專利名稱：具有電子節(jié)氣門的混合動力系及控制節(jié)氣門位置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有電子控制節(jié)氣門的混合動力系及控制節(jié)氣門位置的方法。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機(jī)的節(jié)氣門是直接調(diào)節(jié)進(jìn)入發(fā)動機(jī)的空氣量的閥，其間接控制發(fā)動機(jī)的功率輸出。在節(jié)氣門全開時，進(jìn)氣歧管處于環(huán)境大氣壓或處于環(huán)境大氣壓附近。當(dāng)節(jié)氣門部分地關(guān)閉時，歧管真空產(chǎn)生并且對氣缸中活塞運動的阻力增大。車輛操作者通常利用加速踏板機(jī)械地控制節(jié)氣門的位置。在其他車輛中，基于發(fā)動機(jī)運行情況，例如加速踏板的位置，電子地控制節(jié)氣門，但在加速踏板和節(jié)氣門之間沒有機(jī)械聯(lián)接。

發(fā)明內(nèi)容
提供了一種混合動力系和控制混合動力系的發(fā)動機(jī)中的電子節(jié)氣門的方法?；旌蟿恿ο悼梢杂糜诟鞣N各樣的應(yīng)用，如機(jī)動車、船、建筑物或別的使用電動機(jī)/發(fā)電機(jī)的應(yīng)用。節(jié)氣門系統(tǒng)如此構(gòu)造以使得當(dāng)節(jié)氣門馬達(dá)斷電時，節(jié)氣門處于對于發(fā)動機(jī)給第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)提供動力的最佳位置。具體地說，提供了混合動力系，其包括具有電子控制的節(jié)氣門系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)?！半娮涌刂频墓?jié)氣門系統(tǒng)”的節(jié)氣門沒有機(jī)械地連接到加速踏板或其他操作者輸入設(shè)備。節(jié)氣門的位置可調(diào)節(jié)以改變發(fā)動機(jī)的功率輸出。節(jié)氣門系統(tǒng)還包括電節(jié)氣門馬達(dá)和偏壓件，電節(jié)氣門馬達(dá)可通電以調(diào)節(jié)節(jié)氣門的位置，當(dāng)電節(jié)氣門馬達(dá)未通電時， 偏壓件將節(jié)氣門偏壓到默認(rèn)位置。混合動力系具有操作地連接到發(fā)動機(jī)的第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)和操作地連接到第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)并且可操作以推進(jìn)車輛的第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)。 第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)可操作以向第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)提供電力。至少一個控制器操作地連接到節(jié)氣門馬達(dá)、發(fā)動機(jī)和電動機(jī)/發(fā)電機(jī)。在一個實施例中，發(fā)動機(jī)控制器連接到發(fā)動機(jī)和節(jié)氣門馬達(dá)，既起功率變換器作用又起電動機(jī)控制器作用的模塊連接到電動機(jī)/發(fā)電機(jī)。發(fā)動機(jī)可在預(yù)定最佳狀態(tài)中操作以向用于給第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)提供動力的第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)提供動力。當(dāng)發(fā)動機(jī)處于預(yù)定最佳狀態(tài)中時，節(jié)氣門處于預(yù)定位置。“預(yù)定最佳狀態(tài)”是被認(rèn)為是產(chǎn)生燃料效率、輸出轉(zhuǎn)矩和速度的最佳結(jié)合的一組預(yù)定發(fā)動機(jī)運行參數(shù)。節(jié)氣門的默認(rèn)位置選擇成與節(jié)氣門的預(yù)定位置大致相同。所述至少一個控制器可操作以將電節(jié)氣門馬達(dá)通電和斷電，以使得當(dāng)節(jié)氣門的位置處于默認(rèn)位置的預(yù)定范圍內(nèi)一預(yù)定時間量時，節(jié)氣門被偏壓到默認(rèn)位置。通過將默認(rèn)位置設(shè)定為發(fā)動機(jī)處于預(yù)定最佳狀態(tài)中的位置，給節(jié)氣門馬達(dá)提供動力的電能被最小化，并且節(jié)氣門馬達(dá)磨損也減少。如果車輛電力中斷，發(fā)動機(jī)的最佳運行狀態(tài)也足以提供“慢行駛回”的能力。