利用混合動(dòng)力系系統(tǒng)的基于能量的穩(wěn)定策略來(lái)穩(wěn)定操作狀態(tài)選擇的方法和設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及利用混合動(dòng)力系系統(tǒng)的基于能量的穩(wěn)定策略來(lái)穩(wěn)定操作狀態(tài)選擇的方法和設(shè)備。用于穩(wěn)定在機(jī)電多模式變速器的多個(gè)操作范圍狀態(tài)之間的選擇的方法，所述變速器構(gòu)造成在發(fā)動(dòng)機(jī)、至少一個(gè)電機(jī)和傳動(dòng)系之間傳遞扭矩，所述方法包括請(qǐng)求執(zhí)行從第一操作范圍狀態(tài)至第二操作范圍狀態(tài)的換擋。監(jiān)測(cè)與將所述變速器操作在包括第一和第二操作范圍狀態(tài)的多個(gè)操作范圍狀態(tài)中的每個(gè)中相關(guān)的成本；基于監(jiān)測(cè)成本來(lái)確定所述第一和第二操作范圍狀態(tài)之間的能量差。僅當(dāng)所述能量差達(dá)到積分閾值時(shí)執(zhí)行從所述第一操作范圍狀態(tài)至所述第二操作范圍狀態(tài)的換擋。
【專利說(shuō)明】利用混合動(dòng)力系系統(tǒng)的基于能量的穩(wěn)定策略來(lái)穩(wěn)定操作狀態(tài)選擇的方法和設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及采用多種扭矩生成裝置的多模式動(dòng)力系系統(tǒng)、以及與其相關(guān)的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)控制。
【背景技術(shù)】
[0002]該部分內(nèi)容僅提供與本發(fā)明有關(guān)的背景信息。因此，該內(nèi)容并不旨在構(gòu)成對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的承認(rèn)。
[0003]動(dòng)力系系統(tǒng)可構(gòu)造成將源自多個(gè)扭矩生成裝置的扭矩通過(guò)扭矩傳遞裝置傳輸?shù)捷敵鰳?gòu)件，所述輸出構(gòu)件可被聯(lián)接到傳動(dòng)系。這種動(dòng)力系系統(tǒng)包括混合動(dòng)力系系統(tǒng)以及增程式電動(dòng)車輛系統(tǒng)。用于操作這種動(dòng)力系系統(tǒng)的控制系統(tǒng)操作所述扭矩生成裝置，并且應(yīng)用變速器中的扭矩傳輸元件，以響應(yīng)于操作者指令的輸出扭矩請(qǐng)求來(lái)傳輸扭矩，并且考慮了燃料經(jīng)濟(jì)性、排放、駕駛性能和其他因素。示例性扭矩生成裝置包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和非燃燒電機(jī)。非燃燒電機(jī)可包括可作為馬達(dá)或發(fā)電機(jī)操作的電機(jī)，以獨(dú)立于來(lái)自內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸入來(lái)向所述變速器產(chǎn)生扭矩輸入。所述電機(jī)可將通過(guò)車輛傳動(dòng)系傳輸?shù)能囕v動(dòng)能轉(zhuǎn)換為可儲(chǔ)存在電能儲(chǔ)存裝置中的電能，這被稱為再生操作?？刂葡到y(tǒng)監(jiān)測(cè)來(lái)自車輛和操作者的各種輸入，并且提供對(duì)混合動(dòng)力系的操作控制，包括控制變速器操作狀態(tài)和換擋、控制所述扭矩生成裝置、以及調(diào)節(jié)電能儲(chǔ)存裝置和電機(jī)之間的電功率交換，以管理變速器的輸出(包括，扭矩和旋轉(zhuǎn)速度)。
[0004]公知的變速器裝置采用扭矩傳遞離合器裝置，以在發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)和傳動(dòng)系之間傳遞扭矩。動(dòng)力系系統(tǒng)的操作包括啟用和停用離合器以實(shí)現(xiàn)在選定操作狀態(tài)中的操作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]一種用于穩(wěn)定在機(jī)電變速器的多個(gè)操作范圍狀態(tài)之間的選擇的方法，所述機(jī)電變速器構(gòu)造成在發(fā)動(dòng)機(jī)、至少一個(gè)電機(jī)和傳動(dòng)系之間傳遞扭矩，所述方法包括請(qǐng)求執(zhí)行從第一操作范圍狀態(tài)至第二操作范圍狀態(tài)的換擋。監(jiān)測(cè)與將所述變速器操作在包括第一和第二操作范圍狀態(tài)的多個(gè)操作范圍狀態(tài)中的每個(gè)中相關(guān)聯(lián)的成本；以及，基于監(jiān)測(cè)成本來(lái)確定所述第一和第二操作范圍狀態(tài)之間的能量差。僅當(dāng)所述能量差達(dá)到積分閾值的情況下，執(zhí)行從所述第一操作范圍狀態(tài)至所述第二操作范圍狀態(tài)的換擋。
[0006]本發(fā)明還包括以下技術(shù)方案:
[0007]1.一種用于穩(wěn)定在機(jī)電多模式變速器的多個(gè)操作范圍狀態(tài)之間的選擇的方法,所述變速器構(gòu)造成在發(fā)動(dòng)機(jī)、至少一個(gè)電機(jī)和傳動(dòng)系之間傳遞扭矩，所述方法包括:
[0008]請(qǐng)求執(zhí)行從第一操作范圍狀態(tài)至第二操作范圍狀態(tài)的換擋；
[0009]監(jiān)測(cè)與將所述變速器操作在包括所述第一操作范圍狀態(tài)和所述第二操作范圍狀態(tài)的多個(gè)操作范圍狀態(tài)的每個(gè)中相關(guān)聯(lián)的成本；
