車輛及限制動力傳動系統排放的方法技術方案

本發明專利技術公開了一種車輛及限制動力傳動系統排放的方法，該車輛具有包括電動馬達、內燃發動機和渦輪增壓器的動力傳動系統。車輛進一步包括配置用于響應于駕駛員需求而對發動機扭矩指令應用可變濾波器的控制器。濾波器影響增加速率高于預定閾值的指令使得發動機扭矩和渦輪增壓器轉速兩者對應的增加速率被限制至各自小于最大可用水平的速率以減小發動機輸出排放的激增。此外控制器發布馬達扭矩的指令使得總動力傳動系統扭矩滿足駕駛員需求。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及混合動力車輛，特別涉及動力傳動系統控制系統。
技術介紹
已知的混合動力車輛利用具有內燃發動機與電機協作的動力傳動系統。雙動力源允許使用更小、更高效的發動機。但是響應于特定輸入，可能仍然會出現導致較低燃料效率和增加的發動機排放的發動機瞬態。這樣的一種輸入是發動機的動力或扭矩需求的突然改變。與發動機連接的一個或多個附加的渦輪增壓器對需求的動力傳動系統輸出的迅速變化展現出不同的響應設置。從需求動力的時間到駕駛員意識到渦輪增壓器輔助的時間通常具有延遲。
技術實現思路
提供一種具有動力傳動系統的車輛，該動力傳動系統包括電動馬達、內燃發動機和渦輪增壓器。車輛進一步包括配置用于響應于駕駛員需求對發動機扭矩指令應用濾波器的控制器。濾波器影響增加速率高于預定閾值的指令使得發動機扭矩和渦輪增壓器轉速兩者的對應增加速率被限制至各自小于可用最大值的速率以減小發動機輸出排放的激增。此外控制器發布馬達扭矩的指令使得總動力傳動系統扭矩滿足駕駛員需求。一種限制動力傳動系統排放的方法包括對發動機和電動馬達中的每者分配扭矩指令以滿足駕駛員扭矩需求。方法進一步包含應用濾波器以修改用于發動機的扭矩指令使得響應于駕駛員扭矩需求的激增而將發動機扭矩和渦輪增壓器轉速兩者的增加速率限制至相對各自可用最大速率。方法還進一步包括增加馬達的扭矩指令使所增加的量等于發動機的扭矩指令的修改值以滿足駕駛員扭矩需求的激增。根據本專利技術的一個實施例，所述方法進一步包含以與發動機扭矩的增加速率同量的速率減小馬達的扭矩指令。根據本專利技術的一個實施例，所述方法進一步包含盡管駕駛員扭矩需求激增但是保持發動機燃燒燃空比在化學計量燃空比的閾值內。根據本專利技術的一個實施例，保持燃空比防止了發動機排放輸出的激增。提供一種具有控制器的混合動力車輛，該控制器配置用于對發動機的扭矩指令應用低通濾波器使得隨著駕駛員扭矩需求增加而限制發動機扭矩對應的增加速率。控制器進一步配置用于對馬達的扭矩指令應用乘法器使得馬達的輸出扭矩的增加量等于發動機扭矩限制的量。根據本專利技術的一個實施例，所述混合動力車輛進一步包含配置用于向發動機提供空氣增壓的渦輪增壓器，其中，濾波器包括根據渦輪增壓器增壓壓力和渦輪增壓器轉速中至少一者變化的可變時間常數。根據本專利技術的一個實施例，濾波器的應用限制了渦輪增壓器增壓壓力和渦輪增壓器轉速中至少一者的變化速率。根據本專利技術的一個實施例，控制器進一步配置用于響應于駕駛員扭矩需求的增加而減小發動機的燃空比的激增。根據本專利技術的一個實施例，控制器進一步配置用于保持發動機的燃空比在約為化學計量燃空比的預定范圍內。本專利技術描述的車輛可減小燃燒燃空比(fuel-to-air rat1)的激增以約束該比例使其保持在約為化學計量燃空比的預定范圍內。【附圖說明】圖1是混合動力電動車輛的示意圖；圖2A到2E是顯示第一運轉模式下動力傳動系統性能參數的一系列時間圖；圖3是對應于本專利技術的方法的流程圖；圖4A到4E顯示了根據圖3中方法的動力傳動系統性能參數的一系列時間圖。【具體實施方式】本說明書描述了本專利技術的實施例。然而，應理解公開的實施例僅為示例，其可以多種替代形式實施。附圖無需按比例繪制；可放大或縮小一些特征以顯示特定部件的細節。所以，此處所公開的具體結構和功能細節不應解釋為限定，而僅為教導本領域技術人員以多種形式實施本專利技術的代表性基礎。本領域內的技術人員應理解，參考任一【附圖說明】和描述的多個特征可與一個或多個其它附圖中說明的特征組合以形成未明確說明或描述的實施例。說明的組合特征提供用于典型應用的代表實施例。