CN101327745B - 在混合动力电动车辆中延长再生制动的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在混合动力电动车辆中延长再生制动的系统和方法,提供一种车辆,包括:连接到第一电能转换装置的内燃发动机;具有输入和输出的变速器,所述输入连接到所述第一电能转换装置;连接到所述变速器的下游的第二电能转换装置;用于至少驱动所述第一电能转换装置和所述第二电能转换装置的电池;及控制系统,当电池充电状态超过阀值水平时,所述控制系统调节所述第二电能转换装置的转矩输出以满足期望的减速工况并从而产生电能,使所述第一电能转换装置与所述变速器的输入分离,且调节所述第一电能转换装置的工作效率以消耗基于由所述第二电能转换装置产生的电能的量的来自所述电池的电能的量。

Description

在混合动力电动车辆中延长再生制动的系统和方法
技术领域
[0001] 本发明涉及在混合动力电动车辆中延长(extending)再生制动的系统和方法。
背景技术
[0002] 混合动力电动车辆在车辆减速期间可以执行再生制动操作以捕获并储存能量,否则该能量将由于执行机械制动操作而损耗。具体地,在减速期间,电能转换装置(例如发电机)可以吸收由于车辆减速而产生的动能,并 可将该动能转换成可用于增加电池充电状态的电能。执行再生制动操作不仅是补偿能量所希望的,而且因为混合动力电动车辆可以以机械车轮制动器提供的最小负转矩或没有负转矩减速。从而减少机械车轮制动器上的磨损。在车辆运行期间,由于电池充满,再生制动有利于通过车轮制动器的机械制动。当电能从电池消耗时可以重新开始再生制动,以便电池具有储存更多电能的空间。在再生制动和机械制动之间不停的切换会被车辆驾驶员感知,且车辆驾驶员会感觉到该切换是令人不快的。此外,机械车轮制动器的附加使用会产生随着时间的附加的磨损。
[0003] 在一种方法中,通过将过剩的电能分配到各种车辆系统用于加热目的,可以延长再生制动操作。具体地,通过将从再生制动补偿的能量引导至内燃发动机的冷却剂回路中的电阻加热器,以加热发动机从而改进排放,可以在电池充满后执行一段时间的再生制动。此外,在混合动力车辆系统中,例如U. S. 6,574,535中所述,可以供应过剩的电能以加热混合动力电动车辆的乘员舱加热器。
[0004] 然而,发明人在此认识到上述方法的一些问题。具体地,在一些工况下,可以在一段时间后暂停再生制动操作,以防止发动机冷却剂使发动机过热或防止车舱不舒适地变热。从而,虽然上述方法可以将再生制动能力延长了一段时间,但是最终不得不使用机械车轮制动器以使车辆减速。
发明内容
[0005] 在本文所述的至少一个方法中,上述问题中的至少一些可以通过产生制动力以使车辆减速的方法解决,该车辆包括连接到第一电能转换装置的输入的内燃发动机,所述第一电能转换装置具有连接到变速器的输出,及连接到变速器的下游的第二电能转换装置,所述第一和第二电能转换装置至少由电池驱动,该方法包括:在减速工况期间,通过第二电能转换装置产生制动转矩以产生可在电池中储存的电能,而通过来自第一电能转换装置的转矩输出转动内燃发动机以消耗来自电池的电能。
[0006] 以此方式,可以执行甚至延长的时间的再生制动使混合动力车辆减速,以进一步减少机械车轮制动操作的使用。作为非限制性示例,可以执行较长时间的再生制动操作,因为一旦电池充满或充至选择的水平,就可以调节第一电能转换装置以消耗一定量的电能,该电能的量跟随(tracks)由第二电能转换装置产生的电能的量,其视为电荷中和状态(charge neutral state)。此外,在制动操作期间,所消耗的电能的量可以基于产生的电能的量调节以控制充电状态至期望的水平。附图说明
[0007] 图I示出根据本发明公开的混合动力电动车辆的示例实施例的示意图;
[0008] 图2不出图I的车辆的发动机、进气系统和排气系统的不意图;
[0009] 图3图示出在延长的再生制动期间图I的车辆的电能转换装置的工作效率;及
[0010] 图4示出提供再生制动力至图I的车辆的控制例程的流程图。
具体实施方式
[0011] 图I示出车辆混合动力推进系统的示例实施例。混合动力推进配置可用于所公开的方法以在延长期间提供改进的车辆制动,改进的车辆制动保持高电池充电状态并减少机 械车轮制动器上的磨损。在该示例中,混合动力推进系统可以包括具有一个或多个汽缸30的阿特金森循环(Atkinson cycle)内燃发动机(ICE) 10,变速器14,最终传动/轮18或其他用于传递推进力至地面的适合的装置,和两个电能转换装置12和16。每个轮18可以包括车轮制动装置22。