在如上所述的增程型電動車輛上，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩不是“慢行駛回”狀態(tài)期間所關(guān)心的，因為即使完全打開的節(jié)氣門也不會導(dǎo)致車輪處的過大動力，這是由于僅僅第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)能直接影響牽引力。一種控制上述混合動力系如混合動力車輛的發(fā)動機(jī)上的電子節(jié)氣門的方法是一種算法，其確定節(jié)氣門的指令位置和節(jié)氣門的實際位置是否都處于斷電位置的預(yù)定范圍內(nèi)，如果確定節(jié)氣門的指令位置和節(jié)氣門的實際位置都處于斷電位置的預(yù)定范圍內(nèi)，則啟動起計時器作用的算法部分，并且當(dāng)計時器開啟至少一預(yù)定時間段時，將節(jié)氣門馬達(dá)斷電， 實際位置和指令位置都處于默認(rèn)位置的預(yù)定范圍內(nèi)。選擇斷電位置以便發(fā)動機(jī)在預(yù)定最佳狀態(tài)中運行以給第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)提供動力。根據(jù)下面結(jié)合附圖對實現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式的詳細(xì)說明，本發(fā)明上述特征和優(yōu)點及其它特征和優(yōu)點是顯而易見的。


圖1是具有電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的增程型電動混合動力系的示意圖2是圖1的電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的示意圖，其具有將節(jié)氣門偏壓至默認(rèn)位置的彈
簧；
圖3是圖1和2的節(jié)氣門控制系統(tǒng)的彈簧力-節(jié)氣門位置的圖； 圖4是控制圖2的節(jié)氣門的方法的流程圖；和圖5是在不同位置中示出的圖2的節(jié)氣門的示意性橫截面圖。
具體實施例方式參考附圖，其中在全部若干附圖中同樣的附圖標(biāo)記表示同樣的部件，圖1表示具有混合動力系12的混合動力車輛10。雖然動力系12被表示為車輛，例如機(jī)動車，但動力系12也可以用于給船提供動力，作為建筑物的發(fā)電站，或用于利用發(fā)動機(jī)和電動機(jī)/發(fā)電機(jī)提供動力的任何應(yīng)用。動力系12包括給第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)16提供動力的發(fā)動機(jī)14。第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)16通過產(chǎn)生電能向第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)18提供電力，所述電能通過起電動機(jī)控制器和功率變換器作用的模塊22輸送。在一些操作模式中，第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)16也可以受控起電動機(jī)的作用。電池20也可以通過模塊22向第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)18提供動力。電池20可以是形成電池組的一個或多個電池。第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)18與行星齒輪組30的太陽齒輪構(gòu)件32相連以便共同旋轉(zhuǎn)。太陽齒輪構(gòu)件32與由托架構(gòu)件36支撐的小齒輪37 嚙合。托架構(gòu)件36與連至剩余傳動系和車輪(未示出)的輸出構(gòu)件39 —起旋轉(zhuǎn)以推進(jìn)車輛 10。小齒輪37還與行星齒輪組30的齒圈構(gòu)件34嚙合。動力系12包括三個轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)制動類型的離合器40，在此被稱為制動器40， 和兩個旋轉(zhuǎn)類型的離合器42和44。當(dāng)動力系12在第一電動車模式中運行時，制動器40接合以將齒圈構(gòu)件34固接到靜止構(gòu)件41，并且功率從電池20通過第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)18和行星齒輪組30流向輸出構(gòu)件39。當(dāng)動力系12在第二電動車模式中運行時，制動器40脫開，離合器42接合，離合器44脫開，功率從電池20通過第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)16和第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)18流出，并通過行星齒輪組30流向輸出構(gòu)件39。