用于混合動力車輛換檔的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于混合動力車輛換檔的方法和系統(tǒng)。提出用于混合動力傳動系的變速器換擋的系統(tǒng)和方法,所述混合動力傳動系包括具有鎖止離合器的液力變矩器。該系統(tǒng)和方法可以調(diào)節(jié)前饋馬達扭矩命令以使馬達扭矩的應用與檔位離合器關閉的時間相匹配,以便可以改善換檔且使得傳動系扭矩擾動可以較不明顯。
【專利說明】
用于混合動力車輛換檔的方法和系統(tǒng)
技術領域
[0001]本說明書涉及用于混合動力車輛的固定傳動比變速器的換檔的方法和系統(tǒng)。該方法和系統(tǒng)對于包括傳動系分離式離合器的混合動力車輛會特別有用。
【背景技術】
[0002]混合動力車輛可包括內(nèi)燃發(fā)動機和電動馬達以推進車輛。馬達可以經(jīng)由傳動系分離式離合器被選擇性地聯(lián)接至發(fā)動機。馬達可在較低駕駛員需求扭矩水平下被使用,而發(fā)動機、或發(fā)動機和馬達可在較高駕駛員需求扭矩水平下運轉(zhuǎn)。如果馬達是提供扭矩以推進車輛的唯一車輛扭矩來源,則可以期望盡可能有效地運轉(zhuǎn)發(fā)動機傳動系以擴大車輛的運轉(zhuǎn)范圍。增加傳動系運轉(zhuǎn)效率的一種方式是鎖定液力變矩器的液力變矩器離合器,該液力變矩器的液力變矩器離合器可位于馬達和發(fā)動機的下游且在變速器齒輪的上游。然而,當液力變矩器未被鎖定時,液力變矩器抑制傳動系扭矩擾動并提供扭矩倍增??梢越?jīng)由液力變矩器抑制的傳動系扭矩擾動的一種類型是變速器換檔扭矩擾動。如果液力變矩器離合器處于打開狀態(tài),則換檔扭矩擾動可以經(jīng)由液力變矩器被衰減。然而,如果在變速器換檔期間液力變矩器離合器是打開的,則傳動系效率可被降低,從而減小馬達可推進車輛的范圍。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]發(fā)明人在此已經(jīng)認識到上述問題并已經(jīng)研發(fā)出一種傳動系運轉(zhuǎn)方法,該方法包括:經(jīng)由傳動系中的馬達推進車輛,其中分離式離合器打開且液力變矩器離合器鎖定;響應于固定變速器換檔比(fixed rat1 transmiss1n gear shift),經(jīng)由變速器輸出軸反饋調(diào)節(jié)馬達的扭矩輸出命令;并且基于調(diào)節(jié)的扭矩輸出命令,運轉(zhuǎn)馬達。
[0004]通過響應于變速器輸出軸加速度或扭矩而調(diào)節(jié)馬達扭矩,在固定比率的變速器換檔期間且液力變矩器離合器被鎖定時,提供降低傳動系扭矩擾動的技術效果會是可能的。在一個示例中,變速器輸出軸扭矩反饋可以是變速器輸入扭矩與常開離合器(on-comingclutch)的關閉時間對準(align)的基礎。使變速器輸入扭矩與常開離合器關閉時間對準可以降低由于變速器換檔所致的傳動系扭矩擾動。另外,通過保持液力變矩器鎖止離合器處于關閉狀態(tài),可以提高變速器的效率。因此,當變速器輸出軸扭矩或加速度被應用為對變速器輸入命令扭矩的反饋時,馬達進一步推進車輛會是可能的。
[0005]在另一個實施例中,傳動系運轉(zhuǎn)方法包括:經(jīng)由傳動系中的馬達推進車輛,其中分離式離合器打開且液力變矩器離合器處于第一模式中的鎖定狀態(tài);響應于第一模式中的第一固定變速器換檔比,經(jīng)由變速器輸出軸反饋調(diào)節(jié)馬達的扭矩輸出命令;經(jīng)由傳動系中的發(fā)動機推進車輛,其中分離式離合器關閉且液力變矩器離合器處于第二模式中的解鎖狀態(tài);響應于第二模式中的第二固定變速器換檔比,調(diào)節(jié)發(fā)動機或馬達的扭矩輸出命令而沒有變速器輸出軸反饋;并且基于馬達的調(diào)節(jié)的扭矩輸出命令,運轉(zhuǎn)該馬達。
[0006]在另一個實施例中,變速器輸出軸反饋調(diào)節(jié)反饋常開離合器調(diào)制扭矩。
[0007]在另一個實施例中,進一步從反饋常開離合器調(diào)制扭矩減去變速器輸出軸反饋調(diào)節(jié),以提供反饋常開離合器誤差扭矩。
[0008]在另一個實施例中,發(fā)動機或馬達的沒有變速器輸出軸反饋的扭矩輸出命令經(jīng)由前饋變速器輸入扭矩被進一步調(diào)節(jié)。
[0009]在另一個實施例中,前饋變速器輸入扭矩關于自請求換檔的時間被調(diào)節(jié)。
[0010]在另一個實施例中,前饋變速器輸入扭矩基于變速器離合器滑動梯度(slipgradient)。
[0011]在另一個實施例中,提供一種系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括:發(fā)動機;馬達;位于發(fā)動機和馬達之間的傳動系中的分離式離合器;包括聯(lián)接至馬達的鎖止離合器的液力變矩器;以及包括存儲在非臨時性存儲器中的可執(zhí)行指令的控制器,該指令用于:在第一變速器換檔期間,響應于變速器輸出軸參數(shù)調(diào)節(jié)馬達扭矩命令,同時鎖止離合器關閉且同時分離式離合器打開。
[0012]在另一個實施例中,輸出軸參數(shù)是輸出軸加速度。
[0013]在另一個實施例中,系統(tǒng)進一步包括在第二變速器換檔期間響應于變速器輸出軸參數(shù)不調(diào)節(jié)馬達扭矩命令的附加的指令。
[0014]在另一個實施例中,系統(tǒng)進一步包括在第二變速器換檔期間打開分離式離合器的附加指令。
