用于具有皮带传动起动发电机的引擎系统的转矩管理技术的制作方法
【专利说明】用于具有皮带传动起动发电机的引擎系统的转矩管理技术
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2013年11月13日提交的第14/079,214号美国专利申请的权益。上述申请的公开内容通过援引并入本文。
技术领域
[0003]本公开总地涉及内燃机，更具体地说，涉及用于具有皮带传动起动发电机的引擎系统的转矩管理技术。
【背景技术】
[0004]内燃机可以燃烧空气/燃料混合物，以驱动活塞，所述活塞可旋转地转动曲轴，以产生驱动转矩。驱动转矩可以从曲轴传递至传动系，以推进车辆。轻度混合动力车辆可以使用电动马达临时地供能，这可以允许引擎被周期性地关闭以降低燃料消耗。轻度混合动力车辆的一个示例是具有引擎和皮带传动起动发电机(BSG)的车辆。引擎的曲轴可联接至飞轮并且BSG可经由皮带联接至飞轮。当引擎在停滞一段时间之后需要重新启动时，BSG可以使用皮带转动曲轴，以快速且平稳地重新启动引擎。
【发明内容】
[0005]在一种形式中，按照本公开的教导，提供了一种方法。该方法可以包括在用于包括引擎的引擎系统的控制器处，响应于转矩请求确定引擎系统的期望的转矩输出，所述控制器具有一个或者多个处理器，其中所述引擎构造为在飞轮处产生转矩，并且其中该引擎系统包括通过皮带联接至所述飞轮的皮带传动起动发电机(BSG)。该方法可以包括在控制器处确定当前引擎转矩容量。当期望的转矩输出大于当前引擎转矩容量时，该方法还可以包括:(i)在所述控制器处确定最大引擎转矩容量，(ii)在所述控制器处确定当前BSG转矩容量，(iii)基于所述期望的转矩输出和所述最大的引擎转矩容量之间的差以及构造为给所述BSG供能的电池系统的状态，所述控制器指令所述BSG作为转矩产生器或者转矩消耗器运行，以及(iv)所述控制器控制所述引擎和所述BSG共同地在所述引擎的所述飞轮处产生所述期望的转矩输出。
[0006]在另一形式中，根据本公开的教导提供了一种引擎系统。该引擎系统可以包括构造为响应于转矩请求在飞轮处产生转矩的内燃机，转矩请求指示引擎系统的期望的转矩输出，所述引擎与由皮带联接到所述飞轮的BSG相关联，所述BSG构造为作为转矩产生器或转矩消耗器运行。该引擎系统还可以包括构造为确定当前引擎转矩容量的控制器。当所述期望的转矩输出大于所述当前引擎转矩容量时，控制器还可以构造为:(i)确定最大引擎转矩容量，(ii)确定当前BSG转矩容量，(iii)基于所述期望的转矩输出和所述最大引擎转矩容量之间的差以及构造为给所述BSG供能的电池系统的状态，指令所述BSG作为转矩产生器或者转矩消耗器运行，以及(iv)控制所述引擎和所述BSG共同地在所述引擎的所述飞轮处产生所述期望的转矩输出。
[0007]本公开的教导的进一步的应用领域将从下文提供的详细的说明书、权利要求书和附图中显而易见，其中各个附图中，相同的附图标记指代相同的特征。应当理解的是，包括所公开的实施方式和参考的附图的详细的说明书在本质上仅仅是示例性的仅用于说明的目的，并不意在限制本公开的范围，其应用或用途。由此，不脱离本公开的要旨的变型意在本公开的范围之内。
【附图说明】
[0008]图1是根据本公开的原理的包括内燃机和皮带传动起动发电机(BSG)的引擎系统的示例图；
[0009]图2是根据本公开的原理的引擎系统的控制器的示例功能框图；以及
[0010]图3是根据本公开的原理的用于具有BSG的引擎系统的转矩管理的方法的示例流程图。
【具体实施方式】