如果電池20的充電狀態(tài)下降得太低，離合器44和制動器40就會接合。發(fā)動機(jī)14 運轉(zhuǎn)以給第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)16提供動力從而經(jīng)由模塊22向第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)18提供動力。在負(fù)載分擔(dān)電動模式中，離合器42接合以允許第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)16起電動機(jī)的作用并通過齒圈34添加動力，同時第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)18通過太陽齒輪32添加動力。
5在另一種負(fù)載分擔(dān)模式中，離合器42和44接合，允許發(fā)動機(jī)14向齒圈構(gòu)件34提供動力， 同時第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)18向太陽齒輪構(gòu)件32提供動力。在再生制動過程中，離合器42 接合并且通過經(jīng)由第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)16將旋轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)變成電能來減慢輸出構(gòu)件39處的轉(zhuǎn)矩。當(dāng)發(fā)動機(jī)14僅僅用來給發(fā)電機(jī)16提供動力時，發(fā)動機(jī)14的運行狀態(tài)不影響輸出構(gòu)件39處的轉(zhuǎn)矩。車輛上的這種動力系構(gòu)造有時被稱為增程型電動車輛，因為與只基于利用來自電池20的存儲能量的汽車可行駛里程相比，用發(fā)動機(jī)14給第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)16提供動力擴(kuò)大了車輛10的可行駛里程。關(guān)于圖2更詳細(xì)地描述的電子控制器50操作地連接到發(fā)動機(jī)14，并經(jīng)由CAN總線操作地連接到模塊22。電子控制器50根據(jù)存儲的算法100控制發(fā)動機(jī)14的運行和節(jié)氣門馬達(dá)57。發(fā)動機(jī)14具有圖2中所示的包括節(jié)氣門M的電子控制的節(jié)氣門系統(tǒng)52。節(jié)氣門M是可調(diào)節(jié)的以通過控制穿過歧管56的空氣流量來改變發(fā)動機(jī)14的功率輸出?？刂破?0進(jìn)一步控制節(jié)氣門M。再次參考圖1，發(fā)動機(jī)14不直接給輸出構(gòu)件39提供動力，并且不通過行星齒輪組 30給輸出構(gòu)件39提供動力，而是僅僅給第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)16提供動力。因而，如果得不到電力，例如在典型的非混合動力或非增程型混合動力應(yīng)用的情況下，不必將默認(rèn)(即，無動力的)節(jié)氣門位置設(shè)定成提供低發(fā)動機(jī)輸出的“慢行駛回”模式。因而，通過將節(jié)氣門M 的默認(rèn)位置設(shè)定成發(fā)動機(jī)14的最佳運行狀態(tài)來提高系統(tǒng)效率?！白罴堰\行狀態(tài)”是這樣的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和空燃比(部分地由節(jié)氣門位置確定)，在該發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和空燃比時，發(fā)動機(jī)14 以最大燃料效率的方式運行。參考圖2，電子控制的節(jié)氣門系統(tǒng)52被更詳細(xì)地示出。節(jié)氣門M是蝶型閥，其被安裝以控制進(jìn)入發(fā)動機(jī)14的歧管56中的氣流。節(jié)氣門M的位置可通過電子節(jié)氣門馬達(dá) 57調(diào)節(jié)，電子節(jié)氣門馬達(dá)也被稱為致動器。當(dāng)定位節(jié)氣門M時，節(jié)氣門馬達(dá)57必須克服扭簧58的偏壓力，扭簧58也被稱為偏壓件。扭簧58將節(jié)氣門M偏壓至默認(rèn)位置，即節(jié)氣門馬達(dá)57斷電的位置。默認(rèn)位置被選擇成這樣的節(jié)氣門位置，在該節(jié)氣門位置，發(fā)動機(jī)14 處于預(yù)定最佳狀態(tài)中。第一和第二傳感器62、66可操作以確定節(jié)氣門M的位置，并向節(jié)氣門控制器68發(fā)送傳感器信號，節(jié)氣門控制器68可以是動力系控制器50的一部分。參考圖 5，節(jié)氣門M被表示為處于默認(rèn)(斷電的節(jié)氣門馬達(dá))位置中，其中彈簧58處于無應(yīng)力的位置。