CN106696754A - 车辆速度控制系统和方法 - Google Patents

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Abstract

用于车辆的电动机控制系统包括确定车辆速度的车辆速度模块。目标速度模块响应于驾驶员致动输入装置而在一段时间内选择性地将目标车辆速度转换到零。输入装置不是加速器踏板和制动器踏板。切换控制模块基于目标车辆速度与车辆速度之间的差，控制逆变器的切换以控制将电力施加给车辆的电动机。

Description

车辆速度控制系统和方法
技术领域
本发明涉及车辆发动机和电动机，且更具体地涉及用于控制车辆速度的系统和方法。
背景技术
这里提供的背景描述是为了一般地呈现本发明的上下文。当前署名的发明人的工作就其在该背景部分所描述的以及在提交时可以不另外被作为是现有技术的多个方面的描述而言既不明确地也不隐含地被认可为是本发明的现有技术。
内燃机燃烧汽缸内的空气和燃料混合物以驱动活塞，这产生驱动转矩。进入发动机的空气流通过节流阀进行调节。更具体地，节流阀调节节流区域，这增加或减少进入发动机的空气流。当节流区域增加时，进入发动机的空气流增加。燃料控制系统调节燃料喷射的速率以向汽缸提供所需的空气/燃料混合物和/或达到所需的转矩输出。增加提供给汽缸的空气和燃料的量增加了发动机的转矩输出。
除了内燃机之外，或者作为内燃机的替代，一些车辆可包括产生推进转矩的一个或多个电动机或电动发电机。这类车辆有时被称为混合动力车辆或电动车辆。
发明内容
在一种特征中，描述了一种用于车辆的电动机控制系统。车辆速度模块确定车辆速度。目标速度模块响应于驾驶员致动输入装置而在一段时间内选择性地将目标车辆速度转换到零。输入装置不是加速器踏板或制动器踏板。切换控制模块基于目标车辆速度与车辆速度之间的差来控制逆变器的切换，以控制将电力施加给车辆的电动机。
在其他的特征中，目标速度模块响应于驾驶员没有致动输入装置而在第二时间段内进一步选择性地将目标车辆速度转换到预定速度，其中预定速度大于零。
在其他的特征中，响应于在输入装置致动之后驾驶员释放输入装置，目标速度模块在第二时间段内将目标车辆速度转换到预定速度，其中预定速度大于零。
在其他的特征中，目标速度模块响应于(i)驾驶员致动输入装置、(ii)驾驶员没有向加速器踏板施加压力、(iii)驾驶员没有向制动器踏板施加压力，以及(iv)车辆速度小于第二预定速度而将目标车辆速度转换到零。
在其他的特征中，预定速度小于第二预定速度。
在其他的特征中，响应于在输入装置致动之后且在车辆速度达到零之前驾驶员释放输入装置，目标速度模块在第二时间段内将目标车辆速度转换到预定速度，其中预定速度大于零。
在其他的特征中，响应于在输入装置释放之后第二驾驶员致动输入装置，在第三时间段内将目标车辆速度转换到零。
在其他的特征中，响应于在(i)输入装置致动和(ii)车辆速度达到零之后驾驶员释放输入装置，目标速度模块将目标车辆速度维持在零。
在其他的特征中，目标速度模块将目标车辆速度维持在零，直到满足一个或者多个条件。
在其他的特征中，当用户使用停车、后退、空档、驱动、低速(PRNDL)选择装置选择驱动模式时，目标速度模块选择性地将时间段设置为第一时间段；当驾驶员使用PRNDL选择装置选择低速模式时，目标速度模块选择性地将时间段设置为第二时间段；并且第一时间段比第二时间段长。
在一种特征中，车辆的电动机控制方法包括：确定车辆速度；响应于驾驶员致动输入装置而在一段时间内选择性地将目标车辆速度转换到零，其中输入装置不是加速器踏板或制动器踏板；以及基于目标车辆速度与车辆速度之间的差，控制逆变器的切换以控制将电力施加给车辆的电动机。
在其他的特征中，电动机控制方法进一步包括响应于驾驶员没有致动输入装置而在第二时间段内选择性地将目标车辆速度转换到预定速度，其中预定速度大于零。
在其他的特征中，电动机控制方法进一步包括，响应于在输入装置致动之后驾驶员释放输入装置，在第二时间段内将目标车辆速度转换到预定速度，其中预定速度大于零。
在其他的特征中，将目标车辆速度转换到零包括响应于(i)驾驶员致动输入装置、(ii)驾驶员没有向加速器踏板施加压力、(iii)驾驶员没有向制动器踏板施加压力，以及(iv)车辆速度小于第二预定速度而将目标车辆速度转换到零。
在其他的特征中，预定速度小于第二预定速度。
在其他的特征中，电动机控制方法进一步包括，响应于在输入装置致动之后且在车辆速度达到零之前驾驶员释放输入装置，在第二时间段内将目标车辆速度转换到预定速度，其中预定速度大于零。
在其他的特征中，电动机控制方法进一步包括，响应于在输入装置释放之后第二驾驶员致动输入装置，在第三时间段内将目标车辆速度转换到零。
在其他的特征中，电动机控制方法进一步包括，响应于在(i)输入装置致动和(ii)车辆速度达到零之后驾驶员释放输入装置，将目标车辆速度维持在零。
在其他的特征中，将目标车辆速度维持在零包括：将目标车辆速度维持在零，直到满足一个或者多个条件。
在其他的特征中，电动机控制方法进一步包括：当用户使用停车、后退、空档、驱动、低速(PRNDL)选择装置选择驱动模式时，选择性地将时间段设置为第一时间段；以及当驾驶员使用PRNDL选择装置选择低速模式时，选择性地将时间段设置为第二时间段，其中第一时间段比第二时间段长。
通过具体实施方案、权利要求书和附图，本发明的其他应用领域将变得显而易见。具体实施方案和具体示例仅仅是用于示例目的，而不是为了限制本发明的范围。
附图说明
通过具体实施方案和附图，将更加全面地理解本发明，其中：
图1是示例性发动机系统的功能框图；
图2是示例性发动机控制系统的功能框图；
图3是包括混合动力控制模块的示例性实施方案的功能框图；
图4是包括电动机转矩模块的示例性实施方案的功能框图；
图5是包括前馈(FF)模块的示例性实施方案的功能框图；
图6是描绘了存储和更新电动机控制的闭环转矩的示例性方法的流程图；
图7是描绘了控制电动机的示例性方法的流程图；及
图8是描绘了设置目标车辆速度和控制电动机的示例性方法的流程图。
