于 没有延迟对所述第一气缸和第二气缸的点火 ; 一旦所述第一气缸发起再启用, 就将燃料供应到所述第一气缸 ; 一旦所述第二气缸发起再启用, 就将燃料供应到所述第二气缸 ; 在再启用所述第一气缸期间通过利用所述电机发电而从所述第一气缸捕获第五转矩 ; 和 在所述第二气缸的再启用期间通过利用所述电机发电而从所述第二气缸捕获第六转 2 矩。
7: 如权利要求 6 所述的方法, 其中所述火花点火发动机还包括第五气缸和第六气缸 : 在所述燃料切断转变期间将燃料供应给所述第五和第六气缸, 其中所述第五和第六气 缸在所述燃料切断转变期间保持完全启用 ; 和 在所述燃料再供给转变期间将燃料供应到所述第五和第六气缸, 其中所述第五和第六 气缸在所述燃料再供给转变期间保持完全启用。
8: 一种用于混合动力系的输出转矩平滑的方法, 所述混合动力系具有电机和带有第一 气缸与第二气缸的火花点火发动机, 其中所述火花点火发动机能在最佳点火提前和目标点 火提前的情况下运行, 所述目标点火提前构造成由于点火延迟而产生平滑的输出转矩, 该 方法包括 : 发出燃料切断转变的指令, 所述燃料切断转变包括接连地发起和完成所述第一气缸的 停用和发起和完成所述第二气缸的停用 ; 将燃料供应到所述第一气缸直到所述第一气缸完成停用为止, 和将燃料供应到所述第 二气缸直到所述第二气缸完成停用为止 ; 将所述第一和第二气缸的火花点火定时到混合点火提前, 其中所述混合点火提前在所 述最佳点火提前和所述目标点火提前之间 ; 通过利用所述电机发电从所述第一气缸捕获第一过剩转矩直到所述第一气缸完成停 用为止, 其中所述第一过剩转矩等于由所述混合点火提前引起的所述第一气缸的转矩和由 所述目标点火提前引起的所述第一气缸的转矩之间的差 ; 和 通过利用所述电机发电从所述第二气缸捕获第二过剩转矩直到所述第二气缸完成停 用为止, 其中所述第二过剩转矩等于由所述混合点火提前引起的所述第二气缸的转矩和由 所述目标点火提前引起的所述第二气缸的转矩之间的差。
9: 如权利要求 8 所述的方法, 其中所述火花点火发动机还包括第三气缸和第四气缸, 所述燃料切断转变还包括接连地发起和完成所述第三气缸的停用和然后发起和完成所述 第四气缸的停用, 方法进一步包括 : 将燃料供应到所述第三气缸直到所述第三气缸完成停用为止, 和将燃料供应到所述第 四气缸直到所述第四气缸完成停用为止 ; 将所述第三和第四气缸的火花点火定时到所述混合点火提前 ; 通过利用所述电机发电从所述第三气缸捕获第三过剩转矩直到所述第三气缸完成停 用为止, 其中所述第三过剩转矩等于由所述混合点火提前引起的所述第三气缸的转矩和由 所述目标点火提前引起的所述第三气缸转矩之间的差 ; 和 通过利用所述电机发电从所述第四气缸捕获第四过剩转矩直到所述第四气缸完成停 用为止, 其中所述第四过剩转矩等于由所述混合点火提前引起的所述第四气缸的转矩和由 所述目标点火提前引起的所述第四气缸转矩之间的差。
10: 如权利要求 9 所述的方法, 还包括在整个燃料切断转变期间保持基本上平滑的转 矩输出, 以使得在所述燃料切断转变期间混合变速器的输出转矩分布图特征在于没有拐 点。

