CN106364482A

CN106364482A - 用于改善混合动力车辆的性能的方法和系统

Info

Publication number: CN106364482A
Application number: CN201610573756.4A
Authority: CN
Inventors: R·约翰瑞; J·A·多林; J·梅耶
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-07-23
Filing date: 2016-07-20
Publication date: 2017-02-01
Anticipated expiration: 2036-07-20
Also published as: US9725084B2; US20170021824A1; CN106364482B; DE102016113295A1

Abstract

本发明涉及用于改善混合动力车辆的性能的方法和系统。描述了用于使混合动力车辆的传动系运转的系统和方法。所述系统和方法可以改善混合动力传动系性能，使得驾驶员可以经历更少的涡轮增压器迟滞和/或更少的凸轮变相迟滞。所述方法和系统可以在存在驾驶员要求扭矩降低的情况下将发动机扭矩保持在升高的水平。

Description

用于改善混合动力车辆的性能的方法和系统

技术领域

本发明涉及用于使混合动力车辆的传动系运转的方法和系统。所述方法和系统可以对可以以性能模式运转的混合动力车辆特别有用。

背景技术

混合动力车辆可以包括内燃发动机和电机。内燃发动机和电机可以被选择性地运转，以推进车辆并且在减速和车辆制动状况下回收车辆的动能。针对发动机和电机的扭矩要求可以基于请求增加传动系效率使得由车辆消耗的能量被降低的基本策略。然而，当发动机扭矩和电机扭矩在主要集中于传动系效率的情况下被确定时，混合动力车辆可以在所有工况下根据需要而不执行。

发明内容

发明人在此已经认识到上面提到的问题，并且已经研发了一种用于混合动力车辆的运转方法，其包含：接收到控制器的输入；以及维持发动机扭矩，并且响应于基于输入的驾驶操纵并且进一步响应于驾驶员要求扭矩的降低而经由控制器调整电机扭矩，基于所述输入预期所述驾驶操纵持续小于阈值持续时间。

通过维持发动机扭矩或将发动机扭矩调整为最接近驾驶员要求扭矩的降低之前立即的发动机扭矩的值，能够提供改善混合动力车辆性能的技术效果。例如，包括涡轮增压器和可变气门正时的发动机不可根据需要对驾驶员要求扭矩的降低后的驾驶员要求扭矩增加尽快地作出响应，因为气门正时改变和涡轮增压器达到期望的发动机气流被提供的速度会需要几秒。然而，发动机扭矩可以被维持在驾驶员要求扭矩的降低之前的发动机扭矩处或附近，同时仍然结合电机提供驾驶员要求扭矩。具体地，当发动机运转时，通过增加负电机扭矩的量值，发动机扭矩可以被维持，或被调整为接近驾驶员要求扭矩的降低之前的发动机扭矩的扭矩。电机扭矩的量值可以在驾驶操纵之后被减小，以使大量的发动机扭矩几乎立即可用。以此方式，混合动力车辆性能可以被改善，使得传动系扭矩产生在车辆中执行操纵(诸如驶过道路转弯)之后不被延迟。

在另一个示例中，提供一种用于混合动力车辆的运转方法，其包含：接收到控制器的输入；以及响应于基于所述输入的驾驶操纵并且进一步响应于驾驶员要求扭矩的降低，将发动机涡轮增压器压缩机速度维持在阈值速度之上，并且经由所述控制器调整电机扭矩，基于所述输入预期所述驾驶操纵持续小于阈值持续时间。

在另一个示例中，所述电机扭矩和发动机扭矩提供所述驾驶员要求扭矩。

在另一个示例中，所述方法进一步包含，将发动机凸轮正时维持在基于在所述驾驶员要求扭矩的降低之前立即由发动机提供的发动机扭矩的正时处，并且响应于驾驶员要求扭矩增加之后的发动机转速与负荷而调整凸轮正时。

在另一个示例中，提供一种用于混合动力车辆的运转方法，其包含：接收到控制器的输入；以及响应于基于所述输入的驾驶操纵并且进一步响应于驾驶员要求扭矩的降低而经由所述控制器将发动机扭矩调整为当与有限的电机扭矩组合时提供驾驶员要求扭矩的第一扭矩，基于所述输入预期所述驾驶操纵持续小于阈值持续时间，所述第一扭矩的值最接近所述驾驶员要求扭矩的降低之前立即的发动机扭矩的值。

在另一个示例中，所述有限的电机扭矩是负扭矩。

在另一个示例中，所述有限的电机扭矩是最大负电机扭矩。

在另一个示例中，所述有限的电机扭矩基于电池充电极限。

在另一个示例中，所述驾驶操纵是使车辆转弯。

在另一个示例中，所述输入经由转向角传感器接收。

在另一个示例中，所述输入是全球定位系统信号。

在另一个示例中，所述的方法进一步包含，响应于所述驾驶员要求扭矩的降低之后的时间量超过所述阈值持续时间而减少发动机输出。

本发明可以提供若干优点。具体地，该方法可以减少传动系扭矩产生延迟。此外，该方法可以被选择性地应用，使得能量消耗在更不积极的驾驶期间保持低。另外，该方法可以被应用于并联和串联的混合动力传动系两者。