[0010]基于監(jiān)測(cè)成本來(lái)確定所述第一操作范圍狀態(tài)和所述第二操作范圍狀態(tài)之間的能量差；以及
[0011]僅當(dāng)所述能量差達(dá)到預(yù)定積分閾值的情況下，執(zhí)行從所述第一操作范圍狀態(tài)至所述第二操作范圍狀態(tài)的換擋。
[0012]2.根據(jù)方案I所述的方法，其中，僅當(dāng)所述能量差達(dá)到所述積分閾值的情況下執(zhí)行從所述第一操作范圍狀態(tài)至所述第二操作范圍狀態(tài)的換擋還包括:
[0013]在所述能量差未達(dá)到所述積分閾值的情況下，繼續(xù)所述變速器處于所述第一操作范圍狀態(tài)中的操作。
[0014]3.根據(jù)方案I所述的方法，其中，所述第一操作范圍狀態(tài)包括當(dāng)前操作范圍狀態(tài)，并且所述第二操作范圍狀態(tài)包括選自多個(gè)可用操作范圍狀態(tài)之中的期望操作范圍狀態(tài)，所述當(dāng)前操作范圍狀態(tài)與所述可用操作范圍狀態(tài)相比具有與操作所述變速器相關(guān)聯(lián)的較高成本。
[0015]4.根據(jù)方案3所述的方法，其中，從多個(gè)可用操作范圍狀態(tài)之中選擇所述期望操作范圍狀態(tài)包括:
[0016]基于所述監(jiān)測(cè)成本來(lái)確定所述多個(gè)可用操作范圍狀態(tài)中的每一個(gè)與所述第一操作范圍狀態(tài)之間相應(yīng)的能量差；
[0017]監(jiān)測(cè)各自與所述第一操作范圍狀態(tài)和所述多個(gè)可用操作范圍狀態(tài)的每一個(gè)之間的能量差中相應(yīng)的能量差相關(guān)聯(lián)的相應(yīng)的積分閾值；
[0018]將與首先達(dá)到所述相應(yīng)的積分閾值的所述相應(yīng)的能量差相對(duì)應(yīng)的可用操作范圍狀態(tài)選定為期望操作范圍狀態(tài)。
[0019]5.根據(jù)方案I所述的方法，其中，所述第二操作范圍狀態(tài)包括多個(gè)可用操作范圍狀態(tài)中的具有與操作所述變速器相關(guān)聯(lián)的最低成本的操作范圍狀態(tài)。
[0020]6.根據(jù)方案I所述的方法，其中，所述第一操作范圍狀態(tài)和所述第二操作范圍狀態(tài)各自包括空擋范圍狀態(tài)、偽擋位狀態(tài)、固定擋位范圍狀態(tài)、可變模式范圍狀態(tài)和電動(dòng)車輛范圍狀態(tài)中的一者。
[0021]7.根據(jù)方案I所述的方法，其中，基于所述監(jiān)測(cè)成本來(lái)確定所述第一操作范圍狀態(tài)和所述第二操作范圍狀態(tài)之間的能量差包括:
[0022]計(jì)算所述第一操作范圍狀態(tài)的監(jiān)測(cè)成本與所述第二操作范圍狀態(tài)的監(jiān)測(cè)成本之間的成本差；以及
[0023]對(duì)所述成本差積分，以確定所述第一操作范圍狀態(tài)和所述第二操作范圍狀態(tài)之間
的能量差。
[0024]8.根據(jù)方案7所述的方法，其中，所述成本差基于所述預(yù)定積分閾值被標(biāo)準(zhǔn)化。
[0025]9.根據(jù)方案I所述的方法，其中，所述預(yù)定積分閾值對(duì)應(yīng)于從所述第一操作范圍狀態(tài)至所述第二操作范圍狀態(tài)的換擋。
[0026]10.一種用于避免具有機(jī)電變速器的多模式動(dòng)力系的過(guò)度穩(wěn)定的方法，所述變速器構(gòu)造成操作在多個(gè)操作范圍狀態(tài)的一個(gè)中，以在發(fā)動(dòng)機(jī)、至少一個(gè)電機(jī)和傳動(dòng)系之間產(chǎn)生并傳遞扭矩，所述方法包括:
[0027]檢測(cè)從當(dāng)前操作范圍狀態(tài)至多個(gè)可用操作范圍狀態(tài)中的一個(gè)的潛在換擋；
[0028]監(jiān)測(cè)與將所述變速器操作在所述當(dāng)前操作范圍狀態(tài)和所述多個(gè)可用操作范圍狀態(tài)的每一個(gè)中相關(guān)聯(lián)的相應(yīng)成本；[0029]基于監(jiān)測(cè)的相應(yīng)成本來(lái)確定所述當(dāng)前操作范圍狀態(tài)與所述多個(gè)可用操作范圍狀態(tài)的每一個(gè)之間的相應(yīng)的成本差；以及
[0030]繼續(xù)所述變速器在所述當(dāng)前操作范圍狀態(tài)中的操作，除非隨時(shí)間變化的所述相應(yīng)的成本差中的一個(gè)達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)化閾值。
[0031]11.根據(jù)方案10所述的方法，還包括:
[0032]監(jiān)測(cè)各自與所述當(dāng)前操作范圍狀態(tài)和所述多個(gè)可用操作范圍狀態(tài)的每一個(gè)之間的成本差中相應(yīng)的成本差相關(guān)聯(lián)相應(yīng)的積分閾值；
[0033]基于所述積分閾值中對(duì)應(yīng)的積分閾值來(lái)標(biāo)準(zhǔn)化每一個(gè)成本差；以及
[0034]將所述多個(gè)可用操作范圍狀態(tài)中與首先達(dá)到所述標(biāo)準(zhǔn)化閾值的隨時(shí)間變化的所述標(biāo)準(zhǔn)化成本差相對(duì)應(yīng)的可用操作范圍狀態(tài)選定為期望操作范圍狀態(tài)。
[0035]12.根據(jù)方案11所述的方法，還包括:
[0036]當(dāng)多個(gè)可用操作范圍狀態(tài)對(duì)應(yīng)于同時(shí)達(dá)到所述標(biāo)準(zhǔn)化閾值的隨時(shí)間變化的標(biāo)準(zhǔn)化成本差時(shí)，將所述多個(gè)可用操作范圍狀態(tài)中對(duì)應(yīng)于具有最高梯度的標(biāo)準(zhǔn)化成本差的一個(gè)可用操作范圍狀態(tài)確定為所述期望操作范圍狀態(tài)。
[0037]13.根據(jù)方案11所述的方法，其中，基于所述積分閾值中對(duì)應(yīng)的積分閾值來(lái)標(biāo)準(zhǔn)化每一個(gè)成本差包括:
[0038]將每一個(gè)成本差除以所述積分閾值中對(duì)應(yīng)的積分閾值；以及
[0039]基于所述除法來(lái)確定每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化成本差。
[0040]14.根據(jù)方案11所述的方法，其中，隨時(shí)間變化的標(biāo)準(zhǔn)化成本差包括:
[0041]將每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化成本差加上來(lái)自先前迭代的相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化成本差；以及
[0042]基于所述加法來(lái)確定隨時(shí)間變化的所述標(biāo)準(zhǔn)化成本差。
[0043]15.根據(jù)方案11所述的方法，還包括:
[0044]指令執(zhí)行從所述當(dāng)前操作范圍狀態(tài)至所述期望操作范圍狀態(tài)的換擋。
[0045]16.根據(jù)方案11所述的方法，其中，所述期望操作范圍狀態(tài)在所述多個(gè)可用操作范圍狀態(tài)之中具有與操作所述變速器相關(guān)聯(lián)的最低成本。
[0046]17.根據(jù)方案11所述的方法，其中，所述期望操作范圍狀態(tài)在所述多個(gè)可用操作范圍狀態(tài)之中不具有與操作所述變速器相關(guān)聯(lián)的最低成本。
[0047]18.根據(jù)方案10所述的方法，其中，監(jiān)測(cè)與將所述變速器操作在所述當(dāng)前操作范圍狀態(tài)和所述多個(gè)可用操作范圍狀態(tài)的每一個(gè)中相關(guān)聯(lián)的相應(yīng)成本包括:
[0048]監(jiān)測(cè)與將所述變速器操作在所述當(dāng)前操作范圍狀態(tài)和所述可用操作范圍狀態(tài)中的每一個(gè)中相關(guān)聯(lián)的主觀成本、發(fā)動(dòng)機(jī)功率損失、電機(jī)功率損失、蓄電池功率損失、制動(dòng)器功率損失、以及機(jī)械功率損失的相應(yīng)的和。
[0049]19.一種用于穩(wěn)定在機(jī)電變速器的多個(gè)操作范圍狀態(tài)之間的選擇的設(shè)備，所述設(shè)備包括:
[0050]多模式動(dòng)力系，所述多模式動(dòng)力系包括發(fā)動(dòng)機(jī)、能量?jī)?chǔ)存裝置、所述機(jī)電變速器，所述機(jī)電變速器包括可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到所述發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)電機(jī)，所述機(jī)電變速器可選擇性且可控制地操作，以在所述發(fā)動(dòng)機(jī)和所述至少一個(gè)電機(jī)之間傳遞扭矩；以及
[0051]控制模塊，所述控制模塊構(gòu)造成:
[0052]檢測(cè)從當(dāng)前操作范圍狀態(tài)至多個(gè)可用操作范圍狀態(tài)中的一個(gè)的潛在換擋；[0053]監(jiān)測(cè)與將所述變速器操作在所述當(dāng)前操作范圍狀態(tài)和所述多個(gè)可用操作范圍狀態(tài)的每一個(gè)中相關(guān)聯(lián)的相應(yīng)成本；
[0054]基于監(jiān)測(cè)的相應(yīng)成本來(lái)確定所述當(dāng)前操作范圍狀態(tài)與所述多個(gè)可用操作范圍狀態(tài)的每一個(gè)之間的相應(yīng)成本差；以及
[0055]繼續(xù)所述變速器在所述當(dāng)前操作范圍狀態(tài)中的操作，除非隨時(shí)間變化的所述相應(yīng)成本差中的一個(gè)達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)化閾值。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0056]現(xiàn)將參考附圖以示例的方式來(lái)描述一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，在附圖中:
[0057]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、傳動(dòng)系和控制器的多模式動(dòng)力系系統(tǒng)；
[0058]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的用于確定示例性功率成本函數(shù)500的動(dòng)力系系統(tǒng)操作成本的分析框架，所述示例性功率成本函數(shù)參考關(guān)于圖1描述的多模式動(dòng)力系系統(tǒng)100被描述；
[0059]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的利用基于能量的穩(wěn)定策略來(lái)穩(wěn)定操作范圍狀態(tài)的選擇的流程圖；