在節(jié)氣門軸59的相對端可以有另一個相似的彈簧。圖2的節(jié)氣門馬達(dá)57用于使節(jié)氣門軸59旋轉(zhuǎn)。再次參考圖2，加速踏板72配備有向動力系控制器50發(fā)送信號的位置傳感器74， 所述信號指示踏板位置，因而指示圖1的輸出構(gòu)件39處所需的功率輸出。踏板72沒有機(jī)械地連接到節(jié)氣門54，因此在踏板位置和節(jié)氣門位置之間沒有必然的相關(guān)性。踏板信號由動力系控制器50的主微型控制器76接收。微型控制器76包括將節(jié)氣門位置信號和踏板位置信號傳遞給中央處理器80的輸入/輸出硬件78，中央處理器80配置成執(zhí)行存儲的算法以控制發(fā)動機(jī)14。圖1的模塊22包括控制第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)16、第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)18、離合器42、44和制動器40的控制器。圖2的處理器80可以訪問存儲的存儲器82以執(zhí)行算法。節(jié)氣門控制器68也響應(yīng)于節(jié)氣門位置信號并響應(yīng)于來自輸入/輸出硬件78的輸出來發(fā)送控制信號83以控制節(jié)氣門馬達(dá)57?？刂菩盘?3可與提供給節(jié)氣門馬達(dá)57的電流水平相關(guān)聯(lián)，因而與節(jié)氣門M的位置相關(guān)聯(lián)。節(jié)氣門控制器68還包括用于控制節(jié)氣門位置的存儲算法100。算法100包括起計時器88作用的部分，如下面討論的。參考圖3和圖5，示出了被表示為Y-軸90的(圖5的)彈簧58的力和被表示為 X-軸92的節(jié)氣門M的位置之間的關(guān)系。與節(jié)氣門馬達(dá)57斷電時的節(jié)氣門位置相對應(yīng)的默認(rèn)位置(彈簧58的無應(yīng)力位置)被表示為位置94。節(jié)氣門M的無應(yīng)力位置或默認(rèn)位置 94位于起始點處的完全關(guān)閉位置95 (也在圖5中示出)和也在圖5中示出的完全打開位置 96之間。在區(qū)域97中，彈簧力不存在或在最小水平以下，發(fā)動機(jī)14在預(yù)定最佳狀態(tài)運行。 當(dāng)彈簧位置處于默認(rèn)區(qū)域94內(nèi)(即，處于默認(rèn)位置94的預(yù)定范圍內(nèi))一預(yù)定時間段，并且假定如下面討論的其他條件也被滿足時，圖2和圖4的算法100使節(jié)氣門M斷電，其中所述預(yù)定時間段由起計時器88作用的算法100部分所確定。斷電的偏移量定義為默認(rèn)區(qū)域97 寬度的一半。因而，假定在下面討論的其他條件也被滿足的情況下，如果由位置傳感器62、 66指示的節(jié)氣門M的實際位置和默認(rèn)位置94之間的差不大于默認(rèn)區(qū)域97寬度的一半，則使節(jié)氣門馬達(dá)57斷電。彈簧M減小振動并且安定到默認(rèn)位置94的安定區(qū)域是圖3中的區(qū)域98。如下面討論的，圖2的控制器68在節(jié)氣門斷電之后監(jiān)視彈簧位置以確保彈簧58 留在安定區(qū)域98內(nèi)，S卩，由傳感器62、66指示的實際位置和默認(rèn)位置94之間的差不大于安定區(qū)域98寬度的一半。此外，當(dāng)圖1的電池20的充電狀態(tài)在被認(rèn)為太高的預(yù)定水平之上，從而需要放些電時，算法100使節(jié)氣門M位于默認(rèn)位置94和完全關(guān)閉位置95之間的位置93。在位置 93，發(fā)動機(jī)摩擦使發(fā)動機(jī)14為第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)16提供較少的能量，并且使用來自電池 20的存儲能量來滿足由加速踏板72位置表示的所需功率，降低了電池20的充電狀態(tài)。需要增加馬達(dá)電流來將節(jié)氣門M驅(qū)動到位置93，因而也降低了電池20的充電狀態(tài)。當(dāng)在再生制動期間第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)18受控起發(fā)電機(jī)的作用以減慢圖1的輸出構(gòu)件39時，算法100使節(jié)氣門M位于默認(rèn)位置94和完全關(guān)閉位置95之間的位置99。 也如圖5中示出的，在節(jié)氣門M處于位置99時，與在默認(rèn)節(jié)氣門位置94的最佳狀態(tài)相比， 發(fā)動機(jī)14以效率較低的狀態(tài)運行。需要增加流向馬達(dá)57的電流來將節(jié)氣門M驅(qū)動到位置99，因而也使用了再生制動期間產(chǎn)生的一些電功率。參考圖4，示出了算法100的流程圖。算法100也被稱為方法100。具體地說，流程圖是控制上面在圖1至圖3和圖5中描述的動力系12的電子節(jié)氣門M的方法100。