发动机动力量化函数选择的制作方法

发动机动力量化函数选择的制作方法
【专利摘要】本发明涉及发动机动力量化函数选择，公开了一种具有发动机和牵引电池的车辆以及一种运转发动机的方法。控制器根据量化的发动机动力水平使发动机运转。量化水平取决于总动力需求。对于较低的总动力需求的值，选择的量化水平可至少等于总动力需求。对于较高的总动力需求的值，选择的量化水平可小于或等于总动力需求。对于处于低值和高值之间的值，选择的量化水平可以是最接近总动力需求的量化水平。牵引电池可根据选择的量化水平来接收或提供动力。
【专利说明】发动机动力量化函数选择

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种混合动力车辆及控制的方法。

【背景技术】
[0002] 图1示出了用于混合动力电动车辆的传统的"负荷跟踪"发动机动力确定架构10 的框图。在传统的架构10中，发动机动力指令12被确定为驾驶员动力指令14和电池动力 指令16的总和。因此，在传统的架构10中，发动机直接地响应驾驶员动力指令14的任何 改变。
[0003] 因此，在实际驾驶中，任何杂乱或激进的驾驶员动力指令14能够容易地产生发动 机动力指令12的扰动。所述扰动能够反映为发动机动力指令12中的快速波动和抖动。这 样的瞬变会对发动机燃烧效率产生不利的影响并消耗额外的瞬变燃料。此外，很多发动机 控制参数是"断定地"基于发动机动力指令12的变化率所计划的。因此，发动机动力扰动 可引起其他非最优化的发动机设置以及恶化燃料/空气错误。即使A/F (空气/燃料）比 能够保持在适度的窄范围内，但是由更频繁发生的瞬变引起的燃料富集的整合效应也能被 放大并累积至较高水平的燃料损失。


【发明内容】

[0004] 公开了一种车辆，所述车辆包括发动机、牵引电池和至少一个控制器。所述控制器 被配置为：当总动力需求小于预定值时，请求来自发动机的动力至少等于总动力需求，使得 牵引电池接收动力。所述控制器被配置为：当总动力需求大于另一预定值时，请求来自发动 机的动力小于总动力需求，使得牵引电池提供动力来满足总动力需求。所述控制器还可被 配置为：以量化水平请求来自发动机的动力，使得牵引电池根据总动力需求和量化的请求 的动力水平之间的差来接收或提供动力。总动力需求可以是驾驶员动力需求和电池动力需 求的总和。所述控制器还可被配置为：以量化水平中选择的最接近于总动力需求的值的那 一个量化水平而请求来自发动机的动力。所述控制器还可被配置为：当总动力需求大于所 述预定值并小于所述另一预定值时，以量化水平中最接近总动力需求的值的那一个量化水 平而请求来自发动机的动力。
[0005] 公开了一种车辆，所述车辆包括发动机、牵引电池和至少一个控制器。所述控制器 被配置为：以小于或等于总动力需求的量化水平而请求来自发动机的动力，使得牵引电池 提供动力来满足总动力需求。所述总动力需求可以是驾驶员动力需求和电池动力需求的总 和。所述控制器还可被配置为：当总动力需求小于预定值时，以至少等于总动力需求的量化 水平而请求来自发动机的动力，使得牵引电池从发动机接收动力。所述控制器还可被配置 为：当总动力需求大于预定值并小于另一预定值时，以量化水平中选择的最接近于总动力 需求的值的那一个量化水平而请求来自发动机的动力。
[0006] 公开了一种用于运转发动机的方法。所述方法包括：当总动力需求小于预定值时， 输出来自发动机的动力至少等于总动力需求。所述方法还包括：当总动力需求大于另一预 定值时，输出来自发动机的动力小于总动力需求。所述方法还包括：当总动力需求大于所述 预定值并小于另一预定值时，以多个量化水平中选择的最接近总动力需求的值的那一个量 化水平而请求来自发动机的动力。所述方法还可包括：所述总动力需求为驾驶员动力需求 和电池动力需求的总和。所述方法还可包括：当总动力需求小于所述预定值或大于所述另 一预定值时，以量化水平中最接近总动力需求的值的那一个量化水平而请求来自发动机的 动力。
[0007] 所述总动力需求是驾驶员动力需求和电池动力需求的总和。
[0008] 所述方法还包括：当总动力需求小于所述预定值或者大于所述另一预定值时，以 多个量化水平中选择的最接近总动力需求的值的那一个量化水平而请求来自发动机的动 力。

【专利附图】

【附图说明】
[0009] 图1示出了用于混合动力电动车辆的传统的"负荷跟踪"发动机动力确定架构的 框图；
[0010] 图2示出了示例性混合动力车辆的示意图；
