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使用爆震抑制的混合動(dòng)力車輛的推進(jìn)系統(tǒng)的制作方法

文檔序號(hào):3897864閱讀:95來源:國知局
專利名稱:使用爆震抑制的混合動(dòng)力車輛的推進(jìn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種混合動(dòng)力車輛推進(jìn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)
已經(jīng)描述了對(duì)于不同的燃料類型使用多個(gè)噴射器位置的發(fā)動(dòng)機(jī)。在題目為 "Calculations of Knock Suppression in Highly Turbocharged Gasoline/Ethanol Engines Using Direct Ethanol Injection"("使用直接乙醇噴射的高渦輪增壓的 汽油/乙醇發(fā)動(dòng)機(jī)中的爆震抑制計(jì)算")和"Direct Injection Ethanol Boosted Gasoline Engine: Biofuel Leveraging for Cost Effective Reduction of Oil Dependence and C02 Emissions"("直接噴射乙醇增壓的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)生物燃料用 于有成本效益地減少燃油依賴和C02排放")的Heywood (海伍德)等人的文章中描 述了一個(gè)示例。具體地,Heywood等人的文章描述了直接噴射乙醇以改進(jìn)進(jìn)氣的冷卻 效果,同時(shí)依賴進(jìn)氣道噴射汽油提供整個(gè)行駛循環(huán)中的大多數(shù)燃料。因此,已經(jīng)驗(yàn)證 汽油發(fā)動(dòng)機(jī)在增壓搡作期間選擇性使用如乙醇的爆震抑制物質(zhì)可以減少爆震,具體地 若不采取此措施發(fā)動(dòng)機(jī)是受爆震限制的。
本發(fā)明的發(fā)明人認(rèn)識(shí)到上述方法的各種問題。在一個(gè)示例中,當(dāng)車輛上的爆震抑 制物質(zhì)的可用量較低時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出會(huì)明顯地減少。例如,即使發(fā)動(dòng)機(jī)具有足夠的燃 料儲(chǔ)備保留在車輛上時(shí),爆震抑制物質(zhì)的不足會(huì)再次促使發(fā)動(dòng)機(jī)是爆震限制的,從而 減少了可以提供到發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓水平。在一些工況下,發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的減少會(huì)使車輛駕 駛員受驚或使車輛的性能不令人滿意。
在另一個(gè)示例中,當(dāng)爆震抑制物質(zhì)在車輛上從燃料混合物中分離時(shí),爆震抑制物 質(zhì)的消耗率大于分離率同樣會(huì)使爆震抑制物質(zhì)最終耗盡。因此,車輛駕駛員可以嘗試 或不能開始由于爆震抑制物質(zhì)的可用量減少不再可實(shí)行的車輛控制操作?;蛘?,在上 述的每個(gè)示例中,若發(fā)動(dòng)機(jī)允許在沒有使用爆震抑制物質(zhì)發(fā)生爆震的狀態(tài)中操作時(shí), 發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)發(fā)生損壞,或由于發(fā)動(dòng)機(jī)爆震導(dǎo)致的噪聲、振動(dòng)、不平穩(wěn)性(NVH)再次使 車輛駕駛員不滿意。

發(fā)明內(nèi)容
至少針對(duì)上述問題,在一個(gè)示例中,本發(fā)明人提出包括至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪的混合動(dòng) 力推進(jìn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括具有至少一個(gè)燃燒室的發(fā)動(dòng)機(jī);配置為通過驅(qū)動(dòng)輪選擇性地 推進(jìn)車輛的馬達(dá);配置為以變化的相對(duì)量輸送第一物質(zhì)和第二物質(zhì)到燃燒室的燃料系
統(tǒng),其中第一物質(zhì)包括燃料,第二物質(zhì)比第一物質(zhì)包括更大濃度的爆震抑制物質(zhì);及 配置為操作燃料系統(tǒng)以響應(yīng)于工況改變輸送到燃燒室的第一物質(zhì)和第二物質(zhì)的相對(duì) 量,同時(shí)操作馬達(dá)以推進(jìn)車輛的控制系統(tǒng)。
另外,在另一個(gè)示例中,本發(fā)明人提出一種搡作包括連接到車輛的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng) 輪的發(fā)動(dòng)機(jī)和馬達(dá)的混合動(dòng)力車輛推進(jìn)系統(tǒng)的方法。該方法包括響應(yīng)于工況以變化的
相對(duì)量輸送汽油和醇類到發(fā)動(dòng)機(jī);響應(yīng)于燃料系統(tǒng)的工況改變運(yùn)轉(zhuǎn)地連接到馬達(dá)的儲(chǔ) 能裝置中存儲(chǔ)的能量的量。
以此方式,使用如醇類的爆震抑制物質(zhì)與其他包括電動(dòng)馬達(dá)或其他適合的驅(qū)動(dòng)馬 達(dá)的車輛推進(jìn)源協(xié)作,使駕駛員對(duì)于多種工況,如爆震抑制物質(zhì)的可用量或馬達(dá)的儲(chǔ) 能裝置存儲(chǔ)的能量的量減少時(shí),具有較一致的駕駛感。


圖1示意性地示出車輛的示例混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng);
圖2示意性地示出如圖1所示的推進(jìn)系統(tǒng)的示例發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸;
圖3示出描述混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)的示例控制策略的流程圖4示出描述混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)的示例控制策略的流程圖;
圖5示出描述圖3和圖4的控制策略的示例實(shí)施例的圖表;
圖6示出描述預(yù)測(cè)爆震抑制物質(zhì)的可用量的示例控制策略的流程圖;
圖7示出描述本文所述的示例控制策略的各種應(yīng)用的幾個(gè)圖表。
具體實(shí)施例方式
圖1示意性地示出車輛的示例混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)100?;旌蟿?dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)ioo包 括發(fā)動(dòng)機(jī)110和馬達(dá)130,發(fā)動(dòng)機(jī)110和馬達(dá)130的每個(gè)配置為經(jīng)變速器160選擇性 地提供推進(jìn)力到車輛的至少一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)輪170,如190、 192、及194標(biāo)示。此外, 發(fā)動(dòng)機(jī)110和馬達(dá)130每個(gè)還可以選擇性地從驅(qū)動(dòng)輪170接收能量以提供所稱的車輛 再生制動(dòng)。應(yīng)理解發(fā)動(dòng)機(jī)110和馬達(dá)130可以串行或并行的配置設(shè)置以使發(fā)動(dòng)機(jī)和馬 達(dá)的一個(gè)或兩者從驅(qū)動(dòng)輪170供應(yīng)或接收扭矩。因此,圖1所示的示例不限于具體的 混合動(dòng)力車輛配置。例如,混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)ioo在其他的示例中可以包括兩個(gè)或多 個(gè)馬達(dá),和/或可以包括定位在變速器160與發(fā)動(dòng)機(jī)IIO相對(duì)的一端的馬達(dá)130。在 另一個(gè)示例中,發(fā)動(dòng)機(jī)IIO還可以與傳動(dòng)系分離,其中可以選擇性地操作發(fā)動(dòng)機(jī)以產(chǎn) 生可由馬達(dá)130使用的推進(jìn)車輛的能量。在一個(gè)非限制的示例中,馬達(dá)130可以包括 供應(yīng)能量以提供扭矩及響應(yīng)于輸入扭矩可以操作以產(chǎn)生電能的電動(dòng)馬達(dá)。
