CN107176159A - 在混合动力车辆中用于再生制动的控制系统 - Google Patents

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Abstract

公开了一种在混合动力车辆中用于再生制动的控制系统。一种车辆包括动力传动系统、电机、电池和控制器。动力传动系统被配置为：在再生制动期间将动力传递给电机以对电池进行充电。控制器被配置为：响应于需求的动力传动系统输出扭矩减小，基于防颠簸扭矩计划而调节再生制动扭矩极限，基于系统约束而产生实际的再生制动扭矩，并将实际的再生制动扭矩限制为再生制动扭矩极限。

Description

在混合动力车辆中用于再生制动的控制系统
技术领域
本公开涉及混合动力车辆和控制再生制动的方法。
背景技术
再生制动是混合动力车辆的特征，其当车辆减速时在制动事件期间通过重新捕获动能来提高燃料经济性。在再生制动期间，电动马达可作为发电机运转，以将车辆的动能转换为电能，该电能进而用于对电池充电。
发明内容
一种车辆包括控制器。所述控制器被配置为：响应于在存在增加的制动请求时车轮扭矩变为负且同时电池的荷电状态使得再生制动能够单独满足制动请求，根据车轮扭矩计划限制再生制动，使得再生制动无法满足制动请求，并增加摩擦制动以满足制动请求的剩余部分。
一种车辆系统包括控制器。所述控制器被配置为：当需求的车轮扭矩减小时，在电池的荷电状态使得实际的再生制动能够单独满足制动请求时基于根据扭矩计划进行调节的可用的再生制动扭矩而限制实际的再生制动扭矩，使得实际的再生制动无法满足增加的制动请求，并增加摩擦制动以满足制动请求的剩余部分。
一种车辆包括动力传动系统、电机、电池和控制器。所述动力传动系统被配置为：在再生制动期间将动力传递给电机以对电池充电。所述控制器被配置为：响应于需求的动力传动系统输出扭矩减小，基于防颠簸扭矩计划而调节再生制动扭矩极限，基于系统约束而产生实际的再生制动扭矩，并将实际的再生制动扭矩限制为再生制动扭矩极限。
根据本发明的一个实施例，所述系统约束包括电池的充电极限和电机的扭矩极限。
根据本发明的一个实施例，在需求的动力传动系统输出扭矩减小的第一时间段期间，需求的动力传动系统输出扭矩具有正的输出值，并且所述控制器被进一步配置为：在所述第一时间段期间将再生制动扭矩极限调节为零。
根据本发明的一个实施例，所述第一时间段对应于动力传动系统扭矩衰减的时间段，在该动力传动系统扭矩衰减的时间段之后是间隙交叉时间段的第一部分。
根据本发明的一个实施例，在所述第一时间段之后的需求的动力传动系统输出扭矩减小的第二时间段期间，需求的动力传动系统输出扭矩具有负的输出值，并且所述控制器被进一步配置为：调节再生制动扭矩极限，使得在所述第二时间段期间再生制动扭矩极限对应于防颠簸扭矩计划。
根据本发明的一个实施例，所述第二时间段对应于间隙交叉时间段的第二部分。
根据本发明的一个实施例，所述控制器被进一步配置为：响应于间隙交叉时间段的结束，将再生制动扭矩极限斜坡变化到不受防颠簸扭矩计划限制的需求的动力传动系统输出扭矩。
根据本发明的一个实施例，所述车辆还包括变速器，所述变速器被配置为：将再生制动扭矩从车轮传递到电机，并且所述系统约束包括变速器扭矩极限。
附图说明
图1是混合动力电动车辆的示例性动力传动系统的示意图；
图2是示出了车辆动力传动系统控制器的流程图；
图3是示出了动力传动系统控制器的车轮扭矩产生单元的流程图；
图4是示出了动力传动系统控制器的车辆控制单元与动力传动系统控制器的制动控制单元之间的接口的流程图；
图5是示出了车轮扭矩、再生制动扭矩与摩擦制动扭矩之间的关系的示例性曲线图。
具体实施方式
