用于改進混合動力車輛性能一致性的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本說明書涉及到用于改進混合動力車輛的穩(wěn)定性能一致性的系統(tǒng)和方法。該方法可以特別用于包含了可被選擇性地藕節(jié)到發(fā)動機的電動馬達或發(fā)電機的混合動力車輛。
【背景技術(shù)】
[0002]混合動力車輛的性能可以基于發(fā)動機的性能和傳動系集成起動機/發(fā)電機(DISG)的性能?；旌蟿恿囕v的最大扭矩曲線(例如，當最大值有效是總是將傳動系扭矩維持在液力變矩器栗輪處混合動力車輛的傳動系扭矩以下)可以是發(fā)動機最大扭矩曲線(例如，在其以下的發(fā)動機扭矩在最大值有效的所有時刻時被維持)和DISG最大扭矩曲線(例如，在其以下的電機扭矩在最大值有效的所有時刻時被維持)的總和。駕駛員可以在駕駛條件期間請求DISG和發(fā)動機的組合最大扭矩。發(fā)動機可以以預定轉(zhuǎn)速提供相當一致的最大扭矩。發(fā)動機最大扭矩根據(jù)大氣壓力、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、發(fā)動機溫度以及燃燒的燃料變化。另一方面，馬達最大扭矩可以根據(jù)馬達溫度、電池荷電狀態(tài)(S0C)以及馬達轉(zhuǎn)速更加顯著地變化。因此，當發(fā)動機的最大扭矩曲線被加到DISG的最大扭矩曲線時，所產(chǎn)生的車輛傳動系的最大扭矩曲線可以表現(xiàn)出最大傳動系扭矩在工況期間的顯著改變。
[0003]當S0C被減少并且DISG最大扭矩被減小時，駕駛員可以注意到傳動系扭矩在重踩加速器踏板的行駛循環(huán)期間的顯著改變。例如，混合動力車輛可以開始行駛周期，該行駛周期能夠以第一速率加速，并且混合動力車輛可以使能夠以第二速率加速的行駛周期結(jié)束，第二速率比第一速率慢。駕駛員可以發(fā)現(xiàn)令人反感的加速度的減小。因此，可以期望的是在行駛周期期間提供更加一致的車輛性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)認識到的上文提及的缺點并且已經(jīng)開發(fā)出了一種傳動系方法，該方法包括:響應(yīng)于傳動系轉(zhuǎn)速和電池放電功率限制調(diào)整最大傳動系扭矩閾值；并且響應(yīng)于最大傳動系扭矩閾值限制傳動系扭矩。
[0005]通過響應(yīng)傳動系轉(zhuǎn)速和電池放電功率限制(例如，電池放電功率被防止以免超過的電池放電功率水平)來調(diào)整最大傳動系扭矩閾值，可以實現(xiàn)改進傳動系性能一致性的技術(shù)效果。例如，可以以較高的傳動系轉(zhuǎn)速保存電池電荷，其中電機輸出扭矩可以通過不將扭矩從電機供應(yīng)至傳動系被減小。在較低的轉(zhuǎn)速下，所保存的電荷可以被用于提供扭矩給傳動系。用這種方式，可以可能的是在電機幫助發(fā)動機啟動車輛的情況下增加車輛啟動的次數(shù)。結(jié)果，當電機不可用或在車輛啟動條件期間以減小的扭矩模式操作時駕駛員可以經(jīng)歷更少的情形。
[0006]在另一實施例中，傳動系方法包括:在第一傳動系轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)根據(jù)最大發(fā)動機扭矩和修改最大電機扭矩的和提供傳動系扭矩閾值；僅根據(jù)最大發(fā)動機扭矩提供第二傳動系轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的傳動系扭矩閾值，第二傳動系轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)速大于第一傳動系轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)速；以及將傳動系扭矩限制到傳動系扭矩閾值。
[0007]在另一實施例中，第一傳動系轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的傳動系扭矩閾值和第二轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的傳動系扭矩閾值是基于最大電機扭矩乘以傳動系轉(zhuǎn)速和電機放電功率極限的函數(shù)的值。
