CN108860133A - 用于控制混合动力电动动力传动系统的系统和方法 - Google Patents

用于控制混合动力电动动力传动系统的系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于控制混合动力电动动力传动系统的系统和方法。提供了用于增强动力分流混合动力电动车辆动力传动系统中的反向驱动扭矩的方法和系统。在一个示例中，一种方法包括：经由用作马达的发电机加速发动机任意次数以提供发动机制动扭矩，该发动机制动扭矩可以增加反向驱动扭矩以使车辆能够以高于阈值车速的车速反向推进。通过这种方式，可以改善反向拖曳力并增加客户满意度。

Description

用于控制混合动力电动动力传动系统的系统和方法
技术领域
本发明总体上涉及用于控制车辆发动机以增加动力分流/动力分配(powersplit)混合动力系统中的反向(reverse)扭矩输出能力的方法和系统。
背景技术
在美国专利No.7,285,869中公开了一种已知的具有分流动力流动路径的混合动力电动车辆动力传动系统，该专利转让给本发明的受让人。该动力传动系统包括电力动力源，其包括牵引马达、电池和能够用作马达的发电机。发动机是机械动力源，并且行星齿轮系统在电力和机械动力源和车辆牵引轮之间建立分开的扭矩传递路径。行星齿轮单元包括可驱动地连接到牵引轮的环形齿轮，可驱动地连接到发电机的中心齿轮和可驱动地连接到发动机的行星齿轮架。发电机、马达和电池电连接。
在分开的动力输送模式中在向前驱动期间施加到行星齿轮架的发动机扭矩与通过发电机施加到中心齿轮的反作用扭矩的方向相反。由发动机施加到行星齿轮架的扭矩等于施加到中心齿轮的扭矩和发动机施加到环形齿轮的扭矩之和。
如果在发动机关闭的情况下在电动马达起动期间使用电动马达，则马达将以与马达转子的旋转方向相同的方向驱动环形齿轮。由于行星齿轮架直接连接到当时未被供给燃料的发动机，所以中心齿轮相对自由地旋转，而行星齿轮架不转动。除了由于轴承摩擦损失和齿轮摩擦损失而传送给中心齿轮的小扭矩之外，此时行星齿轮单元基本上没有反作用元件。
如果发电机在正向马达起动期间被命令向所述马达提供辅助，则发电机被控制为在其沿负方向(例如，从发动机的位置看为逆时针方向)旋转时作为马达起作用。此时，扭矩沿负方向被施加到行星齿轮架。超速联轴器(overrunning coupling)此时提供反作用扭矩，使得发电机扭矩能够被传递到环形齿轮，该环形齿轮在向前驱动方向上驱动牵引轮。然后电池为马达和发电机二者提供电力。然而，发电机在反向起动期间可能不能够辅助马达，因为没有可用的反作用扭矩以允许发电机扭矩被分配到环形齿轮。
由于发动机正扭矩(例如，从发动机的位置看时的顺时针扭矩)将减小来自马达的驱动扭矩贡献，因此车辆系统控制器所使用的已知策略可以在反向行驶操作期间使发动机的使用最小化。在这样的情况下，操作范围受限，其中当电池没有足够的荷电状态以向马达供电时，发动机可用于向发电机提供驱动扭矩以对电池充电。
峰值反向车轮扭矩是决定车辆爬坡能力，或者在某些越野状况下反向操纵车辆能力，或者在障碍物(例如道路路缘)上反向操纵车辆能力的重要因素。然而，在美国专利No.7,285,869中公开的类型的动力传动系统只能产生有限的峰值反向驱动轮扭矩。
美国专利No.US 7,576,501教导了一种策略，该策略以允许发动机以未被供给燃料状态驱动以增大反向驱动扭矩的方式使用混合动力动力传动系统部件。简而言之，该策略包括在反向驱动操作期间经由发电机驱动未被供给燃料的发动机。在发动机未被供给燃料的情况下，负发动机制动扭矩可以等于发动机的泵送和摩擦损失乘以齿轮比。在反向驱动中，这可能会使峰值反向车轮扭矩提高到超出牵引马达产生反向车轮扭矩的能力。美国专利No.US7,576,501进一步教导了选择经由发电机驱动未被供给燃料的发动机的速度。由于电池供应电力以提供增强的或提升的反向车轮扭矩，因此功率消耗被最小化以延长提升的反向驱动操作。因此，美国专利No.US7,576,501教导了通过以最低可能的发动机转速运转发动机来使功率消耗最小化。
发明内容
本文的发明人已经认识到这种解决方案的潜在问题，并且已经开发了至少部分地解决它们的系统和方法。在一个示例中，提供一种方法，所述方法包括：响应于驾驶员请求的负车轮扭矩超过电动马达的容量(capability)，加速耦接到混合动力机动车辆的车轮的发动机以提供负车轮扭矩，所述发动机经由临时用作马达的发电机加速，所述电动马达也耦接到一个或多个车轮；和响应于车速增加超过阈值车速而仅基于驾驶员需求来操作发动机。以这种方式，车速可以相反于阈值速度增加，这可以使得车辆能够克服妨碍车辆达到阈值速度的障碍物或坡度。
作为示例，经由发电机加速发动机可以提供发动机制动扭矩。作为另一个示例，发动机可以以最大速率加速以提供负车轮扭矩。
在另一个示例中，响应于加速发动机，并且还响应于车速增加不超过阈值车速的指示，该方法可以包括降低发动机转速，直到发动机转速低于阈值发动机转速，并且可以进一步包括重复加速发动机以将车速增加到阈值车速或超过阈值车速。例如，当驾驶员请求的负车轮扭矩超过马达的容量时，可以任意次数进行降低发动机转速并重复加速发动机。在一些示例中，加速发动机可以在释放车轮制动器的情况下进行，车轮制动器被配置成向车轮提供制动扭矩，并且响应于车速增加不超过阈值车速并且正好在降低发动机转速之前，施加车轮制动器。
作为另一个示例，该车辆可以包括动力分流混合动力系统，该动力分流混合动力系统包括发动机、电动马达、发电机、电池和齿轮装置/传动装置(gearing)，该齿轮装置在从所述发动机和所述电动马达向前驱动车轮期间以及在从所述电动马达和所述发电机的反向驱动期间形成分开的动力流动路径。在向前驱动期间，电动马达可以在一个方向上操作，并且在反向驱动期间电动马达可以在与所述一个方向相反的方向上操作。更进一步，经由发电机加速发动机可以在发动机不燃烧空气和燃料的情况下进行。
当单独或结合附图阅读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更容易地理解。
应该理解的是，提供上面的概述是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。这并不意味着确定要求保护的主题的关键或本质特征，要求保护的主题的范围由随附的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决上面或在本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1示出混合动力电动车辆(HEV)系统中的示例动力传动系统。
