CN105539439B

CN105539439B - 用于操作在巡航控制模式下的混合动力车辆的方法和系统

Info

Publication number: CN105539439B
Application number: CN201510697793.1A
Authority: CN
Inventors: A·O`C·吉普森; J·W·L·麦克卡莱姆; F·涅多列佐夫; 王小勇; M·J·谢尔顿
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2014-10-23
Filing date: 2015-10-23
Publication date: 2021-04-23
Anticipated expiration: 2035-10-23
Also published as: US20160114792A1; US20170088123A1; DE102015117972A1; US10155512B2; CN105539439A; US9517764B2

Abstract

本发明提供一种用于减少混合动力车辆的传动系模式变化繁忙的系统和方法。该系统和方法可响应于自从第一所需车辆速度变为第二车辆速度的时间而延迟传动系模式变化，或者可替代地，响应于从第一期望车辆速度变为第二期望车辆速度的估计时间，传动系模式变化可以被开始。

Description

用于操作在巡航控制模式下的混合动力车辆的方法和系统

技术领域

本发明涉及用于减少混合动力车辆的模式变化繁忙的方法和系统。该方法具体地可以用于包括传动系的分离离合器、发动机以及传动系的集成起动机/发电机的混合动力车辆。

背景技术

混合动力车辆可以包括在特定模式下操作以改进传动系效率的传动系。在一个示例中，混合传动系可以包括发动机、传动系分离离合器以及传动系集成起动机/发电机(DISG)。发动机和DISG可以选择性地将扭曲提供至混合传动系。在一种模式下，发动机可以从DISG去连接(decoupled)，以便在发动机并不燃烧空气燃料混合物以及将扭矩提供至传动系(仅DISG模式)时，DISG可以在不扩大旋转发动机的能量的情况下推进混合动力车辆。在另一种模式下，当DISG并不将扭矩提供至传动系或者从传动系(仅发动机模式)中吸收扭矩时，发动机可以提供扭矩以推进车辆。在又一种模式下，发动机和DISG两者均可以提供扭矩以推进车辆(DISG/发动机模式)。因此，混合传动系可以在基于车辆操作条件的多种模式下操作。

当混合动力车辆在循环或者速度控制模式下进行操作时，可以获得相同的传动系模式。当通过驱动器或者控制器促进车辆这样做时，车辆可进入速度或者循环控制模式。驱动器或者控制器选择期望的车辆速度，并且供应至车辆车轮的扭矩经调节将车辆速度维持在期望速度的阈值速度内。根据车轮速度传感器或者传动系速度传感器的输出所确定的实际车辆速度可用作反馈以控制车辆速度。可以从期望车辆速度中减去实际车辆速度以确定车辆速度误差。车辆速度误差可以乘以增益或者控制器传递函数以提供传动系扭矩调节。传动系扭矩调节可被输出至将扭矩供应至传动系的发动机和/或者DISG，使得车辆速度会聚至期望车辆速度。

发动机和/或者DISG可进行连续地调节以在速度控制模式期间实现期望车辆速度，因为用于维持期望车辆速度的传动系扭矩可随着包括道路坡度在内的变化的路况而变化。另外，驱动器或者控制器可以根据车辆和/或者路况来调节期望车辆速度。例如，驱动器可降低期望车辆速度的同时车辆处于速度或者巡航控制模式下，以响应于进入道路建设区。类似地，驱动器可增加期望车辆速度以响应于退出道路建设模式。期望车辆速度变化可开始发动机和/或者DISG所要求扭矩的变化以便车辆会聚至新的期望车辆速度。然而，所要求的传动系扭矩的变化可开始发动机停止或者起动(例如，传动系操作模式的变化)，这可是不想要的，因为发动机可以仅在其停止后的短时间重起动，以在新的期望车辆速度下推进车辆。此外，传动系分离离合器可被打开，然后此后不久被关闭，以改变传动系操作模式并提供期望的新的车辆速度。传动系模式的频繁变化(例如，传动系模式变化繁忙)可降低传动系耐用性并干扰车辆乘客。因为这些原因，可取地是提供在车辆巡航或者速度控制模式期间可以减少传动模式变化的方法和系统。

本文的发明人已认识到上述缺点并研制出一种方法，包括：在闭环车辆速度控制模式期间，响应于自期望的车辆速度变化的时间量，延迟将扭矩提供至传动系或者从传动系中吸收扭矩的推进源的变化。

发明内容

通过响应于自期望车辆速度的变化的时间量延迟传动系模式变化，可能的是提供这样的技术结果，即将扭矩要求用作初级传动系模式变化变数，而避免在车辆系统中可以呈现的传动系模式变化繁忙。例如，传动系模式变化可延迟自期望车辆速度变化的预定时间量。因此，即使存在较大的期望传动系扭矩、车轮扭矩、或者变速器输入轴扭矩的变化，传动系可不立即切换操作模式。因此，当车辆在闭环车辆速度控制模式下操作时，传动系在模式之间切换可以不太多。

在另一个实施例中，方法包括在闭环车辆速度控制模式期间，响应于从现有车辆速度变为新的车辆速度的时间估计，延迟将扭矩提供至传动系或者从传动系中吸收扭矩的推进源的变化。

在另一个实施例中，方法还包括响应于从现有车辆速度变化到新的车辆速度的时间估计而延迟打开传动系分离离合器。

在另一个实施例中，闭环车辆速度控制模式基于期望车辆速度和实际车辆速度之间的差异来调节车辆速度。

在另一个实施例中，方法还包括将变速器升挡，以将传动系集成起动机/发电机(DISG)的速度调节至这样的速度，在该速度下，响应于从现有车辆速度变化到新的车辆速度的时间估计，可获得最大DISG扭矩。

