混合動(dòng)力車輛中的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)扭矩控制的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及混合動(dòng)力電動(dòng)車輛中電動(dòng)牽引馬達(dá)的扭矩控制策略。
【背景技術(shù)】
[0002] 混合動(dòng)力電動(dòng)車輛包括每者能獨(dú)立推進(jìn)車輛的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和牽引馬達(dá)。一個(gè)混合 動(dòng)力車輛的示例包括共享相同驅(qū)動(dòng)軸的發(fā)動(dòng)機(jī)和牽引馬達(dá)之間的離合器。離合器選擇性地 連接發(fā)動(dòng)機(jī)至牽引馬達(dá)使得發(fā)動(dòng)機(jī)和牽引馬達(dá)中的一者或兩者能驅(qū)動(dòng)單個(gè)變速器輸入。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，車輛包含發(fā)動(dòng)機(jī)、配置用于驅(qū)動(dòng)車輪的電機(jī)、變速器齒輪傳動(dòng)裝 置（transmission gearing)以及配置用于選擇性地連接發(fā)動(dòng)機(jī)至電機(jī)的離合器。至少一 個(gè)控制器配置用于滑動(dòng)離合器以控制傳輸至變速器齒輪傳動(dòng)裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩量。當(dāng)離合 器滑動(dòng)時(shí)，控制器配置用于當(dāng)存在離合器扭矩傳感器故障狀況時(shí)基于電機(jī)的加速度來(lái)改變 電機(jī)的輸出?？刂破髋渲糜糜诋?dāng)不存在離合器扭矩傳感器故障狀況時(shí)基于通過(guò)離合器傳輸 的扭矩來(lái)改變電機(jī)的輸出。
[0004] 根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，提供一種用于控制車輛的方法。車輛具有經(jīng)由離合器連接至 發(fā)動(dòng)機(jī)的電機(jī)。該方法包含滑動(dòng)離合器以控制傳輸至車輪的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩量。在離合器滑動(dòng) 期間當(dāng)存在離合器扭矩傳感器故障狀況時(shí)，基于電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化速率來(lái)修改電機(jī)的扭矩輸 出。當(dāng)不存在離合器扭矩傳感器故障狀況時(shí)，基于通過(guò)離合器傳輸?shù)呐ぞ貋?lái)修改電機(jī)的扭 矩輸出。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)通過(guò)離合器的扭矩落在預(yù)定范圍值之外時(shí)發(fā)生離合 器扭矩傳感器故障狀況。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，加速度基于實(shí)際的和過(guò)濾的電機(jī)轉(zhuǎn)速之間的差異。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，加速度指示通過(guò)離合器的扭矩。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包含當(dāng)不存在離合器扭矩傳感器故障狀況時(shí)， 基于通過(guò)離合器的扭矩來(lái)修改扭矩輸出。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)通過(guò)離合器的扭矩落在預(yù)定范圍值之外時(shí)發(fā)生離合 器扭矩傳感器故障狀況。
【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1是示例混合動(dòng)力電動(dòng)車輛的示意圖；
[0011]圖2是說(shuō)明利用發(fā)動(dòng)機(jī)分離離合器的估算離合器扭矩來(lái)控制電動(dòng)馬達(dá)輸出的系 統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)圖；
[0012] 圖3是說(shuō)明當(dāng)估算離合器扭矩的確定不可用時(shí)利用電動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速和/或加速度 來(lái)控制電動(dòng)馬達(dá)輸出的系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)圖；
[0013] 圖4是說(shuō)明用于控制電機(jī)輸出的算法的運(yùn)轉(zhuǎn)的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 本說(shuō)明書(shū)描述了本發(fā)明的實(shí)施例。然而，應(yīng)理解公開(kāi)的實(shí)施例僅為示例，其可以多 種替代形式實(shí)施。附圖無(wú)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(xì)節(jié)。 所以，此處所公開(kāi)的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不應(yīng)解釋為限定，而僅為教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以 多種形式實(shí)施實(shí)施例的代表性基礎(chǔ)。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)理解，參考任一【附圖說(shuō)明】和描 述的多個(gè)特征可與一個(gè)或多個(gè)其它附圖中說(shuō)明的特征組合以形成未明確說(shuō)明或描述的實(shí) 施例。