图2示出说明用于图1所示类型的动力传动系统的反向驱动策略的一部分的高级示例方法。
图3示出如何计算车轮扭矩极限并将其应用于图1所示类型的动力传动系统的驾驶员请求的图表。
图4示出说明车辆系统控制器如何在图1所示类型的动力传动系统的反向驱动期间选择发动机操作点和系统限制的高级示例流程图。
图5A示出用于图1所示类型的动力传动系统的反向驱动的混合动力车辆动力传动系统的行星齿轮运动学的杠杆分析(lever analogy)图。
图5B示出用于图1所示类型的混合动力车辆动力传动系统的行星齿轮运动学的杠杆分析图，其具有改善的反向驱动性能特征。
图6示出说明针对图1所示类型的动力传动系统的用于改善反向驱动性能并且在反向驱动操作期间最小化电池功率的使用的策略的高级示例方法。
图7示出说明用于进一步改善图1所示类型的分流动力输送混合动力车辆中的反向驱动性能的本发明的策略的高级示例方法。
图8示出用于图1所示类型的混合动力车辆动力动力传动系统的行星齿轮运动学的杠杆分析图，根据图7描述的方法，该车辆使用改善的反向驱动性能。
图9示出用于图1所示类型的车辆动力传动系统的改善的反向驱动性能的示例时间线900，其中经由图7的方法实现了改善的反向驱动性能。
具体实施方式
以下描述涉及用于改善图1所示类型的分流动力输送混合动力车辆中的反向拖曳力(gradability)的系统和方法。这种车辆可以包括发动机、行星齿轮组、第二齿轮组、马达和发电机。在一个示例中，如图2所描述，车辆系统控制器可以确定发动机状态(例如，开启或关闭)和扭矩极限。如果车辆操作者的扭矩请求超过车轮扭矩极限，则车辆操作者的请求可能会被限幅(clipped)。如图3所示，如果发动机关闭，则车轮扭矩极限可以简单地是马达的负扭矩极限乘以齿轮比。或者，如果发动机开启，则车轮扭矩极限可以包括发动机扭矩与马达的负扭矩极限之和。图4中示出了说明车辆控制器如何在反向驱动期间选择发动机操作点和系统极限的方法。
如上所述，如果发动机关闭，则车轮扭矩极限可以是马达的负扭矩极限乘以齿轮比。如果发动机开启，则车轮扭矩极限可以解释由于正发动机制动扭矩而发生的扭矩降低。然而，如果发动机未被供给燃料地由使用电池电力的发电机驱动或推动，则净车轮扭矩可以减少等于负发动机制动扭矩乘以齿轮比的量。可以理解的是负发动机制动扭矩等于发动机的泵送和摩擦损失乘以齿轮比。在反向驱动中，这可能会将峰值反向车轮扭矩提升到超出牵引马达产生反向车轮扭矩的能力的值。这样的特征可以改善车辆的反向拖曳力能。图5A示出了当发动机处于开启时并且车辆正被反向推进时，作用在行星齿轮单元的每个元件上的角速度和扭矩的杠杆分析图，然而，图5B示出了在发动机由发电机驱动的状况下的类似杠杆分析图，以改善反向拖曳力。
图6示出了一种用于反向推进图1所示类型的车辆系统的方法。如果期望的车轮扭矩可以通过马达满足，则该方法可以基本上包括图2的方法。可替代地，如果期望的车轮扭矩不能满足，并且车载能量存储装置(例如电池)能够提供附加扭矩，则可以利用其中发动机未被供给燃料地被发电机驱动，并且发动机转速最小化并且发动机损失最大化的策略，以尝试增加负车轮扭矩。
然而，可能存在这样的情况，即如关于图2-6讨论的那样操作发动机不足以使车辆反向推进。例如，图5B的杠杆分析示出其中发动机转速最小化并且发动机损失最大化的情况，以在尝试反向推进车辆时保持电池电量。如果这种方法是由车辆控制器执行的，但是车辆仍然没有被反向推进，那么可能还需要附加扭矩。在这样的示例中，根据图7的方法，发动机可以被快速加速，以进一步增加负车轮扭矩。可以理解的是，可以根据需要多次重复图7的方法，直到车辆被指示为正在被反向推进。在图8中描绘的杠杆分析图示出了如何利用发电机加速未被供给燃料的发动机可以导致负发动机扭矩的增加，从而导致负车轮扭矩的增加。说明图7所描述的方法的时间线在图9处描述。
现在转到附图，图1包括车辆系统100的示意性框图表示，以说明根据本发明的用于控制车辆动力传动系统的系统或方法的一个实施例。车辆系统100通常表示具有带内燃发动机(ICE)12的传统或混合动力电动动力传动系统的任何车辆。在所描述的实施例中，车辆系统100是混合动力电动车辆(HEV)系统，其中动力传动系统11包括内燃发动机12、电池46和电动机械(例如，马达和/或发电机)。然而，应理解的是，在替代实施例中，本文讨论的扭矩控制方法可以应用于其他混合动力车辆配置以及具有内燃发动机的常规车辆。
车辆动力传动系统11包括发动机12和经由齿轮组耦接到发动机的电动机械(本文被描绘为发电机14)。这样，发电机14也可以被称为电动机械，因为它可以作为马达或发电机操作。发动机12和发电机14通过动力传递单元或变速器连接，在该实施例中，动力传递单元或变速器由行星齿轮组16实现。这样，其他类型的动力传递单元(包括其他齿轮组和变速器)可以用于将发动机12连接到发电机14。行星齿轮组16包括环形齿轮18、行星齿轮架20、行星齿轮22和中心齿轮24。
发电机14能够用于提供电流以给电池46充电或者操作马达40。或者，发电机14可以作为马达操作，以向连接到中心齿轮24的轴26提供输出扭矩。类似地，发动机12的操作将扭矩供应到连接到行星齿轮架20的轴28。提供制动器30用于选择性地停止轴26的旋转，从而将中心齿轮24锁定在适当位置。由于该配置允许扭矩从发电机14传递到发动机12，因此提供单向离合器32以使得轴28仅在一个方向上旋转。此外，当需要时，发电机14能够用于经由行星齿轮组16和轴28来控制发动机12的旋转速度。
环形齿轮18连接到轴34，该轴通过第二齿轮组38连接到车辆驱动轮36。车辆系统100还包括马达40，马达40能够用于将扭矩输出至轴42。马达40也可以被称为电动机械，因为其可以作为马达或发电机操作。特别地，电池46可以被配置为给电动机械供电并且将其作为马达操作。在本发明范围内的其他车辆可以具有不同的电动机械布置，诸如比本文描述的两个电动机械(发电机14和马达40)更多或更少。在图1所示的实施例中，电动机械14、40二者可以被操作为使用来自电池46或电流的另一来源的马达，以提供期望的输出扭矩。可选地，两个电动机械14、40可以被操作为向高压总线44和/或由高压电池46表示的能量存储装置供应电力的发电机。能够使用的其他类型的能量存储装置和/或输出装置包括例如电容器组、燃料电池、飞轮等。
