CN106985812B - 车辆 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种车辆。一种混合动力车辆包括发动机和马达，所述发动机和马达二者都能够为车轮提供动力。当驾驶车辆时，车辆的驾驶状况数据被监测。驾驶状况数据可包括方向盘角度或位置、加速踏板位置、驾驶员扭矩或功率需求或者道路坡度或倾斜。所述车辆包括具有特定控制方案的控制器，以接收驾驶状况数据，并使所述数据服从移动平均值或加权移动平均值。基于平均驾驶状况数据，在特定状况下抑制发动机停止，以降低发动机开启和关闭的频率。

Description

车辆
技术领域
本公开涉及用于基于多种因素的过去的驾驶历史抑制混合动力车辆中的发动机转速下拉至零的控制策略。
背景技术
在混合动力电动车辆(HEV)中，内燃发动机和电动马达中的一个或两个能够向车辆的车轮供应动力。HEV的多种结构是已知的。例如，在“串联式”混合动力传动系统中，发动机与车轮没有机械连接。而是，发动机作为动力产生单元，其能量输出被转换为存储在电池中的电能以被主牵引马达使用。在“并联式”混合动力传动系统中，如同牵引马达选择性地连接至车轮，发动机可选择性地连接至车轮。发动机和马达中的一者或两者可向车轮提供推进动力。诸如“串联-并联式”混合动力结构的其它混合动力结构是已知的。
混合动力车辆可期望提高燃料效率。为了更节约燃料，车辆中的处理器被特定地配置为在不需要发动机推进车辆的时候使发动机停止或“转速下拉(pull-down)”。例如，当来自驾驶员的动力需求相对最小使得马达可满足所有推进动力需求时，可使发动机转速下拉并保持关闭。当驾驶员动力需求增加使得电动马达不能提供足够动力来满足需求时，可激活发动机或使发动机“转速上拉(pull-up)”来满足动力需求。
过多的发动机停止和启动可导致车辆的乘员感觉到舒适性和驾驶性能降低，并导致燃料经济性降低。在驾驶过程中，当动力需求经常改变和突然改变时，发动机可启动和停止不期望的次数。使用滤波器或其它算法来“学习”驾驶员的驾驶习惯并相应地降低发动机启动和停止的频率的控制策略是本领域中已知的。
发明内容
根据本公开的一个实施例，一种车辆包括具有相关的方向盘角度传感器的方向盘、发动机、变速器和能够提供驱动扭矩的马达-发电机。所述马达-发电机还通过离合器选择性地连接至所述发动机，并选择性地连接至所述变速器。所述车辆包括至少一个控制器，所述至少一个控制器被配置为基于以前的方向盘角度位置的移动平均值超过阈值，抑制所述离合器分离，并抑制所述发动机停止。
根据另一实施例，一种车辆包括具有相关的加速踏板位置传感器的加速踏板。所述车辆还包括发动机、变速器和能够提供驱动扭矩的马达-发电机。所述马达-发电机还通过离合器选择性地连接至所述发动机，并选择性地连接至所述变速器。所述车辆包括至少一个控制器，所述至少一个控制器被配置为基于以前的加速踏板位置大小的移动平均值超过阈值，抑制所述离合器分离，并抑制所述发动机停止。
根据本公开的一个实施例，所述控制器还被配置为响应于以前的踏板位置大小的移动平均值降到所述阈值以下，使所述离合器分离，并使所述发动机停止。
根据本公开的一个实施例，所述控制器还被配置为响应于发动机关闭请求启动定时器。
根据本公开的一个实施例，所述控制器还被配置为响应于发动机关闭请求启动定时器，其中，所述控制器还被配置为在接收到所述发动机关闭请求之后并当移动平均值超过所述阈值时，响应于所述定时器到时而使所述离合器分离并使所述发动机停止。
根据本公开的一个实施例，所述车辆还包括具有相关的方向盘角度传感器的方向盘，其中，所述控制器还被配置为基于以前的方向盘角度位置的移动平均值超过方向盘角度阈值，抑制所述离合器分离，并抑制所述发动机停止。
根据本公开的一个实施例，所述移动平均值是加权移动平均值。
在另一实施例中，提供了一种抑制车辆中的发动机转速下拉至零的方法。所述方法包括：(1)接收指示驾驶状况数据的信号，所述驾驶状况数据与道路坡度、加速踏板位置或方向盘位置相关，(2)响应于发动机停止请求初始化定时器，(3)在初始化之后，基于所述驾驶状况数据的移动平均值以及定时器未到时，抑制所述发动机停止。
根据本公开的一个实施例，所述抑制包括基于所述驾驶状况数据的移动平均值超过阈值，抑制所述发动机停止。
根据本公开的一个实施例，所述方法还包括响应于定时器到时同时驾驶状况数据的移动平均值超过所述阈值，停止发动机。
