本專利申請要求2015年6月15日在韓國知識產(chǎn)權局提交的韓國專利申請No.10-2015-0084253的優(yōu)先權權益，所述專利的全部內(nèi)容以引用方式并入本文。

技術領域

本公開整體涉及用于預加熱輕度混合動力車輛的發(fā)動機的裝置和方法，并且更具體地，涉及根據(jù)滑行驅動周期來有差別地控制預加熱周期的用于預加熱輕度混合動力車輛的發(fā)動機的裝置和方法。

背景技術：

一般來講，存在各種類型的發(fā)動機，包括汽油發(fā)動機和柴油發(fā)動機。汽油發(fā)動機是使用汽油作為燃料的內(nèi)燃機，其將空氣和汽油吸入到氣缸中，并且然后點燃并燃燒被壓縮的混合氣體。柴油發(fā)動機是使用柴油作為燃料的內(nèi)燃機，其將空氣吸入到氣缸中，用活塞以高壓力壓縮所吸入的空氣，在高溫高壓力下噴射燃料，并且然后通過自動點火來燃燒所噴射的燃料。

由于柴油發(fā)動機相比于汽油發(fā)動機具有更高的熱效率，燃料消耗低，因此柴油發(fā)動機更為經(jīng)濟。因此在一些情況下，柴油發(fā)動機已經(jīng)取代汽油發(fā)動機而被應用于混合動力車輛。預加熱塞(即，電熱塞)可安裝在柴油機上，其中預加熱塞通過在冷啟動時預加熱發(fā)動機燃燒室中的空氣來提升燃燒性能。

在典型的柴油發(fā)動機車輛中，由于發(fā)動機在啟動后驅動時不停止，因此只在初始啟動期間使用預加熱塞。另外，即便在應用怠速停止和啟動(ISG：idle stop and go)的柴油發(fā)動機車輛的情況下，由于僅當發(fā)動機的溫度等于或高于預定溫度時發(fā)動機才怠速停止，因此只在初始啟動期間使用預加熱塞。

相反，在具有柴油發(fā)動機的混合動力車輛中，發(fā)動機與電動機的 驅動一起被頻繁地啟動/關閉。因此，當啟動發(fā)動機時，只要燃燒室溫度低，都需要使用預加熱塞。

同時，混合動力車輛使用發(fā)動機和電動機作為動力源?；旌蟿恿囕v包括重度型和輕度型。重度型是單獨地包括用于驅動車輛的驅動電動機和產(chǎn)生用于致動驅動電動機的電力的發(fā)電機的類型；輕度型是以一個電動機同時用作驅動電動機和發(fā)電機兩者的方式配置的類型。

圖1是示出用于描述輕度混合動力車輛的滑行驅動的圖。如圖1所示，當駕駛員未踩在減速和加速踏板上時，輕度混合動力車通常進入滑行驅動模式，其中輕度混合動力車通過車輛的慣性驅動以節(jié)省燃料。例如，當車速減小時，車輛在間隔A、B和C期間進入滑行驅動模式。在滑行驅動模式期間，連接發(fā)動機和驅動電動機的離合器被控制處于釋放狀態(tài)，并且發(fā)動機切換至熄火狀態(tài)。另外，車輛進入燃料中斷狀態(tài)，其中燃料噴射到發(fā)動機中被中斷。

因此，在滑行驅動模式期間隨著發(fā)動機的燃燒室的溫度降低，并且滑行驅動模式結束，當發(fā)動機再次切換到開啟狀態(tài)時，發(fā)動機的燃燒穩(wěn)定性惡化。因此，在輕度混合動力車輛中，只要滑行驅動模式結束，便通過預加熱塞來預加熱發(fā)動機。但是，即使當滑行驅動間隔(A)短于驅動間隔(B)和(C)時，預加熱周期也是彼此相同的，并且因此，燃燒室中的溫度高于目標溫度，用于加熱預加熱塞的電池電壓被不必要的消耗。