[0015]在另一個實施例中,系統(tǒng)進一步包括響應于變速器輸出軸參數(shù)停止調(diào)節(jié)馬達扭矩命令的附加指令,該變速器輸出軸參數(shù)響應于第一變速器換檔的結(jié)束。
[0016]在另一個實施例中,系統(tǒng)進一步包括響應于變速器輸出軸參數(shù)提供反饋調(diào)節(jié)的變速器輸入扭矩的附加指令。
[0017]本說明書可以提供若干優(yōu)點。特別地,該方法可以提供提高的車輛能量效率。附加地,該方法可以降低變速器換檔期間的傳動系扭矩擾動。另外,當不期望抑制傳動系來降低發(fā)動機扭矩脈沖時,該方法可被選擇性地應用。
[0018]當單獨或結(jié)合隨附的附圖閱讀以下【具體實施方式】,本發(fā)明的以上優(yōu)點和其他優(yōu)點以及特點將更明顯。
[0019]應理解,提供以上概述是為了以簡化的形式介紹一些概念,這些概念將在【具體實施方式】中被進一步描述。這并不意味著確認所要求保護的主題的關鍵或基本特征,所要求保護的主題的范圍由隨附的權(quán)利要求唯一限定。此外,所要求保護的主題不限于解決以上或在本公開的任何部分中提及的任何缺點的實施方式。
【附圖說明】
[0020]單獨或結(jié)合附圖閱讀實施例的示例(本文指【具體實施方式】),可以更完全地理解本文描述的優(yōu)點。
[0021]圖1是發(fā)動機的示意圖;
[0022]圖2是混合動力車輛傳動系的示意圖;
[0023]圖3A是包括阻尼彈簧的液力變矩器離合器組件的平面圖;
[0024]圖3B是不包括阻尼彈簧的液力變矩器離合器組件的平面圖;
[0025]圖4示出用于在換檔期間當傳動系分離式離合器關閉時供應扭矩至變速器的示例控制框圖;
[0026]圖5示出用于在換檔期間當傳動系分離式離合器打開時供應扭矩至變速器的示例控制框圖;以及
[0027]圖6示出用于運轉(zhuǎn)車輛傳動系的方法。
【具體實施方式】
[0028]本說明書涉及在換檔期間控制混合動力車輛的傳動系。混合動力車輛可包括圖1所示的發(fā)動機。圖1的發(fā)動機可以被包括在圖2所示的動力傳動系統(tǒng)或傳動系中。傳動系可以包括如圖3A和圖3B所示的帶有或不帶有阻尼彈簧的液力變矩器離合器或鎖止離合器。傳動系可包括基于圖4和圖5框圖的控制。傳動系可根據(jù)圖6所示的方法來運轉(zhuǎn)。
[0029]參考圖1,內(nèi)燃發(fā)動機1包含多個氣缸,在圖1中示出多個氣缸中的一個氣缸,該內(nèi)燃發(fā)動機10由電子發(fā)動機控制器12控制。發(fā)動機10由氣缸蓋35和氣缸體33組成,氣缸體33包括燃燒室30和氣缸壁32?;钊?6被定位在氣缸壁32中并且通過連接至曲軸40而往復運動。飛輪97和環(huán)形齒輪99被聯(lián)接至曲軸40。起動器96(例如低壓(用小于30伏的電壓運轉(zhuǎn))電動機器)包括小齒輪軸98和小齒輪95。小齒輪軸98可以選擇性地推進小齒輪95以接合環(huán)形齒輪99。起動器96可以被直接安裝到發(fā)動機的前面或者發(fā)動機的后面。在一些示例中,起動器96可以選擇性地經(jīng)由皮帶或者鏈條向曲軸40供應扭矩。在一種示例中,當起動器96未被接合至發(fā)動機曲軸時,該起動器96處于基本狀態(tài)。燃燒室30被示為經(jīng)由各自的進氣門52和排氣門54與進氣歧管44和排氣歧管48連通。可以通過進氣凸輪51和排氣凸輪53運轉(zhuǎn)每個進氣門和排氣門??梢杂蛇M氣凸輪傳感器55確定進氣凸輪51的位置??梢杂膳艢馔馆唫鞲衅?7確定排氣凸輪53的位置。進氣門52可以通過氣門激活裝置59被選擇性地激活或停用。排氣門54可以由氣門激活裝置58被選擇性地激活或停用。氣門激活裝置58和59可以是機電裝置。
[0030]燃料噴射器66被示為被定位成將燃料直接噴射至氣缸30,這作為直接噴射已被本領域技術人員公知。燃料噴射器66輸送與來自控制器12的脈沖寬度成比例的液態(tài)燃料。燃料通過包括燃料箱、燃料栗以及燃料軌(未示出)的燃料系統(tǒng)(未示出)被輸送至燃料噴射器66。在一種示例中,可以使用高壓雙級燃料系統(tǒng)以產(chǎn)生較高的燃料壓力。
[0031]此外,進氣歧管44被示出與渦輪增壓器壓縮機162和發(fā)動機空氣進氣裝置42連通。在另一些示例中,壓縮機162可以是機械增壓器壓縮機。軸161機械地將渦輪增壓器渦輪164聯(lián)接至渦輪增壓器壓縮機162??蛇x電子節(jié)氣門62調(diào)節(jié)節(jié)流板64的位置以控制從壓縮機162到進氣歧管44的空氣流。增壓室45中的壓力可以被稱為節(jié)氣門入口壓力,因為節(jié)氣門62的入口在增壓室45內(nèi)。節(jié)氣門出口在進氣歧管44中。在一些示例中,節(jié)氣門62和節(jié)流板64可以被設置在進氣門52和進氣歧管44之間,使得節(jié)氣門62是進氣道節(jié)氣門。壓縮機再循環(huán)閥47可以被選擇性地調(diào)節(jié)到完全打開和完全關閉之間的多個位置。廢氣門163可以經(jīng)由控制器12調(diào)節(jié)以允許排氣選擇性地繞過渦輪164,以控制壓縮機162的速度??諝膺^濾器43清潔進入發(fā)動機空氣進氣裝置42的空氣。
[0032]無分電器點火系統(tǒng)88響應于控制器12經(jīng)由火花塞92向燃燒室30提供點火火花。通用排氣氧(UEGO)傳感器126被示為聯(lián)接至催化轉(zhuǎn)化器70上游的排氣歧管48??商娲?,可以用雙態(tài)排氣氧傳感器代替UEGO傳感器126。
[0033]在一種示例中,轉(zhuǎn)化器70能夠包括多塊催化劑磚。在另一種示例中,能夠使用每個均帶有多塊磚的多個排放控制裝置。在一種示例中,轉(zhuǎn)化器70能夠是三元型催化劑。