[0012] 电能转换装置12和16可以作为马达操作并将电能转换成输出转矩。此外,电能转换装置12和16可以作为发电机操作并将转矩转换成电能。应注意,在本文中电能转换装置12和16指的是马达和发电机中的至少一个。
[0013] 在一个示例中,第一电能转换装置可以是曲轴集成式起动机发电机(crankintegrated starter generator) (CISG)。CISG 12 可以连接在发动机 10 的输出上,且还可以连接到变速器14,从而提供起动机/发电机能力。在一些实施例中,转矩变换器可以设置在CISG的输出和变速器的输入之间。第二电能转换装置可以是电子后轴驱动(electric rear axle drive) (ERAD)装置。ERAD 16可以连接到变速器14的输出的下游的传动系,并可以提供转矩至最终传动/轮18。在一些实施例中,ERAD可以通过连接到最终传动/轮的行星齿轮组传递转矩至传动系,从而以电动驱动模式或混合动力驱动模式提供推进能力。在一些实施例中,ERAD可以通过传动带或其他合适的机构传递转矩至传动系。
[0014] 电能转换装置12和16可以与电池20电连通。在一些工况下,电能转换装置通过转换由电池提供的电能产生输出转矩。在一些实施例中,电能转换装置12和16可用作发电机以将机械产生的动力转换成可在电池中储存的电能。替代(或补充)地在一些实施例中,电能可以储存在一个或多个电容器(未示出)中。
[0015] 此外,应理解,在一些工况下,电能转换装置12和16可以由电池以外的能量源驱动。例如,IC发动机10可以产生可由电动马达使用的动力。此外,注意在一些实施例中,ERAD电能转换装置可以与行星齿轮配置以外的齿轮配置可操作地连通。
[0016] 在所示的配置中,车辆可以由发动机或马达中的至少一个推进。在该具体示例中,示出了后轮驱动配置,然而应理解,也可以实施其他驱动配置,如前轮驱动或全轮驱动。换言之,IC发动机、CISG、及ERAD可以仅向前轮提供转矩。或者,三个转矩源可以向所有轮提供转矩。在另一个示例中,ERAD可以产生转矩至前轮,CISG马达和IC发动机可以向后轮提供转矩,或相反。
[0017] 在一些实施例中,ERAD可以连接到变速器的下游。例如,ERAD可以直接连接到变速器的输出。如另一个示例,ERAD可以连接到最终传动/轮。如又一个示例,ERAD可以连接到变速器的下游,且可以通过各种齿轮组如行星齿轮组,提供转矩输出。
[0018] 应注意,不同的转矩源在各种工况期间如果不是向所有轮提供转矩输出,就是向所有轮中的至少一个提供转矩输出。此外,在一些实施例中,由各种转矩源产生的转矩可以基于各种工况,通过不同的机械和/或电力路径分配到不同的轮上。
[0019] 虽然图I示出一个示例混合动力推进配置,但注意也可以使用本文所提到的多种其他配置。对于完全串联式混合动力推进系统,可以操作发动机以产生适合由一个或多个马达使用的能量形式。例如,对于完全串联式混合动力电动车辆(HEV),发动机可以通过马达/发电机产生电力,该电力可以用来驱动用于推进车辆的电动马达。如另一个示例,可以操作发动机向液压系统或气动系统提供泵功(pump work),该液压系统或气动系统可以用来驱动用于推进车辆的液压马达或气动马达。还如另一个示例,可以操作发动机向飞轮或类似装置提供动能用于在驱动轮上的后续应用。
[0020] 对于并联式混合动力推进系统,可以相互独立地操作发动机与一个或多 个马达。如一个示例,可以操作发动机向驱动轮提供转矩,同时可以选择性地操作马达(例如电动马达、液压马达等)以增加或去除传递到轮上的转矩。如另一个示例,可以操作发动机而不操作马达或操作马达而不操作发动机。
[0021] 此外,对于串联式或并联式推进系统,或其组合,可以包括储能装置以使发动机和/或马达产生的能量储存用于后续一个或多个马达使用。例如,可以执行再生制动操作,其中电能转换装置(马达/发电机)用来将驱动轮上的动能转换成适合在储能装置中储存的能量形式。例如,对于HEV,马达或单独的发电机可以用于将轮上的转矩或由发动机产生的转矩转换成电能,该电能可以储存在储能装置中。类似的方法可以应用到其他类型的混合动力推进系统,包括液压、气动混合动力推进系统,或包括飞轮的混合动力推进系统。注意在一些实施例中,单独的马达和/或发电机可以用来协作地产生电力以及输出转矩。