[0011] 图3示出了根据本发明的实施例的改进的发动机动力确定架构的框图，该发动机 动力确定架构被构造为实施用于混合动力车辆中发动机瞬变减轻的控制方法；
[0012] 图4示出了描述用于发动机瞬变减轻的控制方法的发动机动力指令量化和滞后 程序的操作的流程图；
[0013] 图5示出了描述用于发动机瞬变减轻的控制方法的量化的发动机动力指令滤波 程序的操作的流程图；
[0014] 图6示出了选择量化函数的一个可能实施例的图示代表。

【具体实施方式】
[0015] 在此描述了本公开的实施例。然而，应该理解的是，公开的实施例仅仅是示例，并 且其他实施例可以以各种和可选的形式体现。附图并不一定按照比例绘制；可夸大或最小 化一些特征以示出特定部件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能性细节不应该被解 释成限制，而仅仅应当作为用于教导本领域的技术人员不同地使用本发明的代表性基础。 如本领域的普通技术人员将理解的，参照任何一个附图描述并示出的多个特征可与在一个 或更多个其他附图中示出的特征组合以产生未明确示出或描述的实施例。示出的特征的组 合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的多种组合和修 改可期望用于特定应用或实施。
[0016] 图2示出了混合动力车辆20的一个可能实施例的示意图。混合动力车辆20包括 第一车轮组22、第二车轮组24以及车轮驱动系统或动力传动系26。
[0017] 动力传动系26可被构造为驱动或致动第一车轮组22和/或第二车轮组24。动力 传动系26可具有任何合适的构造，例如，如本领域技术人员公知的串联驱动、分流混合动 力驱动、或者双模式分流。在图2中示出的实施例中，动力驱动系26具有动力分配式驱动 配置。
[0018] 动力传动系26可被构造为驱动第一车轮组22和/或第二车轮组24,或者提供扭 矩至第一车轮组22和/或第二车轮组24。在示出的实施例中，动力驱动系26被构造为驱 动第一车轮组22,而电机28 (例如，电动机）被构造为驱动第二车轮组24。可替代地，可设 置第二车轮组24而没有电机28。
[0019] 混合动力车辆20可包括任何合适数量的动力源。在图2中示出的实施例中，混 合动力车辆20包括主要动力源30和次要动力源32。主要动力源30可以是任何合适的能 量生成装置（例如，内燃发动机）。次要动力源32可以是电的、非电的或它们的组合。可 使用电动力源，例如，电池、具有相互电连接的电池单元的电池组、电容器或燃料电池。如 果使用电池，那么电池可以是任意合适类型的电池，例如，镍-金属氢化物（Ni-MH)、镍-铁 (Ni-Fe)、镍-镉（Ni-Cd)、铅酸，溴化锌（Zu-Br)或基于锂的电池。如果使用电容器，那么 电容器可以是任意合适类型的电容器，例如，超级电容器（ultra capacitor)、超级电容 (super capacitor)、电化学电容器或双电层电容器。非电的动力源可以是其能量可被转换 为电能或机械能的装置。例如，液压动力源或机械动力源（例如，飞轮、弹簧、发动机或压缩 气体）能够储存根据需要可被转换为或释放为电能或机械能的能量。为简洁起见，下面的 描述将主要涉及包含电动力源的本发明的实施例。
[0020] 主要动力源30和次要动力源32可适用于提供动力至动力传输系统34和/或电 机28。动力传输系统34可适用于驱动一个或更多个车轮组22、24。在至少一个实施例中， 动力传输系统34可以按照任何合适的方式（例如，通过驱动轴、链或其他机械联接）连接 到差速器36。差速器36可通过一个或更多个轴38 (例如，轴或半轴）连接至第一车轮组 22中的每个车轮。
[0021] 动力传输系统34可包括多个机械的、电的、和/或机电的装置。在示出的实施例 中，动力传输系统34包括作为主要部件的行星齿轮总成40、第一电机42、动力传输单兀44 和第二电机46。
[0022] 行星齿轮总成40可具有任何合适的构造。在示出的实施例中，行星齿轮总成40 包括中心齿轮50、多个行星齿轮52、以及环形齿轮54。
[0023] 主要动力源30可通过离合器56选择性地结合到行星齿轮总成40。离合器56可 以是任何合适类型的离合器，例如，允许主要动力源30来驱动行星齿轮总成40的单向离合 器。如果离合器56接合，那么主要动力源30可以使行星齿轮52旋转。然后，行星齿轮52 的旋转可使环形齿轮54旋转。环形齿轮54可结合到动力传输单元44,动力传输单元44结 合到差速器36,用于传递扭矩至车轮，以推进混合动力车辆20。动力传输单元44可包括可 接合以提供期望的车辆响应的多个齿轮传动比。