在另一个实施例中，方法还包括响应于从现有车辆速度变化至新的车辆速度的时间，延迟打开传动系分离离合器。

在另一个实施例中，提供一种用于混合动力车辆的系统。该系统包括发动机、传动系集成起动机发电机(DISG)、传动系分离离合器，其机械地耦接至发动机和DISG、变速器、以及控制器，其包括这样的指令，该指令响应于从现有车辆速度变化至新的车辆速度的时间估计，而从第一传动系模式变化到第二传动系模式，同时混合动力车辆在闭环速度控制模式下操作。

在另一个实施例中，第一模式是仅发动机模式并且其中第二模式是仅DISG模式。

在另一个实施例中，该系统还包括额外的指令，该指令响应于从现有车辆速度变化至新的车辆速度闭合传动系分离离合器。

在另一个实施例中，该系统还包括额外的指令，该指令响应于DISG速度大于可获得最大DISG扭矩的DISG速度将变速器升挡。

在另一个实施例中，该系统还包括额外的指令，该指令响应于从现有车辆速度变化至新的车辆速度的时间在减速燃料切断模式下操作发动机。

在另一个实施例中，该系统还包括额外的指令，该指令响应于从第一期望车辆速度变化到第二期望车辆速度的时间，延迟从第一传动系模式变化到第二传动系模式。

本描述可提供若干优点。具体地，该途径可减少因频繁的传动系模式变化所致的干扰驱动器的可能性。另外，该途径可减少传动系组件劣化的可能性。此外，该途径可经由减少必要的传动系模式变化而改进车辆燃料经济性。当单独或者结合附图时，期望优点和其他优点，以及本描述的特征将从以下具体实施例中变得清楚。

应当理解，提供上述概要是为了以简化的形式介绍所选概念，其将在详细说明中进一步说明。这并不意味着确立所述主题事项的关键或者基本特征，其范围仅由具体实施方式后的权利要求限定。另外，所述的主题事项不被限制于解决上述或者在本发明中任何部分指出的任何不利的实施方式。

附图说明

当单独或者参考附图时，通过阅读实施例的示例，在此被称为具体实施方式，将更彻底地明白本文所述优点，其中：

图1是发动机的原理图；

图2示出示例性车辆传动系配置；

图3示出示例性车辆速度控制器方框图；

图4示出示例性混合动力车辆操作顺序；以及

图5A-5C示出用于操作混合动力车辆的示例性方法。

具体实施方式

本描述涉及在巡航或者速度控制模式下操作混合动力车辆。混合动力车辆可包括如图1所示的发动机。发动机可被包括在如图2所示的传动系内。此外，混合动力车辆可包括如图3所示的车辆巡航或者速度控制器。传动系可以按如图4所示在速度控制模式期间操作以减少传动系模式变化繁忙。具体地，在从第一车辆速度变化到第二车辆速度期间同时混合动力车辆处于闭环车辆速度控制模式的传动系模式变化的实际总数量可根据图5A-5C的方法而减少。

参考图1，包括多个气缸的内燃机10由电子发动机控制器12控制，其中在图1中示出了多个气缸中的一个。发动机10包括燃烧室30和气缸壁32，活塞36放置在燃烧室30内并且连接到曲轴40。飞轮97和环形齿轮99耦接到曲轴40。起动器96(例如，低电压(以低于30伏操作)电机)包括小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98可选择性推进小齿轮95，以啮合环形齿轮99。起动器96可被直接安装在发动机的前面或者发动机的后面。在一些示例中，起动器96可经运动带或者链条将扭矩选择性供应至曲轴40。在一个示例中，起动器96在未被啮合到发动机曲轴时处于基态。所示的燃烧室30分别经进气阀52和排气阀54与进气歧管44和排气歧管48连通。每个进气阀和排气阀可由进气凸轮51和排气凸轮53操作。进气凸轮51的位置可由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可由排气凸轮传感器57确定。

所示的燃料喷射器66经放置将燃料直接喷射到气缸30内，这是本领域的技术人员已知的直接喷射。可替代地，燃料可被喷射到进气端口，这是本领域技术人员已知的端口喷射。燃料喷射器66按与来自控制器12的脉冲宽度成比例地递送液体燃料。燃料通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨道(未示出)的燃料系统(未示出)被递送到燃料喷射器66。

另外，所示的进气歧管44与涡轮增压器压缩机162连通。轴161将涡轮增压器涡轮机164机械地耦接至涡轮增压器压缩机162。任意电子节流阀62调节节流板64的位置，以控制从空气进气口42到压缩机162和进气歧管44的气流。在一个示例中，高压、两级燃料系统可用于生成较高的燃料压力。在一些示例中，节流阀62和节流板64可被放置在进气阀52和进气歧管44之间，使得节流阀62是端口节流阀。

响应于控制器12，无分电器点火系统88经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。所示的通用或宽域排气氧(UEGO)传感器126耦接到催化转换器70上游的排气歧管48。可替代地，双态废气氧传感器可替代UEGO传感器126。

在一个示例中，转换器70能够包括多个催化剂块。在另一个示例中，能够使用多个排放控制装置，每个排放控制装置具有多个块。转换器70在一个示例中能够是三元类型催化剂。

控制器12在图1中示出为常规微型计算机，其包括：微处理器单元102、输入/输出端口104、只读存储器106(例如，非暂时性存储器)、随机存取存储器108、不失效记忆体110和常规数据总线。所示控制器12接收来自耦接到发动机10的传感器的各种信号，除先前讨论的那些信号外，还包括：来自温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)，其中温度传感器耦接到冷却套管114；位置传感器134，其被耦接到加速器踏板130用于感测由脚132施加的力；来自压力传感器122的发动机歧管压力(MAP)的测量，其中压力传感器被耦接到进气歧管44；来自霍尔效应传感器118的发动机位置传感器，其用于感测曲轴40位置；来自传感器120的进入发动机的空气质量的测量；以及来自传感器58的节气门位置的测量。还可感测大气压力(传感器未示出)以便由控制器12处理。在本说明书的优选方面，发动机位置传感器118在曲轴每转一圈产生预定数目的等间隔脉冲，由此可确定发动机速度(RPM)。