上述在背景部分公開的信息僅用于對本公開的背景做進一步的理解，因此它可以包含對于該國本領域普通技術人員已知的不構成現(xiàn)有技術的信息。

技術實現(xiàn)要素：

本公開已經(jīng)致力于提供用于預加熱輕度混合動力車輛的裝置和方法，所述裝置和方法根據(jù)滑行驅動周期來有差別地控制預加熱周期。

本公開實施例提供了一種用于預加熱輕度混合動力車輛的發(fā)動機的裝置，該輕度混合動力車輛包括：發(fā)動機、用于啟動發(fā)動機的操作為啟動電動機和發(fā)電機的電動機-發(fā)電機、高電壓電池、低電壓電池和部署在該發(fā)動機與該電動機-發(fā)電機之間的離合器，該裝置包括：預加 熱塞，其預加熱發(fā)動機；預加熱控制器，其基于車輛驅動信息識別輕度混合動力車輛，基于車輛驅動信息確定輕度混合動力車輛是否進入滑行驅動模式，以及當輕度混合動力車輛在滑行驅動模式下驅動時，根據(jù)滑行驅動時間生成占空控制信號；以及驅動器，其根據(jù)所生成的占空控制信號將低電壓電池的電能供應到預加熱塞。

該車輛驅動信息可包括：表示是否安裝高電壓電池的電池信息，表示電動機-發(fā)電機的規(guī)格的電動機信息，輕度混合動力車輛的加速和減速踏板的致動信息，離合器的結合和分離狀態(tài)信息，以及發(fā)動機的啟動狀態(tài)信息。

該輕度混合動力車輛可包括由轉換器控制器控制的DC/DC轉換器，其轉換高電壓電池的電能并且將轉換后的電能供應到低電壓電池，并且預加熱控制器可通過網(wǎng)絡接收來自轉換器控制器的電池信息，通過網(wǎng)絡接收來自電動機-發(fā)電機的電動機信息，并且基于電池信息和電動機信息識別輕度混合動力車輛。

當該加速和減速踏板未被操作、離合器處于分離狀態(tài)并且發(fā)動機熄火時，該預加熱控制器可確定輕度混合動力車輛進入滑行驅動模式。

該預加熱控制器控制查找表，其中該查找表存儲用于每個滑行驅動時間的預加熱時間信息。

該預加熱控制器可從查找表中提取對應于滑行驅動時間的預加熱時間信息，并且生成預加熱時間信息作為占空控制信號。

該驅動器可包括脈沖控制單元和開關單元，其中該脈沖控制單元根據(jù)占空控制信號生成脈寬調制信號，開關單元根據(jù)脈寬調制信號被接通/關斷以將低電壓電池的電能傳送到預加熱塞。

該脈沖控制單元以對應于預加熱時間信息的占空比生成脈寬調制信號。

另外，根據(jù)本公開實施例，提供了一種用于預加熱輕度混合動力車輛的發(fā)動機的方法，該輕度混合動力車輛包括：發(fā)動機、用于啟動發(fā)動機的操作為啟動電動機和發(fā)電機的電動機-發(fā)電機、高電壓電池、低電壓電池和部署在發(fā)動機與電動機-發(fā)電機之間的離合器，該方法包括：收集車輛驅動信息；基于車輛驅動信息識別輕度混合動力車輛；基于車輛驅動信息確定輕度混合動力車輛是否進入滑行驅動模式；檢 測輕度混合動力車輛進入滑行驅動模式時的滑行驅動時間；根據(jù)滑行驅動時間生成用于控制預加熱時間的占空控制信號；以及根據(jù)所生成的占空控制信號將低電壓電池的電能供應到預加熱塞。

該車輛驅動信息可包括：表示是否安裝高電壓電池的電池信息，表示電動機-發(fā)電機的規(guī)格的電動機信息，輕度混合動力車輛的加速和減速踏板的致動信息，離合器的結合和分離狀態(tài)信息，以及發(fā)動機的啟動狀態(tài)信息。

確定輕度混合動力車輛是否進入滑行驅動模式的步驟可包括：當加速和減速踏板未被操作、離合器處于分離狀態(tài)并且發(fā)動機熄火時，確定輕度混合動力車輛進入滑行驅動模式。

檢測滑行驅動時間的步驟可包括：當離合器分離并且發(fā)動機熄火時，檢測滑行驅動模式的開始時間，以及當離合器結合并且發(fā)動機開啟時，檢測滑行驅動模式的結束時間。

將低電壓電池的電能供應到預加熱塞的步驟可包括：根據(jù)占空控制信號以對應于預加熱時間的占空比生成脈寬調制信號；以及通過根據(jù)脈沖官渡調制信號被接通/關斷的開關元件，將低電壓電池的電能傳送到預加熱塞。