[0024] 第一电机42 (可以是电动机或电动机-发电机）可结合到中心齿轮50,以提供扭 矩来补充或抵消由主要动力源30所提供的扭矩。可设置制动器58来减小速度和/或从第 一电机42到中心齿轮50的扭矩或传动。
[0025] 次要动力源32和/或第一电机42可向第二电机46提供动力。第二电机46 (可 以是电动机）可结合到动力传输单元44,以推进混合动力车辆20。
[0026] -个或更多个控制器60可监测并控制混合动力车辆20的多个方面。为简洁起见， 示出了单个控制器60 ;然而，可设置多个控制器，用于监测和/或控制在此描述的部件、系 统和功能。
[0027] 控制器60可与主要动力源30、次要动力源32和电机42、46通信，以监测和控制它 们的运转和性能。控制器60可按照本领域技术人员公知的方式接收指示发动机转速、发动 机扭矩、车速、电机转速、电机扭矩、以及次要动力源32的运转状态的信号。例如，发动机转 速传感器可适用于检测相关部件的旋转速度或旋转速率，以检测发动机速度。这样的转速 传感器可与主要动力源30集成，以检测主要动力源的输出轴的旋转速度或旋转速率。可替 代地，转速传感器可设置在动力传动系26中，位于主要动力源30的下游侧。
[0028] 控制器60可接收来自其他部件或子系统的输入信号。例如，控制器60可接收指 示由驾驶员或车辆系统（例如，主动或智能巡航控制系统）请求的车辆加速的信号。可通 过或基于来自输入装置或传感器62 (例如，加速器踏板传感器或巡航控制输入装置）的信 号而提供这样的信号。
[0029] 控制器60还可接收指示由驾驶员或车辆系统（例如，主动或智能巡航控制系统） 请求的车辆减速的信号。可通过或基于来自输入装置或传感器64(例如，制动器踏板传感 器或巡航控制输入装置）的信号而提供这样的信号。
[0030] 加速和减速请求可用于评估是否发生"踩踏板（tip-in)"事件或"松开踏板 (tip-out) "事件。踩踏板事件指示需要额外的动力或者车辆加速。松开踏板事件指示需 要更少动力或者车辆减速。例如，加速器踏板的驱动可指示踩踏板事件。类似地，车辆的制 动、加速踏板的释放或它们的组合可指示松开踏板事件。
[0031] 在混合动力车辆中，加速（踩踏板）和减速（松开踏板）事件可导致提供来致动 车轮的动力发生变化。通常，加速请求增加动力消耗需求并且减速请求降低动力消耗需求。 该动力需求的变化可导致至少一个动力源的运转特征改变而提供增加的或减少的动力量 的瞬变条件或状态。
[0032] 在具有发动机的混合动力车辆中，发动机动力可以是发动机输出扭矩和发动机转 速的函数（例如，动力（功率）=扭矩X转速）。在瞬变状况期间，如果发动机扭矩和发动 机转速没有被智能地控制，则会发生燃料经济性降低。通过更频繁地踩踏板和/或松开踏 板事件的激进的驾驶可放大燃料经济性的缺点。与现有方法相比，公开的车辆和方法可通 过提供增强的控制方法而改进燃料经济性。
[0033] 图3示出了被构造为在混合动力车辆中实施用于发动机瞬变减轻的控制方法的 改进的发动机动力确定架构70的一个可能实施例的框图。将参照具有发动机（作为主要 动力源）以及电池（作为次要动力源）的混合动力车辆的实施例来描述改进的架构70;然 而，应理解的是，在各种实施例中可如上所述使用其他主要动力源和次要动力源。
[0034] 发动机瞬变减轻的控制方法包括用于使发动机动力指令量化的程序和对发动机 动力指令进行滤波的程序。发动机瞬变减轻方法的目的是有效地平滑发动机动力指令的轮 廓（profile)并允许电池提供动力来填充驱动动力的高频部分和杂乱部分。
[0035] 与传统的架构10相比，改进的架构70执行下面另外的程序来描绘发动机动力指 令的轮廓：（i)发动机动力指令量化和滞后程序（下面参照图4描述）；（ii)量化的发动机 动力指令滤波程序（下面参照图5描述）。
[0036] 可在控制器60中实施的改进的架构70包括发动机动力指令量化和滤波模块 72。通常，模块72接收原始的发动机动力指令（P tJ 12作为输入。然后，发动机动力指令 (PtJ 12可通过发动机动力指令量化和滞后程序以及量化的发动机动力指令滤波程序进行 处理。产生的输出为平滑的发动机动力指令（P t()t final)74。在传统的架构10和改进的架 构70两者中，发动机动力指令（PtJ 12被确定为驾驶员动力指令14和电池动力指令16的 总和。然而，改进的架构70输出平滑的发动机动力指令（Pt(rt final) 74 (与发动机动力指令 (PtJ 12对照）来确定发动机扭矩指令。