说明书


平滑输出转矩的方法

    【技术领域】
     本发明涉及混合动力系的输出转矩的控制。背景技术 某些内燃机包括在低负载情况下停用气缸的发动机控制系统, 这可以被称为可变 排量。例如, 可以使用仅仅四个气缸来运行八气缸发动机。在某些运行条件期间, 如果能靠 少于全部气缸使发动机运行, 则能使燃料效率增加。
     混合动力系可以包括发动机、 电动机和发电机。发动机有时候可以停机并通过电 动机或发电机提供牵引力。
     发明内容
     提供了一种使混合动力系的输出转矩平滑的方法。 动力系包括电机和具有第一气 缸与第二气缸的火花点火发动机。该方法包括指令燃料切断转变, 其包括接连地发起和完 成第一气缸的停用和发起和完成第二气缸的停用。 燃料切断转变特征在于没有延迟对第一 气缸和第二气缸的点火。 燃料供应到第一气缸直到第一气缸完成停用为止, 并被供应到第二气缸直到第二 气缸完成停用为止。电机通过发电从第一气缸捕获第一转矩直到第一气缸完成停用为止, 并通过发电从第二气缸捕获第二转矩直到第二气缸完成停用为止。
     方法可以包括在整个燃料切断转变期间保持基本上平滑的转矩输出, 以使得在燃 料切断转变期间混合变速器的输出转矩分布图的特征在于没有拐点。 方法还可以包括将第 一和第二气缸的火花点火定时到混合点火提前, 其中混合点火提前在最佳点火提前和目标 点火提前之间。 目标点火提前是用于单独通过点火延迟来延迟点火以产生平滑的输出转矩 的正时。然后, 电机通过发电从第一和第二气缸捕获第一和第二过剩转矩直到气缸完成停 用为止。 过剩转矩等于由混合点火提前引起的气缸转矩和由目标点火提前引起的气缸转矩 之间的差。
     从下面结合附图对实现本发明的最佳方式和其他实施例的详细描述, 容易懂得本 发明上面的特征和优点以及其他特征和优点。
     附图说明
     图 1 是动力系的示意图。 图 2 是在利用点火延迟的四个气缸中的燃料切断转变的示意性曲线图。 图 3 是在利用完全的输出转矩捕获的四个气缸中的燃料切断转变的示意性曲线图。 图 4 是混合的、 或效率比的燃料切断转变的示意性曲线图。具体实施方式
     参考附图, 其中在全部几副图中相同的附图标记对应相同或相似的部件, 在图 1中示出了混合动力系 100 的示意性零件图。图 1 中所示的混合动力系 100 只打算作为本发 明可以并入其中的说明性应用。 所要求保护的发明不局限于图中所示的特定布置。 此外, 如 本领域普通技术人员将认识到的, 在此举例说明的混合动力系 100 已经被极大地简化了。
     虽然结合汽车应用详细描述了本发明, 但本领域技术人员将认识到本发明更广泛 的适用性。本领域普通技术人员将认识到, 术语如 “在……之上” 、 “在……之下” 、 “向上” 、 “向下” 等等是用来描述图的, 不代表对本发明范围的限制, 本发明的范围由所附的权利要 求限定。
     混合动力系 100 包括火花点火发动机 110 和电机 112, 如电动机 / 发电机, 独立的 电动机和发电机, 或能用发动机 110 供应的动力来发电或用通过再生制动捕获的混合动力 系 100 的动能来发电的其它装置。
     发动机 110 可容易地适合于在运转速度的范围将其可用功率提供给变速器 (未示 出) 。 电机 112 与电池 114 电连通, 电池 114 构造成充当能量存储装置并且可以是化学电池。 另外的电机 112 可以并入到动力系 100 中。
     当充当发电机时, 电机 112 提供可以存储在电池 114 中的电力。当充当电动机时, 电机 112 可以取出存储在电池 114 内的能量。逆变器 (未示出) 可以电连接到电机 112 和电 池 114 并允许直流电 (DC) 和交流电 (AC) 之间的转换。
     动力系 100 的发动机 110 包括多个气缸 116。虽然所示的发动机 110 具有八个气 缸 116, 但所要求保护的发明可以使用更多或更少的气缸 116, 并且不局限于气缸 116 的任 何特定构造 (V- 形的、 直列式的等等) 。
     通过燃料喷射模块 118 给气缸 116 供应用于燃烧的燃料, 并且气缸 116 内的燃烧 由点火正时模块 120 控制。燃料喷射模块 118 和点火正时模块 120 与全部气缸 116 通信并 且可以构造成独立地改变单独的气缸 116 或气缸 116 组的燃烧特性。
     在图 1 所示的动力系 100 中, 动力通过第一和第二皮带轮 122、 124 在发动机 110 和电机 112 之间传输, 第一和第二皮带轮 122、 124 通过皮带 126 连接。可以使用其它机械 装置在发动机 110 和电机 112 之间传输动力。例如, 并非限制地, 发动机 110 和电机 112 可 以通过齿轮、 链条和链轮传动地连接, 或者通过轴或套轴直接连接。此外, 可以将一个或多 个电机并入变速器以使得输出轴 128 连接发动机 110 和电机 112 而不使用第一和第二皮带 轮 122、 124。
     控制器 132 通过控制电路 134 与动力系 100 的剩余部分电通信。控制器 132 构造 成管理电池 114 和电机 112 之间的电力交换。此外, 控制器 132 管理燃料喷射模块 118 和 点火正时模块 120, 由此控制每个气缸 116 中的燃烧。
     现在参考图 2 和 3, 并继续参考图 1, 其中示出了在高度简化的燃料切断转变过程 中动力系 100 的操作特性的示意图。 图 2 表示第一燃料切断转变 200, 其利用点火延迟来使 发动机 110 的输出转矩平滑, 图 3 表示第二燃料切断转变 300, 其利用输出转矩捕获来以更 有效的方式使输出转矩平滑。
     可以将动力系 100 构造成允许发动机 110 的一些或所有气缸 116 停用。例如, 在 具有共计四个气缸 116 的发动机 110 的动力系 100 中, 当所需的动力系 100 输出转矩可以 为低时, 在电机 112 给车轮提供牵引转矩时的混合操作过程中或在车辆惯性滑行过程中, 所有四个气缸 116 都可以停用。作为另一个例子, 在图 1 所示的八气缸发动机 110 中, 其中的四个气缸 116 可以停用, 发动机 110 仅使用四个气缸 116 运行。另外, 可以将动力系 100 构造成允许发动机 110 在车辆暂时停止时完全关掉, 例如在交通信号灯处或停停走走的交 通中。
     为了使气缸 116 在启用和停用模式之间平滑地转变, 可以将动力系 100 构造成在 扰动最小的情况下产生输出转矩。在转矩扰动较少的情况下, 转变对于驾驶员而言将较不 明显。 定量测量转矩扰动的一种方式是针对拐点——曲线上曲率从凸至凹改变的点或曲线 上曲率从凹至凸改变的点——或突然的 (高比率) 改变, 包括九十度的改变, 分析动力系 100 的输出转矩或输出转速的曲线图或分布图。
     然而, 发动机 110 不能瞬间地启用或停用气缸 116。例如, 在发起单个气缸 116 的 停用和完成停用之间可能有 1 - 3 圈曲轴旋转的延迟。在延迟期间, 燃料仍然供应到气缸 116。如果该燃料燃烧, 它会产生气缸 116 的转矩, 且在控制器 132 指令切断该气缸 116 的 燃料之后, 燃料可能继续被供应一个短的时间段。