因此，根據(jù)本文所公開的實施例，可根據(jù)滑行驅動周期來有差別地控制加熱周期，從而穩(wěn)定地預加熱發(fā)動機而不用不必要的電池消耗。

附圖說明

圖1是示出用于描述輕度混合動力車輛的滑行驅動的圖。

圖2是示出根據(jù)本公開實施例的輕度混合動力車輛的圖。

圖3是示出根據(jù)本公開實施例的查找表的圖。

圖4是圖2所示驅動器200的詳細的框圖。

圖5是示出根據(jù)本公開實施例的用于預加熱輕度混合動力車輛的方法的流程圖。

<符號描述>

100 預加熱控制器

200 驅動器

300 預加熱塞

具體實施方式

在下面的具體描述中，本公開的某些實施例僅以例證的方式示出并進行描述。如本領域技術人員應當意識的，所述實施例能以各種不同方式進行修改，所有修改不脫離本公開的實質和范圍。因此，附圖和說明書應視為本質上是說明性的而非限制性的。在整個說明書中，相似的附圖標記指代相似的參考元件。

本文所用的術語僅用于描述特定實施例的目的，而非旨在限制本公開。例如，貫穿整個說明書和所附的權利要求，當描述一個元件“耦合”到另一個元件時，該元件可“直接耦合”到其它元件或者通過第三元件“電耦合”到其它元件。另外，除非明確描述為與之相反，否則詞“包括”和變型形式諸如“具有”或“包含”將被理解為暗示包括所述元件但不排除任何其他元件。

本文使用的術語僅出于說明具體實施方式的目的，而不意在限制本發(fā)明。如本文所使用的，單數(shù)形式“一個”、“一種”、“該”也意在包括復數(shù)形式，除非上下文中另外明確指明。還應當理解的是，在說明書中使用的術語“包括”和/或“包含”是指存在所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件，但是不排除存在或添加一個或多個其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或其組合。如本文所使用的，術語“和/或”包括一個或多個相關所列項的任何和所有結合。

應該理解的是，本文中使用的術語“車輛”、“車輛的”或其他類似術語包括一般的機動車輛，比如包含多功能運動車(SUV)、公共汽車、卡車、各種商業(yè)車輛的客運汽車、包括各種輪船和艦船的船只、飛機等，還包括混合動力車、電動車、插電式混合動力電動車、氫動力車和其它替代燃料車輛(例如，燃料是從非石油資源中提煉出來的)。如本文所述，混合動力車是具有兩種或多種動力源的車輛，例如同時具有汽油動力和電動力的車輛。

此外，應當理解一個或多個以下方法或其方面可以通過至少一個控制器執(zhí)行。術語“控制器”可以指代包括存儲器和處理器的硬件設備。存儲器配置成存儲程序指令，而處理器具體配置成執(zhí)行程序指令以執(zhí)行將在以下進一步描述的一個或更多進程。而且，應當理解，正 如本領域普通技術人員將意識到的，以下方法可以通過包括控制單元的裝置并結合一個或多個其他部件來執(zhí)行。

下文中，本公開的實施例將參考附圖進行描述，以便由本領域技術人員容易地實施。

圖2是示出根據(jù)本公開實施例的輕度混合動力車輛的圖，圖3是示出根據(jù)本公開實施例的查找表的圖，以及圖4是圖2所示驅動器200的具體框圖。

如圖2所示，根據(jù)本公開實施例的輕度混合動力車輛包括高電壓電池1、DC/DC轉換器3、低電壓電池5、轉換器控制器7、逆變器9、電動機-發(fā)電機11、離合器13、發(fā)動機15、加速器位置傳感器(APS)17、制動器位置傳感器(BPS)19、預加熱控制器100、驅動器200和預加熱塞300。

高電壓電池1通過逆變器9向電動機-發(fā)電機11供應電能，并且利用由電動機-發(fā)電機11生成的電能進行充電。約42V的高電壓被存儲在高電壓電池1中，并且高電壓電池1是安裝在一般柴油車輛上的電池。DC/DC轉換器3轉換高電壓電池1的電壓電平，以將所轉換的電壓電平供應到低電壓電池5。低電壓電池5通過驅動器200將電能供應到預加熱塞300。約24V的電能被存儲在低電壓電池5中。

轉換器控制器7控制DC/DC轉換器3，并且在接收來自預加熱控制器100的電池信息請求時，通過網(wǎng)絡與預加熱控制器100通信，以傳輸是否安裝高電壓電池1作為電池信息。在這里，網(wǎng)絡包括控制器區(qū)域網(wǎng)絡(CAN)、本地互聯(lián)網(wǎng)絡(LIN)等。

