CN107399317A - Hev中海拔高度补偿目标发动机转速的转速限制 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及HEV中海拔高度补偿目标发动机转速的转速限制。一种用于控制混合动力车辆的系统和方法,所述混合动力车辆具有:发动机;第一电机和第二电机,结合到牵引电池并被构造为分别主要作为电动机和发电机运转;控制器,与发动机、第一电机和第二电机通信,所述系统和方法包括:在一定海拔高度处使目标发动机转速从海平面转速朝着传递需求的发动机功率增加直到达到NVH发动机转速限制。所述系统和方法可基于与NVH发动机转速限制相关的可达到的发动机功率而减小需求的发动机功率。需求的车轮功率可响应于减小的发动机功率而减小。
Description
本申请与于2013年3月15日提交的共同拥有的第13/834,218号美国专利申请相关,其公开的全部内容通过引用被包含。
技术领域
本公开涉及混合动力电动车辆以及在设定目标发动机转速时考虑噪声、振动和声振粗糙度(NVH)影响而补偿海拔高度条件(altitude condition)。
背景技术
混合动力电动车辆可包括可以用于控制发动机转速的发电机。响应于车轮功率需求,控制器确定相应的发动机功率和电动机功率,并使用发动机功率来选择目标发动机转速和扭矩。目标发动机转速和扭矩可根据各种环境条件和操作条件使用可校准表或映射(可被称为能量管理系统(EMS)映射)进行选择。基于各种其他考虑因素(例如,包括性能、排放和车辆NVH)对EMS映射进行校准,以实现期望的燃料经济性。EMS映射通常基于海平面发动机性能进行校准。
相对于与EMS映射中所包含的发动机转速、温度等相关的预期扭矩来说,在一些环境和外界操作条件(例如,较高的海拔(较低的大气压力)、较高的环境温度)下,或在发动机或部件异常的情况(诸如污染的火花塞、脏的燃料喷射器、受限的气流等)下操作,在某些发动机转速或所有发动机转速下,发动机可用或可获得的扭矩会减小。在这种情况下,发动机可能无法在目标转速下提供由EMS映射指定的扭矩,并且发动机将不能在EMS目标转速下传递所请求的功率。然后,车辆系统控制器可将发动机转速提高到发动机可以传递足够的扭矩以满足功率需求的工作点。
对于中等加速踏板操作,对于相同的功率需求,海拔高度补偿的发动机转速可能远高于在海平面和标称环境温度下的发动机转速。某些客户可能会反感与这些高发动机转速相关的NVH。此外,加速踏板位置和相关功率需求的小变化会导致发动机转速的大变化,而车辆加速度没有成比例的变化。
发明内容
提供一种用于控制混合动力电动车辆的系统和方法,所述混合动力电动车辆具有:发动机;第一电机和第二电机,结合到牵引电池并被构造为分别主要作为电动机和发电机运转;控制器,与发动机、第一电机和第二电机通信,所述系统和方法包括:在一定海拔高度处使目标发动机转速从海平面转速朝着传递需求的发动机功率增加直到达到NVH发动机转速限制。所述系统和方法可包括:响应于需求的发动机功率超过在NVH发动机转速限制下可达到的发动机功率而减小需求的发动机功率。需求的发动机功率可基于需求的车轮功率和电机功率或电动机功率之差进行计算。在一些实施例中,需求的车轮功率可基于需求的发动机功率的减小而减小。NVH发动机转速限制可基于海平面发动机转速和可能会引起车辆乘员反感的NVH水平根据经验确定。
在一个或更多个实施例中,NVH发动机转速限制包括海平面发动机转速的分段线性函数,并且仅适用于低于相应的发动机转速阈值的海平面发动机转速。实施例可包括:计算在增加的目标发动机转速下可达到的发动机功率,基于在增加的目标发动机转速下可达到的发动机功率与在NVH发动机转速限制下可达到的发动机功率之间的差来减小需求的发动机功率,并且响应于减小的需求的发动机功率而减小需求的车轮功率。