当单独参照以下说明书或连同结合附图参照以下具体实施方式时，本发明的上述优点和其他优点以及特征将是显而易见的。

应当理解，提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围被随附权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。

附图说明

当单独或参照附图考虑时，通过阅读实施例的示例(在本文中也被称为具体实施方式)，将会更充分地理解本文中所描述的优点，其中：

图1是发动机的示意图；

图2是混合动力车辆传动系的示意图；

图3示出了示例混合动力车辆运转顺序；以及

图4示出了用于使车辆传动系运转的示例方法。

具体实施方式

本发明涉及改善混合动力车辆的传动系在再生期间的性能。混合动力车辆可以包括如在图1中示出的发动机。图1的发动机可以被包括在如在图2中示出的传动系中。传动系可以如在图3中示出的那样进行运转。传动系根据在图4中示出的方法进行运转。

参照图1，内燃发动机10由电子发动机控制器12控制，其中发动机10包含多个汽缸，在图1中示出了多个汽缸中的一个汽缸。发动机10由汽缸盖35和汽缸体33组成，所述发动机10包括燃烧室30和汽缸壁32。活塞36被设置在其中并且经由到曲轴40的连接而往复运动。飞轮97和环形齿轮99被耦接至曲轴40。启动器96(例如，低电压(以小于30伏运转)电机)包括小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98可以选择性地推进小齿轮95以啮合环形齿轮99。启动器96可以被直接安装在发动机的前面或发动机的后面。在一些示例中，启动器96可以通过带或链向曲轴40选择性地供应扭矩。在一个示例中，当不与发动机曲轴接合时，启动器96处于基本状态。燃烧室30被显示为经由各自的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。每个进气门和排气门可以通过进气凸轮51和排气凸轮53运转。进气凸轮51的位置可以由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可以由排气凸轮传感器57确定。进气门52可以通过气门激活装置59被选择性地激活和停用。排气门54可以通过气门激活装置58被选择性地激活和停用。气门激活装置58和59可以是电子机械装置。

燃料喷射器66被示为设置为将燃料直接喷射到汽缸30内，本领域技术人员称之为直接喷射。燃料喷射器66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(未示出)的燃料系统(未示出)递送至燃料喷射器66。在一个示例中，高压、双级燃料系统可以用于产生更高的燃料压力。

此外，进气歧管44被示为与涡轮增压器压缩机162和发动机进气装置42连通。在其他示例中，压缩机162可以是机械增压器压缩机。轴161将涡轮增压器涡轮164机械地耦接至涡轮增压器压缩机162。可选的电子节气门62调整节流板64的位置，以控制从压缩机162到进气歧管44的空气流量。升压室45中的压力可以被称为节气门入口压力，因为节气门62的入口在升压室45内。节气门出口在进气歧管44中。在一些示例中，节气门62和节流板64可以被设置在进气门52与进气歧管44之间，使得节气门62是进气道节气门。压缩机再循环阀47可以被选择性地调整到完全打开与完全关闭之间的多个位置。废气门163可以经由控制器12来调整，以允许排气选择性地绕过涡轮164，从而控制压缩机162的速度。空气滤清器43清洁进入发动机进气装置42的空气。

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。通用排气氧(UEGO)传感器126被显示为耦接至催化转化器70上游的排气歧管48。替代地，双态排气氧传感器可以替代UEGO传感器126。

在一个示例中，转化器70能够包括多块催化剂砖。在另一示例中，能够使用每个均具有多块砖的多个排放控制装置。在一个示例中，转化器70能够是三元型催化剂。

控制器12在图1中被示为常规微型计算机，其包括：微处理器单元(CPU)102、输入/输出端口(I/O)104、只读存储器(ROM)106(例如，非临时性存储器)、随机存取存储器(RAM)108、保活存储器(KAM)110和常规数据总线。控制器12被示出接收来自耦接至发动机10的传感器的各种信号，除了之前所讨论的那些信号外，还包括：来自耦接至冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT)；耦接至加速器踏板130用于感测由足部132施加的力的位置传感器134；耦接至制动器踏板150用于感测由足部132施加的力的位置传感器154；来自耦接至进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力(MAP)的测量；来自感测曲轴40位置的霍尔效应传感器118的发动机位置传感器；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68的节气门位置的测量。大气压力也可以被感测(传感器未示出)，由控制器12进行处理。在本发明的优选方面，发动机位置传感器118在曲轴的每次旋转产生预定数量的等间距脉冲，根据其能够确定发动机转速(RPM)。

在运转期间，发动机10内的每个汽缸通常经历四个冲程循环：循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。一般来说，在进气冲程期间，排气门54关闭，而进气门52打开。空气经由进气歧管44引入燃烧室30，并且活塞36移动至汽缸的底部，以便增加燃烧室30内的容积。活塞36靠近汽缸的底部并在其冲程结束的位置(例如，当燃烧室30处于其最大容积时)通常被本领域技术人员称为下止点(BDC)。

