CN112606701A - 用于限制bev中的扭矩的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了“用于限制BEV中的扭矩的方法和系统”。提供了用于基于电池放电功率来调整传递到电推进车辆的车轮的扭矩的方法和系统。在一个示例中，一种方法可以包括：在低于阈值的电池输出功率的条件期间，从可传递扭矩输出减小被传递到所述车轮的所述扭矩。

Description

用于限制BEV中的扭矩的方法和系统
技术领域
本说明书总体上涉及用于基于电池放电功率来控制传递到车轮的扭矩的方法和系统。所述方法和系统对于电动推进的车辆可能特别有用。
背景技术
电动车辆使用一个或多个电池供电的电机来选择性地驱动。电动车辆可以使用电机代替内燃发动机或者外加内燃发动机。示例性电动车辆包括具有诸如电池的能量存储装置的电池电动车辆(BEV)，所述电池包含存储用于为电机供电的电力的多个电池单元。电池单元可以在使用之前充电，并且在驱动期间通过再生制动或内燃发动机再充电。电池的放电功率极限可以基于电池的物理特性和使用期、电池的荷电状态和电池温度。放电功率极限是最大功率水平，超过所述最大功率水平的电池操作持续一定时长可能使电池劣化。因此，通常期望将电池的输出功率保持处于或低于放电功率极限。
发明内容
提供了各种方法来基于最大功率水平调整来自电池的功率输出。在一个示例中，如US 7,107,956中所示，McGee等人教导了估计混合动力电动车辆中的电池的放电功率极限，并且在所述电池可能达到所述放电功率极限时的条件期间，减小提供给车轮的扭矩以减小电池功率输出。
然而，本文的发明人已认识到此类系统的潜在问题。作为一个示例，即使将提供给车轮的扭矩减小到阈值扭矩以减小电池功率输出，在诸如紧接在踩加速踏板之后的较低速度操作期间，也可能提供对应于阈值扭矩的较高车轮扭矩，但是当由于有限的电池放电功率而引起车辆速度增加时，车轮扭矩可能迅速减小。车轮扭矩的减小可能导致车辆加速度减小，这可能不利地影响车辆速度变化。因此，在短暂的加速度脉冲(较高的车轮扭矩传递)之后可能会紧接着加速度下降(较低的车轮扭矩传递)，从而导致操控性问题。
在一个示例中，可以通过一种用于车辆的方法来解决上述问题，所述方法包括：响应于电池的输出功率极限低于阈值功率，选择性地限制经由电机从所述电池提供给车轮的可传递扭矩，所述可传递扭矩基于驾驶员扭矩需求。以这种方式，通过将对车轮的扭矩输出进一步限幅到低于最大可传递扭矩输出，可以在某个车辆速度范围内维持扭矩传递，从而改善操控性。
作为一个示例，在电池供电的电动车辆(BEV)的操作期间，诸如响应于在车辆起动时踩加速踏板，向电机供应电力的电池的放电功率极限可以基于电池的物理特性、电池的使用期、电池的荷电状态和电池温度来估计。可以估计对应于放电功率极限的可传递扭矩输出。在电池的放电功率极限低于阈值时的条件期间，传递到车轮的实际扭矩可以限幅到低于可传递扭矩输出。可以对扭矩限幅时的值可以基于可传递扭矩输出和放电功率极限。在以传递到车轮的限幅扭矩值操作车辆时，如果诸如在车辆陷入泥中且期望峰值加速度来推进车辆时的条件期间，操作员需要可传递扭矩输出，则可传递扭矩然后可以被提供给车轮。
以这种方式，通过在低于阈值的电池放电功率条件期间将传递到车轮的扭矩限幅到低于可传递扭矩输出，可以在踩加速踏板之后的更长的持续时间内维持一致的扭矩输出和加速度。通过降低在车辆速度增加时加速度下降随后是初始峰值加速度的可能性，可以在驾驶期间减少离散脉冲，并且可以提高操作员满意度。在特定操作员需求期间提供可传递扭矩的技术效果是，在期望峰值车辆加速度来使车辆移动时的条件期间，可以促进加速，从而改善操控性和操作员满意度。总的来说，通过基于电池放电功率和对应的可传递扭矩输出来调整传递到车轮的实际扭矩，加速度可以维持更长的持续时间并且可以提供更顺畅的驾驶体验。
应理解，提供以上发明内容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一系列概念。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或本质特征，所要求保护的主题的范围由具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提及的任何缺点的实现方式。
附图说明
图1是车辆传动系的示意图。
图2是用于基于电池放电功率极限的扭矩限幅的方法的流程图。
图3示出了基于电池放电功率极限的扭矩传递的示例性曲线图。
图4示出了基于电池放电功率极限的扭矩限幅的示例性曲线图。
图5示出了基于电池放电功率和扭矩需求的扭矩传递的示例性时间线。