[0022] 在所示的实施例中,在变速器的每侧上或变速器元件的每侧上提供电能转换装置12与电能转换装装置16。在此示例中,可操作电能转换装置12与16中的一个或多个用来提供或吸收来自传动系的转矩,包括或不包括由发电机10提供的转矩。使电池20充电的再生制动可以通过图I的配置,通过变速器从驱动轮传递转矩到电能转换装置12实现,其中电能转换装置12可以执行电力发电机的功能或替代地电能转换装置16可以执行电力发电机的功能,此外,两个电能转换装置都可以执行电力发电机的功能以产生可在电池中储存的电能。其他的电能吸收和消耗配置也是可能的。
[0023] 示例混合动力推进系统可以包括如图所示为控制器24的一个或多个电子控制单元以控制混合动力传动系的操作。控制器可以接收来自遍及车辆分布的传感器的各种信号。多个传感器可以检测到各种工况,包括发动机与变速器工况,电池与马达/发电机工况,驾驶员输入,例如发动机转速(例如RPM)、发动机转矩、Cl SG转矩、ERAD转矩、车轮转矩、踏板位置、电池充电状态,及其他工况。传感器信号可以在控制器中处理和/或储存,且控制器可以基于来自传感器信号的计算向在不同车辆系统中的执行器发送各种反馈控制信号以控制车辆运行。
[0024] 在一些实施例中,可以通过单个电子控制单元控制车辆运行。此外,在一些实施例中,不同的控制器可以控制不同的车辆系统。例如,可以指定控制器以控制发动机和/变速器操作的方面,然而可以指定不同的控制器以控制电池,电力储存及输出。在一些实施例中,车辆可以包括多层次的控制器,该控制器可以收集,储存,及处理输入信号信息,且还产生反馈控制信息。例如,一个或多个控制器可以收集和储存原始信号数据并执行低级信号处理,如信号增强,及各种计算。处理的信号数据可以发送到一个或多个不同的控制器以执行附加的处理与高级分析,以及产生可操作的反馈。或者,在一些实施例中,单个控制器(或控制器组)可以控制即使不是所有车辆运行的方面,也是大多数车辆运行的方面。通过控制器24的发动机操作的控制将在下文中参考图2进一步详细描述。
[0025] 图2是示出多汽缸发动机10的一个汽缸30的示意图,该发动机可以包括在如上所述的混合动力电动车辆的推进系统中。发动机10至少部分地由包括控制器24的控制系统和通过输入装置130来自车辆驾驶员132的输入控制。在该示例中,输入装置130包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的燃烧室(即汽缸)30可以包括燃烧室壁32,活塞36位于其中。活塞36可以连接到曲轴40,以便将活塞的往复运动转换成曲轴的旋转运动。曲轴40可以通过中间变速器系统连接到车辆的至少一个驱动轮。此外,起动机马达可以通过飞轮连接到曲轴40以使发动机10进行起动操作。
[0026] 燃烧室30可以通过进气歧管42接收来自进气道44的进气,并通过排气道48排出燃烧气体。进气道44和排气道48可选择地分别通过进气门52和排气门54与燃烧室30连通。在一些实施例中,燃烧室30可以包括两个或多个进气门和/或两个或多个排气门。
[0027] 进气门52可以通过电动气门执行器(EVA) 51由控制器24控制。类似地,排气门54可以通过EVA 53由控制器24控制。在一些工况期间,控制器24可以改变提供到执行器51和53的信号以控制各个进气门和排气门的开启和关闭。进气门52和排气门54的位置可以分别通过气门位置传感器55和57确定。在替代的实施例中,进气门和排气门中的一个或多个可以由一个或多个凸轮驱动,并可以使用凸轮廓线变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个以改变气门操作。例如,汽缸30可以可选地包括通过电动气门驱动控制的进气门和通过包括CPS和/或VCT的凸轮驱动控制的排气门。
[0028] 燃料喷射器66如图所示设置在进气道44中,在该配置中向燃烧室30上游的进气道提供所知的进气道燃料喷射。燃料喷射器66可以与通过电子驱动器28从控制器24接收的信号脉冲宽度FPW成比例地喷射燃料。燃料可以通过包括燃料箱、燃料泵和燃料导管的燃料系统(未示出)提供至燃料喷射器66。在一些实施例中,燃烧室30可以替代或补充地包括直接连接到燃烧室30的燃料喷射器,用于以所知的直接喷射的方式将燃料直接喷射到燃烧室30中。