根据本公开的一个实施例，所述车辆包括离合器，所述离合器选择性地将发动机连接至能够提供驱动扭矩的马达-发电机，其中，所述抑制包括抑制所述离合器分离。
根据本公开的一个实施例，所述方法还包括响应于驾驶状况数据的移动平均值降到所述阈值以下，分离所述离合器并停止所述发动机。
附图说明
图1是根据一个实施例的混合动力车辆的示意图；
图2是基于过去的驾驶状况数据的加权平均值抑制发动机转速下拉至零的示例性算法的流程图；
图3A是将加速踏板位置与两个不同的阈值作比较而使车辆停止和启动的图解说明，而图3B是，随着时间变化的加速踏板位置的移动平均值与单一阈值相比的图解说明；
图4A是随着时间变化的转向角度的移动平均值和相关的抑制发动机转速下拉至零阈值的图解说明，而图4B是将加速踏板位置和两个不同的阈值作比较的图解说明；
图5A是随着时间变化的转向角度的移动平均值和相关的抑制发动机转速下拉至零阈值的另一图解说明，而图5B是将加速踏板位置和两个不同的阈值作比较的图解说明。
具体实施方式
在此描述了本公开的实施例。然而，应理解的是，所公开的实施例仅为示例，并且其它实施例可采用多种和可替代形式。附图不必按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以示出特定部件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅为用于教导本领域技术人员以多种形式使用实施例的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的是，参照任一附图示出和描述的多种特征可与在一个或更多个其它附图中示出的特征组合以产生未明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的多种组合和变型可被期望用于特定应用或实施方式。
参照图1，示出了根据本公开的实施例的混合动力电动车辆(HEV)10的示意图。图1示出了组件之间的代表性关系。组件在车辆中的物理布局和方位可变化。HEV 10包括动力传动系统12。动力传动系统12包括驱动传动装置16的发动机14，传动装置16可被称作模块化混合动力传动装置(MHT)。如将要在下面进一步详细地描述的，传动装置16包括诸如电动机/发电机(M/G)18的电机、关联的牵引电池20、变矩器22以及多级阶梯传动比自动变速器或齿轮箱24。
发动机14和M/G 18都是用于HEV 10的驱动源。发动机14通常代表可包括内燃发动机(例如，由汽油、柴油或天然气驱动的发动机)或者燃料电池的动力源。发动机14产生发动机功率和相应的发动机扭矩，当位于发动机14与M/G 18之间的分离离合器26至少部分地接合时，所述发动机扭矩被供应到M/G 18。M/G 18可由多种类型的电机中的任何一种来实施。例如，M/G 18可以是永磁同步电动机。如将在下面描述的，电力电子器件将由电池20提供的直流(DC)电力调节至M/G 18的需求。例如，电力电子器件可向M/G 18提供三相交流电(AC)。
当分离离合器26至少部分地接合时，动力从发动机14流到M/G 18或从M/G 18流到发动机14是可能的。例如，分离离合器26可接合并且M/G 18可作为发电机运转，以将由曲轴28和M/G轴30提供的旋转能转换为将存储在电池20中的电能。分离离合器26还可分离，以使发动机14与动力传动系统12的剩余部分隔离，从而M/G 18可充当用于HEV 10的唯一的驱动源。轴30延伸穿过M/G 18。M/G 18持续可驱动地连接到轴30，然而仅在分离离合器26至少部分地接合时，发动机14才可驱动地连接到轴30。
M/G 18经由轴30连接到变矩器22。当分离离合器26至少部分地接合时，变矩器22就连接到发动机14。变矩器22包括固定到M/G轴30的泵轮和固定到变速器输入轴32的涡轮。因此变矩器22在轴30和变速器输入轴32之间提供液力耦合。当泵轮旋转得比涡轮快时，变矩器22将动力从泵轮传输至涡轮。涡轮转矩和泵轮转矩的大小通常取决于相对速度。当泵轮和涡轮的转速比足够高时，涡轮转矩是泵轮转矩的数倍。还可设置变矩器旁通离合器34，在变矩器旁通离合器34接合时，变矩器旁通离合器34使变矩器22的泵轮和涡轮摩擦地或机械地结合，而允许更有效地传递动力。变矩器旁通离合器34可作为起步离合器操作，以提供平稳的车辆起步。作为选择或相结合地，对于不包括变矩器22或变矩器旁通离合器34的应用而言，可在M/G 18与齿轮箱24之间设置与分离离合器26类似的起步离合器。在一些应用中，分离离合器26通常被称作上游离合器，而起步离合器34(可以是变矩器旁通离合器)通常被称作下游离合器。