在此描述本公开的实施例。然而，将理解的是，公开的实施例仅为示例，其他实施例可采用各种和替代的形式。附图不一定按比例绘制；可夸大或极小化一些特征以示出特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅为教导本领域技术人员以各种方式使用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，可将参照任一附图示出并描述的各种特征与在一个或更多个其他附图中示出的特征相结合以产生未明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合为典型应用提供代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和变型可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改变。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，所述传动装置16可称为模块化混合动力传动装置(MHT)。如将在下文进一步详细描述的，动力传动装置16包括电机(诸如电动马达/发电机(M/G)18)、关联的牵引电池(B)20、变矩器22以及多阶梯传动比自动变速器或齿轮箱24。
发动机14和M/G 18均为HEV 10的驱动源。发动机14通常代表可以包括内燃发动机(诸如，汽油、柴油或天然气驱动的发动机)或燃料电池的动力源。当发动机14和M/G 18之间的分离离合器26至少部分地接合时，发动机14产生被供应到M/G 18的发动机功率和对应的发动机扭矩。M/G 18可以由多种类型的电机中的任何一种来实现。例如，M/G 18可以是永磁同步马达。如下文将描述的，电力电子器件将电池20提供的直流电力(DC)调节至M/G18所要求的。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至少部分接合时，动力可以从发动机14流到M/G 18或从M/G 18流到发动机14。例如，分离离合器26可以接合并且M/G 18可以作为发电机运转，以将曲轴28和M/G轴30提供的旋转能转换成将存储在电池20中的电能。也可以将分离离合器26分离以将发动机14与动力传动系统12的其它部分隔离，使得M/G 18可以作为HEV 10的唯一驱动源。轴30延伸通过M/G 18。M/G 18持续可驱动地连接至轴30，但是发动机14仅在分离离合器26至少部分接合时才可驱动地连接到轴30。
M/G 18经由轴30连接到变矩器22。因此当分离离合器26至少部分接合时，变矩器22连接到发动机14。变矩器22包括固定到M/G轴30的泵轮以及固定到变速器输入轴32的涡轮。从而变矩器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。涡轮扭矩和泵轮扭矩的大小通常取决于相对转速。当泵轮转速与涡轮转速的比率足够高时，涡轮扭矩是泵轮扭矩的数倍。还可以设置变矩器旁通离合器34(还称为变矩器锁止离合器)，使得当其接合时将变矩器22的泵轮和涡轮摩擦地或机械地结合，允许更高效的动力传输。变矩器旁通离合器34可以作为起步离合器运转以提供平顺的车辆起步。可替代地或者相结合地，对于不包括变矩器22或变矩器旁通离合器34的应用，可以在M/G 18和齿轮箱24之间设置类似于分离离合器26的起步离合器。在一些应用中，分离离合器26通常称为上游离合器并且起步离合器34(可以是变矩器旁通离合器)通常称为下游离合器。
齿轮箱24可以包括齿轮组(未示出)，所述齿轮组通过摩擦元件(诸如离合器和制动器(未示出))的选择性接合而被选择性地以不同的传动比布置以建立期望的多个离散或阶梯传动比。可以通过连接和分离齿轮组的特定元件以控制变速器输出轴36和变速器输入轴32之间的传动比的换挡计划来控制摩擦元件。齿轮箱24基于多个车辆和环境工况通过关联的控制器(诸如动力传动系统控制单元(PCU))从一个传动比自动换挡至另一个传动比。来自发动机14和M/G 18两者的功率和扭矩可传递到齿轮箱24并由齿轮箱24接收。齿轮箱24随后将动力传动系统的输出功率和扭矩提供到输出轴36。
应理解的是，与变矩器22一起使用的液压控制的齿轮箱24仅是齿轮箱或传动装置布置的一个示例；在本公开的实施例中使用从发动机和/或马达接收输入扭矩并随后以不同的传动比将扭矩提供至输出轴的任何多级传动比变速器都是可以接受的。例如，可通过包括沿换挡拨叉导轨平移/旋转换挡拨叉以选择期望传动比的一个或更多个伺服马达的自动机械式(或手动)变速器(AMT)来实施齿轮箱24。通常如本领域普通技术人员理解的，例如，AMT可用于具有较高的扭矩需求的应用中。
