CN104943676A - 延缓模块化混合动力变速器的间隙穿越 - Google Patents

延缓模块化混合动力变速器的间隙穿越 Download PDF

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Abstract

一种控制混合动力电动车辆动力传动***中的间隙穿越的方法。在减速期间，当动力传动***正在仅电动模式中运行时，减速输入至低于内燃发动机的怠速的第一转速。延缓间隙穿越直到输入已经减小到第一转速。当第一转速是零时，延缓间隙穿越直到接收到加速请求。

Description

延缓模块化混合动力变速器的间隙穿越
背景技术
本发明涉及控制动力传动***间隙穿越(lash crossing)，并且更具体地涉及控制模块化混合动力变速器的间隙穿越。
动力传动***的间隙穿越发生在当动力传动***在产生正扭矩和接收负扭矩之间转变时。在正和负扭矩之间的零扭矩转变点，在转变点去除扭矩时包括变速器齿轮的动力传动***部件分离和重新施加扭矩以使部件恢复接触之前，动力传动***产生间隙。间隙可能产生金属噪声或车辆乘员可感知的撞击。间隙导致噪声、振动和粗糙性，降低了使用动力传动***的车辆的驾驶性能。
间隙穿越的定时可由动力传动***控制***来控制。在使用常规动力传动***的车辆的减速过程中，控制间隙穿越在动力传动***中的驱动轴已经减速到内燃发动机的怠速(约750RPM)时发生。当允许驱动轴减速到低于怠速时，发动机将会停转。此外，车辆通常具有通过发动机提供动力的液压***。液压***已经被设计成以等于怠速的最低工作转速运转，由于怠速时发动机停转，常规动力传动***在低于怠速时不运转。
作为选择，车辆可以使用混合动力传动***。通常，对于在仅电动模式运转的混合动力传动***，控制间隙穿越在驱动轴已经减速到常规动力传动***中的发动机的怠速时发生，尽管混合动力传动***中的电机不具有停转限制。通过电机在怠速下间隙穿越，设计用于与常规动力传动***一起使用的液压***也可以与混合动力传动***一起使用。混合动力传动***的间隙穿越仍然处于发动机的怠速，尽管液压***的可用性被设计成具有低于怠速的最低工作转速。
然而，处于发动机怠速的混合动力传动***的间隙穿越可能降低动力传动***的效率。处于怠速的混合动力传动***的间隙穿越引起电机在怠速运转，这可能消耗电能。也可能减少再生制动容量。
发明内容
实施例构思了一种管理车辆动力传动***的方法。旋转连接到车辆动力传动***中的无动力的电机的输入以在电机中产生第一扭矩。确定输入的第一转速。使用再生制动来将输入减速到低于怠速，达到第一转速。当达到第一转速时，为电机提供动力以产生与第一扭矩相反的第二扭矩并间隙穿越输入。基于加速请求，有动力的电机从第一转速加速到怠速。
另一个实施例构思了一种管理车辆的动力传动***的方法。为车辆动力传动***确定低于怠速的期望的输入转速。将旋转以在无动力的电机中产生第一扭矩的输入减小到期望的转速。基于达到期望的转速间隙穿越输入且为无动力的电机提供动力以产生与第一扭矩相反的第二扭矩。有动力的电机在期望的转速运转。
另一个实施例构思了一种管理车辆的动力传动***的方法。车辆的动力传动***蓄电池通过旋转输入以在无动力的电机中产生第一扭矩而被充电。将输入的旋转减小到怠速以下至目标转速。延缓给电机提供动力直到达到目标转速以产生与第一扭矩相反的第二扭矩并间隙穿越输入。电机在目标转速运转。
实施例的优点是增加的再生制动容量和减小的蓄电池消耗节省了能量。这可以提高混合动力传动***的效率。
根据本发明，提供一种控制电气化车辆动力传动***的方法，其包含：
在无动力的电机中通过旋转电机的输入产生第一扭矩；
将电机用于再生制动来使输入减小到低于发动机怠速，达到期望的非零输入转速；
以期望的转速给电机提供动力以产生与第一扭矩相反的第二扭矩并间隙穿越输入。
根据本发明的一个实施例，其中接收第一扭矩的电机给蓄电池充电且产生第二扭矩的电机使蓄电池放电。
根据本发明的一个实施例，其中期望的转速是给变速器泵提供动力的最低转速。
根据本发明的一个实施例，其中输入与动力传动***中的发动机分离。
