用于控制混合动力车辆中发动机转速的系统和方法与流程

文档序号:16778381发布日期:2019-02-01 18:54阅读:200来源:国知局
用于控制混合动力车辆中发动机转速的系统和方法与流程

本说明书总体涉及用于控制混合动力车辆发动机转速以在瞬态操作状况期间模拟固定比变速器同时在稳态状况期间将发动机转速控制到关于燃料经济性的最佳发动机转速的方法和系统。



背景技术:

例如动力分配混合动力和串联混合动力的混合动力电动车辆(hev)动力传动系统使发动机转速可以独立于车辆速度地被选择以及以与车辆加速度无关的速率进行修改。可选地,配备有手动或自动阶梯传动比变速器的车辆在发动机转速下依照车辆速度的固定比进行操作。更具体地,除了在从其中一个可用齿轮比到另一个的转换之外,发动机转速和发动机转速的变化率与车辆速度及其加速或减速相关联。

将发动机转速与车辆速度分离的能力提供了改善燃料经济性的关键因素。例如,在给定请求的驾驶员动力需求和/或对电池充电或放电的情况下,发动机可以在最有效的操作点操作,由此使发动机的转换效率最大化,并且由此使动力传动系统损失最小化。

然而,在一些示例中,独立于车辆速度改变发动机转速的能力会导致对于习惯于例如具有阶梯传动比变速器的车辆动力传动系统的车辆操作者来说不直观的发动机转速行为。在一种方法中,考虑到发动机转速的独立性质,可以将发动机转速与车辆速度比限制为一组固定齿轮比,然而这会以牺牲燃料经济性的改善为代价。



技术实现要素:

发明人在此已经认识到这些问题,并且已经开发了至少部分地解决它们的系统和方法。在一个示例中,提供了一种方法,该方法包括在稳态状况期间将推进车辆的发动机控制到关于燃料经济性的最佳发动机转速。该方法可以包括响应于加速或减速请求,将速率限制应用到关于燃料经济性的最佳发动机转速与车辆速度(e/v)比以获得目标e/v比,并且进一步可以包括如果目标转速低于与最佳发动机转速的阈值差,则将发动机控制到目标转速。以这种方式,可以将发动机转速选择为可以模拟阶梯传动比变速器的关键行为,即发动机转速的变化率与车辆加速/减速的速率相关联,同时在稳态操作期间以关于燃料经济性的最佳发动机转速操作发动机。

在一个示例中,车辆可以包括混合动力车辆,其中发动机转速可独立于车辆速度而被控制。例如,混合动力车辆可包括串联混合动力或动力分配混合动力。

在另一示例中,该方法可以包括响应于目标转速超出与最佳发动机转速的阈值差,将目标e/v比设定为等于最佳e/v比,并且可以进一步包括基于最佳e/v比将发动机控制到最佳发动机转速。在这样的示例中,该方法可以包括使配置用于将发动机扭矩传递到车辆的一个或多个车轮的变速器中的齿轮比转换到比先前的齿轮比更低的齿轮比,同时将目标e/v比设定为等于最佳e/v比,并且基于最佳e/v比将发动机控制到最佳转速。

本说明书的上述优点和其他优点以及特征在单独或结合附图时从以下详细描述中将是显而易见的。

应当理解的是,提供以上概述是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一些概念。其并不意味着标识所要求保护的主题的关键或必要特征,所要求保护的主题的范围由具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外,所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提到的任何不足的实施方式。

附图说明

图1a示出了混合动力电动车辆(hev)系统中的示例动力传动系统;

图1b示出了混合动力电动车辆系统的发动机的示意图;

图2示出了用于控制混合动力电动车辆系统中的发动机转速的高度示例方法;

图3示出了根据图2所示的方法用于稳态车辆操作状况期间在瞬态加速/减速情况下控制发动机转速的示例时间线;

图4示出了根据图2所示的方法用于从静止加速期间控制发动机转速的示例时间线;

图5示出了根据图2所示的方法用于在减速状况期间控制发动机转速以模拟降挡的示例时间线。

具体实施方式

以下描述涉及用于模拟阶梯传动比变速器的关键行为——即发动机转速的变化率与车辆加速/减速速率相关联——的发动机转速控制,同时在稳态操作期间使发动机以关于燃油经济性效益的最佳转速操作的系统和方法。在此讨论,可以理解的是,稳态操作包括大体恒定的加速踏板位置,使得车辆不经历明显的加速或减速。这些方法可以应用于能够独立于车辆速度控制发动机转速的混合动力车辆,例如图1a所示的混合动力电动车辆。这种混合动力车辆可包括内燃发动机,例如图1b所示的内燃发动机。在图2示出了一种方法,该方法用于模拟阶梯传动比变速器的关键行为,同时在稳态操作期间以关于燃料经济性效益的最佳转速操作发动机。在图3中示出了用于在稳态操作的瞬态加速/减速期间控制发动机转速的示例时间线。在图4中示出了在从静止加速期间用于将发动机转速的速率与车辆加速的速率相关联的示例时间线。

现在转到附图,图1a包括车辆系统100的示意性框图表示,其用于示出根据本发明的用于控制车辆动力传动系统的系统或方法的一个实施例。车辆系统100总体表示具有带内燃发动机(ice)12的混合动力电动动力传动系统的任何车辆。在所描述的实施例中,车辆系统100是混合动力电动车辆(hev)系统,其中动力传动系统11包括内燃发动机12、电池46和电机(例如马达和/或发电机)。然而,应当理解的是,在可选实施例中,这里讨论的控制方法可以应用于其他混合动力车辆配置,例如串联混合动力。在车辆系统100包括串联混合动力的情况下,可以理解的是,这样的车辆可以仅接收来自电动马达的机械动力,该电动马达可以由操作例如发电机的电池或汽油动力发动机操作。

车辆动力传动系统11包括发动机12和经由齿轮组连接到发动机的电机(在此描述为发电机14)。这样,发电机14也可以被称为电机,因为它可以作为马达或发电机操作。发动机12和发电机14通过动力传输单元或变速器连接,在该实施例中,动力传输单元或变速器由行星齿轮组16实现。行星齿轮组16包括环形齿轮18、齿轮架20、行星齿轮22和中心齿轮24。其他类型的动力传输单元(包括其他齿轮组和变速器)可用于将发动机12连接至发电机14。可以理解的是,动力传动系统11可以以各种方式配置,包括并联、串联或串-并联混合动力车辆。此外,可以理解的是,在一些示例中,车辆系统100可以包括其中不存在改变变速器齿轮比的机会的车辆,然而车辆系统100在一些其他示例中可以包括其中变速器齿轮比可以变化的车辆。例如,车辆系统100在一些示例中可以包括具有可换挡的动力分配、串联或者连续可变的动力传动系统,或者换句话说,可以具有改变变速器齿轮比的能力。

发电机14可以用于提供电流以给电池46充电或操作马达40。可选地,发电机14可以作为马达操作,以向连接到中心齿轮24的轴26提供输出扭矩。类似地,发动机12的操作向连接到齿轮架20的轴28提供扭矩。设置制动器30以选择性地停止轴26的旋转,由此将中心齿轮24锁定就位。由于该配置允许扭矩从发电机14传递到发动机12,因此设置单向离合器32,使得轴28仅在一个方向上旋转。此外,当需要时并且在需要的情况下,发电机14可通过行星齿轮组16和轴28控制发动机12的转速。