[0008]在另一實施例中，該方法進一步包括提供第三傳動系轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的傳動系扭矩閾值，第三轉(zhuǎn)速范圍的轉(zhuǎn)速大于第二轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)速，第三傳動系轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的傳動系扭矩閾值是基于最大發(fā)動機扭矩和最大電機扭矩的總和。
[0009]在另一實施例中，基于傳動系扭矩閾值在油門全開的位置條件期間限制傳動系扭矩。
[0010]在另一實施例中，該方法進一步包括根據(jù)多個駕駛員選擇模式中的一種模式調(diào)整傳動系扭矩閾值。
[0011]在另一實施例中，多個駕駛員選擇模式中的一種模式是拖行(tow)模式，并且其中傳動系扭矩閾值被調(diào)整到傳動系轉(zhuǎn)速的整個傳動系轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的最大發(fā)動機扭矩，其中最大發(fā)動機扭矩小于整個傳動系轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的最大發(fā)動機扭矩。
[0012]在另一實施例中，提供了傳動系系統(tǒng)。傳動系系統(tǒng)包括:發(fā)動機；電機；選擇性地連接發(fā)動機和電機的傳動系斷開離合器；以及包含可執(zhí)行指令的控制器，其中可執(zhí)行指令被存儲在非臨時性存儲器內(nèi)以便關(guān)閉傳動系斷開離合器并且限制傳動系最大扭矩以小于最大發(fā)動機扭矩和最大電機扭矩的總和。
[0013]在另一實施例中，傳動系最大扭矩是響應(yīng)于完全開放的踏板位置而由電機和發(fā)動機同時輸出的扭矩量。
[0014]在另一實施例中，根據(jù)從電機操作特性中獨立的傳動系轉(zhuǎn)速的函數(shù)，限制最大電機扭矩。
[0015]在另一實施例中，根據(jù)電池放電功率極限的函數(shù)，限制最大電機扭矩。
[0016]在另一實施例中，根據(jù)傳動系轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的最大發(fā)動機扭矩，限制最大電機扭矩。
[0017]本說明書可以提供幾個優(yōu)點。具體地說，該方案可以改進傳動系性能一致性。而且，該途徑可以提供針對具體的行駛模式而定制的傳動系響應(yīng)。此外，該途徑可以被應(yīng)用到包含了汽油、柴油或氣體燃料發(fā)動機的混合動力車輛。
[0018]當被單獨拿出或結(jié)合附圖時，以上優(yōu)點和本說明書中的其他優(yōu)點以及特征在之后的【具體實施方式】中將會是顯而易見的。
[0019]應(yīng)該理解的是上述內(nèi)容被提供以便用簡化的形式引入選擇的概念，所述概念將被進一步描述在【具體實施方式】中。但這并不意味著識別了所聲明主題的關(guān)鍵或本質(zhì)特征，所聲明主題的范圍被【具體實施方式】之后的權(quán)利要求書唯一低限定。而且，所聲明主題不局限于解決了上文或本公開任一部分被指出的任何缺點的實施方式。
【附圖說明】
[0020]當被單獨拿出或者參考附圖時，通過閱讀在此被稱為【具體實施方式】的實施例的示例，將會更加全面地理解本文所述的優(yōu)點，其中:
[0021]圖1是發(fā)動機的示意圖；
[0022]圖2示出了示例車輛傳動系配置；
[0023]圖3和4示出了不同的傳動系扭矩曲線；
[0024]圖5-7示出了不同的DISG扭矩調(diào)整以便改進傳動系性能一致性；
[0025]圖8示出了改進車輛行駛周期期間傳動系性能一致性的示例方法。
【具體實施方式】
[0026]本說明書涉及提高車輛行駛周期期間混合動力車輛傳動系性能一致性。傳動系可以包含如圖1所示的發(fā)動機。該發(fā)動機可以被機械地連接到其他車輛組件以便形成如圖2所示的傳動系。添加發(fā)動機和DISG扭矩的混合傳動系的扭矩曲線被示出在圖3中。提供更多一致性傳動系性能的示例混合傳動系扭矩曲線被示出在圖4中。調(diào)整DISG扭矩以便延長車輛行駛周期期間的一致性傳動系性能被示出在圖5-7中。最后，用于改進車輛行駛周期期間的混合傳動系性能的方法被示出在圖8中。