[0034]控制器12在圖1中被示為常規(guī)微型計算機,其包括:微處理器單元(CPU)102、輸入/輸出端口(I/0) 104、只讀存儲器(ROM)106(例如,非臨時性存儲器)、隨機存取存儲器(RAM)108、?;畲鎯ζ?KAM)IlO以及常規(guī)數(shù)據(jù)總線??刂破?2被示為接收來自聯(lián)接至發(fā)動機10的傳感器的各種信號,除了以上討論的那些信號之外,還包括:來自聯(lián)接至冷卻套筒114的溫度傳感器112的發(fā)動機冷卻劑溫度(ECT);聯(lián)接至加速器踏板130用于感測由腳132施加的力的位置傳感器134;聯(lián)接到制動器踏板150用于感測由腳152施加的力的位置傳感器154;來自聯(lián)接至進氣歧管44的壓力傳感器122的發(fā)動機歧管壓力(MAP)的測量值;來自感測曲軸40位置的霍爾效應傳感器118的發(fā)動機位置傳感器;來自傳感器120的進入發(fā)動機的空氣質(zhì)量的測量值;以及來自傳感器68的節(jié)氣門位置的測量值。大氣壓力也可以被感測(傳感器未示出),以用于由控制器12處理。在本說明書的優(yōu)選方面,發(fā)動機位置傳感器118在每次曲軸回轉(zhuǎn)產(chǎn)生預定數(shù)量的等距脈沖,由此能夠確定發(fā)動機轉(zhuǎn)速(RPM)。
[0035]在運轉(zhuǎn)期間,發(fā)動機10內(nèi)的每個氣缸通常經(jīng)歷四沖程循環(huán):該循環(huán)包括進氣沖程、壓縮沖程、膨脹沖程和排氣沖程。一般地,在進氣沖程期間,排氣門54關閉并且進氣門52打開??諝饨?jīng)由進氣歧管44引入燃燒室30,并且活塞36移動至氣缸的底部,從而增加燃燒室30內(nèi)的容積?;钊?6鄰近氣缸的底部并且處于其沖程的結(jié)束時(例如,當燃燒室30處于其最大容積時)的位置通常被本領域技術人員稱為下止點(BDC)。
[0036]在壓縮沖程期間,進氣門52和排氣門54都關閉?;钊?6朝向氣缸蓋移動,以便壓縮燃燒室30內(nèi)的空氣?;钊?6處于其沖程的結(jié)束并且最靠近氣缸蓋(例如,當燃燒室30處于其最小容積時)的點通常被本領域技術人員稱為上止點(TDC)。在下文被稱為噴射的過程中,燃料被引入燃燒室內(nèi)。在下文中被稱為點火的過程中,通過已知的點火設備(例如火花塞92)點燃噴射的燃料,從而導致燃燒。
[0037]在膨脹沖程期間,膨脹的氣體推動活塞36回到BDC。曲軸40將活塞運動轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)扭矩。最后,在排氣沖程期間,排氣門54打開,從而將燃燒的空氣燃料混合物釋放至排氣歧管48,并且活塞返回到TDC。注意,以上僅作為示例示出,并且進氣門和排氣門的打開和/或關閉正時可以變化,諸如提供正的或者負的氣門重疊、延遲進氣門關閉或者各種其他示例。
[0038]圖2是包括傳動系200的車輛225的框圖。圖2的傳動系包括圖1所示的發(fā)動機10。傳動系200可以由發(fā)動機1提供動力。發(fā)動機1可以使用圖1所示的發(fā)動機起動系統(tǒng)或經(jīng)由傳動系集成起動器/發(fā)電機(DISG)240起動。DISG 240(例如,高壓(使用高于30伏的電壓運轉(zhuǎn))電動機器)也可以被稱為電動機器、馬達和/或發(fā)電機。進一步地,發(fā)動機1的扭矩可以經(jīng)由扭矩致動器204 (諸如燃料噴射器、節(jié)氣門等)被調(diào)節(jié)。
[0039]發(fā)動機輸出扭矩可以通過雙質(zhì)量飛輪215被傳遞到傳動系分離式離合器236的輸入側(cè)。分離式離合器236可以被電動或液壓致動。分離式離合器236下游側(cè)被示出機械聯(lián)接至DISG輸入軸237。
[0040]DISG 240可以被運轉(zhuǎn)以提供扭矩到傳動系200或?qū)鲃酉蹬ぞ剞D(zhuǎn)換成電能儲存在電能儲存裝置275中。DISG 240具有比圖1所示的起動器96高的輸出扭矩。進一步地,DISG240直接驅(qū)動傳動系200或被傳動系200直接驅(qū)動。沒有帶、齒輪或鏈條將DISG 240聯(lián)接至傳動系200。而是,DISG 240以與傳動系200相同的速率旋轉(zhuǎn)。電能儲存裝置275(例如,高壓電池或電源)可以是電池、電容器或電感器。DISG 240的下游側(cè)經(jīng)由軸241被機械聯(lián)接至液力變矩器206的葉輪285AISG 240的上游側(cè)被機械聯(lián)接至分離式離合器236。
[0041 ] 液力變矩器206包括渦輪286以將扭矩輸出至輸入軸270。輸入軸270將液力變矩器206機械聯(lián)接至自動變速器208。液力變矩器206還包括液力變矩器旁路鎖止離合器212(TCC)。當TCC被鎖定時,扭矩從葉輪285直接傳送到渦輪286 JCC由控制器12電運轉(zhuǎn)。替代地,TCC可以被液壓鎖定。在一種示例中,液力變矩器可以被稱為變速器的部件。
[0042]當液力變矩器鎖止離合器212被完全分離時,液力變矩器206經(jīng)由液力變矩器渦輪286和液力變矩器葉輪285之間的流體傳送將發(fā)動機扭矩傳遞至自動變速器208,從而使扭矩倍增。相比之下,當液力變矩器鎖止離合器212完全接合時,發(fā)動機輸出扭矩經(jīng)由液力變矩器離合器被直接傳送到變速器208的輸入軸(未示出)。替代地,液力變矩器鎖止離合器212可以部分接合,從而使扭矩量能夠被直接轉(zhuǎn)送到有待被調(diào)節(jié)的變速器。響應于各種發(fā)動機工況,或基于基于駕駛員的發(fā)動機運轉(zhuǎn)請求,控制器12可以被配置為通過調(diào)節(jié)液力變矩器鎖止離合器來調(diào)節(jié)由液力變矩器212傳遞的扭矩量。
