CN108016426A - 用于操作混合动力发动机动力系的传动系的方法和*** - Google Patents
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- B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
- B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
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- B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
- B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
- B60W20/15—Control strategies specially adapted for achieving a particular effect
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- B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
- B60W20/40—Controlling the engagement or disengagement of prime movers, e.g. for transition between prime movers
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- B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
- B60W30/18—Propelling the vehicle
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- B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
- B60W30/18—Propelling the vehicle
- B60W30/18009—Propelling the vehicle related to particular drive situations
- B60W30/18027—Drive off, accelerating from standstill
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- B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
- B60W30/18—Propelling the vehicle
- B60W30/18009—Propelling the vehicle related to particular drive situations
- B60W30/18054—Propelling the vehicle related to particular drive situations at stand still, e.g. engine in idling state
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
- B60W30/18—Propelling the vehicle
- B60W30/18009—Propelling the vehicle related to particular drive situations
- B60W30/181—Preparing for stopping
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
- B60W30/18—Propelling the vehicle
- B60W30/18009—Propelling the vehicle related to particular drive situations
- B60W30/18109—Braking
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
- B60W30/18—Propelling the vehicle
- B60W30/19—Improvement of gear change, e.g. by synchronisation or smoothing gear shift
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D48/00—External control of clutches
- F16D48/06—Control by electric or electronic means, e.g. of fluid pressure
- F16D48/062—Control by electric or electronic means, e.g. of fluid pressure of a clutch system with a plurality of fluid actuated clutches
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
- F16H61/0059—Braking of gear output shaft using simultaneous engagement of friction devices applied for different gear ratios
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
- F16H61/38—Control of exclusively fluid gearing
- F16H61/40—Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
- F16H61/46—Automatic regulation in accordance with output requirements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
- F16H61/38—Control of exclusively fluid gearing