[0060]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的描述第一和第二操作范圍狀態(tài)的監(jiān)測(cè)成本的示例性圖表410、描述第一和第二操作范圍狀態(tài)之間的能量差的不例性圖表420、以及描述第一和第二操作范圍狀態(tài)之間的選擇的示例性圖表430 ;以及
[0061]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的描述當(dāng)前操作范圍狀態(tài)和兩個(gè)可用操作范圍狀態(tài)的監(jiān)測(cè)成本的示例性圖表510、描述當(dāng)前操作范圍狀態(tài)與其中一個(gè)可用操作范圍狀態(tài)之間的第一能量差以及當(dāng)前操作范圍狀態(tài)與另一可用操作范圍狀態(tài)之間的第二能量差的示例性圖表520、以及描述可用操作范圍狀態(tài)之間的選擇的不例性圖表530。
【具體實(shí)施方式】
[0062]現(xiàn)參考附圖，其中的顯示內(nèi)容僅用于描述一些示例性實(shí)施方式的目的，而不是為了限制所述實(shí)施方式的目的，圖1示出了包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(發(fā)動(dòng)機(jī))12、多模式機(jī)電變速器(變速器)10、高電壓電氣系統(tǒng)80、傳動(dòng)系90和控制模塊5的非限制性動(dòng)力系系統(tǒng)100。變速器10分別機(jī)械地聯(lián)接到發(fā)動(dòng)機(jī)12以及第一電機(jī)60和第二電機(jī)62，并且構(gòu)造成在發(fā)動(dòng)機(jī)
12、電機(jī)60、62以及傳動(dòng)系90之間傳遞扭矩。如所不的，第一和第二電機(jī)60和62是電動(dòng)馬達(dá)/發(fā)電機(jī)。
[0063]高電壓電氣系統(tǒng)80包括電能儲(chǔ)存裝置(ESD)85，其借助高電壓電氣總線84電聯(lián)接到變速器功率變換器控制模塊(TPIM) 82，并且構(gòu)造有用于監(jiān)測(cè)電功率流的合適裝置，包括用于監(jiān)測(cè)電流和電壓的裝置和系統(tǒng)。ESD85可以是任何合適的高電壓電能儲(chǔ)存裝置(例如，高電壓蓄電池)，并且優(yōu)選地包括監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供了對(duì)供應(yīng)到高電壓電氣總線84的電功率的測(cè)量，包括電壓和電流。
[0064]發(fā)動(dòng)機(jī)12可以是任何合適的燃燒裝置，并且包括多缸內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，所述多缸內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)能夠在數(shù)種狀態(tài)中選擇性地操作，以借助輸入構(gòu)件14將扭矩傳遞到變速器10，并且可以是火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)或壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)12包括曲軸，所述曲軸聯(lián)接到變速器10的輸入構(gòu)件14。旋轉(zhuǎn)速度傳感器11監(jiān)測(cè)輸入構(gòu)件14的曲柄角度和旋轉(zhuǎn)速度。從發(fā)動(dòng)機(jī)12輸出的功率(即，旋轉(zhuǎn)速度乘以發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩)可能與至變速器10的輸入速度和輸入扭矩不同，這是因?yàn)樵诎l(fā)動(dòng)機(jī)12與變速器10之間在輸入構(gòu)件14上設(shè)置有扭矩消耗部件，例如扭矩管理裝置。發(fā)動(dòng)機(jī)12構(gòu)造成在持續(xù)進(jìn)行的動(dòng)力系操作期間響應(yīng)于操作狀況來(lái)執(zhí)行自動(dòng)停止和自動(dòng)起動(dòng)操作?？刂颇K5構(gòu)造成控制發(fā)動(dòng)機(jī)12的致動(dòng)器以控制燃燒參數(shù)，包括控制進(jìn)氣空氣質(zhì)量流量、火花點(diǎn)火正時(shí)、噴射燃料質(zhì)量、燃料噴射正時(shí)、用于控制再循環(huán)排氣流的EGR閥位置、以及在具有相應(yīng)配置的發(fā)動(dòng)機(jī)上的進(jìn)氣和/或排氣閥正時(shí)和定相。因此，通過(guò)控制包括空氣流扭矩和火花引發(fā)扭矩的燃燒參數(shù)可控制發(fā)動(dòng)機(jī)速度。還可通過(guò)控制在輸入構(gòu)件14處的反作用扭矩來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)速度，控制所述反作用扭矩通過(guò)分別控制第一和第二電機(jī)60、62的馬達(dá)扭矩來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0065]所例示的變速器10是四模式、復(fù)合分流的機(jī)電變速器10，所述變速器包括三個(gè)行星齒輪組20、30和40以及五個(gè)可接合的扭矩傳遞裝置，即離合器C152、C254、C356、C458和C550。還構(gòu)想到變速器的其他實(shí)施方式。變速器10分別聯(lián)接到第一和第二電機(jī)60和62。變速器10構(gòu)造成響應(yīng)于輸出扭矩請(qǐng)求在發(fā)動(dòng)機(jī)12、電機(jī)60和62以及輸出構(gòu)件92之間傳遞扭矩。