如图1所示，马达40、发电机14、行星齿轮组16和第二齿轮组38的一部分通常可以被称为驱动桥(transaxle)48。提供在硬件和/或软件中实现的一个或多个控制器50以控制发动机12和驱动桥48的部件。在图1的实施例中，控制器50是车辆系统控制器(VSC)。虽然VSC 50显示为单个控制器，但它可以包含多个硬件和/或软件控制器。例如，VSC 50可以包括单独的动力传动系统控制模块(PCM)，其可以是嵌入在VSC 50内的软件，或者可以由具有相应软件的单独的硬件设备来实现的PCM。本领域的普通技术人员将认识到，控制器可以由可以包括编程逻辑的专用硬件设备和/或执行计算机可读指令的嵌入式微处理器来实现以控制车辆和动力传动系统。控制器局域网络(CAN)52可以用于在VSC 50、驱动桥48和一个或多个其它控制器(例如电池控制模块(BCM)54)之间传送控制数据和/或命令。例如，BCM 54可以传送诸如电池46的电池温度、荷电状态(SOC)、放电功率限制和/或其它工况或参数的数据。除电池46之外的设备还可以具有与VSC 50通信的专用控制器或控制模块，以实现对车辆和动力传动系统的控制。例如，发动机控制单元(ECU)可以与VSC 50通信以控制发动机12的操作。另外，驱动桥48可以包括一个或多个控制器，诸如驱动桥控制模块(TCM)，其被配置为控制驱动桥48内的特定部件，诸如发电机14和/或马达40。
各种控制器或控制模块(诸如VSC 50和BCM 54)的任何或全部可以包括基于与存储器管理单元(MMU)2通信的中央处理单元(CPU)10的微处理器，其管理各种计算机可读存储介质74。计算机可读存储介质优选地包括各种类型的易失性和非易失性存储器(诸如只读存储器(ROM)17、随机存取存储器(RAM)8和保活存储器(KAM)7)。计算机可读存储介质可以使用许多已知的临时和/或永久存储器设备中的任何一个来实现，所述存储器设备诸如PROM、EPROM、EEPROM、闪存或能够存储数据、代码、指令、校准信息、操作变量等的由CPU 10用于控制发动机、车辆或各种子系统的任何其他电、磁、光或组合存储器。对于不包括MMU 2的控制器体系结构，CPU10可以直接与一个或多个存储介质74通信。CPU 10经由输入/输出(I/O)接口82与发动机、车辆等的各种传感器和致动器通信。
车辆系统100还可以包括一个或多个排放控制装置56。这些装置可以包括，例如，用于收集燃料蒸汽以减少排放的碳罐。时常，碳罐可能被清空，使得收集的蒸汽被带入发动机进气系统并燃烧。排放控制装置56还可以包括处于各种配置的一个或多个催化剂或催化反应器以处理发动机12的排气。除了排放控制装置56之外，车辆系统100还可以包括一个或多个发动机或马达驱动的附件(AC/DC)58。由于附件58使用由发动机12产生的扭矩和/或来自电池46和/或电动机械14、40的电能，所以附件58中的一个或多个可以由VSC 50选择性地控制以在燃烧稳定极限附近操作时更精确地控制发动机12的扭矩产生。例如，空调系统可以包括压缩机59，该压缩机59的操作在选定的运行模式期间通过控制器调整，以更精确地控制发动机12的运行。
在一些示例中，车辆系统100可以包括防抱死制动系统(ABS)113。例如，ABS可以包括车轮速度传感器114。ABS可以进一步包括在制动液压装置(未示出)内的至少两个液压阀(未示出)。控制器50可以监控每个车轮的旋转速度，并且响应于比其他车轮旋转明显慢的车轮旋转的检测，可以控制ABS 113以减小受影响车轮处的制动器115的液压，由此减小所述车轮上的制动力。可选地，响应于比其他车轮旋转明显快的车轮旋转的检测，可以控制ABS 113以增加受影响车轮处的制动器的液压，由此增加所述车轮上的制动力。在更进一步的情况下，如将在下面进一步详细讨论的，ABS 113可以命令在一个或多个车轮处的增加的制动压力，以便防止车辆响应于发动机12的减速而向前运动。本文，经由ABS 113在一个或多个车轮处增加制动压力可以被称为启动或应用一个或多个车轮制动器。例如，ABS 113可以启动或应用一个或多个车轮制动器，以便在发动机12在加速发动机以瞬间增加负的车轮扭矩之后旋转减慢时防止车辆的向前运动，这将在下面更详细地讨论。
车辆系统100在一些示例中可以进一步包括电子驻车制动系统151。例如，电子驻车制动系统可以与车辆控制器结合使用以接合或释放电子驻车制动器152。在一些示例中，电子制动系统151可以被车辆控制器利用以在发动机12如上所述在加速发动机后旋转减慢时接合电子驻车制动器152。
现在参考图2，其示出用于图1中所示类型的动力传动系统的反向驱动策略的一部分的高级示例方法200。方法200将参考本文所述和图1中所示的系统进行描述，然而应该理解，在不脱离本公开的范围的情况下，类似的方法可以应用于其他系统。方法200可以由诸如图1中的控制器50的控制器执行，并且可以作为非临时性存储器中的可执行指令存储在控制器中。执行方法200的指令可以由控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并结合从车辆系统的传感器(例如上面参考图1所述的传感器)接收到的信号来执行。根据下面描述的方法，控制器可以采用车辆系统致动器。
方法200从205开始，并且可以包括图1所示的动力传动系统的反向驱动操作期间指示或计算期望的车轮扭矩。例如，期望的车轮扭矩可以是加速器踏板位置的函数。车辆系统控制器(例如50)通过基于加速器踏板位置和系统扭矩极限命令期望的车轮扭矩来控制反向操作。
继续到210，车辆系统控制器可以确定发动机状态，例如，发动机是开启还是关闭，并且可以进一步确定扭矩极限(例如，车轮扭矩极限)。在215处，如果车辆操作者请求的扭矩超过车轮扭矩极限，则车辆操作者请求可以被限幅。在220处，通过控制信号流路径将命令发送到各个动力传动系统子系统。
期望的车轮扭矩可以经由在图3的310处示出的查找表来计算。车辆操作者对车轮扭矩的请求通过由信号输入305表示的加速器踏板位置指示。车轮扭矩命令(其可以是表格310的输出)是车速的函数。图3所见的在308的扭矩值下，信号被限幅。如果发动机关闭，则在308处的车轮扭矩极限仅仅是由控制器(例如50)报告的马达的负扭矩极限乘以齿轮比。当发动机开启时，车轮扭矩限制导致由于正发动机扭矩而发生的环形齿轮扭矩减小。这可以从定义发动机扭矩τeng、马达扭矩τmot和车轮扭矩τwhl之间的稳态关系的方程明显地看出，该方程由下式给出：