     用于使输出转矩平滑的一种机理是利用点火延迟操作调节点火正时。通过推迟 (延迟) 火花使其出现得比最佳正时晚, 最大气缸压力将出现在活塞已经沿着气缸 116 移动 得太远之后。点火延迟导致来自燃烧的燃料的功率和转矩损失。发动机 110 具有最佳点火 提前正时和最小点火提前正时, 对于最佳点火提前正时, 每个气缸 116 产生其最佳 (最大) 量 的转矩, 对于最小点火提前正时, 每个气缸 116 产生最小量的转矩, 同时仍然允许气缸 116 接收燃料。在每个气缸 116 完全停用之后, 控制器 132 不再给该气缸 116 点火, 并且最小点 火提前正时为零 (或没有) 。 点火延迟可以利用目标点火正时, 其被定时在最佳和最小点火正时之间的某处并 且可以将正时完全移动到最小水平。目标点火正时构造成当每个气缸 116 发起和完成停用 时, 在第一燃料切断转变 200 期间通过点火延迟产生平滑的输出转矩。
     图 2 表示在包括四个气缸 116 的停用的第一燃料切断转变 200 期间点火延迟的高 度简化的应用。曲线图 201 表示当控制器 132 接连地停用四个气缸 116 时, 气缸 116 的燃 料供给时间表。
     曲线图 201 示出了被停用的第一气缸 116, 其停用在线 210 处开始并在线 212 处完 成。 可以通过来自控制器 132 的开始第一燃料切断转变 200 的指令来停用第一气缸 116, 控 制器 132 向单个气缸 116 供应燃料直到该气缸的停用完成为止。当该单个气缸 116 不再通 过燃料的燃烧产生输出转矩时, 每个气缸 116 的停用完成。
     然后第二、 第三和第四气缸 116 接连停用。线 214 表示第四个且是最后一个停用 气缸 116 的大概完成时间。曲线图 201 表示每个气缸 116 在近似相同的时间量中发起和完 成停用。然而, 气缸 116 的时间安排不必是间隔均匀的, 以使得例如后两个气缸 116 可以保 持启用的时间比前两个气缸 116 长。注意, 所示的四个气缸 116 可以是八气缸发动机 110 的一部分 (从八气缸操作变成四气缸操作) 或四气缸发动机 110 中的全部气缸 116。
     曲线图 202 示出了发动机 110 的输出转矩和电机 112 的输出转矩, 电机的输出转 矩可以是产生用于存储在电池 114 中的电能而导致的负转矩。曲线图 202 还示出了净输出 转矩, 其在本例子中是不变的。净输出转矩可以是零, 以使得发动机 110 产生的任何正转矩 被来自电机 112 的负转矩抵消。
     在第一燃料切断转变 200 期间, 由于在燃料停止输送的情况下的摩擦和泵送损
     失, 特别是在所有气缸 116 停用的场合, 发动机 110 的输出转矩 (例如, 制动转矩) 可以减小 成负输出转矩。图 2 中所示的示例性的第一燃料切断转变 200 构造成保持动力系 100 的净 输出转矩不变, 但可以相似地构造成平滑地保持增加的、 减小的或其他非零的净输出转矩 水平。
     曲线图 203 表示气缸 116 的火花点火正时, 其从最佳点火正时变成最小点火正时。 当在线 210 发起第一气缸 116 的停用时, 控制器 132 开始延迟气缸 116 的点火正时。线 210 和 214 之间的曲线图 203 路径是目标点火正时, 目标点火正时总是小于最佳点火正时但大 于或等于最小正时, 并且最终 (当所有气缸 116 停用时) 达到最小正时。
     曲线图 203 中所示的点火正时是平均或总正时, 当单个气缸 116 的目标点火正时 从最佳点火正时移到最小点火正时时得到该平均或总正时, 所以在线 210 和 212 之间, 第一 气缸 116 的有效点火正时从最佳向最小减小。通过在气缸停用期间延迟点火正时, 发动机 110 产生的转矩减小, 如曲线图 202 中所示, 这是因为正时不再是最佳的。
     在第一燃料切断转变 200 期间, 当在目标点火正时操作时, 当随着曲线图 202 从线 210 移动至线 212 及更远, 第一气缸 116 发起停用然后完成停用, 且第二气缸 116 发起停用 时, 发动机 110 能够产生平滑的输出转矩。然而, 目标点火正时使发动机 110 以比最佳点 火提前更低效的方式燃烧燃料, 因此通过有目的地以较低效的比率产生转矩而获得曲线图 202 中所示的平滑输出转矩。 此外, 如果电机 112 操作将净转矩保持在恒定值, 则为了抵消来自发动机 110 的转 矩的损失, 电机 112 需要通过从电池 114 获取电力来增加其转矩输出 (或者通过不给电池 114 充电而降低通过发电产生的能量大小) 。因此, 图 2 中所示的点火延迟在发动机 110 中 较低效地使用燃料, 并且还增加了电机 112 使用的能量的相对量。
     图 3 表示在第二燃料切断转变 300 期间输出转矩捕获的高度简化的应用, 其也包 括四个气缸 116 的停用。曲线图 301 表示当控制器 132 接连停用四个气缸 116 时, 气缸 116 的燃料供给时间表。曲线图 201 和 301 中所示的燃料供给时间表是相同的。因此, 由发动 机 110 使用的燃料量对于燃料切断转变 200 或 300 是相同的。
     图 301 表示响应于控制器 132 发出第二燃料切断转变 300 的指令而被停用的第一 气缸 116, 其停用在线 310 处开始并且在线 312 处完成。曲线图 301 中的每个台阶代表一个 气缸 116 的停用的完成, 因为燃料不再供应给所述气缸 116。 线 314 表示第四个且是最后一 个停用气缸 116 的大概完成时间。曲线图 301 中的台阶还可以代表由于在停用的单个气缸 116 的膨胀冲程中没有燃烧而实际发生的来自发动机 110 的转矩变化。转矩变化的出现可 能伴随微小的时间延迟, 所述微小的时间延迟发生在燃料被供给 (或切断) 时和气缸 116 的 做功 / 膨胀冲程出现时之间。点火一般被定时成与做功 / 膨胀冲程同时发生。
     图 302 示出了发动机 110 的正输出转矩和电机 112 的输出转矩, 电机的输出转矩 可以是产生用于存储在电池 114 中的电能而导致的负转矩。曲线图 302 还示出了净输出转 矩, 该转矩仍是恒定的。净输出转矩可以为零, 以使得发动机 110 产生的任何正转矩被来自 电机 112 的负转矩抵消。图 3 中所示的示例性第二燃料切断转变 300 再次被构造成保持动 力系 100 的净输出转矩不变, 但可以相似地构造成平滑地保持增加的、 减小的或其他非零 的净输出转矩水平。
     曲线图 303 表示气缸 116 的点火正时, 其从最佳点火正时变成最小点火正时。然
     而, 与图 2 的曲线图 203 中所示的点火正时不同, 在该第二燃料切断转变 300 中没有利用点 火延迟。因而, 控制器 132 和发动机 110 保持最佳点火正时直到第二燃料切断转变 300 完 成且全部四个气缸 116 都被停用并不再被供以燃料为止。
     当在线 310 处发起第一气缸 116 的停用时, 控制器 132 对气缸 116 保持最佳点火 正时。如曲线图 302 中所示, 这导致发动机 110 产生的台阶状转矩。该台阶状转矩将导致 结合有动力系 100 的车辆的驾驶员可以感觉到的震动或不稳行驶。为了保持平滑的净输出 转矩, 如曲线图 302 中所示, 控制器 132 和电机 112 如此构造以使得电机 112 在发起和完成 每个相应气缸 116 的停用之间从单个气缸 116 捕获过剩转矩。