在一個(gè)實(shí)施方式中，第一和第二電機(jī)60、62是馬達(dá)/發(fā)電機(jī),其米用電能來(lái)產(chǎn)生扭矩，以及對(duì)扭矩作出反應(yīng)。行星齒輪組20包括太陽(yáng)輪構(gòu)件22、齒圈構(gòu)件26和聯(lián)接到行星架構(gòu)件25的行星齒輪24。行星架構(gòu)件25可旋轉(zhuǎn)地支承行星齒輪24，所述行星齒輪設(shè)置成與太陽(yáng)輪構(gòu)件22和齒圈構(gòu)件26都處于嚙合關(guān)系，并且行星架構(gòu)件25聯(lián)接到可旋轉(zhuǎn)軸構(gòu)件16。行星齒輪組30包括太陽(yáng)輪構(gòu)件32、齒圈構(gòu)件36和聯(lián)接到行星架構(gòu)件35的行星齒輪34。行星齒輪34設(shè)置成與太陽(yáng)輪構(gòu)件32和齒圈構(gòu)件36都處于嚙合關(guān)系。行星架構(gòu)件35聯(lián)接到可旋轉(zhuǎn)軸構(gòu)件16。行星齒輪組40包括太陽(yáng)輪構(gòu)件42、齒圈構(gòu)件46和聯(lián)接到行星架構(gòu)件45的行星齒輪44。如所示的，存在聯(lián)接到行星架構(gòu)件45的第一組和第二組行星齒輪44。因此，行星齒輪組40是復(fù)合的太陽(yáng)輪構(gòu)件-小齒輪-小齒輪-齒圈構(gòu)件齒輪組。行星架構(gòu)件45可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接在離合器Cl 52和C2 54之間。太陽(yáng)輪構(gòu)件42可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到可旋轉(zhuǎn)軸構(gòu)件16。齒圈構(gòu)件46可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到輸出構(gòu)件92。
[0066]如本文所使用的，離合器是指可響應(yīng)于控制信號(hào)被選擇性地施用的扭矩傳遞裝置，并且可以是包括例如單板或復(fù)合板離合器或離合器組、單向離合器、帶式離合器和制動(dòng)器的任何合適裝置。液壓回路72構(gòu)造成控制每個(gè)離合器的離合器狀態(tài)，其中加壓液壓流體由電動(dòng)液壓泵70來(lái)供應(yīng)，所述電動(dòng)液壓泵由控制模塊5可操作地控制。離合器C254和C458是液壓施用的旋轉(zhuǎn)摩擦式離合器。離合器Cl 52、C3 56和C5 50是可被固接到變速器殼體55的液壓控制的制動(dòng)器裝置。在該實(shí)施方式中，離合器Cl 52X2 54、C3 56和C4 58中的每一個(gè)都是利用由液壓控制回路72供應(yīng)的加壓液壓流體來(lái)液壓施用的。液壓回路72由控制模塊5可操作地控制以啟用以及停用前述離合器，提供液壓流體以用于冷卻以及潤(rùn)滑變速器的元件，以及提供液壓流體以用于冷卻第一和第二電機(jī)60和62。液壓回路72中的液壓壓力可通過(guò)利用壓力傳感器的測(cè)量、通過(guò)利用車載例程的估計(jì)、或利用其他合適方法來(lái)確定。
[0067]第一和第二電機(jī)60和62分別是三相AC馬達(dá)/發(fā)電機(jī),每個(gè)均包括定子、轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)變壓器。用于每個(gè)電機(jī)60和62的馬達(dá)定子被固接到變速器殼體55的外部，并且包括定子芯，所述定子芯具有從其延伸的纏繞電繞組。用于第一電機(jī)60的轉(zhuǎn)子被支承在轂襯齒輪上，所述轂襯齒輪機(jī)械地附接到套筒軸18，所述套筒軸聯(lián)接到第一行星齒輪組20。用于第二電機(jī)62的轉(zhuǎn)子牢固地附接到套筒軸轂19，所述套筒軸轂機(jī)械地附接到第二行星齒輪30。每個(gè)旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)地且可操作地連接到變速器功率變換器控制模塊(TPM) 82，并且每個(gè)均感測(cè)并監(jiān)測(cè)旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子相對(duì)于旋轉(zhuǎn)變壓器定子的旋轉(zhuǎn)位置，由此分別監(jiān)測(cè)第一和第二電機(jī)60和62中相應(yīng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置。此外，從旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的信號(hào)可分別用于確定第一和第二電機(jī)60和62的旋轉(zhuǎn)速度。
[0068]變速器10的輸出構(gòu)件92可旋轉(zhuǎn)地連接到傳動(dòng)系90，以向傳動(dòng)系90提供輸出功率，所述輸出功率借助差動(dòng)齒輪裝置或變速驅(qū)動(dòng)橋或其他合適裝置被傳遞到一個(gè)車輪或多個(gè)車輪。在輸出構(gòu)件92處的輸出功率被表征為輸出旋轉(zhuǎn)速度和輸出扭矩。變速器輸出速度傳感器93監(jiān)測(cè)輸出構(gòu)件92的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)方向。每個(gè)車輪優(yōu)選地配置有傳感器，所述傳感器構(gòu)造成監(jiān)測(cè)車輪速度，以確定:車輛速度；用于制動(dòng)控制、牽引控制和車輛加速管理的絕對(duì)和相對(duì)車輪速度。
