專利名稱：用于混合車輛的協(xié)調(diào)的再生和發(fā)動機減速制動的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混合車輛的動力系。更為特別的是，本發(fā)明涉及這種動力系中的車輛制動管理。
背景技術(shù)：
多種混合動力系的結(jié)構(gòu)是已知的，所述動力系用于管理混合車輛中不同主要原動力的輸入和輸出扭矩，最普通的是內(nèi)燃發(fā)動機和電機。通常串聯(lián)混合結(jié)構(gòu)的特點在于內(nèi)燃發(fā)動機驅(qū)動電動發(fā)電機，所述電動發(fā)電機依次向電動傳動鏈和電池組提供電功率。串聯(lián)混合中內(nèi)燃發(fā)動機不直接與傳動鏈機械連接。電動發(fā)電機也能以電動機驅(qū)動模式操作向內(nèi)燃發(fā)動機提供起動功能，通過以發(fā)電機模式操作對電池組充電，電動傳動鏈收回車輛制動能量。通常并聯(lián)混合結(jié)構(gòu)的特點在于內(nèi)燃發(fā)動機和電動機都直接與傳動鏈機械連接。傳動鏈傳統(tǒng)地包括換檔傳動裝置，以便為寬范圍的操作提供必要的齒輪傳動比。
電動無級傳動裝置(EVT)是已知的，其通過結(jié)合串聯(lián)和并聯(lián)混合動力系結(jié)構(gòu)的特征提供連續(xù)可變的速比。EVT可通過內(nèi)燃發(fā)動機和最終傳動單元之間的直接機械路徑操作，因而確保高傳動效率、較低成本的應(yīng)用以及較輕的電動機硬件。EVT還可以與機械上獨立于最終傳動或者以不同的機械/電動分離作用的發(fā)動機操作一起操作，因而確保高扭矩的連續(xù)可變速比、電動受控起動、再生制動、發(fā)動機離開怠速以及多模式操作。
混合動力系通常依賴機械可操作地分離的加速踏板確定來自車輛駕駛員的推進扭矩請求，推進扭矩通過多種有助于分離內(nèi)燃發(fā)動機和電機的裝置輸送。類似的，混合動力系通過以某種方式控制傳動電機的再生操作或者控制電機提供所有或者部分制動扭矩，以便將車輛動能傳輸給發(fā)動機，并響應(yīng)于駕駛員的制動請求通過發(fā)動機或排氣制動(發(fā)動機減速制動)消耗該能量。因此，混合動力系通常響應(yīng)加速踏板和常規(guī)制動踏板請求以提供根據(jù)該請求的輸出扭矩。
通常希望從車輛制動過程中恢復與實際轉(zhuǎn)換成返回給混合車輛電能存儲系統(tǒng)的電能差不多的動能。但是，即使在理想情況下，降低重型車輛的速度代表的豐富的功率通量并不能被能量存儲系統(tǒng)容納。嘗試返回太多能量，或者返回功率通量超過能量存儲系統(tǒng)合理容量的能量以同樣接受，可導致對能量存儲系統(tǒng)無法彌補的損害。因而，已知的再生制動系統(tǒng)通常寧愿保守地校正以避免對能量存儲系統(tǒng)的損害。此外，因為其它原因，即使如果其容量可以接受更多的能量，以及較高的功率通量不受這些損害考慮因素的限制，也希望限制流入能量存儲系統(tǒng)的功率通量。因而，即使帶有保守的校正，再生制動系統(tǒng)也不能根據(jù)其它希望的目標向能量存儲系統(tǒng)提供最佳的能量返回和功率通量。
發(fā)動機減速制動已經(jīng)被實踐，以消耗裝配傳統(tǒng)動力系的車輛中的車輛減速能量。這種制動最希望是重型車輛，特別是當坡度下降時，以便顯著地增強和減少應(yīng)用常規(guī)制動的需要。但是，發(fā)動機減速制動在車輛駕駛員請求時，傳統(tǒng)地以大致不可控的方式根據(jù)發(fā)動機制動或者排氣制動機構(gòu)的執(zhí)行和齒輪傳動比的選擇使用。在裝配混合動力系的車輛中，發(fā)動機減速制動的這種不理想應(yīng)用能代替再生制動的需要，放棄顯著的效率增益，所述效率增益可另外的通過將消耗的發(fā)動機減速能量返回給能量存儲系統(tǒng)實現(xiàn)。此外，發(fā)動機減速制動的這種不理想和不可預知的應(yīng)用阻撓了以可控的方式將再生制動能量返回給能量存儲系統(tǒng)的目標。
因而，希望協(xié)調(diào)控制混合車輛中的再生制動和發(fā)動機減速制動。