方法100開始于步驟102，弄清楚節(jié)氣門M的默認(rèn)位置?？刂破?8向節(jié)氣門馬達(dá)57發(fā)送信號以給節(jié)氣門馬達(dá)57通電并使節(jié)氣門馬達(dá)57移動到不同位置，從而弄清楚節(jié)氣門M的默認(rèn)(斷電)位置在哪里，并且使節(jié)氣門M的位置與發(fā)送的不同控制信號相關(guān)聯(lián)。這可以被稱為給節(jié)氣門定基線。在步驟102中弄清楚默認(rèn)位置之后，假定節(jié)氣門馬達(dá)57沒有斷電(S卩，當(dāng)前是通電的)，方法100移動到步驟104，并確定(a)節(jié)氣門M的指令(所需)位置是否處于(由從節(jié)氣門傳感器62、66向節(jié)氣門控制器68的反饋所指示的)節(jié)氣門M的實際(指示)位置的預(yù)定范圍內(nèi)，和(b)節(jié)氣門M的實際位置是否處于默認(rèn)(斷電)節(jié)氣門位置的相同預(yù)定范圍內(nèi)。 步驟102的確定如下所示
(a)絕對值(所需節(jié)氣門位置一指示的默認(rèn)位置)<=默認(rèn)斷電偏移量，和
(b)絕對值(指示的節(jié)氣門位置一指示的默認(rèn)位置)<=默認(rèn)斷電偏移量其中，所需節(jié)氣門位置是由節(jié)氣門控制器68指令的節(jié)氣門位置，指示的默認(rèn)位置是在步驟102中指示的默認(rèn)節(jié)氣門位置，指示的節(jié)氣門位置是通過傳感器62、66指示的節(jié)氣門位置，默認(rèn)斷電偏移量是從指示默認(rèn)位置開始的預(yù)定范圍的位置。如果步驟104的確定(a)和(b)都被確定為真，則在步驟106中啟動起計時器88 作用的算法100部分。起計時器88作用的算法100部分的目的是確保節(jié)氣門M被指令處于圖3的默認(rèn)位置94的預(yù)定范圍97內(nèi)，和確保在將節(jié)氣門馬達(dá)M斷電之前，節(jié)氣門M的實際位置確實處于默認(rèn)位置94的預(yù)定范圍97內(nèi)一預(yù)定時間段。如果(a)或者(b)不為真， 則方法100移動到步驟116，在此處確認(rèn)起計時器88作用的算法100部分未運行和節(jié)氣門馬達(dá)57未斷電。在步驟108，如果步驟104的確定(a)和(b)仍然為真，則確定預(yù)定時間段(在下面被稱為斷電穩(wěn)定時間)是否已經(jīng)過去。如果預(yù)定時間段已經(jīng)過去，則在步驟110將節(jié)氣門馬達(dá)57斷電。如果步驟104的確定不再為真，則在步驟116停止起計時器88作用的算法 100部分，并且方法100返回到步驟104。然而，如果在步驟110將節(jié)氣門M斷電，則在步驟112中，起計時器88作用的算法100部分遞增，除非在預(yù)定時間段之后額外的安定時間 (被稱為斷電安定時間)已經(jīng)過去。如果額外的安定時間已經(jīng)過去，則方法100從步驟110 移回到步驟104。在斷電安定時間期間，方法100不僅繼續(xù)確定步驟104的確定是否為真， 而且還在步驟114中確定由傳感器62、66指示的實際節(jié)氣門位置是否保持在被稱為斷電安定偏移量的另一個預(yù)定范圍內(nèi)。即，方法100在步驟114中確定下列是否為真
(c)斷電計時器< (斷電穩(wěn)定時間+斷電安定時間)和
(d)絕對值(指示的節(jié)氣門位置一指示的默認(rèn)位置)<=斷電安定偏移量。如果(c)和(d)為真，則在步驟114中，起計時器88作用的算法100部分遞增，然后方法100返回到步驟104。如果(C)或者(d)不為真，例如如果在穩(wěn)定時間和安定時間過去之前，節(jié)氣門M的實際位置到了默認(rèn)位置94的安定偏移量98之外，則方法100移動到步驟116，在此處起計時器88作用的算法100的部分停止并且將節(jié)氣門M通電。在預(yù)定時間段以及安定時間過去之后，然后只要步驟104的(a)和(b)的確定仍為真，則節(jié)氣門M 保持?jǐn)嚯姟Ｈ欢?，如?a)和(b)中任一個不為真(即，如果所需節(jié)氣門位置或控制器50、 68指示的實際節(jié)氣門位置超出默認(rèn)位置的預(yù)定范圍97)，則方法100從步驟104移動到步驟116，起計時器88作用的算法100的部分停止，并且將節(jié)氣門馬達(dá)57通電。除了在上述條件下將節(jié)氣門M斷電之外，方法100還在執(zhí)行步驟102至116的同時響應(yīng)于電池20的充電狀態(tài)來控制節(jié)氣門位置。具體地說，在步驟102中弄清楚默認(rèn)位置之后，和在整個車輛運行期間，控制器50在步驟118中周期性地確定電池20的充電狀態(tài)是否在預(yù)定水平之上。如果充電狀態(tài)不在預(yù)定水平之上，則方法100在步驟104繼續(xù)。如果電池20的充電狀態(tài)在預(yù)定水平之上，則在步驟120中，節(jié)氣門控制器68指令節(jié)氣門馬達(dá)57 將節(jié)氣門討定位在圖3和圖5的位置93處，以使得圖1的發(fā)動機(jī)14在劣于最佳運行狀態(tài)的狀態(tài)下運行，要求用存儲在電池20中的能量給電動機(jī)/發(fā)電機(jī)18提供動力。在步驟120 之后，控制器50在步驟122中確定何時電池充電狀態(tài)減小到相同預(yù)定水平或一較低的預(yù)定水平以下。一旦它已經(jīng)被減小，則方法100返回到步驟104，并且根據(jù)步驟104至116確定節(jié)氣門位置。當(dāng)控制器50在步驟IM中確定再生制動是適宜的以回收制動能量時，方法100還