如图1中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的相应车桥44驱动一对车轮42。差速器向每个车轮42传输大约相等的扭矩同时允许轻微的转速差异(例如，当车辆转弯时)。可以使用不同类型的差速器或类似的装置将扭矩从动力传动系统分配到一个或更多个车轮。例如，在一些应用中，扭矩分配可根据特定的运转模式或状况而改变。
动力传动系统12进一步包括关联的控制器50(诸如动力传动系统控制单元(PCU))。虽然示出为一个控制器，但控制器50可以是较大控制系统的一部分并且可以通过整个车辆10中的多个其它控制器(诸如车辆系统控制器(VSC))控制。因此，应理解动力传动系统控制单元50和一个或更多个其它控制器可以统称为“控制器”，所述“控制器”响应于来自多个传感器的信号而控制多个致动器以控制多种功能，诸如启动/停止发动机14、运转M/G 18以提供车轮扭矩或为电池20充电、选择或计划变速器换挡等。控制器50可包括与多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器(CPU)。例如，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)中的易失性和非易失性存储器。KAM是可以用于在CPU断电时存储多个操作变量的持久或非易失性存储器。计算机可读存储装置或介质可以使用多个已知存储装置实施，诸如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)、闪存或能存储数据的任何其它电、磁、光学或其组合的存储装置，这些数据中的一些代表可由控制器使用以控制发动机或车辆的可执行指令。
控制器经由输入/输出(I/O)接口(包括输入信道和输出信道)与多个发动机/车辆传感器和致动器通信，所述输入/输出(I/O)接口可以实施为提供多个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。或者，在将特定信号提供至CPU之前，一个或更多个专用硬件或固件芯片可以用于调节和处理特定信号。如图1中的代表性实施例总体上示出的，控制器50可以将信号发送到发动机14、分离离合器26、M/G 18、、电池20、起步离合器34、变速器齿轮箱24和电力电子器件56和/或接收来自发动机14、分离离合器26、M/G18、起步离合器34、变速器齿轮箱24和电力电子器件56的信号。尽管未明确说明，但是本领域的普通技术人员将识别出上述每个子系统内的由控制器50控制的各个功能或组件。可使用通过控制器执行的控制逻辑和/或算法直接或间接致动的参数、系统和/或部件的代表性示例包括燃料喷射正时、速率和持续时间、节气门位置、火花塞点火正时(针对火花点火式发动机)、进气/排气门正时和持续时间、诸如交流发电机的前端附件驱动(FEAD)部件、空调压缩器、电池充电或放电(包括确定最大充电和放电功率极限)、再生制动、M/G运转、用于分离离合器26和起步离合器34的离合器压力以及变速器齿轮箱24等。通过I/O接口传输输入的传感器可以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)、车轮转速(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)、排气含氧量(EGO)或其它排气成分浓度或存在、进气流量(MAF)、变速器挡位、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)、电池温度、电压、电流或荷电状态(SOC)。
