CN104421016B - 用于运转车辆配件的方法和*** - Google Patents

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Abstract

一种用于运转所述车辆配件的方法和***。根据边界条件和标称车辆运行状态，所述方法和***在不同配件之间分配发动机转矩的可用量。在一个例子中，所述配件可以包括空调压缩机、交流发电机以及与交流发电机处于电连通的各种车辆电力负荷。

Description

用于运转车辆配件的方法和***
技术领域
本发明涉及用于运转车辆配件(如交流发电机和气候控制***)的方法和***。该方法可具有用于给较小排量发动机的车辆的配件运转定优先级。
背景技术
发动机配件可经由消耗一部分的发动机转矩提供期望的车辆功能。由发动机配件消耗的转矩量可根据配件类型和配件所提供的输出水平而变化。例如，一种发动机配件可以是交流发电机。交流发电机可提供电能以运转车辆电气***和部件，如车辆照明、电动致动器和传感器。当电气设备开启和关闭时，通过交流发电机以运转所有车辆电气设备而消耗的发动机转矩量可变化。因此，通过从耦接到发动机的交流发电机施加和释放电气负载，发动机转速可变化超过期望。此外，其它发动机配件也可消耗发动机转矩，而完全不了解其它发动机配件消耗多少发动机转矩。结果是，经由多个发动机配件施加到发动机的负载可能比期望的更大。
用于大排量发动机的发动机配件的运转可能不会导致不良状态，因为大排量发动机通常具有大量的发动机转矩储备，其可以响应于配件负载的变化被激活。然而，较小的发动机可以以较少的转矩储备运转，使得一个或多个发动机配件的激活可能导致发动机转速的显著下降，或可能导致发动机失速状态。如果发动机在高海拔地区运转，发动机可能具有更少产生转矩的能力，因为在高海拔地区空气密度比较低。
发明内容
本发明人在此已经认识到上述缺点，并且已经开发出用于分配发动机转矩的方法，其包括：响应于驾驶员要求的转矩和可用的发动机转矩，限制供应至发动机配件的发动机转矩量。
通过基于驾驶员要求的转矩和可用的发动机转矩限制供应至发动机配件的发动机转矩量，有可能降低产生不良发动机工况的可能性。例如，发动机配件可被要求以转矩运转，使得当所有配件转矩加在一起时，转矩之和小于可用于发功机配件的发动机转矩的限制量。以此方式，有可能提供一定数量的转矩至发动机配件，这降低了发动机转速变化或发动机熄火的可能性。
本说明可提供多个优点。具体地，该方法可以改善发动机转矩向发动机配件的分配。此外，该方法可以减少不良的发动机工况的可能性。此外，该方法可应用于广泛的发动机配件。最后，该方法可以应用到经由马达而不是发动机驱动的车辆。
当单独使用或与结合附图时，从下面的具体实施方式中将容易地看到上述优点和其它优点，以及本发明的特征。
应当理解，提供上面的概要是以简化形式介绍一些选择的概念，这些构思在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围由紧随具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
附图说明
当单独地或参考附图时，本文所述的优点将通过阅读一个实施例的示例(在本文中称作具体实施方式)更全面地被理解，其中：
图1是提供能量以运转发动机配件的发动机的示意图；
图2是车辆配件***的示意图；
图3是车辆操作顺序的预知示例；以及
图4和图5是用于运转车辆配件的示例方法。
具体实施方式
本说明书涉及控制车辆配件(如空调***和交流发电机)。车辆配件可以经由如图1所示的发动机，或在替代示例中的马达提供功率以运转。车辆配件(如空调***和交流发电机)可如图2所示配置。在一个例子中，空调***和交流发电机***作成如图3所示操作顺序的例子中所示。图4-5示出用于运转车辆配件的方法的例子。
现在参照图1，示出发动机的一个例子。特别地，发动机10由多个气缸构成，图1中示出其中一个气缸，其由电子能转换装置控制器12控制。发动机10包括燃烧室130和具有活塞136设置在其中的汽缸壁132，且该活塞连接至轴40，该轴40是曲轴。所示的燃烧室130与进气歧管144和排气歧管148经由各自的进气门152和排气门154连通。每个进气门和排气门可以通过进气凸轮151和排气凸轮153来运转。可替代地，一个或更多个进气门和排气门可由机电控制的阀线圈和电枢组件来运转。进气凸轮151的位置可以由进气凸轮传感器155来确定。排气凸轮153的位置可以由排气凸轮传感器157来确定。
所示的燃料喷射器166被定位成直接喷射燃料到气缸130里，这就是为本领域技术人员所知的直接喷射。可替代地，燃料可被喷射到进气道，这就是为本领域技术人员所知的进气道喷射。燃料喷射器166输送与来自能量转换装置控制器12的FPW信号的脉冲宽度成比例的液体燃料。通过燃料***(未示出)输送燃料至燃料喷射器166，所述燃料***包括：燃料箱、燃料泵和燃料轨(未示出)。燃料喷射器166是从控制器12提供工作电流。此外，所示的进气歧管144连通可选的电子节气门162，该电子节气门162调整节流板164的位置以控制从进气口142到进气歧管144的气流。在一个例子中，可以使用低压直喷***，其中燃料压力可升高到约20-30bar。另外，高压、双阶段燃料***可用于产生更高的燃料压力。
