[发明专利]用于停止-起动和混合动力电动车的汽缸空气质量预测系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求在2010年6月1日提交的美国临时申请No.61/350,110的权益。上述申请的公开内容通过引用全部合并于此。

本申请还涉及以下美国专利申请：同一天提交的、律师卷号No.P011236；同一天提交的、律师卷号No.P011239；同一天提交的、律师卷号No.P011235；同一天提交的、律师卷号No.P011884；同一天提交的、律师卷号No.P011237；以及在同一天提交的、律师卷号No.P011238。上述申请的公开内容通过引用全部合并于此。

技术领域

本发明涉及混合动力电动车辆和停止-起动发动机控制系统。

背景技术

这里提供的背景描述是为了在总体上呈现本公开的背景的目的。当前署名的发明人的一部分工作在背景技术部分中被描述，这部分内容以及在提交申请时该描述中不另构成现有技术的方面，既不明确也不暗示地被承认是破坏本发明的现有技术。

停止-起动车辆和混合动力电动车辆(HEV)可各自包括内燃发动机(ICE)、一个或多个电动马达以及控制模块。例如，停止-起动车辆和HEV可关闭(停用)ICE，以减少ICE空转的时间量。这改善了燃料经济性并减少了排放。当车辆速度低于阈值时，ICE可被关闭。

在停止-起动系统和在HEV系统中，ICE可被关闭和/或转变到静止状态(即，发动机速度等于0转/秒)。例如，当加速器踏板被致动时，ICE可被自动起动。

发明内容

一种发动机系统，其包括第一模块，该第一模块确定发动机的汽缸将要处于M种预测类型中的一种并产生“到进气距离”信号，该到进气距离信号表示了所述汽缸离进气冲程的预测步骤的数量。M为大于或等于3的整数。第二模块确定所述汽缸的循环类型。该循环类型表示了所述汽缸从所述发动机的上次重起动以来所已经经历的燃烧循环的数量。汽缸空气充量模块基于所述到进气距离信号和所述循环类型来估计所述汽缸内的空气质量。

在其他特征中，发动机系统包括确定发动机处于停转状态的时间量的发动机计时器。第一位置模块确定发动机的曲轴和凸轮轴中的至少一个的位置并产生第一位置信号。第二位置模块估计活塞在发动机的汽缸内的位置并产生第二位置信号。捕获空气充量模块基于所述时间量、所述第一位置信号和所述第二位置信号来确定所述汽缸内的捕获空气质量。

本发明还包括以下方案：

方案1.一种发动机系统，包括：

第一模块，所述第一模块确定发动机的汽缸将处在M种预测类型中的一种中并产生到进气距离信号，所述到进气距离信号表示了所述汽缸离进气冲程的预测步骤的数量，其中M为大于或等于3的整数；

第二模块，所述第二模块确定所述汽缸的循环类型，其中所述循环类型表示了所述汽缸从所述发动机的上次重起动以来所已经经历的燃烧循环的数量；以及

汽缸空气充量模块，所述汽缸空气充量模块基于所述到进气距离信号和所述循环类型来估计所述汽缸内的空气质量。

方案2.根据方案1所述的发动机系统，其中，所述预测类型包括曲柄模式、曲柄至运行模式、运行模式和失火模式。

方案3.根据方案1所述的发动机系统，其中，所述预测步骤包括：

在前零个步骤，其中所述汽缸位于所述进气冲程中；

在前一个步骤，其中所述汽缸是在所述进气冲程之前的一个预测步骤，从而处于排气冲程中；以及

在前两个步骤，其中所述汽缸离开所述进气冲程两个预测步骤，从而处于膨胀冲程中。

方案4.根据方案1所述的发动机系统，其中，所述预测步骤的数量基于所述发动机中的汽缸的数量。

方案5.根据方案1所述的发动机系统，其中，所述空气充量模块估计每一个预测步骤处的所述空气质量。

方案6.根据方案1所述的发动机系统，其中，所述循环类型表示了所述空气质量是否包括来自先前燃烧循环的燃烧残余物质。

方案7.根据方案1所述的发动机系统，其中，所述汽缸空气充量模块基于歧管绝对压力和进气充量温度来确定所述空气质量。

方案8.根据方案1所述的发动机系统，其中，所述汽缸空气充量模块基于环境空气温度、汽缸盖温度和活塞温度来确定所述空气质量。

方案9.根据方案1所述的发动机系统，进一步包括基于所述空气质量和发动机状态变量来产生燃料信号的燃料模块。

方案10.根据方案1所述的发动机系统，进一步包括基于所述空气质量和发动机状态变量来产生火花信号的火花模块。

方案11.根据方案1所述的发动机系统，进一步包括：