[0069]由于來(lái)自燃料或者儲(chǔ)存在電能儲(chǔ)存裝置(ESD)85中的電勢(shì)的能量轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)12的輸入扭矩以及分別來(lái)自第一和第二電機(jī)60和62的馬達(dá)扭矩。ESD85借助高電壓電氣總線84將高電壓DC聯(lián)接至TPM82，所述高電壓電氣總線84優(yōu)選地包括接觸器開(kāi)關(guān)，所述接觸器開(kāi)關(guān)允許或禁止電流在ESD85和TPM82之間流動(dòng)。TPIM82優(yōu)選地包括一對(duì)功率變換器和相應(yīng)的馬達(dá)控制模塊，所述馬達(dá)控制模塊構(gòu)造成接收扭矩指令并且從其控制變換器狀態(tài)，以用于提供馬達(dá)驅(qū)動(dòng)或再生功能以滿足馬達(dá)扭矩指令。功率變換器包括互補(bǔ)三相功率電子裝置，并且每個(gè)功率變換器包括多個(gè)絕緣柵雙極晶體管，用于通過(guò)在高頻下開(kāi)關(guān)，從而將來(lái)自ESD85的DC功率轉(zhuǎn)換為分別用于給第一和第二電機(jī)60和62中相應(yīng)電機(jī)提供功率的AC功率。絕緣柵雙極晶體管形成開(kāi)關(guān)模式功率源，其構(gòu)造成接收控制指令。對(duì)于每個(gè)三相電機(jī)的每相而言，存在一對(duì)絕緣柵雙極晶體管。絕緣柵雙極晶體管的狀態(tài)被控制，以提供馬達(dá)驅(qū)動(dòng)機(jī)械功率的生成或者提供電功率再生功能。三相變換器借助DC傳輸導(dǎo)體27接收DC電功率，將DC電功率轉(zhuǎn)換為三相AC功率，該三相AC功率借助傳輸導(dǎo)體被相應(yīng)地傳導(dǎo)至第一和第二電機(jī)60和62,第一和第二電機(jī)60和62用作馬達(dá)來(lái)操作；或者,三相變換器借助DC傳輸導(dǎo)體27來(lái)供應(yīng)DC電功率，其中三相AC功率借助傳輸導(dǎo)體相應(yīng)地從第一和第二電機(jī)60和62被傳導(dǎo)，并且通過(guò)三相變換器轉(zhuǎn)換成DC電功率,第一和第二電機(jī)60和62用作發(fā)電機(jī)來(lái)操作。TPIM82響應(yīng)于馬達(dá)扭矩指令通過(guò)功率變換器和相應(yīng)的馬達(dá)控制模塊將電功率相應(yīng)地傳輸至第一和第二電機(jī)60和62,或者相應(yīng)地從第一和第二電機(jī)60和62傳輸。電流經(jīng)過(guò)高電壓電氣總線84被傳遞至ESD85以及從ESD85被傳遞經(jīng)過(guò)高電壓電氣總線84，以便對(duì)ESD85進(jìn)行充電以及使ESD85放電。
[0070]控制模塊5借助通信鏈路15信號(hào)地且可操作地連到動(dòng)力系系統(tǒng)中的各個(gè)致動(dòng)器和傳感器，以監(jiān)測(cè)并控制動(dòng)力系系統(tǒng)的操作(包括綜合信息和輸入)，以及執(zhí)行例程以控制致動(dòng)器來(lái)滿足與燃料經(jīng)濟(jì)性、排放、性能、駕駛性能以及硬件(分別包括，ESD85的蓄電池以及第一和第二電機(jī)60和62)保護(hù)相關(guān)的控制目標(biāo)?？刂颇K5是總體車輛控制架構(gòu)的子集，并且提供了對(duì)動(dòng)力系系統(tǒng)的協(xié)調(diào)系統(tǒng)控制?？刂颇K5可包括分布式控制模塊系統(tǒng)，其包括單獨(dú)控制模塊，這些單獨(dú)控制模塊包括監(jiān)管控制模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊、變速器控制模塊、蓄電池組控制模塊和TPIM82。用戶接口 13優(yōu)選地信號(hào)地連接到多個(gè)裝置，借助所述裝置，車輛操作者指導(dǎo)和指令動(dòng)力系系統(tǒng)的操作。這些裝置優(yōu)選地包括加速器踏板112、操作者制動(dòng)踏板113、變速器范圍選擇器(或者變速器擋位選擇器)114(PRNDL)以及車輛速度巡航控制系統(tǒng)116。變速器范圍選擇器114可具有離散數(shù)量的操作者可選擇的位置，包括指示了車輛的操作者期望運(yùn)動(dòng)的方向，且因此指示了輸出構(gòu)件92的作為前進(jìn)或倒退方向的優(yōu)選旋轉(zhuǎn)方向。要理解的是，車輛仍可能沿著與所指示的操作者期望運(yùn)動(dòng)的方向不同的方向移動(dòng)，這是由車輛的位置(例如，在山坡上)導(dǎo)致的溜車引起的。用戶接口 13可包括如所示的單個(gè)裝置，或另選地可包括直接連接到那些單獨(dú)控制模塊的多個(gè)用戶接口裝置。
[0071]前述控制模塊借助通信鏈路15與其他控制模塊、傳感器和致動(dòng)器通信，這實(shí)現(xiàn)了各個(gè)控制模塊之間的結(jié)構(gòu)化通信。具體通信協(xié)議是特定于應(yīng)用的。通信鏈路15和合適協(xié)議提供了在前述控制模塊與其他控制模塊之間的穩(wěn)健消息通訊和多控制模塊接口，其中所述其他控制模塊提供了包括例如防抱死制動(dòng)、牽引控制和車輛穩(wěn)定之類的功能。多個(gè)通信總線可用于改善通信速度，并且提供了一定水平的信號(hào)冗余和完整性，所述多個(gè)通信總線包括直鏈和串行外設(shè)接口(SPI)總線。單獨(dú)控制模塊之間的通信還可利用無(wú)線鏈路(例如，短程無(wú)線無(wú)線電通信總線)來(lái)實(shí)現(xiàn)。單獨(dú)裝置還可被直接連接。