在压缩冲程期间，进气门52和排气门54关闭。活塞36朝向汽缸盖移动，以便压缩燃烧室30内的气体。活塞36在其冲程结束并最靠近汽缸盖的位置(例如，当燃烧室30处于其最小容积时)通常被本领域技术人员称为上止点(TDC)。在下文中被称为喷射的过程中，燃料被引入燃烧室。在下文中被称为点火的过程中，被喷射的燃料通过已知的点火手段如火花塞92点燃，从而导致燃烧。

在膨胀冲程期间，膨胀的气体将活塞36推回至BDC。曲轴40将活塞运动转换为旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程期间，排气门54打开，以便将已燃烧的空气-燃料混合物释放至排气歧管48，并且活塞返回至TDC。注意，上述内容仅作为示例示出，并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可以改变，诸如以提供正或负气门重叠、进气门延迟关闭或各种其他示例。

图2是包括传动系200的车辆225的方框图。然而，在本文中描述的方法可应用于其他构造。例如，图4的方法可以被应用于这样的系统，其中发动机经由分离式离合器被选择性地耦接至电机，并且电机被机械地耦接至多级(step ratio)变速器。

图2的传动系包括在图1中示出的发动机10。传动系200被示为包括车辆系统控制器255、发动机控制器12、电机控制器252、变速器控制器254和制动器控制器250。控制器可以经过控制器区域网络(CAN)299进行通信。控制器中的每一个可以为其他控制器提供以下信息：诸如扭矩输出极限(例如，正在被控制的装置或部件的不会被超过的扭矩输出)、扭矩输入极限(例如，正在被控制的装置或部件的不会被超过的扭矩输入)、传感器和致动器数据、诊断信息(例如，关于退化的变速器的信息、关于退化的发动机的信息、关于退化的电机的信息、关于退化的制动器的信息)。另外，车辆系统控制器255可以为发动机控制器12、电机控制器252、变速器控制器254和制动器控制器250提供命令，以实现驾驶员输入请求和基于车辆工况的其他请求。

例如，响应于驾驶员释放加速器踏板和车辆速度，车辆系统控制器255可以请求期望的车轮扭矩，以提供期望速率的车辆减速。期望的车轮扭矩可以通过车辆系统控制器从电机控制器252请求第一制动扭矩并且从制动器控制器250请求第二制动扭矩来提供，所述第一和第二扭矩在车辆车轮216处提供期望的制动扭矩。

在其他示例中，控制传动系装置的划分可以不同于在图2中示出的划分。例如，单个控制器可以代替车辆系统控制器255、发动机控制器12、电机控制器252、变速器控制器254和制动器控制器250。

在该示例中，传动系200可以选择性地由发动机10和电机244来提供动力。在其他示例中，发动机10可以被省略。

电机244与DC/DC逆变器246电连通，并且与双速行星变速器(two speedplanetary transmission)242机械连通。DC/DC逆变器为电能存储装置275供应电力并且从电能存储装置275接收电力。电能存储装置275可以包括控制器，以调节电池荷电状态并且输出诸如电池荷电状态、电池电压等的电池控制参数。替代地，控制器252可以执行这些功能。行星变速器242可以包括可以经由离合器249被激活或被停用的两个或更多个挡位248。行星变速器242被机械地耦接至车轴240。行星变速器242可以经由控制器254来进行换挡。电机244和行星变速器242可以被描述为电扭矩路径。

发动机输出扭矩可以被传输至液力变矩器206的液力变矩器叶轮285。液力变矩器206包括涡轮286，以便将扭矩输出至输入轴270。输入轴270将液力变矩器206机械地耦接至自动变速器208。液力变矩器206还包括液力变矩器旁通锁止离合器212(TCC)。当TCC被锁紧时，扭矩从叶轮285直接转移至涡轮286。TCC通过控制器12被电气运转。替代地，TCC可以被液压地锁定。在一个示例中，液力变矩器可以称为变速器的部件。

当液力变矩器锁止离合器212完全分离时，液力变矩器206经由液力变矩器涡轮286与液力变矩器叶轮285之间的流体转移将发动机扭矩传输至自动变速器208，由此实现扭矩增加。相比之下，当液力变矩器锁止离合器212完全接合时，发动机输出扭矩经由液力变矩器离合器直接转移至变速器208的输入轴(未示出)。替代地，液力变矩器锁止离合器212可以部分接合，由此使直接传递至变速器的扭矩量能被调整。控制器12可以被配置为，响应于各种发动机工况或基于驾驶员的发动机运转需求，通过调整液力变矩器锁止离合器212来调整通过液力变矩器206传输的扭矩量。

自动变速器208包括挡位离合器(例如，挡位1-10)211和前进离合器210。自动变速器208是固定比变速器。挡位离合器211与前进离合器210可以选择性接合，以改变输入轴270的实际总转数与车轮216的实际总转数的比。挡位离合器211可以经由调整经由换挡控制电磁阀209向离合器供应的流体而被接合或被分离。来自自动变速器208的扭矩输出可以经由输出轴260被传递至车轴240。具体地，在将输出的驱动扭矩传输至车轴240之前，响应于车辆行进条件，自动变速器208可以在输入轴270处转移输入的驱动扭矩。机械扭矩路径包括发动机10、液力变矩器206和自动变速器208。变速器控制器254选择性地激活或接合TCC 212、挡位离合器211和前进离合器210。变速器控制器还选择性地停用或分离TCC 212、挡位离合器211和前进离合器210。变速器控制器还选择性地激活和停用离合器249，以激活和停用挡位248。