在一些示例中，发动机可耦接至如图2所示的混合动力车辆中的电动机/电池系统。此外，在一些示例中，可采用其他发动机配置，例如，柴油机。

在操作期间，发动机10内的每个气缸通常经历四冲程循环：该循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。通常，在进气冲程期间，排气阀54关闭而进气阀52打开。空气经由进气歧管44引入燃烧室30，并且活塞36移动到气缸底部，以便增加燃烧室30内的容积。在活塞36靠近气缸底部且处于其冲程结束时的位置(例如当燃烧室30处于其最大容积时)通常被本领域的技术人员称为下止点(BDC)。

在压缩冲程期间，关闭进气阀52和排气阀54。活塞36朝向气缸盖移动，以便压缩燃烧室30内的空气。在活塞36在其冲程结束时且最靠近气缸盖(例如当燃烧室30处于其最小容积时)的点通常被本领域的技术人员称为上止点(TDC)。在下文称为喷射的过程中，将燃料引入燃烧室。在下文称为点火的过程中，喷射的燃料由诸如火花塞92的已知点火工具点燃，从而导致燃烧。

在膨胀冲程期间，膨胀的气体将活塞36推回到BDC。曲轴40将活塞运动转化为旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程期间，排气阀54打开，从而将燃烧过的空气燃料混合物释放到排气歧管48，并且活塞返回到TDC。注意，以上所示仅作为示例，且进气阀和排气阀打开正时和/或者关闭正时可变化，诸如以提供正或者负阀门重叠、进气阀迟关闭或者各种其它示例。

图2是包括传动系200的车辆225的方框图。图2的传动系包括图1所示的发动机10。传动系200可以由发动机10提供动力。发动机10可以通过图1所示发动机起动系统或者经由传动系集成起动机/发电机(DISG)240起动。DISG 240(例如，高压(大于30伏操作)电机)也可被称为电机、马达和/发电机。此外，发动机10的扭矩可以经由扭矩致动器204，诸如燃料喷射器、节流阀等调节。

发动机输出扭矩可通过任意双质量飞轮215被传送至传动系分离离合器236的输入侧。因此，发动机被直接耦接至无中间齿轮或者装置的传动系分离离合器236。双质量飞轮可包括按机械减震器操作的质量和弹簧。因此，双质量飞轮可被描述为与飞轮相反的阻尼飞轮，其中飞轮不包括弹簧并且不被描述为阻尼飞轮。不包括弹簧的飞轮也可被称为非阻尼飞轮，即使飞轮惯性可将少量的阻尼提供至传动系。在一些示例性传动系配置中，双质量飞轮215可以不存在或者其可经由传动系分离离合器扭矩容量控制能够具有减少的质量。分离离合器236可以是电气或者液压致动。示出分离离合器236的下游侧机械地耦接至DISG输入轴237。因此，分离离合器236直接耦接至DISG240，而无中间齿轮或者装置。

DISG 240可以经操作将扭矩提供至传动系200或者将传动系扭矩转换成被储存在电能储存装置275内的电能。DISG 240具有比图1所示的起动机96要高的输出扭矩容量。此外，DISG 240直接驱动传动系200或者直接由传动系200驱动。不存在运动带、齿轮或者链条将DISG 240耦接至传动系200。而是，DISG 240以与传动系200相同的速率旋转。电能储存装置275(例如，高压电池或者电源)可以是电池、电容器或者感应器。DISG 240的下游侧经由轴241直接机械地耦接至扭矩转换器206的推进器285。DISG 240的上游侧机械地耦接至分离离合器236。

扭矩转换器206包括将扭矩输出至输入轴270的涡轮机286。输入轴270将扭矩转换器206机械地耦接至自动变速器208。扭矩转换器206也包括扭矩转换器旁通锁止离合器212(TCC)。当TCC被锁定时，扭矩从推进器285直接传递至涡轮机286。TCC由控制器12电动操作。可替代地，TCC可以被液压锁定。在一个示例中，扭矩转换器可以被称为变速器的组件。

当扭矩转换器锁止离合器212完全去啮合时，扭矩转换器206经由扭矩转换器涡轮机286和扭矩转换器推进器285之间的流体传递将发动机扭矩传送至自动变速器208，从而能使扭矩增倍。相反地，当扭矩转换器锁止离合器212完全啮合时，发动机输出扭矩经由扭矩转换器离合器直接传递至变速器208的输入轴(未示出)。可替代地，扭矩转换器锁止离合器212可以部分地啮合，从而能使直接中继至变速器的扭矩量得到调节。控制器12可以经配置响应于各种发动机操作条件，或者基于基于驾驶员的操作要求，通过调节扭矩转换器锁止离合器而调节扭矩转换器212所传送的扭矩量。

自动变速器208包括齿轮离合器(例如，齿轮1-6)211和前进离合器210。齿轮离合器211(例如，1-10)和前进离合器210可被选择性地啮合以推进车辆。从自动变速器208输出的扭矩可劲儿被中继至车轮216，以经由输出轴260推进车辆。具体地，自动变速器208可在将输出驱动扭矩传送至车轮216之前响应于车辆行进条件在输入轴270处传递输入驱动扭矩。

此外，摩擦力可通过啮合车轮制动器218而被施加至车轮216。在一个示例中，车轮制动器218可被啮合以响应于驾驶员将他的脚部按压在制动器踏板(未示出)上。在其他示例中，控制器12或者链接至控制器12的控制器可施加啮合车轮制动器。以相同方式，通过与车轮制动器218去啮合可减小到车轮216的摩擦力，以响应于驾驶员将他的脚部从制动器踏板释放。此外，车辆制动器可以经由控制器12将摩擦力施加至车轮216作为自动发动机停止过程的一部分。车辆速度传感器265提供传动系位置或者车轮位置数据用于确定车辆速度。