具体实施方式
以下描述涉及用于通过基于电池放电功率调整传递到车轮的扭矩来操作电池电动车辆(BEV)的系统和方法。图1示出了示例性车辆系统，所述车辆系统包括具有一个或多个电推进源的传动系。控制器可以被配置为执行控制程序，诸如图2的示例性程序，以基于电池放电功率极限来对传递到车轮的扭矩选择性地限幅。图3和图4分别示出了基于电池放电功率极限的扭矩传递和扭矩限幅的示例性曲线图。图5中示出了基于电池放电功率的扭矩传递的示例。
图1示出了车辆121的示例性车辆推进系统100。贯穿图1的描述，各种部件之间的机械连接被示出为实线，而各种部件之间的电气连接被示出为虚线。车辆推进系统100被示出为具有用于推进车辆121的第一电机(例如，推进力电机)120和第二电机(例如，推进力电机)135。然而，在其他示例中，车辆121可以仅包括用于提供推进力的一个电机。在另外的示例中，车辆121可以包括用于推进车辆的两个以上电机。电机120和电机135经由控制器12控制。控制器12从图1和图2中所示的各种传感器接收信号。另外，控制器12采用图1和图2中所示的致动器以基于接收的信号和存储在控制器12的存储器中的指令来调整传动系操作。在一些示例中，车辆推进系统100可以包括内燃发动机(未示出)。
车辆推进系统100具有前车桥133和后车桥122。在一些示例中，后车桥可以包括两个半轴，例如第一半轴122a和第二半轴122b。车辆推进系统100还包括前车轮130和后车轮131。在该示例中，前车轮130和/或后车轮131可以经由电推进源来驱动。后车桥122联接到电机120。电机120被示出为结合到车桥122中，并且电机135被示出为结合到前车桥133中。在另一个实施例中，单个电机可以联接到前车桥133和后车桥122中的每一者。
电机120、120a、135和135a可以从车载电能存储装置132(本文中还被称为电池)接收电力。此外，电机120和135可以提供发电机功能以将车辆的动能转化为电能，其中电能可以存储在电能存储装置132处以供电机120和/或135之后使用。第一逆变器系统控制器(ISC1)134可以将由电机120产生的交流电转换为直流电以便存储在电能存储装置132处，反之亦然。第二逆变器系统控制器(ISC2)147可以将由电机135产生的交流电转换为直流电以存储在电能存储装置132处，反之亦然。第三逆变器系统控制器(ISC3)137可以将来自电能存储装置132的(DC)转换成由电机120a使用的交流电。第四逆变器系统控制器(ISC4)148可以将来自电能存储装置132的直流(DC)电转换成由电机135a使用的交流电。电能存储装置132可以是电池、电容器、电感器或其他电能存储装置。
在一些示例中，电能存储装置132可以被配置为存储电能，所述电能可以被供应给驻留在车辆上的其他电气负载(除了马达之外)，包括车厢暖气空调、前照灯系统、车厢音频和视频系统等。
控制系统14可以与电机120、扭矩向量控制电机120a、能量存储装置132、电机135、扭矩向量控制电机135a等中的一者或多者通信。控制系统14可以从电机135、电机120、能量存储装置132等中的一者或多者接收感测反馈信息。此外，控制系统14可以响应于该感测反馈而将控制信号发送到电机135、扭矩向量控制电机135a、电机120、扭矩向量控制电机120a、能量存储装置132等中的一者或多者。控制系统14可以从人类操作员102或自主控制器接收车辆推进系统的操作员请求的输出的指示。例如，控制系统14可以从与踏板192通信的踏板位置传感器194接收感测反馈。踏板192可以示意性地指代加速踏板。类似地，控制系统14可以经由人类操作员102或自主控制器接收操作员所请求的车辆制动的指示。例如，控制系统14可以从与制动踏板156通信的踏板位置传感器157接收感测反馈。
能量存储装置132可以定期地从车辆外部(例如，不是车辆的一部分)的电源180(例如，固定电网)接收电能，如由箭头184指示。作为非限制性示例，车辆推进系统100可以被配置为插电式电动车辆，其中电能可以经由电能传输电缆182从电源180供应到能量存储装置132。在能量存储装置132从电源180充电操作期间，输电电缆182可以使能量存储装置132与电源180电联接。在一些示例中，电源180可以连接在输入端口150处。此外，在一些示例中，充电状态指示器151可以显示能量存储装置132的充电状态。
在一些示例中，来自电源180的电能可以通过充电器152接收。例如，充电器152可以将来自电源180的交流电转换成直流电(DC)，以用于存储在能量存储装置132处。