8將節(jié)氣門討控制到圖3和圖5的位置99。如果再生制動是適宜的，則方法100移動到步驟 126，并給節(jié)氣門馬達(dá)57通電以使節(jié)氣門M位于位置99，以使得圖1的發(fā)動機(jī)14在劣于最佳運行狀態(tài)的狀態(tài)運行，從而增加發(fā)動機(jī)摩擦以在制動過程中減小功率。在步驟1 中，如果控制器50確定車輛運行情況變成不再需要再生制動，則方法100返回到步驟104并根據(jù)步驟104至116確定節(jié)氣門位置。如上所述，方法100能將節(jié)氣門馬達(dá)57斷電并監(jiān)視動力系12以使得(a)如果節(jié)氣門M的位置沒有停留在默認(rèn)位置94的預(yù)定范圍97內(nèi)一給定時間段，(b)如果運行情況改變，如指令的節(jié)氣門位置例如響應(yīng)于加速踏板72上的操作者輸入而超出默認(rèn)位置的預(yù)定范圍98，(c)如果電池充電狀態(tài)在預(yù)定水平之上，或者(d)如果再生制動是適宜的，所有這些(a) - (d)都表明應(yīng)該給節(jié)氣門馬達(dá)57通電，則給節(jié)氣門馬達(dá)57通電。盡管已經(jīng)詳細(xì)描述了實現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式，但熟悉本發(fā)明所涉及的領(lǐng)域的人將認(rèn)識到用于實現(xiàn)所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的發(fā)明的各種替換設(shè)計和實施方式。
權(quán)利要求
1.一種混合動力系，包括具有電子控制的節(jié)氣門系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)，所述節(jié)氣門系統(tǒng)具有節(jié)氣門，其位置可調(diào)節(jié)以改變所述發(fā)動機(jī)的功率輸出； 電節(jié)氣門馬達(dá)，其可通電以調(diào)節(jié)所述節(jié)氣門的位置；和偏壓件，當(dāng)所述電節(jié)氣門馬達(dá)未通電時，所述偏壓件將所述節(jié)氣門偏壓到默認(rèn)位置； 操作地連接到所述發(fā)動機(jī)的第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)；操作地連接到所述第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)并且能夠操作成給輸出構(gòu)件提供動力的第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)；其中所述第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)能夠操作成向所述第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)提供電力；至少一個控制器，其操作地連接到所述節(jié)氣門馬達(dá)、所述發(fā)動機(jī)和所述第一電動機(jī)/ 發(fā)電機(jī)；其中所述發(fā)動機(jī)可在預(yù)定最佳狀態(tài)中操作以向用于給所述第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)提供動力的所述第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)提供動力；其中當(dāng)所述發(fā)動機(jī)處于所述預(yù)定最佳狀態(tài)中時，所述節(jié)氣門處于預(yù)定位置；其中所述節(jié)氣門的所述默認(rèn)位置選擇成與所述節(jié)氣門的所述預(yù)定位置大致相同；和其中所述至少一個控制器能夠操作成將所述電節(jié)氣門馬達(dá)通電和斷電，以使得當(dāng)所述節(jié)氣門的位置處于所述默認(rèn)位置的預(yù)定范圍內(nèi)一預(yù)定時間量時，所述節(jié)氣門被偏壓到所述默認(rèn)位置。
2.如權(quán)利要求1所述的動力系，還包括連接至所述第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)和所述第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)的電池；和其中當(dāng)所述電池的充電狀態(tài)在預(yù)定水平之上時，所述至少一個控制器能夠操作成將所述節(jié)氣門馬達(dá)通電，以使得所述節(jié)氣門調(diào)節(jié)到所述默認(rèn)位置和完全關(guān)閉位置之間的位置。