无分电器点火***188响应于能量转换装置控制器12经由火花塞192向燃烧室130提供点火火花。所示的宽域排气氧(UEGO)传感器126耦接到催化转化器170上游的排气歧管148。可替代地，双态排气氧传感器可以代替UEGO传感器126。
在一个例子中，转换器170可以包括多个催化剂砖。在另一例子中，可以使用每个都具有多个砖的多个排放控制装置。在一个例子中，转换器170可以是三元型催化剂。
能量转换装置控制器12在图1中被示为传统的微型计算机，其包括：微处理器单元(CPU)102、输入/输出端口(I/O)104、只读存储器(ROM)106、随机存取存储器(RAM)108、保活存储器(KAM)110和常规数据总线。所示的能量转换装置控制器12接收来自耦接到能量转换装置10的传感器的各种信号，除了前面讨论过的那些信号，还包括：来自耦接到冷却套管114的温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT)；耦接到加速踏板180用于感测由脚182所施加的力的位置传感器184；来自耦接到进气歧管144的压力传感器122的发动机歧管压力(MAP)的测量值；来自感测轴40的位置的霍尔效应传感器118的发动机位置传感器；来自传感器120的进入发动机的空气质量的测量值；以及来自传感器158的节气门位置的测量值。气压也可以被感测(传感器未示出)，用于被能量转换装置控制器12处理。在本说明的一个优选方面中，曲轴每转一圈，发动机位置传感器118产生预定数量的等间隔脉冲，从而可以确定发动机转速(RPM)。
在一些例子中，发动机可能耦接到混合动力车辆中的电动马达/电池***或由马达来代替。混合动力车辆可以具有平行配置、串联配置或它们的变化或组合。此外，在一些例子中，也可以使用其它发动机配置，例如柴油发动机。
在运转期间，发动机内的每个气缸通常经历四冲程循环：循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。在进气冲程期间，通常排气门154关闭且进气门152打开。空气经由进气歧管144被引入到燃烧室130且活塞136移至气缸的底部，以增加燃烧室130内的容积。
活塞136接近汽缸的底部并在其冲程的终点的位置(例如，当燃烧室130是在其最大容积时)，通常被本领域技术人员称为下止点(BDC)。在压缩冲程期间，进气门152和排气门154关闭。活塞136移向气缸盖，以便压缩燃烧室130内的空气。活塞136位于其冲程的终点并最靠近汽缸盖的点(例如，当燃烧室130是在其最小容积时)，通常被本领域技术人员为上止点(TDC)。在以下称为喷射的过程中，燃料被引入燃烧室。在以下称为点火的过程中，通过已知的点火装置，如火花塞192，点燃所喷射的燃料，从而导致燃烧。在膨胀冲程期间，膨胀气体推动活塞136返回BDC。轴40将活塞运动转换成旋转轴的旋转转矩。最后，在排气冲程期间，排气门154打开，以释放燃烧的空气-燃料混合物至排气歧管148，并且活塞返回到上止点。注意，以上仅是作为示例示出，并且进气门和排气门开启和/或关闭的正时可能不同，例如，提供正或负阀重叠、进气门延迟关闭或各种其它的例子。
现在参照图2，空调***200包括用于冷却车辆车厢空气的蒸发器208。空气经由风扇211通过蒸发器208且被引导围绕车辆车厢202。气候控制器226根据操作员设定以及气候传感器操作风扇211。温度传感器204提供气候控制器226的蒸发器208的温度的指示。车厢温度传感器230向气候控制器226提供车厢温度的指示。同样，湿度传感器232向气候控制器226提供车厢湿度的指示。太阳负载传感器234向气候控制器226提供由太阳光线加热车厢的指示。气候控制器也接收来自操作员界面228的操作员输入并向发动机控制器12提供期望的蒸发器温度和实际的蒸发器温度。此外，在一些例子中，气候控制器226向发动机控制器12提供蒸发器温度。
操作员界面228允许操作员选择所需的车厢温度、风扇速度以及用于调节的车厢空气的分配路径。操作员界面228可以包括表盘和按钮来选择空调的设置。在一些例子中，操作员界面228可经由触敏显示器接受输入。
在被泵进冷凝器216之后，制冷剂经由蒸发器阀20被供给至蒸发器208。压缩机218接收来自蒸发器208的制冷剂气体并且加压该制冷剂。热量从高压制冷剂中提取，使得制冷剂在冷凝器216处液化。在通过蒸发器阀220后，液化的制冷剂膨胀，导致蒸发器208的温度降低。
压缩机218包括离合器224、排量控制阀222、活塞280和斜盘282。活塞280加压空调***中从空调压缩机218流至冷凝器216的制冷剂。斜盘282的位置是可调的，以调整活塞280的冲程。基于流过可变排量控制阀222的油，活塞280的冲程改变从空调压缩机218输出制冷剂的压力。控制器12调节流过可变排量控制阀222的油。离合器224可以被选择性地接合和脱离以向空调压缩机218提供来自发动机10的旋转能量。在一个例子中，发动机10经由变速器270向压缩机218和轮260供应旋转能量。在其它例子中，能量转换装置10是经由变速器270向空调压缩机218和轮260供应旋转能量的电动马达。旋转能量可以从发动机10经由传送带242供给到空调压缩机218。在一个例子中，传送带242经由离合器224将轴240机械地耦合至空调压缩机218。轴240可以是发动机曲轴、电枢轴或其它轴。