环形齿轮18连接到轴34,轴34通过第二齿轮组38连接到车辆驱动轮36。车辆系统100还包括马达40,其可用于向轴42输出扭矩。马达40也可以被称作电机,因为它可以作为马达或发电机操作。特别地,电池46可以被配置为给电机供电并且将其作为马达操作。在本发明范围内的其他车辆可以具有不同的电机布置,例如比这里描述的两个电机(发电机14和马达40)更多或更少。在图1a所示的实施例中,两个电机14、40可以使用来自电池46或另一电流源的电流作为马达操作,以提供所需的输出扭矩。可选地,两个电机14、40可以作为向高压总线44和/或由高压电池46表示的能量存储装置供应电力的发电机操作。可以使用的其他类型的能量存储装置和/或输出设备包括例如电容器组、燃料电池、飞轮等。

如图1a所示,马达40、发电机14、行星齿轮组16和第二齿轮组38的一部分总体可以称为驱动桥48。以硬件和/或软件实现的一个或多个控制器50被设置用于控制发动机12和驱动桥48的部件。在图1a的实施例中,控制器50是车辆系统控制器(vsc)。虽然vsc50显示为单个控制器,但它可以包含多个硬件和/或软件控制器。例如,vsc50可以包括单独的动力传动系统控制模块(pcm),其可以是嵌入在vsc50内的软件,或者pcm可以由具有相应软件的单独硬件装置实现。本领域普通技术人员将认识到的是,控制器可以由专用硬件装置实现,该专用硬件装置可以包括编程逻辑和/或执行计算机可读指令以控制车辆和动力传动系统的嵌入式微处理器。控制器局域网(can)52可用于在vsc50、驱动桥48以及一个或多个其他控制器(例如电池控制模块(bcm)54)之间通信控制数据和/或命令。例如,bcm54可以通信如电池温度、荷电状态(soc)、放电功率限制的数据,和/或电池46的其他操作状况或参数。除了电池46之外的装置还可以具有与vsc50通信的专用控制器或控制模块,以实施车辆和动力传动系统的控制。例如,发动机控制单元(ecu)可以与vsc50通信以控制发动机12的操作。此外,驱动桥48可以包括一个或多个控制器,例如驱动桥控制模块(tcm),其配置用于控制驱动桥48内的特定部件,如发电机14和/或马达40。

任何或全部的各种控制器或控制模块(例如vsc50和bcm54)可以包括与存储器管理单元(mmu)2通信的基于微处理器的中央处理单元(cpu)10,其管理各种计算机可读存储介质74。计算机可读存储介质优选地包括各种类型的易失性和非易失性存储器,如只读存储器(rom)17、随机存取存储器(ram)8和磨损修正系数存储器(kam)7。计算机可读存储介质可以使用许多已知的临时和/或永久存储装置中的任何一个来实现,例如prom(可编程序只读存储器)、eprom(可擦可编程只读存储器)、eeprom(电可擦除只读存储器)、闪存、或任何其他电、磁、光或组合存储器,该存储器能够存储cpu10在控制发动机、车辆或各种子系统时使用的数据、代码、指令、校准信息、操作变量等。对于不包括mmu2的控制器体系结构,cpu10可以直接与一个或多个存储介质74通信。cpu10经由输入/输出(i/o)接口82与发动机、车辆等的各种传感器和致动器通信。

控制器50可以从人类操作者102或自主控制器接收操作者请求的车辆推进系统100输出的指示。例如,控制器50可以从与踏板192通信的踏板位置传感器194接收感测反馈。踏板192可以示意性地指代加速踏板。类似地,控制器50可以经由人类操作者102或自主控制器接收操作者请求的车辆制动的指示。例如,控制器50可以从与制动踏板156通信的踏板位置传感器157接收感测反馈。

车辆系统100还可以包括一个或多个排放控制装置56。这些装置可以包括例如用于收集燃料蒸汽以减少排放的碳罐。有时可以净化碳罐,使得收集的蒸汽进入发动机进气系统并且燃烧。排放控制装置56还可以包括处理发动机12废气的各种配置中的一个或多个催化剂或催化反应器。除了排放控制器或装置56之外,车辆系统100还可以包括一个或多个发动机或马达驱动的附件(ac/dc)58。由于附件58使用由发动机12产生的扭矩和/或来自电池46和/或电机14、40的电能,因此可以通过vsc50选择性地控制一个或多个附件58以更精确地控制当接近燃烧稳定极限操作时发动机12的扭矩产生。例如,空调系统可以包括压缩机59,在所选操作模式期间由控制器调节压缩机59的操作,以更精确地控制发动机12的操作。

在一些示例中,车辆系统100可以包括防抱死制动系统(abs)113。abs可包括例如车轮转速传感器114。abs可以进一步包括在制动液压装置(未示出)内的至少两个液压阀(未示出)。控制器50可以监测每个车轮的转速,并且响应于检测到车轮旋转明显慢于其他车轮,可以控制abs113减小受影响车轮处的制动器115的液压,从而减小所述车轮上的制动力。可选地,响应于检测到车轮旋转明显快于其他车轮,可以控制abs113增加受影响车轮处的制动器的液压,从而增加所述车轮上的制动力。在更进一步的情况下,如下面将进一步详细讨论的,abs113可以在一个或多个车轮处命令增加的制动压力,以便响应于发动机12的减速来阻止车辆的向前运动。这里,经由abs113增加一个或多个车轮处的制动压力可以被称为启动或应用一个或多个车轮制动器。

在一些示例中,车辆系统100还可以包括电子驻车制动系统151。例如,电子驻车制动系统可以与车辆控制器50结合使用,以接合或释放电子驻车制动器152。在一些示例中,如上所述,当发动机12在发动机加速之后旋转减慢时,车辆控制器可以利用电子制动系统151来接合电子驻车制动器152。

参考图1b,示出了内燃发动机12的详细视图,其包括多个汽缸,其中一个汽缸在图1b中示出。发动机12由控制器50控制。发动机12包括燃烧室30b和汽缸壁32b,活塞36b定位在其中并连接到曲轴40b。燃烧室30b示出为经由相应的进气阀52b和排气阀54b与进气歧管44b和排气歧管48b连通。每个进气阀和排气阀可以由进气凸轮51b和排气凸轮53b操作。进气凸轮51b的位置可以由进气凸轮传感器55b确定。排气凸轮53b的位置可以由排气凸轮传感器57b确定。进气凸轮51b和排气凸轮53b可相对于曲轴40b移动。进气阀可以通过进气阀停用机构59b停用并保持在关闭状态。排气阀可以经由排气阀停用机构58b停用并保持在关闭状态。

燃料喷射器66b被示出为定位成将燃料直接喷射到汽缸30b中,这是本领域技术人员已知的直接喷射。可选地,可以将燃料喷射到进气口,这是本领域技术人员已知的进气口喷射。燃料喷射器66b与来自控制器50的信号的脉冲宽度成比例地输送液体燃料。燃料通过燃料系统175b输送到燃料喷射器66b,燃料系统175b包括罐和泵。另外,进气歧管44b示出为与可选的电子节气门62b(例如,蝶形阀)连通,该电子节气门62b调节节流板64b的位置以控制从空气滤清器43b和进气口42b到进气歧管44b的气流。节气门62b调节从发动机进气口42b中的空气滤清器43b到进气歧管44b的气流。在一些示例中,节气门62b和节流板64b可定位在进气阀52b和进气歧管44b之间,以使节气门62b是端口节气门。

