車輛的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種車輛，所述車輛的動力傳動系統(tǒng)具有限定一個動力源的發(fā)動機以及限定另一動力源的牽引電機和電儲存裝置，控制所述動力傳動系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法包括：分別基于意外釋放事件和意外踩下事件而禁止發(fā)動機停止和起動。確定總動力需求和可用電動力。對總動力需求進(jìn)行濾波。基于總動力需求和被濾波的動力需求之間的差超過閥值而防止發(fā)動機打開或停止。然而，如果差超過閥值，且如果可用電動力超過總動力需求，則允許發(fā)動機打開或停止。
【專利說明】車輛
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及一種混合動力車輛和用于控制該混合動力車輛的控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在混合動力電動車輛(HEV)中，內(nèi)燃發(fā)動機和電動牽引電機中的任一個或者兩個能將動力提供至車輛的車輪。一種控制供應(yīng)至車輪的動力的方法在于響應(yīng)于駕駛員的動力需求在不需要發(fā)動機來驅(qū)動車輛的時間期間關(guān)閉或“停止(pull-down)”發(fā)動機。當(dāng)駕駛員需求的動力增大而使得電動機不能提供足夠的動力來滿足所述需求時，可起動或“打開(pull-up)”發(fā)動機以滿足動力需求。
[0003]當(dāng)駕駛員需求的動力增大然后又迅速減小時，可能會發(fā)生發(fā)動機的意外打開/停止。這可能發(fā)生在這樣的情況下，例如，駕駛員突然釋放加速踏板，不久又突然踩下踏板，反之亦然。在這些情況下，發(fā)動機可能會不必要地打開或停止。當(dāng)前需要一種避免發(fā)動機意外打開和停止的系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)本公開的一方面，提供了一種用于車輛的動力分布控制系統(tǒng)。發(fā)動機可驅(qū)動地連接到發(fā)電機。牽引電機電連接到發(fā)電機?？刂破骰蛴嬎銠C被配置成計算動力需求和被濾波的動力需求。計算機還被配置成至少基于動力需求和被濾波的動力需求之間的差來防止發(fā)動機在起動和停止之間轉(zhuǎn)換。
[0005]在多個實施例中，一種用于控制具有連接到動力傳動系統(tǒng)的牽引電機和發(fā)動機的混合動力車輛的系統(tǒng)或方法包括:分別基于意外釋放事件和意外踩下事件而禁止發(fā)動機停止和起動。所述系統(tǒng)或方法可包括基于動力需求和被濾波的動力需求之間的差超過閥值而禁止發(fā)動機停止和起動。踩下事件可通過在指定的時間段期間動力需求的變化率從負(fù)到正的改變限定。釋放事件可基于在連接到牽引電機的電儲存裝置中的可用電動力。
[0006]在一個實施例中，一種用于控制具有連接到動力傳動系統(tǒng)的牽引電機和發(fā)動機的混合動力車輛的方法包括:起動發(fā)動機；基于在指定的時間段內(nèi)動力需求的變化率從正到負(fù)以及隨后從負(fù)到正的改變而維持發(fā)動機積極地輸出扭矩。所述方法可包括基于動力需求和被濾波的動力需求之間的差超過閥值而維持發(fā)動機。所述方法還可包括基于在連接到牽引電機的電儲存裝置中的可用電動力而維持發(fā)動機。
[0007]在一個實施例中，一種用于控制具有連接到動力傳動系統(tǒng)的牽引電機和發(fā)動機的混合動力車輛的方法包括:至少基于動力需求隨時間的變化率而禁止發(fā)動機起動和停止。
[0008]所述禁止的操作還基于動力需求和被濾波的動力需求之間的差超過閥值。
[0009]所述禁止的操作還基于在連接到牽弓I電機的電儲存裝置中的可用電動力。
[0010]所述方法還包括基于可用電動力超過動力需求而允許發(fā)動機停止。
