專利名稱：發(fā)動(dòng)機(jī)爆發(fā)管理系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的非限定性示例實(shí)施例涉及對(duì)內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)爆發(fā)(flare)進(jìn)行 管理或控制。
背景技術(shù)：
在內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)階段期間，通常，在最初很少的幾秒內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù) 開始增加，然后回到穩(wěn)定的空轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)動(dòng)。這稱為爆發(fā)。爆發(fā)由若干因素 引起，但是與下面的需要有關(guān)，即與一般在空轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)動(dòng)下提供的燃料的 數(shù)量相比，需要提供更大量的燃料，以便與最近沒有運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè) 或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室(例如，汽缸式發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)或多個(gè)汽缸)內(nèi)滯留的 空氣(溫度可能比較低)相匹配，從而獲得足夠富油的混合物(它們將被 點(diǎn)燃)。 一旦發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火，這種提供給燃燒室或多個(gè)燃燒室的數(shù)量增大的空 氣/燃料混合物使得發(fā)動(dòng)機(jī)快速加速。這會(huì)引起爆發(fā)，從而導(dǎo)致排放增大、 噪聲增大以及耗油量增大(與正?？辙D(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)相比)。
因此，需要在發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)階段更好地控制或管理爆發(fā)以減輕這些缺占。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的非限制性示例實(shí)施例的一方面提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)， 它包括起動(dòng)控制邏輯，其用于在內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)階段期間控制交流發(fā)電機(jī)負(fù) 載從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)速度爆發(fā)。
通過在所述起動(dòng)階段的至少部分期間控制所述交流發(fā)電機(jī)負(fù)載，可以 降低爆發(fā)，從而可以降低排放、噪聲及燃料消耗。
本發(fā)明的非限制性示例實(shí)施例的另一方面提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)管理系 統(tǒng)，它包括起動(dòng)控制邏輯，其用于在內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)階段期間控制交流發(fā)電 機(jī)負(fù)載，從而可以至少部分回收用于起動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的能量，并且將該能
量存儲(chǔ)在例如車輛電池內(nèi)。
可以為內(nèi)燃機(jī)(如，火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)或者壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī))提供這種 發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)。而且，可以提供一種車輛，該車輛包括具有這種發(fā)動(dòng)機(jī) 管理系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)。
本發(fā)明的非限制性示例實(shí)施例的其它方面包括操作這種發(fā)動(dòng)機(jī)管理 系統(tǒng)的方法、和執(zhí)行這些方法的計(jì)算機(jī)程序。


下面僅以參考附圖舉例的方式來描述本發(fā)明的非限制性示例實(shí)施例。 圖1是包括內(nèi)燃機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)的車輛的示意圖； 圖2是交流發(fā)電機(jī)的示意圖3的示意方框圖示出了用于控制交流發(fā)電機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的控 制邏輯；