混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)IOO還可以包括如196標(biāo)示的與馬達(dá)130連通的儲(chǔ)能裝置140。 在一個(gè)示例中,混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)100可以配置為混合動(dòng)力電動(dòng)車輛(HEV),其中 儲(chǔ)能裝置140包括存儲(chǔ)電能的一個(gè)或多個(gè)電池或電容。因此,如圖l所示,馬達(dá)130
如196標(biāo)示可以從儲(chǔ)能裝置140接收能量或供應(yīng)能量到儲(chǔ)能裝置140。此外,儲(chǔ)能裝 置140如142標(biāo)示可以從車輛外部的能量源接收能量。例如,混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)IOO 可以配置為插電式(plug-in)混合動(dòng)力電動(dòng)車輛,其中儲(chǔ)能裝置140可以通過合適 的電線或電纜連接到外部電源以使儲(chǔ)能裝置再充電。
發(fā)動(dòng)機(jī)110如圖1所示包括多個(gè)汽缸或燃燒室30。在選擇的工況下,發(fā)動(dòng)機(jī)110 如118標(biāo)示經(jīng)壓縮機(jī)112從環(huán)境接收進(jìn)氣。在其他的工況下,進(jìn)氣的至少一部分可以 通過壓縮機(jī)旁通閥117繞過壓縮機(jī)。在圖l所示的具體示例中,壓縮機(jī)112通過設(shè)置 在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣通道中配置為渦輪增壓器的渦輪114驅(qū)動(dòng)。渦輪114如圖所示經(jīng)軸 116連接到壓縮機(jī)112。在一些工況下發(fā)動(dòng)機(jī)110可以經(jīng)過包括渦輪114的排氣通道 排出發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的氣體以驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)112。在其他的工況下,排氣可以通過渦輪旁通 閥115繞過渦輪。然而,在其他的示例中,壓縮機(jī)112可以由發(fā)動(dòng)機(jī)或馬達(dá)驅(qū)動(dòng)而不 要求配置為機(jī)械增壓器的渦輪。因此,壓縮機(jī)112可以配置為具有或不具有排氣渦輪 以提供增壓進(jìn)氣到發(fā)動(dòng)機(jī)。以此方式,發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的每個(gè)如118標(biāo)示可以從環(huán)境接收 進(jìn)氣,如120標(biāo)示向環(huán)境排出燃燒的產(chǎn)物。
發(fā)動(dòng)機(jī)IIO如174和176標(biāo)示還可以選擇地接收兩種物質(zhì)。在一個(gè)示例中,如 174標(biāo)示,包括燃料或燃料混合物的第一物質(zhì)可以輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸。例如,第一物 質(zhì)可以包括如汽油、柴油的燃料、或燃料的混合物及其他物質(zhì)。如176標(biāo)示,可以輸 送不同于第一物質(zhì)的第二物質(zhì)到發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸。在一個(gè)非限制的示例中,第二物質(zhì)可以 比第一物質(zhì)包括更大濃度的爆震抑制物質(zhì)。例如,如176標(biāo)示,選擇性地輸送到發(fā)動(dòng) 機(jī)的爆震抑制物質(zhì)可以包括如乙醇或甲醇的醇類,或在另一個(gè)示例中可以包括水。然 而,如關(guān)于第一物質(zhì)所示,如174標(biāo)示輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料還可以比第二物質(zhì)包括更 低濃度的爆震抑制物質(zhì)。因此,應(yīng)理解第一物質(zhì)和第二物質(zhì)可以包括不同濃度的類似 成分。在一個(gè)具體的非限制的示例中,如174標(biāo)示,選擇性地提供到發(fā)動(dòng)機(jī)的第一物 質(zhì)包括液態(tài)汽油或液態(tài)汽油和乙醇的混合物,如176標(biāo)示,選擇性地提供到發(fā)動(dòng)機(jī)的 第二物質(zhì)至少包括液態(tài)乙醇。如本文詳細(xì)描述,在一定的工況下可以選擇性地使用爆 震抑制物質(zhì)以減少發(fā)動(dòng)機(jī)爆震的發(fā)生或可能性。
圖1還示出第一物質(zhì)如何可以從第一存儲(chǔ)箱122單獨(dú)地輸送到發(fā)動(dòng)機(jī),第二物質(zhì) 如何可以從第二存儲(chǔ)箱124單獨(dú)地輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)。在該具體的示例中,如126標(biāo)示, 例如,在加燃料搡作期間,第一存儲(chǔ)箱122可以接收燃料混合物。在第一存儲(chǔ)箱122 接收的燃料混合物可以包括燃料和爆震抑制物質(zhì)兩者。例如,如126標(biāo)示的在第一存 儲(chǔ)箱122接收的燃料混合物可以包括如約85%乙醇和15%汽油的E85的汽油和乙醇的 混合物;約85%甲醇和15%汽油的M85的汽油和甲醇的混合物;汽油和水的混合物; 醇類、水、及汽油的混合物;柴油和水的混合物;柴油和醇類的混合物;或包括燃料 和比在燃料混合物中所含的燃料更大程度地抑制爆震的爆震抑制物質(zhì)的其他合適的 混合物。此外,應(yīng)理解經(jīng)126接收的燃料混合物可以包括在不同的燃料供應(yīng)站中不同
比例的燃料和爆震抑制物質(zhì)。因此,本文描述的系統(tǒng)可以配置為對(duì)于一定范圍的燃料
混合物和燃料混合物中所含的爆震抑制物質(zhì)的可用量的特定的車輛駕駛員輸入提供
改進(jìn)和較一致的推進(jìn)系統(tǒng)輸出。
在一個(gè)非限制的示例中,在126接收的燃料混合物可以包括液態(tài)形式的乙醇和汽 油的混合物。爆震抑制物質(zhì)(例如乙醇)中的至少一些可以經(jīng)分離器173和通道172 從燃料混合物(例如汽油和乙醇)中分離。分離器173還可以包括使爆震抑制物質(zhì)從 燃料混合物中分離和使爆震抑制物質(zhì)經(jīng)通道172從存儲(chǔ)箱122運(yùn)送到存儲(chǔ)箱124的 泵。然而,在一些實(shí)施例中,存儲(chǔ)箱124可以略去,從而經(jīng)分離器173直接提供爆震 抑制物質(zhì)到發(fā)動(dòng)機(jī)110。在其他的實(shí)施例中,可以提供第三存儲(chǔ)箱,從而燃料混合物 開始在第一存儲(chǔ)箱接收,第一物質(zhì)和第二物質(zhì)可以分別分離到第二存儲(chǔ)箱和第三存儲(chǔ) 箱。在另外的實(shí)施例中,存儲(chǔ)箱122和存儲(chǔ)箱124可以分別單獨(dú)地填充第一物質(zhì)和第 二物質(zhì),進(jìn)而不需要包括第一物質(zhì)和第二物質(zhì)的燃料混合物的分離。不管該具體的燃 料系統(tǒng)配置,應(yīng)理解第一物質(zhì)和第二物質(zhì)可以響應(yīng)于工況以改變的相對(duì)量提供到發(fā)動(dòng) 機(jī)的至少一個(gè)汽缸。
混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)100可以包括控制系統(tǒng)150??刂葡到y(tǒng)150可以可通信地連接 到混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)100的各種構(gòu)件以實(shí)現(xiàn)本文描述的控制例程。例如,如圖l所示, 控制系統(tǒng)150如186標(biāo)示可以從傳感器接收在存儲(chǔ)箱122中存儲(chǔ)的第一物質(zhì)的量的指 示,如188標(biāo)示可以從傳感器接收在存儲(chǔ)箱124中存儲(chǔ)的第二物質(zhì)的量的指示。此外, 在一些示例中,控制系統(tǒng)150如125標(biāo)示可以接收在存儲(chǔ)箱122中存儲(chǔ)的第一物質(zhì)中 所含的第二物質(zhì)(例如爆震抑制物質(zhì))的濃度的指示。