齿轮箱24可包括齿轮组(未示出)，该齿轮组通过诸如离合器和制动器(未示出)的摩擦元件的选择性接合而选择性地置于不同的齿轮比，以建立期望的多个离散驱动传动比或阶梯驱动传动比。通过换挡计划能够控制摩擦元件，该换挡计划使齿轮组的某些元件连接和分离来控制变速器输出轴36与变速器输入轴32之间的传动比。齿轮箱24基于各种车辆和环境工况而通过关联的控制器(例如，动力传动系统控制单元(PCU))从一个传动比自动地换挡到另一个传动比。然后，齿轮箱24向输出轴36提供动力传动系统输出扭矩。
应理解的是，与变矩器22一起使用的液压控制的齿轮箱24仅仅是齿轮箱或变速器布置的一个示例；接收来自发动机和/或马达的输入扭矩然后以不同传动比将该扭矩提供至输出轴的任何多级传动比齿轮箱用于本公开的实施例都是可接受的。例如，齿轮箱24可由自动机械式(或手动)变速器(AMT)实施，该AMT包括一个或更多个伺服马达以沿拨叉导轨(shift rail)平移/旋转换挡拨叉，从而选择期望的齿轮比。如本领域的普通技术人员通常理解的，AMT可用在(例如)具有较高扭矩需求的应用中。
如图1的代表性实施例所示，输出轴36连接到差速器40。差速器40经由连接到差速器40的各自的车轴44驱动一对车轮42。差速器在允许轻微的速度差异的同时(例如，在车辆转弯时)向每个车轮42传递大体上相等的扭矩。不同类型的差速器或类似的装置可用于将扭矩从动力传动系统分配到一个或更多个车轮。在一些应用中，扭矩分配可根据(例如)特定的操作模式或条件而变化。
动力传动系12还包括关联的控制器50(例如，动力传动系统控制单元(PCU))。虽然示出为一个控制器，但是控制器50可以是更大的控制系统的一部分并且可由遍布车辆10的各种其它控制器(例如，车辆系统控制器(VSC))来控制。因此，应理解的是，动力传动系统控制单元50和一个或更多个其它的控制器能够统称作“控制器”，该“控制器”响应于来自各种传感器的信号而控制各种致动器，以控制多个功能，诸如启动/停止发动机14、运转M/G 18以提供车轮扭矩或给电池20充电、选择或安排变速器挡位等。控制器50可包括与各种类型的计算机可读存储装置或介质通信的微处理器或中央处理单元(CPU)。计算机可读存储装置或介质可包括例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和保活存储器(KAM，keepalive memory)中的易失性存储器和非易失性存储器。KAM是一种可用于在CPU断电时存储各种操作变量的持久性存储器或非易失性存储器。计算机可读存储装置或介质可采用若干种已知的存储装置(例如，PROM(可编程只读存储器)、EPROM(电可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、闪存或能够存储数据(这些数据中的一些代表由控制器在控制发动机或车辆时所使用的可执行指令)的任何其它电的、磁的、光学的或它们相结合的存储装置)中的任意存储装置来实现。
控制器经由输入/输出(I/O)接口与各种发动机/车辆传感器和致动器通信，该I/O接口可实现为提供各种原始数据或信号调节、处理和/或转换、短路保护等的单个集成接口。替代地，一个或更多个专用的硬件或固件芯片可用于在特定的信号被供应到CPU之前调节并处理所述特定的信号。如图1的代表性的实施例大体上示出的，控制器50可将信号发送到发动机14、分离离合器26、M/G 18、起步离合器34、变速器齿轮箱24和电力电子器件56和/或从上述部件接收信号。虽然没有明确地示出，但是本领域的普通技术人员将认识到位于以上标示的每个子系统中的由控制器50控制的各种功能或组件。可利用由控制器执行的控制逻辑直接或间接地致动的参数、系统和/或组件的代表性示例包括燃料喷射正时、速率、持续时间、节气门位置、火花塞点火正时(用于火花点火式发动机)、进气门/排气门正时和持续时间、前端附件驱动(FEAD)组件(诸如交流发电机)、空调压缩机、电池充电、再生制动、M/G操作、用于分离离合器26、起步离合器34以及变速器齿轮箱24的离合器压力等。经由I/O接口的传感器通信输入可用于指示(例如)涡轮增压器增压压力、曲轴位置(PIP)、发动机转速(RPM)、车轮速度(WS1、WS2)、车速(VSS)、冷却剂温度(ECT)、进气歧管压力(MAP)、加速踏板位置(PPS)、点火开关位置(IGN)、节气门位置(TP)、空气温度(TMP)、废气氧(EGO)或其它废气组分浓度或存在性、进气流量(MAF)、变速器挡位、变速器传动比或模式、变速器油温(TOT)、变速器涡轮转速(TS)、变矩器旁通离合器34状态(TCC)、减速或换挡模式(MDE)。