[0043]自動變速器208包括檔位離合器(例如,檔位1-6)211和前進離合器210。檔位離合器211(例如,1-10)和前進離合器210可以被選擇地接合以推進車輛。來自自動變速器208的扭矩輸出可以進而經(jīng)由輸出軸260被轉(zhuǎn)送至車輪216以推進車輛。具體地,響應于在傳遞輸出驅(qū)動扭矩至車輪216之前的車輛行進狀況,自動變速器208可以傳送輸入軸270處的輸入驅(qū)動扭矩。
[0044]進一步地,可以通過接合車輪制動器218將摩擦力施加至車輪216。在一種示例中,車輪制動器218可以響應于駕駛員將他的腳壓在制動踏板(未示出)上而被接合。在另一些示例中,控制器12或鏈接到控制器12的控制器可以應用接合車輪制動器。同樣地,通過響應于駕駛員將他的腳從制動踏板釋放而分離車輪制動器218可以降低至車輪216的摩擦力。進一步地,車輛制動器可以經(jīng)由控制器12將摩擦力施加到車輪216作為自動發(fā)動機停止程序的一部分。
[0045]控制器12可以被配置成從發(fā)動機10接收輸入(如圖1更詳細示出的)并且因此控制發(fā)動機的扭矩輸出和/或液力變矩器、變速器、DISG、離合器和/或制動器的運轉(zhuǎn)。如一種示例,可以通過調(diào)節(jié)火花正時、燃料脈沖寬度、燃料脈沖正時和/或空氣充氣的組合,通過控制節(jié)氣門開度和/或氣門正時、氣門升程和用于渦輪增壓發(fā)動機或機械增壓發(fā)動機的增壓來控制發(fā)動機扭矩輸出。在柴油發(fā)動機的情況下,控制器12可以通過控制燃料脈沖寬度、燃料脈沖正時和空氣充氣的組合來控制發(fā)動機扭矩輸出。在所有情況下,可在逐缸基礎上執(zhí)行發(fā)動機控制以控制發(fā)動機扭矩輸出??刂破?2還可通過調(diào)節(jié)往返于DISG的磁場和/或電樞繞組(如本領域中已知的)流動的電流來控制扭矩輸出以及由DI SG產(chǎn)生的電能??刂破?2經(jīng)由位置傳感器271接收變速器輸入軸位置??刂破?2可以經(jīng)由對來自位置傳感器271的信號求微分將變速器輸入軸位置轉(zhuǎn)換成輸入軸速度??刂破?2可以接收來自扭矩傳感器272的變速器輸出軸扭矩。替代地,傳感器272可以是位置傳感器,或扭矩和位置傳感器。如果傳感器272是位置傳感器,控制器12對位置信號求微分以確定變速器輸出軸速度??刂破?2還可以對變速器輸出軸速度求微分以確定變速器輸出軸加速度。
[0046]當滿足怠速停止狀況時,控制器12可以通過切斷至發(fā)動機的燃料和火花而開始發(fā)動機關機。然而,在一些示例中,發(fā)動機可以繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。進一步地,為了維持變速器的扭轉(zhuǎn)量,控制器12可使變速器208的旋轉(zhuǎn)元件接地到變速器箱259,并從而接地到車輛的框架。當滿足發(fā)動機重啟狀況時和/或車輛操作者想要發(fā)動車輛時,控制器12可以通過起動轉(zhuǎn)動發(fā)動機10和重新開始氣缸燃燒而重新激活發(fā)動機10。
[0047]圖1和圖2的系統(tǒng)提供一種系統(tǒng),其包括:發(fā)動機;馬達;位于發(fā)動機和馬達之間的傳動系中的分離式離合器;包括聯(lián)接至馬達的鎖止離合器的液力變矩器;以及包括存儲在非臨時性存儲器中的可執(zhí)行指令的控制器,該指令用于:在第一變速器換檔期間,響應于變速器輸出軸參數(shù)調(diào)節(jié)馬達扭矩命令,同時鎖止離合器關閉且同時分離式離合器打開。系統(tǒng)包括其中輸出軸參數(shù)是輸出軸加速度。系統(tǒng)進一步包括在第二變速器換檔期間,響應于變速器輸出軸參數(shù)不調(diào)節(jié)馬達扭矩命令的附加指令。系統(tǒng)進一步包括在第二變速器換檔期間,打開分離式離合器的附加指令。系統(tǒng)進一步包括響應于變速器輸出軸參數(shù)停止調(diào)節(jié)馬達扭矩命令的附加指令,該變速器輸出軸參數(shù)響應于第一變速器換檔的結(jié)束。系統(tǒng)進一步包括響應于變速器輸出軸參數(shù)提供反饋調(diào)節(jié)的變速器輸入扭矩的附加指令。
[0048]現(xiàn)在參考圖3A,其示出包括阻尼彈簧的液力變矩器鎖止離合器212的平面圖。離合器從動盤302可以經(jīng)由液壓致動與離合器主動盤304選擇性地接合。當液力變矩器離合器未被鎖定時,離合器從動盤302可以關于離合器主動盤304旋轉(zhuǎn)。離合器主動盤304可以相對于輪轂320沿箭頭370指示的方向可旋轉(zhuǎn)地移動。彈簧340將離合器主動盤304聯(lián)接至驅(qū)動輪轂320,從而允許如箭頭370所指示的轉(zhuǎn)動柔順性。驅(qū)動輪轂320經(jīng)由齒360被機械聯(lián)接至驅(qū)動軸(未示出)。因而,當離合器主動盤304接合離合器從動盤302時,彈簧340可以阻尼會在離合器從動盤302和離合器主動盤304之間出現(xiàn)的液力變矩器離合器振蕩。以此方式,液力變矩器離合器可以展現(xiàn)轉(zhuǎn)動柔順性,以提供傳動系阻尼。