控制系統(tǒng)150還可以從如圖2詳細(xì)示出的用戶輸入裝置181接收用戶輸入信號(hào)。 在一個(gè)示例中,用戶輸入裝置181可以包括配置為使車輛駕駛員控制車輛的加速度和 速度的加速器踏板。除了圖l所示的那些輸入之外,控制系統(tǒng)150還可以接收如圖2 所示的各種其他的輸入。
響應(yīng)于控制系統(tǒng)接收的各種輸入,控制系統(tǒng)150如182標(biāo)示可以控制變速器160 的搡作及從變速器160接收工況信息。例如,控制系統(tǒng)150可以改變變速器提供的傳 動(dòng)比和/或鎖定或解鎖變速器具有的扭矩變換器。控制系統(tǒng)150如184標(biāo)示還可以控 制發(fā)動(dòng)機(jī)110的搡作及從發(fā)動(dòng)機(jī)IIO接收工況信息,參考圖2進(jìn)一步描述??刂葡到y(tǒng) 150如180標(biāo)示還可以控制馬達(dá)130和/或儲(chǔ)能裝置140的搡作,及從這些裝置接收 工況信息??刂葡到y(tǒng)150如175標(biāo)示可以控制分離器173提供的分離率。除了圖1中 所示的各種控制路徑之外,控制系統(tǒng)150還可以控制壓縮機(jī)112、渦輪114的操作, 及旁通閥115和旁通閥117的位置。在一個(gè)示例中,渦輪114可以配置為可變幾何渦 輪(VGT),從而通過控制系統(tǒng)150可以控制渦輪的幾何特性以改變壓縮機(jī)112提供
到發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓的量。
圖2示意性地示出圖1所示的混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)100的發(fā)動(dòng)機(jī)110的示例汽缸
2 30。如圖l所示發(fā)動(dòng)機(jī)110可以由控制系統(tǒng)150控制??刂葡到y(tǒng)150可以包括配置 為響應(yīng)于經(jīng)輸入裝置181從車輛駕駛員232接收的輸入控制發(fā)動(dòng)機(jī)110的搡作的電子 控制器212。在此示例中,輸入裝置181包括加速器踏板和產(chǎn)生成比例的踏板位置信 號(hào)PP的踏板位置傳感器234。發(fā)動(dòng)機(jī)110的燃燒室(即汽缸)2 30可以包括具有活塞 "6定位在其中的燃燒室壁232?;钊?36可以連接到曲軸240以便活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng) 轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。曲軸240可以經(jīng)中間變速器系統(tǒng)連接到車輛的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng) 輪,例如,如圖1所示。此外,起動(dòng)機(jī)馬達(dá)可以經(jīng)飛輪連接到曲軸240以使發(fā)動(dòng)機(jī) IIO進(jìn)行起動(dòng)操作。在一個(gè)非限制的示例中,如圖1所示馬達(dá)130可以運(yùn)轉(zhuǎn)地連接到 曲軸240以使扭矩在發(fā)動(dòng)機(jī)和馬達(dá)之間轉(zhuǎn)換。
燃燒室230可以經(jīng)進(jìn)氣通道242從進(jìn)氣歧管244接收進(jìn)氣,及可以經(jīng)排氣通道 2"排出燃燒氣體。如圖l所示,燃燒室230可以通過如壓縮機(jī)的增壓裝置從壞境接 收增壓的進(jìn)氣,及可以經(jīng)包括渦輪的排氣通道248排出氣體?;蛘?,可以至少部分地 繞過壓縮機(jī)和/或渦輪以使提供增壓的量到汽缸的至少一個(gè)路徑可以改變。進(jìn)氣歧管 244和排氣通道248可以分別經(jīng)進(jìn)氣門252和排氣門254選擇性地與燃燒室230連通。 在其他的實(shí)施例中,燃燒室230可以包括兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣門和/或兩個(gè)或多個(gè)排氣門。
在一個(gè)非限制的示例中,通過控制器212經(jīng)電動(dòng)或電磁氣門執(zhí)行器(EVA) 251 可以控制進(jìn)氣門252的位置。類似地,通過控制器212經(jīng)EVA 253可以控制排氣門 254的位置。在一些工況下,控制器212可以改變提供到EVA 251和EVA 25 3的信號(hào) 以分別控制進(jìn)氣門和排氣門的開啟和關(guān)閉。進(jìn)氣門252和排氣門254的位置可以分別 通過氣門位置傳感器255和氣門位置傳感器257確定。在替代的實(shí)施例中,進(jìn)氣門和 排氣門中的一個(gè)或多個(gè)可以通過一個(gè)或多個(gè)凸輪驅(qū)動(dòng),并可以使用所稱的凸輪廓線變 換(CPS)、可變凸輪正時(shí)(VCT)、可變氣門正時(shí)(VVT)和/或可變氣門升程(VVT) 系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)以改變氣門操作。例如,汽缸230可以替代地包括經(jīng)具有CPS、 VCT、 VVT和/或VVL中的一個(gè)或多個(gè)的凸輪驅(qū)動(dòng)控制的至少一個(gè)進(jìn)氣門或排氣門。因
此,應(yīng)理解發(fā)動(dòng)機(jī)iio不限于本文通過示例描述的各種氣門系統(tǒng)配置。
此外,燃燒室230可以配置有第一噴射器266和第二噴射器268。第一噴射器可 以配置為響應(yīng)于電子驅(qū)動(dòng)器267供應(yīng)的信號(hào)如圖1的174示意性地標(biāo)示提供第一物質(zhì) 到燃燒室。第二噴射器可以配置為響應(yīng)于電子驅(qū)動(dòng)器269供應(yīng)的信號(hào)如圖1的176示 意性地標(biāo)示提供第二物質(zhì)到燃燒室。在一個(gè)如圖2所示的非限制的示例中,第一噴射 器266可以沿著進(jìn)氣歧管244設(shè)置配置為進(jìn)氣道噴射,第二噴射器268可以直接連接 到燃燒室230配置為直接噴射。然而,應(yīng)理解在其他的示例中,噴射器266還可以配 置為直接噴射器,或噴射器268還可以配置為進(jìn)氣道噴射器?;蛘?,可以使用單個(gè)直 接噴射器以通過在噴射器的上游設(shè)置的混合閥直接提供變化的相對(duì)量的第一物質(zhì)和 第二物質(zhì)到燃燒室。因此,發(fā)動(dòng)機(jī)110的一些或所有汽缸可以配置為取決于工況以變 化的比例接收燃料和/或其他的物質(zhì)(例如爆震抑制物質(zhì))。
如圖1所示,發(fā)動(dòng)機(jī)no的一些或所有汽缸可以單獨(dú)地以不同的相對(duì)量接收第一 物質(zhì)和第二物質(zhì)。例如,第一物質(zhì)可以包括燃料或具有汽油、柴油或其他合適的燃料 的燃料混合物,第二物質(zhì)可以比第一物質(zhì)包括更大濃度的爆震抑制物質(zhì)。例如,第二 物質(zhì)可以比第一物質(zhì)包括更大濃度的醇類或水。因此,在至少一個(gè)實(shí)施例中,噴射器 266可以配置為經(jīng)進(jìn)氣道噴射提供包括汽油的第一物質(zhì)到燃燒室230,噴射器268可
以配置為經(jīng)直接噴射提供比第一物質(zhì)包括更大濃度的乙醇的第二物質(zhì)到燃燒室230。 在另一個(gè)示例中,第一物質(zhì)和第二物質(zhì)經(jīng)單個(gè)直接噴射器或進(jìn)氣道噴射器,例如,通 過使用在單個(gè)噴射器的上游設(shè)置的混合閥可以以變化的相對(duì)量選擇性地提供到燃燒 室230。因此,應(yīng)理解本文描述的控制系統(tǒng)可以配置為響應(yīng)于如發(fā)動(dòng)機(jī)載荷、發(fā)動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)輸出、或爆震的指示等工況改變輸送到燃燒室的如汽油的第一物質(zhì)和如 乙醇的第二物質(zhì)的絕對(duì)量和/或相對(duì)量。
進(jìn)氣通道242可以包括具有節(jié)流板264的節(jié)氣門262。在該具體的示例中,經(jīng)提 供到節(jié)氣門262包括的電動(dòng)馬達(dá)或執(zhí)行器的信號(hào)通過控制器212可以改變節(jié)流板264 的位置,該配置通常稱為電子節(jié)氣門控制(ETC)。以此方式,可以搡作節(jié)氣門262 以在其他發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸之間改變提供到燃燒室2 30的進(jìn)氣的流率和在進(jìn)氣歧管244之內(nèi) 的壓力。通過節(jié)氣門位置信號(hào)TP,節(jié)流板264的位置可以提供到控制器212。應(yīng)理解 節(jié)氣門可以沿著壓縮機(jī)的上游或下游的進(jìn)氣通道設(shè)置。進(jìn)氣通道242還包括分別提供 信號(hào)MAF和MAP到控制器212的質(zhì)量空氣流量傳感器220和歧管空氣壓力傳感器222。 在一個(gè)示例中,歧管空氣壓力傳感器222可以設(shè)置在壓縮機(jī)的下游以使控制系統(tǒng)評(píng)估 增壓裝置提供的增壓的水平。