(1)τwhl＝kmot2whl(keng2mot*τeng+τmot),
其中kmot2whl和keng2mot是从行星齿轮、副轴和差动齿轮装置得出的齿轮比。在反向驱动操作期间，马达扭矩为负值，因此正发动机扭矩可以降低可用的反向扭矩。
图3示出了在一些示例中车辆系统控制器(例如50)如何在正发动机扭矩减小可用反向扭矩时的反向操作期间最小化发动机使用。只有当高压电池(例如46)不再能够供应运行牵引马达所需的功率时，才可以使用发动机扭矩，并且发动机必须向发电机提供功率，发电机将能量分配给马达。如图3所示，表315中示出了增加发动机功率以提供“发动机启动”功率调节。“发动机启动”调节期间的发动机功率仅在低扭矩和高转速时产生。
在图3中，320表示在发动机关闭的反向驱动期间的马达扭矩极限，其中恒定kmot2whl是马达与牵引车轮的齿轮比/传动比。因此，如果发动机保持关闭，则车轮扭矩命令335可以是马达扭矩极限320。然而，如果发动机开启，则车轮扭矩命令335可以是发动机开启功率调节315和马达扭矩极限的总和325。作为一示例，如果发动机提供+10Nm的扭矩(例如315)，并且如果反向驱动中的马达扭矩限制320是-210Nm，则这两个值在325处相加，使得车轮扭矩命令335将是-200Nm。即使车辆操作者要命令对应于-250Nm的命令的车轮扭矩的踏板位置305，335处的有效车轮扭矩命令仍可以是-200Nm。
图4示出说明车辆系统控制器可如何在图1所示类型的动力传动系统的反向驱动操作期间选择发动机操作点和系统极限的高级示例方法400。方法400将参考本文描述和在图1中示出的系统来描述。然而应该理解，在不脱离本公开的范围的情况下，类似的方法可以应用于其他系统。方法400可以由控制器(诸如图1中的控制器50)执行，并且可以作为非临时性存储器中的可执行指令存储在控制器中。执行方法400的指令可以由控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并且结合从车辆系统的传感器(例如上面参考图1所述的传感器)接收到的信号来执行。根据下面描述的方法，控制器可以采用车辆系统致动器。
方法400在405处开始，并且可以包括指示电池是否具有能够满足车辆操作者的车轮扭矩命令(例如305)的荷电状态(SOC)。如果指示电池可以满足命令的车轮扭矩，则如在410处所示发动机保持关闭。继续到415，方法400可以包括计算“发动机关闭”车轮扭矩极限。可以理解的是，步骤415可以包括与图2处所描述的步骤215相同的步骤或例程。
返回到405，响应于电池不能够供应满足车辆操作者的动力请求所需的动力的指示，方法400可以进行到420。在420处，方法400可以包括开启发动机。例如，如本领域已知的那样，开启发动机可以包括向发动机提供燃料和火花。响应于在420处开启发动机，方法400可以前进至425。在425处，方法400可以包括参考用于确定“发动机开启”限制调节的发动机转速和扭矩值的预先校准表的车辆控制器(例如50)，如先前在图3中的315所示。
使用在步骤425处指示的值，可以在方法400的步骤430处计算发动机开启时的车轮扭矩极限。这可能涉及将由表315(图3)确定的调节添加到在320(图3)处确定的基于马达的反向极限。然后该总和可以与表格310(图3)的限幅车轮扭矩输出进行比较，以在430处计算发动机开启车轮扭矩极限。然后方法400可以结束。
如所提及的，图1中示意性示出的那种类型的变速器的特征在于运动学，如果发动机在向前驱动中由使用电池动力的发电机驱动，则运动学特性可减小净车轮扭矩。如上面讨论的方程(1)所示例的，净车轮扭矩的减小量等于负发动机扭矩乘以齿轮比。如果发动机未被供给燃料，则净车轮扭矩的减少量等于发动机的泵送和摩擦损失扭矩乘以齿轮比。在反向驱动中，这可以导致动力传动系统的峰值反向车轮扭矩提高到超出牵引马达的能力的值。这可能因此导致车辆的反向拖曳力性能的改善。
为了使用这种反向驱动策略对动力传动系统元件的运动学进行解释的目的，将对图5A和图5B进行参考。
图5A示出作用在行星齿轮单元的每个元件上的角速度和扭矩的杠杆分析图。在此描述中将参考顺时针运动和逆时针运动。这些术语将从图1所示的行星齿轮单元16的透视图中被使用。发电机将位于图1的行星齿轮单元16的右侧。
图5A示出了在发动机开启的反向驱动期间的环形齿轮的角速度ωr、发动机的角速度ωe和发电机的角速度ωg。行星齿轮架角速度与发动机转速相同，并且中心齿轮角速度与发电机速度相同。发电机速度由图5A中相对较长的矢量ωg表示。由于环形齿轮(例如18)沿逆时针方向被驱动，所以中心齿轮(例如24)沿顺时针方向被驱动。环形齿轮由马达通过齿轮装置(例如38)驱动。发动机(例如12)沿顺时针方向驱动中心齿轮(例如24)。环形齿轮速度ωr是沿逆时针方向。如图5A所示，如果发电机转速方向与发电机扭矩方向相反，则发电机可以为电池和马达供电。
发电机可以被控制以用作发电机以确保发动机以期望的速度运转。由于发电机在该驱动模式下的较高速度，当发电机速度接近其最大速度时，发动机可能被关闭或者反向车速可能被限制。
作用在发电机上的扭矩是沿逆时针方向，如Tg所示。该扭矩与中心齿轮扭矩相同。被示为Tr的环形齿轮扭矩是沿逆时针方向的，因为它是由在反向驱动期间沿逆时针方向作用的马达驱动的。发动机扭矩Te沿顺时针方向，因为此时发动机被供给燃料。
环形齿轮和行星齿轮架之间的有效扭矩比由符号p表示。行星齿轮架和中心齿轮之间的有效扭矩比是一致的。
由H·Benford和M·Leising在1981年出版的SAE论文第810102号中描述了使用杠杆分析来解释齿轮系统的运动学。
与图5A的杠杆分析相比，在图5B中示出了用于反向驱动的相应的杠杆分析，其中发动机被未被供给燃料地旋转以改善反向驱动。如上所述，在图5B的情况下，发动机不被供给燃料。相反，可以理解的是，发动机由发电机(例如14)和行星齿轮架(例如20)使用电池电力沿顺时针方向推动或驱动，如图5B中的ωe所示。然而，在Te处示出的发动机制动扭矩沿逆时针方向，该逆时针方向与如图5A所示的用于发动机打开时的反向驱动模式的发动机扭矩矢量相反。行星齿轮架此时可以用作行星齿轮单元中的反作用元件，这可以导致环形齿轮(例如18)沿逆时针方向被驱动。这与反向驱动期间马达的旋转方向相同。由发动机反作用制动效应引起的环形齿轮的扭矩因此可以增大由马达产生的反向驱动扭矩。