可以通过一个或更多个附图中的流程图或类似图表来表示通过控制器50执行的控制逻辑或功能。这些附图提供可以使用一个或更多个处理策略(诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等)来实现的代表性控制策略和/或逻辑。因此，示出的多个步骤或功能可以以示出的序列执行、并行执行或在某些情况下有所省略。尽管没有总是明确地说明，但是本领域内的普通技术人员将理解根据使用的特定处理策略可以重复执行一个或更多个说明的步骤或功能。类似地，处理顺序对于需要实现在此描述的特征和优点并非是必需的，而只是提供以用于说明和描述的方便。控制逻辑可以主要在通过基于微处理器的车辆、发动机和/或动力传动系统控制器(诸如控制器50)执行的软件中实现。当然，根据特定应用，可以以在一个或更多个控制器中的软件、硬件或者软件和硬件的结合来实现控制逻辑。当在软件中实现时，可以在具有代表通过计算机执行以控制车辆或其子系统的代码或指令的存储数据的一个或更多个计算机可读存储装置或介质中提供控制逻辑。计算机可读存储装置或介质可以包括利用电、磁和/或光学存储器以保持可执行指令和关联的校准信息、操作变量等的一个或更多个已知物理装置。
车辆驾驶员使用加速踏板52来提供需求的扭矩、功率或驱动命令以推进车辆。通常，踩下和松开加速踏板52产生加速踏板位置信号，该加速器踏板位置信号可以被控制器50分别解读为增加功率或减小功率的需求。车辆驾驶员还使用制动踏板58提供需求的制动扭矩以使车辆减速。通常，踩下和松开制动踏板58产生制动踏板位置信号，该信号可被控制器50解读为减小车辆速度的需求。基于来自加速踏板52和制动踏板58的输入，控制器50命令到发动机14、M/G 18和摩擦制动器60的扭矩。控制器50还控制齿轮箱24内的换挡正时以及分离离合器26和变矩器旁通离合器34的接合或分离。与分离离合器26类似，可在接合位置和分离位置之间的范围内调节变矩器旁通离合器34。除了泵轮和涡轮之间的液力耦合产生的可变打滑之外，这也在变矩器22中产生可变打滑。或者，根据特定应用，变矩器旁通离合器34可以操作为锁止或打开而不使用调节的操作模式。
为了通过发动机14驱动车辆，至少部分地接合分离离合器26以将至少一部分发动机扭矩通过分离离合器26传输至M/G 18然后从M/G 18传输通过变矩器22和齿轮箱24。M/G18可以通过提供使轴30转动的额外功率来辅助发动机14。该运转模式可称为“混合动力模式”或“电动辅助模式”。
为了将M/G 18作为唯一动力源来驱动车辆，除了分离离合器26将发动机14与动力传动系统12的其余部分隔离之外，动力流保持不变。这段时间期间可以禁用发动机14中的燃烧或者以其它方式关闭发动机14以节省燃料。牵引电池20通过线路54将存储的电能传输至可包括例如逆变器的电力电子器件56。电力电子器件56将来自电池20的DC电压转换成M/G 18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的电压转换为提供给M/G18的AC电压以将正的或负的扭矩提供到轴30。该运转模式可以称为“纯电动”或“EV”运转模式。
在任意运转模式中，M/G 18可用作马达并为动力传动系统12提供驱动力。可选地，M/G 18可用作发电机并将来自动力传动系统12的动能转换成电能储存在电池20中。例如，当发动机14提供用于车辆10的驱动动力时，M/G 18可用作发电机。M/G 18还可在再生制动期间用作发电机，其中来自旋转车轮42的扭矩和旋转(机动)能量或功率经齿轮箱24、变矩器22(和/或变矩器旁通离合器34)回传并被转换为电能储存在电池20中。
应理解，图1中示出的示意图仅仅是示例性的并不意味着限制。可以考虑利用发动机和马达两者的选择性接合以通过变速器进行传递的其它配置。例如，M/G 18可以从曲轴28偏移，可设置额外的马达以启动发动机14，和/或可在变矩器22和齿轮箱24之间设置M/G18。在不脱离本公开的范围的情况下，可以考虑其它配置。
在再生制动期间，HEV 10的控制系统协调动力传动系统和制动系统的操作以使燃料经济性最大化同时考虑车辆操纵性，可能是有优势的。这可通过在再生制动事件期间调节控制系统以考虑车轮扭矩计划(可包括防颠簸(anti-jerk)控制)来实现。在再生制动期间没有考虑车轮扭矩计划会在制动期间导致扭矩孔(torque hole)，这是因为制动控制不知晓动力传动系统的实际状态。这还导致在动力传动系统实际上未如此请求时，传动装置不必要地使变矩器增加容量而处理更多的负扭矩，从而引起能量的浪费。