在選擇的工況下,可以搡作點(diǎn)火系統(tǒng)288以響應(yīng)于來自控制器212的火花提前信 號(hào)SA經(jīng)火花塞292提供點(diǎn)火火花到燃燒室230。通過所示的火花點(diǎn)火構(gòu)件,在一些 實(shí)施例中,發(fā)動(dòng)機(jī)110的燃燒室230或一個(gè)或多個(gè)其他的燃燒室可以壓縮點(diǎn)火的模式 搡作,使用或不使用點(diǎn)火火花。
排氣傳感器226如圖所示連接到排放控制裝置270的上游的排氣通道248。傳感 器226可以是提供排氣空燃比的指示的任何適合的傳感器,如線性氧傳感器或UEGO (通用或?qū)捰蚺艢庋鮽鞲衅?、雙態(tài)氧傳感器或EGO、 HEGO (加熱式EGO) 、 NOx、 HC、 或CO傳感器。排放控制裝置270如圖所示沿著排氣傳感器226的下游的排氣通道248 設(shè)置。排放控制裝置270可以包括三元催化劑(TWC) 、 NOx捕集器、各種其他的排 放控制裝置、或其組合。在一些實(shí)施例中,在發(fā)動(dòng)機(jī)110的操作中,通過在特定的空 燃比范圍之內(nèi)操作發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)汽缸,排放控制裝置270可以周期性地重新設(shè)定 或凈化。
控制器212如圖l所示為微計(jì)算機(jī),包括微處理器單元202、輸入/輸出端口 204、可執(zhí)行程序和校準(zhǔn)值的電子存儲(chǔ)媒體,在該具體示例中所示為只讀存儲(chǔ)器芯片 206 、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器2 08、?;畲鎯?chǔ)器210、及數(shù)據(jù)總線。參考圖l描述,包括控制
器212的控制系統(tǒng)150對(duì)推進(jìn)系統(tǒng)的各種構(gòu)件可以變換控制信號(hào)。除了上述那些信號(hào) 之外,控制器212可以發(fā)送和接收各種控制信號(hào),包括來自質(zhì)量空氣流量傳感器220 的引入的質(zhì)量空氣流量(MAF)的測(cè)量值;來自連接到發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻套管214的溫度傳 感器213的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度(ECT);來自連接到曲軸240的霍爾效應(yīng)傳感器218 (或其他的類型的傳感器)的齒面點(diǎn)火傳感器信號(hào)(PIP);來自節(jié)氣門位置傳感器 的節(jié)氣門位置(TP);及來自傳感器222的絕對(duì)歧管壓力信號(hào)MAP。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào) RPM可以由控制器212從信號(hào)PIP產(chǎn)生。來自歧管壓力傳感器的歧管壓力信號(hào)MAP可
以用來提供在進(jìn)氣歧管中真空、或壓力的指示。注意可以使用上述傳感器的各種組合, 如使用MAF傳感器而不使用MAP傳感器,或相反。在化學(xué)計(jì)量空燃比操作期間,MAP
傳感器可以提供發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的指示。此外,該傳感器與檢測(cè)到的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一起可以 估計(jì)引入到汽缸的進(jìn)氣(包括空氣)。在一個(gè)示例中,也用作發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器的傳 感器218可以每曲軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生預(yù)定數(shù)目的等間隔脈沖。
如上所述,圖1僅示出多汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)110的一個(gè)汽缸,每個(gè)汽缸可以類似地包括 其自身的一組進(jìn)氣門/排氣門、燃料噴射器、火花塞等。
圖3示出描述如參考圖l和圖2所述的推進(jìn)系統(tǒng)的混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)的示例控制 策略的流程圖。參考圖3描述的方法可以用來調(diào)節(jié)各種混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)構(gòu)件以滿足 車輛駕駛員要求的推進(jìn)力水平,同時(shí)還控制在車輛上存儲(chǔ)的有限的資源如爆震抑制物 質(zhì)、燃料、及儲(chǔ)能裝置存儲(chǔ)的電能。
在310,控制系統(tǒng)例如可以經(jīng)用戶輸入裝置181接收用戶輸入。例如,車輛駕駛 員可以通過輸入裝置181要求增加或減少車輛推進(jìn)系統(tǒng)提供的推進(jìn)力水平。在320, 控制系統(tǒng)可以評(píng)估關(guān)聯(lián)于車輛推進(jìn)系統(tǒng)的過去、現(xiàn)在、和/或?qū)眍A(yù)測(cè)的工況。如本 文描述,工況可以包括以下工況的一個(gè)或多個(gè)的車輛推進(jìn)系統(tǒng)的任何合適的工況發(fā)
動(dòng)機(jī)載荷;發(fā)動(dòng)機(jī)輸出(包括轉(zhuǎn)速、扭矩、功率等);發(fā)動(dòng)機(jī)溫度;環(huán)境空氣溫度、 濕度、及壓力;如186和188標(biāo)示的可用于發(fā)動(dòng)機(jī)的每種物質(zhì)的量;如174和176標(biāo) 示的提供到發(fā)動(dòng)機(jī)的每種物質(zhì)的相對(duì)量;如125標(biāo)示的在相應(yīng)的存儲(chǔ)箱中存儲(chǔ)的每種
物質(zhì)的濃度;連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓裝置的工況如渦輪增壓器或機(jī)械增壓器軸轉(zhuǎn)速、可
變幾何渦輪執(zhí)行器的位置、旁通閥117和旁通閥115的位置、提供到發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓的
水平等;進(jìn)氣歧管壓力;進(jìn)氣歧管溫度;節(jié)氣門位置;車輛速度;包括轉(zhuǎn)速、扭矩、 功率等的馬達(dá)130的輸出;馬達(dá)130的溫度;馬達(dá)130消耗的能量的水平;儲(chǔ)能裝置 140和/或馬達(dá)130的溫度;儲(chǔ)能裝置140存儲(chǔ)的能量的水平;包括選擇的傳動(dòng)比、 扭矩變換器狀態(tài)、變速器溫度的如182標(biāo)示的變速器160的狀態(tài);用戶輸入(例如經(jīng) 輸入裝置181);催化劑狀況;排氣傳感器測(cè)量到的空燃比;連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震傳 感器提供的爆震的指示;本文描述的其他的控制信號(hào)、傳感器、及工況。
在330,控制系統(tǒng)確定爆震抑制物質(zhì)的可用量(例如在車輛上存儲(chǔ)的爆震抑制物 質(zhì)的量)和儲(chǔ)能裝置存儲(chǔ)的能量水平。例如,控制系統(tǒng)如188標(biāo)示可以評(píng)估存儲(chǔ)箱
124中存儲(chǔ)的爆震抑制物質(zhì)的可用量和儲(chǔ)能裝置140的充電狀態(tài)(S0C)。然而,參 考圖6描述,控制系統(tǒng)可以區(qū)分當(dāng)前可用于發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震抑制物質(zhì)的量(例如已經(jīng)通 過分離器從燃料混合物分離)與將來可用于發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震抑制物質(zhì)的量(例如在經(jīng)分 離器從燃料混合物分離之后)。