控制器12可以经配置接收来自发动机10的输入，如图1更详细地示出，并因此控制发动机的扭矩输出和/或者扭矩转换器、变速器、DISG、离合器和/或者制动器的操作。如一个示例，通过控制节流阀开口和/或者用于涡轮或者机械增压发动机的阀门正时、阀门升程和升压而调节火花正时、燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和/或者空气充量可以控制发动机扭矩输出。在柴油机的情况中，控制器12可以通过控制燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和空气充量来控制发动机扭矩输出。在所有情况中，可以在逐个气缸的基本上执行发动机控制以控制发动机扭矩输出。控制器12还可以控制扭矩输出并且如本领域已知的通过调节流至和流出DISG的场和/或者电枢绕组的电流，控制由DISG产生的电能。

当满足怠速停止条件时，控制器12可通过切断至发动机的燃料和火花而开始发动机停机。然而，在一些示例中，发动机可继续旋转。此外，为维持变速器中的扭转量，控制器12可以将变速器208的元件接地旋转至变速器的外壳259，并因此旋转至车辆的框架。当满足发动机重起动条件，和/或者车辆操作员想要发动车辆时，控制器12可通过起吊发动机10并恢复气缸燃料重激活发动机10。

因此，图1和图2的系统提供用于混合动力车辆的系统，包括：发动机、传动系集成起动机发电机(DISG)、传动系分离离合器，其机械地耦接至发动机和DISG、变速器、以及控制器，其包括这样的指令，该指令响应于从现有车辆速度变化至新的车辆速度的时间估计，而从第一传动系模式变化到第二传动系模式，同时混合动力车辆在闭环速度控制模式下操作。系统包括其中第一模式是仅发动机模式并且其中第二模式是仅DISG模式。系统还包括额外的指令，该指令闭合传动系分离离合器，以响应于从现有车辆速度变化至新的车辆速度。

在一些示例中，系统还包括额外的指令，该指令将变速器升挡，以响应于DISG速度大于可获得最大DISG扭矩的DISG速度。系统还包括额外的指令，该指令在减速燃料切断模式下操作发动机以响应于从现有车辆速度变化至新的车辆速度的时间。系统还包括额外的指令，该指令延迟从第一传动系模式变化到第二传动系模式，以响应于从第一期望车辆速度变化到第二期望车辆速度后的时间。

现在参考图3，示出示例性混合动力车辆速度控制系统的方框图。车辆速度或者巡航控制系统300从驱动器或者控制器中接收期望车辆速度。期望车辆速度通过低通滤波器以平顺可在不同时间所要求的不同期望车辆速度之间的变化。在求和点304处，从过滤的期望车辆速度中减去实际车辆速度。误差值从求和点304输出并输入至比例、积分和微分(PID)控制器306。误差乘以比例、积分和微分增益。所得值相加并被供应至发动机和DISG扭矩控制器308。

发动机和DISG扭矩控制器分配来自PID控制器的输出的一部分以控制发动机扭矩以及剩余部分以控制DISG扭矩。在发动机/DISG模式下、在发动机是传动系的唯一扭矩源的仅发动机模式下、或者在DISG是传动系的唯一扭矩源的仅DISG模式下，可以共同操作DISG和发动机。发动机和DISG可将正扭矩或者负扭矩提供至传动系。传动系分离离合器(DCC)通过传动系分离离合器控制器310打开和关闭。例如，如果传动系在仅发动机模式下，分离离合器关闭以便发动机扭矩可被提供至变速器和车辆车轮。一方面，如果传动系在仅DISG模式下，分离离合器保持打开。如果发动机和DISG共同操作(例如，将正扭矩提供至传动系或者发动机提供正扭矩以及DISG吸收扭矩两者，或者发动机和DISG将负扭矩提供至传动系)，传动系分离离合器关闭以机械地耦接发动机和DISG。发动机和DISG扭矩可导致产生反馈至求和点304的车辆速度。

现在参考图4，示出示例性混合动力车辆操作顺序。通过执行图5A-5C中作为指令储存在非暂时性存储器内的方法的图1和图2的系统可以提供图4的顺序。T1-T9处的垂直线代表在顺序期间的感兴趣的特定时间。在图4的整个顺序期间，混合动力车辆以闭环速度控制模式操作，其中车辆速度被控制为期望车辆速度。

自图4顶部的第一曲线是车辆速度对时间的曲线图。Y轴代表车辆速度并且车辆速度沿Y轴箭头方向增加。X轴代表时间并且时间从图左侧向右侧增加。实线400代表实际车辆速度。虚线401代表期望车辆速度。实际车辆速度和期望车辆速度仅在实线400可见时相等。

自图4顶部的第二曲线是发动机状态对时间的曲线图。Y轴代表发动机状态并且发动机可以在不燃烧空气燃料混合物时关闭并且在燃烧空气燃料混合物时打开。发动机在轨迹接近Y轴箭头时接通。发动机在轨迹处于接近X轴水平处断开。X轴代表时间并且时间从图左侧向右侧增加。

自图4顶部的第三曲线是自期望车辆速度变化以来的累积时间对时间的曲线图。Y轴代表自期望车辆速度变化以来所累积时间，并且在期望车辆速度变化后所累积时间沿Y轴箭头方向增加。当获得新的车辆速度时，在期望车辆速度变化后所累积时间重置为零。X轴代表时间并且时间从图左侧向右侧增加。水平线402代表一些传动系模式变化的最小时间延迟t_{delay_min}。水平线404代表一些传动系模式变化的预定传动系模式变化时间延迟t_delay2。

自图4顶部的第四曲线是电池荷电状态(SOC)对时间的曲线图。Y轴代表SOC并且SOC沿Y轴的方向增加。X轴代表时间并且时间从图左侧向右侧增加。电池荷电状态的范围从零到一百，其中零是所储存的零充量并且其中一百是电池被充电至满载额定功率。水平线410代表较低SOC限制SOC_LIM，低于该SOC限制SOC_LIM发动机保持操作或者发动机被起动。

自图4顶部的第五曲线是传动系分离离合器(DCC)操作状态对时间的曲线图。Y轴代表DCC状态并且DCC在轨迹处于接近X轴的较低水平时打开。DCC在轨迹接近Y轴箭头的水平时关闭。X轴代表时间并且时间从图左侧向右侧增加。