[0037] 量化和滤波模块72包括量化器76和滞后逻辑78。量化器76和滞后逻辑78基于 对发动机动力指令（P tot) 12执行发动机动力指令量化和滞后程序（下面参照图4描述）来 产生量化的发动机动力指令（Ρ^__^ζκ1)80输出。
[0038] 量化和滤波模块72还可包括程序68,以选择将要使用的特定的量化函数76。量 化选择程序68可指示在不同条件下执行的量化的类型。典型的量化函数可包括向上四舍 五入（round up)至最接近更高量化水平的上限函数、向下四舍五入（round down)至最接 近更低量化水平的下限函数、或者向上四舍五入或向下四舍五入至最接近量化水平的取整 函数。特定的量化函数的选择可取决于车辆的当前运转状态。
[0039] 量化选择函数68的一个实施例可基于发动机动力指令（PtJ 12。发动机动力指令 12可反映车辆的总动力需求。图6示出了量化选择函数的一个可能的实施例，其中，发动 机动力范围被分成单独的部分-低动力区域200、中间动力区域202以及高动力区域204。 这些区域可使用可校正的值来确定，以限定其范围。当发动机动力指令12位于给定的区域 内时，可选择不同的量化函数。一种可能的构造可以是在低动力范围内选择上限函数、在中 间动力范围内选择取整函数以及在高动力范围内选择下限函数。限定这些范围的值可被校 正，以在燃料经济性和性能方面提供改进。注意的是，描述的实施例仅仅是一个可能的方案 并且可选择其他实施例。
[0040] 参照图6,低动力阈值206可限定为低动力区域200和中间动力区域202之间的边 界。当发动机动力指令低于低动力阈值206时，发动机动力可被认为处于低动力区域200 中。高动力阈值208也可被限定，其限定为中间动力区域202和高动力区域204之间的边 界。落在低动力阈值206和高动力阈值208之间的发动机动力指令可被认为处于中间动力 区域202中。最后，高于高动力阈值208的发动机动力指令可被认为处于高动力区域204 中。
[0041] 在图6中的区域的每个区域内，作为示例的总发动机动力指令与对应的量化动力 指令一起被描绘。在低动力区域200中，示出了上限函数。这样以图形的方式示出了总发 动机动力指令信号210被量化为下一个较高量化水平（如通过量化的动力信号212所描述 的）。对于上限函数来说，量化的动力指令信号212将等于或高于所示出的总发动机动力指 令信号210。在中间动力区域202中，示出了取整函数。这样以图形的方式示出了总发动机 动力指令信号214被取整为最接近的量化水平（如通过量化的动力信号216所描述的）。 在这种情况下，量化的动力信号216可根据最接近的量化水平而高于或低于总发动机动力 指令信号214。在高动力区域204中，示出了下限函数。这样以图形的方式示出了总发动 机动力指令信号220被量化为下一个较低的量化水平（如通过量化的动力信号218所描述 的）。对于下限函数，量化的动力指令信号218将等于或低于所示出的总发动机动力指令信 号 220。
[0042] 例如，具有固定的量化步长（Qntz_Step)的实施例可被描述如下：
[0043] PTot QuantizationceiUna{PTot,Qntz_Step) - Qntz_Step * INT(---l· 1.0) J _ Qntzstep Pj〇t Quantizationround{PTot,Qntz_Step) - Qntz_Step * INT(-~~:--l· 0.5) Qntzstep PfOt
[0044] Quantizationfloor(PTot, Qntz_Step) = Qntz_Step * INT(-------) Qntz_Step
[0045] 其中，INT(x)是减小为低于值（x)的最接近的整数的函数并且Qntz_St印是量化 水平的步长（size)。注意的是，量化函数的其他实施例可以是可能的。
[0046] 发动机动力指令（Pt(rt) 12是驾驶员动力指令14和电池动力指令16的总和并且可 以代表车辆的总动力需求。在量化和滤波模块72对发动机动力指令12进行处理后，平滑 的发动机动力指令（P t()t final) 74可与发动机动力指令12不同。在平滑的发动机动力指令74 大于发动机动力指令12的情况下，由于发动机可产生比需求的动力更多的动力，因此动力 可被供应至电池。在平滑的发动机动力指令74少于发动机动力指令12时，电池可供应动 力来满足总动力需求中的不足额。