在340,控制系統(tǒng)可以響應(yīng)于用戶輸入確定要求的推進(jìn)系統(tǒng)提供的推進(jìn)力水平。 例如控制系統(tǒng)可以考慮用戶輸入裝置的位置和/或用戶輸入裝置的位置的變化率以確 定要求的混合動(dòng)力車輛推進(jìn)系統(tǒng)提供的推進(jìn)力水平。在一個(gè)非限制的示例中,控制系 統(tǒng)可以參考在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的圖表或查找表以響應(yīng)于在用戶輸入裝置接收的輸入確 定整體要求提供的推進(jìn)力水平。
在350,響應(yīng)于在320評(píng)估的工況、爆震抑制物質(zhì)的可用量、儲(chǔ)能裝置存儲(chǔ)的能 量水平、和/或整體要求的推進(jìn)系統(tǒng)提供的推進(jìn)力水平的量,控制系統(tǒng)可以確定提供 整體要求的推進(jìn)力水平的發(fā)動(dòng)機(jī)和馬達(dá)輸出的相對(duì)水平。在一個(gè)示例中,控制系統(tǒng)可 以參考在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的圖表或查找表以確定馬達(dá)和發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的相對(duì)水平。圖5提 供可以由控制系統(tǒng)使用以確定在一些示例工況下發(fā)動(dòng)機(jī)和馬達(dá)提供的推進(jìn)力的相對(duì) 水平。
在一個(gè)非限制的示例中,控制系統(tǒng)可以試圖保持當(dāng)前可用于噴射的分離的爆震抑 制物質(zhì)的水平和/或儲(chǔ)能裝置存儲(chǔ)的能量水平在特定的設(shè)定點(diǎn)或特定的范圍之內(nèi)。例 如,當(dāng)爆震抑制物質(zhì)的水平少于規(guī)定的設(shè)定點(diǎn)或期望的搡作范圍時(shí),相對(duì)于馬達(dá)輸出 部分可以減少通過推進(jìn)系統(tǒng)提供的整體推進(jìn)力的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出部分。以此方式,當(dāng)前可 用于在發(fā)動(dòng)機(jī)噴射的爆震抑制物質(zhì)的量可以經(jīng)從燃料混合物中附加的分離而增加,同 時(shí)以附加的馬達(dá)輸出補(bǔ)充發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的減少提供整體要求的推進(jìn)力。在另一個(gè)示例 中,當(dāng)儲(chǔ)能裝置存儲(chǔ)的能量水平(例如電池SOC)低于設(shè)定點(diǎn)或規(guī)定的操作范圍時(shí), 相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)輸出部分馬達(dá)輸出部分可以減少。以此方式,通過以相應(yīng)增加輸送到發(fā) 動(dòng)機(jī)的爆震抑制物質(zhì)提供附加的發(fā)動(dòng)機(jī)增壓可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)輸出以補(bǔ)充馬達(dá)輸出的 減少。
在360,控制系統(tǒng)可以操作發(fā)動(dòng)機(jī)和/馬達(dá)以提供在350確定的相對(duì)輸出水平以 實(shí)現(xiàn)在340確定的整體要求的推進(jìn)力。最后,例程可以返回。以此方式,控制系統(tǒng)可 以協(xié)調(diào)駕駛員要求與能夠傳遞推進(jìn)力到驅(qū)動(dòng)輪的各種構(gòu)件以實(shí)現(xiàn)車輛駕駛員要求的 整體推進(jìn)力,同時(shí)還控制爆震抑制物質(zhì)和存儲(chǔ)在車輛上可由馬達(dá)使用的能量的水平。
雖然圖3描述了響應(yīng)于用戶輸入裝置發(fā)動(dòng)機(jī)和/或馬達(dá)提供正扭矩到驅(qū)動(dòng)輪時(shí)的 操作,應(yīng)理解在其他的工況中,響應(yīng)于第二用戶輸入裝置如制動(dòng)器踏板可以搡作發(fā)動(dòng) 機(jī)和/或馬達(dá)以提供負(fù)扭矩到驅(qū)動(dòng)輪。因此,發(fā)動(dòng)機(jī)和/或馬達(dá)產(chǎn)生的負(fù)扭矩可以用來 提供車輛制動(dòng),從而響應(yīng)于工況通過控制系統(tǒng)可以改變發(fā)動(dòng)機(jī)和馬達(dá)提供的負(fù)扭矩的 相對(duì)水平。
圖4示出描述混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)100的發(fā)動(dòng)機(jī)110的示例控制策略的流程圖。在410,控制系統(tǒng)可以確定要求的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出,如圖3所示。在420,控制系統(tǒng)可以操 作壓縮機(jī)(即增壓裝置)以提供與要求的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相稱的增壓水平到發(fā)動(dòng)機(jī)。換言 之,可以控制通過增壓裝置提供的增壓水平以使發(fā)動(dòng)機(jī)提供要求的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出,例如, 如圖5所示。注意當(dāng)基于輸送到燃燒室的第一物質(zhì)和第二物質(zhì)的相對(duì)量爆震抑制物質(zhì) 不可用時(shí),和/或具有發(fā)動(dòng)機(jī)爆震的指示時(shí),可以限制或減少通過壓縮機(jī)提供的增壓 的水平。
在430,控制系統(tǒng)可以改變輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)燃燒室的第一物質(zhì)和第二物質(zhì)的 相對(duì)量。例如,隨著增壓的水平、發(fā)動(dòng)機(jī)載荷、和/或發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的增加相對(duì)于第一 物質(zhì)(例如燃料)可以增加輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室的爆震抑制物質(zhì)的量以減少發(fā)動(dòng)機(jī) 爆震的發(fā)生和可能性。以此方式,發(fā)動(dòng)機(jī)iio可以增壓到在沒有添加爆震抑制物質(zhì)會(huì) 是爆震限制的水平以上。最后,例程可以返回。
圖5示出描述了參考圖3和圖4在本文中描述的控制策略的示例實(shí)施例。如圖5 所示,圖表的橫軸從左至右示出增加的爆震抑制物質(zhì)的可用量,從右至左進(jìn)一步示出 增加的儲(chǔ)能裝置存儲(chǔ)的能量水平(例如S0C)。圖表的縱軸示出馬達(dá)輸出、發(fā)動(dòng)機(jī)輸 出、增壓裝置提供的增壓的水平、及輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震抑制比的每個(gè)的量。如本文 描述,爆震抑制比包括相對(duì)于具有至少一種燃料的第一物質(zhì)的量的輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)的具 有爆震抑制物質(zhì)的第二物質(zhì)的量。因此,當(dāng)爆震抑制比增加時(shí),相對(duì)于燃料的量,提 供更大相對(duì)量的爆震抑制物質(zhì)到發(fā)動(dòng)機(jī)。應(yīng)理解發(fā)動(dòng)機(jī)輸出、馬達(dá)輸出、爆震抑制比、 及增壓的相對(duì)量不必按比例描述,圖5的圖表僅提供響應(yīng)于改變的工況如何調(diào)節(jié)至少 這四個(gè)變量的一個(gè)示例。 、
在一個(gè)示例中,圖5的圖表示出對(duì)于固定的用戶輸入這些變量如何改變。例如, 對(duì)于特定的整體要求的推進(jìn)力,隨著爆震抑制物質(zhì)的可用量的增加和/或儲(chǔ)能裝置存 儲(chǔ)的能量水平(例如電池S0C)的減少,相對(duì)于馬達(dá)輸出部分可以增加推進(jìn)系統(tǒng)提供 的整體推進(jìn)力的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出部分。相反,對(duì)于特定的整體要求的推進(jìn)力,隨著爆震抑 制物質(zhì)的可用量的減少和/或儲(chǔ)能裝置存儲(chǔ)的能量水平的增加,相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)輸出部 分可以增加馬達(dá)輸出部分。因此,如圖5所示,基于在車輛上可用的各自的能量源可 以選擇性地操作發(fā)動(dòng)機(jī)和馬達(dá)。
