CN101125550A

CN101125550A - 混合动力车辆中的气压的估测方法及系统

Info

Publication number: CN101125550A
Application number: CNA2007101400552A
Authority: CN
Inventors: P·A·鲍尔
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2006-08-14
Filing date: 2007-08-14
Publication date: 2008-02-20
Anticipated expiration: 2027-08-14
Also published as: DE102007037629B4; US20080041645A1; US7413043B2; DE102007037629A1; CN101125550B

Abstract

混合电动车辆中的气压是由歧管绝对压力传感器确定的。发动机工作时，节气门完全打开，输出扭矩的扰动被电动机所补偿。气压基于检测的进气歧管压力和与发动机速度相关的压力偏移值确定。发动机关闭时，气压可以无须任何偏移调整就可以由歧管压力确定。

Description

混合动力车辆中的气压的估测方法及系统

技术领域

本发明涉及一种气压的估测方法和系统，特别是一种混合动力车辆中的气压的估测方法和系统。

背景技术

气压随着天气状况和高度的变化而变化，在电动车辆中，准确的确定气压对于发动机的各种控制功能是非常重要的。例如，为了获得期望的燃烧和可接受的车辆排放状况，精确的测量进入发动机中的空气和燃料的量是必要的。当气压下降时，通常需要推迟时间，燃油混合物就会变浓。此外，气压也可以用来控制无用的迂回气流，检查应急情况和其它的诊断功能。

气压可以用多种方法测量。目前，在车辆应用中，气压可以使用安装在车辆的任何适当的、可以检测到准确的大气压力的位置上的气压传感器来测量。这样的传感器可以产生表示大气压力的输出信号。然后，读出的气压值用来实现发动机的各种控制功能。但是，气压传感器比较昂贵，而降低成本总是很需要的，特别是在车辆应用中。

因此，无须使用单独的或专用的气压传感器来估测气压的方法被开发出来了。例如，众所周知的，气压可以在车辆的节气门大开状态(即WOT)时估测，在某些情况下，气压也可以使用现有的进气歧管绝对压力传感器在节气门处于部分开启位置时检测。但是，通常会存在一个较低的节气门临界位置，在该位置以下无法可靠地估测气压。在混合动力车辆中，加速踏板与节气门通常不是连接在一起的，由于驾驶员不能直接控制节气门，节气门大开状态所需的操作可能无法实现，而在节气门的临界位置或在该位置以下的操作非常可能实现，因此，这将导致气压的估测不可靠。

因此，在混合动力车辆中十分需要一种无须气压传感器而可靠地确定气压的方法。

发明内容

混合电动车辆中的发动机包括歧管绝对压力传感器和控制器。压力传感器检测进气歧管的压力。控制器确定发动机是否处于运转状态，如果发动机没有处于运转状态，则确定第一气压作为进气歧管压力，如果发动机处于运转状态，则确定第二气压。

用于连续的估测包括发动机、电动机和进气歧管的混合动力车辆的气压值的方法，该方法包括检测进气歧管的压力，确定发动机是否处于运转状态，如果发动机没有处于运转状态，则确定第一气压作为进气歧管压力，如果发动机处于运转状态，则确定第二气压。

附图说明

图1表示应用本发明的方法的混合电动车辆的示意图。

图2表示按照本发明的气压估测方法的流程图。

具体实施方式

图1是混合电动车辆10的示意图。混合电动车辆10包括发动机12，动力源14，电机16和至少一个控制模块18。混合电动车辆10可以是任何一种适当的驱动结构，例如串联式混合驱动结构、并联式混合驱动结构或本领域技术人员熟知的分离式混合驱动结构。发动机12是具有旋转曲轴的内燃机，曲轴的旋转由速度传感器20检测。速度传感器20可以是任何一种适当的可以产生表示曲轴旋转速度的信号的传感器。这样的传感器的一个实例是一种与发动机12的齿型飞轮(图中未示出)邻接的电磁传感器，发动机连接到一个计算单位时间脉冲值和有规律地进行计算的计算器上。

发动机12还具有一种空气传输系统，在该系统中，吸入空气以大气压从大气中进入，经过空气滤清器22，并通过用于控制进入进气歧管26的空气的调节和流动的节流板24。与进气歧管26连接在一起的是用于测量歧管绝对压力的压力传感器28，歧管绝对压力传感器28会产生一个表示节流板24下游的进气歧管26中的绝对压力的信号。