     在控制器 132 发出第二燃料切断转变 300 的指令之后, 第一气缸 116 的停用在线 310 处发起并在线 312 处完成。如果第一气缸 116 被供以燃料且保持最佳点火正时, 则控 制器 132 估计在线 310 和 312(发起和完成停用) 之间通过第一气缸 116 产生的转矩的量。 控制器 132 还控制电机 112 通过产生负转矩来发电, 该负转矩近似等于在停用过程中第一 气缸 116 的转矩估计量。
     将曲线图 202 与曲线图 302 进行比较, 燃料切断转变 200 和 300 保持一致的、 平滑 的净输出转矩。然而, 第一燃料切断转变 200 在线 210 处立即开始减小发动机 110 产生的 转矩, 在该处, 第二燃料切断转变 300 保持发动机 110 的输出转矩直到在线 312 处完成第一 气缸 116 的停用为止。相似地, 为了保持平滑的输出转矩, 第一燃料切断转变 200 立即开始 增大电机 112 产生的相关转矩——通过不产生给电池 114 充电的电力或通过增大产生的转 矩量并消耗电池 114。 曲线图 302 的阴影区域代表与第一燃料切断转变 200 相比, 在第二燃料切断转变 300 期间由发动机 110 产生的和由电机 112 捕获或未产生的过剩转矩的量。这些阴影区域 代表不是利用点火延迟 (在目标点火正时运行) 减小发动机 110 的输出转矩, 而是通过从发 动机 110 捕获转矩而节省的能量。线 310 和 312 之间的阴影区域 (三角形) 代表在第一气缸 116 的停用期间捕获的能量, 随后的阴影区域代表分别从第二、 第三和第四气缸 116 的停用 捕获的能量。
     曲线图 201 和 301 中所示的气缸燃料供给时间表是基本上相同的, 在第一燃料切 断转变 200 和第二燃料切断转变 300 期间使用的燃料量也是基本上相同的。然而, 因为在 整个第二燃料切断转变 300 期间保持了最佳点火正时, 所以在第二燃料切断转变 300 期间 使用较少的净能量或在电池 114 中存储较多的能量。因而, 随后可得到更多的能量用在动 力系 100 中, 并且与包括第一燃料切断转变 200 的经济循环相比, 在包括第二燃料切断转变 300 的经济循环中, 车辆的燃料经济性能得到改善。
     第二燃料切断转变 300 还可以应用于另外的气缸 116。例如, 并非限制地, 可以通 过切断向全部六个气缸 116 的燃料供给来完全关闭六气缸发动机 110。 此外, 图 1 中所示的 全部八个气缸 116 都可以经历第二燃料切断转变 300。
     参考图 4, 并继续参考图 1 - 3, 其中示出了效率比的燃料切断转变 400, 其是结合 了第一燃料切断转变 200 和第二燃料切断转变 300 的要素的燃料切断转变的进一步的变 化。曲线图 401 表示气缸 116 的燃料供给时间表, 其与曲线图 201 和 301 中所示的燃料供 给时间表基本上相同。第一气缸 116 在线 410 处开始停用并在线 412 处完成停用。线 414 仍表示第四个且是最后一个停用气缸 116 的大概完成。因而, 由发动机 110 使用的燃料量
     对于效率比的燃料切断转变 400 而言与第一或第二燃料切断转变 200 或 300 相同。
     对于效率比的燃料切断转变 400, 控制器 132 开始待停用的第一气缸 116 的部分 延迟点火正时, 如曲线图 403 所示。然而, 与第一燃料切断转变 200——纯粹的点火延迟转 变, 其中提前被设定成目标点火正时——不同, 控制器 132 指令以效率比的点火提前或混合 点火提前进行操作。与单独利用点火延迟追随平滑发动机转矩分布图所需的相比, 混合点 火提前从最佳点火正时延迟得较少, 因而混合点火提前处于最佳点火正时 (曲线图 302 中 所示) 和目标点火正时 (曲线图 202 中所示) 之间。
     控制器 132 将估计用于发动机 110 的转矩以反映下述事实 : 混合点火提前利用较 少的点火延迟且电机 112 能用来捕获在发起和完成第一气缸 116 的停用之间由第一气缸 116 产生的转矩的一部分。 捕获的转矩部分是过剩转矩, 并且在曲线图 402 的阴影部分中示 出。
     在效率比的燃料切断转变 400 期间, 对于每个气缸 116, 点火正时没有完全延迟到 目标点火正时, 所以在停用过程中点火没有延迟成充分地追随平滑转矩分布图。 因而, 控制 电机以捕获过剩转矩, 过剩转矩是由于点火正时的部分延迟 (以混合点火提前运行) 而引起 的由每个气缸 116 产生的转矩和通过如第一燃料切断转变 200 中那样将该气缸延迟到目标 点火正时而产生的转矩之间的差。在效率比的燃料切断转变 400 中捕获的过剩转矩小于在 第二燃料切断转变 300 期间捕获的过剩转矩, 但浪费的能量没有在第一燃料切断转变 200 中使用的完全点火延迟那么多。
     同一车辆可以使用在此讨论的燃料切断转变中任一个 (或本领域普通技术人员已 知的其他燃料切断转变) 。可以基于多种条件通过控制器 132 确定第一燃料切断转变 200、 第二燃料切断转变 300 和效率比的燃料切断转变的实施。可以建立这些条件以确定每种燃 料切断转变是否可用、 有效率、 或令驾驶员喜爱。 并非限制地, 条件例如包括 : 电池 114 的充 电状态, 电池 114 和电机 112 的温度, 驾驶员要求的输出转矩量, 传动系的刚度, 和本领域普 通技术人员可认识到的其他条件。
     动力系 100 可以构造成进一步提供燃料再供给转变。在控制器 132 完成在此描述 的燃料切断转变之一后, 控制器 132 可以确定先前停用的发动机 110 的气缸 116 需要被再 供给燃料和再启用。 可以以与在此描述的燃料切断转变相似的, 但一般与其相反的, 方式执 行燃料再供给转变。为了说明性的目的, 描述不利用点火延迟的燃料再供给转变。
     控制器 132 发出燃料再供给转变的指令, 其包括接连地发起和完成第一气缸 116 的 再启用, 然后发起和完成第二气缸 116 的再启用。燃料切断转变特征在于没有延迟对第一气 缸 116 和第二气缸 116 的点火, 以使得在再启用期间通过气缸 116 中的每一个产生最大转矩。
     第一气缸 116 一发起再启用, 控制器 132 就开始将燃料供应给第一气缸 116, 随后 第二气缸 116 一发起再启用, 控制器 132 就开始将燃料供应给第二气缸 116。当第一气缸 116 正在被再启用时, 电机通过发电从第一气缸 116 捕获输出转矩。 否则由于为了使第一气 缸 116 和发动机 110 的输出转矩平滑而延迟对第一气缸 116 的点火, 从第一气缸 116 捕获 的输出转矩将损失。控制器相似地捕获由随后被再启用的每个气缸 116 产生的转矩。
     尽管已经详细描述了用于实现所要求保护的发明的最佳方式和其他实施例, 但熟 悉本发明相关技术的技术人员将认识到用于实现所附权利要求范围内的发明的各种替换 设计和实施例。