无分电器点火系统88b响应于控制器50经由火花塞92b向燃烧室30b提供点火火花。通用废气氧(uego)传感器126b示出为连接到排气歧管48b,排气歧管48b在排气流方向上处于催化转化器70b上游。可选地,双态排气氧传感器可以代替uego传感器126b。

在一个示例中,转换器70b可以包括多个催化剂砖。在另一示例中,可以使用多个排放控制装置,每个排放控制装置具有多个砖。在一个示例中,转换器70b可以是三元型催化剂。

在图1b中以传统的微型计算机示出了控制器50,其包括:微处理器单元10、输入/输出口82、只读存储器17(例如非暂时性存储器)、随机存取存储器8、磨损修正系数存储器7和常规数据总线。本文提到的其他控制器可具有类似的处理器和存储器配置。除了先前讨论的那些信号之外,控制器50示出了从连接到发动机12的传感器接收各种信号,其包括:来自连接到冷却套管114b的温度传感器112b的发动机冷却剂温度(ect);来自连接到进气歧管44b的压力传感器122b的发动机歧管压力(map)的测量结果;来自感测曲轴40b位置的霍尔效应传感器118b的发动机位置传感器;来自传感器120b的进入发动机的空气质量的测量结果;以及来自传感器58b的节气门位置的测量结果。气压也可以被感测(传感器未示出)以由控制器50处理。在本说明书的优选方面,发动机位置传感器118b在曲轴的每转产生预定数量的等间隔脉冲,由此可以确定发动机转速(rpm)。在一些示例中,控制器50可以从人/机界面115b(例如按钮或触摸屏显示器)接收输入。

在操作期间,发动机12内的每个汽缸通常经历四冲程循环:该循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。在进气冲程期间,总体上,排气阀54b关闭并且进气阀52b打开。空气经由进气歧管44b引入燃烧室30b,并且活塞36b移动到汽缸的底部,以增加燃烧室30b内的容积。活塞36b靠近汽缸底部并且在其行程终点时(例如,当燃烧室30b处于其最大容积时)的位置通常被本领域技术人员称为下止点(bdc)。在压缩冲程期间,进气阀52b和排气阀54b关闭。活塞36b朝向汽缸盖移动,以便压缩燃烧室30b内的空气。活塞36b处于其行程终点并且最靠近汽缸盖(例如,当燃烧室30b处于其最小容积时)的点通常被本领域技术人员称为上止点(tdc)。在下文称为喷射的过程中,燃料被引入到燃烧室中。在下文称为点火的过程中,喷射的燃料被已知的点火装置(如火花塞92b)点燃,导致燃烧。在膨胀冲程期间,膨胀的气体将活塞36b推回到bdc。曲轴40b将活塞运动转换成旋转轴的旋转扭矩。最后,在排气冲程期间,排气阀54b打开以将燃烧的空气-燃料混合物释放到排气歧管48b,并且活塞返回到tdc。注意到的是,以上仅作为示例示出,并且进气阀和排气阀打开和/或关闭正时可以变化,例如以提供正或负气阀重叠、后进气阀关闭或各种其他示例。

现在转向图2,示出了用于控制混合动力车辆系统(例如100)中的发动机转速的高度示例方法200。更具体地,方法200可以包括根据车辆操作状况差动地控制发动机转速。差动地控制发动机转速可以包括在车辆正在加速/减速的状况下将发动机转速的变化率与车辆加速/减速的速率联系起来,同时在稳态操作期间以关于燃料经济性的最佳转速操作发动机。

参考本文描述并在图1a-1b中示出的系统来描述方法200,但应当理解的是,在不脱离本公开的范围的情况下,类似的方法可以应用于其他系统。方法200可以由如图1a中的控制器50的控制器执行,并且可以作为非暂时性存储器中的可执行指令存储在控制器中。用于执行方法200和本文包括的其余方法的指令可以由控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并结合从发动机系统的传感器(例如参考图1a-1b的上述传感器)接收的信号来执行。根据下面描述的方法,控制器可以采用发动机系统致动器,例如节气门(例如62b)、火花塞(例如92b)、燃料喷射器(例如66b)等。

方法200开始于205,并且可以包括表明发动机(例如12)是否在操作。如果表明发动机正在燃烧空气和燃料,则可以表明发动机正在操作。例如,如果燃料被喷射到一个或多个发动机汽缸的一个或多个燃烧室(例如30b)中,如果经由一个或多个火花塞向一个或多个发动机汽缸提供火花等,则发动机在操作。如果在205处表明发动机未操作,则方法200可以进行到210。在210处,方法200可以包括维持当前车辆操作状况。例如,如果车辆正在以纯电动操作模式操作,则可以继续纯电动操作。然后方法200可以结束。

返回到205,响应于表明发动机正在操作,方法200可以进行到215。在215处,方法200可以包括确定发动机转速与车辆速度比。例如,发动机位置传感器(例如118b)可用于表明发动机转速(例如rpm),并且一个或多个车轮传感器(例如114)可用于表明车辆速度。

响应于在步骤215确定的发动机转速与车辆速度比,方法200可以进行到220。在220处,方法200可以包括表明车辆操作者是否请求车辆加速或减速。例如,响应于车辆操作者(例如102)按下加速踏板(例如192),可以经由控制器表明加速请求。可选地,响应于车辆操作者释放施加在加速踏板上的压力,可以经由控制器表明减速请求。仍在其他示例中,减速请求可以包括车辆操作者按下制动踏板(例如156)。

如果在220处未表明加速或减速请求,则方法200可以进行到225。可以理解的是,如果表明未请求加速/减速,则车辆在稳态状况下操作。在225处,方法200可以包括确定关于燃料经济效益的最佳发动机转速(rpm)。换句话说,最佳发动机转速可以包括对于节省燃料或最有效地利用燃料而言的最佳发动机转速。最佳发动机转速(以及最佳发动机转速与车辆速度比)可以根据车辆速度、驾驶员要求车轮扭矩(对应于车轮动力)、电池荷电状态、电池温度、变速器挡位状态、燃料存储水平等而变化。响应于在225处确定最佳发动机转速,方法200可以进行到230。在230处,方法200可以包括将目标发动机转速设定为等于在步骤225处表明的最佳发动机转速。换句话说,控制器(例如50)可以将目标发动机转速设定为等于最佳发动机转速。

进行到235,方法200可以包括将发动机转速控制到目标发动机转速(或将发动机转速保持在目标发动机转速)。可以利用一个或多个发动机致动器来将发动机转速控制到目标发动机转速,或者将发动机转速维持在目标发动机转速。例如,控制器可以控制节气门(例如62b)的位置以控制发动机吸入的空气量,经由一个或多个火花塞(例如92b)调节提供给一个或多个发动机汽缸燃烧室的点火正时,经由一个或多个燃料喷射器(例如66b)等增加或减少向一个或多个发动机汽缸燃烧室的燃料喷射。在发动机转速被控制到目标发动机转速的情况下,可以理解的是,在不要求加速/减速的稳态状况期间,发动机转速与车辆速度比可以包括关于燃料经济性益处的最佳发动机转速与车辆速度比。换句话说,当车辆在稳态状况下巡航时,可以将发动机转速控制到最佳发动机转速,从而可以实现燃料经济性益处。

