带过渡状态控制模式的非均匀排量发动机控制系统和方法与流程

文档序号:11500518阅读:149来源:国知局
带过渡状态控制模式的非均匀排量发动机控制系统和方法与流程

本公开涉及具有过渡状态控制模式的非均匀排量发动机控制系统和方法。更具体地,本公开涉及用于控制车辆中的发动机和电动机的系统和方法,其中发动机包括具有不同排量的气缸并且电动机增补发动机的驱动力。



背景技术:

常规内燃机被构造成使得气缸具有均匀的排量,以便满足进气和排气系统所需的分配特性。均匀排量发动机的优点在于,可以易于控制空气燃料比率和废气。然而,均匀排量发动机的缺点在于,由于其固定排量,对于操作点控制的余量不足。结果,在特定的操作区域内难以同时满足操作效率和燃料效率,并且因此问题必须通过降低操作效率和燃料效率中的一个或两者来解决。

此外,在具有固定排量气缸的发动机中,消耗过量的机械能以便确保稳定怠速,这是低效的。具体地,由于由振动和噪声引起的限制,操作点控制是不可避免的并且频繁低效的。

在常规内燃机的整个操作区域上频繁出现的此类问题可通过操作效率、燃料效率和排放之间取得折衷点来解决。

同时,日本专利公开公布号2007-162672公开了多级类型排量可调节发动机的气缸布置结构,其中布置具有不同排量的气缸使得发动机的排量基于气缸的操作组合多级地调节。

在日本专利公开公布号2007-162672公开的多级类型排量可调节发动机的气缸布置结构具有如下效果,发动机的排量被多级调节,因此可以在相应的操作区域内控制发动机的操作,从而同时改进操作效率和燃料效率,但是问题在于,由于在气缸中的排量不平衡产生振动和噪声,导致难以将多级类型排量可调节发动机的气缸布置结构应用到实际大量生产的车辆中。

在背景技术章节公开的上述信息只用于加强对本公开背景的理解,因此它可能包含不形成对于本领域的普通技术人员在本国已经已知的现有技术的信息。



技术实现要素:

本公开已经致力于解决与现有技术相关联的上述问题,并且本公开的目的是提供非均匀排量发动机控制系统和方法,其能够降低由具有不同排量的气缸的非均匀排量发动机产生的振动和噪声,并且能够通过发动机和电动机的协作基于驾驶条件确保各种水平的动力性能。

本公开的另一个目的是另外提供过渡状态模式,其在车辆快速加速或快速减速时应用到过渡状态,从而确保优异的动力性能,最大化能量效率并且为驾驶员提供满意的行驶体验。

在一个方面,本公开提供了具有过渡状态控制模式的非均匀排量发动机控制系统,所述系统包括:包含多个气缸的非均匀排量发动机,气缸包括具有不同排量的至少两种气缸;连接到发动机的驱动轴的电动机;用于为电动机供应电能的电池;以及用于控制电动机的电动机控制单元,其中电动机控制单元控制电动机,使得通过补偿由具有不同排量的气缸引起的扭矩的差,在每个气缸的爆发冲程中发动机扭矩和电动机扭矩的和相同,并且电动机控制单元具有用于另外在快速加速或快速减速时将偏置扭矩施加到预先确定的电动机扭矩的过渡状态控制模式。

在实施例中,当驾驶员请求的减速度超过预先确定的第一减速度参考值时电动机控制单元可确定快速减速已执行,并且当驾驶员请求的加速度超过预先确定的第一加速度参考值时可确定快速加速已执行。

在另一个实施例中,当车辆的实际减速度超过预先确定的第一减速度参考值时电动机控制单元可确定快速减速已执行,并且当车辆的实际加速度超过预先确定的第一加速度参考值时可确定快速加速已执行。

在再一实施例中,非均匀排量发动机可以包括具有不同排量的两种气缸,电动机控制单元可具有用于控制电动机使得电动机在高排量气缸的爆发冲程中不被驱动并且在低排量气缸的爆发冲程中通过电动机扭矩执行动力辅助的第一模式,并且一旦确定快速加速已经执行,电动机控制单元可以第一模式控制电动机。