發(fā)明內(nèi)容
車輛包括混合動力系，所述混合動力系具有諸如通過排氣制動或發(fā)動機壓縮制動之類的減速柴油發(fā)動機、至少一個電機以及電池組。根據(jù)柴油發(fā)動機、電機和輸出之間已知的速度關(guān)系，柴油發(fā)動機和電機可操作地連接到具有輸出的傳動系，其中輸出功率大致等于發(fā)動機功率和電機功率的總和。根據(jù)本發(fā)明，車輛再生制動和發(fā)動機減速制動的協(xié)調(diào)包括提供車輛制動請求，例如通過翻譯的駕駛員制動踏板作用力。通過電機提供作用于輸出的第一制動，通過減速發(fā)動機提供作用于輸出的第二制動。當流入能量存儲系統(tǒng)的功率通量超過預定功率限制值時，發(fā)動機速度被控制得較高。這有效地增加發(fā)動機減速制動作用，降低再生制動作用，以便滿足提供的駕駛員制動請求。當流入電池組的功率通量不超過預定功率限制值時，發(fā)動機速度控制得較低。這有效地降低發(fā)動機減速制動作用，增加再生制動作用。車輛制動作用的優(yōu)先權(quán)第一給所述至少一個電機，第二給所述減速發(fā)動機。當電池功率限制值不緊湊且流入電池組的功率通量可接受時，根據(jù)電池差值和輸出差值其中之一確定發(fā)動機速度，所述電池差值是電池實際功率和預定限制值之間估量的差值，所述輸出差值是請求輸出扭矩和命令輸出扭矩之間估量的差值。當電池功率限制值緊湊時，發(fā)動機速度唯一地根據(jù)輸出差值確定。不顯著的輸出差值導致根據(jù)預定的校正比率確定發(fā)動機速度設(shè)置值，反之，顯著的輸出差值導致根據(jù)輸出差值確定發(fā)動機速度設(shè)置值。


現(xiàn)在參考附圖，通過實例對本發(fā)明進行描述，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的混合車輛動力系的方框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明，制動踏板執(zhí)行在其預定范圍內(nèi)的若干情況下，對應(yīng)于不同的動力系輸出速度，求解的請求輸出扭矩的圖解表示；圖3是特別涉及本發(fā)明的能量存儲系統(tǒng)充電和放電能量區(qū)域，以及其某些示例性子區(qū)域的圖解表示；圖4是根據(jù)本發(fā)明的協(xié)調(diào)的再生和發(fā)動機減速制動的示例性實現(xiàn)方式中控制裝置的方框圖；以及圖5是流程圖，解釋了根據(jù)本發(fā)明的涉及用于建立發(fā)動機減速制動作用，選擇發(fā)動機速度的一套示例性步驟。
具體實施例方式
首先參考圖1，方框圖闡述了示例性的混合動力系，電動再生和發(fā)動機減速制動的該協(xié)調(diào)控制適用于所述混合動力系。混合動力系包括壓燃式柴油發(fā)動機，車輛傳動系以及可操作地彼此連接的一個或多個電動機(以下稱電動機)，例如，通過包括一個或多個行星齒輪組的連接裝置(K)以及對應(yīng)于多個扭矩傳輸裝置的應(yīng)用和釋放的可選擇的連接路徑。發(fā)動機連接到連接裝置的機械輸入處(11)。傳動系連接到連接裝置的機械輸出處(13)。電動機連接到連接裝置的輸入處(15)。忽略功率損耗，發(fā)動機、傳動系和電動機之問的功率通量達到平衡。以及，傳動系的功率等于發(fā)動機和電動機的功率總和。發(fā)動機、傳動系和電動機的扭矩遵循同樣的關(guān)系式，其可通過各種齒輪組、動力傳動組件已知，它們之間的關(guān)系式包含在連接約束關(guān)系式中。發(fā)動機、傳動系和電動機之間的速度關(guān)系也通過各種齒輪組、動力傳動組件已知，并且它們之間的關(guān)系包含在連接約束關(guān)系中。車輛傳動系可包括諸如差速齒輪組、支撐軸、萬向接頭、終傳動齒輪組、車輪和輪胎之類的普通傳動系組件。電動機從能量存儲系統(tǒng)(ESS)接受電能，能向其提供電能，所述能量存儲系統(tǒng)可以表現(xiàn)為以下形式電池組模塊中的一個或多個電池，或者具有雙向電能流能力的任何適合的能量存儲裝置。發(fā)動機、傳動系和電動機的扭矩可以在任一方向。