然而，與本專利技術的教導一致的特征的多種組合和變型可以根據需要用于特定應用或實施。參考圖1，說明了根據本專利技術實施例的混合動力電動車輛(HEV) 10的示意圖。圖1說明部件之間的代表性關系。該車輛內部件的實體布局(Physical placement)和方位可以改變。車輛10包括動力傳動系統12。動力傳動系統12包括驅動傳動裝置16的發動機14。如下文更詳細描述的，傳動裝置16包括電機(比如電動馬達/發電機(M/G)18)、關聯的牽引電池20、變矩器22以及多階傳動比自動變速器或者變速器24。 發動機14和M/G 18都能提供用于HEV 10的原動力。發動機14整體上代表可以包括內燃發動機(比如汽油、柴油或天然氣驅動的發動機)或燃料電池的動力源。當發動機14和M/G 18之間的分離離合器26至少部分接合時發動機14產生提供至M/G 18的發動機功率和對應的發動機扭矩。M/G 18可以實施為多種類型電機中的任何一者。例如，M/G 18可以為永磁同步馬達。如下文描述的，電力電子件(Power electronics) 28將電池20提供的直流電(DC)調節成M/G 18需要的。例如，電力電子件可以向M/G 18提供三相交流電(AC)。當分離離合器26至少部分接合時，可以將功率從發動機14傳輸至M/G18或從M/G 18傳輸至發動機14。例如，當分離離合器26接合時，M/G 18可以作為發電機運轉以通過Μ/G軸32將曲軸30提供的旋轉能量轉換成存儲在電池20中的電能。也可以將分離離合器26分尚以隔尚發動機14與動力傳動系統12的其它部分使得M/G 18可以作為車輛10的單獨驅動源運轉。軸32延伸通過M/G 18。M/G 18持續可驅動地連接至軸32，但是僅在分離離合器26至少部分接合時發動機14可驅動地連接至軸32。M/G 18還經由軸32連接至變矩器22。所以當分離離合器26至少部分接合時變矩器22還連接至發動機14。變矩器22包括固定至Μ/G軸32的泵輪以及固定至變速器輸入軸34的渦輪。變矩器22提供軸32和變速器輸入軸34之間的液力耦合。還可以設置變矩器旁通離合器36使得當接合時摩擦地或機械地連接變矩器22的泵輪和渦輪，允許更高效的功率傳輸。變矩器旁通離合器36可以作為起動離合器運轉以提供平順的車輛起動。可替代地或者組合地，對于不包括變矩器22或變矩器旁通離合器36的應用，可以在M/G 18和變速器24之間提供類似分離離合器26的動離合器。在一些應用中，分離離合器26通常稱為上游離合器而起動離合器36 (可以是變矩器旁通離合器)通常稱為下游離合器。變速器24可以包括通過摩擦元件(比如離合器和制動器(未顯示))的選擇性接合而選擇性地置于不同傳動比以建立希望的多個離散或階梯傳動比的齒輪組(未顯示)。可以通過連接和分離齒輪組的特定元件以控制變速器輸出軸38和變速器輸入軸34之間的傳動比的換檔計劃來控制摩擦元件。變速器24最終提供動力傳動系統輸出扭矩至輸出軸38。如圖1中該代表性實施例進一步顯示的，輸出軸38連接至差速器40。差速器40經由連接至差速器40的各自的軸44驅動一對車輪42。差速器傳輸大約相等的扭矩至每個車輪42同時比如在車輛轉彎時允許輕微的轉速差異。可以使用不同類型的差速器或類似的裝置將扭矩從動力傳動系統分配到一個或多個車輪。在一些應用中，例如取決于特定的運轉模式或狀況，扭矩分配可以當前第1頁1 2 3 4 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種車輛，包含：包括電動馬達、內燃發動機和渦輪增壓器的動力傳動系統；以及控制器，配置用于：響應于駕駛員需求而對發動機扭矩的指令應用濾波器使得對于增加速率高于預定閾值的指令而言將發動機扭矩和渦輪增壓器轉速兩者的對應增加速率限制至各自小于最大值的速率以減小發動機輸出排放的激增，并且發布馬達扭矩的指令使動力傳動系統扭矩滿足所述駕駛員需求。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：羅吉特·喬赫里，馬克·斯蒂芬·耶馬扎基，梁偉，王小勇，瑞恩·亞伯拉罕·麥吉，鄺明朗，
申請(專利權)人：福特全球技術公司，
類型：發明
國別省市：美國;US