当操作车辆推进系统来推进车辆时，输电电缆182可以断开电源180与能量存储装置132之间的连接。控制系统14可以识别和/或控制存储在能量存储装置处的电能的量，所述电能的量可被称为荷电状态(SOC)。
在其他示例中，可以省略输电电缆182，其中电能可以在能量存储装置132处从电源180无线接收。例如，能量存储装置132可以通过电磁感应、无线电波和电磁共振中的一种或多种方式从电源180接收电能。因此，应理解，可以使用任何合适的方法来由不构成车辆的一部分的电源对能量存储装置132再充电。以这种方式，电机120和电机135可以通过利用固定电源来推进车辆。
电能存储装置132包括电能存储装置控制器139。电能存储装置控制器139可以提供能量存储元件(例如，电池单元)之间的电荷平衡以及与其他车辆控制器(例如，控制器12)的通信。
电能存储装置132可以具有放电功率极限(诸如最大功率水平)，超过所述放电功率极限从电能存储装置132供应能量持续一定时长可能使装置132劣化。电能存储装置132的输出功率极限可以根据装置132的荷电状态和环境温度来估计。在电能存储装置132的输出功率极限低于阈值功率时的条件期间，可以将经限幅的扭矩传递到车轮。经限幅的扭矩可以低于对应于驾驶员扭矩需求和装置132的输出功率极限的可传递扭矩(峰值)。经限幅的扭矩可以与装置132的输出功率极限成正比，经限幅的扭矩随着电能存储装置132的输出功率极限的减小而减小。阈值功率可以根据驾驶员扭矩需求来校准。在限制被提供给车轮的可传递扭矩期间，响应于满足阈值扭矩传递的条件，可以将可传递扭矩提供给车轮。用于可传递扭矩传递的条件可以包括加速踏板接合超过阈值持续时间以及车辆未加速超过阈值加速度中的每一者。用于可传递扭矩传递的条件还可以包括电能存储装置132的输出功率极限增加到阈值功率以上。在电能存储装置132的输出功率极限高于阈值时的条件期间，可以将峰值扭矩传递到车轮。
车辆推进系统100还可包括环境温度/湿度传感器198。车辆推进系统100还可以包括加速度计20。
控制器12可以构成控制系统14的一部分。在一些示例中，控制器12可以是车辆的单个控制器。如图1所示的控制器12可以是微计算机，所述微计算机包括微处理器单元、输入/输出端口、用于可执行程序(例如，可执行指令)和校准值的电子存储介质(在该特定示例中被示出为非暂时性只读存储器芯片)、随机存取存储器、保活存储器和数据总线。控制系统14被示出为从多个传感器16(本文描述了其各种示例)接收信息并且将控制信号发送到多个致动器81(本文描述了其各种示例)。作为一个示例，传感器16可以包括一个或多个车轮转速传感器195和环境温度/湿度传感器198。
车辆推进系统100还可以包括仪表板19上的车载导航系统17(例如，全球定位系统)，车辆的操作员可以与所述车载导航系统交互。导航系统17可以包括用于辅助估计车辆的位置(例如，地理坐标)的一个或多个位置传感器。例如，车载导航系统17可以从GPS卫星(未示出)接收信号，并且从所述信号识别车辆的地理位置。在一些示例中，地理位置坐标可以被传送到控制器12。
仪表板19还可以包括显示系统18，所述显示系统被配置为向车辆操作员显示信息。作为非限制性示例，显示系统18可以包括触摸屏或人机界面(HMI)，即，使得车辆操作员能够查看图形信息以及输入命令的显示器。在一些示例中，显示系统18可以经由控制器(例如，12)无线地连接到互联网(未示出)。因此，在一些示例中，车辆操作员可以经由显示系统18与互联网网站或软件应用(app)通信。
仪表板19还可以包括操作员接口15，车辆操作员可以经由所述操作员接口调整车辆的操作状态。具体地，操作员接口15可以被配置为基于操作员输入来启动和/或终止车辆传动系(例如，电机135和电机120)的操作。操作员点火接口15的各种示例可以包括需要物理设备的接口，诸如有源钥匙，所述物理设备可以插入到操作员点火接口15中以启动车辆，或者可以被移除以使车辆熄火。其他示例可以包括无源钥匙，所述无源钥匙通信地联接到操作员点火接口15。无源钥匙可以被配置为电子钥匙扣或智能钥匙，所述电子钥匙扣或智能钥匙不必插入点火接口15或从点火接口15移除便可操作车辆。而是，无源钥匙可能需要位于车辆内部或车辆附近处(例如，在车辆的阈值距离内)。其他示例可以另外或任选地使用由驾驶员手动按压以使车辆起动或熄火的起动/停止按钮。在其他示例中，远程车辆起动可以通过远程计算装置(未示出)(例如，蜂窝电话或基于智能手机的系统)发起，其中用户的蜂窝电话将数据发送到服务器并且服务器与车辆控制器12通信以起动车辆。