也就是說，每一個對動力系都有雙向扭矩的作用。示例性的柴油混合動力系包括一對電動機、布置成多模式、復式分離、電動無級傳動裝置的一對可選擇連接的行星齒輪組，所述動力系已公開于共同轉(zhuǎn)讓的美國專利號5,931,757，其內(nèi)容于此被并入?yún)⒖肌?br> 圖1的示例性動力系還包括基于微處理器的系統(tǒng)控制裝置43，其通過基于傳統(tǒng)微處理器的發(fā)動機控制裝置(ECM)23與發(fā)動機通訊。發(fā)動機控制裝置優(yōu)選地通過控制裝置局域網(wǎng)絡(luò)(CAN)總線與系統(tǒng)控制裝置43通訊。CAN總線允許各種模塊之問控制參數(shù)和命令的通訊。采用的特定通訊協(xié)議將是應(yīng)用細節(jié)。例如重型應(yīng)用的優(yōu)選協(xié)議是汽車工程協(xié)會(SAE)標準J1939。發(fā)動機控制裝置依次適合與其在控制中使用的各種發(fā)動機執(zhí)行機構(gòu)和傳感器(未單獨顯示)通訊。例如，燃油噴射器，排氣制動器，或者發(fā)動機壓縮制動執(zhí)行機構(gòu)和轉(zhuǎn)動傳感器通過發(fā)動機控制裝置處分離的信號線被控制或監(jiān)視。系統(tǒng)控制裝置43與其在控制中使用的各種連接裝置執(zhí)行機構(gòu)和傳感器通訊。例如，輸出轉(zhuǎn)動傳感器和用于控制扭轉(zhuǎn)傳輸裝置液壓和應(yīng)用/釋放狀態(tài)的電磁控制閥，以及液壓流體壓力傳感器通過分離的信號線被控制或監(jiān)視。另外，系統(tǒng)控制裝置43類似地與整體被看作ESS控制裝置的基于微處理器的電池組控制裝置和基于微處理器的功率電子控制裝置(未單獨顯示)通訊。這些ESS控制裝置優(yōu)選地通過CAN總線與系統(tǒng)控制裝置43通訊。ESS控制裝置依次適合提供各種涉及電池組和電動機的傳感、診斷和控制功能。例如，電流和電壓傳感器、溫度傳感器、多相換流電子裝置和電動機轉(zhuǎn)動傳感器通過ESS控制裝置被控制或監(jiān)視。
動力系控制的通常目的是滿足駕駛員的扭矩要求。在要求正的輸出扭矩的推進操作模式中，該控制優(yōu)選地根據(jù)包括系統(tǒng)效率目標的預定標準選擇的發(fā)動機扭矩和速度操作點實現(xiàn)。發(fā)動機扭矩控制由發(fā)動機控制裝置根據(jù)系統(tǒng)控制裝置確定的命令發(fā)動機扭矩Te_cmd處理，發(fā)動機速度控制由直接通過控制電動機扭矩的速度控制處理。優(yōu)選的用于確定發(fā)動機速度、發(fā)動機扭矩和控制發(fā)動機速度的方法被共同等待批準、共同轉(zhuǎn)讓的美國序列號10/686,511(律師案卷號GP-304140)，10/686,508(律師案卷號GP-304193)，10/686,034(律師案卷號GP-304194)和10/799,531(律師案卷號GP-304338)的專利申請公開，于此所述文獻可并入?yún)⒖?。通常，系統(tǒng)控制裝置43確定在控制動力系中使用的命令輸出扭矩To_cmd。基于駕駛員輸入因素確定To_cmd，例如節(jié)氣門踏板位置、制動踏板作用力以及諸如車輛速度之類的車輛動力學條件。諸如換檔選擇器的位置和功率輸出請求之類的其它駕駛員輸入因素、諸如加速度和減速度率之類的車輛動力學條件、諸如溫度、電壓、電流和部件速度之類的其它操作條件也能影響輸出扭矩的確定。系統(tǒng)控制裝置43還根據(jù)發(fā)動機和電機的作用和分離確定輸出扭矩的組成。動力系的推進控制在本發(fā)明中適于在負扭矩范圍內(nèi)操作，通過提供根據(jù)已知的橫跨發(fā)動機速度的減速發(fā)動機扭矩特性確定的發(fā)動機扭矩操作點，以及提供根據(jù)本發(fā)明確定的發(fā)動機速度操作點。
本發(fā)明涉及以如下方式操作的車輛沒有推進扭矩輸出，此外傳動系扭矩通過連接裝置K驅(qū)動電動機和/或發(fā)動機。在最小值處，通常對應(yīng)于釋放的節(jié)氣門踏板，無論是否具有某種程度或等級的制動踏板作用力。節(jié)氣門踏板位置和制動作用力信號都由系統(tǒng)控制裝置43監(jiān)視。例如，制動作用力可以由氣動和液壓制動系統(tǒng)中的傳統(tǒng)壓力傳感器(未顯示)提供。例如，節(jié)氣門位置可由用于感知節(jié)氣門踏板行程的傳統(tǒng)位移傳感器提供。