车轴240将来自机械路径的扭矩与来自电气路径的扭矩进行组合以旋转车轮216。可以通过接合摩擦车轮制动器218将摩擦力施加于车轮216。在一个示例中，可以响应于驾驶员将其足部压在制动器踏板(未示出)上和/或响应于制动器控制器250内的指令而接合摩擦车轮制动器218。另外，制动器控制器250可以响应于车辆系统控制器255发出的信息和/或请求而应用制动器218。以相同的方式，响应于驾驶员从制动器踏板释放其足部、制动器控制器指令、和/或车辆系统控制器指令和/或信息，通过使摩擦车轮制动器218分离，可以减小车轮216的摩擦力。例如，车辆制动器可以经由控制器250将摩擦力施加于车轮216作为自动发动机停止程序的组成部分。

响应于对加速车辆225的请求，车辆系统控制器可以从加速器踏板或其他装置获得驾驶员要求扭矩。车辆系统控制器255然后将请求的驾驶员要求扭矩的一部分分配给发动机10并且将其余部分分配给电机244。车辆系统控制器255从发动机控制器12请求发动机扭矩，并且从电机控制器252请求电机扭矩。

响应于可以基于输入轴扭矩和车辆速度的换挡安排和TCC锁止安排，变速器控制器254选择性地锁定液力变矩器离合器212，并且经由挡位离合器211接合挡位。在当可希望给电能存储装置275充电时的一些状况下，当非零驾驶员要求扭矩存在时，充电扭矩(例如，负电机扭矩)可以被请求。车辆系统控制器255可以请求增加的发动机扭矩，以克服充电扭矩从而满足驾驶员要求扭矩。

响应于减速车辆225并且提供再生制动的请求，车辆系统控制器可以基于车辆速度和制动器踏板位置提供期望的负车轮扭矩。车辆系统控制器255然后将期望的负车轮扭矩的一部分分配给电机244(例如，期望的传动系车轮扭矩)并且将其余部分分配给摩擦制动器218(例如，期望的摩擦制动器车轮扭矩)。另外，车辆系统控制器可以通知变速器控制器254车辆处于再生制动模式，使得变速器控制器254基于唯一的换挡安排使齿轮248换挡，以增加再生效率。电机244向车轴240供应负扭矩，但是由电机244提供的负扭矩会受输出行星变速器输入轴负扭矩极限(例如，不会被超过的阈值)的变速器控制器254限制。另外，电机244的负扭矩可以由车辆系统控制器255、或电机控制器252基于电能存储装置275的工况进行限制(例如，被约束为小于阈值负阈值扭矩)。期望的负车轮扭矩的由于变速器或电机极限而不可由电机244提供的任何部分都可以被分配给摩擦制动器218，使得期望的车轮扭矩由来自摩擦制动器218和电机244的负车轮扭矩的组合来提供。

相应地，各种传动系部件的扭矩控制可以由车辆系统控制器来监控，其中用于发动机10、变速器208、电机244和制动器218的局部扭矩控制经由发动机控制器12、电机控制器252、变速器控制器254和制动器控制器250来提供。

作为一个示例，可以通过调整火花正时、燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和/或空气充气的组合，通过控制节气门打开和/或气门正时、气门升程和涡轮增加的或机械增加的发动机的升压，控制发动机扭矩输出。在柴油发动机的情况下，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气的组合而控制发动机扭矩输出。在所有情况下，可以在逐缸基础上执行发动机控制，以控制发动机扭矩输出。

电机控制器252可以通过调整流入电机的场和/或电枢绕组和从电机的场和/或电枢绕组流出的电流控制来自电机244的扭矩输出和电能产生，这是本领域中已知的。

变速器控制器254经由位置传感器271接收变速器输入轴位置。变速器控制器254可以经由求来自位置传感器271的信号的微分将变速器输入轴位置转换为输入轴速度。变速器控制器254可以从扭矩传感器272接收变速器输出轴扭矩。替代地，传感器272可以是位置传感器或扭矩和位置传感器。如果传感器272是位置传感器，那么控制器254求位置信号的微分，以确定变速器输出轴速度。变速器控制器254还可以求变速器输出轴速度的微分，以确定变速器输出轴加速度。

制动器控制器250接收经由车轮速度传感器221的车轮速度信息和来自车辆系统控制器255的制动请求。制动器控制器250还可以直接从在图1中示出的制动器踏板传感器154或经过CAN 299接收制动器踏板位置信息。响应于来自车辆系统控制器255的车轮扭矩命令，制动器控制器250可以提供制动。制动器控制器250还可以提供防抱死和车辆稳定性制动，以改善车辆制动和稳定性。因此，制动器控制器250可以为车辆系统控制器255提供车轮扭矩极限(例如，不会被超过的阈值负车轮扭矩)，使得负ISG扭矩不引起车轮扭矩极限被超过。例如，如果控制器250发出50N-m的负车轮扭矩极限，那么ISG扭矩被调整为在车轮处提供小于50N-m(例如，49N-m)的负扭矩，包括考虑变速器传动装置。