說(shuō)明的組合特征提供用于典型應(yīng)用的代表實(shí)施例。然而，與本發(fā)明的教導(dǎo)一致的特 征的多種組合和變型可以根據(jù)需要用于特定應(yīng)用或?qū)嵤?br>[0015] 參考圖1，說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的混合動(dòng)力電動(dòng)車輛（HEV) 10的示意圖。圖1 說(shuō)明部件之間的代表性關(guān)系。該車輛內(nèi)部件的實(shí)體布局（Physical placement)和方位可以 改變。HEVlO包括動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)12。動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)12包括驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)裝置16的發(fā)動(dòng)機(jī)14， 這可以稱為模塊化混合動(dòng)力傳動(dòng)裝置（MHT)。如下文更詳細(xì)描述的，傳動(dòng)裝置16包括電機(jī) (比如電動(dòng)馬達(dá)或馬達(dá)/發(fā)電機(jī)（M/G) 18)、關(guān)聯(lián)的牽引電池20、變矩器22以及多階梯傳動(dòng) 比自動(dòng)變速器或者變速器24。
[0016] 發(fā)動(dòng)機(jī)14和M/G18都是用于HEVlO的驅(qū)動(dòng)源。發(fā)動(dòng)機(jī)14整體上代表可以包括內(nèi) 燃發(fā)動(dòng)機(jī)（比如汽油、柴油或天然氣驅(qū)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)）或燃料電池的動(dòng)力源。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)14和 M/G18之間的分離離合器26至少部分接合時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)14產(chǎn)生提供至M/G18的發(fā)動(dòng)機(jī)功率和 對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。M/G18可以實(shí)施為多種類型電機(jī)中的任何一者。例如，M/G18可以為永 磁同步馬達(dá)。如下文描述的，電力電子件（power electronics) 56將電池20提供的直流電 (DC)調(diào)節(jié)成M/G18需要的。例如，電力電子件可以向M/G18提供三相交流電（AC)。
[0017] 例如，可以通過(guò)施加液壓壓力來(lái)接合和分離分離離合器26。當(dāng)分離離合器26至少 部分接合時(shí)，可以將動(dòng)力從發(fā)動(dòng)機(jī)14傳輸至M/G18或從M/G18傳輸至發(fā)動(dòng)機(jī)14。例如，分 離離合器26可以接合并且M/G18可以作為發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)以將曲軸28、Μ/G軸30提供的旋轉(zhuǎn) 能量轉(zhuǎn)換成存儲(chǔ)在電池20中的電能。也可以將分離離合器26分離以隔離發(fā)動(dòng)機(jī)14與動(dòng) 力傳動(dòng)系統(tǒng)12的其它部分使得M/G18可以作為HEVlO的單獨(dú)驅(qū)動(dòng)源運(yùn)轉(zhuǎn)。軸30延伸通過(guò) M/G18。M/G18持續(xù)可驅(qū)動(dòng)地連接至軸30,但是僅在分離離合器26至少部分接合時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī) 14可驅(qū)動(dòng)地連接至軸30。
[0018] M/G18經(jīng)由軸32連接至變矩器22。所以當(dāng)分離離合器26至少部分接合時(shí)變矩器 22還連接至發(fā)動(dòng)機(jī)14。變矩器22包括固定至Μ/G軸30的泵輪以及固定至變速器輸入軸 32的渦輪。從而變矩器22提供軸30和變速器輸入軸32之間的液力偶合。當(dāng)泵輪旋轉(zhuǎn)得 比渦輪快時(shí)變矩器22將動(dòng)力從泵輪傳輸至渦輪。渦輪扭矩和泵輪扭矩的量通常取決于相 對(duì)轉(zhuǎn)速。當(dāng)泵輪轉(zhuǎn)速與渦輪轉(zhuǎn)速的比率足夠高時(shí)，渦輪扭矩是泵輪扭矩的倍數(shù)。還可以提供 變矩器旁通離合器34使得當(dāng)接合時(shí)摩擦地或機(jī)械地連接變矩器22的泵輪和渦輪，允許更 高效的動(dòng)力傳輸。變矩器旁通離合器34可以作為啟動(dòng)離合器運(yùn)轉(zhuǎn)以提供平順的車輛啟動(dòng)。 可替代地或者組合地，對(duì)于不包括變矩器22或變矩器旁通離合器34的應(yīng)用，可以在M/G18 和變速器24之間提供類似分離離合器26的啟動(dòng)離合器。在一些應(yīng)用中，分離離合器26通 常稱為上游離合器而啟動(dòng)離合器34(可以是變矩器旁通離合器）通常稱為下游離合器。
[0019] 變速器24可以包括通過(guò)摩擦元件（比如離合器和制動(dòng)器（未顯示））的選擇性接 合而選擇性地置于不同傳動(dòng)比以建立希望的多個(gè)離散或階梯傳動(dòng)比的齒輪或齒輪組（未 顯示）?？梢酝ㄟ^(guò)連接和分離齒輪組的特定元件以控制變速器輸出軸36和變速器輸入軸 32之間的傳動(dòng)比的換擋計(jì)劃來(lái)控制摩擦元件。變速器24基于多個(gè)車輛和環(huán)境工況通過(guò)關(guān) 聯(lián)的控制器（比如動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)控制單元（PCU)50)從一個(gè)傳動(dòng)比自動(dòng)換擋至另一個(gè)。變 速器24隨后提供動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)輸出扭矩至輸出軸36。
