用于控制机动车辆的发动机的方法_2

文档序号:8357394阅读:来源:国知局
高扭矩是处于或接近从集成式起动机-马达可获得的最大扭矩的扭矩。
[0029]曲轴可以以小于五十转每分的速度旋转。
[0030]根据本申请的第二方面,提供了一种机动车辆,其包含:发动机,其包括曲轴,该曲轴被带驱动装置可驱动地连接至集成式起动机-发电机;至少一个带张紧器,其将张紧力施加于带驱动装置;以及电子控制器,其控制发动机和集成式起动机-发电机的操作,其中该电子控制器确定是否希望执行自动发动机停止,并且如果希望停止发动机,则停止发动机并且在发动机已经停止时激励带集成式起动机-发电机,从而沿起动发动机所需的方向以低速度旋转曲轴,同时将高扭矩施加于带驱动以便预张紧带驱动装置使其准备好重起动发动机。
[0031]所述至少一个带张紧器可以是被动式带张紧器。
[0032]所述电子控制器可以利用集成式起动机-发电机使曲轴以低速度旋转,同时将高扭矩施加于带驱动,直至曲轴已经被旋转到用于重起动发动机的最佳位置。
[0033]所述电子控制器可以在已经获得最佳位置之后维持集成式起动机-发电机被激励,以便阻止曲轴旋转远离用于重起动发动机的最佳位置。
[0034]当存在重起动发动机的条件时,电子控制器可以利用集成式起动机-发电机来重起动发动机。
[0035]高扭矩是处于或接近从集成式起动机-马达可获得的最大扭矩的扭矩。
[0036]曲轴的低旋转速度可以是太低以至于发动机的点火不能发生的速度。
[0037]在一个示例中,该旋转速度可以小于五十转每分。
[0038]现在将参照附图以示例的方式描述本申请。
[0039]参照图1,其图解说明了示出多缸发动机10的一个汽缸的原理图,发动机10可以被包含在汽车的推进系统中。发动机10可以至少部分地由包括控制器20的控制系统以及经由输入装置130来自车辆操作者132的输入控制。在该示例中,输入装置130包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的燃烧室(即汽缸)71可以包括燃烧室壁72,活塞76被设置在其中。活塞76可以被耦接至曲轴80,使得活塞的往复运动被转换为曲轴的旋转运动。曲轴80可以经由中间变速器系统耦接至车辆的至少一个驱动轮。此外,起动器马达可以经由飞轮耦接至曲轴80,以实现发动机10的起动操作。例如,如在图3A-3B中所图示说明,BISG可以经由FEAD带耦接至曲轴。
[0040]燃烧室71可以经由进气通道42从进气歧管44接收进气,并且可以经由排气通道48排出燃烧气体。进气歧管44和排气通道48可以经由各自的进气门52和排气门54与燃烧室71选择性地连通。在一些实施例中,燃烧室71可以包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。
[0041]在该示例中,可以经由各自的凸轮致动系统51和53通过凸轮致动来控制进气门52和排气门54。凸轮致动系统51和53均可以包括一个或多个凸轮,并且可以使用由控制器20操作的凸轮轮廓线变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个,以便改变气门操作。进气门52和排气门54的位置可以分别由位置传感器55和57确定。在可替代的实施例中,进气门52和/或排气门54可以由电气阀门驱动控制。例如,可替代地,汽缸71可以包括通过电气阀门驱动控制的进气门和通过包括CPS和/或VCT系统的凸轮致动控制的排气门。
[0042]燃料喷射器66被显示为以如下构造布置在进气歧管44中,该构造提供到燃烧室71上游的进气道的所谓的燃料进气道喷射。燃料喷射器66可以经由电子驱动器68与从控制器20接收的信号FPW的脉冲宽度成比例地喷射燃料。燃料可以通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的燃料系统(未示出)输送至燃料喷射器66。在一些实施例中,燃烧室71可以可替代地或另外包括直接耦接至燃烧室71的燃料喷射器,其用于以所谓的直接喷射的方式将燃料直接喷射到燃烧室71中。
[0043]进气通道42可以包括具有节流板64的节气门62。在该具体的示例中,控制器20可以通过提供给被包含在节气门62内的电动机或致动器的信号来改变节流板64的位置,这种构造通常被称为电子节气门控制(ETC)。以此方式,节气门62可以被操作以改变提供给发动机汽缸中的燃烧室71的进气。可以通过节气门位置信号TP将节流板64的位置提供给控制器20。进气道42可以包括质量空气流量传感器120和歧管空气压力传感器122,用于向控制器20提供各自的信号MAF和MAP。
[0044]在选择的操作模式下,响应于来自控制器20的火花提前信号SA,点火系统88可以经由火花塞92向燃烧室71提供点火火花。尽管示出了火花点火部件,但在一些实施例中,不论具有或不具有点火火花都可以以压缩点火模式来操作发动机10的燃烧室71或一个或多个其他燃烧室。