3.如權(quán)利要求1所述的動力系，還包括連接至所述第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)和所述第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)的電池；和其中所述至少一個控制器能夠操作成使所述第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)起發(fā)電機(jī)的作用以在制動過程中向所述電池提供動力，且當(dāng)所述第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)起發(fā)電機(jī)的作用時，將所述節(jié)氣門馬達(dá)通電以使得所述節(jié)氣門調(diào)節(jié)到所述默認(rèn)位置和完全關(guān)閉位置之間的位置。
4.如權(quán)利要求1所述的動力系，其中所述至少一個控制器包括算法，所述算法具有起計時器作用的部分，其能夠操作成測量所述預(yù)定時間量什么時候過去。
5.一種控制混合動力系的發(fā)動機(jī)上的電子節(jié)氣門的方法，其中所述發(fā)動機(jī)給起發(fā)電機(jī)作用以向第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)提供動力的第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)提供動力，所述第二電動機(jī)/ 發(fā)電機(jī)給輸出構(gòu)件提供動力；其中所述電子節(jié)氣門通過節(jié)氣門馬達(dá)進(jìn)行調(diào)節(jié)，且當(dāng)所述節(jié)氣門馬達(dá)斷電時，所述電子節(jié)氣門被偏壓到斷電位置，該方法包括確定所述節(jié)氣門的指令位置和所述節(jié)氣門的實際位置是否都處于所述斷電位置的預(yù)定范圍內(nèi)；如果確定所述節(jié)氣門的所述指令位置和所述節(jié)氣門的所述實際位置都處于所述斷電位置的所述預(yù)定范圍內(nèi)，則啟動計時器；當(dāng)所述計時器已經(jīng)開啟至少一預(yù)定時間段時將所述節(jié)氣門馬達(dá)斷電；其中選擇所述斷電位置以便所述發(fā)動機(jī)在預(yù)定最佳狀態(tài)中運行以給所述第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)提供動力。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，還包括在所述節(jié)氣門馬達(dá)斷電后，如果所述節(jié)氣門的所述實際位置保持在所述斷電位置的另一個預(yù)定范圍內(nèi)并且所述指令節(jié)氣門位置和所述節(jié)氣門的所述實際位置都保持在所述斷電位置的所述預(yù)定范圍內(nèi)，則將所述計時器遞增直到所述預(yù)定時間段加上額外的安定時間過去之后為止。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，還包括在所述節(jié)氣門馬達(dá)斷電之后，如果所述節(jié)氣門的所述實際位置和所述指令節(jié)氣門位置中的至少一個位于所述斷電位置的所述預(yù)定范圍之外或者所述節(jié)氣門的所述實際位置位于所述斷電位置的所述另一個預(yù)定范圍之外，則重置所述計時器并將所述節(jié)氣門馬達(dá)通 H1^ ο
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中電池連接至所述第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)和所述第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)；該方法還包括當(dāng)所述電池的充電狀態(tài)在預(yù)定水平之上時，將所述節(jié)氣門馬達(dá)通電以使得所述節(jié)氣門調(diào)節(jié)到所述默認(rèn)位置和完全關(guān)閉位置之間的位置。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其中電池連接至所述第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)和所述第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)；該方法還包括在制動過程中控制所述第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)起發(fā)電機(jī)的作用以向所述電池提供電力；和當(dāng)所述第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)起發(fā)電機(jī)的作用時，將所述節(jié)氣門馬達(dá)通電以使得所述節(jié)氣門調(diào)節(jié)到所述默認(rèn)位置和完全關(guān)閉位置之間的位置。
