用于具有皮帶傳動起動發電機的引擎系統的轉矩管理技術的制作方法
【專利說明】用于具有皮帶傳動起動發電機的引擎系統的轉矩管理技術
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2013年11月13日提交的第14/079,214號美國專利申請的權益。上述申請的公開內容通過援引并入本文。
技術領域
[0003]本公開總地涉及內燃機，更具體地說，涉及用于具有皮帶傳動起動發電機的引擎系統的轉矩管理技術。
【背景技術】
[0004]內燃機可以燃燒空氣/燃料混合物，以驅動活塞，所述活塞可旋轉地轉動曲軸，以產生驅動轉矩。驅動轉矩可以從曲軸傳遞至傳動系，以推進車輛。輕度混合動力車輛可以使用電動馬達臨時地供能，這可以允許引擎被周期性地關閉以降低燃料消耗。輕度混合動力車輛的一個示例是具有引擎和皮帶傳動起動發電機(BSG)的車輛。引擎的曲軸可聯接至飛輪并且BSG可經由皮帶聯接至飛輪。當引擎在停滯一段時間之后需要重新啟動時，BSG可以使用皮帶轉動曲軸，以快速且平穩地重新啟動引擎。
【發明內容】
[0005]在一種形式中，按照本公開的教導，提供了一種方法。該方法可以包括在用于包括引擎的引擎系統的控制器處，響應于轉矩請求確定引擎系統的期望的轉矩輸出，所述控制器具有一個或者多個處理器，其中所述引擎構造為在飛輪處產生轉矩，并且其中該引擎系統包括通過皮帶聯接至所述飛輪的皮帶傳動起動發電機(BSG)。該方法可以包括在控制器處確定當前引擎轉矩容量。當期望的轉矩輸出大于當前引擎轉矩容量時，該方法還可以包括:(i)在所述控制器處確定最大引擎轉矩容量，(ii)在所述控制器處確定當前BSG轉矩容量，(iii)基于所述期望的轉矩輸出和所述最大的引擎轉矩容量之間的差以及構造為給所述BSG供能的電池系統的狀態，所述控制器指令所述BSG作為轉矩產生器或者轉矩消耗器運行，以及(iv)所述控制器控制所述引擎和所述BSG共同地在所述引擎的所述飛輪處產生所述期望的轉矩輸出。
[0006]在另一形式中，根據本公開的教導提供了一種引擎系統。該引擎系統可以包括構造為響應于轉矩請求在飛輪處產生轉矩的內燃機，轉矩請求指示引擎系統的期望的轉矩輸出，所述引擎與由皮帶聯接到所述飛輪的BSG相關聯，所述BSG構造為作為轉矩產生器或轉矩消耗器運行。該引擎系統還可以包括構造為確定當前引擎轉矩容量的控制器。當所述期望的轉矩輸出大于所述當前引擎轉矩容量時，控制器還可以構造為:(i)確定最大引擎轉矩容量，(ii)確定當前BSG轉矩容量，(iii)基于所述期望的轉矩輸出和所述最大引擎轉矩容量之間的差以及構造為給所述BSG供能的電池系統的狀態，指令所述BSG作為轉矩產生器或者轉矩消耗器運行，以及(iv)控制所述引擎和所述BSG共同地在所述引擎的所述飛輪處產生所述期望的轉矩輸出。
[0007]本公開的教導的進一步的應用領域將從下文提供的詳細的說明書、權利要求書和附圖中顯而易見，其中各個附圖中，相同的附圖標記指代相同的特征。應當理解的是，包括所公開的實施方式和參考的附圖的詳細的說明書在本質上僅僅是示例性的僅用于說明的目的，并不意在限制本公開的范圍，其應用或用途。由此，不脫離本公開的要旨的變型意在本公開的范圍之內。
【附圖說明】
[0008]圖1是根據本公開的原理的包括內燃機和皮帶傳動起動發電機(BSG)的引擎系統的示例圖；
[0009]圖2是根據本公開的原理的引擎系統的控制器的示例功能框圖；以及
[0010]圖3是根據本公開的原理的用于具有BSG的引擎系統的轉矩管理的方法的示例流程圖。
【具體實施方式】