逆變器9轉換高電壓電池1的電能并將所轉換的電能供應到電動機-發(fā)電機11，以及轉換由電動機-發(fā)電機11生成的電能并且將所轉換的電能供應到高電壓電池1。

電動機-發(fā)電機11操作為啟動電動機和發(fā)電機。電動機-發(fā)電機11在操作為啟動電動機時，通過逆變器9接收來自高電壓電池1的電能以開啟發(fā)動機15的啟動，并且通過車輛的再生制動而生成電能以對高電壓電池1充電。電動機-發(fā)電機11在接收來自預加熱控制器100的電動機信息請求時，通過網(wǎng)絡與預加熱控制器100通信，以傳輸電動機規(guī)格作為電動機信息。在這里，電動機規(guī)格是用于確定電動機是否為 安裝在輕度型混合動力車輛上的電動機的預存儲信息。

離合器13被部署在電動機-發(fā)電機11與發(fā)動機15之間，以根據(jù)驅動模式使得電動機-發(fā)電機11與發(fā)動機15結合和分離。作為柴油機的電動機15在啟動時通過預加熱塞300被預加熱，其中柴油機使用柴油作為燃料。

APS 17感測加速踏板的位置，并且BPS 19感測減速踏板是否被致動以及減速踏板的踩踏力。在本公開中，作為示例描述了通過BPS 19感測減速踏板是否被致動的情況，但本公開并不限于此，并且可通過制動器燈開關(其在操作減速踏板時被打開/關閉)感測減速踏板是否被致動。

預加熱控制器100通過使用車輛驅動信息來識別輕度混合動力車輛和滑行驅動模式，并且根據(jù)滑行驅動時間生成占空控制信號(CPWM)。在這里，車輛驅動信息包括電池信息、電動機信息、關于加速和減速踏板的致動的信息、離合器13的結合/分離狀態(tài)信息和發(fā)動機15的啟動開啟/關閉狀態(tài)信息。

為此，預加熱控制器100請求來自轉換器控制器7的電池信息，并請求來自電動機-發(fā)電機11的電動機信息。預加熱控制器100根據(jù)電池信息和電動機信息檢測是否為輕度混合動力車輛。例如，當高電壓電池1被安裝在車輛上并且電動機-發(fā)電機11被安裝在輕度混合動力車輛上時，預加熱控制器100識別當前車輛為輕度混合動力車輛。

此外，預加熱控制器100通過APS 17和BPS 19檢測加速和減速踏板是否被致動，并且檢測離合器13的結合/分離狀態(tài)和發(fā)動機15的啟動開啟/關閉狀態(tài)以檢測是否為滑行驅動。當加速和減速踏板未被操作、離合器13處于分離狀態(tài)并且發(fā)動機15的啟動為關閉時，預加熱控制器100確定輕度混合動力車輛進入滑行驅動模式。

預加熱控制器100控制查找表(LUT)，該查找表用于存儲每個滑行驅動時間的預加熱時間信息，并且從查找表(LUT)中提取對應于滑行驅動時間的預加熱時間信息以生成占空控制信號(CPWM)。在這里，如圖3所示(在這里，a<b<c<d)，在查找表(LUT)中，當預加熱塞300可被加熱時，根據(jù)在占空比間隔內(nèi)的滑行驅動時間來設置占空比a％、b％、c％和d％(預加熱時間)。同時，預加熱控制器100 接收來自驅動器200的診斷信號(SDI)以確定預加熱塞300是否發(fā)生故障。

驅動器200根據(jù)點火開關打開信號(IGon)被致動，并且低電壓電池5的電能根據(jù)占空控制信號(CPWM)被供應到預加熱塞300。具體地，如圖4所示，驅動器200包括電源單元210、脈沖控制單元220和開關單元230。電源單元210接收點火開關打開信號(IGon)以將低電壓電池5的電能轉換成操作脈沖控制單元220所需的電壓電平并供應電能。

脈沖控制單元220根據(jù)占空控制信號(CPWM)生成脈寬調制信號(SPWM)，并且將所生成的脈寬調制信號(SPWM)傳輸?shù)介_關單元230。開關單元230根據(jù)脈寬調制信號(SPWM)將低電壓電池5的電能供應到預加熱塞300。在這里，開關單元230包括電源開關元件，例如，場效應晶體管(FET)。

