混合動力車輛及關(guān)聯(lián)的控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種混合動力車輛及關(guān)聯(lián)的控制方法，在一些運轉(zhuǎn)模式中發(fā)動機轉(zhuǎn)速與車速的比例連續(xù)地改變而在其它運轉(zhuǎn)模式中控制該比例以模擬離散傳動比變速器。本發(fā)明具體描述了以每個運轉(zhuǎn)模式控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速以及發(fā)動機和至少一個牽引馬達的組合輸出扭矩的方法。響應于駕駛員對變速桿的移動、駕駛員對換檔選擇器的操作以及車速的改變而發(fā)生運轉(zhuǎn)模式之間的轉(zhuǎn)換。
【專利說明】混合動力車輛及關(guān)聯(lián)的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體上涉及響應于駕駛員輸入而控制混合動力車輛的發(fā)動機轉(zhuǎn)速和組合的輸出扭矩。
【背景技術(shù)】
[0002]在具有離散傳動比變速器(discrete ratio transmission)的車輛中，除了變速器從一個傳動比轉(zhuǎn)換為另一個傳動比時的短暫間隔期間，變速器輸入軸的轉(zhuǎn)速通過限定的一組傳動比而約束為與車速成比例。當變矩器鎖定時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速也約束為與車速成比例。另外，在具有動力分配(power-split)架構(gòu)的混合動力電動車輛中，變速器并沒有在發(fā)動機轉(zhuǎn)速和車速之間機械地施加嚴格的關(guān)系。
[0003]即使在具有自動變速器的車輛中，在該車輛中通常通過控制器確定傳動比或發(fā)動機轉(zhuǎn)速的選擇，一些駕駛員傾向于偶爾超越控制器以提供類似于手動變速器的操作。一些車輛配備有換檔撥片或其它的駕駛員交互特征，該特征允許駕駛員相對于由車輛控制器自動選擇的傳動比而發(fā)信號請求更高或更低的傳動比，而發(fā)動機轉(zhuǎn)速和車輛扭矩發(fā)生關(guān)聯(lián)的改變。在離散傳動比變速器中，控制器通過轉(zhuǎn)換為離散傳動比中不同的一個傳動比而響應這類指令，該傳動比相應地調(diào)節(jié)發(fā)動機轉(zhuǎn)速并在車輪處提供關(guān)聯(lián)的扭矩放大。然而，在具有無級變速器(CVT)或類似變速箱的車輛(例如動力分配式混合動力車輛)中，因為變速器本身不能提供離散傳動比和關(guān)聯(lián)的不同的扭矩放大，所以響應更加復雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明公開的混合動力車輛控制策略實施四種不同的運轉(zhuǎn)模式。駕駛員通過多個駕駛員交互元件(包括變速桿、降檔選擇器和升檔選擇器)確定在任意給定的時間處使用哪種運轉(zhuǎn)模式。在兩種模式中，控制器模擬離散傳動比變速器的運轉(zhuǎn)，涉及發(fā)動機轉(zhuǎn)速以及涉及發(fā)動機和牽引馬達的組合輸出扭矩兩者。取決于啟用哪種運轉(zhuǎn)模式，控制器使用不同的邏輯來關(guān)閉發(fā)動機和僅通過電力驅(qū)動。
[0005]在一個實施例中，混合動力電動車輛包括內(nèi)燃發(fā)動機，具有可驅(qū)動地連接至內(nèi)燃發(fā)動機的輸入軸的無級變速器，變速器包括至少一個牽引馬達，具有第一和第二前進行駛位置的駕駛員操作的范圍選擇器，駕駛員操作的升檔和降檔選擇器，駕駛員操作的加速踏板，以及控制器。控制器以多個運轉(zhuǎn)模式運轉(zhuǎn)車輛，包括:i)第一模式(普通模式)，對應于范圍選擇器的第一位置(D)，ii)第二模式(運動模式)，對應于范圍選擇器的第二位置(S)，其中在基本相等的加速踏板位置和車速處控制器運轉(zhuǎn)發(fā)動機和馬達以提供比第一模式更高的輸出扭矩，iii)第三模式(實時驅(qū)動(LID，Live-1n-Drive)模式)，通過降檔選擇器的操作從第一模式啟用，其中控制器基于選擇的虛擬檔位號控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速以與輸出轉(zhuǎn)速成比例，以及iv)第四模式(選擇換檔變速(SST, Select Shift Transmission)模式),通過升檔或降檔選擇器的操作從第二模式啟用，其中發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制為與變速器輸出轉(zhuǎn)速成比例，通過選擇的虛擬檔位號確定比例常數(shù)。在一些實施例中，當以第三或第四模式運轉(zhuǎn)時，控制器基于來自升檔或降檔選擇器的信號或者響應于輸出轉(zhuǎn)速的改變而選擇不同的虛擬檔位號。在一些實施例中，響應于輸出轉(zhuǎn)速的改變對較低虛擬檔位號的選擇導致從第三模式轉(zhuǎn)換為第一模式。在一些實施例中，巡航控制特征的啟用或加速踏板位置的減小導致從第三模式轉(zhuǎn)換為第一模式。然而，在一些實施例中，當駕駛員工作量較高時禁止從第三模式轉(zhuǎn)換為第一模式。