由控制器50执行的控制逻辑或功能可通过流程表或类似的图表在一个或更多个图中表示。这些图提供可使用一个或更多个处理策略(例如，事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等)实现的代表性的控制策略和/或逻辑。如此，示出的各种步骤或功能可以以示出的顺序执行、并行执行或在一些情况下被省略。虽然不总是明确地示出，但是本领域的普通技术人员将意识到，一个或更多个示出的步骤或功能可根据正在使用的特定的处理策略而重复地执行。类似地，不一定需要处理的顺序就能够获得在此描述的特点和优势，而提供处理的顺序便于说明和描述。控制逻辑可以主要以软件实施，该软件由基于微处理器的车辆、发动机和/或动力传动系控制器(例如，控制器50)执行。当然，控制逻辑可根据特定的应用以一个或更多个控制器中的软件、硬件或软件与硬件的结合实施。当以软件实施时，控制逻辑可设置在一个或更多个计算机可读存储装置或介质中，该计算机可读存储装置或介质存储了代表由计算机执行以控制车辆或其子系统的代码或指令的数据。计算机可读存储装置或介质可包括若干已知的物理装置中一个或更多个，所述若干物理装置采用电的、磁的和/或光学的存储器来保存可执行的指令和相关的校准信息、操作变量等。
车辆的驾驶员可使用加速踏板52来提供需要的扭矩、动力或驱动命令以推进车辆。通常，踩下和释放踏板52产生可被控制器50解读成分别需要增大或减小动力的加速踏板位置信号。至少基于来自踏板的输入，控制器50命令来自发动机14和/或M/G 18的扭矩。控制器50还控制齿轮箱24中的换挡正时以及分离离合器26与变矩器旁通离合器34的接合或分离。与分离离合器26一样，变矩器旁通离合器34能够在接合位置与分离位置之间的范围内调节。除了由泵轮与涡轮之间的液力耦合产生可变打滑之外，上述调节在变矩器22中也产生了可变打滑。替代地，根据特定的应用，变矩器旁通离合器34可操作为锁止或分离，而不使用被调节的操作模式。
为了利用发动机14驱动车辆，分离离合器26至少部分地接合，以通过分离离合器26将发动机扭矩的至少一部分传递给M/G 18，然后从M/G 18经过变矩器22和齿轮箱24继续传递。当仅有发动机14提供必要的扭矩来推动车辆时，这种操作模式可被称作“发动机模式”、“纯发动机模式”或“机械模式”。
M/G 18可通过提供额外的动力来辅助发动机14而使轴30转动。这种操作模式可被称作“混合动力模式”、“发动机-马达模式”或“电动辅助模式”。
为了利用用作唯一动力源的M/G 18驱动车辆，除了分离离合器26使发动机14与动力传动系12的剩余部分隔离以外，功率流保持不变。在此期间，发动机14中的燃烧可被禁止或者以其它形式关闭发动机以节省燃料。牵引电池20通过线路54向可包括(例如)逆变器的电力电子器件56传递所存储的电能。电力电子器件56将来自电池20的DC电压转换为供M/G18使用的AC电压。控制器50命令电力电子器件56将来自电池20的电压转换为提供到M/G 18的AC电压，以向轴30提供正扭矩或负扭矩。这种操作模式可被称作“纯电动”模式、“EV(电动车辆)模式”或“马达模式”。
在任何操作模式中，M/G 18可作为马达并提供用于动力传动系统12的驱动力。或者，M/G 18可作为发电机并将来自动力传动系统12的动能转换为将存储在电池20中的电能。M/G 18可在(例如)发动机14提供用于车辆10的推进动力期间作为发电机。此外，在再生制动时间内M/G 18可用作发电机，在再生制动中，来自旋转车轮42的旋转能经由齿轮箱24回传并被转换成电能而储存在电池20中。
应理解的是，图1中示出的示意图仅仅是示例性的而并未意图限制。可考虑采用发动机与马达两者的选择性接合来通过变速器传递动力的其它构造。例如，M/G 18可相对于曲轴28偏置，可设置额外的马达来起动发动机14，和/或M/G 18可设置在变矩器22与齿轮箱24之间。在不脱离本公开的范围的情况下，可考虑其它构造。