动力源14可以是任何一种适当的形式，例如，采用电池、包括多个相互电联接的电池组、电容器或燃料电池的电源14，也可以采用例如液压动力源的非电源形式。为了简单起见，下面将主要参照采用电源的实施例对本发明进行描述。

电机16可以是任何一种适当的形式，例如电动机、电动发电机或启动交流发电机。图1中，电机16与发动机12和动力源14连接。更详细地，电机16由动力源14提供动力，并且可以驱动发动机12或一个或多个驱动轮30。此外，动力可以沿着相反的方向通过电机16，来为动力源充电或驱动发动机12。在图1所示的实施例中，电机16与一副轮轴34上的差速器32相互连接，每个轮轴连接到一个驱动轮30上。

控制模块18用来监测和控制混合电动车辆10的多个部分。例如，控制模块18可以连接到发动机12、动力源14和电机16上，以监测和控制它们的操作和性能。此外，控制模块18还可以处理多个来自传感器的用于控制发动机12和电机16的输入。

因为混合动力车辆10既可以由发动机12驱动，又可以由电机16驱动，所以发动机12既有不旋转或运转的时间，又有旋转或运转的时间。当发动机12不运转时，进气歧管26将会充满空气，这样，由于几乎没有空气流动，估测出来的大气压与歧管绝对压力传感器28测量出来的压力相等。优选的，估测在预定的时间，例如5秒后进行，以使发动机停止运转后进气歧管26有足够的时间来充满空气。

当发动机12运转时，气压需要根据其它的信息来进行估测。最精确的估测可以在节流板24处于WOT状态时获得，因为此时通过节流阀的压力下降到最低并且是可预知的，控制模块18在发动机12运转时使节流板24处于WOT状态。这可以在驾驶员无须注意去抵消由发动机在WOT状态下，通过控制模块使电动机16中的电流增加而对动力系输出产生的额外的净扭矩的情况下完成。

但是，在WOT状态下操作发动机12之前，最好检查一下例如与节流板24或发动机速度传感器20有关的故障。节流板24的故障可能是发生在任何一个测量节流位置的传感器中的故障，与节流电动机控制有关的使节流板24不能被控制的故障，或者检测出来的气流速度比通过节流位置估测出来的气流速度高很多从而导致节流板24的下降倾斜、中间出现空洞或应急开启的故障。可以检查歧管绝对压力的压力传感器28来确定它是否在标准的范围内，也就是说在上限值以下、下限值以上工作。发动机速度的故障可能在发动机速度传感器20失效或不稳定时发生。

如果不存在故障，气压可以通过控制发动机在WOT状态下工作来更新。在WOT状态下，大气和进气歧管26之间的压力差，也称为偏移值，可以通过储存在控制模块18中的存储器中(例如图中未示出的只读存储器)的、作为气流速度或发动机速度的函数的数据的表格来获取。偏移量或者压力差加到由测量歧管绝对压力的压力传感器28测量的空气压力值中。空气压力测量之后，节流板24返回到先前处于WOT状态时的位置。

发动机运转情况下的气压的更新最好周期性的执行，也可以在预定量的时间或车辆行驶预定量的距离之后执行。在优选实施例中，气压是在车辆行驶预定量的距离之后更新的，因为车辆在斜坡上行驶时，由于缺乏气压更新，会导致发动机操作系统的故障。在对车辆进行测试中发现，车辆在典型的坡度上向上或向下行驶10km，就会引起发动机操作系统的故障。因此，发动机运行时，气压应当每隔10km就定时更新一次。这样，当对气压进行估测时，距离计算器，即“前一组气压更新后所经过的距离”，就回复到0。

图2是下面将要进行描述的本发明中的方法的步骤的流程图。对于本领域的技术人员来说，该流程图表示可以应用硬件、软件或硬件和软件的结合来实现的控制逻辑。例如，可以采用程序微处理器来实现各种功能。

控制逻辑可以采用任何已知的编程或处理技术来实现，并不仅限于图中所示的顺序。例如，中断或事件驱动程序通常可以用于实时控制，如发动机或车辆子系统的控制中，并非采用图中所示的单纯的顺序策略。同样地，可以采用双重处理、多任务或多线程系统和方法来完成本发明的目的、特点和优点。

本发明不受特定的程序语言、操作系统处理器或用来开发和/或实现图示的控制逻辑的电路所约束。同样地，依靠特定的程序语言和处理策略，在完成本发明的特点和优点时，可以按图示的顺序同时执行或按不同的顺序执行各种功能。图示的功能可以修改，在某些情况下也可以省略，这都没有背离本发明的精神或范围。