圖4是示例扭矩控制圖5的例子示出了交流發(fā)電機(jī)進(jìn)行爆發(fā)控制的能量回收；以及 圖6的示意方框圖示出了發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的不同操作模式。
具體實(shí)施例方式
描述了本發(fā)明的示例實(shí)施例，在所描述的示例實(shí)施例中，交流發(fā)電機(jī) 用于控制爆發(fā)并在內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)階段中回收能量。
圖1是車輛10的示意圖，車輛IO包括內(nèi)燃機(jī)12和發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)， 其中該發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元18。
發(fā)動(dòng)機(jī)12經(jīng)由傳動(dòng)裝置14連接到車輛的驅(qū)動(dòng)輪16。在本例中，將車 輛顯示為前輪驅(qū)動(dòng)車輛。然而，應(yīng)該意識(shí)到，在其它實(shí)施例中，本發(fā)明還 可以適用于后輪驅(qū)動(dòng)車輛或者所有輪驅(qū)動(dòng)的車輛。
電池20用于車輛系統(tǒng)內(nèi)的電能存儲(chǔ)。在本例中，提供了一個(gè)電池20。 然而，在其它示例車輛中，為了類似目的或不同目的，可以提供一個(gè)以上 的電池。例如，車輛可以是混合動(dòng)力車輛，并且可以提供電池來存儲(chǔ)電能， 以便為混合系統(tǒng)內(nèi)的電動(dòng)馬達(dá)供電。
提供了發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)，它包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU) 18。 ECU 18
可以是可編程的ECU，包括例如由一個(gè)或多個(gè)控制程序控制的一個(gè)或多個(gè) 微控制器和/或微處理器。ECU18連接到各種傳感器和控制機(jī)構(gòu)，以感測控 制參數(shù)并控制內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)。例如，可以連接ECU18，以便從曲柄傳感器28 接收信號(hào)，以及將信號(hào)發(fā)送到交流發(fā)電機(jī)30并從交流發(fā)電機(jī)30接收信號(hào)。 應(yīng)該意識(shí)到，ECU 18可以連接到車輛10內(nèi)的更多系統(tǒng)和傳感器。
圖1示出了起動(dòng)繼電器22，在希望起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)12時(shí)，激活該起動(dòng)繼電 器22。起動(dòng)繼電器22可以由用戶手動(dòng)激活，例如，通過旋轉(zhuǎn)點(diǎn)火鑰匙或者 按下起動(dòng)按鈕。在一些實(shí)施例中，例如，在需要起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)的混合動(dòng)力車 輛中，該起動(dòng)繼電器可以自動(dòng)激活。起動(dòng)繼電器22的激活使得起動(dòng)器24 從電池20獲取能量，以便起動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)12。
利用起動(dòng)器24起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)12并且結(jié)合來自ECU 18的控制信號(hào)，這引 起了內(nèi)燃機(jī)12的發(fā)動(dòng)機(jī)控制的起動(dòng)階段，下文將對(duì)此進(jìn)行更加詳細(xì)地描述。 圖1還示出了交流發(fā)電機(jī)30，該交流發(fā)電機(jī)30由內(nèi)燃機(jī)12驅(qū)動(dòng)，并且它 用于產(chǎn)生電能來對(duì)電池20再充電。如下所述，交流發(fā)電機(jī)可以受ECU 18 的控制。
圖2是交流發(fā)電機(jī)30的示意圖。如圖2所示，交流發(fā)電機(jī)包括由驅(qū)動(dòng) 輪42驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)子32，驅(qū)動(dòng)輪42由內(nèi)燃機(jī)12驅(qū)動(dòng)，例如通過傳送帶驅(qū)動(dòng)或 者鏈條驅(qū)動(dòng)，齒輪驅(qū)動(dòng)或者通過直接驅(qū)動(dòng)。轉(zhuǎn)子32的轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)合定子34、 35 使得產(chǎn)生了電能，該電能通過位于接地端36和負(fù)接地的車輛中的正輸出端 38之間的輸出電壓和電流來顯現(xiàn)自己?？梢岳糜烧{(diào)節(jié)器46提供的脈寬調(diào) 制(PWM)控制信號(hào)40來控制轉(zhuǎn)子的操作。