[0020] 應(yīng)理解與變矩器22使用的液壓控制的變速器24僅是變速器或傳動(dòng)裝置設(shè)置的一 個(gè)示例；在本發(fā)明的實(shí)施例中使用任何從發(fā)動(dòng)機(jī)和/或馬達(dá)接收輸入扭矩并隨后以不同的 傳動(dòng)比提供扭矩至輸出軸的多傳動(dòng)比變速器是可以接受的。例如，變速器24可以實(shí)施為包 括沿?fù)Q擋導(dǎo)軌移動(dòng)/旋轉(zhuǎn)換擋叉以選擇希望傳動(dòng)比的一個(gè)或多個(gè)伺服馬達(dá)的自動(dòng)機(jī)械式 (或手動(dòng)）變速器（AMT)。通常本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)理解，例如在較高扭矩要求的應(yīng) 用中可以使用AMT。
[0021] 如圖1中的代表實(shí)施例顯示的，輸出軸36連接至差速器40。差速器40經(jīng)由連接 至差速器40的各自軸44驅(qū)動(dòng)一對(duì)車輪42。差速器向每個(gè)車輪42傳輸大約相等的扭矩同 時(shí)（比如當(dāng)車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)）允許輕微的轉(zhuǎn)速差異?？梢允褂貌煌愋偷牟钏倨骰蝾愃频难b置 將扭矩從動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)分配至一個(gè)或多個(gè)車輪。在一些應(yīng)用中，例如取決于特定的動(dòng)力模 式或狀況，扭矩分配可以變化。
[0022] 動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)12進(jìn)一步包括關(guān)聯(lián)的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)控制單元（PCU) 50。雖然說(shuō)明 為一個(gè)控制器；PCU50可以是較大控制系統(tǒng)的一部分并且可以通過(guò)車輛10中的多個(gè)其它控 制器（比如車輛系統(tǒng)控制器（VSC))控制。所以應(yīng)理解動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)控制單元50和一個(gè)或 多個(gè)其它控制器可以統(tǒng)稱為響應(yīng)于來(lái)自多個(gè)傳感器的信號(hào)而控制多個(gè)致動(dòng)器以控制功能 (比如起動(dòng)/停止發(fā)動(dòng)機(jī)14、運(yùn)轉(zhuǎn)M/G18以提供車輪扭矩或充電電池20、選擇或計(jì)劃變速器 換擋等）的控制器?？刂破?0可以包括與多種類型的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)裝置或媒介通信的 微處理器或中央處理單元（CPU)。例如，計(jì)算機(jī)可讀的存儲(chǔ)器裝置或媒介可以包括只讀存儲(chǔ) 器（ROM)、隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM)和保活存儲(chǔ)器（KAM)中的易失性和易失性非存儲(chǔ)。KAM是可以 用于在CPU斷電時(shí)存儲(chǔ)多個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)變量的持續(xù)或非易失性存儲(chǔ)器。計(jì)算機(jī)可讀的存儲(chǔ)裝置或 媒介可以實(shí)施為使用任何個(gè)已知存儲(chǔ)裝置，比如PROM(可編程只讀存儲(chǔ)器）、EPR0M(可擦可 編程序只讀存儲(chǔ)器）、EEPROM(電子可擦可編程序只讀存儲(chǔ)器）、閃存或能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的任何 其它電子、磁性、光學(xué)或其組合的存儲(chǔ)裝置，這些數(shù)據(jù)中的一些代表可由控制器使用以控制 發(fā)動(dòng)機(jī)或車輛的可執(zhí)行指令。
[0023] 控制器經(jīng)由輸入/輸出（I/O)接口與多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)/車輛傳感器和致動(dòng)器通信，該 接口可以實(shí)施為提供多個(gè)原始數(shù)據(jù)或信號(hào)調(diào)整、處理和/或轉(zhuǎn)換、短路保護(hù)等的單個(gè)集成 接口?？商娲兀瑢⑿盘?hào)提供至CPU之前一個(gè)或多個(gè)專用硬件或固件芯片可以用于調(diào)整和 處理特定信號(hào)。如圖1中的代表實(shí)施例總體上說(shuō)明的，P⑶50可以將信號(hào)通信至發(fā)動(dòng)機(jī)14、 分離離合器26、M/G18、啟動(dòng)離合器34、傳動(dòng)裝置變速器24和電力電子件和/或從它們通 信信號(hào)。盡管未明確說(shuō)明，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解可以通過(guò)PCU50控制的多個(gè)功能 或部件在上文指出的每個(gè)子系統(tǒng)內(nèi)?？梢允褂猛ㄟ^(guò)控制器執(zhí)行的控制邏輯直接或間接致動(dòng) 的參數(shù)、系統(tǒng)和/或部件的代表性示例包括燃料噴射正時(shí)、速率和持續(xù)時(shí)間、節(jié)氣門位置、 (用于火花式點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的）火花塞點(diǎn)火正時(shí)、進(jìn)氣/排氣門正時(shí)和持續(xù)時(shí)間、前端附件驅(qū) 動(dòng)（FEAD)部件（比如交流發(fā)電機(jī)、空調(diào)壓縮器、電池充電、再