圖5還示出隨著發(fā)動(dòng)機(jī)輸出增加提供到發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓的水平如何增加。例如,可
以操作增壓裝置(例如壓縮機(jī))以增加進(jìn)氣歧管壓力,從而增加發(fā)動(dòng)機(jī)載荷,以此能 被發(fā)動(dòng)機(jī)有效利用來增加發(fā)動(dòng)機(jī)輸出。此外,隨著發(fā)動(dòng)機(jī)輸出、發(fā)動(dòng)機(jī)載荷、和/或 增壓的增加還可以增加爆震抑制比以提供更大相對(duì)量的爆震抑制物質(zhì)到發(fā)動(dòng)機(jī),從而 在較高的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出、發(fā)動(dòng)機(jī)載荷、及增壓的水平提供更大的爆震抑制。在一個(gè)非限 制的示例中,輸送絕對(duì)量的爆震抑制物質(zhì)到燃燒室的比率(rate)可以限于爆震抑制 物質(zhì)從燃料混合物的分離率?;蛘?,輸送絕對(duì)量的爆震抑制物質(zhì)到燃燒室的比率可以 由爆震抑制物質(zhì)從燃料混合物的分離率的因數(shù)限制。然而,在一些實(shí)施例中,絕對(duì)量
的爆震抑制物質(zhì)可以不受分離率限制。
在一些示例中,控制系統(tǒng)可以配置為在增加馬達(dá)提供的推進(jìn)力的相對(duì)水平之前基 本上耗盡可用于發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震抑制物質(zhì)。例如可以搡作發(fā)動(dòng)機(jī)以提供車輛的推進(jìn)力的 一些或所有,進(jìn)而響應(yīng)于爆震抑制物質(zhì)的不可用增加馬達(dá)輸出的部分。在另一個(gè)替代 的示例中,控制系統(tǒng)可以配置為在增加發(fā)動(dòng)機(jī)提供的推進(jìn)力的相對(duì)水平之前經(jīng)馬達(dá)輸 出部分基本上耗盡儲(chǔ)能裝置存儲(chǔ)的能量(例如達(dá)到較低閾值SOC)。以此方式,可用 于馬達(dá)和發(fā)動(dòng)機(jī)的能量源可以以任何合適的方式使用以經(jīng)濟(jì)地使用和節(jié)省一個(gè)特定 能量源。這些示例和其他示例將參考圖7更詳細(xì)地描述。
應(yīng)理解圖5所示的圖表可以用來以使電池充電的方式控制混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)。在 一個(gè)示例中,在儲(chǔ)能裝置存儲(chǔ)的能量水平低于儲(chǔ)能裝置規(guī)定的設(shè)定點(diǎn)的工況期間,通 過以更大的增壓和爆震抑制比的相應(yīng)增加搡作發(fā)動(dòng)機(jī)可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)輸出以使馬達(dá) 作為發(fā)電機(jī)操作。以此方式,通過馬達(dá)由發(fā)動(dòng)機(jī)提供附加的做功可以使儲(chǔ)能裝置再充 電,同時(shí)還按照駕駛員要求提供足夠的推進(jìn)力。
圖6示出描述用于預(yù)測(cè)在發(fā)動(dòng)機(jī)上使用的爆震抑制物質(zhì)的可用量的示例控制策 略的流程圖。圖6的控制策略通過控制系統(tǒng)可以用來預(yù)測(cè)混合動(dòng)力車輛推進(jìn)系統(tǒng)的將 來工況。例如,可以預(yù)測(cè)在某個(gè)將來時(shí)間或?qū)頃r(shí)間范圍上可用于在發(fā)動(dòng)機(jī)上噴射的 爆震抑制物質(zhì)的量以改進(jìn)可用于發(fā)動(dòng)機(jī)和馬達(dá)的資源的使用。
在610,例程可以判斷是否預(yù)測(cè)分離的爆震抑制物質(zhì)的將來可用量,進(jìn)而預(yù)測(cè)的 將來可用量可以用來影響如通過控制系統(tǒng)確定的發(fā)動(dòng)機(jī)和馬達(dá)輸出的相對(duì)水平。若在 610的回答為是,例程可以繼續(xù)進(jìn)行到620?;蛘?,若在610的回答為否,例程可以 返回。
在620,可以確定在燃料混合物中的爆震抑制物質(zhì)的濃度。例如,控制系統(tǒng)可以 如125標(biāo)示經(jīng)乙醇濃度傳感器確定如在存儲(chǔ)箱122中存儲(chǔ)的汽油和乙醇的混合物中的 如乙醇的爆震抑制物質(zhì)的濃度。在630,可以確定燃料混合物的量。例如,控制系統(tǒng) 可以如186標(biāo)示經(jīng)燃料混合物水平傳感器確定在存儲(chǔ)箱122中的燃料混合物水平。
在640,基于在620確定的爆震抑制物質(zhì)的濃度和在630確定的燃料混合物的量 可以確定在燃料混合物中所含的未分離的爆震抑制物質(zhì)的量。注意在其他的示例中, 控制系統(tǒng)還可以測(cè)量燃料混合物的其他成分的濃度以推斷在其中所含的爆震抑制物 質(zhì)的濃度。例如,控制系統(tǒng)還可以接收汽油濃度的指示,進(jìn)而從其中可以推斷乙醇的 濃度。
在650,可以預(yù)測(cè)經(jīng)分離器爆震抑制物質(zhì)從燃料混合物的分離率。在一個(gè)示例中, 控制系統(tǒng)可以使用對(duì)應(yīng)于在燃料混合物中所含的爆震抑制物質(zhì)的特定濃度的爆震抑 制物質(zhì)的分離率的存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的查找值。例如,隨著在燃料混合物中的爆震抑制物 質(zhì)的濃度降低,分離率可以成比例地降低。此外,控制系統(tǒng)還可以調(diào)節(jié)預(yù)測(cè)的分離率 以考慮其他的工況。在一個(gè)示例中,預(yù)測(cè)的分離率隨著分離器的老化和/或在整個(gè)分離器的壽命周期上分離的爆震抑制物質(zhì)的總量減小,或隨著分離器的溫度或燃料混合
物的溫度、及其他的工況可以改變預(yù)測(cè)的分離率。
在660,基于預(yù)測(cè)的分離率和在燃料混合物中所含的未分離的爆震抑制物質(zhì)的量 可以預(yù)測(cè)對(duì)于當(dāng)前未分離的爆震抑制物質(zhì)的將來可用的分離的爆震抑制物質(zhì)的量。注 意如圖l所示的配置中,通過由發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)包含至少一些未分離的爆震抑制物質(zhì)的燃料 混合物的消耗率的評(píng)估,控制系統(tǒng)還可以減少將來的預(yù)測(cè)。然而,在其他的實(shí)施例中, 當(dāng)燃料混合物分離進(jìn)入到第一物質(zhì)(例如燃料)和第二物質(zhì)(爆震抑制物質(zhì))的兩個(gè) 單獨(dú)的存儲(chǔ)箱時(shí),此修正可以略去。
在670,可以確定分離的爆震抑制物質(zhì)的當(dāng)前可用量。在一個(gè)示例中,控制系統(tǒng) 可以如188標(biāo)示經(jīng)存儲(chǔ)箱水平傳感器確定在存儲(chǔ)箱124中存儲(chǔ)的爆震抑制物質(zhì)的量。
在680,基于在670確定的當(dāng)前可用量,當(dāng)前和/或預(yù)測(cè)的使用率、及在660確 定的預(yù)測(cè)的未分離的爆震抑制物質(zhì)的將來可用量的組合可以預(yù)測(cè)分離的爆震抑制物 質(zhì)的將來可用量。例如,控制系統(tǒng)可以參考對(duì)于特定值的查找表或可以通過將當(dāng)前的 可用量(例如當(dāng)前的分離的爆震抑制物質(zhì)的量)加上預(yù)測(cè)的當(dāng)前未分離的爆震抑制物 質(zhì)的將來可用量減去當(dāng)前和/或預(yù)測(cè)的使用率可以計(jì)算將來的可用量。
在690,在680確定的預(yù)測(cè)的爆震抑制物質(zhì)的將來可用量可以用來確定實(shí)現(xiàn)要求 的推進(jìn)力水平的當(dāng)前相對(duì)的發(fā)動(dòng)機(jī)和馬達(dá)輸出。在一個(gè)示例中,控制系統(tǒng)可以使用在 690確定的值作為爆震抑制物質(zhì)的當(dāng)前可用量的替代或附加以開發(fā)有效擴(kuò)展發(fā)動(dòng)機(jī)增 壓和/或使用各種能源的策略。換言之,當(dāng)確定從發(fā)動(dòng)機(jī)和馬達(dá)結(jié)合的輸出傳輸整體 要求的推進(jìn)力的策略時(shí)通過控制系統(tǒng)可以考慮在后段時(shí)間可用于發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震抑制 物質(zhì)的預(yù)測(cè)的量。最后,例程可以返回。