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1、10申请公布号CN102079305A43申请公布日20110601CN102079305ACN102079305A21申请号201010565445622申请日2010113012/62718420091130USB60W10/06200601B60W10/08200601B60W20/00200601F02D17/02200601F02D43/00200601F02D29/0220060171申请人通用汽车环球科技运作公司地址美国密执安州72发明人AJ黑泽CE惠特尼JL拉蒂L王G塔麦74专利代理机构中国专利代理香港有限公司72001代理人代易宁杨楷54发明名称平滑输出转矩的方法57摘要本发。

2、明涉及平滑输出转矩的方法。一种用于混合动力系的输出转矩平滑方法,混合动力系具有电机和带第一气缸与第二气缸的火花点火发动机,该方法包括发出燃料切断转变的指令,燃料切断转变包括接连地发起和完成第一气缸的停用和发起和完成第二气缸的停用,燃料切断转变特征在于没有延迟对第一气缸和第二气缸的点火。将燃料供应到第一气缸直到第一气缸完成停用为止和将燃料供应到第二气缸直到第二气缸完成停用为止。电机通过发电从第一气缸捕获第一转矩直到第一气缸完成停用为止,并通过发电从第二气缸捕获第二转矩直到第二气缸完成停用为止。30优先权数据51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书6页附图。

3、2页CN102079308A1/2页21一种用于混合动力系的输出转矩平滑的方法,所述混合动力系具有电机和具有第一气缸与第二气缸的火花点火发动机,该方法包括发出燃料切断转变的指令,所述燃料切断转变包括接连地发起和完成所述第一气缸的停用和发起和完成所述第二气缸的停用,其中所述燃料切断转变特征在于没有延迟对所述第一气缸和第二气缸的点火;将燃料供应到所述第一气缸直到所述第一气缸完成停用为止;将燃料供应到所述第二气缸直到所述第二气缸完成停用为止;通过利用所述电机发电而从所述第一气缸捕获第一转矩直到所述第一气缸完成停用为止;和通过利用所述电机发电而从所述第二气缸捕获第二转矩直到所述第二气缸完成停用为止。2。

4、如权利要求1所述的方法,还包括在所述燃料切断转变期间保持最佳点火提前正时,其中由于所述最佳点火提前正时而燃烧被供应到所述第一气缸的所述燃料,出现所述捕获的第一转矩,和由于所述最佳点火提前正时而燃烧被供应到所述第二气缸的所述燃料,出现所述捕获的第二转矩。3如权利要求2所述的方法,其中所述火花点火发动机还包括第三气缸和第四气缸,并且进一步包括其中所述燃料切断转变还包括接连地发起和完成所述第三气缸的停用和然后发起和完成所述第四气缸的停用,和所述燃料切断转变特征在于没有延迟对所述第三气缸和第四气缸的点火;将燃料供应到所述第三气缸直到所述第三气缸完成停用为止;将燃料供应到所述第四气缸直到所述第四气缸完成。

5、停用为止;通过利用所述电机发电从所述第三气缸捕获第三转矩直到所述第三气缸完成停用为止;和通过利用所述电机发电从所述第四气缸捕获第四转矩直到所述第四气缸完成停用为止。4如权利要求3所述的方法,其中保持最佳点火提前正时包括在所述燃料切断转变期间保持所述第一、第二、第三和第四气缸的最大转矩输出。5如权利要求4所述的方法,还包括在整个燃料切断转变期间保持基本上平滑的转矩输出,以使得在所述燃料切断转变期间混合变速器的输出转矩分布图特征在于没有拐点。6如权利要求5所述的方法,还包括发出燃料再供给转变的指令,其中所述燃料再供给转变包括接连地发起和完成所述第一气缸的再启用,然后发起和完成所述第二气缸的再启用,。

6、和所述燃料切断转变特征在于没有延迟对所述第一气缸和第二气缸的点火;一旦所述第一气缸发起再启用,就将燃料供应到所述第一气缸;一旦所述第二气缸发起再启用,就将燃料供应到所述第二气缸;在再启用所述第一气缸期间通过利用所述电机发电而从所述第一气缸捕获第五转矩;和在所述第二气缸的再启用期间通过利用所述电机发电而从所述第二气缸捕获第六转权利要求书CN102079305ACN102079308A2/2页3矩。7如权利要求6所述的方法,其中所述火花点火发动机还包括第五气缸和第六气缸在所述燃料切断转变期间将燃料供应给所述第五和第六气缸,其中所述第五和第六气缸在所述燃料切断转变期间保持完全启用;和在所述燃料再供给。

7、转变期间将燃料供应到所述第五和第六气缸,其中所述第五和第六气缸在所述燃料再供给转变期间保持完全启用。8一种用于混合动力系的输出转矩平滑的方法,所述混合动力系具有电机和带有第一气缸与第二气缸的火花点火发动机,其中所述火花点火发动机能在最佳点火提前和目标点火提前的情况下运行,所述目标点火提前构造成由于点火延迟而产生平滑的输出转矩,该方法包括发出燃料切断转变的指令,所述燃料切断转变包括接连地发起和完成所述第一气缸的停用和发起和完成所述第二气缸的停用;将燃料供应到所述第一气缸直到所述第一气缸完成停用为止,和将燃料供应到所述第二气缸直到所述第二气缸完成停用为止;将所述第一和第二气缸的火花点火定时到混合点。

8、火提前,其中所述混合点火提前在所述最佳点火提前和所述目标点火提前之间;通过利用所述电机发电从所述第一气缸捕获第一过剩转矩直到所述第一气缸完成停用为止,其中所述第一过剩转矩等于由所述混合点火提前引起的所述第一气缸的转矩和由所述目标点火提前引起的所述第一气缸的转矩之间的差;和通过利用所述电机发电从所述第二气缸捕获第二过剩转矩直到所述第二气缸完成停用为止,其中所述第二过剩转矩等于由所述混合点火提前引起的所述第二气缸的转矩和由所述目标点火提前引起的所述第二气缸的转矩之间的差。9如权利要求8所述的方法,其中所述火花点火发动机还包括第三气缸和第四气缸,所述燃料切断转变还包括接连地发起和完成所述第三气缸的停。

9、用和然后发起和完成所述第四气缸的停用,方法进一步包括将燃料供应到所述第三气缸直到所述第三气缸完成停用为止,和将燃料供应到所述第四气缸直到所述第四气缸完成停用为止;将所述第三和第四气缸的火花点火定时到所述混合点火提前;通过利用所述电机发电从所述第三气缸捕获第三过剩转矩直到所述第三气缸完成停用为止,其中所述第三过剩转矩等于由所述混合点火提前引起的所述第三气缸的转矩和由所述目标点火提前引起的所述第三气缸转矩之间的差;和通过利用所述电机发电从所述第四气缸捕获第四过剩转矩直到所述第四气缸完成停用为止,其中所述第四过剩转矩等于由所述混合点火提前引起的所述第四气缸的转矩和由所述目标点火提前引起的所述第四气缸。

10、转矩之间的差。10如权利要求9所述的方法,还包括在整个燃料切断转变期间保持基本上平滑的转矩输出,以使得在所述燃料切断转变期间混合变速器的输出转矩分布图特征在于没有拐点。权利要求书CN102079305ACN102079308A1/6页4平滑输出转矩的方法技术领域0001本发明涉及混合动力系的输出转矩的控制。背景技术0002某些内燃机包括在低负载情况下停用气缸的发动机控制系统,这可以被称为可变排量。例如,可以使用仅仅四个气缸来运行八气缸发动机。在某些运行条件期间,如果能靠少于全部气缸使发动机运行,则能使燃料效率增加。0003混合动力系可以包括发动机、电动机和发电机。发动机有时候可以停机并通过电动。