- F16H61/40—Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
- F16H61/46—Automatic regulation in accordance with output requirements
- F16H61/47—Automatic regulation in accordance with output requirements for achieving a target output speed
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
- F16H61/68—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for stepped gearings
- F16H61/684—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for stepped gearings without interruption of drive
- F16H61/688—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for stepped gearings without interruption of drive with two inputs, e.g. selection of one of two torque-flow paths by clutches
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
- F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
- F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
- F16H63/34—Locking or disabling mechanisms
- F16H63/3416—Parking lock mechanisms or brakes in the transmission
- F16H63/3425—Parking lock mechanisms or brakes in the transmission characterised by pawls or wheels
- F16H63/3433—Details of latch mechanisms, e.g. for keeping pawls out of engagement
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
- F16H63/40—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism comprising signals other than signals for actuating the final output mechanisms
- F16H63/48—Signals to a parking brake or parking lock; Control of parking locks or brakes being part of the transmission
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
- B60K6/26—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators
- B60K2006/262—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators the motor or generator are used as clutch, e.g. between engine and driveshaft
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
- B60L2240/40—Drive Train control parameters
- B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
- B60L2240/421—Speed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
- B60L2240/40—Drive Train control parameters
- B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
- B60L2240/423—Torque
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
- B60W2510/02—Clutches
- B60W2510/0208—Clutch engagement state, e.g. engaged or disengaged
- B60W2510/0225—Clutch actuator position
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
- B60W2510/06—Combustion engines, Gas turbines
- B60W2510/0638—Engine speed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
- B60W2510/06—Combustion engines, Gas turbines
- B60W2510/0657—Engine torque
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
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- B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
- B60W2510/08—Electric propulsion units
- B60W2510/083—Torque
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