圖2示出的交流發(fā)電機(jī)30還包括調(diào)節(jié)器46，該調(diào)節(jié)器46接收由ECU 18提供的目標(biāo)電壓信號(hào)50以及由定子35提供的對(duì)應(yīng)于輸出電壓38的反饋 電壓48，作為控制輸入。響應(yīng)于這些輸入信號(hào)，調(diào)節(jié)器46調(diào)節(jié)PWM控制 信號(hào)40，從而對(duì)反饋電壓48和目標(biāo)電壓50之間的任何偏差進(jìn)行校正。調(diào) 節(jié)器46還產(chǎn)生交流發(fā)電機(jī)占空比信號(hào)52，該交流發(fā)電機(jī)占空比信號(hào)52表 示PMW控制信號(hào)40的占空比，并且該交流發(fā)電機(jī)占空比信號(hào)52被提供給 ECU 18。轉(zhuǎn)子32的轉(zhuǎn)動(dòng)要求向驅(qū)動(dòng)輪42施加扭矩44。所需的扭矩44的 量對(duì)應(yīng)于交流發(fā)電機(jī)負(fù)載，該交流發(fā)電機(jī)負(fù)載是交流發(fā)電機(jī)內(nèi)的內(nèi)摩擦和 施加在轉(zhuǎn)子32和定子34、 35之間的電磁力的組合。如下所述，可以利用PWM控制信號(hào)40來控制交流發(fā)電機(jī)負(fù)載。
如背景技術(shù)部分所述，在內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)階段期間，向內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)或 多個(gè)燃燒室提供一定量的燃料，以與一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室中滯留的空 氣相匹配。事實(shí)上，在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，使用開節(jié)流閥設(shè)置，由此向內(nèi)燃機(jī) 提供比在穩(wěn)態(tài)空轉(zhuǎn)速度下需要的燃料量更多的燃料。將該初始燃料量設(shè)計(jì) 成能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)快速進(jìn)行初始加速。
然而，發(fā)動(dòng)機(jī)的快速加速一般使得發(fā)動(dòng)機(jī)加速到超過正常的空轉(zhuǎn)速度， 產(chǎn)生通常稱為"爆發(fā)"的現(xiàn)象。傳統(tǒng)地，可以例如通過延遲火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng) 機(jī)(如，汽油發(fā)動(dòng)機(jī))的點(diǎn)火時(shí)刻和/或通過延遲火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)(如，汽 油發(fā)動(dòng)機(jī)或者諸如柴油發(fā)動(dòng)機(jī)之類的壓縮式發(fā)動(dòng)機(jī))的燃料注入來控制發(fā) 動(dòng)機(jī)的爆發(fā)。然而，延遲點(diǎn)火和/或燃料注入時(shí)刻會(huì)導(dǎo)致燃料的不充分燃燒 并有可能增加內(nèi)燃機(jī)在起動(dòng)階段的排放。
如上所述，在本發(fā)明的非限制性示例實(shí)施例中，使用交流發(fā)電機(jī)負(fù)載 來控制內(nèi)燃機(jī)上的負(fù)載，這可被用來在起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)時(shí)控制爆發(fā)和/或至少部 分回收起動(dòng)馬達(dá)所使用的能量。
圖3是起動(dòng)控制單元60的示意圖，該起動(dòng)控制單元60形成了 ECU 18 的一部分，并且它用于以一定的方式控制交流發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行，從而控制施 加至內(nèi)燃機(jī)的交流發(fā)電機(jī)負(fù)載，并由此控制爆發(fā)。起動(dòng)階段控制單元60基 于一種方法，該方法目的在于在內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)階段期間獲得目標(biāo)速度62。 該起動(dòng)速度用作扭矩請(qǐng)求邏輯64的輸入?yún)?shù)，所述扭矩請(qǐng)求邏輯64形成 了扭矩請(qǐng)求控制器64。扭矩請(qǐng)求邏輯64接收作為輸入的目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)速度值 62 (例如，ECU 62中存儲(chǔ)的參數(shù))、當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)速度值66 (例如，從曲柄 傳感器28的信號(hào)中獲得)、以及自初始起動(dòng)以來的時(shí)間68 (例如，從ECU 62的實(shí)時(shí)時(shí)鐘中獲得)。
扭矩請(qǐng)求邏輯64包含圖，該圖基于自起動(dòng)開始以來(即，自起動(dòng)馬達(dá) 開動(dòng)以來)的時(shí)間來提供前饋分布。扭矩請(qǐng)求邏輯64包括基于自起動(dòng)開始 以來的時(shí)間的前饋分布，作為交流發(fā)電機(jī)與請(qǐng)求的延遲的響應(yīng)。圖4更詳 細(xì)地示出了扭矩請(qǐng)求分布70。
圖4示出了扭矩92與自起動(dòng)開始(即，起動(dòng)馬達(dá)初始開動(dòng))以來的時(shí) 間之間的關(guān)系。圖4示出了前饋扭矩曲線96和比例控制扭矩曲線98。在該