[0006]在一個實施例中,提供一種控制具有牽引馬達和發(fā)動機的混合動力電動車輛的方法，所述方法包括:當以第一模式(普通模式)運轉(zhuǎn)時，控制發(fā)動機和牽弓丨馬達以提供基于車速和加速踏板位置而變化的輸出扭矩，當以從第一模式通過范圍選擇器的移動而啟用的第二模式(運動模式)運轉(zhuǎn)時，對于對應的車速和加速踏板位置而言控制發(fā)動機和牽引馬達以提供比第一模式更高的輸出扭矩，以及當以從第一模式通過降檔選擇器的操作而啟用的第三模式(LID模式)運轉(zhuǎn)時，控制發(fā)動機和牽引馬達使得發(fā)動機轉(zhuǎn)速與車速成比例。在一些實施例中，以第一模式運轉(zhuǎn)包括自動地起動和關(guān)閉發(fā)動機使得在車輛處于移動中的很大一部分時間中發(fā)動機不運行。在一些實施例中，以第二模式運轉(zhuǎn)包括自動地起動和關(guān)閉發(fā)動機使得僅當車輛停車時發(fā)動機關(guān)閉并且一旦釋放制動踏板發(fā)動機就再起動，并且當發(fā)動機運行時，控制發(fā)動機和牽引馬達使得對于基本上相同的車速和加速踏板位置而言發(fā)動機轉(zhuǎn)速比在第一模式中更高。在一些實施例中，以第三模式運轉(zhuǎn)包括一旦進入第三模式則計算虛擬檔位號的初始值，響應于降檔選擇器的操作而減少虛擬檔位號，響應于升檔選擇器的操作而增加虛擬檔位號，并且控制發(fā)動機和牽引馬達使得發(fā)動機轉(zhuǎn)速通過虛擬檔位號確定的比例常數(shù)與車速成比例，虛擬檔位號的值越高發(fā)動機轉(zhuǎn)速越低。以第三模式運轉(zhuǎn)還可包括:響應于巡航控制特征的啟用或加速踏板位置的減小超過關(guān)聯(lián)的閾值，計算代表駕駛員工作量的衡量值(metric)，而且如果衡量值低于關(guān)聯(lián)的工作量閾值，則轉(zhuǎn)換為第一模式。在一些實施例中，當車速減小到閾值以下時發(fā)生從第三模式到第一模式的轉(zhuǎn)換。在一些實施例中，以第二模式運轉(zhuǎn)包括響應于降檔選擇器或升檔選擇器的操作而轉(zhuǎn)換為第四模式。以第四模式運轉(zhuǎn)可包括一旦進入第四模式就計算虛擬檔位號的初始值，響應于降檔選擇器的操作而減小虛擬檔位號，響應于升檔選擇器的操作而增加虛擬檔位號，并且控制發(fā)動機和牽引馬達使得輸出扭矩近似為車速、加速踏板位置和虛擬檔位號的函數(shù)，在基本相等的車速和加速踏板位置處虛擬檔位號的值越高輸出扭矩越低，并且發(fā)動機轉(zhuǎn)速以虛擬檔位號確定的比例常數(shù)與車速成比例，虛擬檔位號的值越高發(fā)動機轉(zhuǎn)速越低。以第四模式運轉(zhuǎn)可包括當升檔選擇器保持了比閾值更長的時間段時轉(zhuǎn)換為第二模式。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的實施例還可包括用于混合動力的動力傳動系統(tǒng)的控制器，其中控制器向發(fā)動機和至少一個牽引馬達發(fā)送控制信號；控制器響應于來自具有至少兩個前進行駛位置的范圍選擇器、升檔選擇器、降檔選擇器以及加速踏板的信號；當范圍選擇器移動至第一前進行駛位置時控制器以第一模式(普通模式)運轉(zhuǎn)；當范圍選擇器移動至第二前進行駛位置時控制器從第一模式轉(zhuǎn)換為第二模式(運動模式)，控制器運轉(zhuǎn)發(fā)動機和至少一個牽引馬達以在第二模式中傳輸比第一模式更高的輸出扭矩；當操作降檔選擇器時控制器從第一模式轉(zhuǎn)換為第三模式(LID模式)，控制器在第三模式中運轉(zhuǎn)發(fā)動機和至少一個牽引馬達使得發(fā)動機轉(zhuǎn)速模擬離散傳動比變速器的運轉(zhuǎn)。在一些實施例中，當操作升檔或降檔選擇器時控制器從第二模式轉(zhuǎn)換為第四模式(SST模式)，控制器在第四模式中運轉(zhuǎn)發(fā)動機和至少一個牽引馬達使得發(fā)動機轉(zhuǎn)速和輸出扭矩模擬離散傳動比變速器的運轉(zhuǎn)。