参照图2，示出了控制器(或动力传动系统控制单元)50。控制器50的各种功能可通过存储在控制器50的存储器内的算法和/或控制逻辑来实施。控制器50包括被配置为产生车轮42的扭矩请求的车辆控制单元62。车辆控制单元62与制动控制单元64和变速器控制单元66进行通信。变速器控制单元66可以指的是控制器50的用于控制变速器齿轮箱24、变矩器22和/或变矩器旁通离合器34的部分。制动控制单元64可以指的是控制器50的用于在再生制动期间控制摩擦制动器60或M/G 18的部分。控制器50可包括一系列输入信道和输出信道，用于与HEV 10的各种组件进行通信并控制这些组件。指示车辆的各种状态的信号可经由输入信道由控制器50接收，指示命令的信号可从控制器50发送到HEV 10的各种组件。控制器50还可包括内部输入信道和内部输出信道，使得包括控制器50的各种组件(在下文中进一步详细描述)可彼此通信。
车辆控制单元62包括产生被约束的车轮扭矩请求(或被约束的动力传动系统输出扭矩请求)的车轮扭矩产生单元(或动力传动系统输出扭矩产生单元)68。车轮扭矩产生单元68将指示被约束的车轮扭矩请求的信号从车辆控制单元62传输到接口70然后传输到变速器控制单元66。接口70产生动力传动系统再生制动扭矩请求。接口70随后将指示动力传动系统再生制动扭矩请求的信号传输到变速器控制单元66。变速器控制单元66进而将指示变速器再生制动扭矩极限的反馈信号传输到车轮扭矩产生单元68。变速器再生制动扭矩极限可以指的是在再生制动事件期间变速器齿轮箱24、变矩器22和变矩器旁通离合器34的扭矩容量，所述扭矩容量取决于当前操作模式(例如，旁通离合器34当前断开、打滑或锁定)、齿轮箱24内的当前挡位选择和/或变速器齿轮箱24、变矩器22和变矩器旁通离合器34内的物理部件的应力/应变极限。
车轮扭矩产生单元68还将指示被约束的车轮扭矩请求的信号从车辆控制单元62传输到接口72然后传输到制动控制单元64。接口72产生可用的动力传动系统再生制动扭矩(或动力传动系统再生制动扭矩极限)。然后，接口72将指示可用的动力传动系统再生制动扭矩的信号传输到制动控制单元64。制动控制单元64进而将指示车辆稳定性扭矩极限的信号传输到车轮扭矩产生单元68。车辆稳定性扭矩极限可以指的是能够施加到车轮而不引起车辆横摆不稳定事件的最大再生制动扭矩。
传动系的其它组件可包括变矩器22、齿轮箱24、输出轴36、差速器40和车桥44。
参照图3，示出了控制器50的车轮扭矩产生单元68。车轮扭矩产生单元68包括车轮扭矩请求确定单元(或动力传动系统输出扭矩请求确定单元)74和车轮扭矩整形单元(wheel torque shaping unit)(或动力传动系统输出扭矩整形单元)76。车轮扭矩请求确定单元74包括用于基于输入来确定实际的车轮输出扭矩请求(或实际的动力传动系统输出扭矩请求)的控制逻辑和/或算法，所述输入包括变速器再生制动扭矩极限、车辆稳定性扭矩极限、电池20的充电极限、M/G 18的扭矩极限、基于加速踏板52的位置的扭矩请求和基于制动踏板58的位置的制动扭矩请求。一旦确定了实际的车轮扭矩请求，车轮扭矩请求确定单元74将指示实际的车轮扭矩请求的信号传输到车轮扭矩整形单元76。车轮扭矩整形单元76包括用于产生被约束的车轮扭矩请求的控制逻辑和/或算法。被约束的车轮扭矩请求是基于来自车辆用户的实际的车轮输出扭矩请求或实际的动力传动系统输出扭矩请求而修改、改变或滤波后的扭矩请求。例如，被约束的车轮扭矩请求可产生与车辆用户的实际的车轮扭矩请求偏离的车轮扭矩以提高效率或改善HEV 10的操纵性。例如，被约束的车轮扭矩请求可基于车轮扭矩计划或动力传动系统扭矩计划(诸如防颠簸扭矩计划)，以防止在换挡、执行踩油门/松油门(tip in/out)、制动等时发生在车辆动力传动系统或传动系其它组件内的NVH问题。
参照图4，示出了控制器50的车辆控制单元62与制动控制单元64之间的接口72。图4还示出了制动控制单元64在再生制动事件期间如何计算摩擦制动扭矩请求。接口72和制动控制单元64包括执行接口72和制动控制单元64的各种功能的控制逻辑和/或算法，如下文的描述。