[0029] 进气歧管42可以包括具有节流板64的节气门62。在该具体示例中,节流板64的位置可以通过提供到电动马达或与节气门62配套的执行器的信号由控制器24改变,该配置通常称为电动节气门控制(ETC)。以此方式,可以操作节气门62以改变提供到发动机汽缸中的燃烧室30的进气。节流板64的位置可以通过节气门位置信号TP提供至控制器24。进气歧管42可以包括用于向控制器24分别提供信号MAF和MAP的质量空气流量传感器120和歧管空气压力传感器122。
[0030] 在选择的工况下,点火系统88可以响应于来自控制器24的点火提前信号SA,通过火花塞92向燃烧室30提供点火火花。虽然图中示出火花点火构件,但在一些实施例中,发动机10的燃烧室30或一个或多个其他的燃烧室可以以压缩点火模式操作,可以使用或不使用点火火花。
[0031] 排气传感器126如图所示连接到排放控制装置70上游的排气道48。传感器126可以是用于提供排气空燃比的指示的任何适合的传感器,如线性氧传感器或UEG0(通用或宽域排气氧)传感器、双态氧传感器或EG0、HEG0(加热型EG0)、N0X、HC或C0传感器。排放控制装置70如图所示沿着排气传感器126下游的排气通道48设置。排放控制装置70可以是三元催化剂(TWC)、Ν0χ捕集器、各种其他排放控制装置或其组合。在一些实施例中,在发动机10运行期间,可以通过在特定的空燃比内操作发动机的至少一个汽缸周期性地重新设定排放控制装置70。·
[0032] 控制器24如图2所示为微型计算机,包括微处理器单元102、输入/输出端口 104、在该具体示例中为只读存储器芯片106的可执行程序及校准值的电子存储媒体、随机存取存储器108、保活存储器110,及数据总线。除了上述信号之外,控制器24还接收来自连接到发动机10的传感器的各种信号,包括来自质量空气流量传感器120的吸入质量空气流量(MAF)的测量值;来自连接到冷却套管114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT);来自连接到曲轴40的霍尔效应传感器118 (或其他类型的传感器)的齿面点火传感器信号(PIP);来自节气门位置传感器的节气门位置(TP)、及来自传感器122的绝对歧管压力信号MAP。发动机转速信号RPM可以由控制器24从信号PIP产生。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可以用来提供进气歧管中的真空或压力的指示。应注意可以使用上述传感器的各种组合,例如使用MAF传感器,而不使用MAP传感器,或相反。在化学计量比操作期间,MAP传感器可以给出发动机转矩的指示。此外,该传感器,结合检测到的发动机转速可以提供进入汽缸的进气(包括空气)的评估。在一个示例中,传感器118还可以用作发动机转速传感器,该传感器在曲轴每次旋转时可以产生预定数目的相等间隔的脉冲。
[0033] 如上所述在一些实施例中,控制器24可以表示多个使用与各个系统相关的操作参数控制各种HEV系统的控制单元。例如,控制器24可以包括用于控制操作、电能转换装置、电池、变速器、制动器等的操作的控制单元。此外在一些实施例中,单个控制系统或控制器可以控制HEV系统的操作。
[0034] 应理解,图2仅示出多汽缸发动机的一个汽缸,且每个汽缸可以类似地包括其一组进气门/排气门、燃料喷射器、火花塞等。
[0035] 图I和图2中示出的混合动力传动系配置可以通过IC发动机、CISG马达和ERAD马达的可变操作提供输出以灵活的方式满足驾驶员需求。换言之,传动系配置可以允许根据转矩、速度和效率独立地控制每个电能转换装置。具体地,因为电能转换装置分别位于变速器的上游和下游,所以电能转换装置可以相互独立地产生或吸收转矩。此外,该传动系配置可以允许对于转矩传递电能转换装置与变速器分离,以便转矩可以在变速器的上游产生而不通过传动系传递到车轮。
[0036] 例如,ERAD可以直接连接到车轮,且ERAD的转速可以直接与车速成比例。从而,ERAD可以用转矩控制模式操作以控制较多或较少负转矩至车轮。另一方面,可以控制CISG以独立于车速的速度操作,因为CISG可以与变速器输入分离。该传动系配置允许在不同的工作效率下的电能转换装置的操作,其可用于以提高的效率控制车辆的混合动力操作同时满足驾驶员需求。[0037] 在一个示例中,可以有利地控制该传动系配置以在长时间减速期间执行再生制动操作。具体地,上述传动系配置可有助于在延长期间的再生制动,因为CISG和ERAD可以机械分离并以不同的工作效率独立操作,以调节电池充电状态。