在发动机转速被控制到最佳发动机转速的情况下,并且因此,在发动机以关于燃料经济性的最佳发动机转速操作的情况下,方法200可以返回到205。这样,方法200可以对在至少部分地经由发动机推进车辆时的变化状况进行响应。

返回220,如果表明请求加速/减速,则方法200可以进行到240。在240处,方法200可以包括表明最佳发动机转速与车辆速度比。最佳发动机转速与车辆速度比可以根据燃料经济性、电池soc、驾驶员需求、变速器挡位状态、电池温度、燃料存储水平等而变化。可以理解的是,在车辆正在巡航并且在加速踏板位置中存在变化的情况下,由此加速踏板位置的这种变化会导致车轮动力需求的变化以及关于燃料经济性的最佳发动机转速的相应变化。然而,如果响应于加速踏板位置的变化允许发动机转速匹配到最佳发动机转速,则会存在发动机转速行为对于习惯于阶梯传动比变速器的驾驶员而言不直观的情况。换句话说,在加速/减速事件(在本文中也被称为瞬态)期间,最佳发动机转速可以以相对于车辆加速不直观地快或慢的速率改变。因此,等效最佳发动机转速与车辆速度比会因此在加速/减速期间(例如在瞬态期间)连续地改变。如上所述,在如关于图1a描述的车辆推进系统中,可以将发动机转速与车辆速度比限定为一组固定齿轮比,然而这种解决方案会以牺牲改善燃料经济性的机会为代价。

相应地,进行到245,方法200可以包括将速率限制应用于最佳发动机转速与车辆速度比,以确定目标发动机转速与车辆速度比。可以理解的是,速率限制可以包括存储在车辆控制器(例如50)处的算法。

速率限制可以应用于在240处确定的最佳发动机转速与车辆速度比,使得可以表明目标发动机转速与车辆速度比。速率限制可以根据所请求的加速/减速水平、发动机转速、车辆速度、变速器挡位状态、车辆是否至少部分地经由马达(例如40)被推进等而变化。换句话说,速率限制可以根据多个车辆操作状况而变化。

响应于在245处表明的目标发动机转速与车辆速度比,方法200可进行到250。在250处,方法200可包括由目标发动机转速与车辆速度比确定或计算目标发动机转速。换句话说,利用在步骤245确定的目标发动机转速与车辆速度比,可以经由例如车轮速度传感器(例如114)表明车辆速度。在确定目标比并表明车辆速度的情况下,可以根据下面限定的等式(1)经由控制器确定目标发动机转速:

(1)[目标(es/vs)比]=[目标es]/[vs];

其中es是发动机转速,并且vs是当前车辆速度。

因此,如由等式(1)中可以理解的,通过将车辆速度(vs)乘以目标发动机转速与车辆速度比,可以确定目标发动机转速。

当在250处确定目标发动机转速的情况下,方法200可以进行到255。在255,方法200可以包括将发动机转速控制到目标发动机转速。类似于上面在235处讨论的,在255处,将发动机转速控制到目标发动机转速可以包括利用一个或多个发动机致动器来将发动机转速控制到目标发动机转速。示例包括控制节气门(例如62b)的位置,经由一个或多个火花塞(例如92b)控制点火正时,经由一个或多个燃料喷射器(例如66b)增加或减少喷射到一个或多个发动机汽缸燃烧室的燃料等。可以理解的是,将发动机转速控制到目标发动机转速包括将发动机转速和发动机转速变化率与车辆速度相连。换句话说,在255处,发动机转速和发动机转速变化率与车辆速度相关联,使得并非独立于车辆速度地控制发动机转速。

进行到260,方法200可以包括表明目标发动机转速是否超出从最佳发动机转速的预定阈值差,其中最佳发动机转速可以理解为在步骤240表明。例如,预定阈值差可以包括30rpm(转/分钟)、40rpm、50rpm、60rpm、70rpm、80rpm、90rpm或高于90rpm。

如果在260处表明目标发动机转速未超过与最佳发动机转速的阈值差,则方法200可以返回到220,并且可以包括表明是否仍然请求加速/减速。换句话说,车辆操作者可以仍在请求车辆加速或请求减速。相应地,如果在确定目标发动机转速未超过与最佳发动机转速的阈值差的状况下请求加速/减速,则方法200可以如上所述从220进行到260。此外,可以理解的是,通过从方法200的步骤260返回到步骤220,只要车辆正在加速/减速,就连续地执行如步骤240-260所限定的将发动机转速控制到目标发动机转速的顺序。换句话说,可以理解的是,在加速/减速(例如瞬态)事件期间,最佳发动机转速与车辆速度比可以根据加速/减速请求和当前车辆速度连续变化,并且因此,可以连续地应用速率限制以改变最佳发动机转速与车辆速度比,使得可以连续更新目标发动机转速。

可选地,如果在260处,表明目标发动机转速超出与最佳发动机转速的预定阈值差,则方法200可以进行到265。在265处,方法200可以包括将目标发动机转速与车辆速度比(在步骤245处表明)设定为等于最佳发动机转速与车辆速度比(在步骤240处表明),并且还可以包括将发动机转速控制到最佳发动机转速。将发动机转速控制到最佳发动机转速可以包括控制节气门(例如62b)的位置、经由一个或多个火花塞(例如92b)控制点火正时、增加或减少经由一个或多个燃料喷射器(例如66b)向一个或多个发动机汽缸燃烧室喷射的燃料等。换句话说,响应于表明目标发动机转速超出与最佳发动机转速的阈值差,目标发动机转速与车辆速度比可以被重置为最佳发动机转速与车辆速度比,从而使发动机转速回到关于燃料经济效益的最佳转速,同时还模拟阶梯传动比变速器(如将参考图4进一步详细讨论的)。

此外,虽然在方法200的步骤265中未明确示出,但可以理解的是,在一些示例中,该方法可以包括使配置用于将发动机扭矩传递到车辆的一个或多个车轮的变速器(例如16)的齿轮比变成比先前的齿轮比更低的齿轮比,同时将目标发动机转速与车辆速度比设定为等于最佳发动机转速与车辆速度比并且基于最佳发动机转速与车辆速度比将发动机控制到最佳转速。这些示例可以包括具有能够改变齿轮比的能力的动力分配、串联和/或连续可变的动力传动系统。以这种方式,可以通过将目标发动机转速与车辆速度比设定为等于最佳发动机转速与车辆速度比并且将发动机控制到最佳发动机转速来模拟固定比挡位变化。