接口72包括第一输入块78、第二输入块80、第三输入块82、最大值块84和仲裁块86。第一输入块78将指示变速器再生制动扭矩极限(该极限由变速器控制单元66生成)的信号传输到最大值框。第二输入块80将指示M/G18的扭矩极限(该极限可由电池20接收电荷的容量限制)的信号传输到最大值框84。最大值框84确定变速器再生制动扭矩极限和M/G 18的扭矩极限(考虑电池20的荷电极限)的最大值。接下来，最大值框84将指示变速器再生制动扭矩极限和M/G 18的扭矩极限(考虑电池20的荷电极限)的最大值的信号传输到仲裁块86。第三输入块82将指示被约束的车轮扭矩请求(该请求由车轮扭矩产生单元68产生)的信号传输到仲裁块86。仲裁块86随后将指示可用的动力传动系统再生制动扭矩的信号传输到制动控制单元64。
制动控制单元64包括第一输入块88、第二输入块90、第三输入块92、第四输入块94和摩擦制动扭矩请求计算块96。第一输入块88将指示可用的动力传动系统再生制动扭矩的信号传输到摩擦制动扭矩请求计算块96。可用的动力传动系统再生制动扭矩由第一输入块从车辆控制单元62与制动控制单元64之间的接口72的仲裁块86接收。第二输入块90将指示实际的动力传动系统车轮扭矩(或实际的动力传动系统输出扭矩)的信号传输到摩擦制动扭矩请求计算块96。实际的动力传动系统真实扭矩可从车辆控制单元62接收，或可从被配置为检测车轮42(或动力传动系统的输出)处的扭矩的传感器传输。第三输入块92将指示总制动扭矩需求的信号传输到摩擦制动扭矩请求计算块96。总制动扭矩需求可基于由用户踩下制动踏板58所产生的制动踏板58的位置。第四输入块94将指示车辆稳定性扭矩极限的信号传输到摩擦制动扭矩请求计算块96。车辆稳定性扭矩极限可指能够施加在车轮上而不引起车辆横摆不稳定事件的最大再生制动扭矩。基于被包括在摩擦制动扭矩请求计算块96内的控制逻辑和/或算法，输入到摩擦制动扭矩请求计算块96中的信息被转化为摩擦制动扭矩请求。摩擦制动扭矩请求计算块96随后将指示摩擦制动扭矩请求的信号传输到车轮42。
参照图5，示出了表示车轮扭矩、再生制动扭矩和摩擦制动扭矩之间的关系的示例性曲线图。在曲线图中表示的关系是基于控制器50的功能的，控制器50的功能包括但不限于接口72和制动控制单元64的功能。曲线图上的第一曲线表示随时间绘制的未滤波的需求的车轮扭矩(或未滤波的需求的动力传动系统输出扭矩)98。未滤波的需求的车轮扭矩98可基于经由加速踏板52和/或制动踏板58从HEV 10的用户接收的扭矩命令。曲线图上的第二曲线表示随时间绘制的滤波后的需求的车轮扭矩(或滤波后的需求的动力传动系统输出扭矩)100。滤波后的需求的车轮扭矩可对应于被约束的车轮扭矩请求。未滤波的需求的车轮扭矩98可根据车轮扭矩计划而被滤波，以协调动力传动系统和制动系统的操作而使燃料经济性最大化或改善车辆操纵性。例如，滤波后的需求的车轮扭矩100可遵循这样的扭矩计划：当需求的车轮扭矩突然变化而从正值变化到负值时，缓慢地减小车轮扭矩(或动力传动系统输出扭矩)，以防止在动力传动系统或传动系的其它组件内发生NVH问题。滤波后的需求的车轮扭矩100的描述性示例可称为防颠簸扭矩控制系统或防颠簸扭矩计划。曲线图上的第三曲线表示随时间绘制的可用的动力传动系统再生制动扭矩(或动力传动系统再生制动扭矩极限)102，该可用的动力传动系统再生制动扭矩还由图4中的制动控制单元64的第一输入块88表示。曲线图上的第四曲线表示随时间绘制的总制动扭矩需求104，该总制动扭矩需求104还由图4中的制动控制单元64的第三输入块92表示。曲线图上的第五曲线表示随时间绘制的摩擦制动扭矩请求106，该摩擦制动扭矩请求106在图4中的摩擦制动扭矩请求计算块96处产生。
当车辆用户松开加速踏板52(被表示为在时间t1发生的事件)时，未滤波的需求的车轮扭矩98可快速下降到时间t2处需求的负车轮扭矩值。时间t2处的负车轮扭矩值表示在接收制动扭矩请求之前完全松开加速踏板52时的车轮扭矩值(可称为抬起踏板时扭矩请求)。然而，滤波后的需求的车轮扭矩请求100将防止实际的车轮扭矩下降得与未滤波的需求的车轮扭矩98一样快，以防止NVH问题，从而改善HEV 10的操纵性。实际的车轮扭矩可约等于滤波后的需求的车轮扭矩100。