[0047] 现在返回参照图3,量化和滤波模块72还可包括滤波器82。滤波器82可通过使 用低通滤波器来执行量化的发动机动力指令滤波程序（下面参照图5描述），以平滑发动机 动力指令（P tJ12和量化的发动机动力指令（Pt(rt quantized)80之间的动力差（ΛΡ)84。滤波器 82可产生滤波的动力差（APfiltered)86作为输出。然后，可使量化的发动机动力指令（P tQt q_ized)8〇和滤波的动力差（APfiltered)86相加来产生平滑的发动机动力指令（P t(rt final)74。 平滑的发动机动力指令（Pt(rt final) 74可从量化和滤波模块72输出，用于确定发动机扭矩指 令。
[0048] 滤波器82可使用由量化和滤波模块72的滤波确定计算表90提供的滤波器常数 (Fk)88来用于平滑动力差（ΛΡ)84,以产生滤波的动力差（AP filtered)86。如下面更详细 地描述的，可基于燃料损耗％ (Φ)92和动力差（ΛΡ)84的幅度适应性地确定滤波器常数 (Fk)88。可基于闭环反馈λ (lambda，希腊语的第11个字母）A/F比率而在线计算燃料损 耗％ (Φ)92。
[0049] 图4和图5分别示出了流程图100和130,流程图100和130分别描述了发动机动 力指令量化和滞后程序以及量化的发动机动力指令滤波程序的可能实施例。
[0050] 如本领域普通技术人员将领会的，流程图100和130表示可使用硬件、软件或它们 的组合来实施的控制逻辑。例如，可使用编程的微处理器来执行多个函数。控制逻辑可使 用多个已知的编程或处理技术或策略中的任意编程或处理技术或策略来执行并且不限于 示出的次序的顺序。例如，在实时控制应用中采用中断或事件-驱动程序，而不是采用所示 出的纯粹的顺序策略。同样地，可使用双处理、多任务、或者多线程系统和方法来实现本发 明的目的、特点和优点。
[0051] 本发明不依赖于用于开发和/或实施示出的控制逻辑的特定编程语言、操作系统 处理器或电路。同样地，根据特定的编程语言和处理策略，可以在大体上相同的时间按照示 出的顺序执行各种功能，或者按照不同的顺序执行各种功能，同时实现本发明的特点和优 点。在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可对示出的功能进行修改或在某些情况下省 略示出的功能。
[0052] 现在参照图4,继续参照图3中示出的改进的架构70,示出了描述发动机动力指令 量化和滞后程序的操作的流程图100。量化和滤波模块72的量化器76和滞后逻辑78执行 该程序。
[0053] 该程序提供了被设计为将原始的发动机动力指令（PtJ 12离散化进入预定的（可 校准的）网格中的动力量化流程。当发动机动力指令（Ptot) 12在单位动力网格步长内波动 时，发动机动力指令保持在量化的恒定水平，以消除任何快速的变化或抖动。例如，假设动 力量化网格步长的尺寸为5kW，那么具有小于5kW的"变化幅度"的任何发动机指令波动将 被滤除。替代的是，电池动力填充瞬变需求。
[0054] 滞后逻辑被嵌入，以防止量化的发动机动力指令在两个相邻的量化网格之间不 希望的快速切换。在踩踏板事件期间，在循环（iteration)n处，只有在发动机动力指令 (P tJ 12的"幅度增加"超过前一次量化的发动机动力指令（根据前一次循环（n-1)所记录 的）的值高于上限阈值的情况下，才可相应地更新量化的发动机动力指令。否则，量化的发 动机动力指令保持与前一次循环相同。类似地，在滞后逻辑中使用了下限阈值来用于松开 踏板事件。
[0055] 发动机动力指令量化和滞后程序的操作始于在框102中设置"上限"、"下限"和 "网格尺寸"的值。网格尺寸值指示用于每个量化网格的步长的尺寸。上限值指示用于踩踏 板事件的发动机动力指令"幅度增加"阈值。下限值指示用于松开踏板事件的发动机动力 指令"幅度减小"阈值。
[0056] 在进行量化之前，可选择的选择量化函数的步骤可作为框102的一部分执行。量 化函数的选择可基于发动机动力指令（P tJ 12。在框102中，在当前循环"η"期间，量化器 76将发动机动力指令（PtJ 12量化成网格尺寸的函数，以产生用于当前循环"η"的量化的 发动机动力指令所述量化可通过选择的量化函数（可以是上限函数、下限函 数或取整函数）来执行。