在Tr处示出的环形齿轮扭矩矢量的方向与图5A的图表的扭矩矢量Tr的方向相反。图5B的图表中的环形齿轮的旋转方向(在ωr处示出)与图5A处所示图表的环形齿轮的旋转方向相同。图5B中在Tg处所示的作用在发电机上的顺时针扭矩与图5A的图表中的发电机扭矩矢量的方向相反。发动机扭矩Te也相反。
现在转到图6，示出了用于改善配备有图1所示类型的动力传动系统的车辆中的反向拖曳力的高级示例方法600。方法600将参考本文描述并在图1中示出的系统来描述。然而应该理解，在不脱离本公开的范围的情况下，类似的方法可以应用于其他系统。方法600可以由控制器(诸如图1中的控制器50)执行，并且可以作为非临时性存储器中的可执行指令存储在控制器处。用于执行方法600的指令可以由控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并结合从车辆系统的传感器(诸如以上参照图1所述的传感器)接收到的信号来执行，所述传感器例如是以上参考图1所述的传感器。根据下面描述的方法，控制器可以采用车辆系统致动器。可以理解的是，方法600的一些步骤与以上在方法200处描述的那些步骤相同。在方法600的步骤与方法200的步骤相同的情况下，将使用同样的参考数字，但是添加了“撇(')”符号。在下面的方法600的描述中，可以理解的是，例如可以经由一个或多个车轮速度传感器(例如114)向控制器提供车速的指示。
方法600在205'处开始并且可以包括计算期望的车轮扭矩。如上所述，例如，可以根据加速器踏板位置的函数指示期望的车轮扭矩。在205'处计算出期望的车轮扭矩之后，确定是否要求扭矩提升(例如，附加扭矩)以满足期望的车轮扭矩请求。这个步骤在610处进行。如果没有指示请求扭矩提升，则方法600可以关于方法步骤210'、215'和220'如上文在图2中先前描述的处理。或者，如果指示提升以便满足扭矩请求，则方法600可前进至615。在615处，方法600可以包括指示电池是否能够提供提升或附加扭矩请求。这种确定可以基于电池的荷电状态(SOC)、电池温度等做出。如果在615处电池不能够提供提升，则方法600可以返回到210'，并且可以关于方法步骤210'、215'和220'如上文在图2中先前描述的处理。然而，如果电池能够提供附加扭矩，则方法600可以前进到620。
在620处，方法600可以包括通过发电机驱动未被供给燃料的发动机。前进到步骤625，方法600可以包括最大化发动机损失。例如，随着发动机损失增加，用于在反向驱动期间马达的扭矩提升可能会增加。作为示例，例如，通过打开用于车辆的空调压缩机(例如59)，通过调节发动机节气门和/或通过改变发动机凸轮轴正时，可以增加发动机损失。
前进到630，方法600可以包括命令发动机转速尽可能小，以使电池功率使用量最小化。电池功率使用量等于发动机转速乘以发动机扭矩，所以较小的发动机转速可能会导致电池功率使用量减少。
进行到635，车轮扭矩极限可以根据经由发电机驱动未被供给燃料的发动机来计算，以改善反向拖曳力。
在一些示例中，经由发电机电驱动未被供给燃料的发动机可以提供请求的扭矩，其中发动机损失最大化并且发动机转速最小化。然而，在其他示例中，可能期望附加扭矩。附加的扭矩请求可以例如通过加速器踏板的位置来指示。因此，进行到640，可以指示是否请求附加扭矩以满足车轮扭矩请求。在一些示例中，可以响应于车速不移动或保持低于阈值速度(例如>-1kph)达预定的阈值持续时间(例如2秒)，同时车辆通过发电机进行驱动，其中发动机损失最大化并且发动机转速最小化，指示请求附加车轮扭矩。例如，如果车辆车轮卡住或者如果车轮行驶过程中存在障碍物，则一经用由发电机驱动的发动机反向操作车辆，车辆可以不移动(或者车辆速度可以保持低于阈值车辆速度)，并且其中发动机损失最大化并且发动机转速最小化。在这样的示例中，可以指示请求附加扭矩。在一些示例中，这种指示可以基于加速器踏板的位置被进一步提供到车辆控制器。例如，如果加速器踏板在最大下压下量的预定百分比内(例如在最大值的10％以内)，则可以指示可以请求附加扭矩。换句话说，在一些情况下，经由发电机驱动未被供给燃料的发动机提供的扭矩提升(其中发动机损失最大化并且发动机转速最小化)可能并不总是提供期望的车轮扭矩以反向推进车辆。因此，如果在640处指示附加扭矩请求，则方法600可以前进到下面在图7处描绘的方法700。
转到图7，示出了本发明的用于改善图1中所示类型的分流动力输送混合动力车辆中的反向驱动性能的策略的高级示例方法700。更具体地，在其中经由发电机驱动未被供给燃料的发动机，并且发动机损失最大化并且发动机转速最小化，并且不能提供足够的扭矩提升以根据期望移动车辆的状况下，方法700可以从方法600前进。方法700可以由诸如图1中的控制器50的控制器执行，并且可以作为非临时性存储器中的可执行指令存储在控制器处。执行方法700的指令可以由控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并结合从车辆系统的传感器(诸如上面参考图1描述的传感器)接收到的信号来执行。根据下面描述的方法，控制器可以采用车辆系统致动器。在下面的方法700的描述中，可以理解的是，例如可以经由一个或多个车轮速度传感器(例如114)向控制器提供车速的指示。
方法700在705处开始，并且可以包括经由发电机加速发动机达预定的持续时间。在一些示例中，发动机可以以预定的速率加速达预定的持续时间。在其他示例中，发动机可以以与加速器踏板的位置成比例的速率加速。在705处，可以理解的是，在发动机未被供给燃料的情况下进行加速发动机。加速发动机可能导致车轮的负扭矩，其与加速的速率成比例，因为扭矩等于惯性乘以加速度。因此，通过快速加速发动机，车辆可以在否则不能移动的情况下反向推进。例如，车辆可以不响应于执行方法600的策略而移动，而是可以响应于705处的发动机的加速而移动。
在705处加速发动机之后，方法700可前进至710。在710处，方法700可包括指示是否请求附加扭矩。例如，响应于车辆不移动或者保持低于阈值速度(例如>-1kph)达预定持续时间(例如2秒或更多)的指示，可以指示请求附加扭矩。换句话说，如果车辆仍然卡住，没有克服障碍物(例如路缘等)，或者没有反向登上陡峭的斜坡，则可以指示可以请求附加扭矩。在一些示例中，响应于发动机以其最大速度旋转持续预定持续时间，可以指示请求附加扭矩。因此，在710处，如果指示不请求附加扭矩，则方法700可前进至715。在715处，方法700可包括根据驾驶员需求操作发动机。然后方法700可以结束。