[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，以通過升檔或降檔選擇器的操作從第二模式啟用的第四模式(SST模式)運轉(zhuǎn)控制器，其中發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制為與變速器輸出轉(zhuǎn)速成比例，通過選擇的虛擬檔位號確定比例常數(shù)。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，當以第三或第四模式運轉(zhuǎn)時，控制器基于來自升檔或降檔選擇器的信號而選擇不同的虛擬檔位號。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，當以第三或第四模式運轉(zhuǎn)時，控制器響應于輸出轉(zhuǎn)速的改變而選擇不同的虛擬檔位號。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，響應于輸出轉(zhuǎn)速的改變對較低的虛擬檔位號的選擇導致從第三模式轉(zhuǎn)換為第一模式。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，巡航控制特征的啟用或者加速踏板位置的減小導致從
第三模式轉(zhuǎn)換為第一模式。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，控制器進一步計算駕駛員工作量，并且其中，較高的駕駛員工作量的值禁止從第三模式轉(zhuǎn)換為第一模式。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，車輛包括駕駛員操作的制動踏板，并且其中，當以第二模式或第四模式運轉(zhuǎn)時控制器指令發(fā)動機關(guān)閉并且一旦釋放制動踏板就再起動發(fā)動機。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，當操作升檔或降檔選擇器時控制器從第二模式轉(zhuǎn)換回第四模式(SST模式)，控制器以第四模式運轉(zhuǎn)發(fā)動機和至少一個牽引馬達使得發(fā)動機轉(zhuǎn)速模擬離散傳動比變速器的運轉(zhuǎn)。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，控制器以第四模式運轉(zhuǎn)發(fā)動機和至少一個牽引馬達使得輸出扭矩模擬離散傳動比變速器的運轉(zhuǎn)。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的多個實施例可提供一個或多個優(yōu)點。例如，根據(jù)本發(fā)明用于控制混合動力車輛的系統(tǒng)和方法在具有無級變速器或類似變速箱的混合動力車輛中模擬或模仿自動有級變速器的手動或選擇換檔模式。此外，本發(fā)明的多個策略向混合動力車輛的駕駛員提供更多交互控制以手動地指令動力傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)速和加速從而提供增強的奢侈特性和運動感受。
[0018]單獨或結(jié)合附圖閱讀下文對優(yōu)選的具體實施例的詳細描述，上述優(yōu)點和其它優(yōu)點以及特征將變得顯而易見。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是說明根據(jù)本發(fā)明的混合動力車輛的代表實施例的車輛動力傳動系統(tǒng)、控制器和用戶交互特征的示意圖；
[0020]圖2是說明根據(jù)本發(fā)明實施例的系統(tǒng)或方法的運轉(zhuǎn)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖；
[0021]圖3是說明根據(jù)多個實施例的當處于普通運轉(zhuǎn)模式時系統(tǒng)或方法運轉(zhuǎn)的流程圖；
[0022]圖4是說明根據(jù)本發(fā)明的代表實施例的在車速、加速踏板位置以及車輪扭矩指令之間關(guān)系的圖表；
[0023]圖5是說明根據(jù)多個實施例的當處于實時驅(qū)動(Live-1n_Drive,LID)運轉(zhuǎn)模式時系統(tǒng)或方法運轉(zhuǎn)的流程圖；
[0024]圖6是說明根據(jù)本發(fā)明的代表實施例的在車速、虛擬檔位號、發(fā)動機轉(zhuǎn)速之間關(guān)系的圖表；[0025]圖7是說明根據(jù)本發(fā)明的代表實施例的在實際的加速踏板位置、虛擬檔位號或運轉(zhuǎn)模式以及修改的踏板位置之間關(guān)系的圖表；