[0045]氧传感器126被显示为在排放控制装置70上游耦连至排气通道48。传感器126可以是用于提供排气空燃比指示的任何合适的传感器,例如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧传感器)、双态氧传感器或EGO、HEGO(加热型EGO) ,NOx,HC或CO传感器。排放控制装置70被显示为沿排气道48布置在排气氧传感器126下游。装置70可以是三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、各种其他排放控制装置或其组合。在一些实施例中,在发动机10的操作期间,排放控制装置70可以通过在特定空燃比内操作发动机中的至少一个汽缸来周期性地重置。
[0046]控制器20在图1中被显示为微型计算机,其包括微处理器单元(CPU) 102、输入/输出端口(1/0)21、在该具体示例中作为只读存储器芯片(ROM) 106示出的用于可执行程序和校准数值的电子存储介质、随机存取存储器(RAM) 108、保活存取器(KAM) 110和数据总线。控制器20可以接收来自耦连至发动机10的传感器的各种信号,除了之前所讨论的那些信号外,还包括:来自质量空气流量传感器120的进气质量空气流量计(MAF)的测量值;来自耦接至冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT);来自耦连至曲轴80的霍尔效应传感器118 (或其他类型)的表面点火感测信号(PIP);来自节气门位置传感器的节气门位置(TP);以及来自传感器122的绝对歧管压力信号MAP。发动机转速信号RPM可以由控制器20根据信号PIP产生。来自歧管压力传感器的歧管压力信号可以被用来提供进气歧管内的真空或压力的指示。应该注意,可以使用上述传感器的各种组合,例如有MAF传感器而没有MAP传感器,反之亦然。在化学计量操作期间,MAP传感器可以给出发动机扭矩的指示。此外,该传感器连同所检测的发动机转速可以提供进入汽缸内的充气(包括空气)的估算值。在一个示例中,也用作发动机转速传感器的传感器118可以在曲轴的每次回转中产生预定数量的等间距脉冲。
[0047]存储介质只读存储器106可以用计算机可读数据来编程,该计算机可读数据表示可由处理器20执行的指令,用于执行以下所述方法以及预期的但没有具体列出的其他变体。
[0048]如在上文中所描述的,图1仅示出了多缸发动机中的一个汽缸,并且每个汽缸可以类似地包括其自己的一组进/排气门、燃料喷射器、火花塞等。
[0049]参照图2,其中示出了具有燃烧发动机10的机动车辆5,该燃烧发动机10例如包括如在图1中描述的汽缸并且被驱动地连接至形成高电压动力系统的一部分的高电压集成式起动机-发电机11 (带集成式起动机-发电机(BISG))。BISG 11可以以两种模式操作。在第一模式下,发动机10可以利用例如FEAD带(在图2上未示出)来驱动BISG,以便产生用于存储在高电压电池13 (HV电池)中的电动力,该高电压电池13形成高电压动力系统的一部分,该高电压动力系统还包括高电压电池管理系统12 (HVBMS)。在第二模式下,可以由HV电池13为BISG提供动力,以便经由FEAD带为发动机10提供驱动扭矩。在另一示例中,可以使用READ带而非FEAD带。
[0050]高电压动力系统可以经由DC-DC转换器14被可操作地连接到低电压动力系统,该低电压动力系统包含低电压电池16 (LV电池),该低电压动力系统还包括低电压电池管理系统 15 (LVBMS)。
[0051]低电压动力系统还可以包括构成在机动车辆5上提供的电气装置的主要部分的多个低电压负载(LV负载)。
[0052]在这个示例中,低电压动力系统在12伏的标称电压下操作,而高电压动力系统在48伏的标称电压下操作,但本申请不限于使用这样的电压。
[0053]电子控制器20被可操作地连接到DC-DC转换器14,并且被连接到高电压电池管理系统和低电压电池管理系统(HVBMS12和LVBMS15)。在这种情况下,电子控制器20呈现为单个控制单元,但应认识到,控制器20可以由若干互连的电子单元或处理器形成。
[0054]在这个示例中,电子控制器20是机动车辆5的发动机停止-起动控制器,并且可以被连接到用来确定发动机10何时应当自动暂时停止以便节省燃料的各种输入21a以及被连接到曲轴位置传感器22。这样的停止在本文中被称为‘紧急停止(E-stop) ’,因为其功能是增加发动机10的经济性。如在本领域中众所周知的,各种触发器可以被用来基于各种驱动器动作的操作开始紧急停止,并且基于驱动器动作的另外触发器能够被用来在紧急停止之后开始自动重起动。根据本申请能够使用停止与起动触发器的任何合适组合。例如,加速器踏板的踩下可以被用来
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