專利名稱：機動車輛的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種機動車輛。
背景技術：
用于控制機動車輛的引擎的一些特定技術是公知的。作為示例，第7，182，065號 美國專利公開了一種用于選擇性地調(diào)節(jié)用于車輛中的引擎的燃料的量的方法。所述方法包 括基于引擎的期望的輸出將一定量的燃料提供給引擎?；隈{駛者輸入來命令電機控制引 擎速度?；趯﹄姍C的命令確定引擎的輸出錯誤。當滿足至少一種預定的情況(包括引擎 的輸出錯誤大于預定量)時，調(diào)節(jié)提供給引擎的燃料的量。

發(fā)明內(nèi)容
一種用于操作車輛中的引擎的方法，該方法包括測量供給或者來自與引擎機械 結(jié)合的發(fā)電機的電流，并確定引擎的至少一個操作參數(shù)。所述電流指示由引擎輸出的實際 的扭矩。所述至少一個操作參數(shù)指示由引擎輸出的期望的扭矩。所述方法還包括基于所 述電流和所述至少一個操作參數(shù)將一定量的燃料提供給引擎。一種用于操作車輛中的引擎的方法，該方法包括確定由引擎輸出的被測量的扭 矩；確定由引擎輸出的期望的扭矩；以及基于被測量的扭矩和期望的扭矩的比率將一定量 的燃料提供給引擎。一種機動車輛包括引擎和與引擎機械結(jié)合的電機。所述車輛還包括至少一個控制 器，該至少一個控制器被構造成基于供給電機或者來自電機的電流以及引擎的至少一個操 作參數(shù)來控制用于引擎的燃料的量。雖然示出并公開了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，但是這種公開不應該被解釋為限 制本發(fā)明。在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可預見各種修改和替換的設計。


圖1是機動車輛的實施例的一部分的示意性表示；圖2是用于圖1的引擎的被指示的扭矩與空氣/燃料比之間的關系的示例圖。
具體實施例方式現(xiàn)在參照圖1，實施例的機動車輛10包括引擎12和電機或者發(fā)電機14。弓丨擎12 和發(fā)電機14通過動力傳輸單元(在該實施例中為行星齒輪組16)連接。當然，其它類型的 動力傳輸單元(包括其它齒輪組和變速裝置)可用于將引擎12和發(fā)電機14連接起來。行 星齒輪組包括環(huán)形齒輪18、齒輪架(carrier) 20、行星齒輪22和中心齒輪24。然而，在其它 的實施例中，車輛10可包括具有幾種合適的配置中的任何一種的動力系。例如，車輛10可 專門由內(nèi)燃機等提供動力。發(fā)電機14可用作電動機，該電動機將扭矩輸出給連接到中心齒輪24的軸26。類似地，引擎12可將扭矩輸出給連接到齒輪架20的軸28。設置制動器30來使軸26停止旋 轉(zhuǎn)，從而將中心齒輪24適當?shù)劓i定。環(huán)形齒輪18連接到軸34，該軸34通過第二齒輪組38連接到車輛驅(qū)動輪36。車 輛10可包括第二電機或者電動機40，該電動機40用于將扭矩輸出到軸42。然而，其它的 車輛可具有不同的電機配置，例如，更多或者更少數(shù)量的電機。在圖1的實施例中，電動機 40和發(fā)電機14 二者可作為用于輸出扭矩的電動機?？蛇x地，電動機40和發(fā)電機14中的每 個可作為發(fā)電機，以將電功率輸出到高壓總線44和能量儲存裝置或者電池46。圖1的電池46是高壓電池，當發(fā)電機用作電動機時，該高壓電池能夠輸出電功率 以使得電動機40和發(fā)電機14運行。其它類型的能量儲存裝置和/或能量輸出裝置也可用 于車輛10。例如，可使用電容器，該電容器與高壓電池一樣，既能夠儲存電能也能夠輸出電 能。可選地，燃料電池可與電池和/或電容器結(jié)合使用，以為車輛10提供電功率。電動機40、發(fā)電機14、行星齒輪組16和第二齒輪組38的一部分總體上可稱為驅(qū) 動橋(transaxleMS?？刂破骰蛘唑?qū)動橋控制模塊(TCM) 50控制驅(qū)動橋48的組件，例如，發(fā) 電機14和電動機40。除TCM 50之外，車輛10還可包括第二控制器，在圖1的實施例中， 第二控制器是車輛系統(tǒng)控制器和動力系控制模塊(VSC/PCM)51的結(jié)合。VSC/PCM 51與TCM 50和引擎12通信，并通過控制器局域網(wǎng)絡(CAN) 52與電池46和驅(qū)動橋48通信。雖然VSC/ PCM 51被示出為單個的集成控制器，但是VSC和PCM可被包含在分開的控制器中。此外，其 它控制器(例如TCM 50)可被集成到VSC/PCM 51中，使得圖1中示出的每個控制器的功能 通過單個硬件裝置來執(zhí)行。