[0026]圖8是說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的當轉(zhuǎn)換為LID或選擇換檔變速(SST)運轉(zhuǎn)模式時初始的虛擬檔位號的選擇的流程圖；
[0027]圖9是說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的當處于運動運轉(zhuǎn)模式時系統(tǒng)或方法運轉(zhuǎn)的流程圖；
[0028]圖10是說明根據(jù)本發(fā)明的多個實施例的在特定運轉(zhuǎn)模式中用于關(guān)閉或再起動發(fā)動機的策略運轉(zhuǎn)的流程圖；以及
[0029]圖11是說明根據(jù)本發(fā)明的多個實施例的當處于SST運轉(zhuǎn)模式時系統(tǒng)或方法運轉(zhuǎn)的流程圖。
【具體實施方式】
[0030]根據(jù)需要，本說明書中公開了本發(fā)明具體的實施例；但是，應理解公開的實施例僅為本發(fā)明的示例，其可以多種替代形式實施。附圖無需按比例繪制；可放大或縮小一些特征以顯示特定部件的細節(jié)。所以，此處所公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細節(jié)不應解釋為限定，而僅為教導本領(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)。
[0031]圖1示意地說明了用于混合動力電動車輛的動力傳動系統(tǒng)。動力傳動系統(tǒng)包括可驅(qū)動地連接至行星齒輪架22的內(nèi)燃發(fā)動機20、可驅(qū)動地連接至中心齒輪26的發(fā)電機24以及可驅(qū)動地連接至環(huán)形齒輪30的輸出軸28。當在這些元件之間存在機械能流動路徑時可驅(qū)動地連接它們使得元件的轉(zhuǎn)速約束為基本上成比例。行星齒輪架22支撐一組行星齒輪32使得每個行星齒輪與中心齒輪26和環(huán)形齒輪30處于持續(xù)的嚙合接合。輸出軸28直接地或(例如通過差速總成)間接地驅(qū)動車輪。
[0032]牽引馬達34可驅(qū)動地連接至輸出軸28。發(fā)電機24和牽引馬達34是能將電能轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)的機械能或者將旋轉(zhuǎn)的機械能轉(zhuǎn)換為電能的可逆電機。應該認為術(shù)語“發(fā)電機”和“馬達”僅作為標簽以便于描述的簡便而不限制每個電機的功能或運轉(zhuǎn)。發(fā)電機24和牽引馬達34兩者都電連接至電池36。
[0033]中心齒輪26、齒輪架22和環(huán)形齒輪30的轉(zhuǎn)速是線性相關(guān)的，使得齒輪架22的轉(zhuǎn)速是中心齒輪26和環(huán)形齒輪30的轉(zhuǎn)速的加權(quán)平均。所以，在該設置中沒有將發(fā)動機20的轉(zhuǎn)速約束為與輸出軸28的轉(zhuǎn)速成比例。相反，可通過相應地設置發(fā)電機轉(zhuǎn)速而獨立于車速來選擇或控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速。動力通過機械能傳輸和電能傳輸?shù)慕M合從發(fā)動機傳輸至輸出軸。在一些工況期間，忽略效率損失，發(fā)動機20能產(chǎn)生比傳輸至輸出軸28的動力更多的動力而將動力的差異傳輸至電池36。在其它工況期間，電池36與發(fā)電機24和/或牽引馬達34組合能補充通過發(fā)動機20傳輸?shù)膭恿κ沟酶鄤恿鬏斨凛敵鲚S28。
[0034]發(fā)動機20、發(fā)電機24以及牽引馬達34都響應來自控制器38的控制信號。這些控制信號確定產(chǎn)生的扭矩量。控制器還接收來自發(fā)動機20、發(fā)電機24和牽引馬達34的轉(zhuǎn)速信號以及來自電池36的荷電狀態(tài)信號。控制器從制動踏板40、加速踏板42、變速桿(PRNDS )44、方向盤46、降檔選擇器48、升檔選擇器50以及巡航控制按鈕51接收指示駕駛員意圖的輸入信號。變速桿44允許駕駛員選擇泊車檔(P)、倒車檔(R)、空檔(N)、行駛檔(D)和運動檔(S)行駛模式。[0035]圖2說明了頂層(top level)控制狀態(tài)?？刂破鲝臓顟B(tài)60開始并且一旦駕駛員使用變速桿44選擇行駛檔(D)位置則轉(zhuǎn)換為普通模式62。圖3中的流程圖說明了普通模式中的運轉(zhuǎn)。普通模式從64處開始。在普通模式中，控制器重復執(zhí)行設置輸出扭矩66、設置發(fā)動機模式68以及設置發(fā)動機轉(zhuǎn)速70的操作。