[0057] 在框104中，检查发动机动力指令（Ptot) 12以确定Pt(rt是否大于零。如果在框 104中发动机动力指令（PtJ 12不大于零，那么在框106中量化的发动机动力指令（Pt(rt q_ized)8〇设置为发动机动力指令（P tJ 12(即，Pt(rt _ized = PtJ。如果在框104中发动机 动力指令（PtJ 12大于零，那么所述程序进行到框108。
[0058] 框108检查是否存在踩踏板事件。如果在框108中存在踩踏板事件，那么在框110 中滞后逻辑78检查发动机动力指令（P tot) 12超过前一次量化的发动机指令（Pt(rt quantizral last)的值是否是预定量。该检查操作可通过将发动机动力指令（PtJ 12与前一次量化的发 动机动力指令（Ptot__ntizraUast)和上限值的总和进行比较（即， 来完成（框110)。前一次量化的发动机动力指令是在前一次循环"n-1" 处通过量化器76记录的值。如果发动机动力指令12超过前一次量化的发动机动力指令的 值是预定量，那么如框112所示，量化的发动机动力指令（P t()t quantizj80被设置为在框102 中产生的用于当前循环"η"的量化的发动机动力指令（Pt()t quantized)(艮P ' P tot_quantized ^tot_ 。如果发动机动力指令12超过前一次量化的发动机动力指令的值不是预定量，那么 如框114所示，量化的发动机动力指令80被设置为前一次量化的发动机动力 ?曰令qu-d-last)(即，P tot_quantized ^tot_quantized_last^ °
[0059] 如果不存在踩踏板事件（框108)，那么可能存在松开踏板事件。滞后逻辑78检查 发动机动力指令（Ptot) 12小于前一次量化的发动机动力指令（Pt(rt quantized last)的值是否是预 定量。该检查操作可通过将发动机动力指令（PtJ 12与前一次量化的发动机动力指令（Pt(rt q_izraUast)和下限值之间的差进行比较（即，~<'_ (1_^(〇^-下限）来完成（框116)。 如果发动机动力指令（Ptot) 12小于前一次量化的发动机动力指令（Pt(rt quantized last)的值是预 定量，那么如框118所示，输出的量化的发动机动力指令（Pt()t quantizJ 80被设置为在框102 中产生的用于当前循环"η"的量化的发动机动力指令（即，P tot_quantized ^tot_quantized )。如果 发动机动力指令（Ptot) 12小于前一次量化的发动机动力指令（Pt(rt quantized last)的值不是预定 量，那么如框120所示，输出的量化的发动机动力指令（Ptot quantized)80被设置为前一次量化 的发动机动力指令(即， Ptot-quantized Ptot-quantized-last) °
[0060] 然后，前一次量化的发动机动力指令（Pt(rt quantized last)被更新为（框122)在当 前循环中确定的输出的量化的发动机动力指令（Ρ^__^ζκ1)80(即， Ptot_quantized_last ^tot_ 进而，更新的前一次量化的发动机动力指令在后续时间点用于下一次循环（即 n+1)的发动机动力指令（PtJ12。
[0061] 现在参照图5,继续参照图3中示出的改进的架构70,示出了描述量化的发动机动 力指令滤波程序的流程图130。量化和滤波模块72的滤波器82执行该程序。
[0062] 首先，滤波器82访问输出的量化的发动机动力指令（Ptot quantized) 80和前一次量化 的发动机动力指令。如上面参照图3所指示的，滤波器82接收发动机动 力指令（~)12和量化的发动机动力指令（^_^ (1)80之间的动力差（八朽84(8卩，八？ =Ptot-P t(rt_quantized)作为输入。滤波器82还接收由滤波确定计算表90提供的滤波器常数 (Fk) 88作为输入。
