专利名称：通过点火爆燃控制扩展可变排量操作的制作方法
技术领域：
0001本发明涉及混合动力车辆，更具体地涉及混合动力车辆中
的可变排量系统。
背景技术：
0002本文中提供的背景技术描述用于大体呈现本发明的提出背 景。本背景技术部分描述的本发明的发明人所做的工作，以及说明书中 记载的那些在本申请的申请日时不能被确定是现有技术的方面，不能被 公开地或隐含地当作现有4支术来反对本发明。
0003混合动力车辆由多个动力装置驱动，包括但不限于内燃机 和电机。所述电机起电动机/发电机的作用。在发电机模式下，电机由发 动机驱动产生用于为电力负载提供动力或为电池充电的电能。在电动机 才莫式下，电机作为发动机的补充提供驱动转矩驱动车辆传动系统。
0004混合动力车辆可包括可变排量和点火爆燃控制系统。点火 爆燃控制系统，如电火花控制器(ESC),检测点火爆燃并且当检测到 点火爆燃时通常延迟点火正时。延迟点火正时会降低发动机转矩输出并 降低燃烧效率。可变排量系统，如智能燃油管理系统(Active Fuel Management ( AFM))，在4氐负荷条件下4亭用气缸以提高燃油经济性。
发明内容
0005因此，本发明提供一种控制系统，包括点火爆燃检测模 块，用于检测混合动力车辆的发动机中的点火爆燃；和转矩控制才莫块， 用于基于点火爆燃选择性地调节发动机转矩输出和电机转矩输出。此 外，本发明提供一种方法，包括检测混合动力车辆的发动机中的点火 爆燃，并且基于点火爆燃选择性地调节发动机转矩输出和电机转矩输 出。
0006从下文提供的详细描述中，可以了解本发明的其它应用领 域。应当理解，详细描述和特定实施例只是为了说明的目的，而并非用 于限定本发明的范围。
0007结合详细描述和附图，可以更好地理解本发明，其中0008图1是基于根据本发明原理的点火爆燃控制系统和方法操
作的示例性混合动力车辆的示意0009图2是包括根据本发明原理的点火爆燃检测模块的控制模
块的功能框0010图3是根据本发明原理的包括点火控制模块的控制模块的 功能框0011图4是图示出根据本发明原理的点火爆燃控制方法的示例 性步骤的流程图；以及
0012图5是图示出根据本发明原理的点火爆燃控制方法的示例 性步骤的第二流程图。
具体实施例方式
0013以下对于本发明的描述实质上仅是示例性的，并非意欲限 制本发明或本发明的应用和使用。为了清楚的目的，附图中使用相同的 附图标记指代相同的部件。如本文中所使用的，短语"A、 B和C中的至 少一个"应当理解成使用非排他性的逻辑符号"或"的逻辑(A或B或C )。
二:序执行:' 、、'、、'、'；、、s
0014如本文中所使用的，术语"模块"表示特定用途集成电路 (ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理机(共用 处理机、专用处理机或群处理机)和存储器、组合逻辑电路和/或提供所 描述功能的其它合适的部件。
0015现在参考图l,示例性的混合动力车辆10包括驱动变速器 16的内燃机(ICE) 12和电机(EM) 14。特别是，电机14作为内燃机12 的补充提供驱动转矩来驱动变速器16。以这种方式，燃油效率得到提高 而排放被降低。内燃机12和电机14通过带式交流发电机兼起动机(BAS ) 系统18相连。更具体地，电机14运行作为起动机(即，电动机)和交流 发电机(即，发电机)，并且通过皮带和皮带轮系统与内燃机12相连。 内燃机12和电机14各自包括皮带轮20、 22,这两个皮带轮20、 22通过皮带24相连转动。皮带轮20与内燃机12的曲轴26相连从而与曲轴26—起转 动。
0016在一种模式下，内燃机12驱动电机14产生用于为能量存储 装置(ESD) 28充电的电力。在另一种^^莫式下，电机14利用来自能量存 储装置28的能量驱动内燃机12。能量存储装置28包括但不限于蓄电池或 超级电容器。可替代地，带式交流发电机兼起动机系统18可以用飞轮交 流发电机兼起动机(FAS)系统(未示出)代替，该FAS系统包括可运 行地布置在内燃机和变速器或链条或齿轮系统之间的电机，所述变速器 或链条或齿轮系统位于电机14和曲轴26之间。