[0049]現(xiàn)在參考圖3B,其示出不包括阻尼彈簧的液力變矩器鎖止離合器212的平面圖。離合器從動盤302可以經(jīng)由液壓致動與離合器主動盤304選擇性地接合。當液力變矩器離合器未被鎖定時,離合器從動盤302可以關于離合器主動盤304旋轉(zhuǎn)。離合器主動盤304關于驅(qū)動輪轂320靜止并被直接聯(lián)接至驅(qū)動輪轂320。驅(qū)動輪轂320經(jīng)由齒370機械聯(lián)接至驅(qū)動軸(未示出)。因而,當離合器主動盤304接合離合器從動盤302時,在驅(qū)動輪轂320和離合器主動盤304之間不具有柔順性。因此,液力變矩器離合器轉(zhuǎn)動柔順性會被降低,使得傳動系相比于圖3A所示的液力變矩器鎖止離合器具有較低的阻尼。當僅經(jīng)由馬達向變速器輸送動力時,圖3B的液力變矩器鎖止離合器對于改善變速器換檔可以是期望的。由于馬達向變速器提供扭矩的幅度變化比發(fā)動機小,所以傳動系可以平滑運轉(zhuǎn)(例如,以駕駛員可注意到的較小扭矩擾動),即使在傳動系內(nèi)存在較小柔順性時。進一步地,當經(jīng)由液力變矩器離合器阻尼彈簧的缺失出現(xiàn)較小傳動系柔順性時,檔位離合器滑動和扭矩傳送可觀測性可以增加或改口 ο
[0050]現(xiàn)在參考圖4,其示出在閉合傳動系分離式離合器、液力變矩器離合器未被鎖定時并且在變速器換檔期間運轉(zhuǎn)車輛傳動系的控制方法的框圖。圖4的控制器可以作為儲存在非臨時性存儲器中的可執(zhí)行指令被包括在圖1和圖2的系統(tǒng)中。
[0051]在框圖的左側(cè)處輸入期望的變速器輸入扭矩。在一種示例中,期望的變速器扭矩基于根據(jù)加速器踏板位置和車輛速度確定的駕駛員需求扭矩。例如,駕駛員需求扭矩可以被轉(zhuǎn)換成期望的車輪扭矩,并且期望的車輪扭矩可以通過將車輪扭矩乘以車軸傳動比、變速器傳動比和液力變矩器傳遞函數(shù)被轉(zhuǎn)換成期望的變速器輸入扭矩。替代地,駕駛員需求扭矩可以被直接轉(zhuǎn)換成期望的變速器輸入扭矩。
[0052]期望的變速器輸入用于索引表或函數(shù)402,該表或函數(shù)402基于變速器換檔期間(例如,升檔至較高傳動比或降檔至較低傳動比)的期望的變速器輸入扭矩輸出前饋變速器輸入扭矩。該表或函數(shù)輸出基于期望的變速器輸入扭矩和自換檔慣性階段開始(例如,常開離合器關閉的開始)的時間的值。該表或函數(shù)中的值可以基于常開離合器的預期滑動梯度(例如,常開離合器滑動的速率)。在求和點404處,前饋變速器輸入扭矩被加至期望的變速器輸入扭矩。自求和點404得到的扭矩命令在發(fā)動機10和馬達240之間被分配。在一種示例中,由發(fā)動機和馬達提供的動力基于供應動力到馬達的電池中儲存的電荷量。
[0053]發(fā)動機10和/或馬達240供應扭矩至液力變矩器206,在閉合傳動系分離式離合器時,液力變矩器206未被鎖定,用于變速器換檔。液力變矩器206阻尼由發(fā)動機氣缸中的燃燒事件引起的發(fā)動機扭矩脈沖。進一步地,圖2示出的雙質(zhì)量飛輪在傳動系分離式離合器被閉合時的變速器換檔期間供應一些阻尼至傳動系??刂破?2根據(jù)變速器位置傳感器確定變速器輸入軸速度和變速器輸出軸速度。在408處,控制器12確定常開離合器的滑動梯度。滑動梯度針對常開離合器完全打開以100%開始,并針對常開離合器完全關閉以0%結(jié)束。在一種示例中,在變速器換檔期間,滑動梯度可以基于常開離合器滑動在兩個不同時刻被確定。滑動梯度是常開離合器滑動的變化速率。常開離合器滑動可以通過從變速器輸入速度減去變速器輸出速度并用所得結(jié)果除以變速器輸入速度來確定?;瑒犹荻然谧該Q檔開始的時間與期望滑動梯度相比較,并且期望滑動梯度和實際滑動梯度之間的差乘以離合器致動器命令,以經(jīng)由換檔螺線管調(diào)節(jié)常開離合器應用壓力。
[0054]因而,圖4的方法經(jīng)由前饋變速器輸入扭矩調(diào)節(jié)變速器輸入扭矩以控制變速器輸入扭矩。并且,常開離合器應用壓力響應于常開離合器滑動梯度被調(diào)節(jié)。打開的液力變矩器鎖止離合器向系統(tǒng)提供阻尼并且常開離合器致動器反饋調(diào)節(jié)離合器應用壓力以使常開離合器關閉時間與變速器輸入扭矩達到提供變速器輸出扭矩當量或稍微大于緊接換檔發(fā)生之前的變速器輸出扭矩的時間對準。
[0055]現(xiàn)在參考圖5,其示出在傳動系分離式離合器打開、液力變矩器離合器被鎖定(例如,小于液力變矩器輸入速度和輸出速度之間的閾值速度差)時且在變速器換檔期間,運轉(zhuǎn)車輛傳動系的控制方法的框圖。圖5的控制器可以作為存儲在非臨時性存儲器中的可執(zhí)行指令而被包括在圖1和圖2的系統(tǒng)中。
[0056]期望的變速器輸入扭矩在框圖的左側(cè)處被輸入。在一種示例中,期望的變速器扭矩基于根據(jù)加速器踏板位置和車輛速度確定的駕駛員需求扭矩。例如,駕駛員需求扭矩可以被轉(zhuǎn)換成期望的車輪扭矩,并且期望的車輪扭矩可以通過將車輪扭矩乘以車軸傳動比、變速器傳動比和液力變矩器傳遞函數(shù)被轉(zhuǎn)換成期望的變速器輸入扭矩。替代地,駕駛員需求扭矩可以被直接轉(zhuǎn)換成期望的變速器輸入扭矩。
[0057]期望的變速器輸入扭矩用于索引表或函數(shù)502,該表或函數(shù)502基于變速器換檔期間(例如,升檔至較高傳動比或降檔至較低傳動比)的期望的變速器輸入扭矩和變速器輸出軸加速度或扭矩輸出反饋調(diào)整的常開離合器調(diào)制扭矩。表或函數(shù)中的值可以基于變速器輸出軸加速度或扭矩。替代地,變速器輸入扭矩可以乘以表中的值。因而,表中的值可以是增益。在求和點504處,從反饋調(diào)節(jié)的常開離合器調(diào)制扭矩減去變速器輸出軸扭矩或加速度,以提供反饋常開離合器誤差扭矩。反饋常開離合器誤差扭矩在求和點506處被加至期望的變速器輸入扭矩,從而產(chǎn)生命令的反饋調(diào)整的變速器輸入扭矩。應當注意,變速器輸出軸扭矩或變速器輸出加速度可以被反饋至502和504,然而,由于變速器扭矩正受控制,所以可優(yōu)選反饋變速器輸出軸扭矩。
