优化车辆中动力系效率的方法技术

本发明专利技术公开了一种优化车辆中动力系效率的方法，动力系包括发动机、可运转以向至少一个车轮输出扭矩的电机和可运转以向所述电机提供电能的电源。该方法包括产生多个预定电源功率下对于车辆功率和车速组合的最佳发动机转速的多个三维图。各个三维图均对应于电源预定功率中的一个。三维图用于确定对于给定电源功率、给定车辆功率和给定车速的最佳发动机转速。本发明专利技术能够优化车辆中动力系的效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及优化车辆动力系效率的方法。
技术介绍
具有混联式混合动力电动车辆动力系的车辆具有两个动力源用于向车辆驱动轮传递驱动力。总体上，这些动力源可分为两个较宽的类别机械和电力。机械动力源可包括例如通过一组或多组变速齿轮向车轮输出机械动力的内燃发动机。电动力源可包括一个或多个电机，例如电动马达或马达/发电机。电动马达可从另一发电机、电池、或其它电源接收电能。电动马达从电源接收电能，并总体上通过一组或多组变速齿轮向车轮输出机械动力。由于该类型的装置提供了多个至车轮的动力流动路径，所以对于给定的驾驶员动力需求能够优化对多个动力系组件的使用以最大化系统效率。于2008年7月8日公布的美国专利7，398，147中描述了一个这种动力管理策略，其通过引用合并入本文。
技术实现思路
本专利技术实施例包括。动力系包括发动机、可运转以向至少一个车轮输出扭矩的电机以及可运转以向电机提供电能的电源。该方法包括产生多个电源预定功率下对于车辆功率和车辆速度组合的最佳发动机转速的多个三维图的步骤。 各个三维图均对应于电源的一个预定功率。随后该方法使用三维图确定对于给定的电源功率、给定的车辆功率及给定的车辆速度的最佳发动机转速。根据本专利技术的一个实施例，车辆包括控制系统，其包括至少一个控制器，且三维图编程在控制系统中以产生由车辆功率、车辆速度、电源功率和最佳发动机转速确定的四维图。根据本专利技术的一个实施例，其中在将三维图编程在控制系统中之前离线产生三维图。根据本专利技术的一个实施例，其中三维图中使用的最佳发动机转速根据动力系效率方程产生，其为至少发动机转速、车辆功率、车辆速度及电源功率的函数，各个最佳发动机转速均对应于对于给定组合的车辆功率、车辆速度、及电源功率使动力系效率最大化的发动机转速值。根据本专利技术的一个实施例，所述方法还包含基于给定车辆功率和给定电源功率产生发动机功率值；使用确定的最佳发动机转速和产生的发动机功率值产生发动机扭矩值。本专利技术实施例还包括优化车辆(例如具有如上文所述的动力系)中动力系效率的方法。在这些实施例中，该方法包括根据发动机转速的函数对于某些车辆运转参数(包括电源的功率)的一组值确定动力系效率。最大化对于这一组某些车辆运转参数值的动力系效率，并基于最大化的动力系效率确定对于这一组值的最佳发动机转速。这一组值可为某些车辆运转参数的当前值，或者其可为选择用于产生数据图的数据的一组值。为了得到数据图，对于某些车辆运转参数的至少另一组值根据发动机转速的函数确定动力系效率。最大化对于某些车辆运转参数的该至少另一组值的动力系效率。各个最大化的动力系效率均对应于各组值的最佳发动机转速。随后确定某些车辆运转参数的当前值，并基于最大化的动力系效率确定对于某些车辆运转参数当前值的最佳发动机转速。根据本专利技术的一个实施例，其中这一组值为某些车辆运转参数的一组当前工况。根据本专利技术的一个实施例，其中某些车辆运转参数还包括车辆功率和车辆速度。根据本专利技术的一个实施例，所述方法还包含根据车辆功率和电源功率的当前值产生发动机功率值；使用确定的最佳发动机转速和产生的发动机功率值以产生发动机扭矩值。根据本专利技术的一个实施例，所述方法还包含将各组值和对应的最佳发动机转速存储在多维图中，确定对于车辆运转参数当前值的最佳发动机转速的步骤包括在多维图上定位车辆运转参数的当前值并确定对应的最佳发动机转速。根据本专利技术的一个实施例，其中车辆包括具有至少一个控制器的控制系统，该方法还包含将最佳发动机转速和某些车辆运转参数的各组值编程在控制系统中。根据本专利技术的一个实施例，其中确定动力系效率和最大化动力系效率的步骤在被编程入控制系统中之前离线执行。本专利技术实施例还包括优化车辆(例如具有如上文所述的动力系)中动力系效率的方法。