0017尽管变速器16以无级变速器(CVT)为例，然而变速器16 能够包括但不限于无级变速器、手动变速器、自动变速器和手自一体变 速器(AMT)。驱动转矩由联接装置30从内燃机曲轴26传递给变速器16。 联接装置30根据所用变速器的类型包括但不限于摩擦离合器或变矩器。 在自动变速器的情况下，联接装置30是包括变矩器离合器(TCC) 31的 变矩器。变速器16通过多个传动比中的一个使驱动转矩倍增从而驱动传 动轴32。
0018空气通过节气门34和进气歧管35流入内燃机12的N个气缸 36中。尽管图1中示出8个气缸(N=8),然而内燃才几12可以具有更多或 更少的气缸36。例如，发动4几预期可以具有4、 5、 6、 8、 10、 12和16个 气缸。空气和燃料在气缸36内燃烧。燃烧过程循环往复地驱动气缸36中 的活塞(未示出)。活塞可转动地驱动曲轴26从而提供驱动转矩。压力 传感器37检测进气歧管35中的压力，并且点火爆燃传感器38检测内燃机 12中正常燃烧包络线以外的燃烧(即，点火爆燃)。
0019控制模块40通过点火爆燃传感器38监测内燃机12中的点火 爆燃，并且当检测到点火爆燃时可延迟点火正时。此外，控制模块40控 制燃油喷射和火花从而选择性地启用或停用气缸36。更具体地，当车辆 IO静止时，控制模块40停止对气缸36提供燃油和火花(即，停用气缸36) 从而关闭内燃机12。在车辆起步过程中(即，从静止开始加速)，电机 14驱动曲轴从而带动内燃机12运转到怠速并促使车辆加速。在车辆10所 需驱动转矩低的期间，控制模块40采用可变排量控制从而停用气缸36中 的一个或多个。在可变排量控制中，控制模块40可对内燃机12和/或电机 14发出指令以提供驱动转矩。0020当控制模块40停用气缸36中的一个或多个时，其余在使用 的气缸36以较高的单位负荷运行。当在使用的气缸36以较高的负荷运行 时，点火爆燃可能发生，这将促使控制模块40延迟点火正时。为了在点 火正时被延迟的情况下保持驱动转矩，节气门34被进一步打开以增加内 燃机12的转矩输出。然而，打开节气门34进一步增加进气歧管35中的压 力，这会引起控制模块40启用被停用的气缸36。使气缸36从停用状态转 换到启用状态会降低燃油经济性。
0021控制模块40基于本发明的点火爆燃控制系统和方法调节车 辆10的运行。控制模块40检测内燃机12中的点火爆燃，并且基于点火爆 燃选择性地调节内燃机12和电机14的转矩输出。更具体地，当检测到点 火爆燃时，减少内燃机12的转矩输出而增加电机14的转矩输出。转矩调 节量可以基于点火爆燃被检测到的时间段和点火爆燃未被检测到的时 间段而定。采用这种方式，利用电机14而不是将气缸36从停用转换为启 用，来保持驱动转矩，此时内燃机12的负荷降低从而消除了爆震。
0022现在参考图2，控制模块40可包括点火爆燃检测模块200和 转矩控制模块202。点火爆燃检测模块200基于来自点火爆燃传感器38的 信号检测内燃机12中的点火爆燃。点火爆燃检测模块200向转矩控制模 块202提供指示点火爆燃是否被检测到的信号。当点火爆燃^皮检测到时， 转矩控制模块202向内燃机12和电机14提供控制信号以降低内燃机12的 转矩输出并增加电机14的转矩输出。
0023现在参考图3，控制模块40可包括点火爆燃检测模块300、 点火控制模块302、转矩控制模块304、 ESD容量确定模块306和可变排量 控制模块308。点火爆燃检测模块300基于来自点火爆燃传感器38的信号 检测内燃机12中的点火爆燃。点火爆燃检测模块300向点火控制模块302 和转矩控制模块304提供指示点火爆燃存在的信号。
0024点火控制模块302向内燃机12提供控制信号以控制内燃机 12的点火正时。点火控制模块302基于来自点火爆燃检测模块300的信号 选择性地控制内燃机12中的点火正时。更具体地，当检测到点火爆燃时， 点火控制模块302延迟内燃机12的点火正时以消除点火爆燃。