在用户松开加速踏板52不久之后(在时间t3与t4之间)，滤波后的需求的车轮扭矩100将经历一段时间的扭矩减小(或斜坡下降)，以模拟由发动机压缩产生的衰减扭矩。该时间段可称为衰减(或缓冲(dashpot))时间段108。一旦衰减时间段在时间t4处结束，滤波后的需求的车轮扭矩请求100便在间隙交叉(lash crossing)时间段110期间继续减小。间隙交叉指的是传递通过动力传动系统和传动系的扭矩的方向发生变化的时间段。在间隙交叉时间段110期间滤波后的需求的车轮扭矩100减小的速率小于在衰减时间段108期间滤波后的需求的车轮扭矩100减小的速率。间隙交叉时间段110发生在时间t4与t5之间。间隙交叉时间段110可被划分为两个时间段，第一时间段对应于正的滤波后的需求的车轮扭矩请求值，而另一时间段对应于负的滤波后的需求的车轮扭矩请求值。间隙交叉时间段110的滤波后的需求的车轮扭矩请求100具有正值的部分发生在t4与t6之间。间隙交叉时间段110的滤波后的需求的车轮扭矩请求100具有负值的部分发生在t6与t5之间。一旦间隙交叉时间段110在时间t5处完成，那么滤波后的需求的车轮扭矩请求100减小的速率便增大，直到滤波后的需求的车轮扭矩请求100斜坡变化到时间t7处的未滤波的需求的车轮扭矩98的扭矩值。在时间t7处，滤波后的需求的车轮扭矩请求100与未滤波的需求的车轮扭矩98交汇，从而产生单个未滤波的需求的车轮扭矩。
当车辆用户踩下制动踏板58(这被示出为于时间t8开始发生)时，控制器50将需要确定能否出于某种目的而利用制动能量，或能否通过再生制动重新捕获制动能量以使用M/G 18对电池20充电。首先，基于从车辆控制单元62到制动控制单元64的接口72的控制逻辑和/或算法来确定可用的动力传动系统再生制动扭矩102。如前所述，可用的动力传动系统再生制动扭矩102是基于图4中的仲裁块86的输出的，该输出是在被约束的车轮扭矩请求与变速器再生制动扭矩极限和M/G 18的扭矩极限(考虑电池20的荷电极限)中的最大值之间的仲裁结果。再次，在最大值块84中确定变速器再生制动扭矩极限和M/G 18的扭矩极限(考虑电池20的荷电极限)中的最大值。出于简化的目的，最大值块84的输出将称为动力传动系统最大再生制动扭矩。在减小需求的车轮扭矩直到滤波后的需求的车轮扭矩100与未滤波的需求的车轮扭矩98在时间t7处交汇为止的时间段期间，在仲裁块86内发生的过程将可用的动力传动系统再生制动扭矩102限制为滤波后的需求的车轮扭矩100的扭矩计划。在从时间t8到时间t6的第一时间段期间，当在车辆用户踩下制动踏板58之后滤波后的需求的车轮扭矩100为正时，可用的动力传动系统再生制动扭矩102将限制为零。从时间t0到时间t6的第一时间段包括衰减时间段108和间隙交叉时间段110的第一部分(该第一部分在时间t4与t6之间，对应于间隙交叉时间段110的滤波后的需求的车轮扭矩100为正的部分)。一旦在间隙交叉时间段110期间滤波后的需求的车轮扭矩100在时间t6处变为负值，那么可用的动力传动系统再生制动扭矩102将在第二时间段期间等于滤波后的需求的车轮扭矩100，所述第二时间段对应于t6(在该点处滤波后的需求的车轮扭矩100在间隙交叉时间段110期间变为负值)与t5(在该点处间隙交叉时间段110结束)之间的时间段。一旦间隙交叉时间段在时间t5处完成，那么可用的动力传动系统再生制动扭矩102不再受滤波后的需求的车轮扭矩100的车轮扭矩计划限制并斜坡变化而在时间t7获得最大的动力传动系统再生制动扭矩。
此外，当车辆用户在时间t8处踩下制动踏板58时，总制动扭矩需求104将通过摩擦制动扭矩请求106来满足，直到可用的动力传动系统再生制动扭矩102在时间t9处降到抬起踏板时扭矩请求以下为止。一旦可用的动力传动系统再生制动扭矩102在时间t9处降到抬起踏板时扭矩请求的负值以下，那么(基于总制动扭矩需求104以及重新捕获制动能量以对电池20充电的需要、需求或请求或者将制动能量用于一些其它目的的需要)将请求并命令实际的再生制动扭矩(被限制为可用的动力传动系统再生制动扭矩102)。摩擦制动扭矩请求106的负值将减小且其减小量为传递的实际的再生制动扭矩。实际的再生制动扭矩将通过诸如变速器再生制动扭矩极限和M/G 18扭矩极限(受电池20接收电荷的容量限制)的约束而被限制。在示例中，实际的再生制动扭矩由线107表示，并且是总制动扭矩需求104与摩擦制动扭矩请求106之间的差。