在将目标发动机转速与车辆速度比设定为最佳发动机转速与车辆速度比之后,方法200可以返回到220,其中可以表明是否仍然请求加速/减速。换句话说,只要车辆正在加速/减速,在目标发动机转速和最佳发动机转速之间的差小于预定阈值差时,则可以连续地执行将发动机转速控制到目标发动机转速的顺序(步骤240-260),和/或响应于目标发动机转速和最佳发动机转速之间的差大于预定阈值差,则可以连续地执行将发动机转速控制到最佳发动机转速的顺序(步骤240-265)。作为示例,在从静止加速时,可以多次将目标发动机转速与车辆速度比设定为最佳发动机转速与车辆速度比,如下面在图4中描述的关于时间线400进一步详细讨论的。每当目标发动机转速与车辆速度比被设定为最佳发动机转速与车辆速度比时,这种动作可以模拟例如“升挡”。

现在转向图3,示出了在瞬态加速/减速事件期间以及在稳态巡航状况期间控制混合动力车辆中的发动机转速的示例时间线300。时间线300包括曲线305,其表明随时间推移的加速踏板(例如192)的位置。加速踏板可以朝向车辆的地板压下(+)或者释放(-)。时间线300进一步包括曲线310,曲线310表明随时间推移的车辆速度。车辆速度可以随时间推移增加(+)或减少(-)。时间线300还包括表明随时间推移的目标发动机转速的曲线315,以及表明随时间推移的最佳发动机转速的曲线320。发动机转速可以随时间推移升高(+)或降低(-)。时间线300还包括表明随时间推移的目标发动机转速与车辆速度比的曲线325,以及表明随时间推移的最佳发动机转速与车辆速度比的曲线330。发动机转速与车辆速度比可以随时间推移升高(+)或降低(-)。

在时间t0,车辆至少部分地通过发动机推进。在时间t0和t1之间,由于加速踏板位置大体恒定,因此车辆速度大体恒定。因此,发动机转速被控制到目标发动机转速,其中目标发动机转速包括用于实现燃料经济性益处的最佳发动机转速。换句话说,在时间t0和t1之间,目标发动机转速与最佳发动机转速重叠。

类似地,在发动机转速被控制到最佳发动机转速的情况下,发动机转速与车辆速度比包括最佳发动机转速与车辆速度比。换句话说,在时间t0和t1之间,目标发动机转速与车辆速度比和用于实现燃料经济性益处的最佳发动机转速与车辆速度比重叠。

在时间t1,车辆操作者踏下加速踏板,从而请求增加车轮扭矩(对应于车轮动力)。如果仅基于燃料经济性益处来控制发动机转速,则由曲线320表明的最佳发动机转速将响应于增加的车轮扭矩需求而快速增加。然而,基于车辆速度和加速踏板位置的发动机转速的这种快速增加对车辆操作者而言不直观。类似地,如果仅基于燃料经济性益处来控制发动机转速,则发动机转速/车辆速度比响应于增加的车轮扭矩需求而快速增加,这类似地对车辆操作者而言不直观。

为了避免在时间t1和t2之间的不直观的发动机转速行为,可以如上所述确定最佳发动机转速与车辆速度比,并且可以将速率限制应用于最佳发动机转速与车辆速度比,以获得目标比。响应于获得目标比,可以测量由曲线310表明的车辆速度,并且使用上面的等式(1)以及车辆速度和目标比,可以表明目标发动机转速。

因此,通过在时间t1和t2之间应用速率限制,目标发动机转速以速率限制的方式增加,直到收敛到最佳发动机转速。类似地,目标发动机转速与车辆速度比以速率限制的方式增加,直到收敛到最佳发动机转速与车辆速度比。可以理解的是,目标发动机转速与车辆速度比可以在目标发动机转速等于最佳发动机转速时的点处收敛到最佳发动机转速与车辆速度比。

因此,在时间t1和t2之间的时间段中,可以理解的是,轻踩加速踏板(tip-in)事件(在时间t1开始)不足以导致目标发动机转速和最佳发动机转速之间的差超过预定阈值差(上面在方法200的步骤260所讨论的)。因此,在时间t1和t2之间,可以理解该方法(例如方法200)防止发动机转速响应于轻踩加速踏板而快速增加。换句话说,该方法防止“降挡”到更高的发动机转速,例如在阶梯传动比车辆以最高挡(例如)巡航并且车辆操作者为了加速轻踩加速踏板的情况下,在该车辆中会发生该情况。在这样的示例中,可以将阶梯传动比变速器控制成将变速器保持在最高挡位达预定的持续时间直到满足一个或多个条件,此时可以控制变速器降挡到较低挡位以在更高的发动机转速提供加速度。类似地,在时间t1和t2之间,由于防止发动机转速响应于加速踏板的轻踩而快速增加,可以理解该方法类似地防止模拟“降挡”到更高的发动机转速。然而,如果在时间t1和t2之间,车辆操作者进一步踩踏加速踏板(未示出)使得目标发动机转速和最佳发动机转速之间的差变得超过阈值差,则控制方法(例如方法200)可以快速“换挡”到更高的转速以模拟降挡。例如,换挡到更高的转速可以包括将发动机转速快速提高到最佳发动机转速以模拟降挡。

在时间t2和t3之间,加速踏板位置保持大体恒定。换句话说,可以理解的是,在时间t2和t3之间,车辆以大体恒定的车辆速度巡航状况或稳态状况操作。如上所述,当由于加速踏板位置保持大体恒定而使车辆速度大体恒定时,目标发动机转速被控制为关于燃料经济性益处的最佳发动机转速。换句话说,在时间t2和t3之间,最佳发动机转速被用作发动机转速目标,从而使目标发动机转速与车辆速度比等于最佳发动机转速与车辆速度比。

在时间t3,车辆操作者释放加速踏板,表明需要更少的车轮扭矩(对应于更少的车轮动力)。类似于上面针对时间t1和t2之间的车轮扭矩需求的增加所描述的,在瞬态减速期间,可以表明关于燃料经济性益处的最佳发动机转速与车辆速度比,并且可以通过对最佳发动机转速与车辆速度比应用速率限制来计算目标发动机转速与车辆速度比。响应于获得目标比,可以测量车辆速度,并且可以如上所述根据等式(1)表明目标发动机转速。

相应地,在时间t3和t4之间,发动机转速被控制到目标发动机转速。当目标转速大体上类似于最佳发动机转速时,可以理解目标发动机转速与车辆速度比等于最佳发动机转速与车辆速度比。类似于上面关于时间t1和t2之间的时间段所讨论的,如果车辆操作者在时间t3和t4之间进一步踩踏加速踏板(未示出),使得目标发动机转速与最佳发动机转速相差阈值差,则可以理解的是,在这种情况下,发动机转速可以被快速控制到可以模拟降挡事件的最佳发动机转速。在轻踩加速踏板事件不足以导致目标发动机转速和最佳发动机转速之间的差超过阈值差的状况下,可以理解的是,控制方法可以通过如在时间t3和t4之间示出的速率限制的发动机转速来阻止模拟降挡。换句话说,该方法(例如方法200)会涉及在轻踩加速踏板事件不足以导致目标发动机转速和最佳发动机转速之间的差超过阈值差的情况下防止或禁止降挡,并且响应于目标发动机转速和最佳发动机转速之间的差超过预定阈值的轻踩加速踏板,可以将目标转速快速地控制到最佳发动机转速以模拟降挡事件。