发动机10也可机械地耦接到交流发电机250。交流发电机250向电气配件261供应电能。车辆电气配件261可以包括但不限于电阻式窗口除霜器、车用蓄电池、车辆照明、发动机电动致动器和传感器、风扇、泵以及座椅加热器。由交流发电机250和交流发电机250的电能输出产生的负转矩或负荷可通过增加或减少供给至交流发电机磁场252的电流来控制。可替代地，交流发电机250可包括响应于期望的交流发电机电压输入调节交流发电机的输出电压的稳压器277。此外，交流发电机250的电流输出可经由跨越电流检测电阻254而产生的电压来确定。
以此方式，图2的***提供旋转能量至空调压缩机，以冷却车辆的车厢和交流发电机。具体地，空调压缩机提供负转矩以加载能量转换装置并压缩制冷剂，使制冷剂随后能够膨胀以冷却车辆车厢。由空调压缩机提供给发动机的负转矩量可经由离合器和致动器或调节可变排量泵的阀来调节。
在其它例子中，空调***可包括不可调的斜盘。在其它例子中，斜盘282的位置可经由来自压缩机吸气压力的机械反馈来设置。
因此，图1和图2的***提供一种用于分配发动机转矩的***，其包括：发动机；机械地耦接到发动机的交流发电机；机械地耦接到发动机的空调***；以及包括可执行指令来在包括交流发电机和空调***的多个发动机配件之间分割发动机转矩可用量的控制器，使得发动机转矩的可用量的总量被分配到多个发动机配件，其中可用的发动机转矩为在发动机的当前速度下的发动机转矩容量减去发动机泵转矩、发动机摩擦转矩、传动***转矩损失和轮转矩。
在一些例子中，该***进一步包括：确定配件装置转矩极限的附加指令。该***还进一步包括：为多个发动机配件指定转矩分配的附加指令。该***进一步包括：为主要配件指定预定的补偿(offset)的附加指令。该***进一步包括：响应于交流发电机电流输出，调节交流发电机的期望的电压的附加指令。该***进一步包括：响应于分配至交流发电机的发动机转矩量，调整供给至交流发电机的励磁电流的附加指令。
图3是预示的车辆操作顺序。该车辆操作顺序可以根据图4和图5的方法通过图1和图2的***提供。竖直标记T0-T8标识在车辆的操作顺序期间的关注时间。
从图3的顶部数的第一个图示出车辆配件驱动转矩极限与时间关系的曲线图。X轴线表示时间和Y轴线表示附属装置转矩极限。时间从X轴线的左侧向X轴线的右侧增加。附属装置转矩极限从X轴线沿Y轴线的箭头方向增加。
车辆配件驱动转矩极限是在当前运行状况下可被供给到发动机配件的转矩量。在一个例子中，车辆配件驱动转矩极限可从经由驾驶员要求的转矩和可用的发动机转矩被索引的表或函数来确定。表或函数的输出是凭经验确定。驾驶员要求的转矩可经由加速踏板的位置来确定。可用的发动机转矩如在图4的402处所述来确定。
从图3的顶部数的第二个图是发动机转速与时间关系的曲线图。X轴线表示时间，Y轴线表示发动机转速。时间从X轴线的左侧向X轴线的右侧增加。发动机转速从X轴线沿Y轴线的箭头方向增加。
从图3的顶部数的第三个图是驾驶员要求的转矩与时间关系的曲线图。X轴线表示时间，Y轴线表示驾驶员要求的转矩。时间从X轴线的左侧向X轴线的右侧增加。驾驶员要求的转矩从X轴线沿Y轴线的箭头方向增加。
从图3的顶部数的第四个图是海拔高度与时间关系的曲线图。X轴线表示时间，Y轴线表示在车辆和发动机运转时的海拔高度。时间从X线轴的左侧向X轴线的右侧增加。海拔高度从X轴线沿Y轴线的箭头方向增加。海拔高度可以经由气压被估计。
从图3的顶部数的第五个图是分配至空调***的发动机转矩与时间关系的曲线图。X轴线表示时间，Y轴线表示分配至空调***的发动机转矩。时间从X轴线的左侧向X轴线的右侧增加。分配至空调***的发动机转矩从X轴线沿Y轴线的箭头方向增加。在一个例子中，分配至空调***的发动机转矩可以被表示为可用的发动机转矩的百分比。
从图3的顶部数的第六个图是分配至交流发电机的发动机转矩与时间关系的曲线图。X轴线表示时间，Y轴线表示分配至交流发电机的发动机转矩。时间从X轴线的左侧向X轴线的右侧增加。分配至交流发电机的发动机转矩从X轴线沿Y轴线的箭头方向增加。在一个例子中，分配至交流发电机的发动机转矩可以被表示为可用的发动机转矩的百分比。
从图3的顶部数的第七个图是电池充电状态(SOC)与时间关系的曲线图。X轴线表示时间，Y轴线表示电池SOC。时间从X轴线的左侧向X轴线的右侧增加。SOC从X轴线沿Y轴线的箭头方向增加。在一个例子中，电池SOC可经由电池电压来确定。水平线306表示电池SOC小于线306的水平的电池充电的边界极限低状态。
从图3的顶部数的第八个图是空调器的蒸发器温度与时间关系的曲线图。X轴线表示时间，Y轴线表示空调***的蒸发器温度。时间从X轴线的左侧向X轴线的右侧增加。空调***的蒸发器温度从X轴线沿Y轴线的箭头方向增加。随着蒸发器温度的升高，空调***降低车辆驾驶室温度的能力降低。因此，随着蒸发器温度的升高，驾乘人员可能不舒服。水平线308表示蒸发器温度大于线308的水平的蒸发器温度的边界极限高状态。