在又一实施例中,在快速加速时施加的偏置扭矩可为正扭矩。

在再又一实施例中,电动机控制单元可基于请求的加速度信息或实际加速度信息确定快速加速是否已完成,并且一旦确定快速加速已完成,可控制电动机使得偏置扭矩的施加被释放。

在另外的实施例中,非均匀排量发动机可包括具有不同排量的两种气缸,电动机控制单元可具有包括用于控制电动机使得在高排量气缸的爆发冲程中执行能量再生并且在低排量气缸的爆发冲程中电动机不被驱动的第二模式,并且一旦确定快速减速已经执行,电动机控制单元可以第二模式控制电动机。

在另一实施例中,在快速减速时施加的偏置扭矩可为负扭矩。

在再另一实施例中,电动机控制单元可基于请求的减速度信息或实际减速度信息确定快速减速是否已完成,并且一旦确定快速减速已完成,可控制电动机使得偏置扭矩的施加被释放。

在另一个实施例中,非均匀排量发动机可以包括两组气缸,每组气缸包括具有相同排量的两个气缸。

在又一实施例中,非均匀排量发动机可以被构造成使得第一和第四气缸具有比第二和第三气缸高的排量,并且每组气缸交替执行爆发冲程。

在另一个方面,本公开提供了系统的控制方法,该系统包括:包含多个气缸的非均匀排量发动机,气缸包括具有不同排量的至少两种气缸;连接到发动机的驱动轴的电动机;和用于控制电动机的电动机控制单元,该控制方法包括:(a)驱动非均匀排量发动机,(b)基于发动机扭矩确定电动机扭矩;以及(c)基于确定的电动机扭矩控制电动机,其中,在步骤(b),电动机控制单元控制电动机,使得通过补偿由具有不同排量的气缸引起的扭矩的差,在每个气缸的爆发冲程中发动机扭矩和电动机扭矩的和相同,并且电动机控制单元具有用于另外在快速加速或快速减速时将偏置扭矩施加到预先确定的电动机扭矩的过渡状态控制模式。

在实施例中,过渡状态控制模式可包括用于另外在快速加速时将正偏置扭矩施加到预先确定的电动机的第一过渡状态控制模式,和用于另外在快速减速时将负偏置扭矩施加到预先确定的电动机的第二过渡状态控制模式。

在另一个实施例中,当驾驶员请求的减速度或车辆的实际减速度超过预先确定的第一减速度参考值时电动机控制单元可确定快速减速已执行,并且当驾驶员请求的加速度或车辆的实际加速度超过预先确定的第一加速度参考值时可确定快速加速已执行。

在再一实施例中,非均匀排量发动机可包括具有不同排量的两种气缸,电动机控制单元可具有用于控制电动机使得电动机在高排量气缸的爆发冲程中不被驱动并且在低排量气缸的爆发冲程中通过电动机扭矩执行动力辅助的第一模式,并且在过渡状态控制模式中控制电动机的步骤可包括:确定在快速加速时的模式是否为第一模式,并且一旦确定在快速加速时的模式不是第一模式,在施加偏置扭矩之前执行到第一模式的过渡。

在又一实施例中,非均匀排量发动机可以包括具有不同排量的两种气缸,电动机控制单元可具有用于控制电动机使得电动机在高排量气缸的爆发冲程中执行能量再生并且在低排量气缸的爆发冲程中电动机不被驱动的第二模式,并且在过渡状态控制模式中控制电动机的步骤可包括:确定在快速减速时的模式是否为第二模式,并且一旦确定在快速减速时的模式不是第二模式,在施加偏置扭矩之前执行到第二模式的过渡。

在再又一实施例中,当驾驶员请求的减速度或车辆的实际减速度等于或低于预先确定的第二减速度参考值时电动机控制单元确定快速减速已完成,并且当驾驶员请求的加速度或车辆的实际加速度等于或低于预先确定的第二加速度参考值时确定快速加速已完成,并且一旦确定快速减速已完成或快速加速已完成,释放偏置扭矩的施加。

本公开的其它方面和优选的实施例在下文讨论。

应当理解,如本文使用的,术语“车辆”或“车辆的”或其他类似的术语通常包括机动车辆,诸如包括运动型多功能车辆(suv)、公共汽车、货车、各种商用车辆的客运汽车,包括各种小船和轮船的船只,飞机等等,并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆和其他替代燃料车辆(例如,采自除石油之外的资源的燃料)。如本文所提到的,混合动力车辆是具有两种或多种动力源的车辆,例如汽油驱动和电驱动的车辆。