在一個(gè)示例的方案中,可以執(zhí)行車輛推進(jìn)的加燃料搡作,其中在第一存儲(chǔ)箱(例 如存儲(chǔ)箱122)接收燃料混合物。燃料混合物例如可以包括汽油和乙醇的混合物???制系統(tǒng)在乙醇從汽油中分離之前可以確定包含在第一存儲(chǔ)箱的燃料混合物中的爆震 抑制物質(zhì)的量?;谝阎姆蛛x率和汽油與乙醇的各自的使用率可以預(yù)測(cè)在將來的時(shí) 間點(diǎn)和將來的時(shí)間范圍可用于發(fā)動(dòng)機(jī)的乙醇的量。當(dāng)車輛駕駛員從離開加燃料的位置 開始駕駛車輛時(shí),控制系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)于車輛駕駛員要求的推進(jìn)力的特定水平的發(fā)
動(dòng)機(jī)和馬達(dá)提供的輸出的相對(duì)水平。因此,基于在分離時(shí)可用于發(fā)動(dòng)機(jī)的乙醇的該預(yù) 測(cè)的量控制系統(tǒng)可以改變輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震抑制比。例如基于該預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)可以 增加或減少對(duì)于特定的工況下提供到發(fā)動(dòng)機(jī)的乙醇的相對(duì)的比率。此外,在一個(gè)非限 制的示例中,控制系統(tǒng)可以將發(fā)動(dòng)機(jī)的最大乙醇消耗率設(shè)定到乙醇分離率以擴(kuò)展在車 輛上存儲(chǔ)的乙醇的可用量。
總之,參考圖6描述的方法使控制系統(tǒng)考慮包括分離的部分和未分離的部分的在 車輛上存儲(chǔ)的爆震抑制物質(zhì)的總量(例如可用量);使控制系統(tǒng)考慮在車輛上存儲(chǔ)的 總量、當(dāng)前分離的總量、當(dāng)前和預(yù)測(cè)的將來的爆震抑制物質(zhì)的使用率、未分離的量、
和/或分離率以調(diào)節(jié)爆震抑制物質(zhì)的使用率。
圖7示出描述本文描述的示例控制策略的各種應(yīng)用的圖表。在每個(gè)示例中,對(duì)固 定的用戶輸入或固定的要求的推進(jìn)力的整體水平提供發(fā)動(dòng)機(jī)和馬達(dá)輸出。注意這些圖 表不必按照比例繪制,馬達(dá)和發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的相對(duì)的比例也不必精確描述。
圖7A示出在爆震抑制物質(zhì)的可用量降低時(shí)對(duì)于特定的用戶輸入在時(shí)間Tl發(fā)動(dòng)機(jī) 輸出如何逐漸降低。因此,通過在爆震抑制物質(zhì)完全耗盡(例如在T2)之前減少隨 時(shí)間輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)'的爆震抑制物質(zhì)的比率,車輛駕駛員可以具有相應(yīng)地調(diào)節(jié)駕駛搡作 的機(jī)會(huì)。相反,若允許在相應(yīng)地逐漸減少發(fā)動(dòng)機(jī)輸出之前基本上耗盡乙醇,推進(jìn)系統(tǒng) 的輸出中的突然改變會(huì)使駕駛員受驚。在另一個(gè)示例中,通過使發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震抑制物 質(zhì)的消耗率受限于爆震抑制物質(zhì)的分離率,從而減少在爆震抑制物質(zhì)完全耗盡時(shí)可能 發(fā)生的發(fā)動(dòng)機(jī)性能的突然改變。注意這些方法不必限于混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng),也可以用 于使用非混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的車輛。
圖7B示出如何通過響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)輸出減少搡作馬達(dá)以維持推進(jìn)系統(tǒng)開始的輸出 (即要求的推進(jìn)力水平)進(jìn)一步改進(jìn)圖7A所示的操作。因此,通過響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)輸 出的逐漸減少增加馬達(dá)輸出,可以控制推進(jìn)系統(tǒng)的結(jié)合的輸出以便車輛駕駛員經(jīng)歷類 似的車輛推進(jìn)系統(tǒng)的性能水平。例如,在爆震抑制物質(zhì)的可用量減少到具體選擇的閾 值,例如,如T1標(biāo)示時(shí),輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震抑制物質(zhì)的比率可以隨著發(fā)動(dòng)機(jī)增壓 的相應(yīng)減少而減少,同時(shí)馬達(dá)輔助維持車輛駕駛員要求的開始的推進(jìn)力。
圖7C示出另一個(gè)示例,其中控制馬達(dá)以響應(yīng)于爆震抑制物質(zhì)的相對(duì)突然的不可 用導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的相對(duì)突然的減少。因此,在該示例中,通過發(fā)動(dòng)機(jī)和馬達(dá)結(jié)合 的輸出可以維持推進(jìn)系統(tǒng)的開始的輸出。以此方式,駕駛員可以以類似的方式搡作車 輛并經(jīng)歷與爆震抑制物質(zhì)還未耗盡時(shí)類似的車輛性能。
圖7D示出另一個(gè)示例,響應(yīng)于爆震抑制物質(zhì)的可用量減少導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的 減少,在時(shí)間T1增加馬達(dá)輸出。注意圖7的每個(gè)示例描述的可用量可以基于可用于 發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震抑制物質(zhì)的當(dāng)前的量和/或爆震抑制物質(zhì)的將來預(yù)測(cè)的量,例如如圖6 的方法確定。在時(shí)間Tla,馬達(dá)輸出可以隨著可用于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的在儲(chǔ)能裝置中存儲(chǔ)的 能量水平的降低逐漸減少。因此,當(dāng)響應(yīng)于爆震抑制物質(zhì)的可用量減少發(fā)動(dòng)機(jī)輸出在 時(shí)間Tl快速減少,或在時(shí)間Tl和T2之間的時(shí)期逐漸減少時(shí),可以控制馬達(dá)以抵消 發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的減少。以此方式,在爆震抑制物質(zhì)的耗盡之后,推進(jìn)系統(tǒng)的結(jié)合的輸出 可以維持在更匹配推進(jìn)系統(tǒng)的開始的輸出的水平持續(xù)更長(zhǎng)的時(shí)期。
注意在一些示例中,通過提供補(bǔ)充的扭矩馬達(dá)可以用來部分抵消由于相比較于輸 送到燃燒室的燃料(例如汽油)的爆震抑制物質(zhì)(例如乙醇)的相對(duì)量的減少的增壓 的減少導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的損耗。因此,應(yīng)理解圖7A、 7B、及7C所示的示例不必要 求馬達(dá)提供足以提供類似的結(jié)合的輸出到開始的輸出的補(bǔ)充的扭矩,但還可以僅提供 發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的整體減少的部分。
雖然圖7示出馬達(dá)可用來減少爆震抑制物質(zhì)的可用量減少導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的 降低促使的車輛性能的改變,應(yīng)理解發(fā)動(dòng)機(jī)還可以用來減少在馬達(dá)儲(chǔ)能裝置之內(nèi)存儲(chǔ) 的能量的可用量減少導(dǎo)致的馬達(dá)輸出的降低促使的車輛性能中的改變。以此方式,圖 7的示例可用于這些方案中任意一個(gè)。