在时间t4,由曲线305表明车辆操作者再次请求增加车轮扭矩。在时间t4和t5之间,进行与在时间t1和t2之间描述的过程相同的过程。简单地说,表明最佳发动机转速与车辆速度比(基于燃料经济性益处),并且将速率限制应用于最佳发动机转速与车辆速度比,以便获得目标发动机转速与车辆速度比。一经已经表明了目标发动机转速与车辆速度比,则可以表明车辆速度,并且可以如上所述经由等式(1)确定目标发动机转速。

相应地,在时间t4和t5之间,目标发动机转速以速率限制的方式增加,直到收敛到最佳发动机转速。类似地,目标发动机转速与车辆速度比以速率限制的方式增加,直到收敛到最佳发动机转速与车辆速度比。如上所述,可以理解的是,当目标发动机转速等于最佳发动机转速时,目标发动机转速与车辆速度比可以收敛到最佳发动机转速与车辆速度比。

在时间t5和t6之间,加速踏板位置保持大体恒定。当由于加速踏板位置保持大体恒定而使车辆速度大体恒定时,发动机转速被控制为关于燃料经济性益处的最佳发动机转速,从而使目标发动机转速与车辆速度比等于最佳发动机转速与车辆速度比。

现在转向图4,示出了用于在从静止加速期间控制混合动力车辆中的发动机转速的示例时间线400。时间线400包括表明随时间推移的加速踏板(例如192)位置的曲线405。加速踏板可以朝向车辆的地板压下(+),或者释放(-)。时间线400进一步包括表明随时间推移的车辆速度的曲线410。与停止的车辆(0)相比,车辆速度可以随时间推移增加(+)。时间线400还包括表明随时间推移的目标发动机转速的曲线415,以及表明随时间推移的最佳发动机转速的曲线420。与停止的车辆(0)相比,发动机转速可以随时间推移而增加(+)。时间线400还包括表明随时间推移的目标发动机转速与车辆速度比曲线425,以及表明随时间推移的最佳发动机转速与车辆速度比曲线430。发动机转速与车辆速度比可以随时间推移增加(+)或减小(-)。

在时间t0和t1之间,由曲线410表明车辆停止,由曲线415表明发动机关闭。由曲线405表明加速踏板未被压下。在时间t1,加速踏板被车辆操作者压下,表明对于使车辆从静止加速的车轮扭矩(对应于车轮动力)的请求。

在时间t1和t2之间,车辆速度略有增加,但发动机保持关闭。因此,虽然没有明确示出,但可以理解的是,车辆可以最初通过电力加速,例如通过马达(例如40)。在时间t2,可以理解驾驶员需求是使得发动机被启动。例如,发动机启动可以包括启动发动机开始燃烧空气和燃料。

发动机转速在时间t2和t3之间迅速增加,如曲线415所示。随着车辆加速,可以理解的是,车辆的控制器表明关于燃料经济性益处的最佳发动机转速与车辆速度比(由曲线430表明),并且将速率限制应用于最佳发动机转速与车辆速度比以获得目标发动机转速与车辆速度比。在表明目标发动机转速与车辆速度比之后,则可以表明车辆速度,并且可以如上所述经由等式(1)确定目标发动机转速。

相应地,在时间t2和t3之间,发动机转速对应于目标发动机转速的确定而增加,由曲线415表明。在车辆从静止加速和发动机正在将发动机转速增加到目标发动机转速的状况下,目标发动机速度与车辆速度比保持为大体恒定,如通过曲线425在时间t2和t3之间所示的。如图所示,由曲线415表明的目标发动机转速与由曲线420所表明的最佳发动机转速(关于燃料经济性益处)不同。类似地,由曲线425表明的目标发动机转速与车辆速度比不同于由曲线430表明的最佳发动机转速与车辆速度比。

在时刻t3,可以理解的是,目标发动机转速与最佳发动机转速相差预定的阈值差。相应地,当表明这样的阈值差时,目标发动机转速被快速控制到当前最佳发动机转速。目标发动机转速到最佳发动机转速的快速变化表示为415a。通过将发动机转速控制为最佳发动机转速,由曲线425表明的目标发动机转速与车辆速度比被设定为由曲线430表明的当前最佳发动机转速与车辆速度比。以425a表示变成当前最佳发动机转速与车辆速度比的目标发动机转速与车辆速度比的快速变化。

类似的过程发生在时间t3和t4之间,时间t4和t5之间,以及时间t5和t6之间。在每种情况下,将速率限制应用于表明的当前最佳发动机转速与车辆速度比,以获得目标比。在获得目标比之后,可以表明车辆速度,并且通过将当前车辆速度乘以目标发动机转速与车辆速度比来计算目标发动机转速,以获得目标发动机转速。在每种情况下(t3-t4,t4-t5,t5-t6),当发动机转速增加到目标转速时,目标发动机转速与车辆速度比(由曲线425表示)保持大体恒定。当加速到目标发动机转速时,并且当确定目标发动机转速与最佳发动机转速相差预定阈值时,如所讨论的,通过将由曲线415表明的目标发动机转速控制到由曲线420表明的最佳发动机转速,而将目标发动机转速与车辆速度比重置为当前最佳发动机转速与车辆速度比。通过415b表示在时间t4处目标发动机转速到最佳发动机转速的快速变化,由415c表示在时间t5处目标发动机转速到最佳发动机转速的快速变化,并且由415d表示目标发动机转速到最佳发动机转速的快速变化。类似地,变为当前最佳发动机转速与车辆速度比的目标发动机转速与车辆速度比的快速变化在时间t4由425b表示,在时间t5由425c表示,在时间t6由425d表示。

此外,在目标发动机转速被设定为最佳发动机转速并且目标发动机转速与车辆速度比被设定为最佳发动机转速与车辆速度比的每种情况下(时间t3,t4,t5和t6),可以理解的是,在一些示例中,配置成将发动机扭矩传递到车辆的一个或多个车轮的变速器中的齿轮比可以被变换或控制到比先前齿轮比更低的齿轮比。如上所述,这样的示例可以包括具有能够改变齿轮比的能力的动力分配、串联和/或连续可变动力传动系统。进一步可以理解的是,先前的齿轮比可以包括在刚要将目标发动机转速设定为最佳发动机转速之前的齿轮比,以及在刚要将目标发动机转速与车辆速度比设定为等于最佳发动机转速与车辆速度比之前的齿轮比。

因此,在时间t2-t6期间,在从静止加速期间,观察到类似于阶梯传动比行为的行为,随着车辆加速,发动机转速在周期性“升挡”(由415a-d和425a-d表示)的情况下增加,使发动机转速回到最佳发动机转速,并且相应地,使目标发动机转速与车辆速度比回到最佳发动机转速与车辆速度比。因此,可以理解的是,每个“升挡”包括模拟换挡。在每次模拟转换之后,可以理解的是,目标比被重置为当前最佳比,并且新的齿轮比低于先前的比,从而提供固定比变速器的典型齿轮比进展(progression)。

在时间t6,车辆操作者不再请求车辆加速。如所表明的,车辆速度在时间t6-t7平稳并且加速踏板位置保持大体恒定。因此,在时间t6和t7之间,可以理解的是,车辆正在稳态下操作。相应地,在时间t6和t7之间,可以理解的是,计算发动机转速与车辆速度比,并且将最佳发动机转速用作发动机转速目标。在由曲线415表明的发动机转速目标等于由曲线420表明的最佳发动机转速的情况下,由曲线425表明的目标发动机转速与车辆速度比由此变成由曲线430表明的最佳发动机转速与车辆速度比。