[0027]參考圖1，內(nèi)燃機10包括多個汽缸，其中一個汽缸被示出在圖1中，內(nèi)燃機10被電子發(fā)動機控制器12控制。發(fā)動機10包含燃燒室30和汽缸壁32，活塞36被定位在其中并且被連接到曲軸40。飛輪97和環(huán)形齒輪99被連接到曲軸40。起動機96包含小齒輪軸98和小齒輪95。小齒輪軸98可以選擇性地推動小齒輪95以便嚙合環(huán)形齒輪99。起動機96可以被直接安裝到發(fā)動機的前面或發(fā)動機的后面。在一些示例中，起動機96可以通過帶或鏈條選擇性地供應(yīng)扭矩到曲軸40。在一個示例中，起動機96在不被嗤合到發(fā)動機曲軸時處于基本狀態(tài)。燃燒室30被示出為分別通過進氣門52和排氣門54與進氣歧管44和排氣歧管48相通。每個進氣門和排氣門可以由進氣凸輪51和排氣凸輪53操作。進氣凸輪51的位置可以由進氣凸輪傳感器55確定。排氣凸輪53的位置可以由排氣凸輪傳感器57確定。
[0028]燃料噴射器66被示出被定位為將燃料直接噴射到汽缸30內(nèi)，這被本領(lǐng)域技術(shù)人員公知為直接噴射。替換地，燃料可以被噴射到進氣端口，這被本領(lǐng)域技術(shù)人員公知為進氣道噴射。燃料噴射器66輸送與來自控制器12的脈沖寬度成比例的液體燃料。燃料由包含燃料箱、燃料栗以及燃料導軌(未示出)的燃料系統(tǒng)(未示出)輸送到燃料噴射器66。
[0029]此外，進氣歧管44被示出為與渦輪增壓器壓縮機162相通。軸161將渦輪增壓器渦輪164機械地連接到渦輪增壓器壓縮機162。可選電子節(jié)氣門62調(diào)整節(jié)流板64的位置以控制從空氣進氣42到壓縮機162和進氣歧管44的氣流。在一個示例中，高壓、雙級燃料系統(tǒng)可以被用于生成更高的燃料壓力。在一些示例中，節(jié)氣門62和節(jié)流板64可以被定位在進氣門52和進氣歧管44之間，使得節(jié)氣門62為進氣道節(jié)氣門。
[0030]無分電器點火系統(tǒng)88響應(yīng)于控制器12通過火花塞92向燃燒室30提供點火火花。通用或?qū)捰蚺艢庋鮽鞲衅?UEG0) 126被示出為連接到催化轉(zhuǎn)化器70上游處的排氣歧管48。替換地，雙態(tài)排氣氧傳感器可以被替換為UEG0傳感器126。
[0031]在一個示例中，轉(zhuǎn)化器70能夠包含多個催化劑磚。在另一示例中，能夠使用多個排放控制設(shè)備，其中每個具有多塊磚。在一個示例中，轉(zhuǎn)化器70可以是三元型催化劑。
[0032]控制器12在圖1中被示出為常規(guī)的微處理器，包含:微處理器單元102、輸入/輸出端口 104、只讀存儲器106 (例如，非臨時存儲器)、隨機存取存儲器108、?；畲鎯ζ?10以及常規(guī)的數(shù)據(jù)總線?？刂破?2被示出為從連接到發(fā)動機10的傳感器中接收各種信號，這些信號除了先前論述的那些信號之外，還包含:來自連接到冷卻套筒114的溫度傳感器112的發(fā)動機冷卻劑溫度(ECT);連接到加速器踏板130用于感測由腳132施加的力的位置傳感器134 ;連接到制動踏板150用于感測由腳152施加的力的位置傳感器154 ;來自于連接到進氣歧管44的壓力傳感器122的發(fā)動機歧管壓力(MAP)的測量值；感測曲軸40位置的霍爾效應(yīng)傳感器118中的發(fā)動機位置傳感器；來自傳感器120的進入發(fā)動機的空氣質(zhì)量的測量值；以及來自傳感器58的節(jié)氣門位置的測量值。大氣壓力也可以被感測(未示出的傳感器)以便由控制器12處理。在本說明書的優(yōu)選方面，發(fā)動機位置傳感器118每一個曲軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生預定數(shù)量的等距脈沖，從這方面可以確定發(fā)動機轉(zhuǎn)速(RPM)。
[0033]在一些示例中，發(fā)動機可以被連接到如圖2所示混合動力車輛內(nèi)的電動馬達/電池系統(tǒng)。進一步地，在一些示例中，其他的發(fā)動機配置可以被運用，例如，柴油發(fā)動機。
[0034]在操作期間，發(fā)動機10內(nèi)的每個汽缸通常經(jīng)歷四沖程循環(huán):該循環(huán)包含進氣沖程、壓縮沖程、膨脹沖程以及排氣沖程。在進氣沖程期間，一般情況下，排氣門54關(guān)閉并且進氣門52打開?？諝馔ㄟ^進氣歧管44被引入到燃燒室30內(nèi)，并且活塞36移動到汽缸的底部從而增加燃燒室30內(nèi)的容積?；钊?6所在的位置接近汽缸的底部并且在其沖程的末端(例如，當燃燒室30處于其最大容積之時)的位置通常被本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員稱為下止點(BDC)。在壓縮沖程期間，進氣門52和排氣門54被關(guān)閉?；钊?6移向汽缸蓋從而壓縮燃燒室30內(nèi)的空氣