自图4顶部的第六曲线是变速器档位对时间的曲线图。Y轴代表变速器档位并且沿Y轴标记各个变速器档位(例如，P代表停驻)。变速器在轨迹处于沿Y轴示出的档位水平时啮合于档位内。X轴代表时间并且时间从图左侧向右侧增加。

在时间T0处，混合动力车辆在闭环速度控制模式下操作，在闭环速度控制模式下，车辆速度被控制为期望车辆速度401。实际车辆速度400处于期望车辆速度401并且发动机正在燃烧空气和燃料。在期望车辆速度变化后的累积时间是零并且SOC处于较高水平。DCC关闭并且变速器在第三档位中操作。

在时间T1处，驱动器要求按照轨迹401所指示的从较高车辆速度向较低车辆速度的车辆速度变化。发动机继续操作并且在所要求的车辆速度变化后的累积时间开始增加。SOC保持高状态并且DCC保持关闭状态。变速器继续在第三档位中操作。

在时间T2处，在要求变化车辆速度后所累积时间超过t_{delay_min}。此外，第二车辆速度下的道路负荷扭矩(未示出)经确定小于最大DISG扭矩T_{DISG_MAX}。SOC大于SOC_MIN并且从第一车辆速度(现有车辆速度)变为第二车辆速度(新的车辆速度)(Δt_{spd_chg})的估计时间大于预定时间t_{21_minhi}(未示出)。因此，变速器升档至较高档位以将DISG速度减少至低于基本DISG速度的速度，低于该速度的速度，可获得最大DISG扭矩。此外，DCC打开以允许发动机速度从DISG速度变化。在该示例中，发动机速度变为怠速(未示出)。

在时间T3处，在要求变化车辆速度后所累积时间超过t_delay2并且呈现在时间T2处所描述的所有其他条件。因此，发动机在零速度时通过停止到发动机的火花和燃料而停止。在较少扭矩通过发动机和DISG被提供至传动系后，车辆速度下降至新的期望车辆速度。当车辆速度到达新的车辆速度时，自要求改变车辆速度的累积时间重置为零。

在时间T4处，驱动器要求按照轨迹401所指示的从较低车辆速度向较高车辆速度的车辆速度变化。DISG将扭矩提供至传动系(未示出)并且在所要求的车辆速度变化后所累积时间开始增加。SOC保持高状态并且DCC保持打开。变速器继续在第四档位中操作。在第二或者新的车辆速度下的道路负荷扭矩(未示出)小于可由DISG(未示出)提供的最大车轮扭矩。此外，经由仅DISG扭矩(Δt_{spd_chg_DISG})从第一或者现有车辆速度变化至新的或者第二车辆速度的所估计时间少于阈值时间(t_{up_max1})。因此，发动机未被起动。

在时间T5处，在第二或者新的车辆速度下的道路负荷扭矩(未示出)小于可由DISG(未示出)提供的最大车轮扭矩。可替代地，经由仅DISG扭矩(Δt_{spd_chg_DISG})从第一或者现有车辆速度变化至新的或者第二车辆速度的所估计时间大于阈值时间(t_{up_max1})。然而，SOC低于SOC_MIN阈值410。因此，DCC被关闭，变速器降档至较低档位，并且起动发动机。发动机加速至DISG速度并且开始将正扭矩传递至传动系。

在时间T6处，驱动器要求按照轨迹401所指示的从较高车辆速度向较低车辆速度的车辆速度变化。发动机继续操作并且在所要求的车辆速度变化后所累积时间开始增加。SOC保持高状态并且DCC保持关闭状态。变速器继续在第三档位中操作。

在时间T7处，在要求改变车辆速度后所累积时间超过t_{delay_min}。另外，第二车辆速度下的道路负荷扭矩(未示出)经确定小于最大DISG扭矩T_{DISG_MAX}。SOC大于SOC_MIN并且从第一车辆速度(现有车辆速度)变为第二车辆速度(新的车辆速度)(Δt_{spd_chg})所估计时间大于预定时间t_{21_minhi}(未示出)。因此，变速器升档至较高档位以将DISG速度减少至低于基本DISG速度的速度，低于该基本DISG速度的速度可获得最大DISG扭矩。同样地，DCC打开以允许发动机速度从DISG速度变化。在该示例中，发动机速度变为怠速(未示出)。

在时间T8处，在要求改变车辆速度后所累积时间超过t_delay2并且存在在时间T7处所描述的所有其他条件。因此，发动机通过停止到发动机的火花和燃料而停止在零速度。在较少扭矩通过发动机和DISG被提供至传动系后，车辆速度下降至新的期望车辆速度。当车辆速度到达新的车辆速度时，在要求改变车辆速度后所累积时间重置为零。

在时间T9处，驱动器要求按照轨迹401所指示的从较低车辆速度向较高车辆速度的车辆速度变化。DISG将扭矩提供至传动系(未示出)并且在要求车辆速度变化后所累积时间开始增加。SOC保持高并且DCC保持打开。变速器继续在第三档位中操作。在第二或者新的车辆速度下的道路负荷扭矩(未示出)小于可由DISG(未示出)提供的最大车轮扭矩。然而，仅经由DISG扭矩(Δ_{tspd_chg_DISG})从第一或者现有车辆速度变化至新的或者第二车辆速度的所估计时间大于阈值时间(t_{up_max1})。因此，发动机起动以响应于要求变化车辆速度从第一(较低)车辆速度到第二(较高)车辆速度。因此，发动机不久后重起动，以便电池不放电并且以便车辆以期望速率加速。

通过这种方式，基于从第一车辆速度变化到第二车辆速度的时间、SOC、道路负荷扭矩、最大DISG扭矩以及在开始要求变化车辆速度后时间的组合，可以延迟传动系操作模式之间转移。因此，可以减少模式变化繁忙。