[0072]控制模塊、模塊、控制裝置、控制器、控制單元、處理器和類似術(shù)語(yǔ)指的是以下各項(xiàng)中的任意一個(gè)，或者指的是以下各項(xiàng)中的一個(gè)或多個(gè)的各種組合，所述各項(xiàng)包括:專用集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一種或多種軟件或固件程序或例程的中央處理單元(優(yōu)選為微處理器)以及相關(guān)聯(lián)的內(nèi)存和存儲(chǔ)器(只讀的、可編程只讀的、隨機(jī)存取的、硬盤驅(qū)動(dòng)器，等等)、組合邏輯電路、輸入/輸出電路和裝置、合適的信號(hào)調(diào)節(jié)和緩沖電路、以及提供了所述功能的其它部件。軟件、固件、程序、指令、例程、代碼、算法和類似術(shù)語(yǔ)意指任何控制器可執(zhí)行的指令集，包括標(biāo)定值和查詢表。控制模塊具有一組控制例程，所述控制例程被執(zhí)行以提供期望功能。所述例程例如由中央處理單元執(zhí)行，以監(jiān)測(cè)來(lái)自感測(cè)裝置和其他聯(lián)網(wǎng)控制模塊的輸入，并且執(zhí)行控制和診斷例程以控制致動(dòng)器的操作。在持續(xù)進(jìn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)和車輛操作期間，例程能夠以規(guī)則的間隔(例如，每3.125,6.25,12.5、25和100毫秒)被執(zhí)行。替代性地，例程可響應(yīng)于事件的發(fā)生而被執(zhí)行。
[0073]動(dòng)力系100構(gòu)造成以多個(gè)動(dòng)力系狀態(tài)(包括多個(gè)變速器范圍和發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài))中的一個(gè)操作，以產(chǎn)生并傳輸扭矩至傳動(dòng)系90。發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)可包括運(yùn)行(ON)狀態(tài)、關(guān)停(OFF)狀態(tài)以及燃料切斷狀態(tài)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)以關(guān)停狀態(tài)操作時(shí)，該發(fā)動(dòng)機(jī)未被供給燃料、未被著火并且未旋轉(zhuǎn)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)以運(yùn)行狀態(tài)操作時(shí)，該發(fā)動(dòng)機(jī)被供給燃料、被著火并且旋轉(zhuǎn)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)以燃料切斷狀態(tài)操作時(shí)，該發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)但未被供給燃料并且未著火。變速器范圍包括多個(gè)空擋(Neutral)、固定擋位(擋位#)、可變模式(EVT模式#)、電動(dòng)車輛(EV#)和過(guò)渡范圍(EV過(guò)渡狀態(tài)#和偽擋位#)，這些通過(guò)選擇性地啟動(dòng)離合器Cl 150、C2 152、C3 154、C4156和C5 158來(lái)實(shí)現(xiàn)。偽擋位范圍是可變模式的變速器范圍，其中從變速器10輸出的扭矩對(duì)應(yīng)于來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)12的輸入扭矩，并且考慮了與輸入構(gòu)件14上的扭矩消耗部件相關(guān)的扭矩?fù)p失。偽擋位范圍主要用作在EVT模式范圍間的換擋期間的中間變速器范圍。表1描述了用于操作動(dòng)力系100的多個(gè)變速器擋位和發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)。
[0074]表1
[0075]
IfHI發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài) |C1 |C2 |C3 |C4 |C5
_空擋1運(yùn)行/關(guān)停
_空擋2 I運(yùn)行/關(guān)停I I Ix I I
【權(quán)利要求】
1.一種用于穩(wěn)定在機(jī)電多模式變速器的多個(gè)操作范圍狀態(tài)之間的選擇的方法，所述變速器構(gòu)造成在發(fā)動(dòng)機(jī)、至少一個(gè)電機(jī)和傳動(dòng)系之間傳遞扭矩，所述方法包括: 請(qǐng)求執(zhí)行從第一操作范圍狀態(tài)至第二操作范圍狀態(tài)的換擋； 監(jiān)測(cè)與將所述變速器操作在包括所述第一操作范圍狀態(tài)和所述第二操作范圍狀態(tài)的多個(gè)操作范圍狀態(tài)的每個(gè)中相關(guān)聯(lián)的成本； 基于監(jiān)測(cè)成本來(lái)確定所述第一操作范圍狀態(tài)和所述第二操作范圍狀態(tài)之間的能量差；以及 僅當(dāng)所述能量差達(dá)到預(yù)定積分閾值的情況下，執(zhí)行從所述第一操作范圍狀態(tài)至所述第二操作范圍狀態(tài)的換擋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，僅當(dāng)所述能量差達(dá)到所述積分閾值的情況下執(zhí)行從所述第一操作范圍狀態(tài)至所述第二操作范圍狀態(tài)的換擋還包括: 在所述能量差未達(dá)到所述積分閾值的情況下，繼續(xù)所述變速器處于所述第一操作范圍狀態(tài)中的操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一操作范圍狀態(tài)包括當(dāng)前操作范圍狀態(tài)，并且所述第二操作范圍狀態(tài)包括選自多個(gè)可用操作范圍狀態(tài)之中的期望操作范圍狀態(tài)，所述當(dāng)前操作范圍狀態(tài)與所述可用操作范圍狀態(tài)相比具有與操作所述變速器相關(guān)聯(lián)的較高成本。