在示出的示例中，在摩擦制动扭矩请求106增大的时间段期间，如果摩擦制动器60不可用并且电池荷电状态使得再生制动能够单独满足制动请求，由于实际的再生制动扭矩107被限制为可用的动力传动系统再生制动扭矩102，所以实际的再生制动扭矩107不能满足摩擦制动扭矩请求106。在时间t9与t7之间，摩擦制动扭矩请求106的负值随着实际的再生制动扭矩的增大而减小。在图5描绘的示例中，负的摩擦制动扭矩请求106和实际的再生制动扭矩斜坡变化到时间t7处的稳态值，然而，应理解，负的摩擦制动扭矩请求106和实际的再生制动扭矩可以斜坡变化到非稳态值，并可随着制动需求和系统约束的改变而改变。然而，应进一步理解，在可用的再生制动扭矩102获得负值之后，基于利用制动能量或捕捉制动能量对电池20充电的需求，实际的再生制动扭矩107的值能够处在零与可用的动力传动系统再生制动扭矩102之间的任何位置。相应地，如果实际的再生制动扭矩确实具有与所示出的值不同的值，那么将相应地调节摩擦制动扭矩请求106以使实际的再生制动扭矩和摩擦制动扭矩请求106能实现总制动扭矩需求104。此外，应理解，抬起踏板时扭矩请求的负值可以是动态的并与图5中示出的值不同，并且可将制动需求开始时(t8)的时间调节成在与所示出的不同的时间发生。如果抬起踏板时扭矩请求不同或制动需求的时间变换，则将基于上面的描述而相应地调节摩擦制动扭矩请求106和实际的再生制动扭矩。
说明书中使用的词语为描述性词语而非限制，并且应理解的是，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可作出各种改变。如之前所描述的，可组合各个实施例的特征以形成本发明的未被明确描述或示出的进一步的实施例。虽然各个实施例可能已被描述为提供优点或在一个或更多个期望的特征方面优于其他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该认识到，根据具体应用和实施方式，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。因此，被描述为在一个或更多个特性方面不如其他实施例或现有技术实施方式合意的实施例并不在本公开的范围之外，并且可以期望用于特定应用。

Claims (10)

1.一种车辆，包括：
控制器，被配置为：响应于在存在增加的制动请求时车轮扭矩变为负且同时电池的荷电状态使得再生制动能够单独满足制动请求，根据车轮扭矩计划限制再生制动，使得再生制动无法满足制动请求，并且增加摩擦制动以满足制动请求的剩余部分。
2.如权利要求1所述的车辆，其中，所述控制器被进一步配置为：响应于在车轮扭矩变为零之前开始制动，防止再生制动直到车轮扭矩变为负为止。
3.一种车辆系统，包括：
控制器，被配置为：当需求的车轮扭矩减小时，在电池的荷电状态使得实际的再生制动能够单独满足制动请求时基于根据扭矩计划进行调节的可用的再生制动扭矩来限制实际的再生制动扭矩，使得实际的再生制动无法满足增加的制动请求，并且增加摩擦制动以满足制动请求的剩余部分。
4.如权利要求3所述的系统，其中，所述控制器被进一步配置为：响应于在车轮扭矩变为零之前开始制动，防止再生制动直到车轮扭矩变为负为止。
5.如权利要求4所述的系统，其中，所述扭矩计划是防颠簸扭矩计划。
6.如权利要求5所述的系统，其中，与车轮扭矩变为零之前的时间段对应的第一时间段对应于车轮扭矩衰减的时间段，在所述车轮扭矩衰减的时间段之后是间隙交叉时间段的第一部分。
7.如权利要求6所述的系统，其中，与车轮扭矩变为负之后的时间段对应的第二时间段对应于间隙交叉时间段的第二部分。
8.如权利要求7所述的系统，其中，所述控制器被进一步配置为：响应于间隙交叉时间段的结束，使可用的再生制动扭矩斜坡变化到不受防颠簸扭矩计划限制的需求的车轮扭矩。
9.一种车辆，包括：
动力传动系统，被配置为：在再生制动期间将动力传递给电机以对电池充电；
控制器，被配置为：响应于需求的动力传动系统输出扭矩减小，基于防颠簸扭矩计划而调节再生制动扭矩极限，基于系统约束而产生实际的再生制动扭矩，并将实际的再生制动扭矩限制为再生制动扭矩极限。
10.如权利要求9所述的车辆，其中，所述系统约束包括电池的充电极限和电机的扭矩极限。
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