在附图中，参考标号可以再被用来表示相似和/或相同的元件。
具体实施方式
车辆包括可以产生用于车辆的推进转矩的一个或多个电动发电机单元(MGU)。例如，MGU可被控制输出正转矩以在驾驶员致动加速器踏板时推进车辆。正转矩输出可单独使用或与内燃机的转矩输出结合使用以推进车辆。在一些情况下，MGU还可被控制输出负推进转矩，诸如以使车辆在山上保持静止。
在一些情况下，MGU还可被用于将机械能转化为电能。例如，当驾驶员释放加速器踏板时，MGU可被操作以将机械能转化为电能。控制MGU将机械能转化为电能可被称为再生。
除了加速器踏板和制动器踏板，车辆包括用于接收驾驶员输入以使车辆减速的输入装置(例如桨状件、按钮、开关等)。驾驶员可以与输入装置交互例如以使车辆减速至停止。输入装置的使用可以使得驾驶员能够将车辆减速同时使机械制动器的使用/磨损最小化。
控制模块控制车辆的(一个或多个)MGU以使用闭环控制根据目标车辆速度曲线控制车辆的减速。一旦停止，控制模块控制(一个或多个)MGU以维持车辆停止，即使是在非零坡度的道路上。如果车辆面临下坡停止同时处于向前驱动模式，则控制模块控制(一个或多个)MGU以产生负转矩从而维持车辆停止。
现在参照图1，显示了示例性发动机系统100的功能框图。发动机系统100包括燃烧空气/燃料混合物以基于来自驾驶员输入模块104的驾驶员输入产生用于车辆的驱动转矩的发动机102。发动机102可以为汽油火花点火内燃机或另一种适当类型的发动机。尽管显示了包括发动机的车辆的示例，但是本应用还可应用于不包括发动机的车辆，诸如电动车辆。
空气通过节流阀112被吸入进气歧管110中。仅仅举例而言，节流阀112可包括具有可旋转叶片的蝶形阀。发动机控制模块(ECM)114控制节流致动器模块116，该节流致动器模块116调节节流阀112的开度以控制被吸入进气歧管110中的空气的量。
来自进气歧管110的空气被吸入发动机102的汽缸中。尽管发动机102可包括多个汽缸，但是为了说明的目的，示出了单个代表性的汽缸118。仅仅举例而言，发动机102可包括2、3、4、5、6、8、10或12个汽缸。ECM 114可以命令汽缸致动器模块120选择性地停用汽缸中的一些。在某些发动机运行条件下，停用一个或多个汽缸可以提高燃料经济性。
发动机102可以使用四冲程循环或其他操作循环运行。如下所述，四冲程循环的四个冲程可被称为进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程和排气冲程。在曲轴(未示出)的每个回转期间，在汽缸118内发生四个冲程中的两个。因此，汽缸118需要两次曲轴回转来经历所有四个冲程。
在进气冲程期间，来自进气歧管110的空气可通过进气阀122被吸入汽缸118中。ECM 114控制燃料致动器模块124，该燃料致动器模块124调节燃料喷射以实现目标空燃比。可以在中心位置处或在多个位置处，诸如在汽缸的每一个的进气阀122附近，将燃料喷射到进气歧管110中。在各种实施方案(未示出)中，燃料可被直接喷射到汽缸中或喷射到与汽缸相关联的混合腔室中。燃料致动器模块124可以停止向被停用的汽缸喷射燃料。
在汽缸118中被喷射的燃料与空气混合并且形成空气/燃料混合物。在压缩冲程期间，汽缸118内的活塞(未示出)压缩空气/燃料混合物。火花致动器模块126基于来自ECM114的信号给汽缸118中的火花塞128通电，这就点燃了空气/燃料混合物。可以相对于活塞在其最上面位置(被称为上死点(TDC))处的时间指定火花正时。
可以通过指定在TDC之前或之后多远产生火花的正时信号来控制火花致动器模块126。因为活塞位置与曲轴旋转直接相关，所以火花致动器模块126的运行可以与曲轴角度同步。产生火花可被称为点火事件。火花致动器模块126可以具有改变每个点火事件的火花正时的能力。当火花正时在上一个点火事件与下一个点火事件之间变化时，火花致动器模块126可以改变下一个点火事件的火花正时。火花致动器模块126可以停止向被停用的汽缸提供火花。
在燃烧冲程期间，空气/燃料混合物的燃烧驱动活塞远离TDC，从而驱动曲轴。燃烧冲程可被定义为活塞到达TDC的时间与活塞到达下死点(BDC)的时间之间的时间。在排气冲程期间，活塞开始移动远离BDC并且通过排气阀130排出燃烧的副产物。燃烧的副产物通过排气系统134从车辆排出。
进气阀122可由进气凸轮轴140控制，而排气阀130可由排气凸轮轴142控制。在各种实施方案中，多个进气凸轮轴(包括进气凸轮轴140)可以控制汽缸118的多个进气阀(包括进气阀122)和/或可以控制多组汽缸(包括汽缸118)的进气阀(包括进气阀122)。类似地，多个排气凸轮轴(包括排气凸轮轴142)可以控制汽缸118的多个排气阀和/或可以控制多组汽缸(包括汽缸118)的排气阀(包括排气阀130)。在各种其他实施方案中，进气阀122和/或排气阀130可以由除了凸轮轴以外的装置(诸如无凸轮阀致动器)控制。汽缸致动器模块120可以通过禁止打开进气阀122和/或排气阀130而停用汽缸118。
进气阀122被打开的时间可以通过进气凸轮相位器148相对于活塞TDC来改变。排气阀130被打开的时间可以通过排气凸轮相位器150相对于活塞TDC来改变。相位器致动器模块158可以基于来自ECM 114的信号控制进气凸轮相位器148和排气凸轮相位器150。当实施时，可变阀升程(未示出)也可由相位器致动器模块158控制。
发动机系统100可包括一个或多个增压装置，诸如涡轮增压器。涡轮增压器包括由流经排气系统134的热排气提供动力的热涡轮机160-1。涡轮增压器还包括由涡轮机160-1驱动的冷空气压缩机160-2。压缩机160-2压缩通向节流阀112的空气。在各种实施方案中，由曲轴驱动的增压器(未示出)可以压缩来自节流阀112的空气并将压缩空气输送到进气歧管110。
废气门162可允许排气绕过涡轮机160-1，从而减少由涡轮增压器提供的增压(进气空气压缩的量)。增压致动器模块164可以通过控制废气门162的开度控制涡轮增压器的增压。在各种实施方案中，可以实现两个或多个涡轮增压器或者可以通过增压致动器模块164来控制两个或多个涡轮增压器。