- B60W2510/10—Change speed gearings
- B60W2510/1005—Transmission ratio engaged
-
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- B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
- B60W2510/10—Change speed gearings
- B60W2510/1015—Input shaft speed, e.g. turbine speed
-
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- B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
- B60W2510/10—Change speed gearings
- B60W2510/104—Output speed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
- B60W2510/10—Change speed gearings
- B60W2510/1075—Change speed gearings fluid pressure, e.g. oil pressure
-
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- B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
- B60W2510/10—Change speed gearings
- B60W2510/1095—Inertia
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
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- B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
- B60W2510/18—Braking system
- B60W2510/188—Parking lock mechanisms
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
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- B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
- B60W2520/10—Longitudinal speed
-
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- B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
- B60W2520/10—Longitudinal speed
- B60W2520/105—Longitudinal acceleration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
- B60W2520/12—Lateral speed
- B60W2520/125—Lateral acceleration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
- B60W2520/28—Wheel speed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
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- B60W2540/00—Input parameters relating to occupants
- B60W2540/10—Accelerator pedal position
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2552/00—Input parameters relating to infrastructure
- B60W2552/15—Road slope, i.e. the inclination of a road segment in the longitudinal direction
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
- B60W2710/02—Clutches
- B60W2710/021—Clutch engagement state
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract
本申请提供了用于调节作为稳定性度量阈值的函数的离合器压力和电机扭矩以便平衡车载能量存储装置的性能和充电的方法和***。在一个示例中,一种方法包括:在变速器从第一齿轮升档到第二齿轮期间,响应于车辆稳定性控制参数超过阈值而调节变速器的离合器压力以调节离合器的滑移。以此方式,可以减少传递到变速器输出轴的扭矩,这可以增加车辆稳定性。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年10月31日提交的题为“Methods and System for a HybridVehicle”的美国临时专利申请No.62/415,392的优先权,上述申请的全部内容通过引用整体合并于此以用于所有目的。
技术领域
本说明书总体涉及用于控制离合器能力的方法和***。这些方法和***对于包括双离合变速器的混合动力车辆可能特别有用。
背景技术
混合动力车辆可以由发动机和电机推进。在此类车辆包括具有在双离合变速器下游的电机的高性能车辆的情况下,可能存在与激进驾驶(aggressive driving)相关联的若干问题。在一个示例中,在升档期间,当接近稳定性度量阈值时,来自双离合变速器的离合器压力可能产生速度变化,其导致尤其是在车辆转弯时增加车轮扭矩的惯性扭矩扰动。虽然这种扰动可以通过位于双离合变速器下游的电机、通过位于发动机上游的马达或者通过火花延迟来减小,但是以这种方式减小该扰动可能减小执行驾驶员所期望的纵向加速度。在另一示例中,由于在激进驾驶期间(例如当赛车时)的大多数工况或者接近车辆的稳定性度量阈值或者接近动力系的最大动力极限,因此几乎没有机会来对车辆的电池充电。当激进地转弯或制动以使得车轮接近稳定性度量阈值时,或者在请求所有车辆动力来加速车辆的情况下,可能会遇到这种情形。