分別來自節(jié)氣門位置和制動系統(tǒng)壓力傳感器的節(jié)氣門和制動請求被過濾和調(diào)節(jié)。優(yōu)選地，請求信號被按比例調(diào)節(jié)，使之在規(guī)范化的范圍0-100之內(nèi)，該值代表完整請求的百分比。例如，完全踩下節(jié)氣門踏板將導致節(jié)氣門請求信號等于100，反之，駕駛員完全放開節(jié)氣門踏板將導致節(jié)氣門請求信號等于0。為了實現(xiàn)該協(xié)調(diào)制動控制，制動請求被按比例調(diào)節(jié)到相應(yīng)于應(yīng)用協(xié)調(diào)控制的制動輸出扭矩區(qū)域的施加壓力相對提早的區(qū)域。沒有常規(guī)制動踏板作用力導致制動請求信號為0，隨著常規(guī)制動踏板作用力的增加，導致制動請求信號一直增加到根據(jù)系統(tǒng)校正的最大值100。在常規(guī)制動踏板作用力的早期區(qū)域，沒有或很小的常規(guī)制動作用力經(jīng)由車輛氣動或液壓作用的摩擦制動器生效。在該制動踏板作用力最早的區(qū)域內(nèi)，制動踏板作用力的增加超過最大值100導致氣動或液壓作用的摩擦制動器增加作用力。
參考圖2，顯示了常作用力的多個制動踏板線，相應(yīng)于前面描述的比例調(diào)節(jié)每個都標上了百分比。每條線表示橫跨一定范圍的輸出速度No，求解的輸出扭矩請求To_req，其在控制動力系中使用。輸出扭矩請求To_req表示由協(xié)調(diào)的再生和發(fā)動機減速制動在輸出處建立的整個理想扭矩。
該協(xié)調(diào)控制的一個目的是在再生和發(fā)動機減速之間確定優(yōu)先的制動能量路徑，具有第一優(yōu)先權(quán)的路徑根據(jù)多種考慮因素返回給ESS盡可能多的制動能量，所述因素包括接受充電的物理容量和諸如電功率通過量目標之類的其它因素。
參考圖3，顯示了能量存儲系統(tǒng)功率通量的區(qū)域。功率通量被標示為電池功率Pbat，其包括水平線30以上的放電區(qū)域和水平線以下的充電區(qū)域31，在所述放電區(qū)域凈功率通量從電池組流出，在所述充電區(qū)域凈功率通量流入電池組。依據(jù)所選擇的標記規(guī)范，充電功率通量顯示為負值，放電功率通量顯示為正值。電池功率位于離水平線30越遠的位置，功率通量的絕對值越大。充電區(qū)域31正是本發(fā)明的協(xié)調(diào)控制中特別感興趣的區(qū)域。
依據(jù)所選擇的標記規(guī)范，相對于充電區(qū)域中的任意功率通量，減小功率通量意味著較大的負值。增大功率通量意味著較小的負值。類似的，相對于放電區(qū)域中的任意功率通量，減小功率通量意味著較小的正值。增大功率通量意味著較大的正值。因而，相應(yīng)于大的負值，較大的功率通量流入電池組。類似的，相應(yīng)于較大的正值，較大的功率通量從電池組流出。
放電功率極限值Pbat_max和充電功率極限值Pbat_min被預先確定，各自分別表示流出和流入電池組的功率通量的理想最大值。Pbat_max和Pbat_min的值遵循以上描述的放電和充電功率通量的標記規(guī)范。Pbat_max和Pbat_min根據(jù)各種物理和非物理因素、以及表示該充電接受容量和功率通量優(yōu)先選擇的考慮因素不斷更新。這些功率極限值，Pbat_min和Pbat_max優(yōu)選地從存儲在系統(tǒng)控制裝置43的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的表格式中的數(shù)據(jù)集獲得。提供的這種數(shù)據(jù)集被預存在表格式中的各種控制程序用作參考，所述程序與各種條件，例如充電狀態(tài)、溫度、電壓，以及優(yōu)選選擇的考慮因素相關(guān)聯(lián)，例如使用或通過量(安培-小時/小時)。優(yōu)選的用于確定電池功率最小值和最大值的方法被共同轉(zhuǎn)讓、共同等待批準的美國序列號10/686,180(律師案卷號GP-304119)的專利申請公開，于此可并入?yún)⒖?。Pbat_max和Pbat_min通常表示電池組的功率通量可接受的極限值，位于因此確立的包絡(luò)層內(nèi)的充電和放電通常都是可接受的。