空气冷却器(未示出)可以将来自压缩空气进气的热量传递给冷却介质，诸如发动机冷却剂或空气。使用发动机冷却剂冷却压缩空气进气的空气冷却器可被称为中间冷却器。使用空气冷却压缩空气进气的空气冷却器可被称为进气空气冷却器。压缩空气进气可以例如通过压缩接收热量和/或从排气系统134的各部件接收热量。尽管出于说明目的分开示出，但是涡轮机160-1和压缩机160-2可彼此附接，使进气空气与热排气紧密靠近。
发动机系统100可包括排气再循环(EGR)阀170，该排气再循环阀170将排气选择性地重新引导回到进气歧管110。EGR阀170可以位于涡轮增压器的涡轮机160-1的上游。EGR阀170可以由EGR致动器模块172基于来自ECM 114的信号来控制。
车辆可包括驾驶员(例如为了最小化或防止机械/摩擦制动器的使用)致动以使车辆减速的桨状件。驾驶员可通过踏下制动器踏板(未示出)应用机械制动器。然而，使用桨状件能够使得驾驶员在不使用机械制动器的情况下使车辆减速，从而最小化机械制动器的磨损。减速可例如通过再生制动和/或使用一个或多个电动机来完成。桨状件传感器174监测桨状件的致动并且产生指示桨状件是否被致动的信号。虽然提供了桨状件的示例，但按钮、开关、旋钮，或另一种合适类型的致动器可被使用。当桨状件未被致动时，再生制动可另外或可选择地在某些情况下执行。再生制动可独立地使用或与机械制动结合使用。
曲轴的位置可使用曲轴位置传感器180测量。曲轴的转速(发动机速度)可基于曲轴位置确定。发动机冷却剂的温度可使用发动机冷却剂温度(ECT)传感器182测量。ECT传感器182可以位于发动机102内或位于冷却剂循环的其他位置处，诸如散热器(未示出)。
进气歧管110内的压力可使用歧管绝对压力(MAP)传感器184测量。在各种实施方案中，发动机真空可被测量，该发动机真空是环境空气压力和进气歧管110内的压力之差。流入进气歧管110的空气的质量流率可使用空气质量流量(MAF)传感器186测量。在各种实施方案中，MAF传感器186可以位于还包括节流阀12的壳体中。
节流致动器模块116可使用一个或多个节流位置传感器(TPS)190监测节流阀112的位置。被吸入到发动机102的空气的环境温度可使用进气空气温度(IAT)传感器192测量。发动机系统100也可包括一个或多个其他传感器193，诸如环境湿度传感器、一个或多个爆震传感器、压缩机出口压力传感器和/或节流入口压力传感器、废气门位置传感器、EGR位置传感器和/或一个或多个其他合适传感器。ECM 114可使用来自传感器的信号来为发动机系统100做出控制决定。
ECM 114可与变速器控制模块194通信来协调变速器中的换挡(未示出)。例如，ECM114可在换挡期间减少发动机转矩。ECM 114可与混合动力控制模块196通信来协调发动机102和一个或多个电动发动机单元(MGU)，诸如MGU 198的操作。MGU能产生用于预期行进方向上的转矩(有时被称为正转矩)并且能产生用于与预期行进方向相反方向上的转矩(有时被称为负转矩)。负转矩可用于，例如在车辆驾驶中保持车辆面朝下山。MGU也能作为发电机操作以产生电能，例如以供车辆电气系统使用和/或存储在电池中。在各种实施方案中，ECM114、变速器控制模块194和混合动力控制模块196的各种功能可被集成到一个或多个模块中。
每个改变发动机参数的系统可被称为发动机致动器。例如，节流致动器模块116可调节节流阀112的开度来实现目标节流开启面积。火花致动器模块126控制火花塞来实现相对于活塞TDC的目标火花正时。燃料致动器模块124控制燃料喷射器来实现目标燃料加注参数。相位器致动器模块158可控制进气凸轮相位器148和排气凸轮相位器150来分别实现目标进气和排气凸轮相位器角。EGR致动器模块172可控制EGR阀170来实现目标EGR开启面积。增压致动器模块164控制废气门162来实现目标废气门开启面积。汽缸致动器模块120控制汽缸停用来实现激活或停用汽缸的目标数目。ECM 114产生用于发动机致动器的目标值以使发动机102产生目标发动机输出转矩。
现在参照图2，显示了示例性发动机控制系统的功能框图。ECM 114包括基于驾驶员输入212确定驾驶员转矩请求208的驾驶员转矩模块204。驾驶员输入212可包括，例如加速器踏板位置(APP)、制动器踏板位置(BPP)，和/或巡航控制输入。在各种实施方案中，巡航控制输入可由自适应巡航控制系统提供，该自适应巡航控制系统意图至少保持行车路径中车辆和物体之间的预定距离。驾驶员转矩模块204基于将驾驶员输入与驾驶员转矩请求关联起来的一个或多个查找表确定驾驶员转矩请求208。APP和BPP可分别使用一个或多个APP传感器和BPP传感器测量。
驾驶员转矩请求208是轴转矩请求。轴转矩(包括轴转矩请求)是指车轮上的转矩。如下文进一步的讨论，推进转矩(包括推进转矩请求)与轴转矩的不同之处在于：推进转矩可能指的是变速器输入轴处的转矩。
轴转矩仲裁模块216在驾驶员转矩请求208和其他轴转矩请求220之间进行仲裁。轴转矩(车轮处的转矩)可由各种源产生，包括发动机102和/或一个或多个MGU(诸如MGU198)。其他轴转矩请求220的示例包括，但不限于，在检测到正向车轮打滑时由牵引控制系统请求的转矩减少请求、以抵消负向车轮打滑的转矩增加请求、减小轴转矩以确保车辆停止时轴转矩不会超过制动器保持车辆的能力的制动器管理请求，以及减小轴转矩以防止车辆超过预定速度的车辆超速转矩请求。轴转矩仲裁模块216基于所接收的轴转矩请求208和所接收的轴转矩请求220之间的仲裁结果，输出一个或多个轴转矩请求224。
混合动力模块228可以确定多少转矩应该由发动机102产生以及多少转矩应该由MGU 198产生。混合动力模块228将一个或多个发动机转矩请求232输出到推进转矩仲裁模块236。发动机转矩请求232指示发动机102请求的转矩输出。混合动力模块228还将电动机转矩请求234输出到混合动力控制模块196。电动机转矩请求234指示MGU 198的请求的转矩输出(正或负)。