根据本发明,提供一种控制器实现的用于控制车辆的发动机转速的方法,所述车辆具有发动机以及与牵引电池电连接的第一电机和第二电机,所述方法包括:响应于在可达到的发动机功率相对于校准的发动机功率减小的操作条件下发动机转速朝着传递需求的车轮功率增加,限制发动机转速以限制相关的NVH。
根据本发明的一个实施例,所述方法还包括:响应于与需求的发动机功率相关的发动机转速超过NVH发动机转速限制而减小需求的发动机功率。
根据本发明的一个实施例,所述方法还包括:基于需求的发动机功率的减小来减小需求的车轮功率。
根据本发明的一个实施例,所述方法还包括:基于需求的车轮功率和与当前牵引电池荷电状态(SOC)相关的电机功率来计算需求的发动机功率。
根据本发明的一个实施例,所述方法还包括:基于在与NVH限制相关的受限的发动机转速下可达到的发动机功率来减小需求的车轮功率。
根据本发明的一个实施例,所述操作条件对应于相对于校准的发动机功率下的大气压力而言的减小的大气压力。
根据本发明的一个实施例,所述操作条件对应于发动机部件的性能下降。
根据本发明,提供一种存储有通过车辆控制器可执行的指令的非暂时性计算机可读存储介质,包括执行以下操作的指令:响应于基于混合动力车辆的需求的车轮功率和电机功率之差的需求的发动机功率,控制发动机转速,其中,发动机转速从海平面发动机转速增加以补偿在当前发动机操作条件下减小的发动机功率,并且基于NVH阈值而限制发动机转速。
根据本发明的一个实施例,所述计算机可读存储介质还包括执行以下操作的指令:基于在NVH阈值发动机转速下可达到的发动机功率来减小需求的发动机功率。
根据本发明的一个实施例,所述计算机可读存储介质还包括执行以下操作的指令:基于减小的需求的发动机功率来减小需求的车轮功率。
根据本发明的一个实施例,所述计算机可读存储介质还包括执行以下操作的指令:基于海平面发动机转速而将发动机转速控制为海拔高度补偿的发动机转速。
根据本发明的一个实施例,所述计算机可读存储介质还包括执行以下操作的指令:基于NVH阈值发动机转速而减小需求的发动机功率;基于减小的需求的发动机功率而减小需求的车轮功率。
根据本发明的一个实施例,所述计算机可读存储介质还包括执行以下操作的指令:对与发动机部件的性能下降相关的发动机功率的减小进行补偿。
各种实施例可提供相关联的优点。例如,一个或更多个实施例可控制发动机转速以限制NVH,同时在较高海拔处或在可实现发动机扭矩减小的操作条件下提供海平面性能。当补偿的发动机转速将另外导致潜在的令人反感的NVH时,实施例可以控制发动机转速以提供降低的性能。
从下面结合附图对代表性实施例进行的详细描述中,本公开的上述优点和其它优点和特点将显而易见。
附图说明
图1是根据本公开的一个实施例的基于预期的NVH来限制补偿的发动机转速的代表性的混合动力车辆;
图2示出了根据一个实施例的基于海平面发动机转速的代表性的受NVH限制的发动机转速的确定;
图3示出了根据一个实施例的车轮功率减小以限制发动机转速和相关的NVH;
图4是示出根据各个实施例的用于发动机转速限制的系统或方法的操作的流程图;
图5是示出根据一个实施例的代表性的混合动力车辆控制系统限制发动机转速的操作的框图;
图6是示出具有发动机功率反馈控制的混合动力车辆控制系统的代表性实施例的操作的框图。
具体实施方式
根据需要描述了代表性的实施例。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各种可替代的形式。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,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普通技术人员以多种形式使用实施例的代表性基础。
如本领域的普通技术人员将理解的,参照任一附图示出和描述的各种特征可与一个或更多个其它附图中示出的特征进行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多种组合和变型可被期望用于特定应用或实施方式。