例中，除了圖4所示的分叉的時(shí)間段以外，前饋扭矩曲線96與比例控制扭 矩曲線98完全相同。如圖4所示，在起動(dòng)階段的初始部分100，交流發(fā)電 機(jī)提供低的扭矩(在本例中基本為零扭矩，即基本是等于零的交流發(fā)電機(jī) 負(fù)載，其等同于零交流發(fā)電機(jī)占空比)，以便于發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)和發(fā)動(dòng)機(jī)初始起動(dòng)。
在本例中，在大約0.25秒之后(起動(dòng)階段的第二部分102)，在發(fā)動(dòng)機(jī) 的第一次點(diǎn)火期間，扭矩斜坡上升到一個(gè)增大的扭矩值，或交流發(fā)電機(jī)負(fù) 載。例如，這可以等于最大100%的交流發(fā)電機(jī)占空比，或者其它的占空比 值，例如80%或者85%的交流發(fā)電機(jī)占空比)。
在起動(dòng)階段的第三部分104，在本例中大約在0.3秒到0.9秒之間，在 發(fā)電機(jī)加速期間(即，在發(fā)動(dòng)機(jī)加速到一個(gè)不需起動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)而能自我保 持的速度時(shí))，扭矩(或交流發(fā)電機(jī)負(fù)載)保持在恒定值(例如，前述的增 大的值)。
接下來，在起動(dòng)階段的爆發(fā)部分106，在本例中大約在0.9秒到1.8秒 之間，提供對(duì)扭矩的比例控制。在該階段，扭矩請(qǐng)求邏輯64至少動(dòng)態(tài)響應(yīng) 于當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)速度和目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)速度，以確定前饋值，從而產(chǎn)生用來動(dòng)態(tài) 地控制交流發(fā)電機(jī)負(fù)載的扭矩請(qǐng)求信號(hào)。
最后，在起動(dòng)階段的切換部分108，在本例中大約在1.8秒到2.8秒之 間，扭矩斜坡下降，直到切換到發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)交流發(fā)電機(jī)控制。 如圖4所示，在切換階段108期間，在爆發(fā)完成之后，前饋扭矩請(qǐng)求斜坡 下降。當(dāng)電池電壓下降到低于校準(zhǔn)的閾值時(shí)，可以將交流發(fā)電機(jī)切換回正 常發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)控制。在從爆發(fā)控制切換到發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)控制的過程 中，這可以傳送平滑的扭矩和電壓。就此而言，需要指出的是，正常發(fā)動(dòng) 機(jī)管理系統(tǒng)控制傳送目標(biāo)電池電壓，由此可以由發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)計(jì)算所使 用的扭矩和交流發(fā)電機(jī)負(fù)載，以使節(jié)流閥和點(diǎn)火控制能夠補(bǔ)償存在的制動(dòng) 扭矩減小。
應(yīng)該理解，圖4示出的時(shí)刻僅用于示例說明內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)例子。根據(jù) 發(fā)動(dòng)機(jī)類型(火花點(diǎn)火或壓縮點(diǎn)火)和許多其它因素(如發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部壓 縮，汽缸數(shù)目等)，時(shí)刻可以不同。
回到圖3，在本發(fā)明的實(shí)施例中，可以利用比例項(xiàng)來降低前饋扭矩分布，
該比例項(xiàng)基于相對(duì)目標(biāo)速度的發(fā)動(dòng)機(jī)速度誤差?？梢允褂帽壤e分微分控
制器(PID控制器)響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)速度分布，從而使用前饋扭矩分布來校正 交流發(fā)電機(jī)扭矩請(qǐng)求，該P(yáng)ID控制器形成了扭矩請(qǐng)求邏輯64的一部分。PID 控制器提供控制環(huán)反饋機(jī)制，其嘗試對(duì)測得的發(fā)動(dòng)機(jī)速度值和目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī) 速度值之間的誤差進(jìn)行動(dòng)態(tài)校正，并根據(jù)存儲(chǔ)的處理圖調(diào)整扭矩請(qǐng)求信號(hào)。 PID控制器計(jì)算包括三個(gè)獨(dú)立參數(shù)比例值、積分值和微分值。比例值確定 對(duì)當(dāng)前誤差的反應(yīng)，積分確定基于最近誤差總和反應(yīng)，微分確定對(duì)誤差變 化率的反應(yīng)。輸出這三個(gè)反應(yīng)的加權(quán)和，作為扭矩請(qǐng)求信號(hào)。