[0058]馬達240基于命令的反饋調(diào)整的變速器輸入扭矩將扭矩供應至液力變矩器206。液力變矩器離合器在馬達240為傳動系的唯一扭矩源的模式中被鎖定。鎖定的液力變矩器206具有阻尼傳動系扭矩擾動的較少傾向,但馬達扭矩不包括類似發(fā)動機扭矩所包括的氣缸扭矩脈沖。液力變矩器離合器可以或不可以包括阻尼彈簧。然而,由于彈簧可使得常開離合器扭矩觀測更困難,因此不包括阻尼彈簧會是更期望的。控制器12根據(jù)變速器位置和/或扭矩傳感器確定變速器輸出軸扭矩或加速度。
[0059]因而,圖5的方法經(jīng)由反饋變速器輸出軸扭矩調(diào)節(jié)變速器輸入扭矩以控制變速器輸入扭矩。同樣,在一些示例中,響應于常開離合器滑動梯度,常開離合器應用壓力或扭矩可以被調(diào)節(jié),如在圖4中的408處所描述的。閉合的液力變矩器鎖定離合器為僅以馬達模式運轉(zhuǎn)傳動系提供改善的傳動系效率。響應于變速器換檔,應用圖4和圖5所示的控制器并且當變速器換檔完成時,所述控制器停止運轉(zhuǎn)。
[0060]現(xiàn)在參考圖6,其示出用于運轉(zhuǎn)車輛傳動系的方法。圖6的方法可以作為儲存在非臨時性存儲器中的可執(zhí)行指令被包括在圖1和圖2的系統(tǒng)中。
[0061]在602處,方法600確定期望的變速器輸入扭矩。在一種示例中,期望的變速器扭矩基于如根據(jù)加速器踏板位置和車輛速度確定的駕駛員需求扭矩。例如,駕駛員需求扭矩可以被轉(zhuǎn)換成期望的車輪扭矩,并且期望的車輪扭矩可以通過將車輪扭矩乘以車軸傳動比、變速器傳動比和液力變矩器傳遞函數(shù)被轉(zhuǎn)換成期望的變速器輸入扭矩。替代地,駕駛員需求扭矩可以被直接轉(zhuǎn)換成期望的變速器輸入扭矩。在確定期望的變速器輸入扭矩后,方法600前進至604。
[0062]在604處,方法600判斷是否請求固定比率的變速器的變速器傳動比切換。在一種示例中,可以響應于車輪速度和駕駛員需求扭矩請求變速器換檔。如果方法600判斷變速器換檔被請求,則答案為“是”且方法600前進至606 ο否則,答案為“否”且方法600前進至退出。
[0063]在606處,方法600判斷傳動系分離式離合器是否打開。方法600可以基于存儲器中位(bit)的值、供應至傳動系分離式離合器的液壓流體的壓力或傳動系分離式離合器位置,確定傳動系分離式離合器是否是打開的。如果方法600判斷分離式離合器未打開,則答案為“否”并且方法600前進至608。否則,答案為“是”并且方法600前進至620。
[0064]在608處,方法600將前饋扭矩應用于期望的扭矩。前饋扭矩可以基于預期的常開離合器滑動梯度,但未應用反饋。前饋值可以相加或相乘。在一種示例中,前饋增益或相加值憑經(jīng)驗確定并儲存在表或函數(shù)中,該表或函數(shù)基于自換檔請求或換檔開始的時間輸出前饋扭矩。在前饋扭矩被確定后,方法600前進至610。
[0065]在610處,方法600基于在608處確定的前饋扭矩和期望的變速器輸入扭矩調(diào)節(jié)發(fā)動機和/或馬達扭矩。在一種示例中,前饋扭矩被加至期望的變速器輸入扭矩,如圖4所示。發(fā)動機和/或馬達基于前饋扭矩被命令為扭矩。由發(fā)動機和/或馬達提供的扭矩量可以基于傳動系工況,該工況包括電池荷電狀態(tài)和駕駛員需求扭矩。在基于前饋扭矩命令發(fā)動機和/或馬達后,方法600前進至612。
[0066]在612處,方法600通過調(diào)節(jié)常開離合器致動器來調(diào)節(jié)常開離合器應用力。在一種示例中,如圖4所述確定常開離合器梯度,并且基于如圖4所述的來自變速器輸入和輸出軸的常開離合器梯度反饋來調(diào)節(jié)常開離合器致動器。在常開離合器被調(diào)整后,方法600前進至退出。
[0067]在620處,方法600判斷變速器液力變矩器鎖止離合器(TCC)是否被鎖定。在一種示例中,方法600可以基于存儲器中的變量的值或供應至TCC的液壓流體的壓力判斷TCC是被鎖定的。如果方法600判斷TCC未被鎖定,則答案為“否”并且方法600前進至608。否則,答案為“是”并且方法600前進至622。
[0068]在622處,方法600判斷變速器液力變矩器鎖止離合器是否包括阻尼彈簧(例如,圖3A)。在一種示例中,方法600可以基于存儲器中的變量的值判斷TCC包括阻尼彈簧。如果方法600判斷TCC包括阻尼彈簧,則答案為“是”并且方法600前進至630。否則,答案為“否”并且方法600前進至640。
[0069]在640處,方法600基于TCC阻尼彈簧的缺失調(diào)節(jié)變速器輸出軸加速度或扭矩增益。例如,增益框可以被包括在圖5所示的控制器中,在變速器208的輸出軸加速度/扭矩輸出和框502之間以及在變速器208的輸出軸加速度/扭矩輸出和框504之間??梢皂憫赥CC中阻尼彈簧的缺失調(diào)節(jié)增益。以此方式,可以響應于TCC阻尼彈簧的缺失調(diào)節(jié)變速器輸出軸扭矩/加速度反饋。在調(diào)節(jié)增益后,方法600前進至642。