如参照图1至图6更详细地描述的,各种混合动力车辆构造在发动机、电动机/发电机和车轮之间设置类似于无级变速器(CVT)进行操作的传动装置。类似CVT的操作允许系统在海平面和一定海拔高度上提供几乎相同的性能,直到达到可用的最大系统功率,此时进一步增加加速踏板需求将不会产生进一步加速。虽然在与目标发动机转速相关的NVH不过量的情况下(例如,在低-中等功率需求下和/或当发动机性能的降低很小时)根据本公开的各种实施例在较高海拔处提供海平面性能,但是当海拔高度补偿的发动机转速会另外产生可能使某些客户反感的NVH时,根据本公开的各种实施例提供降低的性能。
参照图1,混合动力电动车辆(HEV)10可包括并联的混合动力传动系,其可称为功率分流式动力传动系或功率分流式构造。HEV 10可包括内燃发动机12和电机14。电机14可以根据操作模式而用作电动机、发电机或电动机和发电机两者,但是通常根据在系统中的主要功能或操作模式来称呼电机14。在图1的代表性实施例中,电机14被称为发电机14,这是因为它在运转期间主要用作发电机。然而,在一些操作条件下,电机14也可作为电动机运转。
在本实施例中,发动机12和发电机14可通过由行星齿轮装置16表示的动力传递装置连接。当然,根据具体的应用和实施方式,其他类型的动力传递装置(包括其他的齿轮组和变速器)可用于将发动机12连接到发电机14。行星齿轮装置16包括环形齿轮18、齿轮架20、行星齿轮22和中心齿轮24。发电机14可以将扭矩输出到连接到中心齿轮24的轴26。类似地,发动机12可以将扭矩输出到曲轴28,曲轴28可通过阻尼器或被动离合器32连接到轴30。轴30可连接到行星齿轮装置16的齿轮架20,环形齿轮18连接到轴34。轴34可通过齿轮组38连接到第一组车辆驱动轮或主驱动轮36。
HEV 10可包括另一电机40,另一电机40也可以根据操作模式而用作电动机、发电机或电动机和发电机两者。在所示的代表性实施例中,电机40主要作为电动机运转,并且将被称为电动机40。电动机40可用于将扭矩输出到连接到齿轮组38的轴42,齿轮组38包括被选择以向车轮36提供期望的扭矩倍增的多个连续啮合的齿轮。齿轮组38提供与具有CVT的动力传动系类似的操作。
其他实施例可以包括例如具有不同数量或不同配置的电机的不同的车辆配置。如上所述,包括电动机40和发电机14的电机装置的元件都可以用作输出扭矩的电动机,或者用作将电力输出到高电压总线44和能量存储系统46的发电机,其中,能量存储系统46可包括牵引电池或电池组48和相关的电池控制模块(BCM)50。
牵引电池48可以是能够输出电力以操作电动机40和发电机14的高电压电池。BCM50可以用作牵引电池48的控制器。其他类型的能量存储系统可以用于诸如车辆10的车辆。例如,可以使用诸如电容器的装置。类似于高电压电池,电容器或电容器组既能够存储电能也能够输出电能。或者,诸如燃料电池的装置可与电池和/或电容器结合使用以为车辆10提供电力。
如图1所示,电动机40、发电机14、行星齿轮装置16和齿轮组38可总体上称为传动装置52。尽管图1中描绘为功率分流装置,但可采用其它HEV动力传动系配置,例如并联式HEV或串联式HEV。动力传动系控制模块(PCM)54可用于控制发动机12以及包括发电机14和电动机40的传动装置52的部件。PCM 54可包括总体上被示出为控制器56的车辆系统控制器(VSC)。尽管示出为单个控制器,但VSC 56可包括可用于控制多个车辆系统的多个控制器。PCM 54可包括嵌入在VSC 56内的软件和/或单独的硬件以控制各种车辆系统。
诸如PCM 54的一个或更多个控制器可包括相关的存储器64,存储器64通常表示各种非暂时性计算机可读存储介质中的任意一个。存储器64可包括由各种存储器技术实现的临时或易失性存储器以及持久或非易失性存储器,诸如闪存、RAM、PROM、EPROM、EEPROM、磁盘、SSD等。存储器64可用于存储由一个或更多个处理器执行的程序指令或软件以控制如关于代表性实施例所描述的HEV 10。存储器64还可以存储各种校准和操作参数以及变量。在各种实施例中,存储器64包括布置或存储在阵列、查找表或映射中的数据,其可以被一个或更多个测量的、计算的或估计的参数(诸如温度、大气压力、车辆速度、车轮功率等)访问或索引。