扭矩請(qǐng)求邏輯64的輸出是扭矩請(qǐng)求信號(hào)72，該扭矩請(qǐng)求信號(hào)72被提 供給交流發(fā)電機(jī)扭矩邏輯74，該交流發(fā)電機(jī)扭矩邏輯74形成了交流發(fā)電機(jī) 扭矩控制器。交流發(fā)電機(jī)扭矩邏輯74提供了定義交流發(fā)電機(jī)扭矩模型的映 射，發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)使用該交流發(fā)電機(jī)扭矩模型來提供正常使用的目標(biāo)電 池電壓。然而，通過交流發(fā)電機(jī)扭矩模型的逆查找，使用扭矩請(qǐng)求信號(hào)72， 可以輸出目標(biāo)電壓信號(hào)50，該目標(biāo)電壓信號(hào)50被提供給交流發(fā)電機(jī)30以 使交流發(fā)電機(jī)的調(diào)節(jié)器控制PMW控制信號(hào)40，從而控制扭矩44，也就是 要求的交流發(fā)電機(jī)負(fù)載。
交流發(fā)電機(jī)扭矩模型74從交流發(fā)電機(jī)速度傳感器(未示出)接收交流 發(fā)電機(jī)速度76、從定子35接收反饋電壓48、并且從調(diào)節(jié)器46接收交流發(fā) 電機(jī)占空比52作為輸入。
可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞綄⒛繕?biāo)電壓信號(hào)50提供給交流發(fā)電機(jī)30，例如， 模擬或數(shù)字信號(hào)，如電壓或電流信號(hào)，或者通過其它通信總線。目標(biāo)電壓 可以通過改變PWM控制信號(hào)的占空比來獲得。如果PWM控制信號(hào)40永 遠(yuǎn)處于高電平(即，交流發(fā)電機(jī)占空比為100%)，那么可以產(chǎn)生最大的可 能功率(電壓*電流)，由此，如果PWM控制信號(hào)的占空比為50% (即， 一半的時(shí)間為高電平，提供的交流發(fā)電機(jī)占空比為50%)，那么交流發(fā)電機(jī) 輸出較少量的功率(電壓*電流)。如果PWM控制信號(hào)40 —直處于低電平， 那么提供的交流發(fā)電機(jī)占空比為零。需要指出的是，參看圖4，提到的在例 如起動(dòng)階段的部分104保持最大扭矩值可以表示例如小于100%的占空比， 例如占空比為80%和85%,它們分別提供80%和85%的交流發(fā)電機(jī)占空比。
控制PWM信號(hào)以防止系統(tǒng)電壓超過安全工作極限。在額定電壓為12V
的系統(tǒng)中，這可以設(shè)定為例如15V。增加電壓極限會(huì)使得交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生 更多功率，但是會(huì)要求DC/DC變換器向車輛系統(tǒng)提供正確的電壓。
在車輛系統(tǒng)中，在發(fā)動(dòng)機(jī)下一次停止前，交流發(fā)電機(jī)一般用于回收起 動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)所使用的功率，例如通過在正常運(yùn)行期間對(duì)電池重新充電。然 而，由于上述爆發(fā)控制方法，本發(fā)明的示例實(shí)施例使得該功率可以更有效 地回收。
圖5示出了在進(jìn)行爆發(fā)控制時(shí)、在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)期間所產(chǎn)生的交流發(fā)電 機(jī)功率。示出了對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)速度的影響。具體而言，120表示電能(W)信號(hào) 122在內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)階段的曲線，并且將此與交流發(fā)電機(jī)占空比曲線124進(jìn)行 比較。如從圖6可以看出的，在本發(fā)明實(shí)施例的例子中，在時(shí)間段126，使 用電能來起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)。然而，在時(shí)間段128，利用交流發(fā)電機(jī)負(fù)載可以回收 一定量的能量130，回收的能量用于向發(fā)動(dòng)機(jī)施加負(fù)載并且降低發(fā)動(dòng)機(jī)的速 度，如圖6的部分140所示。曲線142表示在交流發(fā)電機(jī)爆發(fā)控制處于工 作狀態(tài)下的實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)速度的例子，并且將此與在沒有交流發(fā)電機(jī)控制的 爆發(fā)控制情況下所預(yù)期的發(fā)動(dòng)機(jī)速度144進(jìn)行比較。
公式l、 2和3從數(shù)學(xué)上描述了圖5示出的比例計(jì)算。
下面的公式1定義了起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)所使用的功率。 P ar, = J(電壓,流) 公式1
下面的公式2定義了在爆發(fā)控制期間由交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生并且存儲(chǔ)在電 池中的功率。由于交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能轉(zhuǎn)換到電池中的化學(xué)能的效率不 是100%，所以需要效率項(xiàng)。
