[发明专利]用于在车辆中优化发动机空转速度的方法及设备

说明书

技术领域

本发明总体上涉及在车辆上的电功率流控制，并且更具体地，涉及用于在具有自动停机/自动起动功能的车辆中对发动机空转速度进行优化的方法和系统。

背景技术

某些车辆设计(包括混合动力电动车辆(HEV))能够选择性地利用不同的能量源来优化燃料效率。对于推进而言，具有完全混合动力系的HEV能够利用内燃发动机或者高压(HV)能量储存系统(ESS)。也就是说，典型的完全HEV能够被电动推进，这通常发生在紧接着起动HEV后，或者在处于相对较低的车速时。一个或多个HV电动机/发电机单元(MGU)可以按照需要交替地从ESS中吸取功率或者将功率输送到ESS。在发动时或者在阈值速度之上时，发动机能够使用MGU或者更小的辅助起动电动机来重新起动，然后与变速器接合以便给驱动轮组提供所需的车辆推进扭矩。

与完全混合动力系相反，轻度混合动力系通常缺乏仅仅通过电气装置来推进车辆的能力，但尽管如此，其仍然保留了完全混合动力系的某些关键设计特征，例如，使用MGU给ESS再充电的再生制动能力，以及在空转时选择性关停或关掉发动机的能力。相对于常规的车辆设计，HEV在车辆处于停止和/或在稳定的低速驾驶模式中操作时选择性关停和重新起动发动机的能力提供了节约燃料的好处。然而，自动停机的执行可能不是在所有情况下都有效，因此，在某些操作情况下，HEV的发动机在空转时可依然保持提供燃料和运行。

发明内容

因此，提供了一种用于在具有如上所述的发动机起动/停机功能的车辆中对发动机空转速度进行优化的方法。这种车辆可以被配置为混合动力电动车辆(HEV)，并且可以包括高压(HV)电动发电机单元(MGU)，其适于在自动停机事件之后辅助发动机的自动起动。该方法可以采用算法的形式被实施，并且可以经由车载控制器被自动执行，以便在没有命令自动停机事件时对发动机空转速度进行优化。

算法的执行命令了发动机空转速度，从而使得MGU以这样的速度进行操作，即：该速度足以满足车载的车辆电气需求，并且同时仍对用于热效率和电效率、声振粗糙度(NVH)要求、以及发动机空转稳定性的速度需求进行了优化。该算法利用了低的空转速度和MGU的操作点以优化与MGU上的电负载相关的燃料使用。

该算法根据对MGU空转负载需求的预期而提供了到空转速度控制设定点的前馈机制，而不是通过以典型交流发电机类型的速度控制装置的方式对负载引起的发动机速度波动进行反应。MGU温度被监测，并且如果温度降额(de-rating)导致MGU不能满足空转负载要求，那么对发动机速度进行调整。这样，发动机速度的目标为，基于MGU电效率获得优化的系统操作。

具体地，提供了用于在具有发动机、MGU和ESS的车辆中对发动机空转速度进行优化的方法。该方法包括：确定(例如，通过检测或参照被记录的或另外可用的数据)一组车辆电气值，包括MGU上的电负载中的至少一个，例如，辅助功率模块(APM)或其它HV或辅助电气装置、MGU的扭矩能力或最大扭矩、MGU的温度、MGU的效率、以及ESS的充电状态(SOC)；然后使用该组车辆电气值来计算一组发动机速度值。该方法还包括使用控制器来作为该组发动机电气值函数命令发动机空转速度。该方法还可以包括基于MGU的相应温度、MGU的操作效率以及电负载来计算该组发动机速度值中的对应值，然后从该组发动机速度值中选择最大的速度值。

本文中还提供了包括发动机、MGU和控制器的车辆。控制器包括算法，以便执行上述方法，其中算法由控制器自动执行，以便优化发动机空转速度。

本发明的上述特征和优点以及其它特征和优点从以下结合了附图的对实现本发明的最佳模式所进行的详细描述中将变得明显。

本发明还提供了以下方案：

1.一种用于优化车辆中的发动机空转速度的方法，所述车辆具有发动机、电动发电机单元(MGU)，以及能量储存系统(ESS)，所述方法包括：

确定一组车辆电气值，其包括以下的至少一个：所述电动发电机单元(MGU)上的电负载、所述电动发电机单元(MGU)的最大扭矩、所述电动发电机单元(MGU)的温度、所述电动发电机单元(MGU)的效率、以及所述能量储存系统(ESS)的充电状态(SOC)；

使用该组车辆操作值来计算一组发动机速度值；以及

使用控制器来作为该组发动机速度值的函数而命令所述发动机空转速度。