根據(jù)本發(fā)明的協(xié)調(diào)制動過程中，通常希望制動能量首先通過再生返回給電池組，接著通過發(fā)動機減速制動消耗。可以理解，較高發(fā)動機速度時的發(fā)動機減速相應(yīng)于發(fā)動機較高的能量消耗、較高的功率和較高的扭矩。因而，電池功率的最小值Pbat_min在建立閾值的控制中起作用，超過所述閾值，更大的功率通量流入電池組是不希望的。電池實際功率通量和Pbat_min之問的差值(電池差值)用來建立發(fā)動機速度，所述發(fā)動機速度將建立制動功率通量，以便使電池功率通量大致趨于Pbat_min，即，使電池差值趨于0。因此，實現(xiàn)了返回給電池組的最佳能量，避免過量的功率通量流入電池組。
另外，實際或命令輸出扭矩與請求輸出扭矩之間的差值(輸出差值)根據(jù)前面結(jié)合圖2描述的制動踏板作用力建立，提供了另一個可供選擇的確定發(fā)動機速度的基礎(chǔ)。該輸出差值用于建立理想減速發(fā)動機速度，所述發(fā)動機速度將建立制動功率通量，以便使輸出扭矩大致趨于請求輸出扭矩，即，使輸出差值趨于0。選擇電池差值或輸出差值其中之一，用于根據(jù)輸出差值和電池差值的顯著性確定理想減速發(fā)動機速度。不顯著的輸出差值將導致使用電池差值確定理想減速發(fā)動機速度，反之，顯著的輸出差值將導致另外的比較選擇電池和輸出差值之一用于確定理想減速發(fā)動機速度。
當Pbat_min閾值緊湊時，例如，相對小的負值(例如重型應(yīng)用中-30KW到-150KW)，可以確定電池組不能接受流入其中的顯著的功率通量，以及根據(jù)理想減速發(fā)動機速度的發(fā)動機減速制動應(yīng)該唯一地根據(jù)顯著的輸出差值建立。緊湊的Pbat_min閾值直觀地表示為通常位于線30和緊湊閾值限制線33之間的圖3中的區(qū)域31A內(nèi)的Pbat_min值。圖3中的線30相應(yīng)于零功率通量。Pbat_min代表性地為負值；但是，Pbat_min為正值是可能的，該正值將類似地被考慮為緊湊的。接著不緊湊的Pbat_min閾值相應(yīng)于位于圖3中緊湊閾值限制線33相反側(cè)的區(qū)域31B內(nèi)部的Pbat_min值。當Pbat_min閾值緊湊時，不顯著的輸出差值將導致理想減速發(fā)動機速度的確定有效地趨向更低的發(fā)動機速度。顯著的輸出差值將導致使用輸出差值確定理想減速發(fā)動機速度。
現(xiàn)在參考圖4，顯示了本發(fā)明優(yōu)選的控制塊實現(xiàn)方式。采用第一閉環(huán)比例微分控制41建立第一發(fā)動機速度變化率Rate_Pbat，其是前述電池差值Δ_bat的函數(shù)。電池功率Pbat和Pbat_min在求和節(jié)點43處被比較以建立電池差值Δ_bat，如果要求穩(wěn)定性所述電池功率Pbat優(yōu)選地用適當?shù)臅r間常數(shù)過濾。傳統(tǒng)的PD處理45對差值進行執(zhí)行以建立大致相應(yīng)于發(fā)動機速度控制率的比率，使電池差值以閉環(huán)控制技術(shù)領(lǐng)域公知的穩(wěn)定方式趨向于零。采用第二閉環(huán)比例微分控制42建立第二發(fā)動機速度變化率Rate_To，其是前述輸出差值Δ_out的函數(shù)。請求輸出扭矩To_req和預定命令輸出扭矩To_cmd在求和節(jié)點47處被比較以建立輸出差值Δ_out。傳統(tǒng)的PD處理49對差值進行執(zhí)行以建立大致相應(yīng)于發(fā)動機速度控制率的比率，使輸出差值以閉環(huán)控制技術(shù)領(lǐng)域公知的穩(wěn)定方式趨向于零。
