基于进气量对汽车发动机和发电机的控制策略制造技术

本发明专利技术涉及汽车电子技术，特别涉及基于节气门开度的控制策略使汽车发动机和发电机协同运行以降低油耗的方法以及基于该方法的汽车电子控制器。按照本发明专利技术一个实施例的使汽车发动机和发电机协同运行以降低油耗的方法包括下列步骤：获取节气门的开度；以及如果所述开度的增大速率大于一个预设的阈值并且所述发动机的汽油喷射控制处于开环控制模式，则减小所述发动机的输出功率。

【技术实现步骤摘要】
基于进气量对汽车发动机和发电机的控制策略
本专利技术涉及汽车电子技术，特别涉及基于进气量对汽车发动机和发电机的控制方法以及基于该方法的汽车电子控制器。
技术介绍
在现代社会中，汽车一直是石油消费的主力。随着化石燃料资源的日益减少以及全球气候变暖趋势的愈专利技术显，世界各国都从法律和经济层面对汽车的油耗作出限定。在汽车中，从动力提供到负载用电，其能量都直接或间接地来自于汽油燃烧的热能。图1为示出了汽车中能量流动的示意图，图中粗实线表示电能流，细实线表示控制信号流和检测信号流。如图1所示，在汽车电子控制器（ECU）110的控制下，汽车发动机120带动汽车发电机130发电，所产生的电力可以提供给蓄电池140，或者提供给用电负载150；另一方面，蓄电池140存储的电能也可以提供给用电负载150和起动机160。可见，发电机是上述能量流动过程中的重要环节，因此如何改善其运行控制是降低油耗的重要途径。业界已经提出了多种基于用电负荷状态的控制发电机运行的方法，这些方法一般将蓄电池SOC状态和/或用电负载状态作为监测对象，根据监测的状态和控制策略（例如启动优先策略）确定是否由发电机向蓄电池充电和/或向用电负载供电。但是需要指出的是，为了使发电机的运行控制更为优化，还需要考虑到更多的因素。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种使汽车发动机和发电机协同运行以降低油耗的方法，其具有显著降低油耗和实现简单的优点。按照本专利技术的一个实施例，在一种使汽车发动机和发电机协同运行以降低油耗的方法中，所述汽车发电机与蓄电池和用电负载电气耦合，并且在运行时由汽车发动机驱动旋转，其特征在于，包括下列步骤：确定进入所述汽车发动机的可燃混合气的数量的增大速率；以及如果所述增大速率大于一个预设阈值并且所述发动机的汽油喷射控制处于开环控制模式，则减小所述发动机的输出功率，所述预设阈值大于零。优选地，在上述方法中，所述增大速率由节气门开度的增大速率或泵油速度的增大速率来表征。优选地，在上述方法中，按照下列方式减小所述发动机的输出功率：确定所述蓄电池和用电负载的功耗的减少量；以及通过使所述蓄电池和用电负载的功耗降低所述减少量来减小所述发电机的扭矩，从而实现所述发动机的输出功率的减小。优选地，在上述方法中，按照下式确定所述功耗的减少量：Δ＝λ×(τE(t)-τG(t))这里，Δ为所述功耗的减少量，τE（t）和τG（t）分别为所述发动机当前时刻的扭矩和所述发电机当前时刻的扭矩，λ为通过实验确定的常数。优选地，在上述方法中，按照下式确定所述功耗的减少量：Δ＝(α×throttle_opening(t)+β×Vthrottle_opening(t))×(τE(t)-τG(t))这里，Δ为所述功耗的减少量，throttle_opening（t）和Vthrottle_opening（t）分别为当前时刻的开度和开度的增大速率，τE（t）和τG（t）分别为所述发动机当前时刻的扭矩和所述发电机当前时刻的扭矩，α和β为通过实验确定的常数。优选地，在上述方法中，按照下式确定所述功耗的减少量：Δ＝(α×Vpump(t)+β×δVpump(t))×(τE(t)-τG(t))这里，Δ为所述功耗的减少量，Vpump（t）和δVpump（t）分别为当前时刻的泵油速度和泵油速度的增大速率，τE（t）和τG（t）分别为所述发动机当前时刻的扭矩和所述发电机当前时刻的扭矩，α和β为通过实验确定的常数。本专利技术的还有一个目的是提供一种汽车电子控制器，其具有显著降低油耗的优点。按照本专利技术一个实施例的汽车电子控制器包括：输入单元、输出单元和与输入单元和输出单元耦合的处理器，其中，所述输入单元被配置为从汽车传感器接收各种检测信号，所述输出单元被配置为向汽车发动机和发电机发送由所述处理器生成的指令，其中，所述处理器被配置为：判断进入所述汽车发动机的可燃混合气的数量的增大速率是否大于一个预设阈值，并且在所述增大速率大于所述预设的阈值并且所述发动机的汽油喷射控制处于开环控制模式时减小所述发动机的输出功率，所述预设阈值大于零。从结合附图的以下详细说明中，将会使本专利技术的上述和其它目的及优点更加完全清楚。附图说明图1为示出了汽车中能量流动的示意图。图2为按照本专利技术一个实施例的汽车电子控制器的结构框图。图3为按照本专利技术一个实施例的使汽车发动机和发电机协同运行的方法的流程图。具体实施方式下面通过参考附图描述具体实施方式来阐述本专利技术。但是需要理解的是，这些具体实施方式仅仅是示例性的，对于本专利技术的精神和保护范围并无限制作用。在本说明书中，“耦合”一词应当理解为包括在两个单元之间直接传送能量或信号的情形，或者经一个或多个第三单元间接传送能量或信号的情形，而且这里所称的信号包括但不限于以电、光和磁的形式存在的信号。“开环控制模式”指的是在发动机运行中，汽车电子控制器检测发动机的各种输入信号并且根据与输入信号具有固定对应关系的参数来控制发动机的运行，在该控制模式下，汽车电子控制器对控制结果不作分析和处理。“闭环控制模式”指的是在发动机运行中，发动机的实际运行状态被反馈给汽车电子控制器，后者根据反馈信息修正对发动机的控制量。这种反馈控制的目的是有效控制排放、降低污染和提高效率。“包含”和“包括”之类的用语表示除了具有在说明书和权利要求书中有直接和明确表述的单元和步骤以外，本专利技术的技术方案也不排除具有未被直接或明确表述的其它单元和步骤的情形。再者，诸如“第一”、“第二”、“第三”和“第四”之类的用语并不表示单元或数值在时间、空间、大小等方面的顺序而仅仅是作区分各单元或数值之用。还需要指出的是，为阐述方便，附图中各单元并不一定按照它们实际的比例绘制，而且附图中各单元的尺寸以及它们之间的比例不构成对本专利技术保护范围的限定。借助节气门和/或泵油量可对可燃混合气体的流量进行控制，从而改变发动机的输出功率以适应车辆行驶情况的需要。当节气门开度或油泵的泵油量增大时，可燃混合气流量将增大。此时如果汽油喷射控制处于开环控制模式，则可能由于燃烧过程未进行优化，将导致燃油效率的下降。通常情况下，汽车启动、油门踏板按下、汽车处于巡航状态、汽车空调开启、汽车上坡、油泵油压增大和发动机扭矩短时间内增大等操作都可能导致汽车处于节气门开度或油泵的泵油量增大并且汽油喷射控制处于开环控制模式的状态组合。按照本专利技术的一个方面，在这种低燃油效率的情况下将通过主动降低汽车用电负荷（也即发电机的输出功率）来尽可能减小发动机的输出功率，以实现降低油耗和尾气排放的目的。按照本专利技术的另一方面，采用进入汽车发动机的可燃混合气的数量的增大速率作为发动机是否处于低燃油效率状态的判据之一。该判据能够将缓慢增长的情形过滤，避免过于频繁地降低汽车用电负荷。以下借助附图描述本专利技术的具体实施例。图2为按照本专利技术一个实施例的汽车电子控制器的结构框图。如图2所示，按照本实施例的汽车电子控制器20包括输入单元210、处理器220、动态随机存储器230A、非易失存储器230B和输出单元240。输入单元210与位于汽车电子控制器20外部的传感器和开关311-31n耦合。优选地，输入单元210与传感器和开关311-31n通过总线方式（例如CAN总线）连接。传感器311-31n例如包括但不限于发动机转速与曲轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使汽车发动机和发电机协同运行以降低油耗的方法，所述汽车发电机与蓄电池和用电负载电气耦合，并且在运行时由汽车发动机驱动旋转，其特征在于，包括下列步骤：确定进入所述汽车发动机的可燃混合气的数量的增大速率；以及如果所述增大速率大于一个预设阈值并且所述发动机的汽油喷射控制处于开环控制模式，则减小所述发动机的输出功率，所述预设阈值大于零。