0025ESD容量确定模块306基于来自ESD28的信号确定ESD充电 状态(即，ESD容量)。可变排量控制模块308确定是否有一个或多个气 缸36停用(即，可变排量或AFM状态)。可变排量控制模块308可基于来自压力传感器37的指示进气歧管35中的压力的信号停用一个或多个 气缸36。 ESD容量确定模块306和可变排量控制模块308分别为转矩控制 ^t块304提供指示ESD容量和可变排量状态的信号。
0026转矩控制模块304选择性地向点火控制模块302提供信号以 基于点火爆燃存在的情况、ESD容量和可变排量状态，禁用点火延迟并 选择性地调节内燃机12和电机14的转矩输出。当可变排量状态指示一个 或多个气缸36停用时，转矩控制模块304判断ESD容量是否超过容量阈值 或最小容量，该容量阈值或最小容量是使电机14的转矩输出增加一个量 以便使内燃机12上的负荷足够降低从而消除点火爆燃所需的容量。当 ESD容量超过容量阈值时，转矩控制模块304向点火控制模块302提供信 号以禁用基于点火爆燃的点火延迟。
0027当一个或多个气缸36停用，并且ESD容量超过容量阈值时， 转矩控制模块304基于点火爆燃存在的情况增加或减少计数器，并且基 于计数器调节内燃机12和电机14的转矩输出。当来自点火爆燃检测模块 300的信号显示检测到点火爆燃时，转矩控制模块304以预定增加率增加 计数器的值。当来自点火爆燃检测模块300的信号显示没有检测到点火 爆燃时，转矩控制模块304以预定减少率减少计数器的值。所述增加率 最好大于或等于所述减少率。转矩控制模块304设定转矩调节量等于计 数器和预定乘数(即，校准因子)的乘积，然后分别使内燃机12的转矩 输出减少转矩调节量，并使电机l4的转矩输出增加转矩调节量。
0028现在参考图4，图中示出点火爆燃控制方法的示例性步骤。 在步骤400中，控制判断是否检测到点火爆燃。当检测到点火爆燃时， 控制分别在步骤402和404中降低内燃机12的转矩输出(TICE)和增加电
机14的转矩输出(TEM) u T!CE和TEM分别减小和增加可以被预先确定的
转矩调节量(AT)。当未检测到点火爆燃时，控制返回步骤400。
0029现在参考图5，图中示出点火爆燃控制方法的另一种示例 性步骤。在步骤500中，控制调节内燃机12中的点火正时，包括基于点 火爆燃的存在而延迟点火。在步骤502中，控制将计数器和转矩调节量 设为O。
0030在步骤504中，控制判断内燃机12中是否有气缸被停用。 当内燃机12中没有气缸被停用时，控制返回步骤500。当内燃机12中有 气缸被停用时，控制在步骤506中确定ESD28的容量(QESD)。0031在步骤508中，控制判断QESD是否超出预定容量阈值(QTH)。 当QESD没有超出QTH时，表示ESD28不具有足够的容量以增加电机14的 转矩输出 一个量使得允许足够降低内燃机12上的负荷以消除点火爆燃， 控制返回步骤500。当QESD超过QTH时，控制在步骤510中禁用基于点火 爆燃的点火延迟。
0032在步骤512中，控制判断是否检测到点火爆燃。当检测到 点火爆燃时，控制在步骤514中以预定速率(a)在预定上限(x)范围 内增加计数器。当未检测到点火爆燃时，控制在步骤516中以预定速率 (卩)在预定下限范围y内减小计数器。优选地，a大于或等于p，并且y 等于O。在步骤518中，控制设定转矩调节量(AT)的值等于计数器与预 定乘数(k)的乘积。控制分别在步骤520中减小内燃机12的转矩输出 (TICE)并且在步骤522中增加电机14的转矩输出(TEM),然后返回步 骤504。在内燃才几12的气缸停用期间，控制以产生期望响应时间的预定 速率y在步骤504到522之间循环。
0033本领域技术人员现在应当可以从前面的描述中明了，本发 明给出的广泛教导可以以多种形式被执行。因此，尽管本发明包括一些 特定实施例，然而本发明的实际保护范围不应当被限制于此，因为本领 域技术人员在认真研究本发明附图、说明书和所附权利要求书后能够发 现其它的改进都是显而易见的。
