用于控制车辆中的动力系的方法技术

提供一种用于控制车辆中的动力系的方法。所述动力系包括发动机和电机，发动机和电机中的每个用于输出扭矩以推动车辆，所述车辆包括空气入口、压缩机和节流阀，所述空气入口用于接收发动机吸入空气，所述压缩机用于在吸入空气进入发动机之前对吸入空气进行压缩，所述节流阀布置在空气入口和发动机之间并控制进入发动机的吸入空气的量，所述方法包括：确定驾驶者需求的扭矩要求压缩机操作以压缩吸入空气的时间；操作电机以输出正扭矩，使得动力系的扭矩输出基本等于驾驶者需求的扭矩；随时间感测吸入空气在节流阀的上游的压力；当感测的压力增大时，减小电机的正扭矩输出，使得动力系的扭矩输出基本等于驾驶者需求的扭矩。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种车辆中的动力系和一种。
技术介绍
为了提高车辆的燃料经济性，发动机的尺寸被减小。为了提供足够的扭矩以推动 车辆，多种较小的发动机被涡轮增压。与涡轮增压发动机相关的一个问题是被称之为“涡轮 迟滞”的现象。这种延迟存在的原因在于，从发动机排出气体以对涡轮加速然后压缩发动机 吸入空气需要时间。提高车辆燃料经济性的另一种方式是使用混合动力电动车辆(HEV)。 这种车辆通常使用与一个或多个电机结合的较小的发动机，所述电机可用作电动机、发电 机或电动机和发电机两者。通过结合上面两种技术(即，涡轮增压发动机以及HEV)，可实现 比传统车辆提高的燃料经济性，同时还提供满足驾驶者的扭矩需要的车辆。然而，期望提供 这样一种涡轮增压HEV，所述涡轮增压HEV不遭受涡轮迟滞这种常见问题。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种车辆的动力系，所述动力系包括发动机和电机，发动机 和电机中的每个用于输出扭矩以推动车辆。所述发动机包括用于接收用过车辆空气入口进 入的空气的歧管，所述发动机还包括节流阀，所述节流阀布置在空气入口和歧管之间，用于 控制进入发动机的气流。在空气入口和歧管之间布置有压缩机，所述压缩机用于在吸入空 气进入发动机之前对吸入空气进行压缩。可通过例如涡轮来操作压缩机，涡轮自身通过离 开发动机的排出气体被操作。在压缩机的下游和节流阀的上游布置有压力传感器，所述压力传感器用于在空气 经过压缩机之后感测空气的压力。如下面更详细地解释的，感测节流阀的上游的压力提供 了控制电机以补偿涡轮迟滞的优点。控制系统包括至少一个控制器，所述控制器用于确定 指示需求的扭矩的驾驶者需求。当驾驶者需求要求压缩机操作并且驾驶者需求没有被发动 机满足时，控制系统对电机进行操作，以增大动力系的扭矩输出。控制系统还至少部分基于 从压力传感器接收的信号控制电机的扭矩增大，以保持动力系的扭矩输出，从而满足驾驶 者需求。当确定发动机能够满足驾驶者需求时，电机的扭矩增大被终止。本专利技术的实施例还包括一种用于控制动力系(例如，如上所述的动力系)的方法。 所述方法包括确定驾驶者需求的扭矩要求压缩机操作以压缩吸入空气的时间。操作电机 以输出正扭矩，使得动力系的扭矩输出基本等于驾驶者需求的扭矩。随时间感测在压缩机 的下游以及在节流阀的上游的吸入空气的压力，并且当感测的压力增大时，减小电机的正 扭矩输出。电机的扭矩输出的减小被控制，使得动力系的扭矩输出基本满足驾驶者需求， 即，满足控制系统的一般限制内的驾驶者需求。本专利技术的实施例还使用节流阀下游的吸入 空气的期望的压力，作为驾驶者需求的指示，并且当感测的压力在所述期望的压力的可校 准量之内时，将终止电机的扭矩增大。本专利技术还包括这样的实施例，其中，控制电机的扭矩增大以保持动力系的扭矩输出从而满足驾驶者需求的步骤包括确定压力误差，并且至少部分基于所述压力误差确定 电机的扭矩输出。压力误差可以是例如所述期望的压力和感测的压力之间的差，所述期望 的压力指示驾驶者需求。至少部分基于所述压力误差确定电机的扭矩输出的步骤例如可包 括基于所述压力误差确定电机的扭矩值；将函数应用于扭矩值，使得扭矩输出为更大的 扭矩值或零。这样的函数可被称为“零-最大值”函数。确定驾驶者需求的步骤可包括确定发动机速度；确定加速器踏板位置；然后基 于发动机速度和加速器踏板位置确定期望的扭矩。确定驾驶者需求的步骤还可包括至少 部分基于期望的扭矩确定期望的发动机负荷；至少部分基于期望的发动机负荷确定节流阀 下游(即，发动机歧管)的吸入空气的期望的压力。