在T0时刻，发动机转速为空转速度，且运转发动机的车辆在低海拔地区。在低海拔地区，空气压力大于在高海拔地区，使得发动机可以提供更大的转矩量。在当前的工况下，由于发动机具有以提供附加转矩至配件的一些容量，所以附属装置转矩极限处于中等水平。驾驶员要求的转矩为零且分配至空调和交流发电机的发动机转矩处于中等水平。电池SOC处于较高的水平且空调***的蒸发器温度处于中等水平，从而指示车辆的车厢温度可以经由传递空气通过蒸发器和供给冷却后的空气至车辆车厢来降低。
在T1时刻，响应于驾驶员脚踩加速踏板，驾驶员要求的转矩增加。响应于驾驶员要求的转矩增加，附属装置转矩极限减小。通过减小附属装置转矩极限，可能会在驾驶员没有注意到配件性能下降的任何迹象的情况下增加车辆加速度，因为附加转矩可在短时间后被供应到车辆配件。随着附加的发动机转矩被提供以加速车辆，发动机转速开始增加。随着发动机加速车辆，车辆运行的海拔高度增加。响应于分配至交流发电机的发动机转矩减小，分配至空调***的发动机转矩增加。响应于电池SOC上升到期望小电池充电的更高的水平，分配至交流发电机的发动机转矩减小。虽然分配至空调的发动机转矩增加，但是由于附属装置转矩极限减小，所以实际输送到空调***的发动机转矩量可能减小。蒸发器温度保持在中等水平。
在T1时刻和T2时刻之间，发动机启动车辆。因此，附属装置转矩极限被保持在低水平，使得发动机可以提供附加转矩以加速车辆，而不是增加配件的输出。因为启动时间增加，发动机转速继续加快。驾驶员要求转矩达到阈值水平且保持稳定。车辆海拔高度不断增加且交流发电机和空调***之间的发动机转矩分配被调整，以增加可用于空调***的发动机转矩的百分比并且减小可用于交流发电机的发动机转矩的百分比。电池SOC保持在较高水平并且蒸发器温度保持在中等水平。
在T2时刻，响应于车辆速度和驾驶员要求的转矩的减少，车辆启动期结束。随着车辆加速度减小，发动机转速开始达到平衡。响应于电池SOC，车辆运行的高度继续增加且分配至交流发电机的转矩继续减小。响应于分配至交流发电机的发动机转矩减小，分配至空调***的发动机转矩增加。由于发动机的转速升高且由于车辆启动已经结束，附属装置转矩极限开始增加。电池SOC持续增加，但以较低速率。
在T2时刻和T3时刻之间，由于发动机工作在比空转速度更高的速度，其中相比于发动机以空转速度运转时发动机具有提供附加转矩的容量，所以附属装置转矩极限提高到较高的水平。驾驶员要求的转矩维持在恒定的水平且车辆继续攀升到更高的高度。分配至空调***的发动机转矩稳定在较高的水平且分配至交流发电机的发动机转矩稳定在较低的水平。响应于增加供给到空调***的发动机转矩，蒸发器温度降低。响应于更高的附属装置转矩极限和更高的空调***转矩分配，供给到空调***的发动机转矩增加。在时刻T3之前，通过驾驶员，驾驶员要求的转矩减小且响应于驾驶员要求的转矩的减小，发动机转速朝向空转转速减小。
在T3时刻，发动机达到空转转速且车辆运行在高海拔地区。因此，由于空气密度在高海拔地区较低，所以发动机具有较少的容量以提供附加转矩至车辆配件。此外，即使发动机进气压力可经由涡轮增压器升压，该涡轮增压器运转在发动机空转转速的低速，使得少许升压对于发动机是可用的。当在高处运转时，因为在空转转速发动机有较小的容量以提供转矩，所以附属装置转矩极限被减小到一个比在T1时刻水平低的水平。分配至空调***的发动机转矩保持在较高的水平且分配至交流发电机的发动机转矩保持在较低的水平。由于附属装置转矩极限降低供应于运转空调***的发动机转矩量，蒸发器温度开始增加。
在T3时刻和T4时刻之间，电气设备(未示出)被激活且电池SOC降低，因为电气设备消耗来自电池和交流发电机的能量。附属装置转矩极限保持恒定且发动机转速保持在空转速度。驾驶员要求的转矩保持在零且分配至空调***和分配至交流发电机的发动机转矩保持恒定。由于可用于空调***的发动机转矩由附属装置转矩极限和分配至交流发电机的发动机转矩所限制，所以蒸发器温度继续增加。
在T4时刻，电池SOC降低到低于低电池SOC 306边界极限的水平。因此，分配至空调***的发动机转矩减小到零且分配至交流发电机的发动机转矩增大到100％。然而，可以提供其它的发动机转矩分配。通过驱动分配到空调***的发动机转矩至零，空调离合器可被打开且斜盘可以定位在低转矩位置。可用于交流发电机的发动机转矩经由附属装置转矩极限保持限制至较低水平。车辆高度保持不变并且蒸发器温度继续增加。
在T5时刻，响应于驾驶员脚踩加速踏板，驱动需求转矩增加。响应于更高的驾驶员要求的转矩，发动机转速增加，但附属装置转矩极限下降，以改善车辆启动。车辆高度开始减小且分配至交流发电机的发动机转矩保持在较高的水平。分配至空调***的发动机转矩保持在较低的水平且蒸发器温度继续增加。响应于较低的附属装置转矩极限，电池SOC以较低速率增加。
在T6时刻，响应于驾驶员要求的转矩的减小和较高的车辆速度，车辆启动期结束。附属装置转矩极限开始增加，但分配至结合附属装置转矩极限的空调***的发动机转矩小于空调***再启动转矩(例如，当空调***被重新激活时，经由空调***施加到发动机的转矩量)。因此，空调***没有再启动。蒸发器温度继续增加，但它没有达到高蒸发器温度边界308。电池SOC也继续增加且车辆继续移向较低的高度。
在T7时刻，附属装置转矩极限已增加至更高的水平且分配至空调***的发动机转矩足够高，使得有比空调***的再启动转矩更多的发动机转矩可用于空调***。因此，空调离合器闭合且斜盘位置调整(未示出)，以降低蒸发器温度。响应于电池充电的状态增加，分配至交流发电机的发动机转矩继续减小。车辆高度继续降低。