现在参见图5A-5C，示出用于操作混合动力车辆传动系的方法。图5A-5C的方法可被包括在图1和图2的系统内作为储存在非暂时性存储器内的可执行指令。另外，图5A-5C的方法可提供图4所示的操作顺序。

在502处，方法500判断混合动力车辆是否处于速度控制或者巡航控制模式。车辆响应于操作者或者控制器要求可进入速度控制模式。在速度控制模式期间，驱动器或者控制器要求期望车辆速度。发动机和/或者DISG扭矩经调节提供期望车辆速度。具体地，发动机和/或者DISG扭矩经调节以响应于期望车辆速度和实际车辆速度的差异。因此，发动机和/或者DISG扭矩经改变以将车辆速度维持在期望速度。如果方法500判断车辆在速度控制模式，答案为是并且方法500前进至504。否则，答案为否并且方法500退出。

在504处，方法500判断驱动器或者控制器是否已要求从现有车辆速度变化到新的车辆速度的车辆速度。如果期望车辆速度已经变化，答案为是并且方法500前进至508。否则，答案为否并且方法500前进至506。

在506处，方法500根据车辆条件继续操作车辆传动系同时维持期望车辆速度。此外，传动系操作模式可保持相同状态或者传动系可改变模式以响应于车辆条件诸如电池荷电状态以及车辆道路坡度。发动机和/或者DISG扭矩可经调节以将车辆速度维持在期望车辆速度。例如，如果道路坡度增加，则发动机和/或者DISG扭矩可被增加以维持期望车辆速度。方法500在发动机和/或者DISG扭矩以及传动系操作模式经调节以响应于车辆操作条件后前进至退出。

在508处，方法500判断所要求车辆速度变化是否在所要求车辆速度方面增加。方法500在新的所要求车辆速度大于现有车辆速度时可判断车辆速度的变化是车辆速度增加。如果方法500判断所要求的车辆速度的变化是车辆速度增加，则扭矩通过发动机和/或者DISG被提供至传动系以增加车辆速度。此外，答案为是并且方法500前进至540。否则，如果所要求的车辆速度的变化是车辆速度降低，则发动机和/或者DISG扭矩可被降低以降低车辆速度。另外，答案为否并且方法500前进至510。

在510处，方法500判断车辆操作条件以确定传动系组件的操作状态，其对于使车辆减速可以是可取的。道路坡度和在现有DISG速度下可获得的DISG扭矩为可影响传动系效率和性能的两个参数。可获得DISG扭矩量随着DISG速度改变。在DISG速度低于基本DISG速度时，DISG具有最大扭矩容量。在DISG速度大于基本DISG速度时，DISG提供恒定最大功率。然而，因为DISG功率是DISG速度乘以DISG扭矩，所以DISG扭矩在DISG速度在DISG速度大于基本DISG速度而增加时降低。

可取地是定义车辆加速、发动机扭矩和DISG扭矩之间的关系以确定何时可取地变化传动系操作模式以响应于车辆加速或者减速的要求。车辆加速可以表达为：

(等式1)

其中M_veh是车辆的质量，A_veh是车辆加速，T_ENG是发动机扭矩，T_DISG是DISG扭矩，T_RL是道路负荷扭矩，R_r是车轮滚动半径，g是重力常数，并且θ是道路角度。假定车辆加速在所要求车辆速度变化时间接近零，第一(例如，现有)车辆速度和第二(例如，新的)车辆速度下的道路负荷扭矩表示为：

(等式2)

(等式3)

其中T_RL1是在现有车辆速度下的道路负荷扭矩，T_RL2是在新的车辆速度下的道路负荷扭矩；T_RL1在现有车辆速度(V_spd1)、现有啮合的变速器档位比(gear1)以及道路角度θ下被评估；T_RL2在现有车辆速度(V_spd2)、现有啮合的变速器档位比(gear2)以及道路角度θ下被评估。

从第一车辆速度转换至第二车辆速度的时间可以由以下确定：

(等式4)

其中Δt_{spd_chg}是从第一车辆速度转换至第二车辆速度的时间，并且其中A_{veh_des_ave}是平均期望车辆加速速率。在经验上可确定平均期望车辆加速速率并且将其储存在存储器内用于稍后检索和使用。车轮扭矩的变化表示为：

ΔT_wh＝R_rM_vehA_{veh_des_ave}

(等式5)

其中ΔT_wh是从第一车辆速度到第二车辆速度的车辆速度变化的车轮扭矩变化。

等式2、3和5可被组合以获得平均扭矩增加或者降低用于将车辆速度从第一车辆速度变化至第二车辆速度，平均扭矩表示为：

(等式6)

其中T₂是平均扭矩以将车辆移动至第二车辆速度。因为扭矩变化是用于变化车辆速度的基本，其可以观察到传动系模式控制器可以显示传动系模式变化繁忙，其中传动系模式控制器主要依靠传动系扭矩以确定传动系模式。

传动系模式变化繁忙(例如，传动系操作模式之间频繁地变化)可以通过基于额外的参数来判断是否变化传动系模式而减少。具体地，在510处，方法500判断在第二或者新的期望车辆速度下的道路负荷扭矩(T_RL2)是否小于最大DISG扭矩(例如，最大DISG扭矩低于基本速度)T_DISGMAX并且SOC小于预定最小SOC(SOC_MIN)并且在车辆速度变化要求(time_since_req)后的时间大于预定最小时间(t_{delay_min})。如果是，答案为是并且方法500前进至514。否则，答案为否并且方法500前进至512。

在512处，如果DCC打开则方法500关闭DCC并且保持发动机的现有操作状态激活。例如，如果发动机正在燃烧空气和燃料，则其继续这样。方法500在关闭DCC后前进至532并且保持发动机的现有操作状态。

在514处，方法500判断将车辆速度从第一车辆速度(在该情况下为较高车辆速度)变化至第二车辆速度(在该情况下为较低车辆速度(Δt_{spd_chg}))的所估计时间是否大于预定时间(t_{21_minhi})或者在要求从第一速度变化至第二速度后的时间(time_since_req)是否大于时间t_delay1的阈值量，t_delay1大于t_{delay_min}。如果这样，则答案为是并且方法500前进至524。否则，答案为否并且方法500前进至516。