在普通模式中，在步驟66處基于加速踏板位置和車速使用表格(例如圖4中說明的表格)而計算目標輸出扭矩。在圖4中，曲線202、204、206、208、210和212分別說明了分別在加速踏板位置的0%、20%、40%、60%、80%和100%處車輪扭矩指令作為車速的函數(shù)?？梢詮臓恳R達轉(zhuǎn)速或車輪轉(zhuǎn)速傳感器計算車速。在步驟68處使用包括電池荷電狀態(tài)、輸出動力指令、加速踏板位置和車速的多種輸入信號將發(fā)動機模式設置為運轉(zhuǎn)或停機。如果發(fā)動機模式為運行，則計算目標發(fā)動機轉(zhuǎn)速以最小化燃料消耗同時傳輸希望的輸出扭矩并保持電池處于希望的荷電狀態(tài)。在該CVT模式中，發(fā)動機轉(zhuǎn)速響應于加速踏板位置和車速而持續(xù)地改變，而不是以離散的速比階梯來改變。最后，調(diào)節(jié)發(fā)動機、發(fā)電機和牽引馬達的運轉(zhuǎn)參數(shù)使得實際的輸出扭矩和發(fā)動機轉(zhuǎn)速趨向選擇的目標。
[0036]再次參考圖2，每次駕駛員啟用降檔選擇器48時，控制器都從普通模式62變換為實時驅(qū)動(LID)模式72。LID模式模擬具有離散傳動比變速器車輛的駕駛體驗。通過圖5的流程圖說明LID模式的運轉(zhuǎn)。一旦進入LID模式，則在步驟74處控制器選擇初始的虛擬傳動比并且隨后重復地執(zhí)行步驟76和66'處設置輸出扭矩、步驟78處設置發(fā)動機轉(zhuǎn)速以及在步驟80和82中更新虛擬傳動比的操作。這些操作中的每者將在下文中另外詳細地討論。如圖2所示，許多狀況導致控制器變換回普通模式62，這些狀況包括車速下降到較低的閾值以下或者自動選擇的降檔。此外，當控制器探測到通過巡航控制51的啟用指示的巡航狀況或者通過加速踏板位置減少指示的松加速踏板狀況并且該狀況持續(xù)一定的預定時間量時觸發(fā)轉(zhuǎn)換。然而，如果在步驟84處控制器探測到較高的駕駛員作業(yè)量，則后一種類型的狀況將不引起轉(zhuǎn)換，例如這些作業(yè)量可通過方向盤46的較大轉(zhuǎn)向，較大的偏航角、俯仰率或側(cè)傾率，或者較高的縱向或側(cè)向加速指示。
[0037]再如圖5所示，在LID模式72中，在步驟78處基于圖6中說明的車速和虛擬檔位號而計算發(fā)動機轉(zhuǎn)速。在圖6中，曲線214和216分別說明作為車速函數(shù)的最小發(fā)動機轉(zhuǎn)速和最大發(fā)動機轉(zhuǎn)速。線218指示最大車速。曲線220、222、224、226、228、230、232和234分別指示處于第一(1st)、第二(2nd)、第三(3rd)、第四(4th)、第五(5th)、第六(6th)、第七(7th)和第八(8th)虛擬檔位中作為車速函數(shù)的目標發(fā)動機轉(zhuǎn)速。對于特定的虛擬檔位號(在說明的代表實施例中為I檔到8檔),就像有級變速器(step ratio transmission)一樣，發(fā)動機轉(zhuǎn)速(We)直接與車速(V)成比例。然而，如果固定的傳動比將導致發(fā)動機轉(zhuǎn)速(We)小于最小發(fā)動機轉(zhuǎn)速(Wemin),則將發(fā)動機轉(zhuǎn)速(We)設置為最小發(fā)動機轉(zhuǎn)速(Wemin)。類似地，發(fā)動機轉(zhuǎn)速(We)不設置為高于最大發(fā)動機轉(zhuǎn)速(We_)。最小和最大發(fā)動機轉(zhuǎn)速都可以是車速(V)的函數(shù)。
[0038]在步驟76中，使用表格(例如圖7中說明的表格)從測量的加速踏板位置計算修改的加速踏板位置。修改的加速踏板位置用于在步驟66'中代替實際踏板位置以計算目標輸出扭矩。在圖7中，曲線240、242、244、246、248、250、252和254分別指示用于第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八虛擬檔位的作為實際踏板位置函數(shù)的修改的踏板位置。選擇圖7中的曲線來模擬具有離散傳動比變速器的動力傳動系統(tǒng)的輸出扭矩容量。特別地，對于給定的任何非零的加速踏板位置，隨著虛擬檔位號(在該示例中為I檔到8檔)的增加，產(chǎn)生的目標輸出扭矩降低。步驟76和66'的組合效果是發(fā)動機和至少一個牽引馬達的運轉(zhuǎn)使得該組合的輸出扭矩對應于多個輸出扭矩函數(shù)中的一者，在加速踏板位置的最大值處對于關(guān)聯(lián)的車速而言每個輸出扭矩函數(shù)具有不同的輸出扭矩。