在T7时刻和T8时刻之间，因为发动机转速升高，所以附属装置转矩极限保持在较高的水平。驾驶员要求的转矩保持恒定且车辆高度继续降低。分配至空调***的发动机转矩增大到中等水平且交流发电机转矩减小到中等水平。电池SOC增加且开始趋近较高的水平。空调***的蒸发器温度继续降低。
在T8时刻，响应于驾驶员释放加速踏板，驾驶员要求的转矩减小。发动机转速开始下降且车辆在较低的高度。响应于较低的发动机转速，附属装置转矩极限减少。蒸发器温度降低至较低的水平且电池SOC增加至较高的水平。
以此方式，可以控制供给至车辆配件并由车辆配件消耗的发动机转矩。基于车辆工况，不同的配件可被提供不同的发动机转矩分配。此外，用于再启动附属装置的转矩也由该***考虑，使得在发动机可以提供转矩而无需将转矩从车辆动力传动***移除之前配件不被再启动。换句话说，附属装置的再启动受限成供给至车辆传动***的发动机转矩可以被保持在恒定的水平的状况。
现在参照图4和图5，示出一种用于运转车辆配件的方法。图4和图5的方法可以作为可执行的指令存储于图1和图2所示的控制器12的非临时性存储器中。此外，图4和5中的方法可以提供图3所示的顺序。
在402处，响应于可用的发动机转矩和驾驶员要求的转矩，方法400确定附属装置转矩极限。可用的发动机转矩为：
Tavail＝Teng_cap-Teng_pump-Teng_fric-Tdrv_loss-Twheel
其中Tavail是可用的发动机转矩，Teng_cap是发动机转矩容量(例如，在当前发动机转速下的最大发动机转矩)，Teng_pump是发动机泵转矩，Teng_fric是发动机摩擦转矩，Tdrv_loss是来自传送装置和轴的传动***转矩损失，并且其中Twheel是传送至车辆轮的转矩。因此，在减去供应至车辆轮的转矩、在发动机和传动***中的转矩损失后，可以确定可用于配件的发动机转矩。发动机泵转矩、发动机摩擦转矩和传动***转矩损失可以凭经验确定且存储在经由发动机转速、车辆速度和选定的变速齿轮索引的表或函数中。轮转矩可从基于发动机转速和发动机空气流、变矩器叶轮转速、变矩器涡轮转速和传动***的传动比由估计的发动机转矩被确定。在确定可用的发动机转矩后，方法400进行到404。
如果发动机被替换为马达，可用的马达转矩可以被取代为可用的发动机转矩。可用的马达转矩是在当前马达转速下的马达转矩输出容量减去马达转矩损失、传动***损失和轮转矩。
在404处，方法400确定附属装置的边界条件。附属装置的边界条件可包括但不限于交流发电机退化状态、退化的电池状态、低电池SOC、低电池电解液温度、高空调蒸发器温度、空调***关闭和空调开启时选择的电池充电。在一个例子中，边界条件可凭经验确定并存储在存储器中。在确定边界条件后，方法400进行到406。
在406处，方法400判断是否所有的边界条件都为真。例如，方法400判断电池是否处于退化状态或空调蒸发器温度是等于还是高于高蒸发器边界温度。如果一个或多个边界条件为真，答案是“是”且方法400进行到410。否则，答案是“否”且方法400前进到408。
在408处，基于正常或基本的工况，方法400将转矩分配至配件。特别地，基于预定约束的运行状态，方法400提供转矩分配。例如，转矩分配可基于发动机空转转速稳定的水平、电池SOC、实际的车厢温度和期望的车厢温度之间的差异以及灯闪烁。在这个例子中，发动机空转转速稳定性可给予最高优先级，其次是电池SOC，随后是在车厢温度的差异，接着是灯闪烁。如果空转转速稳定性低于期望，基于空转转速稳定性的目标没有得到满足，方法400输出预定的转矩分配至配件。当较高的优先级条件没有得到满足时，其它较低优先级的正常运行条件约束不影响最终的转矩分配。基于可用转矩量，此预定的分配经由主要配件的转矩补偿来实现。
在另一例子中，如果空转转速稳定性是在期望的水平，但电池SOC小于期望，则基于低电池SOC，方法400输出预定的转矩分配至配件。其它较低优先级的正常运行条件约束不影响最终的转矩分配。在配件转矩分配目标被指定后，方法400进行到412。
在一个例子中，用于每个配件的转矩分配可被定义为附属装置转矩极限的可用扭矩的一半加上补偿，表示为标量。
在410处，基于是真的边界条件，方法400指定附属装置之间的扭矩分配。边界条件被指定顺序或优先级。如果较高优先级的边界条件为真，施加到附属装置的转矩分配遵循基于较高优先级的边界条件的转矩分配，而基于较低优先级的边界条件的转矩分配不会应用到配件。此外，边界条件具有比在408处正常运行状态下更高的优先级。因此，如果边界条件为真时，指定给配件的转矩分配是基于是真的边界条件，而不是没有被满足的任何正常的运行状态。在确定应用到配件的转矩分配后，方法400进行到412。
在412处，方法400指定补偿转矩至主要配件。基于当前的运行状态，一个配件可以相对于其它的配件被选择作为主要配件。例如，当期望的车厢温度在环境温度的预定温度范围内时，交流发电机可以被指定为相对于空调***的主要配件。补偿可以是随运行状态和所选择的主要配件变化的转矩量。例如，如果主要配件是交流发电机，补偿转矩可能为4牛顿-米。另一方面，如果主要配件是空调***，补偿转矩可能为8牛顿-米。在确定补偿转矩后，方法400前进到414。