或者，返回710，响应于请求附加扭矩的指示，方法700可前进至720。在720处，方法700可以包括应用车辆制动器(例如115、152)。在应用制动器的情况下，方法700可以前进到725。在725处，方法700可以包括降低发动机转速。通过在发动机转速降低时应用制动器，可以防止车辆在发动机减速时向前滚动，因为来自减慢发动机转速的扭矩可以向车轮提供正扭矩。在730处，方法700可以包括指示发动机转速是否已经降低到阈值发动机转速或超过阈值发动机转速降低。在一些示例中，阈值转速可以包括停止的发动机或基本停止的发动机(例如小于1000rpm的发动机转速)。如果在730处发动机转速未降低到或超过阈值，则方法700可继续降低发动机转速。或者，响应于发动机转速已经降低到或超过阈值发动机转速的指示，方法700可以前进到735，并且可以包括释放制动器。在735处释放制动器之后，方法700可以返回至705，并且可以包括再次经由发电机再次加速未被供给燃料的发动机，这可以提供另一瞬时增加的负车轮扭矩。
虽然没有明确示出，但是可以利用类似的过程来瞬时增加正向的扭矩。例如，如果车辆控制装置检测到车轮不旋转，或者如果车速保持低于阈值速度达预定的持续时间，同时最大正扭矩施加到车轮，则发动机可以快速减速。在这样的示例中，来自使发动机减速的扭矩可以增加前进方向上的扭矩，这可能导致车辆在前进方向上被推进。
现在转到图8，示出了用于作用在行星齿轮单元的每个元件的角速度和扭矩的杠杆分析图。更具体地，图8示出了图5B的杠杆分析图，其中根据图7的方法通过加速未被供给燃料的发动机来实现的增加拖曳力被示为用于在反向驱动期间的环形齿轮的角速度ωr、发动机的角速度ωe、发电机的角速度ωg的虚线，同时示出了用于发电机扭矩Tg、环形齿轮扭矩Tr和发动机扭矩Te的虚线。这种杠杆分析图可用于指示如何通过加速发动机以反向增加车轮扭矩来改善反向拖曳力。可以理解的是，在图5B中对顺时针和逆时针运动的任何参考都可转化成图8的描述。
如图8所示，响应于根据图7的方法加速发动机，发动机的角速度ωe和发电机的角速度ωg增加(经由虚线表示)，这与图6的方法相反，图6中发动机转速最小化并且发动机损失最大化。此外，环形齿轮扭矩矢量Tr、发动机扭矩矢量Te以及发电机扭矩矢量Tg全部与图5B所示的扭矩矢量同向。然而，与图5的相同的扭矩矢量相比，对于环形齿轮扭矩矢量Tr、发动机扭矩矢量Te和发电机扭矩矢量Tg(均表示为虚线)中的每一个，每个扭矩矢量的长度都增加。因此，经由发动机提供给车轮的负扭矩的增加高于并且超过能够通过驱动未被供给燃料的发动机提供的负扭矩量，其中发动机转速最小化并且发动机损失最大化，这可以改善根据本发明的反向拖曳力。
现在转到图9，其示出了根据图7的方法的用于改善图1所示类型的分流动力输送混合动力车辆中的反向拖曳力的示例性时间线900。时间线900包括指示发动机转速随时间变化的曲线905。发动机转速可以增加(+)或减小(-)。时间线900进一步包括指示发动机扭矩随时间变化的曲线910。在示例时间线900中，发动机扭矩可以被指示为负(-)或更负(---)。时间线900进一步包括指示发电机扭矩随时间变化的曲线915。在示例时间线900中，发电机扭矩可以被指示为正(+)或更加正(+++)。时间线900还包括指示车轮扭矩随时间变化的曲线920。在示例时间线900中，车轮扭矩可以为负(-)或更负(---)。时间线900进一步包括指示马达扭矩随时间变化的曲线925。在示例时间线900中，马达扭矩可以为负(-)或更负(---)。时间线900进一步包括指示是(“是”)否(“否”)请求附加车轮扭矩的曲线930。可以理解的是，请求的附加车轮扭矩可以包括超过通过利用图6所描述的方法可实现的附加车轮扭矩，其包括驱动未被供给燃料的发动机，其中发动机转速最小化并且发动机损失最大化。
在时间t0处，可以理解的是，车辆操作者正在请求超出单独通过马达可实现的反向车轮扭矩。换句话说，可以理解的是，在时间t0，车辆控制器试图通过利用图6所示的方法来提供增加的反向车轮扭矩，其中发动机正在通过发电机未被供给燃料地驱动，其中发动机转速最小化并且发动机损失最大化。因此，因为发动机正在被未被供给燃料地驱动，发动机转速被指示为低，并且发动机扭矩为负。由曲线915指示的发电机扭矩为正。由曲线920指示的车轮扭矩为负。由曲线925指示的马达扭矩为负。此外，由于车辆控制器试图利用方法600的策略来反向推进车辆，所以还没有请求附加的车轮扭矩。
在时间t1处，请求附加的车轮扭矩。换句话说，可以理解的是，试图通过驱动未被供给燃料的发动机，其中发动机转速最小化并且发动机损失最大化，反向推进车辆的策略，在反向推动车辆中并不成功。例如，在时间t0和t1之间，可以理解，车速可以已经保持低于阈值速度(例如>-1kph)达预定的持续时间(例如2秒或更多)。因此，在时间t1，车辆控制器可以尝试通过利用图7所示的方法反向推进车辆。因此，在时间t2处，发动机转速经由发电机迅速增加，其中发动机保持未被供给燃料。在时间t2和t3之间，通过曲线910所示，随着发动机转速增加同时正在被未被供给燃料地驱动，发动机扭矩变得更负。通过曲线915所示，利用发电机以快速加速未被供给燃料的发动机，并且因此发电机扭矩增加(例如，变得更加正)。马达扭矩在时间t2和t3之间保持恒定。
在时间t3处，表明不再请求附加的车轮扭矩。换句话说，可以向控制器提供车速已经增加超过阈值速度和/或车轮正在旋转的指示，从而指示车辆正在被反向推进并且已经克服了阻碍反向操作的任何障碍物。响应于在时间t3处的指示车辆正在被反向推进，在通过加速发动机提供的反向车轮扭矩的瞬时增加之后，可以根据驾驶员的需求来控制发动机。因此，在时间t3和t4之间，驾驶员需求为使得发电机扭矩减小，并且相应地，车轮扭矩被减小为负。根据驾驶者需求，在时间t4和t5之间，车辆反向操作。
尽管示例时间线900描绘了其中发动机未被供给燃料地仅加速一次以使车辆反向推进的示例，但可以理解的是，在一些情况下，在未被供给燃料的发动机单次加速之后，车辆可能不能被反向推进。如上所述，在这样的示例中，车辆制动器可以被应用，并且发动机可以旋转减慢(例如停止或低于阈值速度)。在转速减慢之后，发动机可以根据期望被未被供给燃料地加速多次，试图反向推进车辆，并克服阻止车辆反向推进的任何障碍物或阻碍。