在516处，方法500判断将车辆速度从第一车辆速度变化至第二车辆速度(Δt_{spd_chg})的所估计时间是否大于预定时间(t_{21_minlow})或者在要求从第一速度变化至第二速度后的时间(time_since_req)是否大于时间t_delay3的阈值量，t_delay3大于t_delay1。然后，在逻辑结果上执行逻辑和操作并且基于发动机减速燃料关断模式(SOC_DFSO)，SOC是否大于电池荷电状态。如果这样，则答案为是并且方法500前进至518。否则，答案为否并且方法500前进至522。

在522处，方法500通过允许发动机继续燃烧空气和燃料而继续操作发动机。此外，DCC保持关闭状态使得发动机和DISG将扭矩可提供至传动系。方法500在发动机继续操作并且DCC关闭后前进至退出。

在518处，方法500通过发动机燃烧空气和燃料有条件地(conditionally)执行变速器档位升挡，以允许DISG提供最大DISG扭矩T_{DISG_MAX}(例如，在DISG速度小于基本DISG速度下的扭矩)。例如，如果DISG目前以高于基本速度的速度操作，其中DISG输出恒定最大功率，变速器可换档至较高档位的同时发动机燃烧空气和燃料，以便DISG速度可被减小至低于DISG基本速度的速度，低于该速度，最大DISG扭矩是恒定最大扭矩。方法500在变速器有条件地升挡后前进至520(例如，换档至较高档位以降低DISG速度，例如从第二档位到第三档位)。

在520处，方法500中止将火花和燃料供应至发动机气缸并且DCC被关闭或者保持关闭。当发动机被允许继续旋转时，可以更快地获得发动机扭矩。此外，当发动机被允许旋转而未将燃料供应至发动机气缸时，发动机燃料消耗降低。方法500在发动机进入DFSO并且DCC关闭后前进至退出。

因此，516提供逻辑以确定发动机是否应当继续燃烧空气和燃料或者进入减速燃料关断模式(DSFO)，在DSFO模式中发动机旋转而无火花和燃料，其中DCC在关闭状态。做出这样的决定是基于从第一车辆速度变化至第二车辆速度所估计时间以及在要求从第一车辆速度变化至第二车辆速度后的时间。

在524处，方法500有条件地执行变速器档位升挡以允许DISG提供最大DISG扭矩(T_{DISG_MAX})(例如，在DISG速度小于基本DISG速度时的最大DISG扭矩)。方法500在变速器有条件地升挡(例如，换档至较高档位以降低DISG速度，例如从第二档位换档至第三档位)后前进至526。

在526处，方法500打开DCC并且将发动机速度调节至发动机怠速或者匹配DISG速度。将发动机速度调节至怠速允许燃料储藏。调节发动机速度以匹配DISG速度降低了将发动机重连接至DISG并且将正扭矩提供至车辆车轮的时间量。发动机速度可被调节为怠速或者基于操作条件诸如车辆速度、道路坡度和道路负荷扭矩匹配DISG速度。方法500在打开DCC并且调节发动机速度后前进至528。

在528处，方法500判断在要求将车辆速度从第一速度变化至第二速度后的时间大于阈值时间t_delay2。如果这样，答案为是并且方法500前进至530。否则，答案为否并且方法500前进至退出。阈值时间t_delay2可以是大于t_delay1和t_{delay_min}的时间量。

在530处，方法500通过停止将火花和燃料流到发动机而将发动机速度调节至零。停止发动机可还通过在怠速下不消耗燃料而储藏燃料。方法500在发动机停止后前进至退出。

在540处，方法500判断在第二或者新的期望车辆速度下的道路负荷扭矩(T_RL2)是否大于最大DISG扭矩(例如，低于基本速度时的最大DISG扭矩)T_DISGMAX或者SOC是否低于预定最小SOC(SOC_MIN)或者车辆速度从第一车辆速度变化至第二车辆速度的估计时间(Δt_{spd_chg})是否大于预定时间(t_{up_max1})。如果这样，答案为是并且方法500前进至550。否则，答案为否并且方法500前进至542。

在542处，方法500判断在第二或者新的期望车辆速度下的道路负荷扭矩(T_RL2)小于最大DISG扭矩(例如，低于基本速度时的最大DISG扭矩)T_DISGMAX并且SOC是否大于预定最小SOC(SOC_MIN)并且仅使用DISG(Δt_{spd_chg_DISG})车辆速度从第一车辆速度变化至第二车辆速度的估计时间是否少于预定时间(t_{up_max2})。如果这样，答案为是并且方法500前进至546。否则，答案为否并且方法500前进至544。仅使用DISG车辆速度从第一车辆速度变化至第二车辆速度的时间表示为：

在544处，方法500在仅DISG模式中操作传动系并且变速器保持现有所选档位的状态。当车辆速度增加小时传动系可保持在仅DISG模式的状态并且DISG具有在低于阈值时间量内使车辆加速至新的速度的扭矩。方法500在仅DISG模式下操作传动系后前进至退出。

在546处，方法500判断现有DISG扭矩T_DISG是否小于最大DISG扭矩T_DISGMAX。如果这样，答案为否并且方法500前进至548。否则，答案为否并且方法500前进至544。

在548处，方法500有条件地升挡，以基于变速器输入扭矩在最大DISG扭矩T_{DISG_MAX}下来增加车轮扭矩。DISG扭矩可增加至最大DISG扭矩以响应于提供期望加速或者车轮扭矩的需要。方法500在车轮扭矩经有条件地升挡后前进至退出。

在550处，方法500判断发动机是否不在运行(例如，燃烧空气和燃料)。如果发动机不在运行，则答案为是并且方法500前进至554。否则，答案为否并且方法500前进至552。