11、机或发电机提供牵引力。发明内容0004提供了一种使混合动力系的输出转矩平滑的方法。动力系包括电机和具有第一气缸与第二气缸的火花点火发动机。该方法包括指令燃料切断转变,其包括接连地发起和完成第一气缸的停用和发起和完成第二气缸的停用。燃料切断转变特征在于没有延迟对第一气缸和第二气缸的点火。0005燃料供应到第一气缸直到第一气缸完成停用为止,并被供应到第二气缸直到第二气缸完成停用为止。电机通过发电从第一气缸捕获第一转矩直到第一气缸完成停用为止,并通过发电从第二气缸捕获第二转矩直到第二气缸完成停用为止。0006方法可以包括在整个燃料切断转变期间保持基本上平滑的转矩输出,以使得在燃料切断转变期间混合变速。

12、器的输出转矩分布图的特征在于没有拐点。方法还可以包括将第一和第二气缸的火花点火定时到混合点火提前,其中混合点火提前在最佳点火提前和目标点火提前之间。目标点火提前是用于单独通过点火延迟来延迟点火以产生平滑的输出转矩的正时。然后,电机通过发电从第一和第二气缸捕获第一和第二过剩转矩直到气缸完成停用为止。过剩转矩等于由混合点火提前引起的气缸转矩和由目标点火提前引起的气缸转矩之间的差。0007从下面结合附图对实现本发明的最佳方式和其他实施例的详细描述,容易懂得本发明上面的特征和优点以及其他特征和优点。附图说明0008图1是动力系的示意图。0009图2是在利用点火延迟的四个气缸中的燃料切断转变的示意性曲线。

13、图。0010图3是在利用完全的输出转矩捕获的四个气缸中的燃料切断转变的示意性曲线图。0011图4是混合的、或效率比的燃料切断转变的示意性曲线图。具体实施方式0012参考附图,其中在全部几副图中相同的附图标记对应相同或相似的部件,在图1说明书CN102079305ACN102079308A2/6页5中示出了混合动力系100的示意性零件图。图1中所示的混合动力系100只打算作为本发明可以并入其中的说明性应用。所要求保护的发明不局限于图中所示的特定布置。此外,如本领域普通技术人员将认识到的,在此举例说明的混合动力系100已经被极大地简化了。0013虽然结合汽车应用详细描述了本发明,但本领域技术人员将。

14、认识到本发明更广泛的适用性。本领域普通技术人员将认识到,术语如“在之上”、“在之下”、“向上”、“向下”等等是用来描述图的,不代表对本发明范围的限制,本发明的范围由所附的权利要求限定。0014混合动力系100包括火花点火发动机110和电机112,如电动机/发电机,独立的电动机和发电机,或能用发动机110供应的动力来发电或用通过再生制动捕获的混合动力系100的动能来发电的其它装置。0015发动机110可容易地适合于在运转速度的范围将其可用功率提供给变速器(未示出)。电机112与电池114电连通,电池114构造成充当能量存储装置并且可以是化学电池。另外的电机112可以并入到动力系100中。0016。

15、当充当发电机时,电机112提供可以存储在电池114中的电力。当充当电动机时,电机112可以取出存储在电池114内的能量。逆变器(未示出)可以电连接到电机112和电池114并允许直流电(DC)和交流电(AC)之间的转换。0017动力系100的发动机110包括多个气缸116。虽然所示的发动机110具有八个气缸116,但所要求保护的发明可以使用更多或更少的气缸116,并且不局限于气缸116的任何特定构造(V形的、直列式的等等)。0018通过燃料喷射模块118给气缸116供应用于燃烧的燃料,并且气缸116内的燃烧由点火正时模块120控制。燃料喷射模块118和点火正时模块120与全部气缸116通信并且可。

16、以构造成独立地改变单独的气缸116或气缸116组的燃烧特性。0019在图1所示的动力系100中,动力通过第一和第二皮带轮122、124在发动机110和电机112之间传输,第一和第二皮带轮122、124通过皮带126连接。可以使用其它机械装置在发动机110和电机112之间传输动力。例如,并非限制地,发动机110和电机112可以通过齿轮、链条和链轮传动地连接,或者通过轴或套轴直接连接。此外,可以将一个或多个电机并入变速器以使得输出轴128连接发动机110和电机112而不使用第一和第二皮带轮122、124。0020控制器132通过控制电路134与动力系100的剩余部分电通信。控制器132构造成管理电。

17、池114和电机112之间的电力交换。此外,控制器132管理燃料喷射模块118和点火正时模块120,由此控制每个气缸116中的燃烧。0021现在参考图2和3,并继续参考图1,其中示出了在高度简化的燃料切断转变过程中动力系100的操作特性的示意图。图2表示第一燃料切断转变200,其利用点火延迟来使发动机110的输出转矩平滑,图3表示第二燃料切断转变300,其利用输出转矩捕获来以更有效的方式使输出转矩平滑。0022可以将动力系100构造成允许发动机110的一些或所有气缸116停用。例如,在具有共计四个气缸116的发动机110的动力系100中,当所需的动力系100输出转矩可以为低时,在电机112给车轮。

18、提供牵引转矩时的混合操作过程中或在车辆惯性滑行过程中,所有四个气缸116都可以停用。作为另一个例子,在图1所示的八气缸发动机110中,其中说明书CN102079305ACN102079308A3/6页6的四个气缸116可以停用,发动机110仅使用四个气缸116运行。另外,可以将动力系100构造成允许发动机110在车辆暂时停止时完全关掉,例如在交通信号灯处或停停走走的交通中。0023为了使气缸116在启用和停用模式之间平滑地转变,可以将动力系100构造成在扰动最小的情况下产生输出转矩。在转矩扰动较少的情况下,转变对于驾驶员而言将较不明显。定量测量转矩扰动的一种方式是针对拐点曲线上曲率从凸至凹改变。

19、的点或曲线上曲率从凹至凸改变的点或突然的(高比率)改变,包括九十度的改变,分析动力系100的输出转矩或输出转速的曲线图或分布图。0024然而,发动机110不能瞬间地启用或停用气缸116。例如,在发起单个气缸116的停用和完成停用之间可能有13圈曲轴旋转的延迟。在延迟期间,燃料仍然供应到气缸116。如果该燃料燃烧,它会产生气缸116的转矩,且在控制器132指令切断该气缸116的燃料之后,燃料可能继续被供应一个短的时间段。0025用于使输出转矩平滑的一种机理是利用点火延迟操作调节点火正时。通过推迟(延迟)火花使其出现得比最佳正时晚,最大气缸压力将出现在活塞已经沿着气缸116移动得太远之后。点火延迟。