控制器局域网(CAN)58可允许各种控制器或控制模块彼此通信以及与总体上以70表示的各种车辆传感器和致动器通信。例如,VSC 56可利用CAN 58与传动装置52和BCM 50通信。由VSC 56控制的其他装置可具有相关的控制器或模块。例如,发动机控制单元(ECU)60可与VSC 56通信,并且可执行用于发动机12的控制功能(例如,基于海拔高度补偿的NVH发动机转速限制来控制发动机转速)。类似地,传动装置52可包括被配置成协调对传动装置52内的特定部件(例如,发电机14和/或电动机40)的控制的传动装置控制模块(TCM)62。一个或更多个控制器可协调对具有相关的传感器和致动器的车辆系统或子系统的控制,并且可被统称为控制系统。虽然以HEV为背景示出和描述,但是应当理解,本公开的实施例可以在包括例如插电式混合动力电动车辆(PHEV)的其他类型的车辆上实现。
图1还示出了可能与PCM 54相关的传感器、致动器、输入和输出70的简化示意图。传感器、致动器、输入和输出70可使用有线或无线连接与PCM 54直接或间接地通信,并且可以通过或经由一个或更多个其他控制器进行通信。在所示的代表性实施例中,传感器、致动器、输入和输出70包括发动机传感器72(例如,大气压力传感器、环境温度传感器、冷却剂温度传感器、发动机转速传感器、扭矩传感器等)、发动机致动器74(例如,火花塞点火系统、燃料喷射器、可变凸轮正时系统、电子节气门等)、操作者传感器76(例如,加速踏板位置传感器、制动踏板位置传感器、点火钥匙、操作模式开关、行驶里程选择器等)和显示输出78(例如,人机界面、仪表板、状态指示灯等)。各种其他控制器可通过CAN 58将控制参数和/或传感器信息传达到PCM 54。在一个实施例中,BCM 50传送与牵引电池46相关联的电池荷电状态(SOC)。诸如车轮转速、车轮扭矩、车速等的其它信息也可被传送或输入到PCM 54。
在车辆运行期间,轴30通过齿轮架组件20来驱动行星齿轮组16,齿轮架组件20使环形齿轮18和/或可驱动地连接到发电机14的中心齿轮24旋转。发电机14可与中心齿轮24接合使得发电机14可选择性地与中心齿轮24一起旋转。当发动机12可驱动地连接到行星齿轮组16时,发电机14作为行星齿轮组16的操作的反作用元件产生能量。从发电机14产生的电能通过电气连接或总线44被传递到电池48。牵引电池48还接收并存储通过再生制动产生的电能。电池48将存储的电能提供给电动机40以在各种操作模式期间推进车辆。从发动机12传递到发电机14的功率部分也可直接传递到电动机40。PCM 54协调动力传动系中的部件的控制,以向车轮36提供适当的扭矩分配,从而传递驾驶员需求的车轮功率。
根据操作模式和操作条件,HEV 10可以由发动机12单独驱动、由牵引电池48和电动机40单独驱动,或者通过发动机12与电池48和电动机40的组合来驱动。在机械驱动模式或第一操作模式中,控制发动机12以通过行星齿轮组16传递扭矩。环形齿轮18将扭矩分配到齿轮组38。在机械驱动模式中,还可启动电动机40以协助发动机12来驱动传动装置52。
在电驱动模式(EV模式)或第二操作模式中,发动机12被禁用或以其他方式被阻止向轴30分配扭矩。在EV模式中,电池48为电动机40供电以分配扭矩通过齿轮组38以及相关联的输出轴和差速器,从而将扭矩分配到牵引车轮36。PCM 54控制电池48、电动机40、发动机12和发电机14,以根据驾驶员扭矩需求在机械驱动模式或EV模式下将扭矩分配到车轮36,例如,可基于诸如加速踏板位置、所选择的挡位和所选择的操作模式的各种驾驶员输入来确定所述驾驶员扭矩需求。