以这种方式，在图1所示类型的分流动力输送混合动力车辆中的反向拖曳力可以被改善。通过改善反向拖曳力，车辆可能能够克服障碍或登上陡峭的坡度，在其处否则分流动力输送混合动力车辆可能不能实现该功能。这种改善可以提高客户的满意度。
应认识到的技术效果是，通过经由发电机快速地加速未被供给燃料的发动机，可以改善反向拖曳力，这与以最小速度旋转未被供给燃料的发动机的策略不同。应认识到进一步的技术效果是，这样的过程可以执行任何次数以尝试反向推进车辆。如果在加速发动机之后，车辆未被指示为正在被反向推进，则发动机可以在施加车辆制动踏板的情况下转速旋转减慢，以防止在发动机旋转减慢期间向前运动。一旦发动机转速低于阈值速度，发动机可以在车辆制动器释放时再次加速，以进一步尝试反向推进车辆。通过允许反复尝试反向推进车辆的选项，可以改善反向拖曳力，并增加客户满意度。
本文描述的系统(参照图1)以及本文描述的方法(参考图2-4和图7)可以启用一个或多个系统和一个或多个方法。在一个示例中，提供了一种方法，方法包括：响应于驾驶员请求的负车轮扭矩超过电动马达的容量，加速耦接到混合动力机动车辆的车轮的发动机以提供负车轮扭矩，所述发动机经由临时用作马达的发电机加速，所述电动马达也耦接到一个或多个车轮；和响应于车速增加超过阈值车速而仅基于驾驶员需求来操作发动机。在该方法的第一示例中，该方法还包括其中经由发电机加速发动机提供发动机制动扭矩。该方法的第二示例可选地包括第一示例，并且还包括其中发动机以最大速率加速以提供负车轮扭矩。该方法的第三示例可选地包括第一和第二示例中的任何一个或多个或每个，并且还包括响应于加速发动机并且还响应于车速增加不超过阈值车速的指示，降低发动机转速直到发动机转速低于阈值发动机转速；以及重复加速发动机以将车速增加到或超过阈值车速。该方法的第四示例可选地包括第一至第三示例中的任何一个或多个或每个，并且进一步包括，当驾驶员请求的负车轮扭矩超过马达的容量时，以任意次数进行降低发动机转速并重复加速发动机。该方法的第五示例可选地包括第一至第四示例中的任何一个或多个或每个，并且进一步包括：其中在释放车轮制动器的情况下进行加速发动机，所述车轮制动器被配置成向车轮提供制动扭矩；并且其中车轮制动器响应于车速不增加超过阈值车速并且正好在降低发动机转速之前被施加。该方法的第六示例可选地包括第一至第五示例中的任何一个或多个或每个，并且进一步包括，其中所述车辆包括动力分流混合动力系统，所述分流混合动力系统包括所述发动机、所述电动马达、所述发电机、电池以及齿轮装置，所述齿轮装置在从发动机和电动马达的向前驱动轮子期间以及在从电动马达和发电机的反向驱动期间形成分开的动力流动路径；并且其中电动马达在向前驱动期间沿一个方向并且在反向驱动期间沿与所述方向相反的方向操作。该方法的第七示例可选地包括第一至第六示例中的任何一个或多个或每个，并且还包括其中在发动机不燃烧空气和燃料的情况下经由发电机进行加速发动机。
方法的另一个示例包括：响应于对负车轮扭矩的请求超过被配置为反向推进车辆的电动马达的容量，经由用作马达的发电机以恒定的发动机转速旋转未被供给燃料的发动机达第一预定持续时间，所述发动机推进具有车轮的动力分流混合动力车辆；并且响应于在第一预定持续时间期间车速未达到或超过阈值车速，经由用作马达的发电机加速未被供给燃料的发动机达第二预定持续时间，以将车速增加到或超过阈值车速。在该方法的第一示例中，该方法进一步包括其中经由发电机旋转发动机达第一预定持续时间提供发动机制动扭矩；并且其中发动机制动扭矩被最大化并且发动机转速被最小化以满足对负车轮扭矩的请求。该方法的第二示例可选地包括第一示例，并且还包括其中进行最大化发动机制动扭矩并最小化发动机转速以最小化第一预定持续时间期间的功率消耗。该方法的第三示例可选地包括第一和第二示例中的任何一个或多个或每个，并且还包括其中通过增加发动机驱动的车辆附件负载来使发动机制动扭矩最大化并且使发动机转速最小化。该方法的第四示例可选地包括第一至第三示例中的任何一个或多个或每个，并且还包括其中所述第一预定持续时间包括两秒。该方法的第五示例可选地包括第一至第四示例中的任何一个或多个或每个，并且进一步包括其中加速未被供给燃料的发动机达第二预定持续时间包括：通过最大化发动机转速速率来最大化功率消耗。该方法的第六示例可选地包括第一至第五示例中的任何一个或多个或每个，并且还包括其中响应于第二预定持续时间的流逝，降低发动机转速直到发动机转速低于阈值发动机转速；以及重复加速未被供给燃料的发动机以将车速增加到或超过阈值车速。该方法的第七示例可选地包括第一至第六示例中的任何一个或多个或每个，并且还包括其中当对负车轮扭矩的请求超过电动马达的容量时，以任意次数进行降低发动机转速直到发动机转速低于阈值发动机转速并且重复加速未被供给燃料的发动机；并且其中制动器被施加到车轮以防止车辆在发动机转速下降时向前运动。该方法的第八示例可选地包括第一至第七示例中的任何一个或多个或每个，并且进一步包括：其中，加速发动机提供负车轮扭矩超过通过以恒定发动机转速旋转未被供给燃料的发动机提供的负车轮扭矩。
一种用于混合动力车辆的系统的示例，所述系统包括具有发动机、电动马达、发电机、电池和行星齿轮单元的动力传动系统；被配置为向所述车辆的一个或多个车轮施加制动扭矩的一个或多个制动器；以及控制器，其将指令存储在非暂时性存储器中，所述指令在被执行时使所述控制器：响应于驾驶员请求的负车轮扭矩超过电动马达的容量，经由用作马达的发电机加速未被供给燃料的发动机以提供所述驾驶员请求的负车轮扭矩，其中加速未被供给燃料的发动机提供增加负车轮扭矩的发动机制动扭矩；并且响应于在加速发动机期间车辆未达到或超过阈值车速，将一个或多个制动器施加到一个或多个车轮；降低发动机转速到低于阈值发动机转速；以及重复加速发动机以将车速增加到或超过阈值车速。在该系统的第一示例中，该系统还包括附加指令，用以响应于发动机经由所述发电机在恒定的发动机转速下未被供给燃料地旋转达预定持续时间来加速发动机，以提供发动机制动扭矩，所述发动机制动扭矩增加负车轮扭矩而无需车速达到或超过阈值车速；其中响应于驾驶员请求的负车轮扭矩超过电动马达的容量而以恒定的发动机转速旋转发动机以提供驾驶员请求的负车轮扭矩；并且其中通过增加发动机驱动的车辆附件负载以使经由电池的功率消耗最小化达预定持续时间来使发动机损失最大化并且使发动机转速最小化。系统的第二示例可选地包括第一示例，并且还包括附加指令，用以至少基于电池的荷电状态以允许的最大速率加速发动机。
