用于控制混合动力车辆中发动机转速的系统和方法技术方案

提供了在稳态状况期间以及响应于瞬态加速和/或减速请求来控制混合动力车辆系统中的发动机转速的方法和系统。在一个示例中，在稳态状况期间，发动机转速被控制到关于燃料经济性的最佳发动机转速，并且响应于加速或减速请求，由速率受限的最佳发动机转速与车辆速度比获得目标发动机转速，并且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发动机转速。以这种方式，车辆系统可以在加速和减速期间模拟固定比变速器，同时在稳态下保持关于燃料经济性的最佳发动机转速。

System and Method for Controlling Engine Speed in Hybrid Electric Vehicle

A method and system for controlling engine speed in a hybrid electric vehicle system during steady state and in response to transient acceleration and/or deceleration requests are provided. In one example, during a steady state, the engine speed is controlled to the optimal engine speed for fuel economy, and in response to an acceleration or deceleration request, the target engine speed is obtained from the optimal engine speed to vehicle speed ratio with speed constraints, and if the target speed is lower than the threshold difference between the optimal engine speed and the target speed, the engine is controlled to the target engine. Motion speed. In this way, the vehicle system can simulate a fixed-ratio transmission during acceleration and deceleration, while maintaining the optimal engine speed for fuel economy in steady state.

【技术实现步骤摘要】
用于控制混合动力车辆中发动机转速的系统和方法
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。
技术介绍
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。
技术实现思路
专利技术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，其用于示出根据本专利技术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。在本专利技术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1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：在稳态状况期间将推进车辆的发动机控制到关于燃油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，并且如果所述目标转速低于与所述最佳发动机转速的阈值差，则将所述发动机控制到所述目标转速。

【技术特征摘要】
2017.07.24 US 15/658,1081.一种方法，包括：在稳态状况期间将推进车辆的发动机控制到关于燃油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，并且如果所述目标转速低于与所述最佳发动机转速的阈值差，则将所述发动机控制到所述目标转速。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述车辆包括混合动力车辆，其中所述发动机转速是可独立于所述车辆速度地控制的。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述混合动力车辆包括串联混合动力或动力分配混合动力。4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：响应于所述目标转速超出与所述最佳发动机转速的所述阈值差而将所述目标E/V比设定为等于所述最佳E/V比，并基于所述最佳E/V比将所述发动机控制到所述最佳转速。5.根据权利要求4所述的方法，其中将所述目标E/V比设定为等于所述最佳E/V比并且将所述发动机控制到所述最佳发动机转速模拟固定比变速器中的换挡。6.根据权利要求4所述的方法，进一步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为比先前的齿轮比更低的齿轮比，同时将所述目标E/V比设定为等于所述最佳E/V比，并且基于所述最佳E/V比将所述发动机控制到所述最佳转速。7.根据权利要求1所述的方法，其中如果所述目标转速低于与所述最佳发动机转速的所述阈值差而将所述发动机控制到所述目标转速进一步包括将所述发动机转速和发动机转速变化率与所述车辆速度相关联。8.根据权利要求1所述的方法，其中将所述发动机控制到所述目标转速包括通过将当前车辆速度乘以所述目标E/V比来确定所述目标转速以获得所述目标发动机转速。9.根据权利要求1所述的方法，其中在所述稳态状况期间将所述发动机控制到关于燃料经济性的所述最佳发动机转速进一步包括在所述最佳发动机转速与车辆速度比下操作所述车辆。10.根据权利要求9所述的方法，其中关于燃料经济性的所述最佳发动机转速与车辆速度比以及关于燃料经济性的所述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...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿兰·罗伯特·多纳，大窪俊介，卡罗尔·路易斯·奥库博，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US