[0011]在一個實施例中，一種用于控制具有連接到動力傳動系統(tǒng)的牽引電機和發(fā)動機的混合動力車輛的方法包括:停止發(fā)動機；基于在指定的時間段內(nèi)動力需求的變化率從負(fù)到正以及隨后從正到負(fù)的改變而使發(fā)動機維持在停止?fàn)顟B(tài)。
[0012]所述維持的操作還基于動力需求和被濾波的動力需求之間的差超過閥值。
[0013]所述維持的操作還基于在連接到牽引電機的電儲存裝置中的可用電動力。
[0014]根據(jù)本公開的多個實施例提供了一個或更多個相關(guān)的優(yōu)點。例如，根據(jù)本公開的系統(tǒng)和方法降低了發(fā)動機意外的起動/關(guān)閉，并可提高燃料經(jīng)濟(jì)性或車輛效率，同時提升混合動力車輛的操縱性，而不會影響性能。多個實施例還提供了對于發(fā)動機有意的起動/關(guān)閉的快速響應(yīng)，便于校準(zhǔn)，并且如果期望的話，可在發(fā)動機控制器中實施。
[0015]通過下面結(jié)合附圖對優(yōu)選實施例的詳細(xì)描述，上述優(yōu)點以及其他優(yōu)點和特點將會顯而易見。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是根據(jù)本公開的多個實施例的能夠利用打開/停止策略的動力分流式混合動力電動車輛的示意性代表；
[0017]圖2A至圖2D是根據(jù)本公開的多個實施例的總動力需求與被濾波的動力需求基于時間相比較以避免發(fā)動機意外打開/停止的圖形代表；
[0018]圖3A和圖3B是根據(jù)本公開的多個實施例的總動力需求和被濾波的動力需求的圖形代表，其中，示出了在新的踩下/釋放事件中重置被濾波的動力需求；
[0019]圖4A和圖4B是示出了根據(jù)本公開的多個實施例的避免在踩下/釋放事件期間發(fā)動機的意外打開/停止的系統(tǒng)的流程圖；
[0020]圖5A和圖5B是示出了根據(jù)本公開的多個實施例的基于有意的踩下/釋放的發(fā)動機打開/停止的系統(tǒng)的流程圖。
【具體實施方式】
[0021]在此公開了本發(fā)明的詳細(xì)實施例。應(yīng)理解公開的實施例僅為本發(fā)明的示例性實施例，本發(fā)明可以以多種可選的形式實施。附圖無需按比例繪制；可夸大或最小化一些特征以顯示特定部件的細(xì)節(jié)。因此，在此公開的具體結(jié)構(gòu)和功能性細(xì)節(jié)不應(yīng)被解釋為限定，而僅為教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以多種形式實施本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)理解，參照附圖中的任意一幅示出和描述的實施例的多個特征可以與其他一個或多個附圖中示出的特征組合，以形成沒有明確示出或描述的實施例。所示出的特征的組合提供了用于普通應(yīng)用的代表性實施例。然而，可期望根據(jù)本公開的教導(dǎo)的特征的各種組合和變型，以用于特定的應(yīng)用或?qū)嵤Ｔ谡f明中使用的代表性實施例通常涉及用于檢測意外踩下(tip-1n)和釋放(tip-out)以防止各個發(fā)動機打開和停止的系統(tǒng)或方法。然而，本公開的教導(dǎo)也可在其他應(yīng)用中使用。本【技術(shù)領(lǐng)域】普通技術(shù)人員可能認(rèn)識到與其他車輛配置或技術(shù)類似的應(yīng)用或?qū)嵤?br> [0022]參照圖1，混合動力電動車輛(HEV)包括動力分流式動力傳動系統(tǒng)10。車輛系統(tǒng)控制器(VSC)和動力傳動系統(tǒng)控制模塊(PCM)12控制電牽引電池14。應(yīng)理解，控制器12可以是一個控制器，或者可以是控制局域網(wǎng)絡(luò)(CAN)中的控制器系統(tǒng)，所述CAN具有被設(shè)計成允幾個控制器在整個車輛中彼此通信的計算機。電池14具有雙向電連接，由此，電池14接收并儲存電能，并且還向電牽引電機16供應(yīng)電能?？刂破?2還控制內(nèi)燃發(fā)動機(ICE) 18的運轉(zhuǎn)。電機16和發(fā)動機18都能夠驅(qū)動變速器20，該變速器20最終將扭矩傳遞至車輛的車輪。