[0038] 如上所述,在减速期间,一些混合动力电动车辆配置可以控制一个或多个发电机/马达以产生负转矩来使车辆减速。发电机/马达进而可以从车辆减速中产生可传递到电池的电能(例如电荷(Q)或电流(I))。该操作可以是已知的再生制动。然而,再生制动会受电池充电状态限制。具体地,在减速期间,电池可以快速充满且不接受任何附加的能量。换言之,只要电池充电状态不是非常满,就可以执行再生制动。
[0039] 此外,在延长的减速期间,一些混合动力电动车辆配置试图用发动机制动补充再生制动操作以使混合动力电动车辆减速。在这种工况下,起动IC发动机以提供发动机压缩制动。然而,起动发动机对于驾驶员是很明显的,且可以产生在车辆性能和排放中的瞬变。此外,为了发动机压缩制动而操作内燃发动机对于燃料经济性是低效的,因为燃料是用于使车辆减速而不是用于推进。
[0040] 相反,在图I和图2所示的传动系配置中,因为CISG和ERAD可以机械分离,且电能转换装置可以相互独立操作,所以可以延迟或防止在延长的减速时期起动IC发动机。例如,在一些工况下,可以操作ERAD以满足在最终传动/轮上的再生制动需求。再生制动操作可以传递电流至电池,以便电池充电状态可以非常满。响应于电池充电状态较高,可以操作CISG以使用来自电池的电能,以便ERAD可以继续再生制动操作。在CISG操作期间,转矩可以提供至IC发动机以泵送汽缸而不发生燃烧。CISG的操作可以与变速器输入分离,以便转矩不通过传动系传递。此外,可以控制CISG的工作效率以调节从电池消耗(draw)的电流来匹配由ERAD产生的电流量,称之为电荷中和状态。
[0041] 以此方式,可以在延长的减速期间执行再生制动而不运行IC发动机。从而,减少燃料消耗并改进排放。此外,通过基于再生制动和发动机压缩制动使车辆减速,可以减少车轮制动器的使用,进而产生车轮制动器上的磨损减少。
[0042] 现参考图3,示出马达转矩对转速的马达效率图。该图图示出在延长的减速期间,可以如何调节电能转换装置的操作以控制电池充电状态来再生制动混合动力电动车辆。在所示的图中,可以以固定的工作效率操作ERAD或沿着效率曲线固定ERAD。工作效率可以基于通过车速和产生以满足驾驶员需求的制动转矩指示的ERAD的转速(RPM)和轴转矩(Nm)。另一方面,因为CISG可以独立于ERAD操作,所以可以响应于ERAD产生的电荷(Q)调节CISG,以便其可以位于较大或较小效力范围内(即在图上的效率曲线之间移动)以充分匹配ERAD电荷,从而保持电池充电状态。具体地,可以调节CISG的转速以调节工作效率来产生两个电能转换装置之间的电荷中和状态。
[0043] 应理解,如果电池充电状态不满,可以操作CISG或以非常低的工作效率操作CISG以提高电池充电状态。此外,在一些工况下,电能转换装置的实际工作范围可以取决于电能转换装置的尺寸从而限制操作。在一些实施例中,可以协同IC发动机的气门操作调节CISG操作,以进一步调节工作效率并提供发动机压缩制动。这些制动策略将参考图4在下文中进一步详细描述。
[0044] 在下文描述的流程图中的具体例程可以表示处理策略的任何数目中的一个或多个,如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等等。因此,所示的各种操作或功能可以按所示的顺序执行、并行执行,或在某些情况下略去。类似地,处理的顺序不是实现本文中所述的发明的示例实施例的特征和优点所必需的,而是为便于演示和说明而提供。虽然没有明确示出,但本领域技术人员应认识到,取决于所使用的具体策略,可以重复执行所示操作或功能中的一个或多个。此外,所述附图可以在图形上表示编程到控制器中的计算机可读存储媒体中的代码。
[0045] 现参考图4,示出对如上所述配置的混合动力电动车辆执行延长的再生制动操作的示例例程。例程400可以基于电池充电状态调节再生制动操作。更具体地,例程400可以确定电池充电状态是否较高,且可以调节电能转换装置的操作以提供制动转矩至最终传动/轮,并通过操作的电荷中和状态在延长的减速时期保持较高的电池充电状态。此外,该例程可以基于执行的和/或期望的再生制动的量调节电荷消耗,以将电池充电状态控制在选择的极限内。