[0070]在642處,方法600基于變速器輸出軸加速度/扭矩調(diào)節(jié)反饋扭矩調(diào)制。如圖5的502處所述,變速器輸出扭矩或加速度反饋調(diào)節(jié)常開離合器調(diào)制扭矩(例如,在常開離合器應用期間由馬達供應的扭矩)。在變速器換檔的慣性階段(例如,關閉常開離合器)期間,常開離合器的反饋扭矩調(diào)制扭矩被調(diào)節(jié)以維持或稍微增加變速器輸出扭矩。在調(diào)節(jié)反饋扭矩調(diào)制后,方法600前進至644。
[0071]在644處,方法600確定反饋常開離合器誤差扭矩。可以如圖5的504處所示確定反饋常開離合器誤差扭矩。具體地,可以從反饋扭矩調(diào)制減去變速器輸出扭矩或加速度以確定反饋常開離合器誤差扭矩。在反饋常開離合器誤差扭矩被確定后,方法600前進至646。
[0072]在646處,方法600將反饋常開離合器誤差扭矩應用于期望的變速器輸入扭矩。如圖5的502處所示,反饋常開離合器誤差扭矩可以被加至期望的變速器輸入扭矩以提供變速器輸入扭矩命令。在反饋常開離合器誤差扭矩被應用于期望的變速器輸入扭矩后,方法600前進至648。
[0073]在648處,方法600基于期望的變速器輸入扭矩和在646處確定的反饋常開離合器誤差扭矩來調(diào)節(jié)供應扭矩至變速器的馬達的馬達扭矩?;谄谕淖兯倨鬏斎肱ぞ睾头答伋i_離合器誤差扭矩的和,命令馬達。在一種示例中,供應至馬達的電流可以通過命令逆變器的電流和/或電壓輸出而被調(diào)節(jié)。在命令馬達扭矩后,方法600前進至退出。
[0074]在630處,方法600基于TCC中TCC阻尼彈簧的存在調(diào)節(jié)變速器輸出軸加速度或扭矩增益。例如,增益框可以被包括在圖5所示的控制器中,在變速器208的輸出軸加速度/扭矩輸出和框502之間以及在變速器208的輸出軸加速度/扭矩輸出和框504之間??梢皂憫赥CC中阻尼彈簧的存在調(diào)節(jié)增益。以此方式,可以響應于TCC阻尼彈簧的存在調(diào)節(jié)變速器輸出軸扭矩/加速度反饋。在調(diào)節(jié)增益后,方法600前進至632。
[0075]在632處,方法600基于變速器輸出軸加速度/扭矩調(diào)節(jié)反饋調(diào)制扭矩。如圖5的502處所述,變速器輸出扭矩或加速度反饋調(diào)節(jié)常開離合器調(diào)制扭矩(例如,在常開離合器應用期間由馬達供應的扭矩)。在變速器換檔的慣性階段(例如,關閉常開離合器)期間,常開離合器反饋扭矩調(diào)制扭矩被調(diào)節(jié)以維持或稍微增加變速器輸出扭矩。在調(diào)節(jié)反饋扭矩調(diào)制后,方法600前進至634。
[0076]在634處,方法600確定反饋常開離合器誤差扭矩。可以如圖5的504處所示確定反饋常開離合器誤差扭矩。具體地,可以從反饋扭矩調(diào)制減去變速器輸出扭矩或加速度以確定反饋常開離合器誤差扭矩。在確定反饋常開離合器誤差扭矩后,方法600前進至636。
[0077]在636處,方法600將反饋常開離合器誤差扭矩應用于期望的變速器輸入扭矩。如圖5的502處所示,反饋常開離合器誤差扭矩可以被加至期望的變速器輸入扭矩以提供變速器輸入扭矩命令。在反饋常開離合器誤差扭矩被應用于期望的變速器輸入扭矩后,方法600前進至648。
[0078]因而,方法600可以在608至612處基于圖4的控制框圖調(diào)節(jié)到變速器的扭矩輸入。進一步地,方法600可以在640至648和630至648處基于控制框圖500調(diào)節(jié)至變速器的扭矩輸入。以此方式,在當傳動系分離式離合器被鎖定或打開時的變速器換檔慣性階段期間,方法600調(diào)節(jié)變速器輸入扭矩。此外,方法600基于TCC阻尼彈簧是否存在以調(diào)節(jié)變速器輸入扭矩。因此,混合動力車輛變速器換檔可以被改善。
[0079]圖6的方法提供用于傳動系運轉(zhuǎn)方法,其包括:經(jīng)由傳動系中的馬達推進車輛下坡,其中分離式離合器打開并且鎖定液力變矩器離合器;響應于固定變速器換檔比,經(jīng)由變速器輸出軸反饋來調(diào)節(jié)馬達的扭矩輸出命令;并且基于換檔期間調(diào)節(jié)的扭矩輸出命令來運轉(zhuǎn)馬達。根據(jù)本申請公開的方法,變速器輸出軸反饋是扭矩反饋。該方法包括其中變速器輸出軸反饋是加速度反饋。
[0080]在一些示例中,該方法包括其中變速器輸出軸反饋調(diào)節(jié)反饋常開離合器調(diào)制扭矩。進一步地,該方法包括其中從調(diào)節(jié)的反饋常開離合器調(diào)制扭矩減去變速器輸出軸反饋以提供反饋常開離合器誤差扭矩。進一步地,該方法包括其中反饋常開離合器誤差扭矩被加至期望的變速器輸入扭矩。
[0081]在另一種示例中,圖6的方法提供用于傳動系運轉(zhuǎn)方法,其包括:經(jīng)由傳動系中的馬達推進車輛,其中分離式離合器打開且液力變矩器離合器處于第一模式中的鎖定狀態(tài);響應于第一模式中的第一固定變速器換檔比,經(jīng)由變速器輸出軸反饋調(diào)節(jié)馬達的扭矩輸出命令;經(jīng)由傳動系中的發(fā)動機推進車輛,其中分離式離合器關閉且液力變矩器離合器處于第二模式中的解鎖狀態(tài);響應于第二模式中的第二固定變速器換檔比,調(diào)節(jié)發(fā)動機或馬達的扭矩輸出命令而沒有變速器輸出軸反饋;并且基于馬達的調(diào)節(jié)的扭矩輸出命令,運轉(zhuǎn)該馬達。