附图说明图1是根据本专利技术实施例的动力系的示意图；图2是示出根据本专利技术实施例的控制方法的框图；图3是示出图1中所示的动力系的电动机扭矩、发动机扭矩和空气压力之间的关 系的图形；图4是示出图1中所示的动力系的不同的空气压力和扭矩之间的关系的图形；图5是示出根据本专利技术实施例的期望的扭矩、发动机扭矩和请求的电动机扭矩之 间的关系的图形。具体实施例方式图1示出了根据本专利技术实施例的动力系10的一部分。动力系10包括发动机12 和电机14，发动机12和电机14用于输出扭矩以推动车辆。电机14是皮带驱动集成的起动 发电机，即，电机14能够输出扭矩以添加到动力系10的总扭矩输出，电机14能够输出扭矩 作为发动机12的起动电动机，或者电机14能够接收扭矩作为输入并用作发电机以输出电 能。空气入口 16接收发动机吸入空气，发动机吸入空气能够被压缩机18可选地压缩。 压缩机18被涡轮20驱动，涡轮20被离开发动机12的排出气体操作。压缩机18和涡轮20 是涡轮增压器系统21的两个组件。压缩机18的下游是节流阀22，节流阀22用于控制空气 流入发动机歧管(manifold) 23。高压电池24通过逆变器26将电能提供给电机14以及从电机14接收电能。如上 所述，电机14是皮带驱动集成的起动发电机，并且通过皮带30连接到发动机曲轴28。如 下面所详细描述的，控制系统(图1中示出为动力系控制模块(PCM)32)控制电机14的操 作，并且可使用来自压力传感器34的输入，压力传感器34布置在压缩机18和节流阀22之 间。虽然为了举例的目的，PCM32代表控制系统，但是应该理解，动力系10的组件以及其它 车辆组件可被多个不同的硬件控制器、软件控制器或硬件控制器和软件控制器的一些组合 控制，并且这些控制器可通过通信网络(诸如控制器局域网(CAN))彼此通信。图2是示出根据本专利技术实施例的控制系统的框图36，该控制系统用于控制动力系 和车辆(诸如图1所示的动力系10)。例如，当驾驶者需求要求压缩机18操作时，S卩，当涡 轮增压器系统21被激活时，使用该控制系统。在方框38，基于加速器踏板位置输入40和发4动机12的发动机速度42来确定驾驶者需求。驾驶者需求38的输出是期望的扭矩44，期望的扭矩44与发动机速度42的输入一 起被发送到发动机逆映射(inverse engine map)46。发动机逆映射46可以是查找表的形 式，所述查找表将期望的扭矩44变换为期望的发动机负荷48。期望的发动机负荷48表示 发动机汽缸中期望的空气的量，以使得发动机12输出期望的扭矩44。与控制系统框图36 的其余部分相同，发动机逆映射46可被单独编程到PCM 32中，或与其它控制模块结合被编 程到PCM 32中。在推断映射计算50中再次使用发动机速度42，推断映射计算50还接收期望的负 荷48作为输入。从这些输入中计算期望的歧管压力52 (即，节流阀22的下游的期望的压 力)，然后在交叉点56从期望的歧管压力52减去实际的上游压力54。实际的上游压力54 是在节流阀(诸如图1所示的节流阀22)的上游测量的空气压力。因此，图1所示的压力 传感器34可用于测量压缩机18和节流阀22之间的空气压力，并且压力传感器34输出到 PCM 32的信号可在图2所示的求和点56的计算中被使用。求和点56的求和的结果是压力误差58，压力误差58与发动机速度42 —起被发 送到表60，表60计算电机14的扭矩值62。在方框64，“零-最大值”函数被应用于扭矩值 62，使得更大的扭矩值62或零被输出作为电动机扭矩66，在电动机扭矩66将控制电机14。 这防止了电机14带有负本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制车辆中的动力系的方法，所述动力系包括发动机和电机，发动机和电机中的每个用于输出扭矩以推动车辆，所述车辆包括空气入口、压缩机和节流阀，所述空气入口用于接收发动机吸入空气，所述压缩机用于在吸入空气进入发动机之前对吸入空气进行压缩，所述节流阀布置在空气入口和发动机之间并控制进入发动机的吸入空气的量，所述方法包括：确定驾驶者需求的扭矩要求压缩机操作以压缩吸入空气的时间；操作电机以输出正扭矩，使得动力系的扭矩输出基本等于驾驶者需求的扭矩；随时间感测吸入空气在节流阀的上游的压力；当感测的压力增大时，减小电机的正扭矩输出，使得动力系的扭矩输出基本等于驾驶者需求的扭矩。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔斯科特科尔文，沃尔特约瑟夫欧特曼，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]