"^arg
、
丁(電壓*-電流)*效率 公式2
S 乂
下面的公式3計(jì)算每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的回收比例(回收功率的百分比)。 尸 -i^_*/> 公式3
Rec — p 化—￡ 厶工、J
可以預(yù)測，假定充電效率為80%，約8.75V的最大交流發(fā)電機(jī)電壓允 許在爆發(fā)期間回收所有能量(回收比例等于100%)。在額定12V電源的車 輛中，為了在不損壞電氣部件的前提下實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，可以采用將正確的電 壓供應(yīng)給車輛系統(tǒng)的DC/DC變換器。
圖6是兩個(gè)交流發(fā)電機(jī)的控制方法(如ECU 18內(nèi)采用的控制方法)的 示意圖。在圖6的左手側(cè)，附圖標(biāo)記60表示上文參考圖3-5描述的發(fā)動(dòng)機(jī) 起動(dòng)控制階段，而在右手側(cè)，附圖標(biāo)記160描述正常的交流發(fā)電機(jī)控制， 由此設(shè)置PWM控制信號(hào)，以便獲得目標(biāo)電壓162而不采用扭矩請(qǐng)求邏輯 64和發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)階段控制邏輯的交流發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩模型74。
描述了一種發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)和一種在起動(dòng)階段期間控制內(nèi)燃機(jī)的方 法，包括起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)以開始起動(dòng)階段并控制交流發(fā)電機(jī)負(fù)載，這可用于在 起動(dòng)階段的至少一部分期間動(dòng)態(tài)調(diào)整內(nèi)燃機(jī)上的負(fù)載，從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)速 度爆發(fā)和/或允許回收起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)所使用能量的至少一部分。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例還提供了一種計(jì)算機(jī)程序形式的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn) 品，用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)的ECU從而執(zhí)行該方法?？梢栽谳d體介質(zhì)上 提供計(jì)算機(jī)程序，例如在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上。載體介質(zhì)可以是存儲(chǔ)介質(zhì)， 如固態(tài)介質(zhì)、磁介質(zhì)、光學(xué)介質(zhì)、磁光介質(zhì)或者其它存儲(chǔ)介質(zhì)。載體介質(zhì) 可以是傳輸介質(zhì)，如廣播介質(zhì)、電話介質(zhì)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)、有線介質(zhì)、 無線介質(zhì)、電介質(zhì)、電磁介質(zhì)、光學(xué)介質(zhì)或者任何其它傳輸介質(zhì)。
如上所述，除了能夠控制發(fā)動(dòng)機(jī)爆發(fā)之外，本發(fā)明的實(shí)施例還能夠回 收由起動(dòng)馬達(dá)從電池獲取的用于起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)的電能的至少一部分。
而且，如上所述，在先前的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)中，可以延遲點(diǎn)火和/或燃料注 入時(shí)刻以至少提供對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)爆發(fā)的部分控制。本發(fā)明的實(shí)施例可以使點(diǎn)火 和/或燃料注入延遲的程度被降低或消除，這改進(jìn)了燃燒并且降低了燃料消 耗、發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲和環(huán)境排放。
雖然十分詳細(xì)地描述了上述實(shí)施例，但是一旦完全理解了本發(fā)明的公 開內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到許多變化和修改。下面的權(quán)利要求要解 釋為包括所有這些變化和修改及其等價(jià)物。
權(quán)利要求
