[发明专利]混合动力车辆及关联的发动机转速控制方法

说明书

技术领域

本发明大体上涉及响应于驾驶员输入而控制混合动力车辆的发动机转速和组合的输出扭矩。

背景技术

在具有离散传动比变速器（discrete ratio transmission）的车辆中，除了变速器从一个传动比转换为另一个传动比时的短暂间隔期间，变速器输入轴的转速通过限定的一组传动比而约束为与车速成比例。当变矩器锁定时，发动机转速也约束为与车速成比例。另外，在具有动力分配（power-split）架构的混合动力电动车辆中，变速器并没有在发动机转速和车速之间机械地施加严格的关系。

即使在具有自动变速器的车辆中，在该车辆中通常通过控制器确定传动比或发动机转速的选择，一些驾驶员倾向于偶尔超越控制器以提供类似于手动变速器的操作。一些车辆配备有换档拨片或其它的驾驶员交互特征，该特征允许驾驶员相对于由车辆控制器自动选择的传动比而发信号请求更高或更低的传动比，而发动机转速和车辆扭矩发生关联的改变。在离散传动比变速器中，控制器通过换档为离散传动比中不同的一个传动比而响应这类指令，该传动比相应地调节发动机转速并在车轮处提供关联的扭矩放大。然而，在具有无级变速器（CVT）或类似变速箱的车辆（例如动力分配式混合动力车辆）中，因为变速器本身不能提供离散传动比和关联的不同的扭矩放大，所以响应更加复杂。

发明内容

在多个实施例中，混合动力车辆控制策略实施四种不同的运转模式。车辆控制器响应于多个驾驶员交互元件（例如包括变速杆、降档选择器和升档选择器）的操作而确定在任何给定的时间处使用哪种运转模式。在两种运转模式中，控制器模拟离散传动比变速器的运转，涉及发动机转速以及涉及发动机和一个或多个牵引马达的组合输出扭矩两者。取决于启用哪种运转模式，控制器可使用不同的逻辑来关闭发动机和仅通过电力驱动。

在一个实施例中，控制混合动力车辆的方法包括：控制发动机和牵引马达以无极变速模式运转并且响应于降档选择器的操作增加发动机转速而转换为离散传动比模式，其中发动机和牵引马达被控制为基本上维持在独立于加速踏板位置的限定数量的预选择的虚拟传动比中的一者。所述方法还可包括：当以离散传动比模式运转时响应于升档选择器的驾驶员操作而减小发动机转速使得发动机转速与车速的比例基本上等于限定数量的预选择的虚拟传动比中的较低者。此外，所述方法可包括：当以离散传动比模式运转时响应于车速的改变而调节发动机转速使得发动机转速与车速的比例基本上等于限定数量的预选择的虚拟传动比中不同的一者。

根据本发明的实施例还可包括用于混合动力电动车辆的控制器，该控制器具有接收车速、驾驶员操作的加速踏板的位置以及指示降档选择器和升档选择器的操作的信号的输入信道；配置用于控制发动机和至少一个牵引马达的输出信道；以及控制逻辑，其配置用于控制发动机转速以无级变速模式运转且响应于降档选择器的操作通过增加发动机转速而从无级变速模式转换为离散传动比模式使得发动机转速基本上等于从独立于加速踏板位置的限定数量的预定义车速函数中选择的车速函数。在一些实施例中，每个预定义的车速函数对应于针对一系列车速的发动机转速和车速之间的线性或比例关系。在一些实施例中，控制器还包括控制逻辑，其配置用于当以离散传动比模式运转时通过调节发动机转速而响应车速的改变使得发动机转速基本上等于预定义函数中不同的一者。在一些实施例中，控制器还包括配置用于当以离散传动比模式运转时通过分别增加或减小发动机转速而响应降档或升档选择器操作的控制逻辑，使得发动机转速基本上等于限定数量的预定义函数中不同的预定义函数。

根据本发明的实施例还可包括具有行星齿轮组的变速器的车辆，其中行星齿轮组的元件可驱动地连接至发动机、第一牵引马达和一组车轮，第二牵引马达可驱动地连接至一组车轮，以及与发动机、牵引马达、加速踏板、升档选择器和降档选择器相通信的控制器。在该实施例中，控制器可编程用于以无级变速模式运转发动机、以离散传动比模式运转发动机并响应于降档选择器的操作从无级变速模式转换为离散传动比模式，该转换包括增加发动机转速使得发动机转速基本上等于从限定数量的预定义的车速函数中选择的车速函数。在一些实施例中，每个预定义的车速函数对应于一系列车速的发动机转速和车速之间的线性或比例关系。在一些实施例中，控制器进一步编程用于在以离散传动模式运转时通过调节发动机转速而响应车速的改变使得发动机转速基本上等于限定数量的预定义的车速函数中不同的一者。在一些实施例中，控制器进一步编程用于在以离散传动比模式运转时分别通过增加或减小发动机转速而响应降档或升档选择器的操作使得发动机转速基本上等于限定数量的预定义车速函数中不同的一者。