如上所述，控制器50被配置为在车辆操作期间在动力传动系统中引起特定动作发生。控制器50可包括具有命令以上解释的多种驱动模式的动力传动系统模式管理器(Powertrain Mode Manager，PMM)特征的软件。当在驱动模式之间变化时，可命令发动机启动或停止。例如，当条件命令PMM从混合动力模式切换至纯电动模式时，命令发动机14关闭或“转速下拉至零”。相反地，如果条件命令PMM从纯电动模式切换至混合动力模式，则命令发动机开启或“转速上拉”。
控制器50根据多种因素(诸如，例如加速踏板位置以及总驾驶员功率或扭矩需求)做出发动机转速上拉或转速下拉请求以及驱动模式选择。在没有一些主动控制来防止发动机过于频繁的停止和启动的情况下，这些因素的过度变化会引起发动机启动或停止命令的对应的变化。
对于某些车辆操纵，控制器可能会命令非必要数量的发动机启动和停止。这些车辆操纵包括转进拐角和转出拐角、道路坡度的临时改变或导致不稳定的驾驶员需求的不稳定的加速踏板位置。例如，考虑发动机开启并且车辆进入拐角的情景。当进入拐角时，驾驶员会将脚从加速踏板抬起。这可导致控制器中的PMM逻辑基于降低的驾驶员需求而命令发动机关闭。然而，车辆一离开弯道，驾驶员就会再次踩下加速踏板，导致控制器命令发动机启动。这种短暂的发动机关闭时间量可降低驾驶员舒适性并由于能量消耗在启动发动机上而可能导致燃料经济性下降。本公开提供控制策略来应对诸如这些的驾驶情景，并通过在特定状况下抑制发动机转速下拉至零来相应地改变控制器中的PMM逻辑。
发动机转速下拉可由于道路坡度、加速踏板位置(即，驾驶员需求)或转向角度的变化而特定地发生。多种加速计和传感器遍及车辆布置，并将与道路坡度、加速踏板位置和转向角度的变化相关的信息转发至控制器，以用于确定车辆应于何种操作模式下操作。例如，加速踏板位置传感器帮助确定驾驶员需求；方向盘角度或位置传感器帮助确定进入或离开转弯的转向能量；力传感器、GPS技术、加速计或可视(例如，雷达)传感器可帮助确定道路坡度。与道路坡度、加速踏板位置和转向角度相关的数据被发送至控制器50，PMM相应地确定命令车辆于何种模式下操作。这种发送至控制器的数据可被称作驾驶状况数据。
根据本公开的多个方面，多种驾驶状况数据的移动平均值(moving average)被用于确定发动机转速下拉至零是否应被抑制，即使当前驾驶状况通常会命令发动机转速下拉至零。过去的驾驶状况数据的移动平均值使控制器能够使用过去的驾驶习惯信息来推断当前或未来的驾驶习惯信息，并抑制发动机转速下拉至零。在使用常见的滤波器将数据中的波动或噪声平顺时，常见的滤波器不能准确地抑制特定驾驶情景中的发动机转速下拉至零或转速上拉。本公开中利用的移动平均值更好地处理道路坡度、加速踏板位置和方向盘角度的变化。
移动平均值是生成全数据集的不同子集的一系列平均值的数据分析工具。加权移动平均值是移动平均值的一种类型，并且在本公开中会特别适于驾驶状况数据。在加权移动平均值中，随着时间流逝驾驶状况数据被记录且权重变低。换句话说，加在驾驶状况数据上的权重大小随着进程降低；最新的数据权重最大。也可利用指数移动平均值，其中，每个较旧的数据点的权重成指数下降。
图2是基于过去的驾驶状况数据的加权平均值来抑制发动机转速下拉至零的示例性算法100的流程图。当控制器实现这种算法时，过去的驾驶状况数据的加权平均值可使驾驶期间的发动机停止和启动的频率降低，从而提高驾驶性能和燃料经济性。
算法在102开始。在104，控制器确定发动机是开启还是关闭。如果发动机关闭，则算法可在106结束。如果发动机开启(例如，车辆处于混合动力运转模式或者纯发动机运转模式)，则在108处，控制器持续监测各种数据，以确定是否有发动机转速下拉至零请求。如以上解释的，通常可由于驾驶员需求降低、电池荷电增加、或引起控制器推断发动机可被关闭来节约燃料的其它因素做出发动机转速下拉至零请求。如果没有做出或接收到发动机转速下拉至零请求，则控制策略在106结束并返回。
当接收到发动机转速下拉至零请求时，在110，定时器被初始化。定时器可以是任意可编程的时间值，并且在特定实施例中，定时器在0.5秒至2.0秒的范围内。在112，如以上解释的，道路状况数据(例如，指示道路坡度、加速踏板位置和转向角度的数据)被加权平均。例如，随着车辆行驶，道路状况数据可被记录在存储介质中，并可为了使用加权平均值的目的而被调用，其中，最近的驾驶状况数据权重大于较旧的驾驶状况数据。