通過考慮請求輸出扭矩To_req，確定命令輸出扭矩To_cmd。如果請求在系統(tǒng)的能力之內(nèi)，那么To_cmd響應(yīng)于車輛駕駛員的請求扭矩。但是To_cmd也可以響應(yīng)于根據(jù)系統(tǒng)極限值的約束輸出扭矩。To_cmd還可根據(jù)除系統(tǒng)能力之外的其它因素受約束，例如車輛操縱性能和穩(wěn)定性的考慮因素。約束可包括根據(jù)發(fā)動機的操作條件確定的發(fā)動機扭矩的最大值和最小值，所述操作條件主要包括發(fā)動機實際速度Ne。減速發(fā)動機扭矩特性可從對電動機驅(qū)動的減速發(fā)動機(例如，非燃料驅(qū)動的、應(yīng)用了排氣制動或發(fā)動機壓縮制動的)橫跨一定范圍轉(zhuǎn)動速度的傳統(tǒng)動力測定測試中得知。約束還可進一步包括電動機最小和最大扭矩以及最小和最大電池功率。
Rate_Pbat和Rate_To提供給選擇邏輯塊51，其有效地提供理想發(fā)動機速度率Ne_dot_des，后面將結(jié)合圖5進一步描述。Pbat_min也作為輸入?yún)?shù)提供給選擇邏輯塊51。Ne_dot_des是從Rate_Pbat和Rate_To中選擇的一個，其被提供給積分器53以便建立根據(jù)本發(fā)明的協(xié)調(diào)制動控制中使用的理想發(fā)動機速度。積分器53的輸出服從最小和最大限制值，分別是min和max。最小發(fā)動機速度限制值在協(xié)調(diào)制動過程中提供設(shè)置值，以便確保足夠可能的發(fā)動機制動扭矩用于協(xié)調(diào)控制，所述設(shè)置值高于正常發(fā)動機速度最小限制值，例如怠速，所述最小發(fā)動機速度限制值優(yōu)選地作為校正值被提供。類似的，最大發(fā)動機速度限制值優(yōu)選地作為根據(jù)發(fā)動機制造商推薦的最大減速發(fā)動機速度的校正值被提供。最大發(fā)動機速度限制值也受到駕駛員設(shè)置的換檔選擇器位置或車輛速度的影響，其中較高的車輛速度下更能容忍較高的發(fā)動機速度。積分器53也可復位至發(fā)動機初始速度Ne，大致在協(xié)調(diào)制動控制過程開始時。
現(xiàn)在參照圖5，所示流程圖闡釋了執(zhí)行本發(fā)明優(yōu)選控制塊實現(xiàn)方式中選擇邏輯塊53功能的示例性步驟。塊61處，確定最小電池功率限制值Pbat_min是否如前面描述的那樣緊湊。當該Pbat_min小于預定閾值校正K1時，接著確定限制值不緊湊，能量存儲系統(tǒng)目前能接受正常期望數(shù)量的再生充電。適當?shù)男Ｕ龑⒏鶕?jù)特定應(yīng)用建立，并根據(jù)特定應(yīng)用必要地進行比例調(diào)節(jié)。在重型應(yīng)用中，示例性的閾值校正功率限制值的可以是大約-20KW到大約-50KW。
步驟63處相對于前面描述的輸出差值確定能量存儲系統(tǒng)接受充電的容量。但是，并不直接檢驗輸出差值。而是比較差值PD處理建立的比率Rate_To和正的校正閾值K3。如果Rate_To不大于K3，接著確定沒有顯著的輸出扭矩不足存在，如根據(jù)PD處理的輸出差值的估量。在這種情況下，電池差值Δ_bat被用來建立步驟65所述的發(fā)動機速度。但是，并不直接使用電池差值。而是選擇差值PD處理建立的比率Rate_Pbat作為理想發(fā)動機速度率Ne_dot_des，如圖4所述進一步由積分器處理以建立理想發(fā)動機速度Ne_des。負值的Rate_Pbat意味著大于Pbat_min(較小的負值)的電池功率，即低于確定的電池組接受充電容量的流入電池組的功率通量。正值的Rate_Pbat意味著小于Pbat_min(較大的負值)的電池功率，即超過確定的電池組接受充電容量的流入電池組的功率通量。因而，Rate_Pbat將促成控制裝置根據(jù)其負和正值分別使發(fā)動機速度趨向更低或更高。