10.一種控制混合動力系的發(fā)動機(jī)上的節(jié)氣門的方法，其中所述發(fā)動機(jī)給起發(fā)電機(jī)作用以向第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)提供動力的第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)提供動力，所述第二電動機(jī)/ 發(fā)電機(jī)給輸出構(gòu)件提供動力；其中所述節(jié)氣門通過電節(jié)氣門馬達(dá)進(jìn)行調(diào)節(jié)，且當(dāng)所述節(jié)氣門馬達(dá)斷電時，所述節(jié)氣門被偏壓到斷電位置；其中電池連接至所述第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)和所述第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)；該方法包括確定所述節(jié)氣門的指令位置和所述節(jié)氣門的實際位置是否都處于所述斷電位置的預(yù)定范圍內(nèi)；如果確定所述節(jié)氣門的所述指令位置和所述節(jié)氣門的所述實際位置都處于所述斷電位置的所述預(yù)定范圍內(nèi)，則啟動計時器；當(dāng)自所述計時器啟動以后經(jīng)過至少一預(yù)定時間段時將所述節(jié)氣門馬達(dá)斷電；其中選擇所述斷電位置以便所述發(fā)動機(jī)在預(yù)定最佳狀態(tài)中運行以給用作發(fā)電機(jī)的所述第一電動機(jī)/ 發(fā)電機(jī)提供動力；當(dāng)所述電池的充電狀態(tài)在預(yù)定水平之上時，將所述節(jié)氣門馬達(dá)通電以使得所述節(jié)氣門調(diào)節(jié)到所述默認(rèn)位置和完全關(guān)閉位置之間的第一位置；在制動過程中控制所述第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)以起發(fā)電機(jī)的作用；和當(dāng)所述第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)起發(fā)電機(jī)的作用時，將所述節(jié)氣門馬達(dá)通電以使得所述節(jié)氣門調(diào)節(jié)到所述默認(rèn)位置和完全關(guān)閉位置之間的第二位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有電子節(jié)氣門的混合動力系及控制節(jié)氣門位置的方法。提供了一種混合動力系和控制混合動力系的發(fā)動機(jī)中的節(jié)氣門的方法。當(dāng)將電節(jié)氣門馬達(dá)斷電以將節(jié)氣門馬達(dá)的電流消耗減到最少時，節(jié)氣門系統(tǒng)的節(jié)氣門處于最佳位置以便發(fā)動機(jī)給第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)提供動力。電節(jié)氣門馬達(dá)可通電以調(diào)節(jié)節(jié)氣門的位置。當(dāng)電節(jié)氣門馬達(dá)未通電時，偏壓件將節(jié)氣門偏壓到默認(rèn)位置。混合動力系具有操作地連接到發(fā)動機(jī)的第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)，和操作地連接到發(fā)電機(jī)并且可操作成提供輸出功率的第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)。發(fā)動機(jī)可在預(yù)定最佳狀態(tài)中運行以向發(fā)電機(jī)提供動力，從而給第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)提供動力。當(dāng)發(fā)動機(jī)處于預(yù)定最佳狀態(tài)中時，節(jié)氣門處于預(yù)定位置。
文檔編號B60W10/06GK102398505SQ201110215728
公開日2012年4月4日 申請日期2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月29日
發(fā)明者D. 埃森馬赫 B., E. 普勞查 J., L. 沃爾興 J., N. 斯托克布里奇 J., B. 杰斯 R., R. 杜爾金 T. 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司