[0023]雖然圖1的HEV是動力分流式混合動力車輛，但期望本公開還可應(yīng)用到并聯(lián)式混合動力車輛(parallel type hybrid),在該并聯(lián)式混合動力車輛中，發(fā)動機、電機和變速器通過離合器串聯(lián)連接，離合器控制發(fā)動機和/或電機中的哪個來驅(qū)動變速器。本公開可應(yīng)用到包括發(fā)動機和電機的任何混合動力車輛，動力分流式動力傳動系統(tǒng)10被示出為一種可能。
[0024]發(fā)動機18向通過單向離合器25連接到行星齒輪組24的扭矩輸入軸22傳遞動力。行星齒輪組24包括環(huán)形齒輪26、太陽齒輪28和行星齒輪架總成30。輸入軸22可驅(qū)動地連接到行星齒輪架總成30，以驅(qū)動行星齒輪組24。太陽齒輪28可驅(qū)動地連接到發(fā)電機32。發(fā)電機32可與太陽齒輪28接合，從而發(fā)電機32可與太陽齒輪28 —起旋轉(zhuǎn)或者不與太陽齒輪28 —起旋轉(zhuǎn)。當(dāng)單向離合器25將發(fā)動機18連接到行星齒輪組24時，發(fā)電機32作為行星齒輪組24運轉(zhuǎn)的反作用元件而產(chǎn)生電能。從發(fā)電機32產(chǎn)生的電能通過電連接36而被傳遞到電池14。電池14還以公知的形式通過再生制動來接收并儲存電能。電池14將所儲存的電能供應(yīng)到電機16以進(jìn)行運轉(zhuǎn)。從發(fā)動機18傳遞至發(fā)電機32的動力的一部分還可被直接傳遞至電機16。電池14、電機16和發(fā)電機32通過電連接36以雙向電流動路徑相互連接。
[0025]可以僅通過發(fā)動機18、僅通過電池14和電機16或者通過發(fā)動機18與電池14和電機16的組合來驅(qū)動車輛。在第一運轉(zhuǎn)模式下，起動發(fā)動機18以通過行星齒輪組24傳遞扭矩。環(huán)形齒輪26將扭矩分配至包括嚙合齒輪元件40、42、44和46的級比齒輪(st印ratio gear) 38。齒輪42、44和46安裝在副軸(countershaft)上，并且齒輪46將扭矩分配至齒輪48。然后，齒輪48將扭矩分配至扭矩輸出軸50。在第一運轉(zhuǎn)模式下，還可起動電機16以協(xié)助發(fā)動機18。當(dāng)起動電機16以進(jìn)行協(xié)助時，齒輪52將扭矩分配至齒輪44和副軸。在第二運轉(zhuǎn)模式或者EV模式下，停用發(fā)動機18或者以其它方式防止發(fā)動機18分配扭矩至扭矩輸出軸50。在第二運轉(zhuǎn)模式下，電池14驅(qū)動電機16以通過級比齒輪38分配扭矩并將扭矩分配至扭矩輸出軸50。扭矩輸出軸50連接到將扭矩分配至牽引車輪58的差速器及車橋機構(gòu)56。控制器12以第一運轉(zhuǎn)模式或第二運轉(zhuǎn)模式控制電池14、發(fā)動機18、電機16和發(fā)電機32，以將扭矩分配至車輪58。
[0026]如上所述，存在兩個用于傳動系統(tǒng)的動力源。第一動力源是將扭矩傳遞至行星齒輪組24的發(fā)動機18。另一動力源僅包括電驅(qū)動系統(tǒng),該電驅(qū)動系統(tǒng)包括電機16、發(fā)電機32和電池14，其中，電池14作為用于發(fā)電機32和電機16的儲能媒介。發(fā)電機32可通過行星齒輪組24而被驅(qū)動，并且可以可選地作為電機并向行星齒輪組24傳遞動力。