以这种方式，图1的系统实现了一种用于电动推进车辆的系统，其包括：向一个或多个电机供应电力的能量存储装置；控制器，所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，所述可执行指令用于在所述能量存储装置的输出功率极限低于阈值时的第一次踩加速踏板期间，将来自所述一个或多个电机的减小的扭矩传递到车轮，所述减小的扭矩低于从所述能量存储装置输出的可传递扭矩。所传递的减小的扭矩可以响应于在加速度增加低于阈值的情况下第二次踩加速踏板持续超过阈值持续时间而以恒定速率斜升到可传递扭矩输出，第二次踩加速踏板在其中将减小的扭矩传递到车轮的车辆操作期间发生在第一次踩加速踏板之后。
图2示出了用于基于能量存储装置(诸如图1中的能量存储装置/电池132)的放电功率的扭矩限幅的示例性方法200。图2的方法可以并入图1的系统中并且可以与之协作。此外，图2的方法的至少部分可以作为存储在非暂时性存储器中的可执行指令并入，而所述方法的其他部分可以经由控制器变换物理世界中的装置和致动器的操作状态来执行。
在202处，估计车辆工况。如果已经经由人类或自主驾驶员做出车辆激活请求，则控制器可以确定车辆被激活。车辆激活请求可以经由人/机接口直接从人类驾驶员接收输入或者经由钥匙扣或其他装置进入车辆的预定接近度(例如，在车辆的5米内)而接收到。工况可以包括加速踏板位置、制动踏板位置、车辆速度、传递到车轮的扭矩等。电池的荷电状态(SOC)和电池的使用期也可以由控制器确定。还可以估计环境条件，诸如环境温度、压力、湿度等。
在204处，可以估计电池的放电功率极限(D)。放电功率极限是最大功率水平，超过所述最大功率水平的电池操作持续一定时长可能使电池劣化。控制器可以基于电池单元的物理特性(诸如各个单元电压和温度)、电池的使用期、电池的荷电状态(SOC)和电池温度确定电池的放电功率极限。当电池温度低于第一阈值温度或电池温度高于第二阈值温度时，放电功率极限可以减小，所述第二阈值温度高于所述第一阈值温度。在一个示例中，第一阈值温度可以是5℃。在另一个示例中，第二阈值温度可以是45℃。作为示例，在一段时间不活动之后的车辆起动时，电池温度可以是环境温度。放电功率极限可以与电池使用期成反比，使得D随着电池使用期的增加而减小。作为另一个示例，放电功率极限可以与电池SOC成正比，诸如D随着电池SOC的减小而减小。在一个示例中，控制器可以使用查找表来确定具有给定物理特性的电池的D，其中电池的使用期SOC和电池温度作为输入并且D作为输出。在使用马达扭矩(由电池供电的马达)的车辆操作期间，电池输出功率被限制在电池放电功率极限内。
在206处，所述程序包括确定电池的放电功率极限(D)是否低于阈值功率。阈值功率可以基于车辆的扭矩容量和重量来校准。扭矩容量可以是可从车载电池传递的最大可能扭矩。如果确定电池的放电功率极限(D)高于阈值功率，则推断出可以从电池向电动马达提供与电池的放电功率极限(D)相对应的可传递扭矩。
在208处，可以向车轮提供对应于D的可传递扭矩(τ)。所传递的扭矩可以是驾驶员需求的大小，直到可以经由电机从电池传递到车轮的对应于D的扭矩。可传递扭矩可以是可以经由电机从电池传递到车轮的对应于D和扭矩需求的扭矩的大小。马达可以将可传递扭矩(本文中也被称为峰值扭矩或阈值扭矩)传递到车轮。控制器可以基于操作员请求的扭矩(扭矩需求)和电池放电功率极限(D)来确定要提供的可传递扭矩(τ)，使得从电池传递的功率不超过D，以较严格的限制为准。控制器在估计可传递扭矩(τ)时可以考虑的其他因素可以包括电动马达转速、马达温度等。所传递的扭矩可以是驾驶员需求扭矩。在一个示例中，在车轮的给定旋转速度时，可传递扭矩(τ)可以低于对应于电池放电功率极限(D)的最大扭矩。在另一个示例中，在车轮的给定旋转速度时，可传递扭矩(τ)可以等于与电池放电功率极限(D)相对应的扭矩。要传递到车轮的扭矩可以基于方程式1来确定。
Figure BDA0002713514160000101
其中τ是从联接到车轮车桥的一个或多个电动马达(诸如图2中的第一电机120和第二电机135)传递到车轮的可传递扭矩，P是从电池传递的可以等于或低于电池放电功率D的功率，并且ω是车轮的旋转速度(RPM)。作为示例，控制器可以使用查找表来确定可传递扭矩(τ)，其中D和ω作为输入并且τ作为输出。
如果确定电池的放电功率极限(D)低于阈值功率，则在210处，要传递到车轮的限幅扭矩(τc)可以基于D和对应于D的可传递(τ)扭矩以及车轮的当前旋转速度(ω)来确定。限幅扭矩可以低于可传递扭矩。在一个示例中，控制器可以使用查找表或曲线图来确定要传递到车轮的限幅扭矩(τc)。
图4示出了基于电池放电功率极限的扭矩限幅的示例性曲线图400。x轴表示电池放电功率极限(以瓦特为单位)，并且y轴表示传递到车轮的扭矩(以Nm为单位)。