推进转矩仲裁模块236将发动机转矩请求232从轴转矩域(车轮处的转矩)转换成推进转矩域(例如，在变速器的输入轴处的转矩)。推进转矩仲裁模块236对转换转矩请求与其他推进转矩请求240进行仲裁。其他推进转矩请求240的示例包括但不限于，为发动机超速保护请求的转矩减少和为防止失速请求的转矩增加。推进转矩仲裁模块236可输出一个或多个推进转矩请求244作为仲裁的结果。
致动器控制模块248基于推进转矩请求244控制发动机102的一个或多个致动器252。基于推进转矩请求244，致动器控制模块248可控制节流阀112的开度、由火花塞提供的火花正时、由燃油喷射器喷射的燃油的正时和量、汽缸致动/停用、进气及排气阀相位、一个或多个增压装置(例如，涡轮增压器、增压器等)的输出、EGR阀170的开度，和/或一个或多个其他发动机致动器。在各种实施方案中，推进转矩请求244可在由致动器控制模块248使用前进行调节或修改，诸如以建立转矩储备。
混合动力控制模块196基于电动机转矩请求234可控制逆变器模块256的切换。逆变器模块256的切换控制从能量存储装置(ESD)260(诸如一个或多个电池)流到MGU 198的电力流动。因而，逆变器模块256的切换控制MGU 198的转矩。逆变器模块256的切换还控制从MGU 198流到ESD 260的电力流动，诸如由MGU 198经过再生转换成电能的机械能。
图3包括混合动力控制模块196的示例性实施方案的功能框图。混合动力控制模块196包括电动机转矩模块304(还参见图4)，该电动机转矩模块304基于电动机转矩请求234、闭环(CL)转矩312以及前馈(FF)转矩316确定(一个或多个)MGU 198的电动机转矩308。在下文中进一步讨论电动机转矩模块304。
CL模块320确定CL转矩312。例如，当CL状态330处于启动状态时，CL模块320可以使用CL反馈控制装置基于将车辆速度324与目标车辆速度328之间的差调节趋向于零确定CL转矩312。CL转矩312可以为正或负。例如，当车辆向前下坡滑行同时目标车辆速度328为零时，CL转矩312可以为负。负CL转矩312使得(一个或多个)MGU 198产生负转矩以使车辆停止并使车辆维持在零速度，尽管朝向下坡。一般来说，当车辆速度324大于目标车辆速度328时CL转矩312可以为负以及当车辆速度324小于目标车辆速度328时CL转矩312可以为正。
CL模块320可以包括例如比例积分(PI)控制器，该比例积分控制器基于车辆速度324与目标车辆速度328之间的差确定CL转矩312。尽管提供了PI控制器的示例，但是可以使用其他合适的CL控制器。
车辆速度模块332确定车辆速度324。例如，车辆速度模块332可以分别基于(一个或多个)MGU 198的一个或多个电动机速度336确定车辆速度324。车辆速度模块332可以例如基于电动机速度336的平均值设置车辆速度324或者将车辆速度324设置为等于电动机速度336的平均值。可以例如使用与(一个或多个)MGU 198相关联的电动机速度(或位置)传感器测量电动机速度336。尽管提供了基于(一个或多个)电动机速度336确定车辆速度324的示例，但是可以以其他合适的方式(诸如基于车辆的一个或多个车轮速度或者基于车辆的变速器或动力传动系的轴的转速)确定车辆速度324。
车辆加速度模块340基于车辆速度324确定当前车辆加速度344。例如，车辆加速度模块340可以基于预正时间段(诸如一个控制环路)内车辆速度324的变化确定车辆速度324。
当CL状态330转换到启动状态时，目标速度模块348确定未来时间段内的目标车辆速度曲线，更具体地确定未来多个控制环路内的目标车辆速度曲线。在每个控制环路期间同时CL状态330处于启动状态，目标速度模块348从目标车辆速度曲线选择目标车辆速度并且将目标车辆速度328设置为所选择的车辆速度。
桨状件传感器174可以产生桨状件状态352以指示桨状件是否被致动。当桨状件状态352指示桨状件被致动时，目标速度模块348可以确定目标车辆速度曲线以将车辆从当前车辆速度324调至零。
当CL状态330转换到启动状态和/或当桨状件状态352改变同时CL状态330处于启动状态时，目标速度模块348可以例如基于当前车辆速度324和当前车辆加速度344确定目标车辆速度曲线以调节车辆速度324(例如至零)。
目标车辆速度曲线可以包括三个阶段，第一阶段发生在未来时间段的第一时间段期间，第二阶段发生在未来时间段的第二时间段期间，且第三阶段发生在未来时间段的第三时间段期间。当满足(一个或多个)允许条件时第一时间段开始，当第一时间段结束时第二时间段开始，以及当第二时间段结束时第三时间段开始且对应于未来时间段的结束。在第一时间段期间减速度可能增加(即加速度可能减小)，在第二时间段期间减速度可能大致恒定或最低限度地减小，以及在第三时间段期间减速度可能减小趋向于零。
当满足(一个或多个)允许条件时，目标速度模块348可以基于当前车辆速度324和当前车辆加速度344分别确定未来时间段和第一时间段、第二时间段以及第三时间段占未来时间段的百分比。各百分比之和等于100％，并且各百分比中的每一个小于或等于100％。
例如，目标速度模块348可以基于当前车辆速度324和当前车辆加速度344使用将车辆速度和加速度与未来时间段和第一百分比、第二百分比以及第三百分比相关联的一个或多个功能和/或映射确定未来时间段和第一百分比、第二百分比以及第三百分比。然后，目标速度模块348可以基于未来时间段和第一百分比的乘积设置第一时间段。目标速度模块348可以基于未来时间段和第二百分比的乘积设置第二时间段。目标速度模块348可以基于未来时间段和第三百分比的乘积设置第三时间段。在各种实施方案中，当满足(一个或多个)允许条件时，目标速度模块348可以基于当前车辆速度324和当前车辆加速度344直接确定第一时间段、第二时间段以及第三时间段。