在414处，方法400将补偿转矩添加到分配至主要配件的转矩，以确定分配至配件的转矩。例如，如果转矩补偿为5牛顿-米且在402处确定的附属装置转矩极限为40牛顿-米，如上文所述可确定在附属装置之间的转矩分配。特别地，40牛顿-米的一半是20牛顿-米，加上5牛顿-米，产生至主要配件的25牛顿-米的转矩分配。次要配件被分配20牛顿-米减去5牛顿-米，或15牛顿-米的转矩。在确定配件转矩后，方法400进行到416。
在416处，基于发动机转速和车辆速度，方法400提供调整配件转矩。在一个例子中，作为查找基于发动机转速和车辆速度索引的表或函数的结果，分配至配件的转矩在414处确定的最终转矩和由配件要求的无限转矩之间进行调和。例如，在低发动机转速和低车辆速度大于零时，标量可减小配件转矩至在402处确定的附属装置转矩极限，以便增加可被传递到车轮的转矩量，从而改善车辆启动。此外，在416处的表或函数可用于混合出方法400的影响，使得配件可需求与通过配件确定的转矩同样多或同样少的转矩，以满足配件要求而不是通过方法400强加于配件的约束。实现这样的混合函数的方法是调整在选定的工况期间索引的标量值。大标量可能允许配件消耗转矩达到其工作极限。这样的操作在较高的车辆速度和发动机转速下是被期望的，其中通过配件消耗的转矩可能对驾驶员不明显。在配件转矩分配已经调整用于发动机转速和车辆速度后，方法400进行到418。
在418处，方法400判断是否需要配件再启动。响应于在404处所确定的边界条件或车辆运行条件，配件可停止提供输出(例如，空调***可打开空调离合器和调整斜盘到低转矩位置)。此外，当分配以运转配件的发动机转矩小于运转配件所必要的阈值转矩时，配件可能停止运转。当边界或运行条件变化时，同样的配件可能被请求再启动。例如，在为运转配件分配的发动机转矩大于运转配件所必要的阈值转矩后可能请求配件再启动。如果方法400判断请求配件再启动，答案是“是”且方法400进行到420。如果方法400判断不请求配件再启动，答案是“否”且方法400进行到图5的430。
在420处，方法400估计用于再启动配件的转矩。当再启动配件时，因为可能需要克服摩擦、风阻和其它力，所以用于再启动配件的转矩可能远高于用于运转配件的阈值转矩。在一个例子中，表或函数包括用于再启动配件的转矩值，该表或函数可基于环境温度和配件速度被索引。表输出凭经验决定的用于再启动配件的最大转矩。在确定配件再启动转矩后，方法400进行到422。
在422处，方法400判断在416处分配至配件的转矩是否大于在420处确定的配件再启动转矩。如果来自416的分配给配件的转矩大于在420处的再启动配件转矩，答案是“是”且方法400进行到图5的426。否则答案是“否”且方法400进行到图5的428。
在426处，方法400允许配件再启动。配件可以经由闭合离合器、供应电流至励磁线圈或以其它适用于具体配件的方式再启动。在再启动配件后，方法400进行到430。
在428处，方法400阻止配件再启动。配件可经由保持离合器打开、阻止或限制供应至磁场的电流或以其它适用于具体配件的方式被阻止再启动。
在430处，方法400确定发动机转矩量以供应期望的配件输出。在一个例子中，其中配件是空调***和交流发电机，为从交流发电机供应期望的电能的发动机转矩可以经由交流发电机输出电流或命令的交流发电机励磁电流确定。为提供期望的瓦特数的发动机转矩可以由输出发动机转矩作为交流发电机输出(例如，瓦特)和交流发电机转速的函数或表确定。基于输出压力和压缩机转速可以确定为提供期望的蒸发器温度的空调***转矩。作为压缩机速度的函数，经由输出压力和斜盘角度索引的表或函数输出凭经验确定的转矩以提供期望的蒸发器温度。其它配件的转矩可以以类似的方式来确定。在确定提供期望的配件输出的发动机转矩后，方法400进行到432。
在432处，方法400判断附属装置转矩极限是否小于(L.T.)为供应期望的配件输出的转矩。在一个例子中，其中配件是空调和交流发电机，方法400判断是否附属装置转矩极限小于为从交流发电机供应期望的电功率量和期望的蒸发器温度的转矩。如果是这样，答案是“是”且方法400进行到436。如果不是，答案是“否”且方法400进行到434。
在434处，方法400命令配件针对每个配件通过期望的输出。例如，如果使用X牛顿-米的发动机转矩，期望的交流发电机输出是300瓦特，且使用Y牛顿-米的发动机转矩，期望的空调器蒸发器温度是10℃，则交流发电机磁场被供给电流，使得交流发电机输出300瓦特且空调器斜盘被调整成在蒸发器处提供10℃。如在442-448所描述的，如果配件是交流发电机，交流发电机命令调整励磁电流或电压调整器命令。如果配件是空调***离合器，离合器可经由电力致动器被命令打开或关闭。如果配件是空调***压缩机，可调整排量控制阀以改变压缩机排量，从而改变压缩机转矩。在配件被命令成提供它们各自期望的输出后，方法400进行到438。
在436处，方法400命令配件以使用至在402处确定的附属装置转矩极限。当配件的期望输出使用比在416处分配至配件的转矩量更少的发动机转矩时，每个配件被命令成使用在416处分配至具体配件的转矩量，或值小于在416处分配至具体配件的转矩量的值的输出水平。例如，如果在416处交流发电机被分配40牛顿-米，但只有30牛顿-米的发动机转矩用于提供期望的交流发电机输出，则剩余的10牛顿-米重新分配至其它配件。另一方面，如果在416处交流发电机被分配40牛顿-米，但是在430处确定的为提供期望的交流发电机输出的转矩为50牛顿-米，则交流发电机励磁电流被调整使得交流发电机消耗40牛顿-米的发动机转矩(例如，分配至交流发电机的发动机转矩量)。空调***转矩以类似的方式被控制。