在图1的代表性实施例中所示的动力传动系配置通过控制用作反作用元件的发电机14的转速而允许独立于车辆速度来控制发动机12的转速。如下面更详细地描述的,发动机转速被控制为针对当前的环境和操作条件提供期望的发动机扭矩,以满足驾驶员需求的车轮功率。如果由于环境或发动机的运行条件而导致相关联的海平面发动机扭矩不可达到(例如会发生于在较高海拔(较低的大气压力和相关的空气密度)、较高的环境温度(较低的空气密度)或发动机部件性能下降的情况下操作时),那么目标发动机转速可从海平面目标转速增加。补偿的目标发动机转速可能会基于预期的NVH而受到限制,以防止可能会令车辆乘员反感的NVH。
应当理解,虽然在图1的代表性实施例中示出了功率分流式动力传动系,但HEV 10可以包括许多其它构造。因此,预期动力传动系的各个部件可以不同以适应各种特定应用。例如,在不包括行星齿轮组16的另一构造中,电机(电动机/发电机)可被设置为通过从发动机或再生制动接收扭矩而作为发电机运转,同时同一电机也可以通过从牵引电池接收电力并通过变速器提供扭矩而作为电动机运转。其它车辆或动力传动系配置可被考虑,并因此被认为在本公开的范围内。
图2是示出了在根据本公开的一个或更多个实施例的用于控制发动机转速的系统或方法中确定补偿的发动机转速的曲线图。图2的曲线图可作为具有离散值的阵列或多维查找表来实现或存储在存储器中,使用插值来确定存储的离散值之间的值。或者,图2的曲线图可以通过存储在存储器中的一个或更多个等式来实现,以基于海平面发动机转速的输入值来计算受NVH限制的发动机转速的输出值。等式或值可以在车辆开发过程中根据经验确定或设定,以基于预期的NVH(原本可能会令车辆乘员反感)来限制发动机转速。
在图2所示的代表性实施例中,将受限于NVH的发动机转速绘制为海平面发动机转速的分段线性函数(其可以是线性的或非线性的)。根据具体的应用和实施方式,可以使用受限于NVH的发动机转速和海平面发动机转速之间的其他关系。所示的代表性实施例包括三个运行范围、区间或区域。其他实施例可以具有不同数量的运行范围、区间或区域。第一范围202对应于这样的海平面发动机转速,在该海平面发动机转速处,基于补偿的发动机转速的NVH低于对于特定应用和操作被认为是可接受的阈值,可获得全车轮功率。第二范围204对应于这样的海平面发动机转速,在该海平面发动机转速处,海拔高度或其它操作性的发动机转速补偿具有有限的权限范围,并且可对初始请求的车轮功率施加一些减小以满足NVH性能参数。第三范围206对应于高的海平面发动机转速,在该海平面发动机转速处,没有提供发动机转速补偿,因此不应用海拔高度补偿。
在图2的曲线图中,线210表示最大发动机转速。线212表示海平面目标发动机转速,该海平面目标发动机转速被确定为针对当前加速踏板位置和车速提供对应于需求的车轮功率的目标发动机扭矩(或功率)。如关于图3至图6更详细地描述的,需求的车轮功率中的一些或全部可根据特定的操作模式和操作条件(例如,诸如电池SOC)由发动机、电机或发动机和电机两者提供。线214表示补偿的发动机转速,该补偿的发动机转速至少在第一操作区域202和第二操作区域204中分别受制于NVH限制。如上所述,在本实施例中,在第三区域206中不执行发动机转速补偿。
因此,在区域202和区域204中,线214表示具有相关联的可接受的NVH水平的发动机转速。这些值可存储在校准表中,用于确定海拔高度补偿的发动机转速限制,其中,海拔高度补偿的发动机转速限制是对于相同的加速踏板位置将在海平面命令的发动机转速的函数。然后,海拔高度补偿策略被限制为如线214所示的发动机转速。如果处于该限制或低于该限制的发动机转速(例如,在低踏板需求下,或在发动机性能没有降低或降低很小的情况下操作时)可满足踏板需求或车轮功率,则可以在车轮处提供加速踏板需求的全车轮功率。如果被约束在由线214表示的这种受限的发动机转速时踏板需求不能得到满足,则相应地减小车轮功率命令,以避免通过使用电动机提供车轮功率而将电池耗尽。PCM 54(图1)(使用来自ECU 60(图1)的最大扭矩信号)计算在海拔高度补偿的发动机转速限制下可用的发动机功率,并且确定功率需求超过该阈值(即,可用的发动机功率)的量。如参照图3至图6所示出和描述的,PCM将使车轮功率命令减小该量。