[0039]再如圖5所示，在步驟80處，控制器檢查升檔選擇器或者降檔選擇器中一者的啟用并相應地調(diào)節(jié)虛擬檔位號。在步驟82中，控制器確定是否需要自動調(diào)節(jié)虛擬檔位號。特別地，可通過車速的增加而觸發(fā)升檔。類似地，當車速減小時可指示降檔。然而，如上文提到的，當指示自動降檔時控制器轉(zhuǎn)換回普通模式62。校準自動換檔標準使得虛擬檔位號的自動改變比傳統(tǒng)的離散傳動比自動變速器中的換檔更為不頻繁(less common)。
[0040]用于計算目標發(fā)動機轉(zhuǎn)速和目標輸出扭矩的算法都利用虛擬檔位號。所以，一旦變換為LID模式就確定初始的虛擬檔位號。在步驟74處，控制器選擇將引起發(fā)動機轉(zhuǎn)速增加的初始虛擬檔位號。設置初始虛擬檔位號的程序?qū)⒃趫D8的流程圖中進一步說明。在步驟84中，控制器使用例如公式或查值表計算Wemax，當前車速時的最大發(fā)動機轉(zhuǎn)速。然后，在步驟86中，控制器計算Gearmin,目標發(fā)動機轉(zhuǎn)速將小于當前車速處的Wemax時的最低虛擬檔位號。可通過重復算法或使用查值表完成這一步。然后，控制器計算當前車速處對應于Gearmin的目標發(fā)動機轉(zhuǎn)速，W (V，Gearmin)。在步驟88中，將這與當前發(fā)動機轉(zhuǎn)速Wemt比較。如果Wemt高于W(V，Gearmin)，那么目標發(fā)動機轉(zhuǎn)速將通過最大發(fā)動機轉(zhuǎn)速來限制。所以，在步驟90中，將目標檔位設置為Gearmin-1且目標發(fā)動機轉(zhuǎn)速設置為Wemax。然而，在Wecurrent小于W(V，Gearfflin)的更加典型的情況中，步驟92選擇將引起相對于當前發(fā)動機轉(zhuǎn)速而增加發(fā)動機轉(zhuǎn)速的最高虛擬檔位號。
[0041]再次參考圖2，無論何時駕駛員將變速桿44移到運動(S)位置，控制器從普通模式62變換為運動模式94。通過圖9中的流程圖說明運動模式的運轉(zhuǎn)?？刂破髦貜蛨?zhí)行96和66"處設置輸出扭矩、99處設置發(fā)動機轉(zhuǎn)速以及98處設置發(fā)動機模式的操作。為了對加速踏板移動提供更加運動的反應，基于如圖7中上部的粗實線238說明的修改的加速踏板位置計算目標輸出扭矩。出于對比，線236說明用于普通模式的對比線。選擇實際的加速踏板位置和修改的加速踏板位置之間的映射使得其值在最小值237處和最大值239處相等，但是對于所有的中間水平而言修改的值更高。
[0042]如圖9所示，在步驟99處使用與普通模式中使用的算法類似的算法設置目標發(fā)動機轉(zhuǎn)速。然而，目標發(fā)動機轉(zhuǎn)速相對于在普通模式中將使用的值按比例增加指定量，例如10%-20%。不同于在普通模式中使用的設置發(fā)動機模式的算法，在步驟98處指示的在運動模式中使用的算法只在車輛靜止且壓下制動踏板時關(guān)閉發(fā)動機。在圖10中說明修改的發(fā)動機模式設置算法。在100處如果發(fā)動機當前是關(guān)閉的，如果在104處車輛正在移動或者在106處制動踏板是釋放的則在步驟102處再起動發(fā)動機。類似地，在100處如果發(fā)動機當前是運行的，在110處如果車輛是靜止的且在112處制動踏板被壓下則在步驟108處關(guān)閉發(fā)動機。
[0043]如圖2所示，當處于運動模式94時如果駕駛員啟用升檔或降檔選擇器中的一者，則控制器轉(zhuǎn)換為選擇換檔變速(SST)模式114。然而，控制器將保持SST模式直到駕駛員通過控制換檔選擇器48或50達數(shù)秒或者通過將變速桿44移動回行駛檔(D)位置而指示希望離開該模式。通過圖11中的流程圖說明SST模式的運轉(zhuǎn)。一旦進入SST模式，如關(guān)于LID模式描述的在74'處選擇初始檔位。在SST模式中，如關(guān)于LID模式描述的，在76'和66'"處設置目標發(fā)動機扭矩而在78'處設置目標發(fā)動機轉(zhuǎn)速以模擬離散傳動比變速器。在SST模式中，在步驟80'處響應于降檔選擇器48和升檔選擇器50的啟用以與LID模式中的方式相同的方式調(diào)節(jié)虛擬檔位號。此外，在116處控制器可響應于車速或加速踏板位置的改變而自動調(diào)節(jié)虛擬檔位號，升檔或降檔。當車輛快要停止時該自動的特征將虛擬檔位號設置為I檔。然而，在步驟118處當車輛靜止時駕駛員可通過操作換檔選擇器而超越該選擇。在SST模式中，發(fā)動機模式取決于虛擬檔位號、車速以及加速踏板位置。在步驟120處，控制器計算發(fā)動機關(guān)閉極限，該極限是低于該加速踏板位置則啟用電力驅(qū)動的加速踏板位置。關(guān)閉極限是輸出動力需求、虛擬檔位號和車速的函數(shù)。通過圖7中的黑色圓圈256說明特定車速和輸出動力需求處用于多個傳動比的關(guān)閉極限。當啟用較高的虛擬檔位號中的一者(即5-8檔)且加速踏板位置小于關(guān)閉極限時，使用普通模式的普通發(fā)動機模式算法68'。在122處如果啟用較低的虛擬檔位號(即1-4檔)或者加速踏板位置高于發(fā)動機關(guān)閉極限，則使用運動檔和LID模式的更加約束的算法98'。