1、一種發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)，包括起動(dòng)控制邏輯，其用于在內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)階段的至少一部分期間控制交流發(fā)電機(jī)負(fù)載從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)速度爆發(fā)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)，其中所述起動(dòng)控制邏輯用 于在所述起動(dòng)階段的所述至少一部分期間控制所述交流發(fā)電機(jī)負(fù)載，使得 所述交流發(fā)電機(jī)的功率輸出增大。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)，其中所述起動(dòng)控制邏輯用 于在所述起動(dòng)階段的所述至少一部分期間控制所述交流發(fā)電機(jī)負(fù)載，使得 起動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)所使用的能量至少部分被回收。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)，其中所述起動(dòng)階段的所述 至少一部分是所述起動(dòng)階段的爆發(fā)部分，并且所述起動(dòng)控制邏輯用于在所 述起動(dòng)階段的所述爆發(fā)部分期間動(dòng)態(tài)控制所述交流發(fā)電機(jī)負(fù)載。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)，其中所述起動(dòng)控制邏輯用 于在所述起動(dòng)階段的所述爆發(fā)部分之前的所述起動(dòng)階段的初始部分期間將 所述交流發(fā)電機(jī)負(fù)載設(shè)置成至少一個(gè)預(yù)定值。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)，其中所述起動(dòng)控制邏輯用 于在所述起動(dòng)階段的起動(dòng)部分期間將所述交流發(fā)電機(jī)負(fù)載設(shè)置成一個(gè)較低 值，并且用于在所述起動(dòng)階段的所述爆發(fā)部分之前的所述起動(dòng)階段的初始 燃燒部分期間增大所述交流發(fā)電機(jī)負(fù)載。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)，其中所述較低值的交流發(fā) 電機(jī)負(fù)載是基本為零水平的交流發(fā)電機(jī)負(fù)載。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)，其中所述起動(dòng)控制邏輯用 于在所述起動(dòng)階段的所述初始燃燒部分和所述起動(dòng)階段的所述爆發(fā)部分之 間的所述起動(dòng)階段的發(fā)動(dòng)機(jī)加速部分期間將所述交流發(fā)電機(jī)負(fù)載維持在一 個(gè)增大的值。
9、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)，其中所述起動(dòng)控制邏輯用 于在所述起動(dòng)階段的所述爆發(fā)部分之后的所述起動(dòng)階段的切換部分期間使 所述交流發(fā)電機(jī)負(fù)載斜坡下降，直到切換至標(biāo)準(zhǔn)控制邏輯，在所述起動(dòng)階 段之后，接著控制交流發(fā)電機(jī)負(fù)載。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任意一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)，其中所 述控制邏輯包括扭矩請(qǐng)求邏輯，用于響應(yīng)于目標(biāo)速度值、測得的發(fā)動(dòng)機(jī)速 度值和經(jīng)過的時(shí)間來產(chǎn)生扭矩請(qǐng)求信號(hào)，所述扭矩請(qǐng)求信號(hào)被提供給交流 發(fā)電機(jī)扭矩控制邏輯，所述交流發(fā)電機(jī)扭矩控制邏輯用于確定目標(biāo)交流發(fā) 電機(jī)電壓信號(hào)，以基于所述扭矩請(qǐng)求信號(hào)和交流發(fā)電機(jī)速度、交流發(fā)電機(jī) 占空比和交流發(fā)電機(jī)電壓值來控制所述交流發(fā)電機(jī)負(fù)載。
11、 一種發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)，包括起動(dòng)控制邏輯，其用于在內(nèi)燃機(jī)的起 動(dòng)階段的至少一部分期間控制交流發(fā)電機(jī)負(fù)載，從而至少部分回收用于起 動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的能量。
12、 一種內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，包括 內(nèi)燃機(jī)；以及發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)，包括起動(dòng)控制邏輯，其用于在內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)階段的 至少一部分期間控制交流發(fā)電機(jī)負(fù)載從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)速度爆發(fā)。