图3是示出在根据一个或更多个实施例的用于HEV控制的系统或方法中减小发动机功率命令的曲线图。图3的曲线图示出了减小发动机功率命令,使得受限于NVH的发动机转速可满足减小的发动机功率,所述减小的发动机功率对于当前发动机和环境操作条件是可获得或可用的。线302表示发动机功能不受任何部件劣化的影响的情况下海平面处的最大发动机功率。线304表示在当前操作条件(例如,高海拔或以故障模式运行或在部件劣化的情况下运行)下可达到的最大发动机功率。发动机功率需求由线306表示,并且在受限于NVH的补偿的发动机转速下可用的功率由线308表示。阴影区域310表示车轮功率从海平面处的发动机功率需求相对于如由线308表示的可获得的发动机功率的减小量。
图4至图6示出了用于控制HEV以提供受限于NVH的发动机转速补偿的系统或方法的操作。图4至图6的图示提供了根据本公开的代表性实施例的用于具有内燃发动机和一个或更多个电机的HEV的代表性的控制策略。图4至图6中所示的控制策略和/或逻辑通常被存储为由PCM 54和/或相关的车辆控制器中的软件和/或硬件实现的指令或代码。可使用诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等的多种已知策略中的任何一种来处理指令或代码。因此,所示的各步骤或功能可以以所示的顺序执行、并行地执行或在某些情况下被省略。虽然没有明确说明,但是本领域普通技术人员将认识到,所示的步骤或功能中的一个或更多个可根据所使用的具体处理策略而被重复执行。类似地,处理的顺序对于实现本文所述的特征和优点并不一定是必需的,而是为了便于说明和描述而提供的。由图4至图6的简化图表示的控制逻辑或代码主要可以利用由基于微处理器的车辆、发动机和/或动力传动系控制器(诸如VSC 56或ECU 60(图1))执行的指令在软件中实现。当然,根据具体应用,控制逻辑可在一个或更多个控制器中的软件、硬件或软件和硬件的组合中实现。当在软件中实现时,控制逻辑或指令可存储在一个或更多个非暂时性计算机可读存储介质中,该计算机可读存储介质存储有表示由计算机执行以控制发动机的代码或指令的数据。计算机可读存储介质可包括利用电、磁、光和/或混合的存储器来存储可执行指令和相关联的校准信息、操作变量等的多个已知物理装置中的一个或更多个。
图4是示出根据代表性实施例的用于控制车辆的系统或方法的操作的简化流程图。在410处,接收车轮功率请求和SOC功率请求。如前所述,车轮功率请求或需求可由加速踏板位置、车速以及各种其它操作参数和环境参数确定。类似地,SOC功率请求可基于操作模式和各种其它操作参数和环境参数(例如,诸如牵引电池的SOC和温度)来确定。然后在412处,基于需求的车轮功率和SOC功率之差来确定所请求的或需求的发动机功率。在414处,使用所得到的发动机功率来确定对应的海平面发动机转速以传递该发动机功率。如前所述,可使用查找表或等式来确定海平面发动机转速,并且在一些实施例中,海平面发动机转速可以是基于另外的操作参数和环境参数的。
然后,如框416所示,针对可能影响发动机在海平面发动机转速下传递需求的发动机功率的能力的操作参数和环境参数对海平面发动机转速进行补偿。在所示的代表性实施例中,在416处,使用海平面发动机转速来确定海拔高度补偿的发动机转速。然后,在418处,针对NVH限制补偿的发动机转速。如前面参照图2所示出和描述的,受限于NVH的发动机转速可以根据经验确定,并且可随着基于可能引起车辆乘员反感的预期NVH水平的应用而变化。可在特定的发动机转速范围内对发动机转速应用NVH限制。在一个实施例中,将NVH限制应用于低于相应的发动机转速阈值的发动机转速。