车辆系统控制器255还可以接收其他车辆信息(诸如，来自全球定位系统280和转向角传感器281的定位信息)，以确定是否预期到车辆执行短持续时间的操纵(诸如驶过转弯)。

现在参照图3，示出了示例运转顺序。图3的顺序可以由图1和图2的系统根据图4的方法来提供。在图3中示出的曲线在时间上对齐。垂直标记T0-T4表示该顺序中的特别感兴趣的时间。

自图3顶部的第一曲线是加速器踏板位置随着时间变化的曲线。加速器踏板可以经由驾驶员来运转。垂直轴表示加速器踏板位置，并且加速器踏板位置沿垂直轴箭头的方向增加(例如，被进一步作用或压低)。水平轴表示时间，并且时间从曲线的左侧向曲线的右侧增加。

自图3顶部的第二曲线是驾驶员要求扭矩随着时间变化的曲线。在一个示例中，驾驶员要求扭矩对应于期望的车轮扭矩。垂直轴表示驾驶员要求扭矩，并且驾驶员要求扭矩沿垂直轴箭头的方向增加。水平轴表示时间，并且时间从曲线的左侧向曲线的右侧增加。

自图3顶部的第三曲线是发动机扭矩随着时间变化的曲线。垂直轴表示发动机扭矩，并且发动机扭矩沿垂直轴箭头的方向增加。水平轴表示时间，并且时间从曲线的左侧向曲线的右侧增加。

自图3顶部的第四曲线是电机扭矩随着时间变化的曲线。垂直轴表示电机扭矩。正电机扭矩在水平轴之上，而负电机扭矩在水平轴之下。正扭矩的量值在水平轴之上沿垂直轴箭头的方向增加。负扭矩的量值在水平轴之下沿垂直轴箭头的方向增加。

自图3顶部的第五曲线是电池荷电状态(SOC)随着时间变化的曲线。垂直轴表示电池荷电状态，并且电池荷电状态沿垂直轴箭头的方向增加。水平轴表示时间，并且时间从曲线的左侧向曲线的右侧增加。水平线302是阈值电池荷电状态，相比于在线302之下的电池充电，在线302之上减少电池充电。水平线304是用于不会被超过的最大电池荷电状态的阈值水平。

在时间T0处，加速器踏板位置被作用至中等水平，并且驾驶员要求扭矩也处于中等水平。发动机扭矩处于中等水平，并且马达扭矩是小的正值。电池荷电状态处更高的水平，但是在阈值302之下。

在时间T1处，驾驶员(未示出)释放加速器踏板以降低驾驶员要求扭矩。然而，因为控制器输入指示短持续时间的车辆操纵被预期，所以发动机扭矩被保持在加速器踏板位置和驾驶员要求扭矩降低之前的其值处。替代地，电机扭矩从正扭矩改变为负扭矩。负电机扭矩与当前的发动机扭矩相组合提供驾驶员要求扭矩。电池荷电状态也增加，因为电机经由以充电模式的运转向电池供应电能。另外，如果道路坡度是负的或车辆减速被期望，那么车辆可以以车辆的动能经由电机被转换为电能的再生模式运转。

在时间T1与时间T2之间，随着电机通过作为发电机运转而向电池输出电能，电池荷电状态继续增加。加速器踏板位置处于更低的水平，并且驾驶员要求扭矩也处于更低的水平。发动机扭矩继续处于其在驾驶员要求扭矩降低之前的水平。通过将发动机扭矩保持在其在驾驶员要求扭矩降低之前呈现的水平，可以减少涡轮增压器迟滞和凸轮转位(移动)，使得当驾驶员要求扭矩增加时，发动机扭矩立即可用。

在时间T2处，驾驶员(未示出)应用加速器踏板并且增加驾驶员要求扭矩。车辆退出再生制动模式，如通过电机扭矩从负值转变为正值指示的。因此，发动机扭矩可用于驱动车辆的车轮，并且电池停止充电。驾驶员要求扭矩通过减小负电机扭矩的量值来满足。

在时间T2与时间T3之间，加速器踏板位置逐渐增加，并且驾驶员要求扭矩随着加速器踏板位置而增加。发动机扭矩也增加，而马达扭矩保持在更低的水平处。电池荷电状态大于阈值302。

在时间T3处，当控制器输入指示短持续时间的车辆操纵时，驾驶员(未示出)再次释放加速器踏板。但是，因为电池荷电状态大于阈值302，所以电机扭矩被降低，但是电机不以给电池充电的发电机模式运转。替代地，发动机扭矩基于驾驶员要求扭矩和电机扭矩的降低而被降低。发动机扭矩加上电机扭矩等于驾驶员要求扭矩。因此，当电机不可用于提供负扭矩时，发动机扭矩降低提供相当于驾驶员要求扭矩的传动系扭矩的量。

在时间T3与时间T4之间，电池荷电状态被维持，因为电机输出几乎为零，使得发动机可以提供同样多的驾驶员要求扭矩而无需来自电机的帮助。因此，发动机扭矩输出处于驾驶员要求扭矩的水平。以此方式，发动机扭矩可以被调整为接近驾驶员要求扭矩的最高发动机扭矩，而驾驶员要求扭矩不被超过。通过使发动机在接近驾驶员要求扭矩的扭矩处运转，可以减少涡轮增压器迟滞和凸轮正时调整延迟。