在该示例中，W4是阈值电池放电功率极限，低于所述阈值电池放电功率极限，传递到车轮的扭矩可以从对应的可传递扭矩来限幅。在一个示例中，阈值电池放电功率极限可以是175000瓦。在该示例中，可传递扭矩T5对应于阈值电池放电功率极限W4。在一个示例中，T5可以是7000Nm。如从线404所见，传递到车轮的扭矩随着电池放电功率极限的变化而非线性地变化。扭矩输出可以随着电池放电功率极限的减小而逐渐减小，直到达到较低的阈值扭矩(在该示例中为T1)为止，在所述较低的阈值扭矩以下，传递到车轮的扭矩输出不会进一步减小。在一个示例中，T1可以是3000Nm。
车辆的加速度可以与传递到车轮的扭矩成正比。通过在低于阈值功率的放电功率条件期间将传递到车轮的扭矩限幅到低于可传递扭矩，可以在踩加速踏板之后的更长的持续时间内维持可传递扭矩输出和加速度。通过降低在车辆速度增加时加速度下降随后是初始峰值加速度的可能性，可以在驾驶期间减少离散脉冲，并且可以提高操作员满意度。
返回到图2，在211处，在步骤210处确定的限幅扭矩(τc)可以经由联接到车轮车桥的电动马达传递到车轮。从电池传递的功率可以与所传递的扭矩成正比。因此，在传递限幅扭矩期间，从电池供应的电力可以从电池输出功率极限降低。在一个示例中，单个电动马达可以联接到车辆的每个车桥，并且单个马达可以将限幅扭矩传递到车桥中的每一者。在另一个示例中，单独的电动马达可以联接到车辆的每个车桥，并且传递到两个车桥的总(总和)扭矩可以是限幅扭矩。
图3示出了由基于电池放电功率极限传递的扭矩引起的车辆加速度的示例性曲线图300。x轴表示车轮的旋转速度(RPM)，并且y轴表示车辆加速度(以m/s2为单位)。车辆加速度可以与经由电动马达从电池传递到车轮的扭矩成正比。
第一曲线图(线302)对应于与第一最高电池放电功率极限相对应的所传递的加速度。第二曲线图(线304)对应于与第二中等电池放电功率极限相对应的所传递的加速度。第三曲线图(线306)对应于与第三较低电池放电功率极限相对应的所传递的加速度。第四曲线图(线308)对应于与低于阈值的电池放电功率极限相对应的可传递的峰值加速度。如从曲线图所见，随着电池放电功率极限减小，峰值加速度(A1)的可持续性的持续时间减小。对于第一曲线图302，峰值加速度可以持续直到第一速度S1为止，对于第二曲线图304，峰值加速度可以持续直到第二速度S2为止，对于第三曲线图306，峰值加速度可以持续直到第三速度S3为止，其中第一速度高于第二速度和第三速度中的每一者，并且第二速度高于第三速度。从第四曲线308可以观察到，在最低电池放电功率极限时，峰值加速度可以仅持续直到低于第三速度S3的第四速度S4为止。在踩加速踏板之后，由于类似于脉冲的动力传递，峰值加速度的下降可能导致较差的操控性，这可能导致车辆操作员的不平稳感。不平稳感的力可以在车辆的行进方向上，所述行进方向可以平行于车辆的纵向轴线。
因此，为了改善操控性，在电池放电功率低于阈值功率(如图2的步骤206中所限定)时的条件期间，如虚线310所示，传递到车轮的扭矩可以从对应于电池放电功率极限的可传递(峰值)扭矩来限幅(降低)。限幅扭矩的值可以是电池放电功率极限的函数。限幅的可传递扭矩可以对应于降低的峰值加速度A2。通过将峰值加速度从较高值A1减小(量ΔA)到较低值A2，较低峰值加速度A2可以持续直到达到第三速度S3为止。通过将加速度维持更长的持续时间且高达更高的车辆速度(相对于曲线308)，可以改善操控性。峰值加速度的减小(ΔA)可以与限幅扭矩与从电池传递的对应于低于阈值的电池放电功率极限的最大允许扭矩之间的差成正比。
返回到图2，在212处，所述程序包括是否满足用于在其中限幅扭矩值被传递到车轮的车辆操作期间提供可传递扭矩(τ)的条件。所述条件可以包括突然增加的操作员扭矩需求，其由加速踏板接合超过阈值时间段而车辆加速未超过阈值加速度来表征。在一个示例中，加速器可以接合超过300毫秒而车辆加速不超过0.25m/s2。作为一个示例，车辆可能被困在泥(障碍物)中或爬上陡峭的山坡，并且在较短的持续时间内扭矩需求可能会突然增加以克服障碍物或爬坡。在其中限幅扭矩被传递到车轮的车辆操作期间，由于低于阈值的电池输出扭矩极限，因此扭矩可能不足以满足操作员扭矩需求的突然增加。
用于在其中限幅扭矩值被传递到车轮的车辆操作期间传递可传递扭矩的条件还可以包括电池放电功率极限增加到高于阈值功率。作为示例，在低于阈值的环境温度时的车辆起动期间，电池放电功率极限可能由于较低的环境/电池温度而较低。然而，在车辆已经操作一段持续时间和/或车辆已经行进到具有较高环境温度的位置之后，电池放电功率极限可能增加到阈值以上，并且出于对操控性的考虑，可能不再期望将扭矩限幅到低于最大允许扭矩。