[0082]在一些示例中,該方法包括其中傳動系分離式離合器在發(fā)動機下游和馬達上游的位置處被定位在傳動系中。該方法包括其中馬達經(jīng)由傳動系分離式離合器和雙質(zhì)量飛輪被聯(lián)接至發(fā)動機。該方法包括其中變速器輸出軸反饋調(diào)節(jié)反饋常開離合器調(diào)制扭矩。該方法包括其中進一步從反饋常開離合器調(diào)制扭矩減去變速器輸出軸反饋以提供反饋常開離合器誤差扭矩。該方法還包括其中發(fā)動機或馬達的沒有變速器輸出軸反饋的扭矩輸出命令經(jīng)由前饋變速器輸入扭矩被進一步調(diào)節(jié)。該方法還包括其中前饋變速器輸入扭矩關于自請求換檔的時間被調(diào)節(jié)。該方法包括其中前饋變速器輸入扭矩基于變速器離合器滑動梯度。
[0083]注意,本文所包括的示例控制和估計例程能夠與各種發(fā)動機和/或車輛系統(tǒng)配置一起使用。這里公開的控制方法和例程可以作為可執(zhí)行指令被存儲在非臨時性存儲器中并且可以由包括控制器的與各種傳感器、致動器和其他發(fā)動機硬件的結(jié)合的控制系統(tǒng)實施。這里描述的具體例程可代表任何數(shù)量的處理策略中的一者或多者,如事件驅(qū)動、中斷驅(qū)動、多任務、多線程等。這樣,各種動作、操作和/或功能可以按說明的順序執(zhí)行、并行地執(zhí)行,或者在一些情況下被省略。同樣,實現(xiàn)本文描述的示例實施例的特點和優(yōu)點時,處理的順序不是必須要求的,而是為了便于說明和描述。根據(jù)所用的具體策略,一個或多個說明性的動作、操作和/或功能可以重復執(zhí)行。此外,所示的動作、操作和/或功能可以圖形地表示被編入發(fā)動機控制系統(tǒng)中的計算機可讀存儲介質(zhì)的非臨時性存儲器內(nèi)的代碼,其中通過結(jié)合電子控制器執(zhí)行包括各種發(fā)動機硬件部件的系統(tǒng)中的指令而使所描述的動作得以實現(xiàn)。
[0084]描述到此結(jié)束。在不脫離本描述的精神和范圍的情況下,本領域的技術人員在閱讀本說明書時可想到許多變體和修改。例如,使用天然氣、汽油、柴油或替代燃料配置運轉(zhuǎn)的I3、I4、I5、V6、V8、V10和V12發(fā)動機能夠使用本說明書以獲益。
【主權(quán)項】
1.一種傳動系運轉(zhuǎn)方法,其包括: 經(jīng)由傳動系中的馬達推進車輛,其中分離式離合器打開且液力變矩器離合器鎖定; 響應于固定變速器換檔比,經(jīng)由變速器輸出軸反饋調(diào)節(jié)所述馬達的扭矩輸出命令;并且 基于所述調(diào)節(jié)的扭矩輸出命令,運轉(zhuǎn)所述馬達。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中所述變速器輸出軸反饋是扭矩反饋。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中所述變速器輸出軸反饋是加速度反饋。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中所述變速器輸出軸反饋調(diào)節(jié)反饋常開離合器調(diào)制扭矩。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其中進一步從所述調(diào)節(jié)的反饋常開離合器調(diào)制扭矩減去所述變速器輸出軸反饋,以提供反饋常開離合器誤差扭矩。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其中所述反饋常開離合器誤差扭矩被進一步加至期望的變速器輸入扭矩。7.一種傳動系運轉(zhuǎn)方法,其包括: 經(jīng)由傳動系中的馬達推進車輛,其中分離式離合器打開且液力變矩器離合器處于第一模式中的鎖定狀態(tài); 響應于所述第一模式中的第一固定變速器換檔比,經(jīng)由變速器輸出軸反饋調(diào)節(jié)所述馬達的扭矩輸出命令; 經(jīng)由所述傳動系中的發(fā)動機推進所述車輛,其中所述分離式離合器關閉且所述液力變矩器離合器處于第二模式中的解鎖狀態(tài); 響應于所述第二模式中的第二固定變速器換檔比,調(diào)節(jié)所述發(fā)動機或所述馬達的扭矩輸出命令而沒有變速器輸出軸反饋;并且 基于所述馬達的調(diào)節(jié)的扭矩輸出命令,運轉(zhuǎn)所述馬達。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法,其中所述傳動系分離式離合器在所述發(fā)動機的下游和所述馬達的上游的位置處被定位在傳動系中。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法,其中所述馬達經(jīng)由所述傳動系分離式離合器和雙質(zhì)量飛輪被聯(lián)接至所述發(fā)動機。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法,其中所述變速器輸出軸反饋調(diào)節(jié)反饋常開離合器調(diào)制扭矩。
【文檔編號】B60W20/30GK106043290SQ201610230009
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月14日 公開號201610230009.0, CN 106043290 A, CN 106043290A, CN 201610230009, CN-A-106043290, CN106043290 A, CN106043290A, CN201610230009, CN201610230009.0
【發(fā)明人】A·O’C·吉普森, F·內(nèi)多雷佐夫, M·J·謝爾頓, S·N·福特, T·麥卡洛
【申請人】福特環(huán)球技術公司