发明内容
本发明人已经认识到上述问题,并且已经开发了一些***和方法以至少部分地解决这些问题。在一个示例中,一种传动系操作方法包括:在变速器从第一齿轮升档到第二齿轮期间,响应于车辆稳定性控制参数超过阈值,调节变速器的离合器压力以调节离合器的滑移。
在这种方法的一个示例中,该方法可以进一步包括:进一步响应于电池充电状态,调节离合器的滑移,并且该方法可以进一步包括:响应于车辆稳定性控制参数超过阈值,经由火花正时调节发动机扭矩。
在另一示例中,一种传动系操作方法包括:在变速器从第一齿轮升档到第二齿轮期间,响应于车辆稳定性控制参数,调节在升档的惯性阶段期间经由电机吸收的传动系扭矩的量。
在又一示例中,一种传动系操作方法包括:响应于车辆稳定性控制参数在升档期间调节变速器离合器的离合器压力,使得经由传动系传递到车辆的车轮的扭矩不会导致车辆稳定性控制参数超过车辆稳定性控制阈值。
以此方式,可以通过增加升档持续时间、增加发动机火花延迟、增加经由电机从传动系吸收的扭矩,和/或增加变速器离合器滑移来降低减小车辆稳定性的可能性。增加换档持续时间会减小传递到变速器输出轴的扭矩,正如通过火花延迟减小发动机扭矩那样。减小的变速器输出扭矩可以提供附加车辆稳定性。此外,可以通过经由位于变速器下游的电机吸收变速器输出扭矩来减小车轮扭矩,从而改善车辆稳定性。
当单独考虑或结合附图考虑以下具体实施方式时,本申请的上述优点和其他优点以及特征将变得显而易见。
应当理解,提供上述概要是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征,其范围由随附于具体实施方式的权利要求唯一地定义。此外,所要求保护的主题不限于解决上述或本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1A是混合动力车辆传动系的示意图;
图1B是混合动力车辆传动系的发动机的草图;
图2是混合动力车辆的燃料蒸气管理***的示意图;
图3是包括各种传动系部件的控制器的混合动力车辆传动系的示意图;
图4是位于混合动力车辆传动系中的双离合变速器的示意图;
图5是用于在停车状态下接合双离合变速器的方法的流程图;
图6是用于在停车状态下接合双离合变速器的模拟序列;
图7是用于操作双离合变速器的停车棘爪的方法的流程图;
图8是用于接合和释放双离合变速器的停车棘爪的模拟序列;
图9是响应于车辆稳定性控制混合动力传动系的方法的流程图;
图10是响应于车辆稳定性操作混合动力传动系的模拟序列;
图11和图12是用于调适在混合动力车辆的传动系中操作的双离合变速器的离合器的方法的流程图;
图13是示出离合器如何接合或脱离的方框图;
图14A和图14B是用于调适混合动力车辆传动系的双离合变速器的离合器的模拟序列;
图15是用于将混合动力车辆的双离合变速器换档的方法的流程图;
图16A-16D是确定在发动机停止并且不燃烧空气和燃料期间用于将混合动力车辆的双离合变速器换档的补偿扭矩的方法的框图;
图17A和图17B是用于将混合动力车辆的双离合变速器换档的模拟序列;
图18A和图18B示出了起动发动机并将发动机接合到双离合变速器的方法的流程图;以及
图19A和图19B是模拟的发动机起动序列。
具体实施方式
以下描述涉及用于操作混合动力车辆的传动系的***和方法。图1A至图4示出一种示例性混合动力车辆***,其包括具有马达的传动系、集成式起动器/发电机、双离合变速器以及位于双离合变速器下游的电机/电力机械(electric machine)。图5至图8描述并示出了接合和脱离双离合变速器中的驻车状态的操作方式。图9和图10描述了可以提高车辆稳定性的控制混合动力车辆传动系的方式。可以在如图11-17B所述的双离合变速器的换档期间调适和使用双离合变速器的离合器。可以起动混合动力车辆的发动机可以被起动并接合到图18A-19B所描述的混合动力车辆传动系的其它部件。
图1A示出了用于车辆121的示例性车辆推进***100。车辆推进***100包括至少两个动力源,所述动力源包括内燃发动机110和电机120。电机120可以被配置为利用或消耗与发动机100不同的能量源。例如,发动机110可以消耗液体燃料(例如汽油)以产生发动机输出,而电机120可以消耗电能以产生电机输出。因此,具有推进***100的车辆可以被称为混合电动车辆(HEV)。在图1A的整个描述中,各种部件之间的机械连接被示为实线,而各种部件之间的电连接被示为虚线。
车辆推进***100具有前轴(未示出)和后轴122。在一些示例中,后轴可以包括两个半轴,例如第一半轴122a和第二半轴122b。车辆推进***100进一步具有前轮130和后轮131。后轴122耦接到电机120和变速器125,由此可以驱动后轴122。后轴122可以经由电机120纯电气地和排他地(例如,仅电驱动或推进模式,发动机不燃烧空气和燃料或转动)驱动,以混合动力方式(例如,并行模式)经由电机120和发动机110驱动,或者以纯燃烧发动机操作的方式(例如,仅发动机推进模式)经由发动机10排他地驱动。后驱动单元136可以将动力从发动机110或电机120传递到轴122,导致驱动轮131的转动。后驱动单元136可以包括齿轮组和一个或多个离合器以将变速器125和电机120与车轮131解耦。
变速器125在图1A中被示出为连接在发动机110和分配给后轴122的电机120之间。在一个示例中,变速器125是双离合变速器(DCT)。在变速器125是DCT的示例中,DCT可以包括第一离合器126、第二离合器127和齿轮箱128。DCT 125将扭矩输出到驱动轴129以向车轮131提供扭矩。如下面参考图3将进一步讨论的,变速器125可以通过选择性地打开和闭合第一离合器126和第二离合器127来转换档位。
电机120可以从车载能量存储装置132接收电力。此外,电机120可以提供发电机功能以将发动机输出或车辆的动能转化成电能,其中该电能可以被存储在能量存储装置132处,用于稍后由电机120或集成式起动器/发电机142使用。第一逆变器***控制器(ISC1)134可以将由电机120生成的交流电转化为直流电,以便存储在能量存储装置132处,反之亦然。
在一些示例中,能量存储装置132可以被配置为存储可被供应给车辆(除马达之外)上驻留的其它电力负载(包括车厢加热和空调、发动机起动、前灯、车厢音频和视频***等)的电能。作为非限制性示例,能量存储装置150可以包括一个或多个电池和/或电容器。