[0046] 例程400开始于402,其确定是否需要执行再生制动操作。可以基于驾驶员需求执行再生制动。在一些实施例中,可以通过由踏板位置传感器读取的加速器踏板和/或制动器踏板的位置确定驾驶员需求。在一个具体的示例中,基于混合动力电动车辆在阀值速度上行驶及车辆驾驶员释放加速器踏板,可以执行再生制动。如果确定不需要再生制动操作,则例程400结束。否则,如果确定需要再生制动操作,则例程400移至404。
[0047] 在404,确定电池充电状态(SOC)是否高于指示电池充分充满或电池具有高SOC的可校准水平。该判断可以确定是通过使用CISG和ERAD中的一个或两者的再生制动来收集电能以提高电池S0C,还是发生延长的再生制动,此时ERAD可以收集电能同时提供制动转矩,而CISG可以通过旋转发动机消耗过剩的能量。如果确定电池SOC低于阀值水平,则例程400移至406,且开始再生制动操作。否则,确定电池充电状态满足阀值水平或超出阀值水平,且电池充分充满,则例程400移至412以执行延长的再生制动。
[0048] 在406,已确定电池SOC低于最大可校准水平,从而为了提高电池SOC可以执行再生制动以产生可由电池储存的电能。因此,在406,在一些工况下,变速器可以与上游的电能转换装置和IC发动机接合,而发动机和上游的电能转换装置产生的负转矩或制动转矩可以传递至最终传动/轮以使车辆减速。
[0049] 接下来,在408,在一些工况下,可以起动IC发动机以提供可以与来自上游和下游的电能转换装置的制动转矩协同使用的发动机压缩制动。此外,在一些工况下,可以不要求IC发动机的操作提供转矩以如期望的使车辆减速。因此,在这种工况下,可以不起动IC发动机。
[0050] 接下来,在410,可以调节IC发动机、上游的电能转换装置、和/或下游的电能转换装置的转矩输出以满足期望的车辆减速。电能转换装置产生的制动转矩可用于使车辆减速,进而可以产生可由电池储存的电能直到达到最大可校准SOC水平。
[0051] 可以执行再生制动直到车辆减速至期望的速度或直到电池达到可校准SOC水平。在一些工况下,需要较大的制动力/制动率,可以协同车轮制动器的操作执行再生制动以使车辆以超过车辆传动系的混合动力元件的再生制动能力的期望的速率减速。
[0052] 继续例程400,在412,已确定电池SOC高于最大可校准水平,且可以确定车辆是否以预定的速率减速或驾驶员是否要求车辆的快速减速。快速减速可以显示驾驶员希望使车辆停止,在此情况下,不使用附加的再生制动策略。如果确定车辆快速减速或驾驶员要求车辆的快速减速,则可以不使用再生制动,且例程400结束。否则,如果确定车辆不是快速减速或驾驶员需求不显示期望的快速减速,则可以执行延长的再生制动,且例程400移至414。
[0053] 可以通过协同操作两个电能转换装置执行延长的再生制动,以便可以产生期望的制动转矩的量,并可以保持较高的电池S0C。具体地,可以操作上游的电能转换装置以使用与由下游的电能转换装置产生的电流量相等的来自电池的电流。在延长的再生制动期间,上游的电能转换装置可以产生应用到发动机的转矩。应用到发动机的转矩可以使发动机中的汽缸泵送空气,因为不发生燃烧。从汽缸泵送的空气可以通过排气系统行进,以使排放控制装置装载有氧。随着时间逝去,装载氧的排放控制装置不能有效地使排放转化,这可能导致增加释放到大气中的排放物。
[0054] 因此,在延长的再生制动开始/或结束处或在检测延长的减速期时,可以调节IC发动机以浓空燃比操作一段预定的时间。换言之,在延长的再生制动期间,可以调节空燃t匕,以便可以燃烧附加的燃料,且可以偏置排放控制装置,以便储存在催化剂中的氧可用于 在氧提供到排放控制装置之前控制排放。因而,在414,可以在延长的减速期间开始之前或延长的减速期间结束之前,以浓空燃比操作IC发动机一段预定的时间。以此方式,排放控制装置可以具有在延长的再生制动过程期间容纳泵送的空气的能力。此外,通过以浓空燃比操作,排放控制装置有助于在重新起动IC发动机时IC发动机的稀空燃比操作,因为排放控制装置可以具有储存附加的氧的能力。在一些工况下,IC发动机可以不以浓空燃比操作是排放控制装置已经由于车辆运行而偏置(或装载)。此外,在一些实施例中,以浓空燃比操作IC发动机可以从控制例程中省略。
[0055] 继续例程400,在416,停止内燃发动机燃料喷射,以便不发生燃烧。上游的电能转换装置可以转动IC发动机(即汽缸可以泵送空气而不喷射燃料),以使用与由下游的电能转换装置产生的电荷量相等的来自电池的电荷量,同时产生制动转矩以使车辆减速。通过停用发动机,可以改进在延长的再生制动期间的燃料经济性,因为不发生燃烧。