注意,本文中包括的示例控制和估值例程可用于各種發(fā)動(dòng)機(jī)和/或汽車系統(tǒng)配置。 本文所述的具體例程可以表示任何數(shù)量的處理策略中的一種或多種,如事件驅(qū)動(dòng)、中 斷驅(qū)動(dòng)、多任務(wù)、多線程等。因此,所示的各種步驟、操作或功能可以按所示的順序 執(zhí)行、并行執(zhí)行,或在一些情況下略去。類似地,處理的順序不是實(shí)現(xiàn)本文中所述的 示例實(shí)施例的特征和優(yōu)點(diǎn)所必需,而是為便于演示和說明而提供。取決于所使用的具 體策略,可以重復(fù)執(zhí)行所示步驟或功能中的一個(gè)或多個(gè)。此外,所述步驟可以在圖形 上表示編程到發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒體中的代碼。
應(yīng)理解,在本文中公開的配置和例程本質(zhì)上是示例性的,且這些具體實(shí)施例不應(yīng) 被視為具有限制意義,因?yàn)榇罅康淖凅w是可能的。例如,上述技術(shù)可以應(yīng)用于V-6、 1-4、 1-6、 V-12,對(duì)置4,及其他發(fā)動(dòng)機(jī)類型。此外,應(yīng)理解本文描述的一些示例可 以不限于特定的混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)配置,也不必限于混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)。例如,本文 描述的一些方法可以應(yīng)用于以非混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)配置的發(fā)動(dòng)機(jī)。本發(fā)明的主題包括 在本文中公開的各種系統(tǒng)和配置,及其他特征、功能,和/或?qū)傩缘乃行路f和非易 見的組合及子組合。
本發(fā)明的權(quán)利要求特別指出視為新穎和非顯而易見的特定組合及子組合。這些權(quán) 利要求可能引用"一個(gè)"元素或"第一"元素或其等價(jià)。這樣的權(quán)利要求應(yīng)被理解為 包括對(duì)一個(gè)或一個(gè)以上這樣的元素的結(jié)合,而不是要求或排除兩個(gè)或兩個(gè)以上這樣的 元素。所公開的特征、功能、元素和/或?qū)傩缘钠渌M合及子組合可以通過本發(fā)明權(quán) 利要求的修改或通過在本申請(qǐng)或相關(guān)申請(qǐng)中提出新的權(quán)利要求來請(qǐng)求保護(hù)。這樣的權(quán) 利要求,無論是在范圍上比原始權(quán)利要求更寬、更窄、等價(jià)或不同,都應(yīng)被視為包括 在本發(fā)明的主題之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種包括至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪的車輛的混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括具有至少一個(gè)燃燒室的發(fā)動(dòng)機(jī);配置為選擇性地通過所述驅(qū)動(dòng)輪推進(jìn)所述車輛的馬達(dá);配置為以變化的相對(duì)量輸送第一物質(zhì)和第二物質(zhì)到所述燃燒室的燃料系統(tǒng),其中所述第一物質(zhì)包括燃料,所述第二物質(zhì)比所述第一物質(zhì)包括更大濃度的爆震抑制物質(zhì);及控制系統(tǒng),所述控制系統(tǒng)配置為操作所述燃料系統(tǒng)以響應(yīng)于工況改變輸送到所述燃燒室的所述第一物質(zhì)和所述第二物質(zhì)的相對(duì)量,同時(shí)操作所述馬達(dá)以推進(jìn)所述車輛。
2. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng),其特征在于,所述控制系統(tǒng)還配置為響應(yīng)于所述 燃料系統(tǒng)的工況改變所述馬達(dá)輸出。
3. 如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng),其特征在于,所述燃料系統(tǒng)的工況包括輸送到所 述燃燒室的所述第一物質(zhì)和第二物質(zhì)的相對(duì)量。
4. 如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng),其特征在于,所述燃料系統(tǒng)的工況包括在所述車 輛上存儲(chǔ)的爆震抑制物質(zhì)的量。
5. 如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng),其特征在于,還包括配置為從燃料混合物中分離 所述第一物質(zhì)和第二物質(zhì)的燃料分離器,所述燃料系統(tǒng)的工況包括所述燃料分離器的 工況。
6. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng),其特征在于,所述燃料系統(tǒng)還包括配置為輸送所 述第一物質(zhì)到與所述燃燒室連通的進(jìn)氣通道的第一噴射器和配置為直接輸送所述第 二物質(zhì)到所述燃燒室的第二噴射器。
7. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng),其特征在于,所述燃料系統(tǒng)還包括配置為直接輸 送所述第一物質(zhì)到所述燃燒室的第一噴射器和配置為直接輸送所述第二物質(zhì)到所述 燃燒室的第二噴射器。
8. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng),其特征在于,還包括配置為提供電能到所述馬達(dá) 以通過所述驅(qū)動(dòng)輪推進(jìn)所述車輛的儲(chǔ)能裝置,所述馬達(dá)是電動(dòng)馬達(dá)。
9. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng),其特征在于,還包括連接到與所述燃燒室連通的 進(jìn)氣通道的增壓裝置,所述控制系統(tǒng)配置為響應(yīng)于所述工況通過所述增壓裝置改變提 供到所述燃燒室的增壓水平。
10. 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng),其特征在于,所述控制系統(tǒng)還配置為隨著所述增 壓裝置提供的增壓水平增加相對(duì)于所述第一物質(zhì)增加輸送到所述燃燒室的所述第二 物質(zhì)的相對(duì)量。
11. 一種混合動(dòng)力電動(dòng)車輛推進(jìn)系統(tǒng),包括 配置為推進(jìn)所述車輛的具有至少一個(gè)燃燒室的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī); 配置為推進(jìn)所述車輛的電動(dòng)馬達(dá); 配置為至少輸送汽油到所述燃燒室的第一噴射器; 配置為至少輸送乙醇到所述燃燒室的第二噴射器; 經(jīng)進(jìn)氣通道與所述燃燒室連通的增壓裝置;及控制系統(tǒng),所述控制系統(tǒng)配置為響應(yīng)于通過所述增壓裝置提供到所述燃燒室的增 壓水平操作所述第一噴射器和第二噴射器以變化的相對(duì)量輸送汽油和乙醇到所述燃 燒室,及響應(yīng)于輸送到所述燃燒室的所述汽油和乙醇的相對(duì)量改變通過所述馬達(dá)提供 到驅(qū)動(dòng)輪的扭矩的水平。
全文摘要
本發(fā)明涉及使用爆震抑制的混合動(dòng)力車輛的推進(jìn)系統(tǒng),提供一種車輛的混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)及操作方法。在一個(gè)示例中,該系統(tǒng)包括具有至少一個(gè)燃燒室的發(fā)動(dòng)機(jī);配置為通過所述驅(qū)動(dòng)輪選擇性地推進(jìn)所述車輛的馬達(dá);配置為以變化的相對(duì)量輸送第一物質(zhì)和第二物質(zhì)到燃燒室的燃料系統(tǒng),其中所述第一物質(zhì)包括燃料,所述第二物質(zhì)比所述第一物質(zhì)包括更大濃度的爆震抑制物質(zhì);及配置為操作所述燃料系統(tǒng)以響應(yīng)于工況改變輸送到所述燃燒室的所述第一物質(zhì)和所述第二物質(zhì)的相對(duì)量,同時(shí)操作所述馬達(dá)以推進(jìn)所述車輛的控制系統(tǒng)。
文檔編號(hào)B60K6/28GK101362429SQ20081014536
公開日2009年2月11日 申請(qǐng)日期2008年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月10日
發(fā)明者邁克爾·安德瑞 申請(qǐng)人:福特環(huán)球技術(shù)公司
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