[0011]具有皮带传动起动发电机(BSG)的轻度混合动力车辆可以使用BSG，以在停滞一段时间之后快速地并且平稳地重新启动引擎。BSG可以由诸如汽车电池或者电池组的电池系统供能，并且可以包括电动马达，该电动马达可以旋转地驱动联接至引擎的飞轮的皮带。转矩管理系统可以通过控制不同的引擎致动器控制如何产生引擎转矩，一些引擎致动器提供慢速转矩响应，例如气流，而一些引擎致动器提供快速转矩响应，例如点火时间。调节这些致动器可以产生转矩储备，该转矩储备可以在需要时被用于快速转矩递送。用于产生转矩储备的一个示例转矩管理技术为点火时间迟滞，这会降低燃料经济性。
[0012]在引擎的运行期间典型地停用BSG。因为BSG能够在引擎的曲轴处快速地供应驱动转矩，然而，BSG可以被用作转矩储备。与点火时间迟滞相比，利用BSG作为转矩储备可以提高燃料经济性。然而，BSG由其的电池系统的状态限制。此外，当引擎正在运行并且BSG停用时，皮带至少需要期望的最小张力，以便能够提供期望的转矩响应和/或防止损坏。当BSG在引擎运转期间停用时，可以使用电动可变张紧器(EVT)或其他合适的张紧装置来至少保持皮带的期望的最小张力。然而，这些装置会增加车辆成本。
[0013]因此，提出用于具有BSG的引擎系统的转矩管理技术。应当理解的是，本文使用的术语BSG还可以指其他合适的轻度混合动力车辆系统。假如BSG的电池系统能够提供足够的功率，该技术可以通过指令BSG作为转矩产生器运行而将BSG作为转矩储备使用，以在引擎飞轮处提供额外的转矩。当电池系统不能够对BSG提供足够的功率时，BSG可以被指令作为转矩消耗器运行，以使用由引擎在引擎飞轮处产生的转矩的一部分给电池系统充电。当BSG不能提供额外要求的转矩时，可以调整引擎的运行参数，例如，点火时间，以增加其转矩输出。当BSG被作为转矩消耗器运行时，引擎的转矩输出也可以增加上述的引擎系统的期望转矩输出，从而当引擎系统输出期望的转矩时，BSG可以给电池系统充电。
[0014]换句话说，BSG和引擎可以共同地在引擎的飞轮处产生引擎系统的期望转矩输出，但是当作为转矩消耗器运行时，BSG可能消耗由引擎产生的实际转矩的一部分。可以最小化在BSG作为转矩产生器运行和作为转矩消耗器运行之间的来回过渡，以防止由于固有皮带弹性引起的延迟。进一步，通过运行作为转矩产生器或转矩消耗器的BSG，皮带可以维持最小的张力。该技术还可以提供降低的成本，因为EVT不要求将BSG联接至引擎的飞轮的皮带维持最小的张力。取而代之的是，该技术在BSG作为转矩产生器或者转矩消耗器活动的整个时间段期间操作BSG，由此皮带一直具有至少期望的最小张力。
[0015]现在参考图1，图示了引擎系统100的示例图。引擎系统100可以包括内燃机104(以下简称“引擎104”)。引擎104可以为构造为燃烧空气/燃料混合物以产生驱动转矩的任何合适的引擎(火花点火引擎、柴油机、均质压燃引擎等)。燃料可以为汽油或其它适当的可燃燃料(乙醇、天然气、丙烷、氢气等)。引擎系统100可以在车辆中实施，并且由引擎104产生的驱动转矩可以被用于使用传动装置和合适的传动系部件(一个或多个差速器，两个或更多的车轮等)推进车辆。
[0016]引擎104可以通过进气系统112将空气抽入进气歧管108中，进气系统112可以由节流阀116调节。进气歧管108中的空气可以被分配到多个气缸120并与来自燃料喷射器(未示出)的燃料(例如，汽油)结合，以形成空气/燃料混合物。虽然示出了四个气缸，但是应该理解的是，引擎104可以包括其它数目的气缸。空气/燃料混合物可以被压缩并且在气缸120内燃烧，以驱动活塞(未示出)，该活塞可旋转地转动曲轴128以产生驱动转矩。点火控制器(IC)124可以控