本公开的以上和其他特征在下文讨论。

附图说明

现在将参考在附图中所示的某些示例性实施例详细描述本公开的以上和其他的特征,其仅以示例的方式提供,并因此不限制本公开,并且其中:

图1是示意性地示出根据本公开的实施例的非均匀排量发动机控制系统构造的视图;

图2是示出根据本公开的实施例的非均匀排量发动机的动力学特性的曲线;

图3是示出根据本公开的实施例的辅助从非均匀排量发动机输出的扭矩的电动机扭矩控制的视图;

图4a至图4d是示出根据本公开的实施例的电动机辅助的非均匀排量发动机控制系统的控制方法的曲线;

图5a和图5b是分别示出根据本公开的实施例在频域中非均匀排量发动机控制系统的正常控制模式和补偿控制模式的曲线;

图6a是根据本公开的实施例示出快速加速时的基础扭矩和偏置扭矩的曲线;

图6b是根据本公开的实施例示出施加到图6a的基础扭矩和偏置扭矩两者的控制模式的曲线;

图7是根据本公开的实施例示出在快速加速时控制非均匀排量发动机控制系统的方法的流程图;

图8a是根据本公开的实施例示出在快速减速时的基础扭矩和偏置扭矩的曲线;

图8b是根据本公开的实施例示出施加到图8a的基础扭矩和偏置扭矩两者的控制模式的曲线;以及

图9是根据本公开的实施例示出在快速减速时控制非均匀排量发动机控制系统的方法的流程图。

应该理解,附图不一定是按照尺寸比例绘制的,只是说明本公开的基本原理的各种优选特征的简化表示。如本文所公开的本公开的具体设计特征,其包括,例如具体尺寸、取向、位置和形状,部分由特定预期的应用和使用环境确定。

在图中,贯穿附图的若干图,附图标记是指本公开的相同或等价部分。

具体实施方式

在下文中,现在将详细参考本公开的各种实施例,它的示例在附图中示出并且在下面描述。虽然本公开将结合示例性实施例描述,但是将理解本说明书不旨在将本公开限制于那些示例性实施例。相反,本公开旨在不仅覆盖示例性实施例而且覆盖可以包括在所附权利要求所限定的本公开的实质和范围内的各种替换例、修改例、等效例和其他实施例。

本公开提出了新概念非均匀排量发动机控制系统,其使用系统中的电动机执行控制,该系统包括:包含具有不同排量的气缸的非均匀排量发动机,从而基于驾驶条件实现不同排量,本发明还提出了用于该系统的方法。具体地,本公开的另一个特征在于,取决于机械能的常规低效使用的系统被构造成利用更高效的电能,从而提高总的系统效率。

此外,本公开具有另一个特性在于,基于电池的充电状态(soc)选择地使用充电意向模式或放电意向模式,从而能够通过基于电池的当前状态可变地控制充电量或放电量,维持电池的充电状态均匀。

本公开可被构造成使得高排量气缸和低排量气缸基于驾驶条件被布置成执行高排量模式和低排量模式,从而利用高排量的势能和动能的增加提高燃料效率和动力性能。此外,能够由电动机控制的振动/噪声产生区域的比例增加,从而实现更有利的驱动有益效果和体验。

在本公开的实施例中,非均匀排量发动机可具有四缸结构,其包括具有彼此相同排量的一类型(或大小)的两个气缸和具有彼此相同排量的另一种类型(或大小)的两个气缸。然而,本公开不限于此,并且应注意,只要本公开的技术实质未改变可以扩展和修改。

在下文中,将参考附图详细描述根据本公开的示例性实施例的电动机辅助的非均匀排量发动机控制系统和用于控制根据本公开的示例性实施例的电动机辅助的非均匀排量发动机控制系统的方法。

图1是示意性地示出根据本公开的实施例的电动机辅助的非均匀排量发动机控制系统构造的视图。

如图1所示,系统可包括作为提供驱动车辆所必需的驱动扭矩的驱动源的发动机和110电动机120。

发动机的驱动轴和电动机可经由动力切换单元130,诸如离合器彼此连接。然而,本公开不限于此。发动机110的驱动轴和电动机120可直接彼此连接。此外,该系统可包括用于为所述电动机120供应电能的电池140以及用于控制电动机120操作的电动机控制单元150。