[0044]如通過上文描述的代表實施例說明的，根據(jù)本發(fā)明的多個實施例能提供了一個或多個優(yōu)點，例如在具有無級變速器或類似變速箱的混合動力車輛中模擬自動有級變速器的手動或選擇換檔模式。此外，本發(fā)明的多個策略向混合動力車輛的駕駛員提供更多交互控制以手動地指令動力傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)速和加速從而提供改善的奢侈特性和運動感受。
[0045]雖然上文描述了示例性實施例，但是并不意味著這些實施例描述了本發(fā)明的所有可能的形式。相反，說明書中使用的詞語為描述性詞語而非限定，并且應理解可作出各種改變而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。此外，可組合多個執(zhí)行實施例的特征以形成本發(fā)明的進一步的實施例。雖然已經(jīng)對一個或多個希望的特征描述了提供優(yōu)點的或優(yōu)于其它實施例的多個實施例，但是本【技術(shù)領(lǐng)域】中的普通技術(shù)人員應理解可以折衷一個或多個特性以實現(xiàn)希望的系統(tǒng)屬性，該屬性取決于具體的應用和實施方式。這些屬性包括但不限于:成本、強度、耐用性、生命周期成本、可銷售性、外觀、包裝、尺寸、可維修性、重量、可制造性、裝配的便利性等。對于一個或多個特性描述的可取性低于其它實施例或現(xiàn)有技術(shù)實施方式的本發(fā)明中的實施例描述為沒有在本發(fā)明的范圍之外并且可能對于特定應用是可取的。
【權(quán)利要求】
1.一種控制具有牽引馬達和發(fā)動機的混合動力車輛的方法，包含: 當以第一模式運轉(zhuǎn)時，控制所述發(fā)動機和牽引馬達以提供基于車速和加速踏板位置變化的輸出扭矩； 當以通過范圍選擇器的移動從第一模式激活的第二模式運轉(zhuǎn)時，對于對應的車速和加速踏板位置而言控制所述發(fā)動機和牽引馬達以提供比第一模式更高的輸出扭矩；以及當以通過降檔選擇器的操作從所述第一模式啟用的第三模式運轉(zhuǎn)時，控制所述發(fā)動機和牽引馬達使得所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速與車速成比例。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，以所述第一模式運轉(zhuǎn)包含: 自動地起動和關(guān)閉所述發(fā)動機使得在所述車輛處于移動中的很大一部分時間內(nèi)所述發(fā)動機不運行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述車輛包括制動踏板，并且其中，以所述第二模式運轉(zhuǎn)包含: 自動地起動和關(guān)閉所述發(fā)動機使得僅在車輛停車時關(guān)閉所述發(fā)動機而一旦釋放所述制動踏板就再起動所述發(fā)動機；以及 當所述發(fā)動機正在運行時，控制所述發(fā)動機和牽引馬達使得對于基本相同的車速和加速踏板位置而言所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于所述第一模式中的轉(zhuǎn)速。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，以所述三模式運轉(zhuǎn)包含: 一旦進入所述第三模式就計算虛擬檔位號的初始值； 響應于所述降檔選擇器的操作而減小所述虛擬檔位號； 響應于升檔選擇器的操作而增加所述虛擬檔位號；以及 控制所述發(fā)動機和牽引馬達使得所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速以所述虛擬檔位號確定的比例常數(shù)與所述車速成比例，所述虛擬檔位號的值越高所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速越低。