在114，过去的道路状况数据的加权平均值与阈值进行比较。这个阈值是可编程的，并可针对不同的驾驶模式或不同的车辆而改变。这个阈值指示实际是否应该使发动机转速下拉至零或应该保持开启。例如，道路状况数据的加权平均值在阈值以下指示使发动机停止的真实需要，而道路状况数据的加权平均值保持高于阈值指示保持发动机开启的真实需要。在这个示例性的算法中，如果道路状况数据的加权平均值增加超过阈值，同时定时器没有到时，则算法前进至116。然而，如果道路状况数据的加权平均值不超过阈值或者定时器到时，则在118处，停止发动机。
在116，响应于加权平均值在定时器到时之前超过阈值，忽略发动机转速下拉至零请求，并且抑制发动机停止。因此发动机保持开启，即使当前驾驶状况可能另外指示控制器停止发动机以节约燃料。在120，控制器随后继续检查以确保发动机转速下拉至零请求仍然存在。当发动机转速下拉至零请求仍然存在时，则算法继续将加权平均值与阈值作比较。如在114指示的，一旦在加权平均值仍然高于阈值的情况下定时器到时，或者如果加权平均值降低至阈值以下，则在118，发动机最终被允许停止。不再抑制发动机停止，并可遵循发动机转速下拉至零请求的命令。
图3A示出了随时间变化的原始的或滤波的加速踏板位置。如图3A所示，传统的混合动力系统可使用第一阈值，当加速踏板位置超过第一阈值时，使发动机启动(即，“转速上拉阈值”)。这种转速上拉阈值是驾驶员需求的指示；因此，当加速踏板位置超过转速上拉阈值时，驾驶员需求高，并且控制器命令发动机启动。系统还可使用第二阈值。当加速踏板位置降低至第二阈值以下时，控制器命令发动机停止(即，“转速下拉至零阈值”)。使用两个不同的并且分开的阈值允许发动机启动和停止之间的时间延迟，并可提供关于何时激活发动机以及何时关闭发动机的迟滞。
具体看图3A，在时间t0之前，车辆在纯电动模式或发动机关闭并且不提供任何驱动扭矩的另一模式下运行。在时间t1，加速踏板位置超过转速上拉阈值，因此，发动机启动。因此，车辆在混合动力模式、纯发动机模式或发动机开启并提供驱动扭矩的另一模式下运行。随着加速踏板位置变化，并且甚至降低到转速上拉阈值以下，发动机保持开启，直到时间t2，此时加速踏板降低到转速下拉至零阈值以下。这使发动机返回到纯电动模式或发动机关闭的另一模式。不久之后，驾驶员快速踩下加速踏板，如时间t3指示的，此时加速踏板位置再次超过转速上拉阈值。这使发动机启动。发动机保持开启，直到时间t4，此时加速踏板降低到转速下拉至零阈值以下。在那时，发动机再次停止。随着驾驶员以加速踏板位置保持相对低且低于两个阈值的情况开始滑行，发动机保持关闭。
如这个实施例示出的，加速踏板的快速变化可导致发动机操作的对应的快速变化。例如，发动机在时间t2关闭，但在加速踏板超过转速上拉阈值的时间t3再次快速启动。由于驾驶员体验了不期望的频率的发动机开启或关闭，这种恶劣的驾驶状况和频繁的发动机操作变化会影响驾驶性能。
如以上解释的，可使用多种驾驶状况数据的移动平均值来抑制发动机转速下拉至零。可使用加在加速踏板位置数据的移动平均值来实现车辆控制，以提升驾驶性能。移动平均值的一个示例在下面示出：
Figure GDA0002956846080000121
其中，Y是加速踏板位置的加权平均值，W是根据过去的时间间隔数目(N)的权重，X是过去的数目(N)的加速踏板值，越近的过去值的权重越大。如以上所讨论的，以越近的过去值权重越大的方式提供了加权移动平均值而作为移动平均值的一个示例。如示出的图3B与图3A的比较，加权移动平均值就像低通滤波器，使加速踏板位置历史平滑。
参照图3B，有一个阈值：“抑制转速下拉至零阈值”，而不是两个。图3B的曲线意在示出补充的控制策略的结果，并补充图3A中绘制的结果。在图3A中，控制器对两个阈值(转速上拉阈值和转速下拉至零阈值)做出反应来控制发动机。然而，在图3B中，转速下拉至零请求现在还与单一的加权平均阈值进行比较。产生图3A中示出的结果的控制策略既可由图2的控制策略和图3B的对应产生的结果补充，也可由其代替。
随着时间t0之前的最初的加速踏板运动，加速踏板位置的移动平均值已经增加超过抑制转速下拉至零阈值。当加速踏板位置的移动平均值保持高于这个阈值时，控制系统将抑制或阻止发动机转速下拉至零或停止。可设置这种控制而不管发动机的状态如何。例如，控制系统可抑制发动机停止，即使发动机还没有启动；一旦发动机启动，将抑制发动机停止，同时加速踏板位置的移动平均值保持高于阈值。