在本公开中,电池作为电能供应装置。然而,只要电能供应装置可供应驱动电动机120必需的电能的同时存储电能,则本公开不限于此。

此外,虽然未示出,但是该系统可包括用于控制发动机的发动机控制单元。发动机控制单元和电动机控制单元150可以由高级控制器控制。此外,发动机控制单元和电动机控制单元可以集成为单个控制器。

另外,来自发动机和电动机的驱动扭矩可以经由变速器160传输到驱动轮。

同时,如图1所示,本公开的控制系统可被构造成包括包含具有不同排量的多个至少两种类型或大小的气缸的非均匀排量发动机。

非均匀排量气缸由对于各自气缸的不同排量表征,并且基于可控策略选择高排量和低排量的优点和缺点,以便改善燃料效率和动力性能。此外,根据本公开,被构造为由电动机辅助的系统可以利用电动机补偿每个气缸的特性。此外,可以通过能量回收提高驱动效率并且优化能效率。具体地,不像使用过量机械能以便确保稳定怠速的现有技术,可以利用电动机的电能确保稳定怠速。此外,可以利用电动机减轻振动和噪声。

例如,如图1所示,非均匀排量发动机被构造成具有四缸结构,其包括具有相同排量的一类型或大小的两个气缸和具有相同排量的另一类型或大小的两个气缸。

非均匀排量可以基于系统的特性设置。气缸以点火(爆发)顺序对称布置,使得由排量差引起的振动分量可以部分或完全抵消。

即,以爆发顺序1-3-4-2或1-2-4-3,气缸在对应的位置处布置,即,第一气缸与第四气缸和第二气缸与第三气缸可以具有相同的排量,并且其它气缸组可以具有不同的排量。

例如,第一气缸和第四气缸可以具有高排量,并且第二气缸和第三气缸可以具有比第一气缸和第四气缸低的排量。这种情况如图1所示。

根据这种发动机布置,可以基于在对应位置处气缸的布置抵销振动分量,从而改善振动和噪声特性。

根据第一个实施例,在发动机被构造为具有1.5l总排量的四气缸发动机的情况下,第一气缸和第四气缸可以具有用于两个气缸中的每个的0.4l的相对高排量,并且第二气缸和第三气缸可以具有用于两个气缸中的每个的0.35l的相对低排量。

根据第一个实施例,四气缸发动机可以1-3-4-2的顺序点火,并且具有不同排量的气缸可以被布置成对应于与点火顺序相反的气缸,以便抵消可由于非均匀排量引起的振动分量。

同时,图2是示出根据第一个实施例的非均匀排量发动机的动力学特性(dynamiccharacteristics)的曲线。

如图2所示,作为高排量气缸的第一气缸和第四气缸具有比第二气缸和第三气缸高的由于爆发产生的扭矩和曲轴角速度。即,参考在每个气缸的爆发(或动力)冲程内的曲轴角速度和发动机扭矩,高排量气缸具有比较低排量气缸高的曲轴角速度和发动机扭矩。

每个气缸的爆发冲程意指基于相同的标准,诸如,在每个气缸的爆发之前或之后的曲柄角,或从上死点(tdc)到设置的活塞的上端的距离设置的时段。

气缸之间的排量差引起发动机的非均匀驱动,从而导致振动和噪声。

同时,本公开的实施例包括用于补偿非均匀发动机驱动特性的电动机控制。

图3示出此类电动机控制的示例。具体地,图3示出辅助从非均匀排量发动机输出的扭矩的电动机扭矩控制的示例。此外,图4a至图4d根据在图3中示出的电动机控制模式①至④分别示出电动机控制方法。

图3示出电动机控制模式①至④。在电动机控制模式①中,电动机不被驱动,或电动机被控制以产生均匀驱动扭矩。在电动机控制模式②至④中,电动机在非均匀排量发动机的各自爆发冲程中被不同地控制。

具体地,在电动机控制模式①中,如图4a所示,电动机不被驱动,或电动机被控制以产生均匀驱动扭矩。因为利用高排量气缸和低排量气缸的脉动分量,非均匀排量发动机的固有驱动特性保持不变(曲轴角速度不变)。