如果确定不满足用于提供可传递扭矩的条件，则在214处，车辆操作可以继续，其中限幅扭矩被传递到车轮。如果电池放电功率极限改变(诸如由于环境温度、电池SOC的变化)，则可以相应地调整供应给车轮的限幅扭矩的值。作为示例，如果电池放电功率极限进一步减小，则可以从最大允许扭矩输出进一步减小传递到车轮的限幅扭矩的值。
如果确定满足用于在其中限幅扭矩值被传递到车轮的车辆操作期间提供可传递扭矩的条件，则在216处，可以将对应于当前电池放电功率极限(D)的可传递扭矩(τ)提供给车轮。马达可以将可传递扭矩(本文中也被称为峰值扭矩或阈值扭矩)提供给车轮。控制器可以确定对应于电池放电功率极限(D)的可传递扭矩(τ)，使得从电池传递的功率不超过D。在一个示例中，扭矩输出可以从限幅扭矩(τc)以预校准的恒定速率增加到可传递扭矩(τ)。作为示例，扭矩输出可以以1000Nm/s的速率增加。在另一个示例中，扭矩输出可以以可变速率从限幅扭矩(τc)增加到可传递扭矩(τ)，其中所述速率在斜升过程期间改变。通过传递可传递扭矩，可以增加所提供的峰值加速度以克服任何障碍和/或爬上斜坡。
以这种方式，在第一条件期间，可以从电机传递操作员扭矩需求，并且在第二条件期间，可以从电机传递基于操作员扭矩需求和电池的输出功率极限的限幅扭矩输出，所述限幅扭矩低于所述操作员扭矩需求。第一条件可以包括电池的输出功率极限高于阈值，并且第二条件可以包括电池的输出功率极限低于阈值，在所述第一条件和所述第二条件中的每一者中驾驶员扭矩需求相等。
图5示出了示例性时间线500，其示出了基于电池放电功率极限来调整扭矩输出。水平线(x轴)表示时间，并且竖直标记t1-t3标识用于扭矩输出功率调整的程序中的重要时间。
第一曲线图(线502)示出了经由踏板位置传感器估计的加速踏板位置的变化。第二曲线图(线504)示出了经由一个或多个电动马达从电池传递到车轮的实际马达扭矩(扭矩输出)的大小。虚线505表示可以对应于当前电池放电功率极限提供的可传递扭矩。第三曲线图(线506)示出了与扭矩输出成比例的车辆加速度。第四曲线图(线508)示出了经由一个或多个电动马达为车辆供电的电池的荷电状态(SOC)。第五曲线图(线510)示出了经由环境温度传感器估计的环境温度。第六曲线图(线512)示出了根据电池SOC和环境温度估计的电池放电功率极限。虚线513表示阈值电池放电功率极限，低于所述阈值电池放电功率极限，电池输出功率可以降低并且扭矩输出可以被限幅到低于对应于电池放电功率极限的可传递扭矩。阈值电池放电功率极限可以基于踏板位置来校准。可传递扭矩可以与电池放电功率极限成正比。
在时间t1之前，车辆不操作。在时间t1处，响应于接通和加速踏板踩下而起动车辆。基于当前电池SOC和环境温度来估计电池放电功率极限。还可以估计提供给车轮的可传递扭矩。虚线513表示对应于当前电池放电功率极限的可传递扭矩。响应于所估计的电池放电功率极限低于阈值功率513，传递到车轮的扭矩可以被限幅(由实线504示出)到低于可传递扭矩。通过将传递到车轮的扭矩降低到低于可传递扭矩，踩加速踏板之后的加速度可以维持更长的持续时间，从而改善操控性。如果代替限幅扭矩，实际上将可传递扭矩提供给车轮，则如虚线507所示的所得加速度相对于当前车辆加速度(实线506)将在较短时间内下降，这可能会阻碍平稳的驾驶体验。
当电池放电功率极限继续保持低于阈值513并且将限幅扭矩值(从可传递扭矩值降低)供应给车轮时，在时间t2，观察到车辆加速度在车辆的踩加速踏板期间降低到零。所提供的限幅扭矩可能不足以使车辆加速。响应于踩加速踏板和在一段持续时间(诸如时间t2与t3之间的持续时间)内对应的加速度为零，而在时间t3，为了使车辆加速，对应于当前电池放电功率极限的可传递扭矩(而不是限幅扭矩)即使在当前电池放电功率极限低于阈值513的情况下也被传递。输出扭矩以预校准的恒定速率从较低限幅扭矩斜升到较高可传递扭矩。
在时间t3之后，响应于传递到车轮的较高扭矩，车辆可以加速。随后，由于环境温度的增加，电池放电功率极限增加到阈值513以上，并且不再期望对输出扭矩限幅来改善操控性。
以这种方式，通过在低于阈值的电池放电功率条件期间减小传递到车轮的扭矩，可以在较长的持续时间内并且在一定的车辆速度范围内维持较高的加速度大小，从而经由增强的行驶舒适性来提高操作员满意度。如果车辆被困住或正在爬坡，瞬时增加扭矩输出的技术效果是车辆可以克服障碍而没有任何显著的延迟。总的来说，通过基于电池放电功率和对应的可传递扭矩输出来调整传递到车轮的实际扭矩，加速度可以维持更长的持续时间并且可以提供更顺畅的驾驶体验。