权利要求
1.一种控制系统，包括点火爆燃检测模块，用于检测混合动力车辆的发动机中的点火爆燃；和转矩控制模块，用于基于所述点火爆燃选择性地调节发动机转矩输出和电机转矩输出。
2. 如权利要求l所述的控制系统，还包括点火控制模块，用于当检测到所述点火爆燃时，选择性地延迟所述发动一几中的点火正时；和可变排量控制模块，用于确定何时所述发动机中的气缸被停用。
3. 如权利要求2所述的控制系统，其中，当所迷气缸被停用时，所述转矩控制模块基于所述点火爆燃来调节所述发动机转矩输出和所述电机转矩输出。
4. 如权利要求2所述的控制系统，还包括电池容量确定模块，用于确定所述混合动力车辆的电池容量，其中，当所述电池容量超出预定阈值时，所述点火控制模块将不会延迟所述发动机中的点火正时。
5. 如权利要求2所述的控制系统，其中，当所述气缸被停用时，所述点火控制模块禁用基于所迷点火爆燃的点火延迟。
6. 如权利要求l所述的控制系统，其中，所述转矩控制模块包括当检测到所述点火爆燃时，以第一预定速率增加计数器；当未检测到所述点火爆燃时，以第二预定速率减小所述计数器；基于所述计数器减小所述发动机转矩输出并且增加所述电机转矩输出。
7. 如权利要求6所述的控制系统，其中，所述转矩控制模块在预定的上限和下限范围内增加和减小所述计数器。
8.如权利要求6所述的控制系统，其中，所述第一预定速率大于或等于所述笫二预定速率。
9. 如权利要求6所述的控制系统，其中，所述转矩控制模块以所述计数器的预定倍数减小所述发动机转矩输出，并且以所述计数器的所述预定倍数增加所述电机转矩输出。
10. 如权利要求6所述的控制系统，其中，所述转矩控制模块以第三预定速率减小所述发动机转矩输出并且增加所述电机转矩输出。
11. 一种方法，包括检测混合动力车辆的发动机中的点火爆燃；并且基于所述点火爆燃选择性地调节发动机转矩输出和电机转矩输出。
12. 如权利要求ll所述的方法，还包括当检测到所述点火爆燃时，选择性地延迟所述发动机中的点火正时；并且确定所述发动机中的气缸何时^皮停用。
13. 如权利要求12所述的方法，还包括当所述气缸被停用时，基于所述点火爆燃调节所述发动机转矩输出和所述电机转矩输出。
14. 如权利要求12所述的方法，还包括确定所述混合动力车辆的电池容量，并且当所述电池容量超出预定阈值时，不再延迟所述发动机的点火正时。
15. 如权利要求12所述的方法，还包括当所述气缸被停用时，禁用基于所述点火爆燃的点火延迟。
16. 如权利要求ll所述的方法，还包括当检测到所述点火爆燃时，以第 一预定速率增加计数器；当未检测到所述点火爆燃时，以第二预定速率减小所述计数器；和基于所述计数器减小所述发动机转矩输出并且增加所述电机转矩输出。
17. 如权利要求16所述的方法，还包括在预定的上限和下限范围内增加和减小所述计数器。
18. 如权利要求16所述的方法，其中，所述第一预定速率大于或等于所述第二预定速率。
19. 如权利要求16所述的方法，还包括以所述计数器的预定倍数减小所述发动机转矩输出，并且以所述计数器的所述预定倍数增加所述电机转矩输出u
20. 如权利要求20所述的方法，还包括以第三预定速率减小所述发动机转矩输出并且增加所述电机转矩输出。
全文摘要
本发明涉及通过点火爆燃控制扩展可变排量操作。一种控制系统，包括点火爆燃检测模块，用于检测混合动力车辆的发动机中的点火爆燃；和转矩控制模块，用于基于点火爆燃选择性地调节发动机的转矩输出和电机的转矩输出。一种方法，包括检测混合动力车辆的发动机中的点火爆燃，并且基于点火爆燃选择性地调节发动机的转矩输出和电机的转矩输出。
文档编号B60W10/06GK101638093SQ20091016506
公开日2010年2月3日 申请日期2009年7月30日 优先权日2008年7月30日
发明者F·J·罗扎里奥, M·M·麦唐纳, W·C·阿尔伯森 申请人:通用汽车环球科技运作公司