因此,可以利用高排量气缸的动能的增加在高效率点提高驱动效率和燃料效率,并可以利用势能的增加提高在过渡状态和动力性能上的响应性。

同时,在电动机控制模式②至④中,电动机在非均匀排量发动机的各自爆发冲程中被不同地控制。在电动机控制模式②中,动力辅助和能量再生被成比例地控制以最小化振动分量。电动机控制模式③用于在最大动力下行驶,并且电动机控制模式④用于在最小动力下行驶。

即,在电动机控制模式②至④中,电动机选择地由电动机控制单元控制。可以执行电动机控制以便补偿由于气缸的不同排量导致的扭矩的差。因此,在每个气缸的爆发冲程中,可以使用电动机的驱动或能量再生,控制电动机使得发动机扭矩和电动机扭矩的和相同。电动机控制模式②至④分别在图4b至图4d中示出。在每个扭矩曲线图中,实线指示发动机扭矩,并且虚线指示电动机扭矩。此外,与图4a的比较可以看出,通过电动机的动力辅助或能量再生可以获得均匀的曲轴角速度。

具体地,在电动机控制模式②中,设置目标排量,并且基于目标排量设置发动机和电动机的驱动扭矩,使得电动机在所有爆发冲程中具有均匀的输出特性。如图4b所示,控制电动机使得在高排量气缸的爆发冲程中通过电动机的能量再生产生负扭矩,并且控制电动机使得在低排量气缸的爆发冲程中由电动机产生正扭矩以实现动力辅助。控制电动机以在各自的爆发冲程中具有均匀的输出特性,从而可以最小化非均匀排量发动机的振动分量。

电动机控制模式③用于在非均匀排量发动机的最大动力下行驶。电动机被控制使得低排量气缸由电动机辅助以实现给定的非均匀排量的最大动力。在电动机控制模式③中,电动机被控制使得在低排量气缸的爆发冲程中通过电动机的动力辅助执行与在高排量气缸的爆发冲程中相同的动力性能。因此,如图4c所示,控制电动机使得电动机的动力辅助不在高排量气缸的爆发冲程中实施,并且使得只在低排量气缸的爆发冲程中通过电动机的动力辅助在如同在高排量气缸的爆发冲程中的最大动力下行驶。

同时,电动机控制模式④用于在非均匀排量发动机的最小动力下行驶。电动机被控制使得来自高排量气缸的过量能量被电动机回收以实现给定的非均匀排量的最小动力。在电动机控制模式④中,如图4d所示,控制电动机使得电动机动力辅助不在低排量气缸的爆发冲程中实现,并且使得在高排量气缸的爆发冲程中通过能量再生产生负扭矩,这与控制模式③相反。具体地,在电动机控制模式④中,基于低排量气缸的最小动力控制电动机。因此,电动机在基于低排量气缸的均匀最小动力下操作。

可以通过电动机控制单元选择地使用电动机控制模式①至④。例如,电动机控制单元可以存储彼此不同的电动机控制模式②至④,并且可以选择这些电动机控制模式中的任一个控制电动机。

在本公开的实施例中,可以根据电动机的利用,基于非均匀排量发动机的高排量和低排量可变地构造车辆的实质驱动特性。具体地,可以通过电动机控制模式的利用在一组排量范围内精心地执行可变排量控制。

图5a和图5b是分别示出在频域中非均匀排量发动机控制系统的正常控制模式和补偿控制模式,特别示出振动特性的改进的曲线。即,在图5a的示例中,频域的c1分量大,并且在图5b的示例中,频域的c1分量通过控制模式②至④的使用大幅降低,从而大幅降低振动和噪声。

同时,在本公开的实施例中,电动机控制单元具有用于在快速加速时或在快速减速时控制电动机的附加控制模式。

当快速加速或快速减速根据驾驶员的意向执行时,车辆的状态突然改变。在本说明书中,此状态被称为过渡状态,并且在快速加速时或在快速减速时电动机被控制的模式被称为过渡状态控制模式。