注意，本文包括的示例性控制和估算例程可以与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和例程可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中并且可以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来执行。本文描述的具体例程可以表示任何数量的处理策略中的一个或多个，例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。这样，所示出的各种动作、操作和/或功能可以以所示的顺序执行、并行执行，或者在一些情况下可以省略。类似地，处理顺序不一定需要实现本文描述的示例实施例的特征和优点，而是为了便于说明和描述而提供。根据所使用的特定策略，可以重复执行一个或多个所示动作、操作和/或功能。此外，所描述的动作、操作和/或功能可以图形化地表示要被编程到发动机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，其中所描述动作通过执行在包括与电子控制器结合的各种发动机硬件组件的系统中的指令来执行。
应该理解，本文公开的配置和例程本质上是示例性的，并且这些具体实施例不被认为是限制性的，因为许多变化是可能的。例如，上述技术可应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括各种系统和配置以及本文公开的其他特征、功能和/或特性的所有新颖和非显而易见的组合和子组合。
以下权利要求特别指出被认为新颖且非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可能指的是“一个”元素或“第一”元素或其等同物。这些权利要求应该被理解为包括一个或多个这样的元素的结合，既不需要也不排除两个或更多个这样的元素。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合可以通过修改本权利要求或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求来要求保护。这样的权利要求，无论在范围上与原始权利要求相比更宽、更窄、相等还是不同，也被认为包括在本公开的主题内。

Claims (15)

1.一种方法，包括：
响应于驾驶员请求的负车轮扭矩超过电动马达的容量，加速耦接到混合动力机动车辆的车轮的发动机以提供所述负车轮扭矩，所述发动机经由临时用作马达的发电机加速，所述电动马达也耦接到一个或多个所述车轮；和
响应于车速增加超过阈值车速，仅基于驾驶员需求操作所述发动机。
2.根据权利要求1所述的方法，其中经由所述发电机加速所述发动机提供发动机制动扭矩。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述发动机以最大速率加速以提供所述负车轮扭矩。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括：
响应于加速所述发动机，并且进一步响应于所述车速没有增加超过所述阈值车速的指示，降低发动机转速直到所述发动机转速低于阈值发动机转速；并且
重复所述加速所述发动机以将车速增加到或超过所述阈值车速。
5.根据权利要求4所述的方法，其中当所述驾驶员请求的负车轮扭矩超过所述马达的所述容量时，以任意次数进行所述降低发动机转速以及重复所述加速所述发动机。
6.根据权利要求4所述的方法，其中所述加速所述发动机在释放车轮制动器的情况下进行，所述车轮制动器被配置成向所述车轮提供制动扭矩；和
其中响应于所述车速不增加超过所述阈值车速并且正好在降低发动机转速之前施加所述车轮制动器。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述车辆包含动力分流混合动力系统，所述动力分流混合动力系统包括所述发动机、所述电动马达、所述发电机、电池和齿轮装置，所述齿轮装置在从所述发动机和所述电动马达向前驱动所述车轮期间以及从所述电动马达和所述发电机在反向驱动期间形成分开的动力流动路径；和
其中所述电动马达在向前驱动期间沿一个方向并且在反向驱动期间沿与所述一个方向相反的方向操作。
8.根据权利要求1所述的方法，其中经由所述发电机加速所述发动机在所述发动机不燃烧空气和燃料的情况下进行。
9.一种用于混合动力车辆的系统，其包括：
具有发动机、电动马达、发电机、电池和行星齿轮单元的动力传动系统；
被配置成向所述车辆的一个或多个车轮施加制动扭矩的一个或多个制动器；和
控制器，其将指令存储在非临时性存储器中，所述指令在被执行时使所述控制器：
在第一状况下，响应于对负车轮扭矩的请求超过被配置成反向推进所述车辆的所述电动马达的容量，经由所述发电机以恒定发动机转速旋转未被供给燃料的发动机达第一预定持续时间；并且
响应于在所述第一状况期间车速未达到或未超过阈值车速，在第二状况下经由所述发电机加速所述未被供给燃料的发动机达第二预定持续时间，以将车速增加到或超过所述阈值车速。
10.根据权利要求9所述的系统，其中在所述第一状况下经由所述发电机旋转所述发动机提供发动机制动扭矩，并且其中所述控制器进一步包含附加指令以最大化发动机制动扭矩并使发动机转速最小化以满足在所述第一状况下对负车轮扭矩的所述请求。
11.根据权利要求10所述的系统，还包括附加指令，用以通过增加一个或多个发动机驱动的车辆附件负载最大化发动机制动扭矩并使发动机转速最小化。
12.根据权利要求9所述的系统，其中所述第一预定持续时间包含两秒。
13.根据权利要求9所述的系统，还包含附加指令，用以通过最大化所述第二状况下的发动机速率来最大化功率消耗。
14.根据权利要求9所述的系统，还包含附加指令，用以响应于所述第二预定持续时间的流逝，降低发动机转速直到所述发动机转速低于阈值发动机转速；和
重复所述加速所述未被供给燃料的发动机以将车速增加到或超过所述阈值车速。
15.根据权利要求14所述的系统，进一步包括附加指令，用以当对负车轮扭矩的所述请求超过所述电动马达的所述容量时，以任意次数降低发动机转速直到所述发动机转速低于所述阈值发动机转速并且重复所述加速所述未被供给燃料的发动机以将车速增加到或超过所述阈值车速；和
其中所述一个或多个制动器被施加到一个或多个车轮以防止当发动机转速降低时所述车辆的向前运动。
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