现在转向图5,示出了在减速状况期间控制混合动力车辆中的发动机转速的示例时间线500。更具体地,时间线500示出了在减速状况期间如何控制混合动力车辆中的发动机转速以模拟降挡。时间线500包括曲线505,其表明随时间推移的加速踏板(例如192)的位置。加速踏板可以朝向车辆的地板压下(+),或者释放(-)。时间线500进一步包括表明随时间推移的车辆速度的曲线510。与初始车辆(0)相比,车辆速度可以随时间推移而减小(-)。时间线500还包括表明随时间推移的目标发动机转速的曲线515,以及表明随时间推移的最佳发动机转速的曲线520。与初始车辆(0)相比,发动机转速随时间推移而减小(-)。时间线500还包括表明随时间推移的目标发动机转速与车辆速度比的曲线525,以及表明随时间推移的最佳发动机转速与车辆速度比的曲线530。发动机转速与车辆速度比可以随时间推移而增加(+)或减小(-)。

在时间t0和t1之间,由曲线510表明车辆处于运动中,由曲线515表明发动机处于操作中。加速踏板位置在时间t0和t1之间大体恒定,由曲线505表示。换句话说,可以理解的是,在时间t0和t1之间,车辆以大体恒定的车辆速度巡航状况或稳态状况操作。如上所述,当由于加速踏板位置保持大体恒定而使车辆速度大体恒定时,目标发动机转速被控制为关于燃料经济性益处的最佳发动机转速。换句话说,在时间t0和t1之间,最佳发动机转速被用作发动机转速目标,从而使目标发动机转速与车辆速度比等于最佳发动机转速与车辆速度比。

在时间t1,车辆操作者释放加速踏板,表明对于减小车轮扭矩(对应于车轮动力)的请求以使车辆减速。

当车辆减速时,可以理解车辆的控制器表明关于燃料经济性益处的最佳发动机转速与车辆速度比(由曲线530表明),并且速率限制被应用于最佳发动机转速与车辆速度比,以获得目标发动机转速与车辆速度比。在表明了目标发动机转速与车辆速度比之后,可以表明车辆速度,并且可以如上所述经由等式(1)确定目标发动机转速。

相应地,在时间t1和t2之间,发动机转速对应于目标发动机转速确定而减小,由曲线515表明。在车辆由于加速踏板释放而减速以及发动机正在将发动机转速降低至目标发动机转速的状况下,目标发动机转速与车辆速度比保持大体恒定,如由曲线525在时间t1和t2之间所表明的。如图所示,由曲线515表明的目标发动机转速与由曲线520表明的最佳发动机转速(关于燃料经济性益处)不同。类似地,由曲线525表明的目标发动机转速与车辆速度比不同于由曲线530表明的最佳发动机转速与车辆速度比。

在时间t2,可以理解的是,目标发动机转速与最佳发动机转速相差预定阈值差。相应地,当表明这样的阈值差时,目标发动机转速被快速控制到当前最佳发动机转速。目标发动机转速到最佳发动机转速的快速变化表示为515a。通过将发动机转速控制到最佳发动机转速,由曲线525表明的目标发动机转速与车辆速度比被设定为由曲线530表明的当前最佳发动机转速与车辆速度比。目标发动机转速与车辆速度比变为当前最佳发动机转速与车辆速度比的快速变化表示为525a。

在时间t2和t3之间,加速踏板位置保持大体恒定。因此,如上所述,目标发动机转速被控制到关于燃料经济性效益的最佳发动机转速。换句话说,在时间t2和t3之间,最佳发动机转速被用作发动机转速目标,从而使目标发动机转速与车辆速度比等于最佳发动机转速与车辆速度比。

在时间t3,车辆操作者释放加速踏板,表明减小车轮扭矩(对应于车轮动力)以使车辆减速的另一请求。相应地,在时间t3和t4之间发生与上面在时间t1和t2之间所讨论的过程类似的过程。简单地说,将速率限制应用于表明的当前最佳发动机转速与车辆速度比,以获得目标比。在获得目标比之后,可以表明车辆速度,并且通过将当前车辆速度乘以目标发动机转速与车辆速度比来计算目标发动机转速,以获得目标发动机转速。当发动机转速降低到目标转速时,目标发动机转速与车辆速度比保持大体恒定。在减速到目标发动机转速时并且当确定目标发动机转速与最佳发动机转速相差预定阈值时,如所讨论的,通过将由曲线515表明的目标发动机转速控制为由曲线520表明的最佳发动机转速而将目标发动机转速与车辆速度比重置为当前最佳发动机转速与车辆速度比。在时间t4处目标发动机转速到最佳发动机转速的快速变化由515b表示。类似地,在时间t4处目标发动机转速与车辆速度比变为当前最佳发动机转速与车辆速度比的快速变化由525b表示。

此外,在目标发动机转速被设定为最佳发动机转速并且目标发动机转速与车辆速度比被设定为最佳发动机转速与车辆速度比的每种情况下(时间t2和t4),可以理解的是,配置用于将发动机扭矩传递到车辆的一个或多个车轮的变速器中的齿轮比可以被变换或控制到比先前的齿轮比更低的齿轮比。可以理解的是,先前的齿轮比可以包括在刚要将目标发动机转速设定为最佳发动机转速之前以及在刚要将目标发动机转速与车辆速度比设定为等于最佳发动机转速与车辆速度比之前的齿轮比。

因此,在时间t1-t2之间和时间t3-t4之间,在减速状况期间,观察到类似于阶梯传动比行为的行为,随着车辆减速,发动机转速通过周期性“降挡”(由415a-d以及425a-d表示)降低使发动机转速回到最佳发动机转速,并且相应地,目标发动机转速与车辆速度比回到最佳发动机转速与车辆速度比。因此,可以理解的是,每个“降挡”包括模拟换挡。在每次模拟换挡之后,可以理解的是,目标比被重置为当前最佳比,并且新的齿轮比低于先前的比,从而提供固定比变速器的典型齿轮比进展。以这种方式,在加速和减速期间可以通过模拟固定比变速器来操作其中可以独立于车辆速度控制发动机转速的混合动力车辆系统,同时在稳态操作时保持关于燃料经济性益处的最佳发动机转速。因此,发动机转速可以与车辆驾驶员的加速/减速请求相关联,其方式对于习惯于具有阶梯传动比的变速器的动力传动系统的车辆操作者而言是直观的。此外,通过在稳态操作期间保持关于燃料经济性的最佳发动机转速,可以提高燃料经济性。

可以认识到的技术效果是,响应于瞬态(例如稳态操作期间的加速/减速)或者当车辆从静止加速时,将速率限制应用于所表明的最佳发动机转速与车辆速度比可以防止发动机转速以相对于车辆加速/减速不直观地快或慢的速率变化。进一步认识到的技术效果是,通过将速率限制应用于最佳发动机转速与车辆速度比以确定目标发动机转速与车辆速度比,并且通过车辆速度的测量结果,可以计算瞬态或从静止加速时的目标发动机转速。通过表明目标发动机转速何时与表明的最佳发动机转速相差预定阈值,并且在该点处将目标发动机转速重置为最佳发动机转速(从而将目标发动机转速与车辆速度比重置为最佳发动机转速与车辆速度比),这里讨论的方法使得能够在加速和减速期间模拟固定比变速器。