当满足(一个或多个)允许条件时，目标速度模块348还可以基于当前车辆速度324和当前车辆加速度344确定未来时间段的第一时间段、第二时间段以及第三时间段的第一减速速率、第二减速速率以及第三减速速率。例如，目标速度模块348可以基于当前车辆速度324和当前车辆加速度344使用将车辆速度和加速度与第一减速速率、第二减速速率以及第三减速速率相关联的一个或多个功能和/或映射确定第一减速速率、第二减速速率以及第三减速速率。第一减速速率、第二减速速率以及第三减速速率中的一个或多个可以与第一减速速率、第二减速速率以及第三减速速率中的一个或多个另外的减速速率不同。第一减速速率、第二减速速率和/或第三减速速率可以分别在第一时间段、第二时间段或第三时间段内改变。然而，在一个时间段结束处的减速速率可以等于下一个时间段开始的减速速率的预定量或者在其内，从而使得减速度不发生阶跃变化或大的变化。目标速度模块348基于在未来时间段的第一时间段、第二时间段以及第三时间段期间实现第一减速速率、第二减速速率以及第三减速速率产生目标车辆速度曲线。目标车辆速度曲线控制使车辆停止的方式，从而使得驾驶员可以察觉到车辆停止较为平滑、愉悦、重复，并且在CL状态330转换到启动状态之前与车辆行为(例如减速)连续。
当CL状态330处于暂停状态或非启动状态时，目标速度模块348可以以预定速率使目标车辆速度降低趋向于当前车辆速度324。
如上所述，CL模块320确定CL转矩312以将车辆速度324调节趋向于目标车辆速度328。以另一种方式表达，CL模块320确定CL转矩312以将车辆速度324与目标车辆速度328之间的差调节趋向于零。当道路坡度影响车辆速度324时，CL模块320获取道路坡度信息，而不直接感测道路坡度，同时CL状态330处于启动状态。道路坡度信息可以包括例如CL转矩312和/或一个或多个其他获取的参数，或者由其表示。当CL状态330处于非启动状态时，CL模块320重置所获取的道路坡度信息(例如CL转矩312)。然而，当CL状态330处于暂停状态时，CL模块320不重置所获取的坡度信息(例如CL转矩312)。
CL状态模块356设置CL状态330。例如，车辆速度324低于预定速度(该预定速度大于零)，当驾驶员转矩请求208(或根据驾驶员转矩请求208所产生的电动机转矩请求234)为零或低于预定转矩时，CL状态模块356可设置CL状态330为启动状态。另外地或可选地，当驱动模式360为后退，车辆向前下坡滑行时，或当驱动模式360为驱动、低速或另一种向前档位，车辆向后下坡滑行时，CL状态模块356可设置CL状态330为启动状态。例如，在某些车辆中，驱动模式360可为停车、驱动、低速、空档或后退。驱动模式360可基于由用户致动的停车、后退、空挡、驱动、低速(PRNDL)选择器或操纵杆而设置。在这些情况下将CL状态330转换为启动状态的目的在于：当驾驶员转矩请求不足以使得车辆不向其预期运动相反的方向滑行时，尽管在驾驶员通过加速器踏板和/或制动器踏板请求转矩的情况下，使用CL控制主动使车辆停止。
当APP和/或BPP大于零(表示加速器踏板和/或制动器踏板被压下/使用)，和/或驾驶员转矩请求208大于零或大于预定转矩时，CL状态模块356可设置CL状态330为暂停状态。当车辆速度324在预定速度范围外、未检测到驾驶员存在、和/或当满足一个或多个其他条件时，CL状态模块356可设置CL状态330为非启动状态。
FF模块364(还参见图5)确定FF转矩316，从而当驾驶员将驱动模式360从驱动模式改为低速模式同时车辆速度324为零时，使车辆在山上保持就位。在这种情况下，没有FF模块364的情况下，驱动模式360的改变可使得车辆下坡滑动。FF模块364在下文进一步讨论。
如上所述，电动机转矩模块304基于电动机转矩请求234、CL转矩312和FF转矩316而确定电动机转矩308。切换控制模块370控制逆变器模块256的开关切换，从而基于电动机转矩308而控制往返MGU 198的电力流动。
图4是电动机转矩模块304的示例性实施方案的功能框图。第一求和器模块404基于电动机转矩请求234、CL转矩312和FF转矩316的和来设置第一电动机转矩408或将第一电动机转矩408设置为等于电动机转矩请求234、CL转矩312和FF转矩316的和。
通过第一电动机转矩408的速率限制改变，速率限制模块412产生速率限制电动机转矩416。更具体地，当速率限制电动机转矩416低于第一电动机转矩408时，速率限制模块412使速率限制电动机转矩416趋向于第一电动机转矩408每控制环路增加第一最大量。当速率限制电动机转矩416大于第一电动机转矩408时，速率限制模块412使速率限制电动机转矩416趋向于第一电动机转矩408每控制环路减少第二最大量。当速率限制电动机转矩416和第一电动机转矩408之间的差小于第一和第二最大量的其中之一时，速率限制模块412将速率限制电动机转矩416设置为第一电动机转矩408。
第一和第二最大量通过最大值模块420设置，且由424总体示出。当CL状态330处于启动状态时，最大值模块420将第一和第二最大量424分别设置为第一和第二预定值。当CL状态330处于暂停状态时，最大值模块420将第一和第二最大量424分别设置为第三和第四预定值。第一和第二预定值相较于第三和第四预定值每控制环路允许更大的变化。
第二求和器模块428基于速率限制电动机转矩416和所选转矩436的和设置第二电动机转矩432或将第二电动机转矩432设置为等于速率限制电动机转矩416和所选转矩436的和。基于CL状态330，选择模块440将所选转矩436设置为CL转矩312和零444之一。当CL状态330为启动状态时，选择模块440将所选转矩436设置为CL转矩312。当CL状态330为暂停状态或启动状态时，选择模块440将所选转矩436设置为零444。
限制模块448将第二电动机转矩432限制在转矩上限与转矩下限之间(包括两个限值)，且输出电动机转矩308。转矩上限与转矩下限可为固定预定值，或者限制模块448可基于一个或多个诸如ESD 260充电状态的当前操作参数确定上限或下限。