通過VSC/PCM 51控制的各種裝置可包括它們自身的控制器。例如，引擎控制單元 (EOT)可與VSC/PCM 51通信，并可對引擎12執(zhí)行控制功能。該E⑶可確定實現(xiàn)命令的或 者期望的目標扭矩所需要的引擎氣流、火花提前(spark advance)和期望的空氣/燃料比。 普通技術人員熟知的是，可通過各種動力系系統(tǒng)需求(可包括冷啟動、冷啟動排放(cold start emission)、熱引擎操作等)確定期望的空氣/燃料比。然而，在冷引擎操作期間，可 基于燃料揮發(fā)性改變實際的空氣/燃料比。電池46可具有電池控制模塊(BCM)，BCM將信號發(fā)送到VSC/PCM 51和電池46，并 從VSC/PCM 51和電池46接收信號。驅(qū)動橋48還可包括被配置成控制驅(qū)動橋48中的特定 組件(例如發(fā)電機14和/或電動機40)的一個或者更多控制器。這樣的控制器可通過CAN 52 與 TCM 50 和 VSC/PCM 51 二者通信。如上所述，發(fā)電機14被配置成控制引擎12的速度，即，引擎12在速度控制模式下 運行。當引擎12運行時，引擎12的速度可被一個或者多個速度傳感器(未示出)監(jiān)視，使 得發(fā)電機14可通過行星齒輪組16提供正的扭矩或者負的扭矩，以保持引擎12的速度基本 上不變。發(fā)電機14和引擎12之間的關系提供用于調(diào)節(jié)用于引擎12的燃料的量的機制。隨著車輛10運行，可例如通過VSC/PCM 51 (或者任何其它合適的控制器)接收多 個輸入(包括駕駛者輸入)。作為示例，可按照公知的方式以及通過發(fā)送到VSC/PCM 51的 信號監(jiān)視加速器踏板位置和/或制動器踏板位置，以確定期望的車輛輸出。作為另一示例， 通過發(fā)電機14儲存或者產(chǎn)生的能量可按照公知的方式(例如，通過電流傳感器)以及通過 發(fā)送到VSC/PCM 51的信號而被監(jiān)視，以確定通過引擎12輸出的被測量的制動扭矩。存儲 在VSC/PCM 51中的引擎制動扭矩與發(fā)電機電流之間的映射可例如按照這樣的確定而被使用?？蛇x地，與引擎12的曲軸相關的應變可按照公知的方式(例如應變儀)以及通過發(fā) 送到VSC/PCM 51的信號而被監(jiān)視，以確定引擎12輸出的被測量的制動扭矩。存儲在VSC/ PCM 51中的引擎制動扭矩與曲軸應變的映射可例如按照這種確定被使用(這些映射可在 實驗室條件下和/或計算機模擬的情況下通過測試而產(chǎn)生)。當然，可使用任何合適的技 術測量引擎12輸出的制動扭矩。作為又一示例，用于引擎12的空氣量(mass air)和燃料 量(mass fuel)可按照公知的方式(例如通過傳感器)以及通過發(fā)送到VSC/PCM 51的信 號而被監(jiān)視，以確定引擎12輸出的期望的制動扭矩。本領域技術人員熟知的是，用于引擎12的氣流量(mass air flow)可使用氣流傳 感器(未示出)直接測量，或者從其它傳感器的測量計算出來，其它引擎操作參數(shù)，例如火 花提前和命令的空氣/燃料比對于VSC/PCM 51當然也是可用的，這是因為它們可被用于引 擎12的基本控制。因此，VSC/PCM 51 (或任何其它合適的控制器)可基于例如氣流量、火 花提前和命令的空氣/燃料比與引擎速度之間的映射，來確定引擎12輸出的被指示的扭矩 和期望的制動(該映射可例如通過測試和/或計算機模擬而被產(chǎn)生)。然而，可使用任何合 適的引擎操作參數(shù)。VSC/PCM 51可將期望的車輛輸出分解為特定裝置信號(device specificsignal)，該特定裝置信號可被用于命令各種裝置和/或與其它控制器通信。例 如，基于期望的車輛輸出扭矩，VSC/PCM 51可計算可被直接發(fā)送到引擎或者發(fā)送給中間控 制器(例如ECU(未示出))的期望的引擎扭矩。類似地，VSC/PCM 51至少部分地基于駕駛 者輸入可計算期望的引擎速度，并可針對該期望的引擎速度與TCM 50通信。接著，TCM 50 可將命令提供給發(fā)電機14，以控制引擎12的速度?，F(xiàn)在參照圖1和圖2，本領域普通技術人員應該認識到，圖2是在用于引擎12的給 定的火花提前和空氣量的情況下，引擎的被指示的扭矩(制動扭矩加上摩擦和泵送損失) 與空氣/燃料比之間的關系的圖形。本領域公知的是，隨著火花提前和/或氣流量的改變， 該曲線的形狀可以改變。例如在實驗室條件下，通過映射引擎12可產(chǎn)生這些曲線。與這些 曲線相關的數(shù)據(jù)可被存儲在VSC/PCM 51 (或者其它合適的控制器)中。