20、导致来自燃烧的燃料的功率和转矩损失。发动机110具有最佳点火提前正时和最小点火提前正时,对于最佳点火提前正时,每个气缸116产生其最佳(最大)量的转矩,对于最小点火提前正时,每个气缸116产生最小量的转矩,同时仍然允许气缸116接收燃料。在每个气缸116完全停用之后,控制器132不再给该气缸116点火,并且最小点火提前正时为零(或没有)。0026点火延迟可以利用目标点火正时,其被定时在最佳和最小点火正时之间的某处并且可以将正时完全移动到最小水平。目标点火正时构造成当每个气缸116发起和完成停用时,在第一燃料切断转变200期间通过点火延迟产生平滑的输出转矩。0027图2表示在包括四个气缸116的。

21、停用的第一燃料切断转变200期间点火延迟的高度简化的应用。曲线图201表示当控制器132接连地停用四个气缸116时,气缸116的燃料供给时间表。0028曲线图201示出了被停用的第一气缸116,其停用在线210处开始并在线212处完成。可以通过来自控制器132的开始第一燃料切断转变200的指令来停用第一气缸116,控制器132向单个气缸116供应燃料直到该气缸的停用完成为止。当该单个气缸116不再通过燃料的燃烧产生输出转矩时,每个气缸116的停用完成。0029然后第二、第三和第四气缸116接连停用。线214表示第四个且是最后一个停用气缸116的大概完成时间。曲线图201表示每个气缸116在近似。

22、相同的时间量中发起和完成停用。然而,气缸116的时间安排不必是间隔均匀的,以使得例如后两个气缸116可以保持启用的时间比前两个气缸116长。注意,所示的四个气缸116可以是八气缸发动机110的一部分(从八气缸操作变成四气缸操作)或四气缸发动机110中的全部气缸116。0030曲线图202示出了发动机110的输出转矩和电机112的输出转矩,电机的输出转矩可以是产生用于存储在电池114中的电能而导致的负转矩。曲线图202还示出了净输出转矩,其在本例子中是不变的。净输出转矩可以是零,以使得发动机110产生的任何正转矩被来自电机112的负转矩抵消。0031在第一燃料切断转变200期间,由于在燃料停止输。

23、送的情况下的摩擦和泵送损说明书CN102079305ACN102079308A4/6页7失,特别是在所有气缸116停用的场合,发动机110的输出转矩(例如,制动转矩)可以减小成负输出转矩。图2中所示的示例性的第一燃料切断转变200构造成保持动力系100的净输出转矩不变,但可以相似地构造成平滑地保持增加的、减小的或其他非零的净输出转矩水平。0032曲线图203表示气缸116的火花点火正时,其从最佳点火正时变成最小点火正时。当在线210发起第一气缸116的停用时,控制器132开始延迟气缸116的点火正时。线210和214之间的曲线图203路径是目标点火正时,目标点火正时总是小于最佳点火正时但大于或。

24、等于最小正时,并且最终(当所有气缸116停用时)达到最小正时。0033曲线图203中所示的点火正时是平均或总正时,当单个气缸116的目标点火正时从最佳点火正时移到最小点火正时时得到该平均或总正时,所以在线210和212之间,第一气缸116的有效点火正时从最佳向最小减小。通过在气缸停用期间延迟点火正时,发动机110产生的转矩减小,如曲线图202中所示,这是因为正时不再是最佳的。0034在第一燃料切断转变200期间,当在目标点火正时操作时,当随着曲线图202从线210移动至线212及更远,第一气缸116发起停用然后完成停用,且第二气缸116发起停用时,发动机110能够产生平滑的输出转矩。然而,目标。

25、点火正时使发动机110以比最佳点火提前更低效的方式燃烧燃料,因此通过有目的地以较低效的比率产生转矩而获得曲线图202中所示的平滑输出转矩。0035此外,如果电机112操作将净转矩保持在恒定值,则为了抵消来自发动机110的转矩的损失,电机112需要通过从电池114获取电力来增加其转矩输出(或者通过不给电池114充电而降低通过发电产生的能量大小)。因此,图2中所示的点火延迟在发动机110中较低效地使用燃料,并且还增加了电机112使用的能量的相对量。0036图3表示在第二燃料切断转变300期间输出转矩捕获的高度简化的应用,其也包括四个气缸116的停用。曲线图301表示当控制器132接连停用四个气缸1。

26、16时,气缸116的燃料供给时间表。曲线图201和301中所示的燃料供给时间表是相同的。因此,由发动机110使用的燃料量对于燃料切断转变200或300是相同的。0037图301表示响应于控制器132发出第二燃料切断转变300的指令而被停用的第一气缸116,其停用在线310处开始并且在线312处完成。曲线图301中的每个台阶代表一个气缸116的停用的完成,因为燃料不再供应给所述气缸116。线314表示第四个且是最后一个停用气缸116的大概完成时间。曲线图301中的台阶还可以代表由于在停用的单个气缸116的膨胀冲程中没有燃烧而实际发生的来自发动机110的转矩变化。转矩变化的出现可能伴随微小的时间延。

27、迟,所述微小的时间延迟发生在燃料被供给(或切断)时和气缸116的做功/膨胀冲程出现时之间。点火一般被定时成与做功/膨胀冲程同时发生。0038图302示出了发动机110的正输出转矩和电机112的输出转矩,电机的输出转矩可以是产生用于存储在电池114中的电能而导致的负转矩。曲线图302还示出了净输出转矩,该转矩仍是恒定的。净输出转矩可以为零,以使得发动机110产生的任何正转矩被来自电机112的负转矩抵消。图3中所示的示例性第二燃料切断转变300再次被构造成保持动力系100的净输出转矩不变,但可以相似地构造成平滑地保持增加的、减小的或其他非零的净输出转矩水平。0039曲线图303表示气缸116的点火。

28、正时,其从最佳点火正时变成最小点火正时。然说明书CN102079305ACN102079308A5/6页8而,与图2的曲线图203中所示的点火正时不同,在该第二燃料切断转变300中没有利用点火延迟。因而,控制器132和发动机110保持最佳点火正时直到第二燃料切断转变300完成且全部四个气缸116都被停用并不再被供以燃料为止。0040当在线310处发起第一气缸116的停用时,控制器132对气缸116保持最佳点火正时。如曲线图302中所示,这导致发动机110产生的台阶状转矩。该台阶状转矩将导致结合有动力系100的车辆的驾驶员可以感觉到的震动或不稳行驶。为了保持平滑的净输出转矩,如曲线图302中所示。