图5为FF模块364的示例性实施方案的功能框图。触发模块504基于驱动模式360和车辆速度324选择性地产生触发信号508。更具体地，在以下情况均实现时触发模块504产生触发信号508：(i)驱动模式360从驱动转为低速；(ii)车辆速度324为零(且目标车辆速度328也为零)；并且(iii)制动器踏板位置(BPP)536指示驾驶员未使用制动器踏板(例如BPP＝0)。当(i)、(ii)、(iii)中至少一种未满足时，触发模块504可不产生触发信号508。当驱动模式360从驱动转为低速同时车辆速度324为零时，在非零坡度上时车辆可移动。在这种情况下，CL模块320通过产生CL转矩312从而将车辆速度324带回到零而做出响应，但车辆会移动。在这种情况下，FF模块364最小化或防止车辆的移动。
当触发信号508产生时，FF确定模块528确定FF转矩316，从而防止车辆移动，尽管驱动模式360从驱动变为低速。FF确定模块528基于驱动模式360从驱动转为低速而确定FF转矩316。FF转矩316可为固定的预定值，该预定值被校准从而在驱动模式360转为低速时保持车辆停止。
再参照图3，在某些情况下，存储模块380选择性地存储CL转矩312。例如，当CL模块320基于目标车辆速度328减少趋向于零或为零而产生CL转矩312时，在以下至少一种情况下，存储模块380存储CL转矩312：(i)BPP 536从0转为大于0(指示驾驶员从未使用制动器踏板到使用制动器踏板)；和(ii)加速器踏板位置(APP)384从0转为大于0(指示驾驶员从未使用加速器踏板到使用加速器踏板)。当车辆速度324为零以及当车辆速度不为零且满足(i)和(ii)中至少一种时，存储模块380存储CL转矩312。
其后，当(i)和(ii)中两者都不再满足时，存储模块380输出存储的CL转矩作为存储的CL转矩388。换言之，当，在存储CL转矩312之后，BPP 536从大于0转为0(指示驾驶员释放制动器踏板)和/或APP 384从大于0转为0(指示驾驶员释放加速器踏板)时，存储模块380输出存储的CL转矩作为存储的CL转矩388。然后，CL模块320将CL转矩312设置为存储的CL转矩388。以这种方式，当驾驶员释放制动器踏板和/或加速器踏板时，存储模块380利用所存储的CL转矩388产生CL模块320。这防止了CL模块320不得不重新获取CL转矩312回到所存储的CL转矩388，且可减少车辆移动的时间。
作为一个示例，考虑如下示例情况：车辆速度为3kph且坡度为7％，驾驶员未应用制动器踏板或加速器踏板，且随着目标车辆速度328降低趋向于零，车辆速度通过CL模块320被降低。如果驾驶员应用制动器踏板，则存储模块380存储CL转矩312。如果驾驶员稍后在车辆速度已经达到零时释放制动器踏板，则CL模块320可基于存储的CL转矩设置CL转矩312。例如，当针对为零的车辆速度存储CL转矩312时，CL模块320可通过推断存储的CL转矩和车辆速度来确定CL转矩312。这在车辆停止驾驶员释放制动器时有所帮助。CL模块320可通过存储的CL转矩保持车辆停止或将不得不减少改变CL转矩312以保持车辆停止。
作为另一示例，考虑如下示例情况：车辆速度为零(通过CL模块320转到零后)，坡度为非零(或零)且驾驶员未应用制动器踏板或加速器踏板。如果驾驶员应用加速器踏板，则存储模块380存储CL转矩312。如果驾驶员稍后释放加速器踏板，则CL模块320可基于存储的CL转矩设置CL转矩312。例如，当前车辆速度给定为零，CL模块320可通过推断存储的CL转矩来确定CL转矩312。
图6是描绘了存储和更新CL转矩312的示例性方法的流程图。如上所述，CL模块320可基于将车辆速度324与目标车辆速度328之间的差降低至零来设置CL转矩312。当CL状态330处于启动状态时，控制开始于612。在612处，车辆速度324可以是零或非零。
在612处，存储模块380确定驾驶员是否从未应用制动器踏板转到应用制动器踏板和/或从未应用加速器踏板转到应用加速器踏板。例如，存储模块380可确定BPP 536是否从0转到大于0和/或APP 384是否从0转到大于0。作为另一示例，存储模块380可确定CL状态330是否从启动状态转到暂停状态。如果612为真，则在616处存储模块380存储CL转矩312，并且控制进行到620。如果612为假，则控制结束。
在620处，存储模块380可确定驾驶员是否释放(先前应用)制动器踏板和加速器踏板中的至少一个。例如，在620处存储模块380可确定BPP536和APP 384是否为零。如果620为真，则在624处CL模块320可基于存储的CL转矩388设置CL转矩312。例如，CL模块320可基于存储的CL转矩388、存储CL转矩388时的车辆速度324，和车辆速度324的当前值来确定CL转矩312并将CL转矩312设置为确定的CL转矩。如果620为假，控制可以返回到620。控制也可验证CL控制仍处于暂停状态或已经转到非启动状态。尽管控制被作为结束示出和讨论，图6的示例对应一个控制环路并且控制环路可在每个预定周期被启动。
图7包括描绘了控制电动机的示例性方法的流程图。控制开始于704，其中混合动力模块228确定电动机转矩请求234，CL模块320确定CL转矩312，并且FF模块确定FF转矩316。在708处，第一求和器模块404基于CL转矩312、FF转矩316和电动机转矩请求234的和设置第一电动机转矩408或将第一电动机转矩408设置成等于CL转矩312、FF转矩316和电动机转矩请求234的和。
在712处，最大值模块420和选择模块440确定CL状态是否处于启动状态。如果712为真，则控制进行到716。在716处，最大值模块420将第一和第二最大量设置为第一和第二预定值。在716处，选择模块440也可将选择转矩436设置为CL转矩312。在720处，最大值模块420将第一和第二最大量设置为第三和第四预定值，并且选择模块440也将选择转矩436设置为零444。控制进行到724。第一和第二预定值允许第一电动机转矩408(用于启动CL状态330中的操作)中的改变大于第三和第四预定值。