[0063] 量化的发动机动力指令滤波程序的操作始于滤波器82检查量化的发动机动力指 令（Pt(rt_q_izj80和前一次量化的发动机动力指令（P t()t (luantizraUast)是否具有差值（即， Ptot-quantized Ptot-quantized-last ? 如框132所示）。如果量化的发动机动力指令（Ptot_ .quantized) 8〇 和前一次量化的发动机动力指令（Ptot__ntizraUast)具有差值，那么滤波器82重新将动力差 (Λ P) 84设置为零并将滤波的动力差（Λ Pfiltered) 86设置为零（即，Λ P = 0以及Λ Pfiltered =0,如框134所示）。如果量化的发动机动力指令（Ρ?(Λ__^ζκ1)80和前一次量化的发动机 动力指令具有相同的值，那么在框136中滤波器82将动力差（ΛΡ)84设置 为发动机动力指令（P tJ12和输出的量化的发动机动力指令（Ptot quantizj80之间的差（即， ΛΡ = Pt(rt-Pt(rt quantized)。在框138中，滤波器82获取滤波常数（Fk)88。在框140中，从框 136获取的作为滤波常数（Fk)88的函数的动力差（ΛΡ)84被滤波，以产生滤波的动力差 (A Pfiltered) 86。
[0064] 一旦框134或框140完成，滤波器84将滤波的动力差（Λ PfiltOTed) 86输出至量化和 滤波模块72的求和节点94。如果从框134输出，则滤波的动力差（Λ Pfilteed) 86为零。如果 从框140输出，则滤波的动力差（Λ Pfilteed) 86为从框136获取的被滤波为滤波常数（Fk) 88 的函数的动力差（ΛP)84。
[0065] 来自框134和框140的程序继续前进到框142,框142检查发动机动力指令 (P tJ12是否大于零（S卩，Ptot>0)。如果发动机动力指令（PtJ12不大于零，那么如框 144所示，将从量化和滤波模块72输出的发动机动力指令（P tot final) 74被设置为发动机动 力指令（PtJ 12( S卩，Ptot final = PtJ。如果发动机动力指令（PtJ 12大于零，那么如框146 所示，输出的发动机动力指令（Pt(rt_final)74被设置为量化的发动机动力指令 和滤波的动力差（AP filterj86的总和（S卩，PtQt _final Ptot_quantized+ A Pfiltered )。此外，量化 和滤波模块72的求和节点94对量化的发动机动力指令（Pt()t _ntized)80和滤波的动力差 (Δ PfiltOTJ 86求和，然后输出发动机动力指令（Ptot final) 74 (上述两个变量的总和）。
[0066] 如图3所示，量化和滤波模块72提供发动机动力指令（Pt(rt final) 74至车辆系统控 制（VCS)模块96 (例如，控制器60的另一部分）。VCS模块96基于发动机动力指令（Pt(rt final) 74确定用于发动机30的最优发动机扭矩指令。量化和滤波模块72还可将发动机动 力指令（Ptot_ final)74提供至发动机运转管理策略（EOMS)模块98(例如，控制器60的另一部 分）。EOMS模块98基于发动机动力指令（P t()t final) 74确定发动机转速指令。
[0067] 现在将更详细地解释滤波确定计算表90的设计原理。当动力差（Λ P)较小时，应 用较快的滤波。这意味着在某种程度上允许发动机动力指令的较小幅度的变化，这是因为 该较小幅度的变化对于触发燃烧瞬变的影响较小。当动力差（△?较大时，应用较缓慢的 滤波，使得较大的指令波动和突然的变化在开环中较大程度地平滑，以降低潜在的燃烧低 效性。另一方面，燃料损耗％ (Φ)越高，需要的滤波越慢，以进一步抑制较快的瞬变。当检 测到较大的富集A/F误差时，这样的闭环机制保证了平滑的发动机动力。
[0068] 注意的是，当 Ptot_quantized ^tot_quantized_last 时（指示确实存在来自驾驶员的期望的 发动机动力改变），可对动力差（ΛΡ)84和滤波的动力差（APfiltered)86应用重新设置（图 5的框134)。因此，可允许输出的发动机动力指令（Ptot final) 74跳跃至量化的动力网格上的 新点。
[0069] 总而言之，在对输入的发动机动力指令（PtJ 12进行量化和滤波后，最终输出的 模型化（profiled)的发动机动力指令（Ptot final) 74被确定为量化的发动机动力指令（Pt(rt q_tized)8〇和滤波的动力差（APfiltered)86的总和（艮P， Ptot_final Ptot-quant ized+ A Pfiltered)。
[0070] 由发动机瞬变减轻方法提供的优势可包括：在开环中平滑发动机运转并消除不需 要的发动机燃烧瞬变，以温和地减轻A/F富集；使用电池来吸收驾驶员动力"扰动"并处理 驾驶员动力的高频部分和杂乱部分；以及在"负荷均衡"和"负荷跟踪"之间适应性优化发 动机动力，以进一步改善燃料经济性。