[0056] 接下来,在418,变速器可以与上游的电能转换装置分离,以便可以操作上游的电能转换装置而不通过传动系传递转矩至车轮。因为上游的电能转换装置对于变速器可以分离,且可以独立于下游的电能转换装置产生转矩输出,所以可以协同操作两个电能转换装置以产生有助于在延长期间的再生制动的电荷中和状态。具体地,可以调节上游的电能转换装置的速度,以实现使用与由于产生制动转矩而由下游的电能转换装置产生的电荷量近似相同的电荷量的工作效率,以满足驾驶员要求的减速。
[0057] 接下来,在420,可以调节下游的电能转换装置,以满足期望的减速工况。具体地,可以调节下游的电能转换装置,以产生负转矩或制动转矩至车轮使车辆以期望的速率减速或减速至期望的速度。在一些实施例中,期望的减速工况可以基于根据制动器踏板位置检测到的驾驶员需求。在一些实施例中,期望的减速工况可以基于另外的工况,例如车速、检测到的道路坡度等等。参考回图3,在该示例中,可以基于车速和满足期望的减速工况(或驾驶员需求)所需的制动转矩调节下游的电能转换装置(例如ERAD)。在延长的再生制动工况下,可以以由期望的减速工况指示的固定的效率水平操作ERAD。
[0058] 在一些情况下,期望的减速工况超过下游的电能转换装置的制动转矩产生能力,可以协同制动转矩在车轮上应用车轮制动器,以使车辆减速。在一个具体的示例中,车辆可以下降特定的坡度,其中需要较大的制动力以将期望的车速保持延长的时间。在这种工况下,来自车轮制动器的制动力和由下游的电能转换装置产生的制动转矩的结合有助于车辆的减速。以此方式,可以在延长期间,甚至在坡度上保持期望的车速。
[0059] 继续例程400,在422,可以调节上游的电能转换装置以一定效率水平操作,以使电荷中和状态存在,在该效率水平时从电池消耗的电流量与由下游的电能转换装置产生的电流量相等。参考回图3,在该示例中,可以调节上游的电能转换装置(例如CISG),以用产生与下游的电能转换装置(例如ERAD)的电荷中和状态的效率水平操作。从而,当调节ERAD以满足造成电流产生中的变化的期望的减速工况时,可以调节CISG的工作效率以匹配电流产生中的变化,以保持电荷中和状态。换言之,可以在图3所示的效率范围上横向移动Cl SG操作,直到Cl SG消耗的电荷等于由ERAD产生的电荷或可以在由ERAD产生的电荷的极限内。在延长的再生制动工况期间,当电池SOC较高时,通过产生并保持电荷中和状态,可以在延长期间通过来自ERAD的制动转矩提供车辆减速。换言之,因为CISG使用与由于制动车辆而由ERAD产生的电荷量相等的电池电荷,所以电池可以不充满,且可以在延长时 期进行再生制动。
[0060] 在一些实施例中,可以通过改变马达/发电机的转速调节上游的电能转换装置的效率水平。在一些实施例中,可以通过改变马达/发电机的轴转矩调节电能转换装置的效率。
[0061] 如上所述,在延长的再生制动期间,当路况改变(例如道路坡度改变)时,可以改变期望的减速工况,并可以调节下游的电能转换装置,以满足期望的减速工况。在一些工况下,其中产生减速工况中的显著变化,可以调节下游的电能转换装置,以使产生的电流中发生显著的变化。为了保持电荷中和状态,可以调节上游的电能转换装置的工作效率以匹配电流。
[0062] 在一些实施例中,为了有助于电荷中和状态,可以协同上游的电能转换装置的工作效率调节IC发动机的气门正时。具体地,可以调节发动机的气门正时,以增加由于旋转IC发动机而产生的泵送损耗。增加的泵送损耗可以增加旋转IC发动机所需的转矩,进而,可以使上游的电能转换装置使用更多的电流。在一个具体的示例中,当下游的电能转换装置产生较大的电流量时,可以延迟进气门正时以产生气门重叠,以便在汽缸中产生真空,其在发动机旋转时会充分地使泵送损失最大化,以使上游的电能转换装置可以保持电荷中和状态。从而,在一些工况下,通过调节IC发动机的气门正时,可以增加上游的电能转换装置消耗的电流量以克服较大的电荷差,以便甚至在变化的路况下,在延长期间可以保持电荷中和状态,并可以执行再生制动。
[0063] 继续例程400,在424,可以调节IC发动机的进气门和/或排气门的气门正时,来改变产生的泵送力以有助于保持电荷中和状态。应理解,在一些工况下,其中上游的电能转换装置使用较少的电流,可以调节气门正时以减少泵送损耗,而在一些工况下,其中上游的电能转换装置使用较多的电流,可以调节气门正时以增加泵送损耗。在一些实施例中,可以调节气门正时以精细调节工作效率和/或消耗的电流量中的调整。注意在一些实施例中,在延长的再生制动期间可以省略调节IC发动机的气门正时。此外,在一些实施例中,可以作为标准的再生制动操作的部分可以调节IC发动机的气门正时。