在552处，如果DCC打开，则方法500使发动机加速至DISG速度并且关闭DCC。发动机加速并且DCC关闭以允许发动机将扭矩提供至传动系以使车辆从第一车辆速度加速至第二车辆速度。因此，发动机和DISG可将扭矩提供至传动系以将车辆加速至新的速度。方法500在发动机被加速至DISG速度并且发动机扭矩被传递至车辆车轮后进至退出。

在554处，方法500判断发动机是否处于减速燃料关断模式(DFSO)。发动机在DFSO期间旋转，但火花和燃料并未被提供至发动机气缸。如果方法500判断发动机在DFSO至操作，则答案为是并且方法500前进至556。否则答案为否并且方法500前进至558。

在556处，如果DCC打开则方法500关闭DCC并且开始将火花和燃料供应至发动机以便发动机恢复燃烧。然后，发动机将扭矩提供hi变速器和车辆车轮以将车辆加速至新的期望速度。方法500在DCC关闭并且发动机将正扭矩提供至传动系后前进至退出。

在558处，方法500重起动发动机，将发动机加速至DISG速度，并且关闭DCC。发动机可以经由起动机或者经由关闭DCC重起动。发动机将扭矩提供至变速器和车辆车轮以将车辆加速至新的期望车辆速度。方法500在发动机被起动并且将正扭矩提供至车轮后前进至退出。

因此，510处的条件逻辑和包括时间参数在内的其他步骤可提供延迟以用于在传动系模式之间切换。此外，在车辆速度降低期间，传动系可从仅发动机模式切换至仅DISG模式。同样地，在车辆加速期间，传动系可从仅DISG模式切换至仅发动机模式。在一些车辆加速或者减速期间，传动系模式可从仅发动机模式切换至发动机和DISG模式并且返回至仅发动机模式。

另外，图5A-5C的方法提供一种方法，包括：在闭环车辆速度控制模式期间，延迟将扭矩提供至传动系或者从传动系吸收扭矩的推进源变化，以响应于期望车辆速度变化后的时间量。该方法包括其中推进源变化从仅发动机操作模式变为仅传动系集成起动机/发电机模式。本方法还包括延迟将扭矩提供至传动系的推进源变化以进一步响应于将车辆速度从现有速度变为新的速度的估计时间。

在一些示例中，方法还包括延迟发动机停用时间以响应于在期望车辆速度变化后的时间量。方法还包括将变速器升挡以响应于在期望车辆速度变化后的时间量。方法还包括延迟使发动机进入减速燃料关断模式，其中传动系分离离合器关闭以响应于在期望车辆速度变化后的时间。

图5A-5C的方法还包括：在闭环车辆速度控制模式期间，延迟将扭矩提供至传动系或者从传动系吸收扭矩的推进源的变化以响应于从现有车辆速度变为新的车辆速度的时间估计。该方法包括其中新的车辆速度大于现有车辆速度。方法包括其中新的车辆速度低于现有车辆速度。方法还包括延迟打开传动系分离离合器以响应于从现有车辆速度变为新的车辆速度的时间估计。方法包括其中闭环车辆速度控制模式基于期望车辆速度和实际车辆速度之间的差异来调节车辆速度。

在一些示例中，方法还包括为变速器升挡以将传动系集成起动机/发电机(DISG)的速度调节为这样的速度，在该速度下，可获得大DISG扭矩以响应于从现有车辆速度变为新的车辆速度的估计时间。方法还包括延迟传动系分离离合器的打开以响应于从现有车辆速度变为新的车辆速度的时间。

如本领域技术人员显而易见地，图5A-5C方法所述方法可代表任何数量的处理策略中的一个或者多个，例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，示出的不同步骤或者功能可以所示的顺序、并行执行、或者在某些情况下被省略。同样地，未必需要按所述处理顺序实现本文描述的目标、特征和优势，所述处理顺序被提供是为了便于说明和描述。尽管未明确地说明，但本领域技术人员将认识到一个或者多个所示的步骤或者功能可依据所使用的特定策略被重复执行。此外，所描述的动作、操作、方法和/或者功能可以图形方式表示被编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非永久性存储器中的代码。

这样结束了描述。本领域技术人在阅读该描述后在不背离本描述的精神和范围的情况下将会想到许多改变和修正。例如，在天然气、汽油、柴油或者可替代的燃料配置中操作的I3、I4、I5、V6、V8、V10以及V12发动机能够使用本描述而获益。

Claims

1.一种用于混合动力车辆的方法，其包括：

在闭环车辆速度控制模式期间，响应于自期望车辆速度的变化的第一时间量，延迟将扭矩提供至传动系或者从所述传动系中吸收扭矩的推进源的变化；并且

响应于自所述期望车辆速度的变化的第二时间量，延迟发动机停用时间，所述第一时间量小于所述第二时间量。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述期望车辆速度的变化为车辆速度的降低。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述推进源的变化是从仅发动机操作模式到仅传动系集成起动机/发电机模式。

4.根据权利要求1所述的方法，其还包括：进一步响应于将车辆速度从现有速度改变为新的速度的估计时间，延迟将扭矩提供至所述传动系的所述推进源的变化。

5.根据权利要求1所述的方法，其还包括响应于自所述期望车辆速度变化的所述第一时间量将变速器升挡。

6.根据权利要求1所述的方法，其还包括响应于自所述期望车辆速度变化的时间，延迟使发动机进入减速燃料关断模式，在该减速燃料关断模式中传动系分离离合器关闭。

7.一种用于混合动力车辆的方法，其包括：

在闭环车辆速度控制模式期间，响应于从现有车辆速度变为新的车辆速度的第一时间估计，延迟将扭矩提供至传动系或者从所述传动系吸收扭矩的推进源的变化；并且

响应于从现有车辆速度变为新的车辆速度的第二时间估计，延迟发动机停用时间，所述第一时间估计小于所述第二时间估计。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述新的车辆速度大于所述现有车辆速度。

9.根据权利要求7所述的方法，其中所述新的车辆速度小于所述现有车辆速度。