[0071] 在此公开的程序、方法或算法可被传送到处理装置、控制器或计算机/通过处理 装置、控制器或计算机实现，所述处理装置、控制器或计算机可包括任何现有的可编程电子 控制单元或者专用的电子控制单元。类似地，所述程序、方法或算法可以以多种形式被存储 为可被控制器或计算机执行的数据和指令，所述多种形式包括但不限于永久地存储在非可 写存储介质（诸如，ROM装置）上的信息以及可变地存储在可写存储介质（诸如，软盘、磁 带、CD、RAM装置以及其它磁介质和光学介质）上的信息。所述程序、方法或算法还可被实 现为软件可执行对象。可选地，所述程序、方法或算法可利用合适的硬件组件（诸如，专用 集成电路（ASIC)、现场可编程门阵列（FPGA)、状态机、控制器或其它硬件组件或装置）或者 硬件、软件和固件组件的结合被整体或部分地实施。
[0072] 虽然上面描述了示例性实施例，但是并不意味着这些实施例描述了权利要求包含 的所有可能的形式。说明书中使用的词语为描述性词语而非限制，并且应理解的是，在不脱 离本公开的精神和范围的情况下，可作出各种改变。如上所述，可组合多个实施例的特征以 形成本发明的可能未明确描述或示出的进一步的实施例。虽然多个实施例已被描述为提供 优点可在一个或更多个期望的特性方面优于其它实施例或现有技术实施方式，但是本领域 的普通技术人员应该认识到，一个或更多个特征或特点可被折衷，以实现期望的整体系统 属性，所述期望的整体系统属性取决于具体的应用和实施方式。这些属性包括但不限于成 本、强度、耐久性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、尺寸、维护保养方便性、重量、可制 造性、装配容易性等。因此，被描述为在一个或更多个特性方面不如其它实施例或现有技术 实施方式的实施例并不在本公开的范围之外并且可期望用于特殊应用。
【权利要求】
1. 一种车辆，包括： 发动机； 牵引电池； 至少一个控制器，被配置为（i)响应于总动力需求小于预定值，请求来自发动机的动 力至少等于所述总动力需求，以使牵引电池接收动力，（ii)响应于总动力需求大于另一阈 值，请求来自发动机的动力小于总动力需求，以使牵引电池提供动力来满足所述总动力需 求。
2. 如权利要求1所述的车辆，其中，所述至少一个控制器还被配置为：请求来自发动机 的动力处于量化水平，以使牵引电池根据总动力需求与从发动机请求的处于量化水平的动 力之间的差来接收或提供动力。
3. 如权利要求2所述的车辆，其中，所述至少一个控制器还被配置为：以量化水平中选 择的最接近总动力需求的值的那一个量化水平而请求来自发动机的动力。
4. 如权利要求2所述的车辆，所述至少一个控制器还被配置为：响应于总动力需求大 于所述预定值并小于另一预定值，以量化水平中的最接近总动力需求的值的那一个量化水 平而请求来自发动机的动力。
5. 如权利要求1所述的车辆，其中，所述总动力需求为驾驶员动力需求和电池动力需 求的总和。
6. -种车辆，包括： 发动机； 牵引电池； 至少一个控制器，被配置为：以小于或等于总动力需求的量化水平而请求来自发动机 的动力，使得牵引电池提供动力来满足总动力需求。
7. 如权利要求6所述的车辆，其中，所述至少一个控制器还被配置为：响应于总动力需 求小于预定值，以至少等于总动力需求的量化水平而请求来自发动机的动力，使得牵引电 池接收来自发动机的动力。
8. 如权利要求7所述的车辆，其中，所述至少一个控制器还被配置为：响应于总动力需 求大于所述预定值并小于另一预定值，以量化水平中选择的最接近总动力需求的值的那一 个量化水平而请求来自发动机的动力。
9. 如权利要求6所述的车辆，其中，所述总动力需求是驾驶员动力需求和电池动力需 求的总和。
10. -种用于运转发动机的方法，包括： 当总动力需求小于预定值时，输出来自发动机的动力至少等于总动力需求； 当总动力需求大于另一预定值时，输出来自发动机的动力小于总动力需求； 当总动力需求大于所述预定值并小于所述另一预定值时，以多个量化水平中选择的最 接近总动力需求的值的那一个量化水平而请求来自发动机的动力。
【文档编号】B60W20/00GK104118423SQ201410172149
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年4月25日 优先权日:2013年4月25日
【发明者】法扎尔·阿拉曼·塞伊德, 王青 申请人:福特全球技术公司