根据本发明的一个实施例，其中，在达到期望的转速之前，基于加速请求给电机提供动力以产生第二扭矩和间隙穿越输入。
根据本发明，提供一种控制电气化车辆动力传动***的方法，其包含：
在无动力的电机中通过旋转电机的输入产生第一扭矩；
将该电机用于再生制动来使输入减小到低于发动机怠速，达到期望的非零输入转速；
当达到期望的转速时给电机提供动力以产生与第一扭矩相反的第二扭矩并间隙穿越输入。
根据本发明的一个实施例，其中第一扭矩给蓄电池充电且第二扭矩使蓄电池放电。
根据本发明的一个实施例，其中期望的转速是给变速器泵提供动力的最低转速。
根据本发明的一个实施例，其中期望的转速是零。
根据本发明的一个实施例，其中输入与动力传动***中的发动机分离。
根据本发明的一个实施例，其中，在达到期望的转速之前，基于加速请求给电机提供动力以产生第二扭矩并间隙穿越输入。
根据本发明，提供一种控制电气化车辆动力传动***的方法，其包含：
通过旋转输入以在无动力的电机中产生第一扭矩来给车辆的动力传动***的蓄电池充电；
将输入的旋转减小到低于发动机怠速，达到目标转速；
延迟为电机提供动力，直到达到目标转速，以产生与第一扭矩相反的第二扭矩并间隙穿越输入；
在目标转速运转电机。
根据本发明的一个实施例，其中蓄电池的充电通过延缓间隙穿越来增加。
根据本发明的一个实施例，其中蓄电池的放电通过延缓间隙穿越来减少。
根据本发明的一个实施例，该方法进一步包含延缓输入从目标转速至怠速的加速直到做出扭矩请求的步骤。
根据本发明的一个实施例，其中目标转速是为变速器泵提供动力的最低转速。
根据本发明的一个实施例，其中目标转速是零且不为电机提供动力以保持目标转速。
根据本发明的一个实施例，其中，在达到目标转速之前，基于加速请求给电机提供动力以产生第二扭矩并间隙穿越输入。
附图说明
图1是混合动力电动动力传动***的示意图。
图2是车辆速度、输入轴转速和电机扭矩的示图。
图3是车辆速度、输入轴转速和电机扭矩的示图，类似于图2，但是示出了零输出轴转速。
具体实施方式
图1示意性地示出了用于机动车辆12的混合动力电动动力传动***10。该动力传动***10仅仅是示例性的，并且可以采取其它形式，可以是前轮驱动、后轮驱动、以及动力传动***的全轮驱动类型。
动力传动***10包括给曲轴16提供动力的内燃发动机14。***发动机14和电机22之间的是离合器18，电机22可以是电动牵引马达或马达/发电机。当接合时，离合器18连接曲轴16和电机输入20并在发动机14和电机22之间传送扭矩。反过来，如果离合器18接合，电机22除了与发动机14传送扭矩，还通过变矩器输入24传送扭矩至变矩器26，并且变矩器26通过变速器输入28传送扭矩至变速器30。变矩器26包括直接耦接变矩器输入24和变速器输入28的锁止离合器27。变速器30转动驱动轴32，驱动轴32反过来驱动差速器34。差速器34分别传送扭矩至第一和第二车轴36和38，第一和第二车轴36和38分别驱动第一和第二车轮40和42。主要的变速器泵44由变矩器输入24驱动。间隙穿越由动力传动***控制器46控制，动力传动***控制器46控制电机22的操作和/或如果离合器18接合控制发动机14。在此使用的术语“间隙穿越”意思是控制事件在没有齿轮金属声(如本领域技术人员已知的)或车辆12的驾驶员注意的其他问题的情况下完成。电机22电连接至蓄电池48。
现在参考图1讨论图2。图2以图表形式示出了在间隙穿越控制程序100过程中的车辆速度102、输入转速104和电机扭矩106。在间隙穿越控制程序100过程中，离合器18分离，以使车辆12在仅电动模式中操作。
在时间段108，车辆12正在减速，准备停车。车辆12具有减速速度110，输入28具有减小的转速112，且机器22具有负扭矩114。电机22是无动力的，以便输入28通过负扭矩114的旋转使电机22转动并产生存储在蓄电池48中的再生制动电荷。当无动力时，电机22分别通过第一和第二车轮40和42来驱动，或产生再生制动电荷。当有动力时，电机22分别驱动第一和第二车轮40和42。