如可在图3B中看到的，在t1之后且一直到t5，加速踏板位置的移动平均值保持高于抑制转速下拉至零阈值。这意味着发动机保持开启，即使经历以上描述的并在图3A中示出的不稳定的加速踏板运动。直到时间t5，加速踏板位置的移动平均值才在抑制转速下拉至零阈值以下。此时，如果驾驶员需要，控制系统可允许发动机转速下拉至零或停止，使得停止发动机将提升效率。因此，图2和图3B中示出的控制逻辑避免了图3A中的时间t2的额外的发动机关闭和时间t3的立即启动。
参照图4A和图4B，现在除了关于转向角度之外，类似的限制被加在发动机转速下拉至零活动中。转向角度或方向盘角度位置可基于车辆的方向盘上或方向盘附近的一个或更多个传感器确定。类似于以上的加速踏板位置的示例，转向角度位置的移动平均值可被计算为：
Figure GDA0002956846080000131
其中，Y是加权平均的转向角度，W是根据过去的时间间隔数目(N)的权重，X是过去的数目(N)的转向角度位置值，加在最近的过去的数据的权重更大。
图4A和图4B示出了车辆在发动机开启的状态下进入拐角的情景，例如，当车辆处于混合动力模式或纯发动机模式时。当进入拐角时，通常驾驶员会释放加速踏板，这通常将导致控制器发出使发动机转速下拉至零命令，如图4B中，在时间t2示出的加速踏板位置降到转速下拉至零阈值以下。当车辆离开拐角时，驾驶员会再次踩下加速踏板，这将在加速踏板位置超过转速上拉阈值的情况下引起在时间t3的对应的发动机启动命令。
然而，如果控制系统使用以上解释的移动平均值算法，则可避免这种短暂的发动机关闭紧接着发动机转速上拉的情况。参照图4A，当车辆以直线行驶时，转向角度移动平均值是0。这在时间t0之前示出。车辆在时间t0进入转弯。稍后，在时间t1，转向角度的移动平均值增加至可被校准的“抑制转速下拉至零阈值”(类似于图3B中的抑制转速下拉至零阈值)以上。当转向角度的移动平均值保持高于这个阈值时，控制将抑制或阻止发动机转速下拉至零，不管加速踏板位置或其它因素如何。这是由于控制系统被配置为理解当车辆运动时，转弯通常跟随有加速踏板运动，因此可推断驾驶员需求可在转向角度返回到0的不久后增加。
这在图4A和图4B中示出。当车辆离开转弯时，在时间t3，加速踏板位置可上升超过转速上拉阈值。这通常将引起控制器激活发动机。然而，由于转向角度的移动平均值仍然超过抑制转速下拉至零阈值，发动机保持开启。在时间t4，转向角度的移动平均值最终降到抑制转速下拉至零阈值以下，但此时，驾驶员已经(如预测的)增加加速踏板以继续驾驶。因此，发动机在整个曲线中保持开启，而不是简单地基于加速踏板位置停止和启动。因此，控制策略阻止了在没有转向角度的移动平均值的情况下将另外发生的发动机停止和发动机启动(分别在时间t2和t3)。
将实际转向角度位置和转向角度位置的移动平均值作比较，这也使得用于发动机可被允许关闭时的时间延迟。这还可减少不需要的发动机启动和停止，并提升驾驶性能。
图5A和图5B与图4A和图4B相同，除了示出改变多个转弯中的转向角度位置的效果之外。例如，图5A可以是急剧的转弯之后紧接着更急剧的转弯。可以看出，在第一个转弯期间，实际的转向角度可快速增加并降低回到零。在随后的转弯中，在更急剧的转弯期间，转向角度位置达到更高的点。转向角度的移动平均值在时间t1增加到抑制转速下拉至零阈值以上，并保持在阈值以上，即使在时间t2时实际转向角度第二次减少回到零。发动机保持抑制停止，直到时间t3，此时转向角度的移动平均值降低至抑制转速下拉至零阈值以下。
移动平均值(诸如加权移动平均值)的益处在图5A的示例中突显出来。一阶滤波器是标准的，并通常在多种车辆技术中实现。如果控制系统中实现简单的一阶滤波器，而不是转向角度位置的移动平均值，那么，跟随其后的大多是实际转向角度中的急剧的运动和瞬变，直到最后滤波器逐渐停止。这将导致多次经过抑制转速下拉至零阈值(或多阈值)，因此允许不期望的发动机启动和停止。还示出了典型的斜坡滤波器。转向角度的瞬变加载斜坡(ramp)滤波器，并且斜坡滤波器在实际转向角度位置的峰值之后缓慢“卸载”，并且滤波器从这个幅值向下滤波。这再次允许发动机在转弯中多次启动和停止，并延迟了发动机可被允许停止的时间(如长时延迟直到斜坡滤波器降低到抑制转速下拉至零阈值以下所示的)。