29、,控制器132和电机112如此构造以使得电机112在发起和完成每个相应气缸116的停用之间从单个气缸116捕获过剩转矩。0041在控制器132发出第二燃料切断转变300的指令之后,第一气缸116的停用在线310处发起并在线312处完成。如果第一气缸116被供以燃料且保持最佳点火正时,则控制器132估计在线310和312(发起和完成停用)之间通过第一气缸116产生的转矩的量。控制器132还控制电机112通过产生负转矩来发电,该负转矩近似等于在停用过程中第一气缸116的转矩估计量。0042将曲线图202与曲线图302进行比较,燃料切断转变200和300保持一致的、平滑的净输出转矩。然而,第一燃料切。

30、断转变200在线210处立即开始减小发动机110产生的转矩,在该处,第二燃料切断转变300保持发动机110的输出转矩直到在线312处完成第一气缸116的停用为止。相似地,为了保持平滑的输出转矩,第一燃料切断转变200立即开始增大电机112产生的相关转矩通过不产生给电池114充电的电力或通过增大产生的转矩量并消耗电池114。0043曲线图302的阴影区域代表与第一燃料切断转变200相比,在第二燃料切断转变300期间由发动机110产生的和由电机112捕获或未产生的过剩转矩的量。这些阴影区域代表不是利用点火延迟(在目标点火正时运行)减小发动机110的输出转矩,而是通过从发动机110捕获转矩而节省的能。

31、量。线310和312之间的阴影区域(三角形)代表在第一气缸116的停用期间捕获的能量,随后的阴影区域代表分别从第二、第三和第四气缸116的停用捕获的能量。0044曲线图201和301中所示的气缸燃料供给时间表是基本上相同的,在第一燃料切断转变200和第二燃料切断转变300期间使用的燃料量也是基本上相同的。然而,因为在整个第二燃料切断转变300期间保持了最佳点火正时,所以在第二燃料切断转变300期间使用较少的净能量或在电池114中存储较多的能量。因而,随后可得到更多的能量用在动力系100中,并且与包括第一燃料切断转变200的经济循环相比,在包括第二燃料切断转变300的经济循环中,车辆的燃料经济性。

32、能得到改善。0045第二燃料切断转变300还可以应用于另外的气缸116。例如,并非限制地,可以通过切断向全部六个气缸116的燃料供给来完全关闭六气缸发动机110。此外,图1中所示的全部八个气缸116都可以经历第二燃料切断转变300。0046参考图4,并继续参考图13,其中示出了效率比的燃料切断转变400,其是结合了第一燃料切断转变200和第二燃料切断转变300的要素的燃料切断转变的进一步的变化。曲线图401表示气缸116的燃料供给时间表,其与曲线图201和301中所示的燃料供给时间表基本上相同。第一气缸116在线410处开始停用并在线412处完成停用。线414仍表示第四个且是最后一个停用气缸1。

33、16的大概完成。因而,由发动机110使用的燃料量说明书CN102079305ACN102079308A6/6页9对于效率比的燃料切断转变400而言与第一或第二燃料切断转变200或300相同。0047对于效率比的燃料切断转变400,控制器132开始待停用的第一气缸116的部分延迟点火正时,如曲线图403所示。然而,与第一燃料切断转变200纯粹的点火延迟转变,其中提前被设定成目标点火正时不同,控制器132指令以效率比的点火提前或混合点火提前进行操作。与单独利用点火延迟追随平滑发动机转矩分布图所需的相比,混合点火提前从最佳点火正时延迟得较少,因而混合点火提前处于最佳点火正时(曲线图302中所示)和目。

34、标点火正时(曲线图202中所示)之间。0048控制器132将估计用于发动机110的转矩以反映下述事实混合点火提前利用较少的点火延迟且电机112能用来捕获在发起和完成第一气缸116的停用之间由第一气缸116产生的转矩的一部分。捕获的转矩部分是过剩转矩,并且在曲线图402的阴影部分中示出。0049在效率比的燃料切断转变400期间,对于每个气缸116,点火正时没有完全延迟到目标点火正时,所以在停用过程中点火没有延迟成充分地追随平滑转矩分布图。因而,控制电机以捕获过剩转矩,过剩转矩是由于点火正时的部分延迟(以混合点火提前运行)而引起的由每个气缸116产生的转矩和通过如第一燃料切断转变200中那样将该气。

35、缸延迟到目标点火正时而产生的转矩之间的差。在效率比的燃料切断转变400中捕获的过剩转矩小于在第二燃料切断转变300期间捕获的过剩转矩,但浪费的能量没有在第一燃料切断转变200中使用的完全点火延迟那么多。0050同一车辆可以使用在此讨论的燃料切断转变中任一个(或本领域普通技术人员已知的其他燃料切断转变)。可以基于多种条件通过控制器132确定第一燃料切断转变200、第二燃料切断转变300和效率比的燃料切断转变的实施。可以建立这些条件以确定每种燃料切断转变是否可用、有效率、或令驾驶员喜爱。并非限制地,条件例如包括电池114的充电状态,电池114和电机112的温度,驾驶员要求的输出转矩量,传动系的刚度。

36、,和本领域普通技术人员可认识到的其他条件。0051动力系100可以构造成进一步提供燃料再供给转变。在控制器132完成在此描述的燃料切断转变之一后,控制器132可以确定先前停用的发动机110的气缸116需要被再供给燃料和再启用。可以以与在此描述的燃料切断转变相似的,但一般与其相反的,方式执行燃料再供给转变。为了说明性的目的,描述不利用点火延迟的燃料再供给转变。0052控制器132发出燃料再供给转变的指令,其包括接连地发起和完成第一气缸116的再启用,然后发起和完成第二气缸116的再启用。燃料切断转变特征在于没有延迟对第一气缸116和第二气缸116的点火,以使得在再启用期间通过气缸116中的每一个。

37、产生最大转矩。0053第一气缸116一发起再启用,控制器132就开始将燃料供应给第一气缸116,随后第二气缸116一发起再启用,控制器132就开始将燃料供应给第二气缸116。当第一气缸116正在被再启用时,电机通过发电从第一气缸116捕获输出转矩。否则由于为了使第一气缸116和发动机110的输出转矩平滑而延迟对第一气缸116的点火,从第一气缸116捕获的输出转矩将损失。控制器相似地捕获由随后被再启用的每个气缸116产生的转矩。0054尽管已经详细描述了用于实现所要求保护的发明的最佳方式和其他实施例,但熟悉本发明相关技术的技术人员将认识到用于实现所附权利要求范围内的发明的各种替换设计和实施例。说明书CN102079305ACN102079308A1/2页10图1图2说明书附图CN102079305ACN102079308A2/2页11图3图4说明书附图CN102079305A。

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