圖5是示出根據(jù)本公開實施例的用于預加熱輕度混合動力車輛的發(fā)動機的方法的流程圖。

如圖5所示，首先，預加熱控制器100通過向轉換器控制器7請求電池信息來接收該電池信息，并且通過向電動發(fā)動機11請求電動機信息來接收該電動機信息。預加熱控制器100根據(jù)電池信息和電動機信息確定是否為輕度混合動力車輛(步驟S1)。

根據(jù)確定結果，對于輕度混合動力車輛的情況，預加熱控制器100識別車輛的驅動狀態(tài)(步驟S2)。例如，預加熱控制器100可識別發(fā)動機15的燃料供應狀態(tài)、發(fā)動機15的啟動開啟/關閉狀態(tài)、發(fā)動機15的RPM、車速等。

接著，預加熱控制器100確定車輛是否進入滑行驅動模式(步驟S3)。當加速和減速踏板未被操作、離合器13處于分離狀態(tài)并且發(fā)動機15的啟動為關閉時，預加熱控制器100可確定車輛切換至滑行驅動模式。

根據(jù)確定結果，當車輛進入滑行驅動模式時，預加熱控制器100檢測滑行驅動時間Tc(步驟S4)。例如，預加熱控制器100可檢測當離合器13分離且發(fā)動機15的啟動為關閉時的時間作為滑行驅動開始時間，并且檢測離合器13結合且發(fā)動機15的啟動為開啟時的時間作 為滑行驅動完成時間。另外，預加熱控制器100可計算從滑行驅動開始時間到滑行驅動完成時間的周期作為滑行驅動時間Tc。

接著，當滑行驅動時間Tc小于第一設置時間T1時(步驟S5)，預加熱控制器100從查找表(LUT)中提取對應于占空比a％的預加熱時間信息以生成占空控制信號(CPWM)(步驟S6)。

然后，驅動器200以占空比a％生成脈寬調制信號(SPWM)，并且低電壓電池5的電能根據(jù)脈寬調制信號(SPWM)而被供應到預加熱塞300以預加熱發(fā)動機15(步驟S7)。

另外，當滑行驅動時間Tc等于或大于第一設置時間T1并且小于第二設置時間T2時(步驟S8)，預加熱控制器100從查找表(LUT)中提取對應于占空比b％的預加熱時間信息以生成占空控制信號(CPWM)(步驟S9)。

然后，驅動器200以占空比b％生成脈寬調制信號(SPWM)，并且低電壓電池5的電能根據(jù)脈寬調制信號(SPWM)而被供應到預加熱塞300以預加熱發(fā)動機15(步驟S10)。

此外，當滑行驅動時間Tc等于或大于第二設置時間T2并且小于第三設置時間T3時(步驟S11)，預加熱控制器100從查找表(LUT)中提取對應于占空比c％的預加熱時間信息以生成占空控制信號(CPWM)(步驟S12)。

然后，驅動器200以占空比c％生成脈寬調制信號(SPWM)，并且低電壓電池5的電能根據(jù)脈寬調制信號(SPWM)而被供應到預加熱塞300以預加熱發(fā)動機15(步驟S13)。

此外，當滑行驅動時間Tc等于或大于第三設置時間T3時(步驟S14)，預加熱控制器100從查找表(LUT)中提取對應于占空比d％的預加熱時間信息以生成占空控制信號(CPWM)(步驟S15)。

然后，驅動器200以占空比d％生成脈寬調制信號(SPWM)，并且低電壓電池5的電能根據(jù)脈寬調制信號(SPWM)而被供應到預加熱塞300以預加熱發(fā)動機15(步驟S16)。即，當預加熱塞300可被加熱時，預加熱控制器100根據(jù)在占空比間隔內(nèi)的滑行驅動時間Tc來有差別的控制預加熱塞的預加熱時間。例如，當滑行驅動時間Tc增加時，預加熱控制器100以占空比a％、b％、c％和d％的順序來控制預加熱時 間使加熱時間更長。相反，當滑行驅動時間Tc減小時，預加熱控制器100控制預加熱時間使加熱時間更短。因此，發(fā)動機15的燃燒室未過熱，并且可阻止浪費由預加熱塞300消耗的電能。

雖然已通過結合目前認為可實施的實施例描述了本公開，但應當理解，本公開不限于所公開的實施例，相反，而是旨在覆蓋包括在所附權利要求的實質和范圍內(nèi)的各種修改和等同布置。