过渡状态可通过确定快速加速是否已执行或快速减速是否已执行来确定。当确定快速加速是否已执行或快速减速是否已执行时,可使用通过参考加速器踏板输入或制动器踏板输入确定的关于驾驶员请求的减速度或加速度的信息。另选地,可直接使用通过传感器检测的关于车辆的实际减速度或加速度的信息。因此,快速加速是否已执行或快速减速是否已执行可通过确定请求的加速度(实际加速度)值或请求的减速度(实际减速度)值是否超过预先确定的第一参考值来确定。第一参考值是用于确定快速加速是否已执行或快速减速是否已执行的值。第一参考值可包括:第一加速度参考值ta1,其用于确定快速加速是否已执行;和第一减速度参考值td1,其用于确定快速减速是否已执行。然而,关于快速加速是否已执行或快速减速是否已执行的确定不限于示出的实例。快速加速是否已执行或快速减速是否已执行可使用涉及驾驶员的意向或车辆的加速度或减速度的信息以多种方式确定。因此,确定快速加速是否已执行或快速减速是否已执行的方法可不受限制应用。

根据本公开的此实施例的过渡状态控制模式其特征在于,除在上述控制模式中的发动机扭矩和电动机扭矩之外还另外施加偏置扭矩。

即,假设在预先确定的控制模式中确定的扭矩为基础扭矩,将偏置扭矩另外施加到基础扭矩。偏置扭矩包括基于加速或减速状态的电动机扭矩的增加或减少。因此当车辆快速加速时,电动机扭矩增加,由此执行动力辅助。当车辆快速减速时,电动机再生增加,由此改进车辆的减速性能。

图6a和图6b示出在过渡状态控制模式中在快速加速时的控制,而图7是示出在快速加速时的控制过程的流程图。图8a和图8b示出在过渡状态控制模式中在快速减速时的控制,而图9是示出在快速减速时的控制过程的流程图。

首先,在快速加速时的过渡状态控制模式将参考图6a、图6b和图7描述。

在此实施例中,电动机控制单元或高级控制器确定快速加速(或快速减速)是否已执行。一旦确定快速加速(或快速减速)已执行,可通过电动机控制单元或高级控制器另外施加偏置扭矩。

具体地,在快速加速(或快速减速)时应用过渡状态控制模式。如图7所示,电动机控制单元确定快速加速是否已执行(s710)。

在此实施例中,如图6a所示,因为在快速加速时需要最大动力性能,所以以控制模式③执行控制。图6a示出车辆以控制模式③行驶的情况。然而,本公开不限于此。一旦确定快速加速已执行,如图7所示,确定当前控制模式是否为控制模式③(s720)。一旦确定当前控制模式不是控制模式③,可接下来执行用于执行到控制模式③的过渡的过程(s730)。

此外,在快速加速时的过渡状态控制模式中,施加正偏置扭矩以便另外辅助电动机扭矩(s740)。

图6a的上部曲线示出在控制模式③中输出曲轴角速度和扭矩以便对于气缸的爆发冲程中的每个具有均匀剖面(uniformprofile)。图6a的中间曲线示出在控制模式③中作为基础扭矩的发动机扭矩和电动机扭矩。图6a的下部曲线示出在快速加速时施加的偏置扭矩。在快速加速时施加的偏置扭矩可考虑电动机的最大扭矩来设置。此时,可基于发动机的爆发考虑扭矩的增加和减少来设置偏置扭矩以具有图6a所示的曲线。

图6b示出在图6a中所示的基础扭矩和偏置扭矩一起施加的状态。具体地,图6b示出在快速加速时的第一过渡状态控制模式。

在第一过渡状态控制模式中,具有施加到其上的偏置扭矩的电动机扭矩加到非均匀排量发动机自身的发动机扭矩。即,如图6b的曲线所示,通过在控制模式③中将偏置扭矩加到电动机扭矩获得的扭矩被确定为通过电动机添加的扭矩。因此,在第一过渡状态控制模式中,可提供快速加速所需的动力性能。

同时,图8a、图8b和图9示出在快速减速时的过渡状态控制模式。在根据此实施例的过渡状态控制模式中,如图8a和图9所示,确定快速减速是否已执行(s910)。在快速减速时,执行控制以便最大化能量再生。因此,在控制模式④中执行控制,其中在高排量气缸的爆发冲程中执行能量再生,同时提供最小动力。以与上述相同的方式,图8a示出车辆以控制模式④行驶的情况。