【技术特征摘要】
1.一种使汽车发动机和发电机协同运行以降低油耗的方法，所述汽车发电机与蓄电池和用电负载电气耦合，并且在运行时由汽车发动机驱动旋转，其特征在于，包括下列步骤：确定进入所述汽车发动机的可燃混合气的数量的增大速率；以及如果所述增大速率大于一个预设阈值并且所述发动机的汽油喷射控制处于开环控制模式，则通过使所述蓄电池和用电负载的功率降低来减小所述发电机的转矩，从而减小所述发动机的输出功率，所述预设阈值大于零。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述增大速率由节气门开度的增大速率或泵油速率的增大速率来表征。3.如权利要求2所述的方法，其中，按照下列方式减小所述发动机的输出功率：确定所述蓄电池和用电负载的功耗的减少量；以及通过使所述蓄电池和用电负载的功耗降低所述减少量来减小所述发电机的扭矩，从而实现所述发动机的输出功率的减小。4.如权利要求3所述的方法，其中，按照下式确定所述功耗的减少量：Δ＝λ×(τE(t)-τG(t))这里，Δ为所述功耗的减少量，τE(t)和τG(t)分别为所述发动机当前时刻的扭矩和所述发电机当前时刻的扭矩，λ为通过实验确定的常数。5.如权利要求3所述的方法，其中，按照下式确定所述功耗的减少量：Δ＝(α×throttle_opening(t)+β×Vthrottle_opening(t))×(τE(t)-τG(t))这里，Δ为所述功耗的减少量，throttle_opening(t)和Vthrottle_opening(t)分别为当前时刻的节气门开度和节气门开度的增大速率，τE(t)和τG(t)分别为所述发动机当前时刻的扭矩和所述发电机当前时刻的扭矩，α和β为通过实验确定的常数。6.如权利要求3所述的方法，其中，按照下式确定所述功耗的减少量：Δ＝(α×Vpump(t)+β×δVpump(t))×(τE(t)-τG(t))这里，Δ为所述功耗的减少量，Vpump(t)和δVpump(t)分别为当前时刻的泵油速率和泵油速率的增大速率，τE(t)和τG(t)分别为所述发动机当前时刻的扭矩和所述发电机当前时刻的扭矩，α和β为通过实验确定的常数。7.一种汽车电子控制器，包括：输入单元、输出单元和与输入单元和输出单元耦...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓恒，郝飞，
申请(专利权)人：上海汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31