本領域公知的是，在圖2中示出的曲線包括化學計算條件的右部的總體上線性的 部分(稀燃)和化學計算條件的左部的非線性的部分(富燃)。在總體上線性的區(qū)域，被指 示的扭矩和空氣/燃料比彼此成比例。如上所述，VSC/PCM 51 (或者其它合適的控制器)可確定引擎12輸出的被測量的 制動扭矩?？紤]系統(tǒng)的摩擦和泵送損失，VSC/PCM 51還可確定引擎12輸出的被測量的被 指示的扭矩。在圖2的示例中，引擎12輸出的被測量的被指示的扭矩等于90ft-lbs，其對 應于引擎12內(nèi)的17. 0的空氣/燃料比。還如上所述，用于引擎12的命令的空氣/燃料比 對于VSC/PCM 51是可用的。在圖2的示例中，命令的空氣/燃料比等于15. 1，其對應于引 擎12輸出的期望的被指示的lOOft-lbs的扭矩(即，期望被引擎12輸出的被指示的扭矩 給出命令的空氣/燃料比)。在引擎12的不同操作狀態(tài)下，例如引擎啟動，會導致實際的空 氣/燃料比和命令的空氣/燃料比(被測量的被指示的輸出扭矩和期望的被指示的輸出扭 矩)之間出現(xiàn)差別。當然，這會影響車輛10的排放性能(emission performance) 0可通過操作稀燃的化學計算法(stoichiometry)實現(xiàn)最小的冷啟動排放。然 而，尤其，在冷引擎條件期間，過量的稀燃操作(例如，來自由于低揮發(fā)性導致的燃料暫停(hesitation fuel))會導致過量排放以及引擎不穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)。因此，可存在稀燃的化學 計算條件的窄的操作窗口，引擎12需要在該窄的窗口內(nèi)操作，以最小化排放和不穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)。VSC/PCM 51 (或者其它合適的控制器)可基于上述分析改變提供給引擎12的 燃料的量。在圖2的示例中，被測量的被指示的扭矩(90ft-lbs)與期望的被指示的扭矩 (100ft-lbs)的比率是0.9。這對應于比15. 1的目標空氣/燃料比少大約12%的空氣/燃 料比。例如，VSC/PCM 51可通過將用于引擎12的燃料的量增加大約12% (或者一些其它 的合適的量，例如，少于12%的量)，從而將實際的空氣/燃料比減少大約12% (增加被測 量的被指示的扭矩)，以接近針對排放性能優(yōu)化的命令的空氣/燃料比(從而實際的空氣/ 燃料比和命令的空氣/燃料比之間的差可引起引擎排放的增加)。在一些實施例中，在改變提供給引擎12的燃料的量之前，VSC/PCM 51可確定實際 的空氣/燃料比(被測量的被指示的扭矩)和命令的或者期望的空氣/燃料比(期望的被 指示的扭矩)之間的差是否大于閾值(例如，8%)。如果超過了閾值，則VSC/PCM 51可接 著將用于引擎12的燃料的量增加(或者減少)一些的固定的量或者作為所述差的函數(shù)的 變量。也可使用其它的控制情況。雖然已示出和描述了本發(fā)明的實施例，但這些實施例不旨在示出和描述本發(fā)明的 所有可能的形式。在描述中使用的詞語是描述性的詞語而不是限制性的，應該理解，在不脫 離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進行各種修改。
權利要求
一種機動車輛，包括引擎；電機，與引擎機械結(jié)合；至少一個控制器，被構造成基于供給電機或者來自電機的電流以及引擎的至少一個操作參數(shù)來控制用于引擎的燃料的量，所述電流指示由引擎輸出的被測量的扭矩，所述至少一個操作參數(shù)指示由引擎輸出的期望的扭矩。
2.如權利要求1所述的機動車輛，其中，所述至少一個操作參數(shù)包括用于引擎的氣流量。
3.如權利要求1所述的機動車輛，其中，所述至少一個操作參數(shù)包括引擎的點火提前。
4.如權利要求1所述的機動車輛，其中，所述至少一個操作參數(shù)包括引擎內(nèi)的被命令 的空氣/燃料比。
全文摘要
本發(fā)明公開一種機動車輛，該機動車輛包括引擎；電機，與引擎機械結(jié)合；至少一個控制器，被構造成基于供給電機或者來自電機的電流以及引擎的至少一個操作參數(shù)來控制用于引擎的燃料的量，所述電流指示由引擎輸出的被測量的扭矩，所述至少一個操作參數(shù)指示由引擎輸出的期望的扭矩。
文檔編號F02D41/14GK101858263SQ201010164168
公開日2010年10月13日 申請日期2010年4月9日 優(yōu)先權日2009年4月9日
發(fā)明者愛德華·巴迪洛, 道格拉斯·雷蒙德·馬丁 申請人:福特全球技術公司