在724处，速率限制模块412通过第一电动机转矩408中的速率限制改变来确定速率限制电动机转矩416，其中速率限制改变可高达第一最大量(当第一电动机转矩408增加时)或高达第二最大量(当第一电动机转矩408降低时)。在728处，第二求和器模块428基于速率限制电动机转矩416和选择转矩436的和设置第二电动机转矩432或将第二电动机转矩432设置为等于速率限制电动机转矩416和选择转矩436的和。
在732处，限制模块448将第二电动机转矩432限制在转矩上限与转矩下限之间以产生电动机转矩308。更具体地，当第二电动机转矩432在转矩上限与转矩下限之间时，限制模块448将电动机转矩308设置为等于第二电动机转矩432或基于第二电动机转矩432设置电动机转矩308。当第二电动机转矩432大于转矩上限时，限制模块448将电动机转矩308设置为转矩上限。当第二电动机转矩432低于转矩下限时，限制模块448将电动机转矩308设置为转矩下限。
在740处，切换控制模块370基于电动机转矩308来控制逆变器模块256开关的切换。逆变器模块256因此基于实现电动机转矩308来向MGU198供电。尽管控制被作为结束示出和讨论，图7的示例对应一个控制环路并且控制环路可在每个预定时间段被启动。
图8是描绘了设置目标车辆速度和控制电动机的示例性方法的流程图。控制开始于804，其中目标速度模块348确定是否满足一个或多个允许条件。例如，目标速度模块348可确定加速器踏板和制动器踏板是否压下，且车辆速度324是否小于预定速度。作为一个示例，预定速度大于零且可小于每小时10英里。如果804为真，则控制进行到808。如果804为假，则控制可以返回到804。
在808处，目标速度模块348确定桨状件状态352是否指示桨状件由驾驶员致动。如果808为假，则在812处，目标速度模块348产生目标速度曲线以在未来时间段内将目标车辆速度328转换到第二预定速度，并且控制返回到804。第二预定速度大于零并且可以小于预定速度。如上所讨论，目标速度模块348可基于当前车辆速度324和当前车辆加速度344来确定目标速度曲线。目标速度模块348可进一步基于驱动模式360来确定目标速度曲线。例如，目标速度模块348可产生目标速度曲线，从而相对于驱动模式360处于驱动模式时当驱动模式360处于低速模式时在更短时间段内转换目标车辆速度328。
CL模块320产生CL转矩312来降低目标车辆速度328和车辆速度324之差至零。切换控制模块370因此控制逆变器模块256的切换并且因此基于将目标车辆速度328和车辆速度324之差降低至零来控制MGU 198的转矩输出。如果808为真，则控制进行到816。
在816处，目标速度模块348产生目标速度曲线以在预正时间段内将目标车辆速度328转至零。如上所讨论，目标速度模块348可基于当前车辆速度和当前车辆加速度344来确定目标速度曲线。目标速度模块348可进一步基于驱动模式360来确定目标速度曲线。例如，目标速度模块348可产生目标速度曲线，从而相对于驱动模式360处于驱动模式时当驱动模式360处于低速模式时在更短时间段内转换目标车辆速度328。
在820处，目标速度模块348确定车辆速度324是否达到零(响应于驾驶员致动桨状件)。如果820为假，则在824处目标速度模块348确定桨状件状态352是否指示驾驶员已释放桨状件。如果824为假，则控制可以返回到820。如果824为真，则控制可以返回到812，其中目标速度模块348产生目标速度曲线来将目标车辆速度328转到预定速度。
如果820为真，则控制进行到828。在828处，目标速度模块348可以确定桨状件状态352是否指示驾驶员已释放桨状件。驾驶员可释放桨状件且混合动力控制模块196将至少尝试维持车辆静止，甚至是在非零坡度上。例如，如上所述，维持车辆静止可以通过FF模块364和FF转矩316实现。目标速度模块348还将目标车辆速度328维持为零。因而，当828为真或假时，在832处混合动力控制模块196控制对MGU 198的电力施加以将车辆维持为静止直至满足一个或多个禁止条件。禁止条件可以包括(例如)驾驶员致动制动器踏板和/或加速器踏板。控制接着可以返回至804。
以上描述的本质仅仅是说明性的并且决不旨在限制本发明、其应用或用途。本发明的广泛教导可通过各种形式来实施。因此，虽然本发明包括特定示例，但是本发明的真实范围不应当局限于此，因为当研究附图、说明书和以下权利要求书之后将明白其它修改。应当理解的是，方法内的一个或多个步骤可以不同次序(或同时)执行且不更改本发明的原理。另外，虽然每个实施例在上述被描述为具有某些特征，但是关于本发明的任何实施例描述的任何一个或多个这样的特征均可在任何其它实施例的特征中和/或结合任何其它实施例的特征来实施，即便所述组合没有明确描述。换言之，所描述实施例并不相互排斥，且一个或多个实施例彼此的置换保留在本发明的范围内。
元件之间(例如，模块、电路元件、半导体层等之间)的空间和功能关系使用各种术语来描述，所述术语包括“连接”、“接合”、“耦合”、“相邻”、“紧靠”、“在……顶部上”、“在……上方”、“在……下方”和“设置”。除非明确描述为“直接”，否则当在上述公开中描述第一元件与第二元件之间的关系时，所述关系可为其中第一元件与第二元件之间不存在其它介入元件的直接关系，但是也可为其中第一元件与第二元件之间(空间上或功能上)存在一个或多个介入元件的间接关系。如本文所使用，短语A、B和C中的至少一个应被理解为意味着使用非排它性逻辑OR的逻辑(AORBORC)，且不应被理解为意味着“至少一个A、至少一个B和至少一个C”。
在包括以下定义的本申请中，术语“模块”或术语“控制器”可以用术语“电路”来代替。术语“模块”可以指代以下项或是以下项的部分或包括以下项：专用集成电路(ASIC)；数字、模拟或混合式模拟/数字离散电路；数字、模拟或混合式模拟/数字集成电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(FPGA)；执行代码的处理器电路(共享、专用或成组)；存储由处理器电路执行的代码的存储器电路(共享、专用或成组)；提供所述功能性的其它合适的硬件部件；或上述某些或所有的组合，诸如在片上系统中。
