混合动力车辆及关联的控制方法技术

本发明专利技术公开了一种混合动力车辆及关联的控制方法，在一些运转模式中发动机转速与车速的比例连续地改变而在其它运转模式中控制该比例以模拟离散传动比变速器。本发明专利技术具体描述了以每个运转模式控制发动机转速以及发动机和至少一个牵引马达的组合输出扭矩的方法。响应于驾驶员对变速杆的移动、驾驶员对换档选择器的操作以及车速的改变而发生运转模式之间的转换。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种，在一些运转模式中发动机转速与车速的比例连续地改变而在其它运转模式中控制该比例以模拟离散传动比变速器。本专利技术具体描述了以每个运转模式控制发动机转速以及发动机和至少一个牵引马达的组合输出扭矩的方法。响应于驾驶员对变速杆的移动、驾驶员对换档选择器的操作以及车速的改变而发生运转模式之间的转换。【专利说明】
本专利技术总体上涉及响应于驾驶员输入而控制混合动力车辆的发动机转速和组合的输出扭矩。
技术介绍
在具有离散传动比变速器(discrete ratio transmission)的车辆中，除了变速器从一个传动比转换为另一个传动比时的短暂间隔期间，变速器输入轴的转速通过限定的一组传动比而约束为与车速成比例。当变矩器锁定时，发动机转速也约束为与车速成比例。另外，在具有动力分配(power-split)架构的混合动力电动车辆中，变速器并没有在发动机转速和车速之间机械地施加严格的关系。即使在具有自动变速器的车辆中，在该车辆中通常通过控制器确定传动比或发动机转速的选择，一些驾驶员倾向于偶尔超越控制器以提供类似于手动变速器的操作。一些车辆配备有换档拨片或其它的驾驶员交互特征，该特征允许驾驶员相对于由车辆控制器自动选择的传动比而发信号请求更高或更低的传动比，而发动机转速和车辆扭矩发生关联的改变。在离散传动比变速器中，控制器通过转换为离散传动比中不同的一个传动比而响应这类指令，该传动比相应地调节发动机转速并在车轮处提供关联的扭矩放大。然而，在具有无级变速器(CVT)或类似变速箱的车辆(例如动力分配式混合动力车辆)中，因为变速器本身不能提供离散传动比和关联的不同的扭矩放大，所以响应更加复杂。
技术实现思路
本专利技术公开的混合动力车辆控制策略实施四种不同的运转模式。驾驶员通过多个驾驶员交互元件(包括变速杆、降档选择器和升档选择器)确定在任意给定的时间处使用哪种运转模式。在两种模式中，控制器模拟离散传动比变速器的运转，涉及发动机转速以及涉及发动机和牵引马达的组合输出扭矩两者。取决于启用哪种运转模式，控制器使用不同的逻辑来关闭发动机和仅通过电力驱动。在一个实施例中，混合动力电动车辆包括内燃发动机，具有可驱动地连接至内燃发动机的输入轴的无级变速器，变速器包括至少一个牵引马达，具有第一和第二前进行驶位置的驾驶员操作的范围选择器，驾驶员操作的升档和降档选择器，驾驶员操作的加速踏板，以及控制器。控制器以多个运转模式运转车辆，包括:i)第一模式(普通模式)，对应于范围选择器的第一位置(D)，ii)第二模式(运动模式)，对应于范围选择器的第二位置(S)，其中在基本相等的加速踏板位置和车速处控制器运转发动机和马达以提供比第一模式更高的输出扭矩，iii)第三模式(实时驱动(LID，Live-1n-Drive)模式)，通过降档选择器的操作从第一模式启用，其中控制器基于选择的虚拟档位号控制发动机转速以与输出转速成比例，以及iv)第四模式(选择换档变速(SST, Select Shift Transmission)模式),通过升档或降档选择器的操作从第二模式启用，其中发动机转速控制为与变速器输出转速成比例，通过选择的虚拟档位号确定比例常数。在一些实施例中，当以第三或第四模式运转时，控制器基于来自升档或降档选择器的信号或者响应于输出转速的改变而选择不同的虚拟档位号。在一些实施例中，响应于输出转速的改变对较低虚拟档位号的选择导致从第三模式转换为第一模式。在一些实施例中，巡航控制特征的启用或加速踏板位置的减小导致从第三模式转换为第一模式。然而，在一些实施例中，当驾驶员工作量较高时禁止从第三模式转换为第一模式。