[0011]具有皮帶傳動起動發電機(BSG)的輕度混合動力車輛可以使用BSG，以在停滯一段時間之后快速地并且平穩地重新啟動引擎。BSG可以由諸如汽車電池或者電池組的電池系統供能，并且可以包括電動馬達，該電動馬達可以旋轉地驅動聯接至引擎的飛輪的皮帶。轉矩管理系統可以通過控制不同的引擎致動器控制如何產生引擎轉矩，一些引擎致動器提供慢速轉矩響應，例如氣流，而一些引擎致動器提供快速轉矩響應，例如點火時間。調節這些致動器可以產生轉矩儲備，該轉矩儲備可以在需要時被用于快速轉矩遞送。用于產生轉矩儲備的一個示例轉矩管理技術為點火時間遲滯，這會降低燃料經濟性。
[0012]在引擎的運行期間典型地停用BSG。因為BSG能夠在引擎的曲軸處快速地供應驅動轉矩，然而，BSG可以被用作轉矩儲備。與點火時間遲滯相比，利用BSG作為轉矩儲備可以提高燃料經濟性。然而，BSG由其的電池系統的狀態限制。此外，當引擎正在運行并且BSG停用時，皮帶至少需要期望的最小張力，以便能夠提供期望的轉矩響應和/或防止損壞。當BSG在引擎運轉期間停用時，可以使用電動可變張緊器(EVT)或其他合適的張緊裝置來至少保持皮帶的期望的最小張力。然而，這些裝置會增加車輛成本。
[0013]因此，提出用于具有BSG的引擎系統的轉矩管理技術。應當理解的是，本文使用的術語BSG還可以指其他合適的輕度混合動力車輛系統。假如BSG的電池系統能夠提供足夠的功率，該技術可以通過指令BSG作為轉矩產生器運行而將BSG作為轉矩儲備使用，以在引擎飛輪處提供額外的轉矩。當電池系統不能夠對BSG提供足夠的功率時，BSG可以被指令作為轉矩消耗器運行，以使用由引擎在引擎飛輪處產生的轉矩的一部分給電池系統充電。當BSG不能提供額外要求的轉矩時，可以調整引擎的運行參數，例如，點火時間，以增加其轉矩輸出。當BSG被作為轉矩消耗器運行時，引擎的轉矩輸出也可以增加上述的引擎系統的期望轉矩輸出，從而當引擎系統輸出期望的轉矩時，BSG可以給電池系統充電。
[0014]換句話說，BSG和引擎可以共同地在引擎的飛輪處產生引擎系統的期望轉矩輸出，但是當作為轉矩消耗器運行時，BSG可能消耗由引擎產生的實際轉矩的一部分。可以最小化在BSG作為轉矩產生器運行和作為轉矩消耗器運行之間的來回過渡，以防止由于固有皮帶彈性引起的延遲。進一步，通過運行作為轉矩產生器或轉矩消耗器的BSG，皮帶可以維持最小的張力。該技術還可以提供降低的成本，因為EVT不要求將BSG聯接至引擎的飛輪的皮帶維持最小的張力。取而代之的是，該技術在BSG作為轉矩產生器或者轉矩消耗器活動的整個時間段期間操作BSG，由此皮帶一直具有至少期望的最小張力。
[0015]現在參考圖1，圖示了引擎系統100的示例圖。引擎系統100可以包括內燃機104(以下簡稱“引擎104”)。引擎104可以為構造為燃燒空氣/燃料混合物以產生驅動轉矩的任何合適的引擎(火花點火引擎、柴油機、均質壓燃引擎等)。燃料可以為汽油或其它適當的可燃燃料(乙醇、天然氣、丙烷、氫氣等)。引擎系統100可以在車輛中實施，并且由引擎104產生的驅動轉矩可以被用于使用傳動裝置和合適的傳動系部件(一個或多個差速器，兩個或更多的車輪等)推進車輛。
[0016]引擎104可以通過進氣系統112將空氣抽入進氣歧管108中，進氣系統112可以由節流閥116調節。進氣歧管108中的空氣可以被分配到多個氣缸120并與來自燃料噴射器(未示出)的燃料(例如，汽油)結合，以形成空氣/燃料混合物。雖然示出了四個氣缸，但是應該理解的是，引擎104可以包括其它數目的氣缸。空氣/燃料混合物可以被壓縮并且在氣缸120內燃燒，以驅動活塞(未示出)，該活塞可旋轉地轉動曲軸128以產生驅動轉矩。點火控制器(IC)124可以控