[0064] 可以执行再生制动直到减速工况变化至超过快速车辆减速或直到不再需要车辆减速,且例程400结束。应理解,可以在整个车辆运行中重复执行控制例程。
[0065] 控制例程400可以响应于减速工况控制混合动力传动系来提供再生制动以使混合动力车辆减速,且可以利用混合动力传动系配置以在延长期间提供再生制动,同时保持高电池S0C。具体地,因为两个电能转换装置可以彼此分离,且上游的电能转换装置可以与车轮分离,因此可以操作两个电能转换装置以满足期望的减速工况,同时产生电荷中和状态。以此方式,可以通过再生制动,甚至在延长期间,使混合动力电动车辆减速,从而减少车轮制动器上的磨损。
[0066] 此外,在延长的再生制动期间,通过将上游的电能转换装置与变速器输入分离并旋转IC发动机而不燃烧,以消耗与由于再生制动而产生的电流量相等的来自电池的电流,该控制例程有利地改进燃料经济性。此外,通过在延长的再生制动期间调节IC发动机的气门正时,可以改进泵送损耗以精细调节对从电池消耗的电流的调整。此外,在一些工况下,其中由于再生制动而产生较大的电流量,调节气门正时来增加泵送损耗可以扩展上游的电能转换装置的有效工作范围,以保持电荷中和状态。 [0067] 在延长的再生制动期间,通过在延长的再生制动开始之前或开始时偏置具有碳氢化合物的排放控制装置,该控制例程可以有利地保持排放控制装置中的氧储存能力。具体地,在延长的再生制动期间,该控制例程可以以浓空燃比操作IC发动机,以增加由于转动IC发动机而产生的从汽缸泵送的氧的有效容量。以此方式,排放控制装置可以有助于在IC发动机重新起动时IC发动机的稀空燃比操作,这可以改进燃料经济性。
[0068] 应理解,本文公开的配置与例程在本质上是示例性的,这些具体的实施例不视为具有限制意义,因为多个变体是可能的。本申请的主题包括在本文中公开的各种系统和配置,及其他特征、功能,和/或属性的所有新颖和非显而易见的组合及子组合。
[0069] 本申请的权利要求特别指出视为新颖和非显而易见的特定组合及子组合。这些权利要求可能引用“一个”元素或“第一”元素或其等价。这样的权利要求应被理解为包括对一个或一个以上这样的元素的结合,而不是要求或排除两个或两个以上这样的元素。所公开的特征、功能、元素和/或属性的其他组合及子组合可以通过本申请权利要求的修改或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求来请求保护。这样的权利要求,无论是在范围上比原始权利要求更宽、更窄、等价或不同,都应被视为包括在本申请的主题之内。

Claims (6)

1. 一种车辆,包括: 连接到第一电能转换装置的内燃发动机; 具有输入和输出的变速器,所述输入连接到所述第一电能转换装置; 连接到所述变速器的下游的第二电能转换装置; 电池,所述第一电能转换装置和所述第二电能转换装置至少由所述电池驱动;及 控制系统,当电池充电状态超过阀值水平时,所述控制系统调节所述第二电能转换装置的转矩输出以满足期望的减速工况并从而产生电能,使所述第一电能转换装置与所述变速器的输入分离,且调节所述第一电能转换装置的工作效率以消耗基于由所述第二电能转换装置产生的电能的量的来自所述电池的电能的量,其中所述第一电能转换装置与所述第二电能转换装置相互独立地进行调节。
2.如权利要求I所述的车辆,其特征在于,所述控制系统配置为当所述电池充电状态低于所述阀值水平时,调节所述第一电能转换装置的转矩输出和所述第二电能转换装置的转矩输出中的至少一个以满足所述期望的减速工况。
3.如权利要求I所述的车辆,其特征在于,调节所述第一电能转换装置的工作效率包括调节所述第一电能转换装置的转速。
4.如权利要求I所述的车辆,其特征在于,所述期望的减速工况基于所述车辆的加速器踏板和制动器踏板中的至少一个的位置。
5.如权利要求I所述的车辆,其特征在于,所述阀值水平是指示所述电池充满的电池充电状态。
6.如权利要求I所述的车辆,其特征在于,所述减速工况不包括所述车辆的快速减速。
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