[0027]雖然車輛以EV模式運轉(zhuǎn)，但是由于總動力需求的增大，可打開并起動發(fā)動機18，以提供足夠的動力來驅(qū)動車輛。在諸如圖1的車輛的動力分流式混合動力車輛中，從行星齒輪組24傳送少量扭矩以使發(fā)動機開始運轉(zhuǎn)。當(dāng)發(fā)動機18被帶動至足夠的轉(zhuǎn)速時，燃料燃燒，從而發(fā)動機18能夠運轉(zhuǎn)以通過變速器20提供扭矩來驅(qū)動車輪58。當(dāng)因為電機16可提供足夠的動力而使得不再需要來自發(fā)動機18的動力時，發(fā)動機18停止?？赏ㄟ^(例如)分離單向離合器25而使發(fā)動機18與行星齒輪組24分離和/或通過防止燃料進(jìn)入發(fā)動機18來實現(xiàn)發(fā)動機停止。[0028]可以以多種不同的方式完成發(fā)動機打開/停止(EPUD)。例如，在發(fā)動機、電機和變速器通過離合器串聯(lián)連接的并聯(lián)式混合動力車輛中，由于總動力需求的減小而使得離合器可將發(fā)動機與電機分離，以停止發(fā)動機。為了實現(xiàn)由于總動力需求增大而打開發(fā)動機，離合器再次將發(fā)動機接合到電機。在中完成EPUD的一些其他方式在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的，圖1僅示出了這樣的一種JEV的結(jié)構(gòu)。
[0029]HEV的總動力需求是在實施EPUD策略以決定何時打開和停止發(fā)動機的控制系統(tǒng)中的因素?？倓恿π枨蠡谠S多因素，這些因素可包括加速踏板位置、制動踏板位置、輔助載荷和電池功率要求。由于實際駕駛包含頻繁的踏板起伏，所以根據(jù)駕駛員的踏板動作的平穩(wěn)性而產(chǎn)生的總動力需求可以是混亂的(noisy)。踩下事件可表示需要額外的動力或者使車輛加速。釋放事件可表示需要少量的動力或車輛減速。例如，可通過制動車輛、釋放加速踏板或這兩者的組合來表示釋放事件。還可能會發(fā)生駕駛員改變主意，即，指加速踏板的突然放開(釋放)，不久之后又突然壓迫(踩下)踏板，反之亦然。這種快速的起伏廣義上可被稱為“無意或意外踩下”和“無意或意外釋放”。應(yīng)理解，術(shù)語“無意”踩下和釋放還可指這樣的事件:駕駛員確實有意(例如，有意地壓下加速踏板)，但駕駛員在相對短的時間段內(nèi)改變主意，因而使得整個事件的特征為“無意”。動力需求的頻繁波動和無意踩下/釋放可能會引發(fā)不必要的EPUD行為。
[0030]參照圖2A和圖2B，提供了示出踩下情況和用于檢測意外踩下的系統(tǒng)的圖形表示。如將詳細(xì)地進(jìn)行的描述，圖2A示出了有意的踩下，而圖2B示出了意外的踩下?？倓恿π枨?Ptot)表示由于上述因素中的任何因素(包括加速踏板位置)而導(dǎo)致的動力需求的改變。然后，對動力需求進(jìn)行濾波。濾波的一個示例包括由無限脈沖響應(yīng)(IIR)濾波器進(jìn)行的低通濾波。濾波還可由下面的形式表示:
[0031]
【權(quán)利要求】
1.一種車輛,包括: 發(fā)動機，用于向車輪提供扭矩； 牽引電機，連接到動力傳動系統(tǒng)，并能夠向車輪提供扭矩； 控制器，被配置成至少基于動力需求隨時間的變化率而禁止發(fā)動機起動和停止。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛，其中，控制器還被配置成基于動力需求和被濾波的動力需求之間的差超過閥值而禁止發(fā)動機起動和停止。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛，其中，控制器還被配置成基于在連接到牽引電機的電儲存裝置中的可用電動力來禁止發(fā)動機起動和停止。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的車輛，其中，控制器還被配置成基于可用電動力超過動力需求而允許發(fā)動機停止。
【文檔編號】B60K6/22GK103522887SQ201310276364
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月3日
【發(fā)明者】王青, 于海, 鄺明朗, 瑞恩·亞伯拉罕·麥吉 申請人:福特全球技術(shù)公司