这里描述并且参考图1a-1b的系统以及这里描述并且参考图2的方法可以启用一个或多个系统和一个或多个方法。在一个示例中,一种方法包括在稳态状况期间将推进车辆的发动机控制到关于燃料经济性的最佳发动机转速;以及响应于加速或减速请求,将速率限制应用于关于燃料经济性的最佳发动机转速与车辆速度(e/v)比以获得目标e/v比,并且如果目标转速比最佳发动机转速低阈值差,则将发动机控制到目标转速。在该方法的第一示例中,该方法进一步包括其中车辆包括混合动力车辆,其中发动机转速可独立于车辆速度受控制。该方法的第二示例可选地包括第一示例,并且进一步包括其中混合动力车辆包括串联混合动力或动力分配混合动力。该方法的第三示例可选地包括第一和第二示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括响应于目标转速超出与最佳发动机转速的阈值差,而将目标e/v比设定为等于最佳e/v比,并根据最佳e/v比将发动机控制到最佳转速。该方法的第四示例可选地包括第一至第三示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括其中将目标e/v比设定为等于最佳e/v比并且将发动机控制到最佳发动机转速模拟固定比变速器的换挡。该方法的第五示例可选地包括第一至第四示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括使在配置用于将发动机扭矩传递到车辆的一个或多个车轮的变速器中的齿轮比变换到比先前的齿轮比更低的齿轮比,同时将目标e/v比设定为等于最佳e/v比并且基于最佳e/v比将发动机控制到最佳转速。该方法的第六示例可选地包括第一至第五示例中的任何一个或多个或每个,并且还包括其中如果目标转速从最佳发动机转速低阈值差,则将发动机控制到目标转速还包括将发动机转速和发动机转速变化率与车辆速度相连。该方法的第七示例可选地包括第一至第六示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括其中将发动机控制到目标转速包括通过将当前车辆速度乘以目标e/v比来确定目标转速,以获得目标发动机转速。该方法的第八示例可选地包括第一至第七示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括其中在稳态状况期间将发动机控制到关于燃料经济性的最佳发动机转速还包括在最佳发动机转速与车辆速度比处操作车辆。该方法的第九示例可选地包括第一至第八示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括其中关于燃料经济性的最佳发动机转速与车辆速度比以及关于燃料经济性的最佳发动机转速根据车辆速度、车载能量存储装置的荷电状态、车载能量存储装置的温度、变速器挡位状态、发动机燃料存储水平和/或车辆操作者请求的车轮扭矩中的一个或多个而变化。

一种用于混合动力车辆的系统的示例包括配置用于推进车辆的发动机;配置为经由多个齿轮比将来自发动机的扭矩传递到一个或多个车轮的变速器;在非暂时性存储器中存储指令的控制器,当执行指令时使控制器:响应于车辆操作者请求从稳态状况增加或减少车轮扭矩需求直到使目标发动机转速与关于燃料经济性益处的最佳发动机转速相差预定阈值,而将发动机转速变化率与车辆速度相结合,此时发动机转速被控制到最佳发动机转速。在该系统的第一示例中,该系统进一步包括其中控制器存储用于下列的另外的指令:通过将速率限制应用于最佳发动机转速与车辆速度比以获得目标发动机转速与车辆速度比从而确定目标发动机转速,其中确定目标发动机转速涉及将车辆速度乘以目标发动机转速与车辆速度比以产生目标发动机转速。该系统的第二示例可选地包括第一示例,并且进一步包括其中控制器存储用于下列的另外的指令:将变速器齿轮比转换到比先前齿轮比更低的齿轮比,同时将发动机转速控制为最佳发动机转速。系统的第三示例可选地包括第一和第二示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括其中控制器存储用于下列的另外的指令:在不请求增加或降低车轮扭矩需求的稳态状况期间将发动机转速保持在最佳发动机转速。该系统的第四示例可选地包括第一至第三示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括其中最佳发动机转速根据车辆速度、车载能量存储装置的荷电状态、车载能量存储装置的温度、变速器挡位状态、发动机燃料的存储水平、和/或车辆操作者请求的车轮扭矩中的一个或多个而变化。

方法的另一示例包括在第一状况下,将配置用于推进车辆的发动机的转速保持在最佳发动机转速,以将发动机转速与车辆速度比保持在关于燃料经济性的最佳发动机转速与车辆速度比;并且在第二状况下,将发动机转速控制为目标发动机转速,目标发动机转速不是最佳发动机转速同时目标转速在与最佳发动机转速的预定阈值差内,其中响应于目标发动机转速超出与最佳发动机转速的预定阈值差,发动机转速被控制为最佳发动机转速,最佳发动机转速与关于燃料经济性的最佳发动机转速与车辆速度比对应。在该方法的第一示例中,该方法进一步包括其中第一状况包括车辆速度大体恒定的稳态状况;并且其中第二状况包括车辆加速或减速请求。该方法的第二示例可选地包括第一示例,并且进一步包括其中关于燃料经济性的最佳发动机转速根据驾驶员需求和车载能量存储装置的存储水平而变化。该方法的第三示例可选地包括第一和第二示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括其中在第二状况下将发动机转速控制为目标发动机转速包括将速率限制应用于最佳发动机转速与车辆速度比以获得目标发动机转速与车辆速度比,其中通过将车辆速度乘以目标发动机转速与车辆速度比来获得目标转速。该方法的第四示例可选地包括第一至第三示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括使配置用于将来自发动机的扭矩传递到车辆的一个或多个车轮的变速器的齿轮比控制到比先前的比更低的齿轮比,同时在第二状况下将发动机转速控制到最佳发动机转速。

应注意的是,这里包括的示例控制器和估计程序可以与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。这里公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中,并且可以由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来执行。这里描述的特定程序可以表示任何数量的处理策略中的一个或多个,例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。这样,所示的各种动作、操作和/或功能可以以所示的顺序,并行地或在某些情况下被省略来执行。同样地,处理顺序不一定是实现本文描述的示例实施例的特征和优点所必需的,而是为了便于说明和描述而提供的。可以根据所使用的特定策略重复执行所示动作、操作和/或功能中的一个或多个。此外,所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示要编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码,其中通过执行系统中的指令来执行所描述的动作,该系统包括与电子控制器相结合的各种发动机硬件组件。

应当理解的是,本文公开的配置和程序本质上是示例性的,并且这些具体实施例不应被视为具有限制意义,因为许多变型是可行的。例如,上述技术可以应用于v-6、i-4、i-6、v-12、对置4和其他发动机类型。本公开的主题包括各种系统和配置、以及本文公开的其他特征、功能和/或特性的所有新的和非显而易见的组合和子组合。

以下权利要求特别指出被视为新的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可以提到“一个”要素或“第一”要素或其等同物。这样的权利要求应理解为包括一个或多个这样的元件的结合,既不要求也不排除两个或更多个这样的元件。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合可以通过修改本权利要求或通过在该申请或相关申请中呈现新的权利要求来要求保护。这些权利要求,无论是否比原始权利要求的范围更宽、更窄、相同或不同,也被认为包括在本公开的主题内。

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