通过利用转向角度的移动平均值，发动机在两次转弯中被抑制停止。特别地，加速踏板的位置在时间t1之后降到转速下拉至零阈值以下。然而，在时间t1，移动平均值增加超过抑制转速下拉至零阈值。因此，发动机保持开启并抑制转速下拉至零。
当行驶时，类似地移动平均值可被加在道路坡度数据上以抑制发动机转速下拉至零。例如，可使用相同的计算：
Figure GDA0002956846080000141
其中，Y是接下来阶段的估计的道路坡度，W是根据过去的时间间隔的数(N)而加在道路坡度的权重，X是过去的数目(N)的道路坡度值。如果车辆在上坡行驶，Y可代表过去的几个样本中的加权平均道路坡度。实际道路坡度的负向变化可导致需要较少的扭矩来推动车辆，转而，导致控制器发出使发动机转速下拉至零命令。然而，使用这种控制策略，通过在接下来的几个阶段抑制实现发动机转速下拉至零命令，直到Y降到阈值以下或校准的定时器到时。这种控制在道路坡度的变化是暂时的时间段中，由于使发动机关闭延迟而防止不必要的发动机启/停繁忙，从而提高了燃料效率和驾驶性能。
在此公开的处理、方法或算法可被传送到处理装置、控制器或计算机，或者通过处理装置、控制器或计算机实现，其中，所述处理装置、控制器或计算机可包括任意现有的可编程电子控制单元或专用电子控制单元。类似地，所述处理、方法或算法可以多种形式存储为可由控制器或计算机执行的数据和指令，其包括但不限于被永久地存储于不可写存储介质(诸如，ROM装置)中的信息，以及被可变地存储于可写存储介质(诸如，软盘、磁带、CD、RAM装置以及其它磁介质和光学介质)中的信息。所述处理、方法或算法也可以以软件可执行对象的形式来实现。可选地，可使用合适地硬件组件(诸如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、状态机、控制器、或其它硬件组件或装置)或硬件、软件和固件组件的组合来整体或部分地实现所述处理、方法或算法。
虽然以上描述了示例性实施例，但这些实施例并不意在描述权利要求所涵盖的所有可能形式。说明书中所使用的词语是描述性词语而非限制性词语，并且应理解的是，可在不脱离本公开的精神和范围的情况下做出各种改变。如前所述，可将各个实施例的特征进行组合以形成本发明的可能未被明确描述或示出的进一步的实施例。尽管针对一个或更多个期望特性，各个实施例已经被描述为提供优点或优于其它实施例或现有技术实施方式，但是本领域的普通技术人员应认识到，根据特定应用和实施方式，一个或更多个特征或特性可被折衷以实现期望的整体系统属性。这些属性可包括但不限于成本、强度、耐用性、生命周期成本、市场性、外观、包装、尺寸、可维护性、重量、可制造性、易装配性等。这样，在一定程度上任何实施例被描述为在一个或更多个特性方面不如其它实施例或现有技术实施方式，这些实施例并非在本公开的范围之外，并可被期望用于特定应用。

Claims (6)

1.一种车辆，包括：
方向盘，具有相关的方向盘角度传感器；
发动机；
变速器；
马达-发电机，能够提供驱动扭矩，通过离合器选择性地连接至所述发动机，并选择性地连接至所述变速器；
控制器，被配置为响应于发动机关闭请求，基于以前的方向盘角度位置的移动平均值超过阈值，抑制所述离合器分离，并抑制所述发动机停止。
2.如权利要求1所述的车辆，其中，所述控制器还被配置为响应于所述移动平均值降到所述阈值以下，分离所述离合器并停止所述发动机。
3.如权利要求1所述的车辆，其中，所述控制器还被配置为响应于发动机关闭请求而启动定时器，其中，所述控制器还被配置为在接收到发动机关闭请求之后并当移动平均值超过所述阈值时，响应于所述定时器到时而分离所述离合器并停止所述发动机。
4.如权利要求1所述的车辆，其中，所述控制器还被配置为基于移动平均值超过所述阈值，不论加速踏板位置或制动踏板位置如何，抑制所述离合器分离，并抑制所述发动机停止。
5.如权利要求1所述的车辆，还包括具有相关的加速踏板位置传感器的加速踏板，其中，所述控制器还被配置为响应于发动机关闭请求，基于以前的加速踏板位置大小的移动平均值超过加速踏板位置阈值，抑制所述离合器分离，并抑制所述发动机停止。
6.如权利要求1所述的车辆，其中，所述移动平均值是加权移动平均值。
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