然而,本公开不限于此。确定当前控制是否为控制模式④(s920)。一旦确定当前控制模式不是控制模式④,可接下来执行用于执行到控制模式④的过渡的过程(s930)。

此外,可施加负偏置扭矩以便最大化能量再生(s940)。

图8a的上部曲线示出在控制模式④中输出曲轴角速度和扭矩以便对于气缸的爆发冲程中的每个具有均匀剖面。图8a的中间曲线示出在控制模式④中作为基础扭矩的发动机扭矩和电动机扭矩。图8a的下部曲线示出在快速减速时施加的偏置扭矩。在快速减速时施加的偏置扭矩可考虑可再生的能量的最大量设置。此时,可基于发动机的爆发考虑扭矩的增加和减少来设置偏置扭矩以具有图8a所示的曲线。

图8b示出在图8a中所示的基础扭矩和偏置扭矩一起施加的状态。具体地,图8b示出在快速减速时的第二过渡状态控制模式。

在第二过渡状态控制模式中,具有施加到其上的偏置扭矩的电动机扭矩加到非均匀排量发动机自身的发动机扭矩。即,如图8b所示,通过在控制模式④中将偏置扭矩加到电动机扭矩获得的扭矩被确定为发动机再生扭矩。因此,在第二过渡状态控制模式中,在快速减速时可实现足够的能量再生。

当特定事件,诸如快速加速或快速减速出现时,可暂时应用第一或第二过渡状态控制模式。当快速加速或快速减速完成并且车辆的行为返回到正常状态时,过渡状态控制模式完成。例如,在根据此实施例的过渡状态控制模式中,当请求的加速度或减速或车辆的实际加速度或减速等于或小于预先确定的第二参考值时,确定快速加速或快速减速完成(s750或s950),并且过渡状态控制模式完成以便防止偏置扭矩的额外施加(s760或s960)。

第二参考值是用于确定快速加速是否完成或快速减速是否完成的值。第二参考值可包括:第二加速度参考值ta2,其用于确定快速加速是否完成;和第二减速度参考值td2,其用于确定快速减速是否完成。

确定快速加速或快速减速是否完成的方法不限于示出的实例。快速加速是否完成或快速减速是否完成可以多种方式确定。因此,关于快速加速或快速减速是否完成的确定可基于预先确定的标准不受限制地应用。

图7和图9示出确定快速加速或快速减速是否完成以便释放偏置扭矩的施加的实例。在本公开的其它实施例中,可设置施加偏置扭矩的时间,而不确定快速加速或快速减速是否完成。即,因为在过渡状态时段暂时施加偏置扭矩,所以可预先设置偏置扭矩施加的时间。当在施加偏置扭矩之后预先确定的时间过去时,电动机控制单元可释放偏置扭矩的施加,使得电动机基于对于每个控制模式设置的基础扭矩被控制。

根据控制包括上述第一和第二过渡状态控制模式的非均匀排量发动机控制系统的方法,可以充分抑制由非均匀排量发动机引起的振动和噪声,以确保在快速加速时优异的动力性能,并且在快速减速时最大化能量再生,从而改进行驶性能和燃料效率。

如从上面说明显而易见的,本公开的实施例可以被用作在使用发动机和电动机作为动力源的车辆中,如混合动力车辆中的可变排量发动机和控制系统。

此外,在本公开的实施例中,基于驾驶条件的模式可以被选择地实施。因此,如上所述,可以在操作区域不同地执行控制,诸如动力性能的表现或燃料效率的优化。

此外,在本公开的实施例中,可以增加混合动力车辆的控制的自由度,从而提出新的范例以控制混合动力车辆的操作。

具体地,根据本公开,可以构造驱动系统使得可变排量控制通过在设置可变范围内的电动机的使用精心地或可变地执行。

此外,可以完全或部分解决由非均匀排量发动机引起的振动和噪声问题,从而提高驾驶效率。

此外,在本公开的实施例中,控制系统和方法专门用于非均匀排量发动机系统。因此,在快速加速时,施加正偏置扭矩以便确保充分的加速性能。此外,在快速减速时,施加负偏置扭矩以便最大化能量再生。

已经参考本公开的优选实施例详细地描述了本发明。然而,本领域的技术人员应当理解,在不脱离本公开的原则和实质的前提下,可以在这些实施例中做出改变,本公开的范围在所附权利要求书及其等同物中限定。

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