如果步驟63處建立了Rate_To大于K3，接著確定顯著的輸出扭矩不足存在，如根據(jù)PD處理的輸出差值的估量。在這種情況下，電池差值Δ-bat和輸出差值Δ-out其中之一用于建立步驟67所述的發(fā)動機速度。但是，并不直接使用差值。而是選擇差值PD處理建立的比率Rate_Pbat或Rate_To，如圖4所述，進一步由積分器處理以建立理想發(fā)動機速度Ne_des。兩個比率Rate_Pbat和Rate_To中的較大者被選擇作為理想發(fā)動機速度率Ne_dot_des。因此，選擇的比率將促成控制裝置根據(jù)較大比率使發(fā)動機速度趨向更高。
當該Pbat_min不小于預定閾值校正K1時，接著確定限制值緊湊，能量存儲系統(tǒng)目前具有接受充電的限制容量。當在步驟61確定能量存儲系統(tǒng)具有接受充電的限制容量時，發(fā)動機速度唯一地根據(jù)顯著的輸出差值建立。步驟69通過其絕對值不小于閾值校正K2確定的顯著輸出差值將導致根據(jù)輸出差值Δ_out確定發(fā)動機速度，如步驟71所述。但是，并不直接使用輸出差值。而是選擇差值PD處理建立的比率Rate_To作為理想發(fā)動機速度率Ne_dot_des，如圖4所述，進一步由積分器處理以建立理想發(fā)動機速度Ne_des。步驟69通過其絕對值小于閾值校正K2確定的不顯著輸出差值指示請求和命令輸出扭矩之間大致匹配，不需要電流增加發(fā)動機減速制動。不顯著輸出差值將導致根據(jù)步驟73的校正值K4確定發(fā)動機速度。在步驟73處，理想發(fā)動機速度率Ne_dot_des被設(shè)置為校正值K4，所述校正值K4是負值以便實現(xiàn)降低的發(fā)動機速度。降低的發(fā)動機速度與降低的車輛速度一致。但是，并不直接使用輸出差值。而是選擇差值PD處理建立的比率Rate_To作為理想發(fā)動機速度率Ne_dot_des，如圖4所述，進一步由積分器處理以建立理想發(fā)動機速度Ne_des。
權(quán)利要求
1.一種協(xié)調(diào)車輛再生和發(fā)動機減速制動的方法，所述車輛包括混合動力系，所述混合動力系包括減速柴油發(fā)動機，至少一個電機以及電能存儲系統(tǒng)，根據(jù)柴油發(fā)動機、所述至少一個電機和輸出之間已知的速度關(guān)系，所述柴油發(fā)動機和所述至少一個電機可操作地連接到具有該輸出的傳動系，其中輸出功率大致等于發(fā)動機功率和所述至少一個電機功率的總和，所述方法包括提供車輛制動請求；通過所述至少一個電機提供作用于輸出的第一制動；通過所述減速發(fā)動機提供作用于輸出的第二制動；當流入能量存儲系統(tǒng)的功率通量超過預定功率限制值時，控制發(fā)動機速度變得較高，當流入能量存儲系統(tǒng)的功率通量不超過預定功率限制值時，控制發(fā)動機速度變得較低；因而，增加發(fā)動機速度則增加了第二制動作用，降低了第一制動作用，降低發(fā)動機速度則降低了第二制動作用，增加了第一制動作用，車輛制動作用的優(yōu)先權(quán)第一給所述至少一個電機，第二給所述減速發(fā)動機。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，控制發(fā)動機速度包括確定流入能量存儲系統(tǒng)的功率通量和預定功率限制值之間的功率差值；以及控制發(fā)動機速度以第一比率變化，所述第一比率是功率差值的函數(shù)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括確定車輛制動；確定車輛制動請求和車輛制動之間的制動差值；確定控制發(fā)動機速度的第二比率，所述第二比率是制動差值的函數(shù)；以及當制動差值超過預定差值時，控制發(fā)動機速度以第一和第二比率中的較大者變化。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括比較預定功率限制值和預定閾值功率限制值；以及當預定功率限制值未超過預定閾值功率限制值時；確定車輛制動；確定車輛制動請求和車輛制動之間的制動差值；確定控制發(fā)動機速度的比率，所述比率是制動差值的函數(shù)；以及根據(jù)所述比率控制發(fā)動機速度變化。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，當制動差值的絕對值超過預定閾值差值時，用于控制發(fā)動機速度的比率是制動差值的函數(shù)，否則是有效地降低發(fā)動機速度的預定值。