在时间段108期间，控制器46确定输入28的最低转速116。最低转速116小于怠速118。怠速118是内燃发动机14运转的最低工作速度。低于怠速118，如果离合器18接合，发动机14将停转。最低转速116是动力传动***10可以运行车辆12的最低转速。最低转速116在怠速118和零转速之间，并且可以为动力传动***10预先确定。例如，最低转速116可以是运转泵44所需的转速。作为选择，最低转速116可以随着车辆12减速改变或在车辆12已经停车之后改变。最低转速116可以随着车辆12中的其它非推进***对动力传动***10的需求而改变。
在时间段120期间，车辆12减速并达到停车。输入28以等于最低转速116的转速122旋转。同时，车辆12的速度110已经减小到零速度124。当输入28减速到最低转速116时，控制器46在时间点126间隙穿越变速器30。电机22的扭矩在时间点126从负到正转变。间隙穿越是通过本领域技术人员已知的方法进行的，如在美国专利号为6,754,573题目为“车辆和发动机控制***和方法”的专利中所公开的，在此通过引用将其的全部内容结合于此。在时间点126间隙穿越之后，电机22产生正扭矩128。正扭矩128等于最小扭矩量130。最小扭矩量130是电机22以最低转速116旋转输入28所需的扭矩量。蓄电池48供给电荷以给电机22提供动力以在最低转速116旋转。
在时间段132期间，车辆12基于接收到加速请求恢复运动。给电机22供电，以将扭矩134增加到怠速扭矩136。扭矩134增加了输入28的转速138，然后，电机增加扭矩来斜升扭矩140以在增加的转速142旋转输入28。扭矩134和140与输入转速138和142的综合作用导致车辆的增加的速度144。
通过减小低于怠速118的最低转速116延缓间隙穿越通过提高再生制动潜力并减少电能消耗提高了动力传动***10的效率。常规间隙穿越发生在时间点146，从而失去了再生制动容量148。在时间点146的常规间隙穿越之后，输入28在等于怠速118的转速119旋转，这引起电机22在正扭矩150运转。正扭矩150等于怠速扭矩136。电机22在正扭矩150的运转136消耗电源量152。延缓间隙穿越到时间点126保留了再生制动容量148并防止了电源消耗量152。
如果在时间点126延缓间隙穿越之前接收到加速请求，控制器46在时间点126之前的时间点间隙穿越变速器30。电机22的扭矩和输入28的转速分别在增加扭矩140和142之前分别增加到怠速扭矩136和怠速118。
如果在时间周期108期间接收到加速请求，间隙穿越在达到输入转速122之前发生。
现在参考图3，其示出了间隙穿越程序200，类似于间隙穿越程序100，只是其中最低转速216是零。由于图3是在图2所示的间隙穿越程序的特定情况，因此相同的附图标记指代附图中对应的部件(只是具有200系列元件附图标记)，并且省略了它们的详细描述。在输入转速减小到低于怠速218之前，控制器46已确定最低转速216是零。在时间段220期间，输入转速222是零，等于为零的最低转速216。同样地，在时间段220期间，电机的扭矩228是零，处于最低扭矩230。为零的最低转速216通过相比于在时间点246的常规间隙穿越延缓了间隙穿越而最大化动力传动***10的效率。相比于常规的间隙穿越，再生制动容量248是可用的且不使用电量252。
虽然已经详细描述了本发明的某些实施例，但是那些熟悉本发明所涉及的领域的技术人员将认识到，用于实践本发明的各种替代设计和实施例由以下权利要求所限定。

Claims (5)

1.一种控制电气化车辆动力传动***的方法，其包含：
在无动力的电机中通过旋转电机的输入产生第一扭矩；
将电机用于再生制动来使输入减小到低于发动机怠速，达到期望的非零输入转速；
以期望的转速给电机提供动力以产生与第一扭矩相反的第二扭矩并间隙穿越输入。
2.根据权利要求1所述的方法，其中接收第一扭矩的电机给蓄电池充电且产生第二扭矩的电机使蓄电池放电。
3.根据权利要求1所述的方法，其中期望的转速是给变速器泵提供动力的最低转速。
4.根据权利要求1所述的方法，其中输入与动力传动***中的发动机分离。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，在达到期望的转速之前，基于加速请求给电机提供动力以产生第二扭矩和间隙穿越输入。
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