在时间T4处，驾驶员(未示出)应用加速器踏板并且增加驾驶员要求扭矩。电机被激活以提供小的正扭矩。电机扭矩加上发动机扭矩等于驾驶员要求扭矩。电机以消耗电池电荷的马达转动模式运转，使得马达可以在随后的驾驶员要求扭矩降低期间以发电机模式运转。发动机扭矩也被增加，但是因为发动机扭矩在时间T3处被降低，所以在时间T4处可存在发动机扭矩产生的小的延迟。

以此方式，混合动力车辆性能可以通过允许发动机以这样的扭矩运转来改善，其中传动系扭矩可以经由减小负电机扭矩的量值而几乎被立即增加。对于使混合动力车辆在赛道上运转或当使混合动力车辆以驾驶员希望在具有许多转弯的道路上更积极地驾驶的运动模式运转时，这样的传动系运转可以是有益的。

现在参照图4，示出了使车辆传动系运转的方法。方法400的至少一部分可以被实施为存储在非临时性存储器中的可执行控制器指令。此外，方法400的多个部分可以是在物理世界中采取的动作，以转变致动器或装置的运转状态。

在402处，方法400确定车辆工况。车辆工况可以包括但不限于车辆速度、驾驶员要求扭矩、转向角、电池荷电状态、车辆位置、加速器踏板位置和制动器踏板位置。车辆工况可以经由控制器询问其输入来确定。在工况被确定之后，方法400进入到404。

在404处，方法400判断是否存在驾驶员要求扭矩的降低。驾驶员要求扭矩的降低可以经由监测加速器踏板位置来确定。驾驶员要求扭矩的降低不必是加速器踏板的完全释放。如果方法400判断存在驾驶员要求扭矩的降低，那么回答为是，并且方法400进入到406。否则，回答为否，并且方法400进入到432。

在406处，方法400判断预期驾驶员要求扭矩的降低是否持续短持续时间。在一个示例中，响应于指示车辆操纵的车辆输入，方法400可以判断预期驾驶员要求扭矩持续短持续时间。例如，如果转向角指示车辆开始转弯，那么方法400可以指示预期驾驶员要求扭矩被降低短持续时间(例如，小于5秒)。类似地，基于全球定位卫星信息车辆进入转弯，方法400可以指示预期驾驶员要求扭矩降低短持续时间。确定车辆正在执行特定操纵可以指示，在该操纵的至少一部分被完成之后，驾驶员可能将请求扭矩增加。因此，可能希望使发动机在驾驶员要求扭矩降低之前立即的时间的扭矩水平运转，使得当驾驶员应用加速器踏板时，发动机扭矩可以是可用的。如果方法400判断预期驾驶员要求扭矩的降低持续短持续时间，那么回答为是，并且方法400进入到408。否则，回答为否，并且方法400进入到432。

在408处，方法400基于驾驶员要求扭矩降低之前立即的发动机扭矩确定电机扭矩。在一个示例中，电机扭矩由以下公式给出：

E_T＝DD_T-EN_TBTO

其中，E_T是驾驶员要求扭矩降低之后的电机扭矩，DD_T是驾驶员要求扭矩降低之后的驾驶员要求扭矩，而EN_TBTO是驾驶员要求扭矩降低之前立即的发动机扭矩。例如，如果驾驶员要求扭矩降低之前立即的发动机扭矩是70N-m并且驾驶员要求扭矩降低之后的驾驶员要求扭矩是30N-M，那么电机扭矩是-40N-m。

替代地，方法400可以确定期望的涡轮增压器压缩机速度，并且基于期望的涡轮增压器压缩机速度确定发动机扭矩。在一个示例中，期望的涡轮增压器压缩机速度在期望的压缩机流速可以被提供的阈值压缩机速度之上。例如，如果期望的涡轮增压器压缩机速度是140,000RPM并且涡轮增压器压缩机体积流率是.06m³/秒，那么发动机可以在这样的负荷下以其目前速度运转，使得通过发动机的气流在涡轮增压器压缩机体积流率的阈值流率内。发动机空气流率可以被转换为估计的发动机扭矩，并且电机扭矩可以基于以下公式来确定：

E_T＝DD_T-EN_TBTS

其中，E_T是驾驶员要求扭矩降低之后的电机扭矩，DD_T是驾驶员要求扭矩降低之后的驾驶员要求扭矩，而EN_TBTS是基于期望的涡轮速度的发动机扭矩。通过使涡轮增压器以在阈值速度之上的压缩机速度运转，可以减少涡轮增压器迟滞。在马达扭矩被确定之后，方法400进入到410。

在410处，方法400判断在408处确定的电机扭矩(新的电机扭矩)是否在电机扭矩和电池功率极限内。例如，电机负扭矩极限(例如，不会被超过的值)可以是X N-m，而电机正扭矩极限(例如，不会被超过的值)可以是Y N-m。如果在408处确定的电机扭矩是正的并且大于Y N-m，那么回答为否，并且方法400进入到420。如果在408处确定的电机扭矩是负的并且具有比X N-m更大的量值，那么回答为否，并且方法400进入到420。否则，回答可以为是，并且方法400可以进入到412。