如果配件是交流发电机，则如在442-448所描述的，交流发电机命令调整励磁电流或电压调整器命令。如果配件是空调***离合器，离合器可经由电力致动器被命令打开或关闭。如果配件是空调***压缩机，可调整排量控制阀以改变压缩机排量，从而改变压缩机转矩。未由配件消耗的分配至配件的任何发动机转矩被分配到其它配件，使得所有可用的发动机转矩可以通过配件消耗以满足期望的配件输出。在命令配件转矩后，方法400进行到438。
在438处，当交流发电机使用在436处或在434处分配的发动机转矩量操作时，方法400切断电连接到交流发电机的电力负荷直到施加到交流发电机的电力负荷小于或等于由交流发电机提供的电功率量。电力负荷可经由对车身控制模块的命令被切断(shed)，该命令允许电流从交流发电机流到电力负荷。当然，可优先考虑至电力负荷的电功率分配。在切断电力负荷后，方法400进行到442。
在440处，方法400判断交流发电机是否是本地互连网络(LIN)交流发电机。基于存储在存储器中的比特的状态，方法400可判断交流发电机是否是LIN交流发电机。如果方法400判断LIN交流发电机存在，答案是“是”且方法400进行到442。否则，答案是“否”且方法400进行到444。
在442处，方法400的交流发电机命令被提供至LIN交流发电机以直接调整交流发电机励磁电流。交流发电机励磁电流被调整成，在交流发电机处基于作为交流发电机负载转矩的函数输出交流发电机励磁电流的表或函数的输出，提供分配至交流发电机的发动机转矩。例如，分配至交流发电机的发动机转矩用于索引输出励磁电流的表或函数。然后，LIN交流发电机励磁电流被调整到来自表的励磁电流输出，并且发动机被装载有分配至交流发电机的发动机转矩。在调整LIN交流发电机输出后，方法400进行到448。
在448处，方法400向发动机***提供估计的配件负载转矩用于调整改变发动机转矩的发动机致动器。例如，如果交流发电机的励磁电流或电压调整设置被调整至使用25牛顿-米的交流发电机转矩，基于励磁电流或交流发电机功率输出的发动机转矩负载估计值被提供给发动机空转转速控制器和/或转矩控制程序，使发动机控制器具有发动机负载的估计值。基于经由配件施加到发动机的转矩的增加或减少，发动机转矩致动器(如发动机节气门、凸轮、燃料喷射器、点火***和气门升程机构)被调整以增加或减小发动机转矩。在转矩估计值被提供用于运转发动机转矩致动器后，方法400进行到退出。
在444处，方法400确定交流发电机输出电流。在一个例子中，交流发电机输出电流可通过监测跨越电流检测电阻产生的电压来确定。检测电阻两端的电压是流过电阻的电流的指示。在确定交流发电机电流输出后，方法400进行到446。
在446处，响应于交流发电机的电流输出，方法400调整期望的交流发电机输出电压。特别是，如果来自交流发电机的电流输出小于期望，控制交流发电机的输出的供应至电压调整器的期望电压增加。如果来自交流发电机的电流输出大于期望，控制交流发电机的输出的供应至电压调整器的期望电压减小。交流发电机的期望的输出电流由分配至交流发电机的发动机转矩量和作为交流发电机输出电流的函数来描述交流发电机负荷转矩的传递函数确定。以此方式，经由交流发电机电流和控制交流发电机输出电压的电压调整器，交流发电机转矩可以是闭环控制。
因此，图4和图5的方法提供用于分配发动机转矩，其包括：响应于驾驶员要求的转矩和可用的发动机转矩，限制供应到发动机配件的发动机转矩量。该方法包括：其中可用的发动机转矩是在发动机的当前转速下的发动机转矩容量减去发动机泵转矩、发动机摩擦转矩、传动***转矩损失和轮转矩。该方法包括：经由限制发动机配件的输出，供应至发动机配件的发动机转矩量受限制。
在一个例子中，该方法包括：其中发动机配件包括交流发电机，且响应于在交流发电机的输出时感测的电流，经由调整交流发电机的电压调整器输入，交流发电机的输出受限制。该方法包括：其中限制供应至发动机配件的发动机转矩量，包括停止或终止一个发动机配件的输出。该方法进一步包括：响应于发动机附属装置转矩极限的增加，再启动来自一个发动机配件的输出。该方法进一步包括：响应于所述一个发动机配件的再启动转矩大于为运转所述一个发动机配件分配的发动机转矩，阻止从所述一个发动机配件再启动输出。该方法包括：其中为运转发动机配件分配的发动机转矩是基于至多个发动机配件的转矩分配。
图4和5的方法还提供用于分配发动机转矩，其包括：经由交流发电机提供电功率；经由空调***为车辆车厢提供冷却；以及响应于发动机转矩的可用量，调整施加到发动机的交流发电机的转矩和空调***的转矩。一种方法，其包括：其中可用的发动机转矩是在发动机的当前转速下的发动机转矩容量减去发动机泵转矩、发动机摩擦转矩、传动***转矩损失和轮转矩。