在一个示例中，一种用于车辆的方法包括：响应于电池的输出功率极限低于阈值功率，选择性地限制经由电机从所述电池提供给车轮的可传递扭矩，所述可传递扭矩基于驾驶员扭矩需求。在前述示例性方法中，另外地或任选地，所述可传递扭矩还基于所述电池的所述输出功率极限。在任何或全部前述示例中，另外地或任选地，限制所述可传递扭矩包括将限幅扭矩传递到所述车轮，所述限幅扭矩低于所述可传递扭矩。在任何或全部前述示例中，另外地或任选地，所述限幅扭矩是所述电池的所述输出功率极限、所述车轮的所述旋转速度和所述可传递扭矩的函数。在任何或全部前述示例中，另外地或任选地，所述限幅扭矩与所述电池的所述输出功率极限成正比，所述限幅扭矩随着所述电池的所述输出功率极限的减小而减小。在任何或全部前述示例中，另外地或任选地，所述阈值功率根据扭矩容量和所述车辆的重量来校准。在任何或全部前述示例中，所述方法还包括：另外地或任选地，响应于所述电池的所述输出功率极限高于所述阈值功率，向所述车轮提供所述可传递扭矩。在任何或全部前述示例中，所述方法还包括：另外地或任选地，在选择性地限制被提供给所述车轮的所述可传递扭矩期间，响应于满足用于提供可传递扭矩的条件，向所述车轮提供所述可传递扭矩。在任何或全部前述示例中，另外地或任选地，用于提供所述可传递扭矩的所述条件包括加速踏板接合超过阈值持续时间以及车辆未加速超过阈值加速度中的每一者。在任何或全部前述示例中，另外地或任选地，用于提供所述可传递扭矩的所述条件还包括所述电池的所述输出功率极限增加到高于所述阈值功率。在任何或全部前述示例中，另外地或任选地，所述电池的所述输出功率极限是所述电池的荷电状态和环境温度的函数。在任何或全部前述示例中，另外地或任选地，所述车辆是电池电动车辆(BEV)，并且其中所述电池向所述电机供应电力以用于车辆推进。
另一种用于车辆的示例性方法包括：在第一条件期间，从电机传递操作员需求扭矩，并且在第二条件期间，从所述电机传递基于所述操作员需求扭矩和所述电池的输出功率极限的限幅扭矩输出，所述限幅扭矩低于所述操作员需求扭矩。在前述示例性方法中，另外地或任选地，所述第一条件包括所述电池的所述输出功率极限高于阈值，并且其中所述第二条件包括所述电池的所述输出功率极限低于阈值，在所述第一条件和所述第二条件中的每一者中所述操作员扭矩需求相等。在任何或全部前述示例中，所述方法还包括：另外地或任选地，在第三条件期间，独立于所述电池的所述输出功率极限，使所述电机的扭矩输出以恒定速率从限幅扭矩输出斜升到所述操作员需求扭矩。在任何或全部前述示例中，另外地或任选地，所述第三条件包括在具有所述限幅扭矩输出的车辆操作期间，加速踏板接合超过阈值时间段以及所述车辆未加速超过阈值加速度中的每一者。在任何或全部前述示例中，另外地或任选地，所述限幅扭矩输出随着电池输出功率极限的减小而非线性地减小，直到达到较低阈值扭矩为止，所述限幅扭矩在所述电池输出功率极限进一步减小时保持在所述阈值扭矩。
另一种用于电动推进车辆的示例性系统包括：能量存储装置，所述能量存储装置向一个或多个电机供应电力；控制器，所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，所述可执行指令用于：在所述能量存储装置的输出功率极限低于阈值时的第一次踩加速踏板期间，将来自所述一个或多个电机的减小的扭矩传递到车轮，所述减小的扭矩低于从所述电机输出的可传递扭矩。在前述示例性方法中，所述系统还包括：另外地或任选地，所述控制器包括用于进行以下操作的附加指令：响应于在加速度增加低于阈值的情况下第二次踩加速踏板持续超过阈值持续时间，将所传递的减小的扭矩以恒定速率斜升到所述可传递扭矩输出，所述第二次踩加速踏板在其中将减小的扭矩传递到所述车轮的车辆操作期间发生在所述第一次踩加速踏板之后。在任何或全部前述示例中，另外地或任选地，根据所述能量存储装置的使用期、经由环境温度传感器估计的环境温度和所述能量存储装置的荷电状态来估计所述能量存储装置的所述输出功率极限。
注意，本文所包括的示例性控制和估计程序可以用于各种车辆和动力传动系统配置。本文公开的控制方法和程序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、致动器和其他车辆硬件来执行。