另外，电池功率极限也可以是用于确定电机极限的基础。例如，如果电池荷电状态高并且电池功率被限制为X Kw/hr，那么电机扭矩被限制(将不会被超过)为向电池提供小于或等于X Kw/hr电荷的扭矩。如果在408处确定的电机扭矩在量值上大于基于电池电荷的电机扭矩极限，那么回答为否，并且方法400进入到420。否则，回答为是，并且方法400进入到412。

在412处，方法400要求相当于在408处确定的电机扭矩的电机扭矩。电机扭矩可以经由命令DC/DC转换器输出指定的电流和/或电压来要求。方法400也可以使变速器242中的挡位换挡，以在车辆车轮处提供期望的驾驶员要求扭矩。在电机扭矩被要求之后，方法400进入到414。

在414处，方法400要求等于在驾驶员要求扭矩的降低被确定之前立即命令的发动机扭矩的发动机扭矩。发动机扭矩可以经由打开节气门、调整凸轮正时、火花正时和升压压力来命令。因此，发动机凸轮正时、升压和火花正时可以被维持在与驾驶员要求扭矩降低之前立即相同的值处。方法400也可以使变速器242中的挡位换挡，以在车辆车轮处提供期望的驾驶员要求扭矩。在发动机扭矩被要求之后，方法400进入到430。

在430处，方法400判断短持续时间的驾驶操纵是否完成或短持续时间的驾驶员要求扭矩响应是否仍然被期望。当加速器踏板被作用或从先前的位置被增加时，方法400可以判断短持续时间的驾驶操纵完成。如果加速器踏板还未被作用，那么方法400可以判断短持续时间的操纵响应仍然被期望。另外，方法400可以基于自驾驶员要求扭矩被降低以来的时间量(例如，5秒)来判断短持续时间的驾驶操纵完成。如果方法400确定自驾驶员要求扭矩被降低以来的阈值时间量还未逝去，那么方法400可以判断短持续时间的操纵响应仍然被期望。如果方法400判断对预期的短持续时间的驾驶操纵的响应仍然被期望，那么回答为是，并且方法400返回到408。否则，回答为否，并且方法400进入到432。

在432处，响应于驾驶员要求扭矩和车辆速度，基于基本能量管理策略，方法400要求发动机扭矩和电机扭矩。基本能量管理策略可以响应于驾驶员要求扭矩的降低而降低发动机扭矩和电机扭矩，以节省能量。发动机凸轮正时、升压和火花正时可以响应于发动机转速与负荷而被调整。在发动机和电机扭矩被调整之后，方法400退出。

在420处，方法400基于电机扭矩极限和电池功率极限要求电机扭矩。例如，电机可以具有Y(例如，100)N-m的正扭矩极限和X(例如，-100)N-m的负扭矩极限，极限是不会被超过的值。因此，电机可以提供X N-m与Y N-m之间的扭矩。电机扭矩的量值不会超过负和正扭矩极限。另外，电机扭矩可以被限制为基于在充电期间车辆电池可以接受的功率量的值。例如，电池可以能够接收对应于Z N-m的电机负扭矩的10Kw/sec。因此，电机负扭矩量值被约束为小于Z N-m。

电机扭矩被命令为最接近在408处确定的扭矩的扭矩，所述扭矩不超过电机正和负扭矩极限或电池功率极限。例如，如果电池负扭矩极限是-50N-m并且方法400在408处确定-60N-m的值，那么方法400命令-50N-m。方法400也可以使变速器242中的挡位换挡，以在车辆车轮处提供期望的驾驶员要求扭矩。在电机扭矩被命令之后，方法400进入到422。

在422处，方法400基于驾驶员要求扭矩和在420处确定的电机扭矩要求发动机扭矩。在一个示例中，方法400基于以下公式来确定发动机扭矩：

EN_T＝DD_T-E_T

其中，E_T是在420处确定的驾驶员要求扭矩降低之后的电机扭矩，DD_T是驾驶员要求扭矩降低之后的驾驶员要求扭矩，而EN_T是驾驶员要求扭矩降低之后的发动机扭矩。经由调整一个或多个扭矩致动器(包括节气门、凸轮轴和火花正时)，发动机被命令为经确定的发动机扭矩。方法400也可以使变速器242中的挡位换挡，以在车辆车轮处提供期望的驾驶员要求扭矩。在发动机扭矩被命令之后，方法400进入到430。

以此方式，发动机扭矩可以在短持续时间的驾驶操纵的持续时间期间被维持。替代地，发动机扭矩可以被保持为最接近在驾驶员要求扭矩降低之前立即基于电机扭矩极限和电池功率极限的发动机输出的扭矩的扭矩。

因此，图4的方法提供了一种用于混合动力车辆的运转方法，其包含：接收到控制器的输入；以及响应于基于输入的驾驶操纵并且进一步响应于驾驶员要求扭矩的降低，维持发动机扭矩并且经由控制器调整电机扭矩，基于所述输入预期所述驾驶操纵持续小于阈值持续时间。该方法包括，其中电机扭矩和发动机扭矩提供驾驶员要求扭矩。该方法包括，其中电机扭矩为车辆传动系提供负扭矩。