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的 方法，其中，從多個(gè)可用操作范圍狀態(tài)之中選擇所述期望操作范圍狀態(tài)包括: 基于所述監(jiān)測(cè)成本來(lái)確定所述多個(gè)可用操作范圍狀態(tài)中的每一個(gè)與所述第一操作范圍狀態(tài)之間相應(yīng)的能量差； 監(jiān)測(cè)各自與所述第一操作范圍狀態(tài)和所述多個(gè)可用操作范圍狀態(tài)的每一個(gè)之間的能量差中相應(yīng)的能量差相關(guān)聯(lián)的相應(yīng)的積分閾值； 將與首先達(dá)到所述相應(yīng)的積分閾值的所述相應(yīng)的能量差相對(duì)應(yīng)的可用操作范圍狀態(tài)選定為期望操作范圍狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第二操作范圍狀態(tài)包括多個(gè)可用操作范圍狀態(tài)中的具有與操作所述變速器相關(guān)聯(lián)的最低成本的操作范圍狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一操作范圍狀態(tài)和所述第二操作范圍狀態(tài)各自包括空擋范圍狀態(tài)、偽擋位狀態(tài)、固定擋位范圍狀態(tài)、可變模式范圍狀態(tài)和電動(dòng)車輛范圍狀態(tài)中的一者。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，基于所述監(jiān)測(cè)成本來(lái)確定所述第一操作范圍狀態(tài)和所述第二操作范圍狀態(tài)之間的能量差包括: 計(jì)算所述第一操作范圍狀態(tài)的監(jiān)測(cè)成本與所述第二操作范圍狀態(tài)的監(jiān)測(cè)成本之間的成本差；以及 對(duì)所述成本差積分，以確定所述第一操作范圍狀態(tài)和所述第二操作范圍狀態(tài)之間的能量差。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述成本差基于所述預(yù)定積分閾值被標(biāo)準(zhǔn)化。
9.一種用于避免具有機(jī)電變速器的多模式動(dòng)力系的過(guò)度穩(wěn)定的方法，所述變速器構(gòu)造成操作在多個(gè)操作范圍狀態(tài)的一個(gè)中，以在發(fā)動(dòng)機(jī)、至少一個(gè)電機(jī)和傳動(dòng)系之間產(chǎn)生并傳遞扭矩，所述方法包括: 檢測(cè)從當(dāng)前操作范圍狀態(tài)至多個(gè)可用操作范圍狀態(tài)中的一個(gè)的潛在換擋； 監(jiān)測(cè)與將所述變速器操作在所述當(dāng)前操作范圍狀態(tài)和所述多個(gè)可用操作范圍狀態(tài)的每一個(gè)中相關(guān)聯(lián)的相應(yīng)成本； 基于監(jiān)測(cè)的相應(yīng)成本來(lái)確定所述當(dāng)前操作范圍狀態(tài)與所述多個(gè)可用操作范圍狀態(tài)的每一個(gè)之間的相應(yīng)的成本差；以及 繼續(xù)所述變速器在所述當(dāng)前操作范圍狀態(tài)中的操作，除非隨時(shí)間變化的所述相應(yīng)的成本差中的一個(gè)達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)化閾值。
10.一種用于穩(wěn)定在機(jī)電變速器的多個(gè)操作范圍狀態(tài)之間的選擇的設(shè)備，所述設(shè)備包括: 多模式動(dòng)力系，所述多模式動(dòng)力系包括發(fā)動(dòng)機(jī)、能量?jī)?chǔ)存裝置、所述機(jī)電變速器，所述機(jī)電變速器包括可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到所述發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)電機(jī)，所述機(jī)電變速器可選擇性且可控制地操作，以在所述發(fā)動(dòng)機(jī)和所述至少一個(gè)電機(jī)之間傳遞扭矩；以及控制模塊，所述控制模塊構(gòu)造成: 檢測(cè)從當(dāng)前操作范圍狀態(tài)至多個(gè)可用操作范圍狀態(tài)中的一個(gè)的潛在換擋； 監(jiān)測(cè)與將所述變速器操作在所述當(dāng)前操作范圍狀態(tài)和所述多個(gè)可用操作范圍狀態(tài)的每一個(gè)中相關(guān)聯(lián)的相應(yīng)成本； 基于監(jiān)測(cè)的相應(yīng)成本來(lái)確定所述當(dāng)前操作范圍狀態(tài)與所述多個(gè)可用操作范圍狀態(tài)的每一個(gè)之間的相應(yīng)成本差；以及` 繼續(xù)所述變速器在所述當(dāng)前操作范圍狀態(tài)中的操作，除非隨時(shí)間變化的所述相應(yīng)成本差中的一個(gè)達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)化閾值。
【文檔編號(hào)】B60W10/26GK103569103SQ201310389897
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月9日
【發(fā)明者】A·H·希普, K·Y·金, S·V·拉多 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司