在420处,计算受限于NVH的发动机转速下的发动机功率。如果如422处所示的,基于当前发动机和环境操作条件可获得受限于NVH的发动机转速下的发动机功率,则如424处所示的,使用发动机转速命令来控制发动机转速,以传递需求的发动机功率。换句话说,如果对应于需求的发动机功率的补偿的发动机转速处于或低于NVH发动机转速限制,则发动机可在补偿的发动机转速下获得或产生需求的扭矩和功率。如果由于NVH发动机转速限制低于补偿的发动机转速(其是传递需求的发动机功率所需要的)使得在422处发动机功率是不可达到的,则在不包括如426所表示的以及如图6所示的发动机功率反馈的实施方式中,在430处将车轮功率需求减小为匹配在受限于NVH的发动机转速下当前可达到的发动机功率。
如果系统或方法确实包括如426所示的并且参照图6更详细地示出和描述的发动机功率反馈,则在428处,也相应地减小目标发动机功率命令,以防止该发动机功率反馈试图传递全部的发动机功率需求(这在NVH发动机转速限制下将是不可获得的)。无论系统或方法是否包括发动机功率反馈,基于可达到的发动机功率来减小车轮功率需求都防止反馈控制使SOC功率增加以补偿减小的发动机功率。然后,使用减小的车轮功率需求来确定相关联的发动机转速命令,其中,发动机转速被控制为命令的转速,如424处所表示的。
图5是示出根据代表性实施例的用于控制车辆的系统或方法的操作的框图。输入510包括需求的或请求的车轮功率512和可用或需求的SOC功率514,SOC功率514表示基于牵引电池的当前SOC和当前操作模式将由电动机传递或贡献的功率。例如,当前操作模式可以包括这样的模式,在该模式中,电动机不用为稍后的行程或行程段保留牵引电池功率,使得SOC功率514将为零。在EV操作模式中,SOC功率514可用来满足车轮功率512。在混合动力或组合模式中,车轮功率512和SOC功率514用于确定基于车轮功率512和SOC功率514之差的发动机功率请求516。发动机功率请求516用于访问在518处的发动机转速计划(海平面)。如前所述,发动机转速计划可(例如)使用存储在存储器中的查找表或由一个或更多个等式来实现。
然后,如前所述,针对当前发动机和环境操作条件对海平面发动机转速进行补偿。在所示的代表性实施例中,如上文参照图2和图3所示出和描述的,在520处调节海平面发动机转速以提供海拔高度补偿,并且针对NVH对海平面发动机转速进行限制,如在530处所示。如果海拔高度补偿的发动机转速低于NVH发动机转速限制,则向ECU提供转速命令522以控制发动机转速,使得发动机传递足够的扭矩以满足车轮功率512。否则,在532处,确定当前可获得或可达到的发动机功率。在534处,确定可达到的发动机功率和所请求的发动机功率之差,并且该差用于在536处减小请求的车轮功率,其在540处产生车轮功率请求或需求。如前所述,需求或请求的车轮功率的减小防止SOC功率514增加来满足车轮功率512并将电池耗尽。
图6是示出根据代表性实施例的用于控制具有发动机功率反馈的车辆的系统或方法的操作的框图。发动机功率反馈将尝试纠正因限制海拔高度补偿的发动机转速而引起的任何发动机功率不足。为了说明在海拔高度补偿逻辑之前的反馈控制,图6中所示的实施例不直接应用海拔高度补偿的发动机转速限制。更确切地,系统或方法使发动机功率需求与车轮功率需求减小相同的量。结果是,发动机功率需求减小到在海拔高度补偿的期望的发动机转速限制下可实现的水平。因此,在不被直接限制的情况下,海拔高度补偿将不会请求大于期望的发动机转速限制的发动机转速。
如图6所示,控制系统或方法的输入610包括期望或需求的车轮功率612和电动机或SOC功率614。如之前所描述的,基于当前操作模式和操作条件来确定发动机功率请求,使得组合的发动机功率请求616和SOC功率614提供需求的车轮功率612。发动机功率请求616用于确定受制于630处的相应的转速限制的相关联的海平面发动机转速(618)。受限的海平面发动机转速用于确定相应的可用的发动机功率(632)。基于632处的可用的发动机功率和发动机功率请求616,在634处确定功率减小量。所得到的功率减小量在642处使发动机功率请求减小,并在636处使车轮功率命令减小,以在640处提供减小的车轮功率。