在一些示例中，该方法包括，其中发动机扭矩被维持在驾驶员要求扭矩降低之前发动机输出的扭矩处。该方法进一步包含，使电机下游的变速器换挡，同时维持发动机扭矩。该方法进一步包含，使发动机下游的变速器换挡，同时维持发动机扭矩。该方法包括，其中发动机转速被允许改变，同时还维持发动机扭矩。

图4的方法还提供了一种用于混合动力车辆的运转方法，其包含：接收到控制器的输入；以及响应于基于输入的驾驶操纵并且进一步响应于驾驶员要求扭矩的降低，将发动机涡轮增压器压缩机速度维持在阈值速度之上并且经由控制器调整电机扭矩，基于所述输入预期所述驾驶操纵持续小于阈值持续时间。该方法包括，其中所述驾驶操纵是使混合动力车辆转弯。该方法包括，其中涡轮增压器压缩机速度经由维持通过发动机的阈值空气流量来维持。该方法包括，其中电机扭矩和发动机扭矩提供驾驶员要求扭矩。该方法进一步包含，将发动机凸轮正时维持在基于在驾驶员要求扭矩降低之前立即由发动机提供的发动机扭矩的正时处，并且响应于驾驶员要求扭矩增加之后的发动机转速与负荷而调整凸轮正时。

图4的方法还提供了一种用于混合动力车辆的运转方法，其包含：接收到控制器的输入；以及响应于基于输入的驾驶操纵并且进一步响应于驾驶员要求扭矩的降低而经由控制器将发动机扭矩调整为当与有限的电机扭矩组合时提供驾驶员要求扭矩的第一扭矩，基于所述输入预期所述驾驶操纵持续小于阈值持续时间，第一扭矩的值最接近驾驶员要求扭矩降低之前立即的发动机扭矩的值。该方法包括，其中所述有限的电机扭矩是负扭矩。该方法包括，其中所述有限的电机扭矩是最大负电机扭矩。该方法包括，其中所述有限的电机扭矩基于电池充电极限。该方法包括，其中所述驾驶操纵是使车辆转弯。该方法包括，其中所述输入经由转向角传感器来接收。该方法包括，其中所述输入是全球定位系统信号。该方法进一步包含，响应于驾驶员要求扭矩降低之后的时间量超过阈值持续时间而减少发动机输出。

注意，本文中包括的示例控制和估计程序能够与各种发动机和/或车辆系统构造一起使用。在本文中所公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非临时性存储器中，并且可由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器、和其他发动机硬件执行。在本文中所描述的具体程序可以代表任意数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所描述的各种动作、操作或功能可以所示顺序、并行地被执行，或者在一些情况下被省略。同样，实现在本文中所描述的示例实施例的特征和优点不一定需要所述处理顺序，而是为了便于图释和说明而提供。取决于所使用的特定策略，所图示的动作、操作或功能中的一个或多个可以被重复执行。另外，所描述的动作、操作或功能的至少一部分可以图形地表示被编入控制系统中的计算机可读存储介质的非临时性存储器中的代码。当所描述的动作通过结合一个或多个控制器执行包括各种发动机硬件部件的系统中的指令而被执行时，控制动作也可以转变物理世界中的一个或多个传感器或致动器的运转状态。

在此结束本说明书。本领域技术人员阅读本说明书将会想到不违背本发明的精神和范围的许多变化和修改。例如，包括以天然气、汽油、柴油或可替代的燃料配置运转的发动机的混合动力电动车辆可以利用本说明书以受益。

Claims

1.一种用于混合动力车辆的运转方法，其包含：

接收到控制器的输入；以及

响应于基于所述输入的驾驶操纵并且进一步响应于驾驶员要求扭矩的降低，维持发动机扭矩并且经由所述控制器调整电机扭矩，基于所述输入预期所述驾驶操纵持续小于阈值持续时间。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述电机扭矩和所述发动机扭矩提供所述驾驶员要求扭矩。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述电机扭矩为车辆传动系提供负扭矩。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述发动机扭矩被维持在所述驾驶员要求扭矩的降低之前发动机输出的扭矩处。

5.根据权利要求4所述的方法，其进一步包含，使所述电机下游的变速器换挡，同时维持所述发动机扭矩。

6.根据权利要求5所述的方法，其进一步包含，使所述发动机下游的变速器换挡，同时维持所述发动机扭矩。

7.根据权利要求6所述的方法，其中发动机转速被允许改变，同时维持所述发动机扭矩。

8.一种用于混合动力车辆的运转方法，其包含：

接收到控制器的输入；以及

响应于基于所述输入的驾驶操纵并且进一步响应于驾驶员要求扭矩的降低，将发动机涡轮增压器压缩机速度维持在阈值速度之上，并且经由所述控制器调整电机扭矩，基于所述输入预期所述驾驶操纵持续小于阈值持续时间。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述驾驶操纵是使所述混合动力车辆转弯。

10.根据权利要求8所述的方法，其中所述涡轮增压器压缩机速度经由维持通过发动机的阈值空气流量来维持。