此外，所述方法的部分可以是在现实世界中采取的用于改变装置状态的物理动作。本文所述的具体程序可以表示任何数目的处理策略(诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的等)中的一种或多种。因此，所示的各种动作、操作和/或功能可以按所示的顺序执行、并行执行，或者在一些情况下被省略。同样，处理顺序不一定是实现本文所述的示例性示例的特征和优点所需要的，而是为了便于说明和描述而提供的。所示的动作、操作和/或功能中的一者或多者可以根据所使用的特定策略而重复地执行。此外，所述的动作、操作和/或功能可以图形地表示要编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码，其中通过结合电子控制器在包括各种发动机硬件部件的系统中执行指令来实施所述的动作。如果需要，可以省略本文中所描述的方法步骤中的一个或多个。
应理解，本文所公开的配置和程序本质上是示例性的，并且这些具体示例不应被视为具有限制含义，因为众多变型是可能的。例如，以上技术可以应用于感应电机和永磁电机。本公开的主题包括本文所公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖和非明显的组合和子组合。
所附权利要求特别地指出被视为新颖的且非明显的某些组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一个”要素或“第一”要素或者其等效物。这些权利要求应理解为包括一个或多个此类要素的结合，既不要求也不排除两个或更多个此类要素。所公开特征、功能、元件和/或性质的其他组合和子组合可以通过修正本权利要求或通过在此申请或相关申请中呈现新的权利要求来要求保护。此类权利要求与原权利要求相比无论在范围上更宽、更窄、等同或不同都被视为包括在本公开的主题内。

Claims (15)

1.一种用于车辆的方法，其包括：
响应于电池的输出功率极限低于阈值功率，选择性地限制经由电机从所述电池提供给车轮的可传递扭矩，所述可传递扭矩基于驾驶员扭矩需求。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述可传递扭矩还基于所述电池的所述输出功率极限。
3.如权利要求1所述的方法，其中限制所述可传递扭矩包括将限幅扭矩传递到所述车轮，所述限幅扭矩低于所述可传递扭矩。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述限幅扭矩是所述电池的所述输出功率极限、所述车轮的所述旋转速度和所述可传递扭矩的函数。
5.如权利要求3所述的方法，其中所述限幅扭矩与所述电池的所述输出功率极限成正比，所述限幅扭矩随着所述电池的所述输出功率极限的减小而减小。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述阈值功率根据所述车辆的扭矩容量和重量来校准。
7.如权利要求1所述的方法，其还包括响应于所述电池的所述输出功率极限高于所述阈值功率而向所述车轮提供所述可传递扭矩。
8.如权利要求1所述的方法，其还包括：在选择性地限制被提供给所述车轮的所述可传递扭矩期间，响应于满足用于提供可传递扭矩的条件，向所述车轮提供所述可传递扭矩。
9.如权利要求8所述的方法，其中用于提供所述可传递扭矩的所述条件包括加速踏板接合超过阈值持续时间以及车辆未加速超过阈值加速度中的每一者。
10.如权利要求8所述的方法，其中用于提供所述可传递扭矩的所述条件还包括所述电池的所述输出功率极限增加到高于所述阈值功率。
11.如权利要求1所述的方法，其中所述电池的所述输出功率极限是所述电池的荷电状态和环境温度的函数。
12.如权利要求1所述的方法，其中所述车辆是电池电动车辆(BEV)，并且其中所述电池向所述电机供应电力以用于车辆推进。
13.一种用于电动推进车辆的系统，其包括：
能量存储装置，所述能量存储装置向一个或多个电机供应电力；
控制器，所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，所述可执行指令用于：
在所述能量存储装置的输出功率极限低于阈值时的第一次踩加速踏板期间，将来自所述一个或多个电机的减小的扭矩传递到车轮，所述减小的扭矩低于从所述电机输出的可传递扭矩。
14.如权利要求13所述的系统，其还包括所述控制器包括用于进行以下操作的附加指令：响应于在加速度增加低于阈值的情况下第二次踩加速踏板持续超过阈值持续时间，将所述传递的减小的扭矩以恒定速率斜升到所述可传递扭矩输出，所述第二次踩加速踏板在其中将减小的扭矩传递到所述车轮的车辆操作期间发生在所述第一次踩加速踏板之后。
15.如权利要求13所述的系统，其中根据所述能量存储装置的使用期、经由环境温度传感器估计的环境温度和所述能量存储装置的荷电状态来估计所述能量存储装置的所述输出功率极限。
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