6.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，還包括比較預定功率限制值和預定閾值功率限制值；以及當預定功率限制值未超過預定閾值功率限制值時；當制動差值的絕對值超過預定閾值差值時，根據(jù)第二比率控制發(fā)動機速度，否則根據(jù)有效地降低發(fā)動機速度的預定值控制發(fā)動機速度。
7.一種確定用于包含混合動力系的車輛協(xié)調(diào)的再生和發(fā)動機減速制動系統(tǒng)中能量消耗的發(fā)動機速度的方法，所述混合動力系包括減速柴油發(fā)動機，至少一個電機以及電能存儲系統(tǒng)，根據(jù)柴油發(fā)動機、所述至少一個電機和輸出之間已知的速度關(guān)系，所述柴油發(fā)動機和所述至少一個電機可操作地連接到具有該輸出的傳動系，其中輸出功率大致等于發(fā)動機功率和所述至少一個電機功率的總和，所述方法包括計算流入能量存儲系統(tǒng)的功率通量和預定功率限制值之間的功率差值；計算用于發(fā)動機速度變化的第一比率，所述第一比率是功率差值的函數(shù)；計算請求輸出扭矩和命令輸出扭矩之間的扭矩差值；計算用于發(fā)動機速度變化的第二比率，所述第二比率是扭矩差值的函數(shù)；選擇用于發(fā)動機速度變化的所述第一和第二比率其中之一；以及根據(jù)選擇的用于發(fā)動機速度變化的所述第一和第二比率其中之一確定發(fā)動機速度。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，選擇用于發(fā)動機速度變化的所述第一和第二比率其中之一包括在確定能量存儲系統(tǒng)能接受超過預定最小功率限制值的功率的期間；當?shù)诙嚷实陀陬A定閾值時選擇第一比率，當?shù)诙嚷什坏陀陬A定閾值時選擇第一和第二比率中的較大者。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，選擇用于發(fā)動機速度變化的所述第一和第二比率其中之一還包括在確定能量存儲系統(tǒng)不能接受超過預定最小功率限制值的功率的期間，當?shù)诙嚷实慕^對值超過預定最大差值時，選擇第二比率。
10.一種制造部件，包括存儲介質(zhì)，所述存儲介質(zhì)具有編碼于其中的計算機程序，所述程序用于實現(xiàn)確定發(fā)動機速度的方法，用于車輛協(xié)調(diào)的再生和發(fā)動機減速制動系統(tǒng)中的能量消耗，該程序包括用于計算流入能量存儲系統(tǒng)的功率通量和預定功率限制值之間的功率差值的代碼；用于計算用于發(fā)動機速度變化的第一比率的代碼，所述第一比率是功率差值的函數(shù)；用于計算請求輸出扭矩和命令輸出扭矩之間的扭矩差值的代碼；用于計算用于發(fā)動機速度變化的第二比率的代碼，所述第二比率是扭矩差值的函數(shù)；用于選擇用于發(fā)動機速度變化的所述第一和第二比率其中之一的代碼；以及用于根據(jù)選擇的用于發(fā)動機速度變化的所述第一和第二比率其中之一確定發(fā)動機速度的代碼。
全文摘要
混合車輛包括動力系，所述混合動力系具有減速柴油發(fā)動機，電機以及能量存儲系統(tǒng)。發(fā)動機和電動機通過一個或更多的行星齒輪組以及對應(yīng)于通過輸出與傳動系連接的多個扭矩傳輸裝置的應(yīng)用和釋放的可選擇的連接路徑可操作地連接。協(xié)調(diào)再生和減速發(fā)動機制動以根據(jù)預定功率通量限制值提供優(yōu)先返回能量存儲系統(tǒng)的能量。通過發(fā)動機速度的提高來增加發(fā)動機減速制動作用，以處理超過限制值的功率通量。
文檔編號B60W10/10GK1695976SQ200510071218
公開日2005年11月16日 申請日期2005年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月14日
發(fā)明者X·T·陶, G·A·胡巴, T·-M·希, A·H·希普 申請人:通用汽車公司