将多个车辆运转参数的当前值输入车辆的控制系统。车辆运转参数包括电源的功率。 控制系统被编程为输出对应于各个车辆运转参数值的最佳发动机转速。从控制系统输出对应于车辆运转参数当前值的最佳发动机转速。本专利技术能够优化车辆中动力系的效率。附图说明图1为能够使用本专利技术的混联式混合动力电动车辆动力系的示意图；图2为图1的动力系统中动力流的示意图；图3显示了三个三维数据图，其共同构成了可用于本专利技术的四维数据图；图4显示了根据本专利技术实施例利用图3中所示四维数据图的控制框图。具体实施例方式图1显示了混联式混合动力电动车辆(HEV)动力系8。图1配置中主动力源为发动机10。副动力源为发电机12、电机或马达14、电源及其控制器(其在本实施例中为电池和电池控制模块(电池/BCM) 16)的组合。应理解，可使用不同类型的电源以向马达14提供电能，并且电池控制器(例如BCM)无需集成在电池中，而可为与电池连通的独立装置。该组合的这些组件通过高压电总线18电连接。动力系8包括变速器20 (其包含行星齿轮组22、发电机12和马达14)以及扭矩传递中间轴传动装置24。中间轴传动装置24的动力输出齿轮元件(26处所示)可驱动地连接至半轴总成28，其向车辆驱动轮30分配动力。行星齿轮组22包含环形齿轮32、中心齿轮34、行星架36和可旋转地支撑在行星架36上与环形齿轮32和中心齿轮34接合的行星齿轮。中心齿轮34可驱动地连接至发电机12的转子。扭矩传递部件40形成扭矩流路径。发动机的动力输出轴可驱动地连接至行星架36。环形齿轮32通过扭矩传递部件40连接至扭矩传递中间轴传动装置24的输入齿轮元件68。马达14的转子可驱动地连接至齿轮元件70。动力系8的控制系统包括运转模式的总体控制器，其在本实施例中为车辆系统控制器46 (VSC)，其接收多个输入(包括48、50处的驾驶员输入)。50处的输入为加速踏板位置传感器(APPS)信号，48处的输入为驾驶员对“停车”、“倒车”、“空挡”、或“前进”(PRND) 的档位选择。52处显示了车辆系统控制器46的再生制动指令输入。制动系统控制模块 54 (BSCM)发布再生制动指令，其接收对应于驾驶员车辆制动踏板位置传感器(BPPS)信号 56的制动需求。车辆系统控制器46向变速器控制模块(TCM) 58发布指令信号，包括所需车轮扭矩、所需发动机转速和再生制动指令。如60处所示，其还向电池控制模块16发布电池控制模块接触器控制信号。变速器控制模块通过信号流路径64向发电机12发布发电机控制信号。变速器控制模块通过信号流路径66向马达14发布马达控制信号。在图1中所示的实施例中，动力系8的控制系统包括VSC 46、BSCM 54、TCM 58和电池/BCM 16的BCM部分。 然而应理解，本专利技术的实施例可具有控制器数量更少或更多的控制系统，一些或全部控制器可例如通过控制器局域网(CAN)彼此连接。图2为图1中示意性说明的动力系8的动力流示意图。发动机有两条动力流路径传输其输出动力(图2中72处所示)。第一条动力流路径从发动机延伸至行星架36、环形齿轮32及中间轴传动装置24。74处显示了动力从行星架36传递至中间轴传动装置24。 第二条动力流路径为从发动机10至发电机12、马达14 (如76处所示)及从马达14至中间轴传动装置24(如78处所示)的电能流路径。80处显示了对车轮的功率输出。如图2所示，电能流路径也可包括流至或来自电池/BCM 16的电能(本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种优化车辆中动力系效率的方法，所述动力系包括发动机、可运转以向至少一个车轮输出扭矩的电机和可运转以向所述电机提供电能的电源，所述方法包含：将多个车辆运转参数的当前值输入至所述车辆的控制系统，所述车辆运转参数包括所述电源的功率，所述控制系统被编程为输出对应于所述车辆运转参数的各个值的最佳发动机转速；将对应于所述车辆运转参数的所述当前值的所述最佳发动机转速输出。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁伟，王青，王小勇，约瑟夫·杰拉尔德·苏皮那，瑞恩·亚伯拉罕·麦吉，邝明朗，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：US