所述模块可以包括一个或多个接口电路。在某些示例中，接口电路可以包括连接到局域网(LAN)、因特网、广域网(WAN)或其组合的有线或无线接口。本发明的任何给定模块的功能性可以分布在通过接口电路连接的多个模块中。例如，多个模块可以允许负载平衡。在进一步的示例中，服务器(又称为远程或云服务器)模块可以代表客户端模块完成某些功能性。
如上文所使用的术语代码可以包括软件、固件和/或微代码，并且可以指代程序、例程、功能、类别、数据结构和/或对象。术语共享处理器电路涵盖执行来自多个模块的某些或所有代码的单个处理器电路。术语成组处理器电路涵盖结合另外的处理器电路来执行来自一个或多个模块的某些或所有代码的处理器电路。对多个处理器电路的引用涵盖离散管芯上的多个处理器电路、单个管芯上的多个处理器电路、单个处理器单元的多个核心、单个处理器电路的多个线程或上述组合。术语共享存储器电路涵盖存储来自多个模块的某些或所有代码的单个存储器电路。术语成组存储器电路涵盖结合另外的存储器来存储来自一个或多个模块的某些或所有代码的存储器电路。
术语存储器电路是术语计算机可读介质的子集。如本文所使用的术语计算机可读介质并不涵盖通过介质(诸如在载波上)传播的暂时性电或电磁信号；术语计算机可读介质可以因此被视为有形且非暂时性的。非暂时性、有形计算机可读介质的非限制示例是非易失性存储器电路(诸如快闪存储器电路、可擦除可编程只读存储器电路或掩码只读存储器电路)、易失性存储器电路(诸如静态随机存取存储器电路或动态随机存取存储器电路)、磁性存储介质(诸如模拟或数字磁带或硬盘驱动)和光学存储介质(诸如CD、DVD或蓝光光盘)。
本申请中描述的设备和方法可以部分或完全由通过配置通用计算机以执行计算机程序中体现的一个或多个特定功能而创建的专用计算机来实施。上述功能块、流程图部件和其它元件用作软件规范，其可通过本领域技术人员或编程者的常规作业而转译为计算机程序。
计算机程序包括存储在至少一个非暂时性、有形计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序还可以包括或依赖于所存储的数据。计算机程序可以涵盖与专用计算机的硬件交互的基本输入/输出系统(BIOS)、与专用计算机的特定装置交互的装置驱动器、一个或多个操作系统、用户应用程序、后台服务、后台应用程序等。
计算机程序可以包括：(i)待解析的描述性文本，诸如HTML(超文本标记语言)或XML(可扩展标记语言)、(ii)汇编代码、(iii)由编译器从源代码产生的目标代码、(iv)由解译器执行的源代码、(v)由即时编译器编译并执行的源代码，等。只作为示例，源代码可以使用来自包括以下项的语言的语法写入：C、C++、C#、ObjectiveC、Haskell、Go、SQL、R、Lisp、Fortran、Perl、Pascal、Curl、OCaml、HTML5、Ada、ASP(动态服务器页面)、PHP、Scala、Eiffel、Smalltalk、Erlang、Ruby、Lua和
在35U.S.C.§112(f)的含义内，权利要求书中叙述的元件均不旨在是装置加功能元件，除非元件使用短语“用于……的装置”明确叙述或在使用短语“用于……的操作”或“用于……的步骤”的方法权利要求书的情况中。

Claims (10)

1.一种用于车辆的电动机控制方法，其包括：
确定车辆速度；
响应于驾驶员致动输入装置而在一段时间内选择性地将目标车辆速度转换为零，
其中所述输入装置不是加速器踏板和制动器踏板；及，
基于目标车辆速度与所述车辆速度之间的差，控制逆变器的切换以控制将电力施加给所述车辆的电动机。
2.根据权利要求1所述的电动机控制方法，其进一步包括响应于所述驾驶员没有致动所述输入装置而在第二时间段内选择性地将所述目标车辆速度转换为预定速度，其中所述预定速度大于零。
3.根据权利要求1所述的电动机控制方法，其进一步包括响应于在致动所述输入装置之后所述驾驶员释放所述输入装置而在第二时间段内将所述目标车辆速度转换为所述预定速度，其中所述预定速度大于零。
4.根据权利要求3所述的电动机控制方法，其中，将所述目标车辆速度转换到零包括响应于(i)所述驾驶员致动所述输入装置、(ii)所述驾驶员没有向所述加速器踏板施加压力、(iii)所述驾驶员没有向所述制动器踏板施加压力，以及(iv)所述车辆速度小于第二预定速度而将所述目标车辆速度转换到零。
5.根据权利要求4所述的电动机控制方法，其中，所述预定速度小于所述第二预定速度。
6.根据权利要求1所述的电动机控制方法，其进一步包括：响应于在所述输入装置致动之后且在所述车辆速度达到零之前所述驾驶员释放所述输入装置，在第二时间段内将所述目标车辆速度转换到预定速度，其中所述预定速度大于零。
7.根据权利要求6所述的电动机控制方法，其进一步包括：响应于在所述输入装置释放之后第二驾驶员致动所述输入装置，在第三时间段内将所述目标车辆速度转换到零。
8.根据权利要求6所述的电动机控制方法，其进一步包括：响应于在(i)所述输入装置致动和(ii)所述车辆速度达到零之后所述驾驶员释放所述输入装置，将所述目标车辆速度维持在零。
9.根据权利要求8所述的电动机控制方法，其中，将所述目标车辆速度维持在零包括：将所述目标车辆速度维持在零，直到满足一个或多个条件。
10.根据权利要求1所述的电动机控制方法，其进一步包括：
当用户使用停车、后退、空档、驱动、低速(PRNDL)选择装置选择驱动模式时，选择性地将所述时间段设置为第一时间段；及
当所述驾驶员使用所述停车、后退、空档、驱动、低速选择装置选择低速模式时，选择性地将所述时间段设置为第二时间段；
其中所述第一时间段比所述第二时间段长。
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