在一个实施例中,提供一种控制具有牵引马达和发动机的混合动力电动车辆的方法，所述方法包括:当以第一模式(普通模式)运转时，控制发动机和牵弓丨马达以提供基于车速和加速踏板位置而变化的输出扭矩，当以从第一模式通过范围选择器的移动而启用的第二模式(运动模式)运转时，对于对应的车速和加速踏板位置而言控制发动机和牵引马达以提供比第一模式更高的输出扭矩，以及当以从第一模式通过降档选择器的操作而启用的第三模式(LID模式)运转时，控制发动机和牵引马达使得发动机转速与车速成比例。在一些实施例中，以第一模式运转包括自动地起动和关闭发动机使得在车辆处于移动中的很大一部分时间中发动机不运行。在一些实施例中，以第二模式运转包括自动地起动和关闭发动机使得仅当车辆停车时发动机关闭并且一旦释放制动踏板发动机就再起动，并且当发动机运行时，控制发动机和牵引马达使得对于基本上相同的车速和加速踏板位置而言发动机转速比在第一模式中更高。在一些实施例中，以第三模式运转包括一旦进入第三模式则计算虚拟档位号的初始值，响应于降档选择器的操作而减少虚拟档位号，响应于升档选择器的操作而增加虚拟档位号，并且控制发动机和牵引马达使得发动机转速通过虚拟档位号确定的比例常数与车速成比例，虚拟档位号的值越高发动机转速越低。以第三模式运转还可包括:响应于巡航控制特征的启用或加速踏板位置的减小超过关联的阈值，计算代表驾驶员工作量的衡量值(metric)，而且如果衡量值低于关联的工作量阈值，则转换为第一模式。在一些实施例中，当车速减小到阈值以下时发生从第三模式到第一模式的转换。在一些实施例中，以第二模式运转包括响应于降档选择器或升档选择器的操作而转换为第四模式。以第四模式运转可包括一旦进入第四模式就计算虚拟档位号的初始值，响应于降档选择器的操作而减小虚拟档位号，响应于升档选择器的操作而增加虚拟档位号，并且控制发动机和牵引马达使得输出扭矩近似为车速、加速踏板位置和虚拟档位号的函数，在基本相等的车速和加速踏板位置处虚拟档位号的值越高输出扭矩越低，并且发动机转速以虚拟档位号确定的比例常数与车速成比例，虚拟档位号的值越高发动机转速越低。以第四模式运转可包括当升档选择器保持了比阈值更长的时间段时转换为第二模式。根据本专利技术的实施例还可包括用于混合动力的动力传动系统的控制器，其中控制器向发动机和至少一个牵引马达发送控制信号；控制器响应于来自具有至少两个前进行驶位置的范围选择器、升档选择器、降档选择器以及加速踏板的信号；当范围选择器移动至第一前进行驶位置时控制器以第一模式(普通模式)运转；当范围选择器移动至第二前进行驶位置时控制器从第一模式转换为第二模式(运动模式)，控制器运转发动机和至少一个牵引马达以在第二模式中传输比第一模式更高的输出扭矩；当操作降档选择器时控制器从第一模式转换为第三模式(LID模式)，控制器在第三模式中运转发动机和至少一个牵引马达使得发动机转速模拟离散传动比变速器的运转。在一些实施例中，当操作升档或降档选择器时控制器从第二模式转换为第四模式(SST模式)，控制器在第四模式中运转发动机和至少一个牵引马达使得发动机转速和输出扭矩模拟离散传动比变速器的运转。根据本专利技术的一个实施例，以通过升档或降档选择器的操作从第二模式启用的第四模式(SST模式)运转控制器，其中发动机转速控制为与变速器输出转速成比例，通过选择的虚拟档位号确定比例常数。根据本专利技术的一个实施例，当以第三或第四模式运转时，控制器基于来自升档或降档选择器的信号而选择不同的虚拟档位号。根据本专利技术的一个实施例，当以第三或第四本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制具有牵引马达和发动机的混合动力车辆的方法，包含：当以第一模式运转时，控制所述发动机和牵引马达以提供基于车速和加速踏板位置变化的输出扭矩；当以通过范围选择器的移动从第一模式激活的第二模式运转时，对于对应的车速和加速踏板位置而言控制所述发动机和牵引马达以提供比第一模式更高的输出扭矩；以及当以通过降档选择器的操作从所述第一模式启用的第三模式运转时，控制所述发动机和牵引马达使得所述发动机转速与车速成比例。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：王青，邝明朗，菲利普·乔布什·卫丝，杰弗里·伦道夫·霍姆斯，瑞恩·亚伯拉罕·麦吉，法扎尔·阿拉曼·塞伊德，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：