13、 一種在起動(dòng)階段的至少一部分期間控制內(nèi)燃機(jī)的方法，所述方法 包括起動(dòng)所述內(nèi)燃機(jī)以開始所述起動(dòng)階段；以及 控制交流發(fā)電機(jī)負(fù)載，從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)速度爆發(fā)。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，包括在所述起動(dòng)階段的所述至少一 部分期間控制所述交流發(fā)電機(jī)負(fù)載，使得所述交流發(fā)電機(jī)的功率輸出增大。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，包括在所述起動(dòng)階段的所述至少一 部分期間控制所述交流發(fā)電機(jī)負(fù)載，使得起動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)所使用的能量至 少部分被回收。
16、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述起動(dòng)階段的所述至少一部 分是所述起動(dòng)階段的爆發(fā)部分，并且在所述起動(dòng)階段的所述爆發(fā)部分期間 動(dòng)態(tài)控制所述交流發(fā)電機(jī)負(fù)載。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括在所述起動(dòng)階段的所述爆發(fā) 部分之前的所述起動(dòng)階段的初始部分期間將所述交流發(fā)電機(jī)負(fù)載設(shè)置成至 少一個(gè)預(yù)定值。
18、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括在所述起動(dòng)階段的起動(dòng)部分 期間將所述交流發(fā)電機(jī)負(fù)載設(shè)置成一個(gè)較低值，并且在所述起動(dòng)階段的所 述爆發(fā)部分之前的所述起動(dòng)階段的初始燃燒部分期間增大所述交流發(fā)電機(jī) 負(fù)載。
19、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述交流發(fā)電機(jī)負(fù)載的所述較 低值是基本為零水平的交流發(fā)電機(jī)負(fù)載。
20、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，還包括在所述起動(dòng)階段的所述初 始燃燒部分和所述起動(dòng)階段的所述爆發(fā)部分之間，在所述起動(dòng)階段的發(fā)動(dòng) 機(jī)加速部分期間將所述交流發(fā)電機(jī)負(fù)載維持在一個(gè)增大的值。
21、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括在所述起動(dòng)階段的所述爆 發(fā)部分之后，在所述起動(dòng)階段的切換部分期間使所述交流發(fā)電機(jī)負(fù)載斜坡 下降，直到切換至標(biāo)準(zhǔn)控制邏輯，在所述起動(dòng)階段之后，接著控制交流發(fā) 電機(jī)負(fù)載。
22、根據(jù)權(quán)利要求13至21中任意一項(xiàng)所述的方法，還包括響應(yīng)于 目標(biāo)速度值、測得的發(fā)動(dòng)機(jī)速度值和經(jīng)過的時(shí)間來產(chǎn)生扭矩請(qǐng)求信號(hào)，以 及確定目標(biāo)交流發(fā)電機(jī)電壓信號(hào)，用于基于所述扭矩請(qǐng)求信號(hào)和交流發(fā)電 機(jī)速度、交流發(fā)電機(jī)占空比和交流發(fā)電機(jī)電壓值來控制所述交流發(fā)電機(jī)負(fù) 載。
23、 一種在起動(dòng)階段期間控制內(nèi)燃機(jī)的方法，所述方法包括起動(dòng)所述內(nèi)燃機(jī)以開始所述起動(dòng)階段；以及控制交流發(fā)電機(jī)負(fù)載，從而至少部分回收用于起動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的能量。
全文摘要
一種在起動(dòng)階段期間控制內(nèi)燃機(jī)的方法，包括起動(dòng)所述內(nèi)燃機(jī)以開始所述起動(dòng)階段、以及控制交流發(fā)電機(jī)負(fù)載，從而在所述起動(dòng)階段的至少一部分期間增大所述發(fā)動(dòng)機(jī)上的負(fù)載，由此控制發(fā)動(dòng)機(jī)速度爆發(fā)和/或至少部分回收用于起動(dòng)所述內(nèi)燃機(jī)的能量。
文檔編號(hào)F02D29/06GK101377152SQ20081014635
公開日2009年3月4日 申請(qǐng)日期2008年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月27日
發(fā)明者中井康裕, 八木豐兒, 諳愛岐松 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