基于功率减小量634,在642处调节616处的发动机功率请求,并在644处提供发动机功率反馈。如前文所述,在没有发动机功率减小的情况下,在644处的反馈将尝试增加发动机功率以达到原来请求的发动机功率。然而,在本实施例中,基于634处的功率减小量来减小发动机功率请求,使得基于646处的海平面发动机转速计划和648处应用的海拔高度补偿,在642处所得到的调节的发动机功率请求在发动机转速限制630下将是可达到的,以产生在650处所得到的发动机转速命令。
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包含的所有可能形式。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。尽管各个实施例已经被描述为提供优点或在一个或更多个期望特性方面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、寿命周期成本、市场性、外观、包装、尺寸、可维修性、重量、可制造性、易组装性等。因此,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现方式合意的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 (10)
1.一种车辆,包括:
发动机;
第一电机和第二电机,结合到牵引电池并被构造为分别主要作为电动机和发电机运转;
控制器,与发动机、第一电机和第二电机通信,并被配置为在一定海拔高度处使目标发动机转速从海平面发动机转速朝着传递需求的发动机功率增加直到达到NVH发动机转速限制。
2.根据权利要求1所述的车辆,其中,所述控制器还被配置为:响应于需求的发动机功率超过在NVH发动机转速限制下可达到的发动机功率而减小需求的发动机功率。
3.根据权利要求2所述的车辆,其中,所述控制器还被配置为:基于需求的车轮功率和电动机功率之差来计算需求的发动机功率。
4.根据权利要求3所述的车辆,其中,所述控制器还被配置为:基于需求的发动机功率的减小而减小需求的车轮功率。
5.根据权利要求1所述的车辆,其中,所述NVH发动机转速限制是基于海平面发动机转速的。
6.根据权利要求1所述的车辆,其中,所述NVH发动机转速限制仅针对低于相应的海平面发动机转速阈值的海平面发动机转速限制发动机转速。
7.根据权利要求1所述的车辆,其中,所述控制器还被配置为:
计算在NVH发动机转速限制下可达到的发动机功率;
基于需求的发动机功率和在NVH发动机转速限制下可达到的发动机功率之差而减小需求的发动机功率;
响应于减小的需求的发动机功率而减小需求的车轮功率。
8.一种控制器实现的用于控制车辆的发动机转速的方法,所述车辆具有发动机以及与牵引电池电连接的第一电机和第二电机,所述方法包括:
响应于在可达到的发动机功率相对于校准的发动机功率减小的操作条件下发动机转速朝着传递需求的车轮功率增加,限制发动机转速以限制相关的NVH。
9.根据权利要求8所述的方法,还包括:响应于与需求的发动机功率相关的发动机转速超过NVH发动机转速限制,减小需求的发动机功率。
10.一种存储有通过车辆控制器可执行的指令的非暂时性计算机可读存储介质,包括执行以下操作的指令:
响应于基于混合动力车辆的需求的车轮功率和电机功率之差的需求的发动机功率,控制发动机转速,其中,发动机转速从海平面发动机转速增加以补偿在当前发动机操作条件下减小的发动机功率,并且基于NVH阈值而限制所述发动机转速。
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