在一些例子中，该方法进一步包括：响应于预定的转矩分配，调整交流发电机的转矩和空调***的转矩。该方法包括：其中预定的转矩分配是基于多个优先的边界条件。该方法进一步包括：经由第一配件消耗分配至第一配件的转矩量的一部分和经由第二配件消耗分配至第一配件的转矩量的剩余部分。该方法还进一步包括：切断施加到交流发电机的电力负荷，以减小交流发电机电力负荷至小于由以发动机转矩的可用量的分配量运转的交流发电机提供的电力输出。
如将由本领域普通技术人员理解，在图4和图5所描述的例程可以代表任意数量处理策略中的一个或更多个，如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的等。因此，所示的各个步骤或各种功能可按所示的顺序执行、并行地执行或在某些情况下省略。同样地，处理的顺序并不是实现本文所描述的目标、特征和优点所必须的，而是为了便于说明和描述而提供。虽然没有明确示出，本领域普通技术人员将认识到，根据所使用的特定策略，一个或更多个示出的步骤或功能可以重复地执行。
描述到此结束。由本领域技术人员阅读它，可以联想到许多改变和修改而不脱离本描述的精神和范围。例如，以天然气、汽油、柴油或其它燃料配置运转的I3、I4、I5、V6、V8、V10和V12发动机可以使用本描述以获益。

Claims (19)

1.一种用于分配发动机转矩的方法，其包含：
响应于驾驶员要求转矩和可用发动机转矩，限制供应到发动机配件的发动机转矩量，其中限制所述发动机转矩量包括限制被供应到交流发电机的发动机转矩量，并且限制所述发动机转矩量进一步包括基于是真的边界条件在发动机配件之间分配所述发动机转矩量。
2.根据权利要求1所述的方法，其中可用发动机转矩是在发动机的当前转速下的发动机转矩容量减去发动机泵转矩、发动机摩擦转矩、传动***转矩损失和轮转矩。
3.根据权利要求1所述的方法，其中通过限制发动机配件的输出，限制供应至发动机配件的所述发动机转矩量。
4.根据权利要求2所述的方法，其中响应于在所述交流发电机的输出处感测的电流，通过调整电压调整器输入，限制所述交流发电机的输出。
5.根据权利要求1所述的方法，其中限制供应至发动机配件的所述发动机转矩量包括停止或终止一个发动机配件的输出。
6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括：响应于发动机配件装置转矩极限的增加，再启动从所述一个发动机配件的输出。
7.根据权利要求6所述的方法，进一步包括：响应于所述一个发动机配件的再启动转矩大于为运转所述一个发动机配件分配的发动机转矩，阻止再启动从所述一个发动机配件的输出。
8.根据权利要求7所述的方法，其中为运转所述发动机配件分配的所述发动机转矩基于多个发动机配件的发动机转矩分配。
9.一种用于分配发动机转矩的方法，其包含：
经由交流发电机提供电功率；
经由空调***向车辆车厢提供冷却；以及
响应于发动机转矩的可用量和预定的转矩分配，调整施加到发动机的所述交流发电机的转矩和所述空调***的转矩，其中所述预定的转矩分配进一步基于多个优先的边界条件。
10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括确定主要配件和补偿转矩，其中所述补偿转矩被添加到被分配给所述主要配件的转矩。
11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括当期望的车厢温度在预定温度范围内时将所述交流发电机指定为所述主要配件。
12.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：经由第一配件消耗分配至所述第一配件的发动机转矩量的一部分和经由第二配件消耗分配至所述第一配件的所述发动机转矩量的剩余部分。
13.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：切断施加到所述交流发电机的电力负荷，以减小所述交流发电机电力负荷至小于由以所述发动机转矩的可用量的分配量运转所述交流发电机提供的电力输出。
14.一种用于分配发动机转矩的***，其包含：
发动机；
机械地耦接到发动机的交流发电机；
机械地耦接到发动机的空调***；以及
控制器，其包括在包括所述交流发电机和所述空调***的多个发动机配件之间分割发动机转矩可用量的可执行指令，使得所述发动机转矩可用量的总量被分配到所述多个发动机配件，其中可用的发动机转矩是在发动机的当前速度下的发动机转矩容量减去发动机泵转矩、发动机摩擦转矩、传动***转矩损失和轮转矩，并且其中在多个发动机配件之间分割发动机转矩可用量进一步基于多个优先的边界条件。
15.根据权利要求14所述的***，进一步包括：确定配件装置转矩极限的附加指令，以及响应于增加的海拔高度，减小所述配件装置转矩极限。
16.根据权利要求15所述的***，进一步包括：针对所述多个发动机配件指定转矩分配的附加指令。
17.根据权利要求16所述的***，进一步包括：指定预定的补偿至主要配件的附加指令。
18.根据权利要求14所述的***，进一步包括：响应于所述交流发电机的电流输出，调整所述交流发电机的期望电压的附加指令。
19.根据权利要求18所述的***，进一步包括：响应于分配至所述交流发电机的发动机转矩量，调整供给至所述交流发电机的励磁电流的附加指令。
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