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，以所述第三模式運轉(zhuǎn)進一步包含:當車速減小到閾值以下時轉(zhuǎn)換至所述第一模式。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，以所述第三模式運轉(zhuǎn)進一步包含: 響應于巡航控制特征的啟用或加速踏板位置的減小超過關(guān)聯(lián)的閾值，計算代表駕駛員工作量的衡量值；以及 如果所述衡量值低于關(guān)聯(lián)的工作量閾值，則轉(zhuǎn)換為所述第一模式。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，以所述第二模式運轉(zhuǎn)進一步包含:響應于所述降檔選擇器或升檔選擇器的操作而轉(zhuǎn)換為第四模式，以所述第四模式運轉(zhuǎn)包含: 一旦進入所述第四模式就計算虛擬檔位號的初始值； 響應于所述降檔選擇器的操作而減小所述虛擬檔位號； 響應于升檔選擇器的操作而增加所述虛擬檔位號；以及 控制所述發(fā)動機和牽引馬達使得: 所述輸出扭矩大約為車速、加速踏板位置和虛擬檔位號的函數(shù)，在基本相等的車速和加速踏板位置處虛擬檔位號的值越高輸出扭矩越低；以及 所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速以所述虛擬檔位號確定的比例常數(shù)與所述車速成比例，所述虛擬檔位號的值越高所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速越低。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，以所述第四模式運轉(zhuǎn)進一步包含:當所述升檔選擇器保持的時間段比閾值長時轉(zhuǎn)換為所述第二模式。
9.一種混合動力電動車輛,包含: 內(nèi)燃發(fā)動機； 具有可驅(qū)動地連接至所述內(nèi)燃發(fā)動機的輸入軸的無級變速器，所述變速器包括至少一個牽引馬達，所述變速器具有輸出轉(zhuǎn)速和輸出扭矩； 具有第一和第二前進行駛位置的駕駛員操作的范圍選擇器； 駕駛員操作的升檔和降檔選擇器； 駕駛員操作的加速踏板；以及 與所述范圍選擇器、所述升檔及降檔選擇器、所述加速踏板、所述內(nèi)燃發(fā)動機和所述變速器通信的控制器，所述控制器以多個運轉(zhuǎn)模式運轉(zhuǎn)所述車輛，所述運轉(zhuǎn)模式包括: 第一模式，對應于所述范圍選擇器的第一位置； 第二模式，對應于所述范圍選擇器的第二位置，其中在基本相等的加速踏板位置和車速處所述控制器運轉(zhuǎn)所述發(fā)動機和馬達以提供高于所述第一模式的輸出扭矩；以及 第三模式，通過所述降檔選擇器的操作從所述第一模式啟用，其中所述控制器基于選擇的虛擬檔位號控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速以與輸出轉(zhuǎn)速成比例。
10.一種用于混合動力的動力傳動系統(tǒng)的控制器,其特征在于: 所述控制器向發(fā)動機和至少一`個牽引馬達發(fā)送導致發(fā)動機運轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速和輸出扭矩的控制信號； 所述控制器響應來自具有至少兩個行駛位置的范圍選擇器、升檔選擇器、降檔選擇器和加速踏板的信號； 當所述范圍選擇器移動至第一前進行駛位置時所述控制器以第一模式運轉(zhuǎn)； 當所述范圍選擇器移動至第二前進行駛位置時所述控制器從所述第一模式轉(zhuǎn)換為所述第二模式，所述控制器運轉(zhuǎn)所述發(fā)動機和所述至少一個牽引馬達以在所述第二模式中傳輸比在所述第一模式中更多的輸出扭矩；以及 當操作所述降檔選擇器時所述控制器從所述第一模式轉(zhuǎn)換為第三模式，所述控制器在所述第三模式中運轉(zhuǎn)所述發(fā)動機和所述至少一個牽引馬達使得所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速模擬離散傳動比變速器的所述運轉(zhuǎn)。
【文檔編號】B60W20/00GK103523020SQ201310268915
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年6月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月2日
【發(fā)明者】王青, 鄺明朗, 菲利普·喬布什·衛(wèi)絲, 杰弗里·倫道夫·霍姆斯, 瑞恩·亞伯拉罕·麥吉, 法扎爾·阿拉曼·塞伊德 申請人:福特全球技術(shù)公司