本发明的方法始于步骤100，判断发动机12是否处于运转状态。如果发动机12没有处于运转状态，该方法转到步骤110，检查发动机停止运转后，是否经过了预定的时间，如果是，气压更新为与测量歧管绝对压力的压力传感器28检测的气压相等，即步骤112。如果没有经过预定的时间，返回到开始的步骤。

步骤112中的气压更新后，计算器重置为0，即步骤114，用来确定发动机处于运转状态的气压。

返回到步骤100，如果发动机处于运转状态，该方法转到步骤116，确定车辆10在上一次执行气压更新后是否行驶了预定的距离，如果没有，返回到开始的步骤。如果车辆行驶了预定的距离，则检查是否存在故障，即步骤118。

如果不存在故障，该方法转到步骤120，使发动机12在WOT状态下工作足够长的时间来估测气压和确定偏移量。同时，控制电动机16在电流减小的条件下工作，以平衡由于发动机12在WOT状态下工作引起的额外的扭矩。依靠动力系的结构，电机扭矩(电机电流)可以增加或降低，以抵消所增加的发动机扭矩输出。

步骤120中的气压更新后，该方法转到步骤122，计算器重置为0，用来确定发动机12运转时，下一次更新气压的时间。

本发明仅仅对典型的实施例作了描述，因此，没有背离本发明的主旨的变化都包括在本发明的范围之内，这些变化都没有背离本发明的精神和范围。

Claims

1.一种用于估测混合动力车辆中气压的方法，所述混合动力车辆包括发动机、电机和进气歧管，所述方法包括：

检测进气歧管压力；

确定发动机是否处于运转状态；

如果发动机没有处于运转状态，确定第一气压作为进气歧管压力；

如果发动机处于运转状态，确定第二气压。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定第一气压包括确定发动机停止运转后，是否经过了预定的时间。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定第二气压还包括：

控制发动机在节气门大开时工作；

检测发动机的速度；

基于发动机的速度确定偏移量；和

基于偏移量和进气歧管压力确定第二气压。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，控制发动机在节气门大开时工作还包括：调整电机扭矩，以便计算从发动机在节气门大开状态下工作的扭矩增加。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，控制发动机在节气门大开时工作包括：在节气门大开状态下确定发动机控制是否存在故障。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括基于第一和第二气压控制混合动力车辆。

7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，确定前一组第一或第二气压后，在混合动力车辆行驶预定的距离后确定第二气压。

8.一种用于估测混合动力车辆中气压的系统，所述混合动力车辆包括发动机、电机和进气歧管，所述系统包括：

检测进气歧管压力的压力传感器；

与压力传感器连接的控制器，用来确定发动机是否处于运转状态，如果发动机没有处于运转状态，确定第一气压作为进气歧管压力，如果发动机处于运转状态，确定第二气压。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，确定第一气压的控制器还可操作性地确定发动机停止运转后，是否经过了预定的时间。

10.如权利要求8所述的系统，其特征在于，还包括：

用于检测发动机速度的速度传感器；

确定第二气压的控制器还可操作性地确定混合动力车辆在确定了前一组第一或第二气压后，是否行驶了预定的距离，控制发动机在节气门大开的状态下工作，基于发动机的速度确定偏移量，基于偏移量和进气歧管压力确定第二气压。

11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，控制发动机在节气门大开状态下工作的控制器还可操作性地调整电机扭矩，以便计算从发动机在节气门大开状态下工作所引起的扭矩增加。

12.如权利要求10所述的系统，其特征在于，控制发动机在节气门大开状态下工作的控制器还可操作性地确定控制发动机在节气门大开状态下工作时是否存在故障。

13.如权利要求8所述的系统，其特征在于，控制器还可操作性地基于第一和第二气压控制混合动力车辆。

14.一种用于估测混合动力车辆中气压的方法，所述混合动力车辆包括发动机、电机和进气歧管，所述方法包括：

使发动机在节气门大开状态下工作；

调整电机扭矩，以基本上抵消由于发动机在节气门大开状态下工作时的发动机扭矩增加；

检测发动机在节气门大开状态下工作时的进气歧管压力；

基于进气歧管压力估测气压。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，基于进气歧管压力估测气压还包括：

确定基于发动机速度的压力偏移；

基于进气歧管压力和压力偏移估测气压。