[发明专利]动态分配驱动扭矩

说明书

本发明公开了一种在混合动力车辆中动态分配发动机扭矩和马达扭矩以满足驾驶员扭矩需求的方法和系统。通过约束选择状况下允许的最大发动机扭矩来调节该分配以在性能和燃料经济性之间更好地平衡。在发动机运转期间在不同的发动机转速负荷(speed‑load)状况处基于随着火花正时移动至MBT火花延迟扭矩比率与阈值比率的偏离来获知最佳燃料经济性下的最大发动机扭矩。

技术领域

本发明总体上涉及在混合动力电动车辆中动态分配最大发动机扭矩以改善燃料经济性。

背景技术

在一些车辆(比如混合动力车辆)中，高级系统控制器可以控制用于推进车辆的多个动力和/或扭矩源。例如，控制器取决于工况可以不同的方式在多个源之间分配总的驱动请求。在分配期间，车辆控制器可以考虑一个或多个因素，比如单个扭矩源可用的输出范围。例如，发动机的最大扭矩输出可能取决于工况而发生变化，并且它可能随着发动机寿命等进一步变化。

US7,967,720显示了一种用于动态扭矩分配的示例方法。其中，在车辆运转期间基于用于多个状况(比如燃料蒸汽抽取)的真空需求来调节发动机允许的最大扭矩。特别地，当用于抽取燃料罐的真空不充足时，将最大发动机扭矩限制至提供所需抽取真空的水平。随后将其余驾驶员扭矩需求分配至混合动力车辆电动马达。

然而发明人在此认识到上述方法潜在的问题。调节最大发动机扭矩来满足真空需求可能导致最大扭矩的太多限制，这损害了燃料经济性。这样，可能难于权衡最佳燃料经济性和最大的发动机性能。对最佳性能的设置使最大发动机扭矩处于边界火花(borderlinespark)减小区域，这样效率较低并且劣化燃料经济性。另一方面，在所有状况下以处于最大扭矩最小点火提前角(MBT)火花的较低最大发动机扭矩运转牺牲了发动机性能并且当没有在最坏情况的状况下运转时不是最高效的。燃料辛烷值以及发动机内部状况(比如缸内温度、压缩、沉淀、爆震探测等)的额外变化使得更加难于精确地形成当火花处于或接近MBT时可用的最高的最大扭矩的开环预测。

发明内容

在一个示例中，通过一种用于混合动力电动车辆的方法可以至少部分地解决上述问题，该方法包含：基于驾驶员选择的车辆性能模式和扭矩需求的变化中的每者动态限制发动机的可用最大扭矩，可用最大扭矩限制在基于性能的第一扭矩极限和基于燃料经济性的第二扭矩极限之间；以及基于该动态限制向车辆提供马达扭矩。这样，可以在发动机性能和燃料经济性之间实现更好的平衡。

例如，响应于驾驶员按压车辆的ECO按钮，可以选择车辆运转的燃料经济模式。相应地，当燃料经济性优先时可以调节多个发动机运转参数的设置以改善燃料经济性同时将性能的降低最小化。特别地，可以限制可用最大发动机扭矩。在发动机运转期间可以基于火花延迟扭矩比率(即边界火花处的最大发动机扭矩相对于MBT处最大扭矩的比率)来获知(例如向上获知(learn up)或向下获知(learn down))不同发动机转速范围处约束的可用最大发动机扭矩。获知的最大发动机扭矩可以允许从发动机汲取最高扭矩且不进入低效率状态。当以经济模式运转时在稳态和瞬态期间都可以应用约束的最大发动机扭矩。相比较，当没有致动ECO按钮时并且选择了车辆性能优先的标准模式，仅在以稳态状况运转时可以应用约束的最大发动机扭矩。在瞬态状况期间，可以使用未约束的最大发动机扭矩以较小的燃料经济性惩罚为代价允许改善车辆加速。

根据本发明的一方面，提供一种用于混合动力车辆的方法，包含：从驾驶员接收车辆性能模式的选择；基于踏板位置来估算驾驶员扭矩需求的变化速率；基于车辆性能模式的选择和估算的扭矩需求的变化速率中的每者在第一和第二可用最大发动机扭矩极限之间选择；以及基于选择的扭矩极限来调节马达扭矩以满足驾驶员扭矩需求。

根据本发明的一个实施例，从驾驶员接收车辆性能的选择包括驾驶员按压连接至车辆仪表盘的按钮以选择扭矩输出优先的第一标准性能模式或燃料经济性优先的第二经济模式。