控制***14可以与发动机110、电机120、能量存储装置132、集成式起动器/发电机142、变速器125等中的一个或多个进行通信。控制***14可以从发动机110、电机120、能量存储装置132、集成式起动器/发电机142、变速器125等中的一个或多个接收感测反馈信息。此外,控制***14可以响应于这种感测反馈向发动机110、电机120、能量存储装置132、变速器125等中的一个或多个发送控制信号。控制***14可以从人类操作者102或自主控制器接收操作者所要求的车辆推进***输出的指示。例如,控制***14可以从与踏板192通信的踏板位置传感器194接收感测反馈。踏板192可以示意性地指代加速器踏板。类似地,控制***14可以经由人类操作者102或自主控制器接收操作者所要求的车辆制动的指示。例如,控制***14可以从与制动踏板156通信的踏板位置传感器157接收感测反馈。
能量存储装置132可以周期性地从驻留于车辆外部(例如,不是车辆的一部分)的电源180(例如,固定电网)接收电能,如箭头184所示。作为非限制性示例,车辆推进***100可以被配置为插电式混合动力电动车辆(HEV),由此电能可以经由电能传输电缆182从电源180提供给能量存储装置132。在从电源180对能量存储装置132的再充电操作期间,电力传输电缆182可以电耦接能量存储装置132和电源180。在一些示例中,电源180可以在入口端口150处连接。此外,在一些示例中,充电状态指示器151可以显示能量存储装置132的充电状态。
在一些示例中,来自电源180的电能可以由充电器152接收。例如,充电器152可以将来自电源180的交流电转换成直流电(DC),以便存储在能量存储装置132处。此外,DC/DC转换器153可以将来自充电器152的直流电从一个电压转换为另一个电压。换句话说,DC/DC转换器153可以用作一种电力转换器。
当车辆推进******作以推进车辆时,电传输电缆182可以在电源180和能量存储装置132之间断开。控制***14可以识别和/或控制在能量存储装置处存储的电能的量,其可以被称为充电状态(SOC)。
在其它示例中,可以省略电传输电缆182,其中可以在能量存储装置150处从电源180无线地接收电能。例如,能量存储装置150可以经由电磁感应、无线电波和电磁共振中的一种或多种从电源180接收电能。因此,应当理解,可以使用任何合适的方法从不包括车辆的一部分的电源为能量存储装置132充电。以此方式,电机120可以通过利用不同于由发动机110所使用的燃料的能量来推动车辆。
电能存储装置132包括电能存储装置控制器139和配电模块138。电能存储装置控制器139可以在能量存储元件(例如,电池单元)和与其它车辆控制器(例如,控制器12)的通信之间提供充电平衡。配电模块138控制电力进出电能存储装置132的流量。
车辆推进***100还可以包括环境温度/湿度传感器198和专用于指示车辆的占有状态的传感器,例如车载相机105、座椅测力单元107和门感测技术108。车辆***100还可以包括惯性传感器199。惯性传感器199可以包括以下各项中的一个或多个:纵向传感器、纬向/横向(latitudinal)传感器、竖直传感器、偏航传感器、翻滚传感器和俯仰传感器(例如,加速度计)。偏航、俯仰、翻滚、横向(lateral)加速度和纵向加速度的轴线如图所示。作为一个示例,惯性传感器199可以耦接到车辆的约束控制模块(RCM)(未示出),RCM包括控制***14的子***。控制***可以响应于传感器199来调节发动机输出和/或车轮制动器以增加车辆稳定性。在另一示例中,控制***可以响应于来自惯性传感器199的输入而调节主动悬架***111。主动悬架***111可以包括具有液压装置、电气装置和/或机械装置的主动悬架***,以及控制基于单个角的车辆高度(例如,四个角独立控制的车辆高度)、基于逐个轴(axle-by-axle)的车辆高度(例如,前轴和后轴的车辆高度)或整个车辆的单车高度的主动悬架***。来自惯性传感器199的数据也可以被传送到控制器12,或者可替代地,传感器199可以电耦合到控制器12。
一个或多个轮胎压力监测传感器(TPMS)可以耦接到车辆中的一个或多个车轮轮胎。例如,图1A示出了耦接到车轮131并且被配置为监测车轮131的轮胎中的压力的轮胎压力传感器197。尽管没有明确示出,但是可以理解的是,图1A中所示的四个轮胎中的每一个可以包括一个或多个轮胎压力传感器197。此外,在一些示例中,车辆推进***100可以包括气动控制单元123。气动控制单元可以从轮胎压力传感器197接收关于轮胎压力的信息,并将所述轮胎压力信息发送到控制***14。基于所述轮胎压力信息,控制***14可以命令气动控制单元123对车轮的轮胎充气或放气。虽然未明确示出,但是可以理解,气动控制单元123可以用于使与图1A所示的四个车轮中的任一个相关联的轮胎充气或放气。例如,响应于轮胎压力降低的指示,控制***14可以命令气动控制***单元123对一个或多个轮胎充气。可替代地,响应于轮胎压力增加的指示,控制***14可以命令气动控制***单元123对一个或多个轮胎放气。在两个示例中,气动控制***单元123可用于将轮胎充气或放气到所述轮胎的最佳轮胎压力等级,这可以延长轮胎寿命。
一个或多个车轮速度传感器(WSS)195可以耦接到车辆推进***100的一个或多个车轮。车轮速度传感器可以检测每个车轮的转速。WSS的这种示例可以包括永磁体类型的传感器。
车辆推进***100可以进一步包括加速度计20。车辆推进***100可以进一步包括倾斜仪(inclinometer)21。
车辆推进***100可以进一步包括起动器140。起动器140可以包括电动马达、液压马达等,并且可以用于转动发动机110,以便在其自身的动力下启动发动机110操作。
车辆推进***100可以进一步包括制动***控制模块(BSCM)141。在一些示例中,BSCM 141可以包括防抱死制动***或防滑制动***,使得车轮(例如,130、131)可以保持牵引力在制动时根据驾驶员输入与路面接触,从而可防止车轮锁定,以防止打滑。在一些示例中,BSCM可以接收来自车轮速度传感器195的输入。
车辆推进***100可以进一步包括皮带集成式起动器发电机(BISG)142。当发动机110进行操作时,BISG可以产生电力,其中所产生的电力可用于供应电气装置和/或对车载存储装置132充电。如图1A所示,第二逆变器***控制器(ISC2)143可以接收来自BISG 142的交流电,并且可以将由BISG 142生成的交流电转换为直流电以存储在能量存储装置132处。集成式起动器/发电机142还可以在发动机起动或其它状况下向发动机110提供扭矩以补充发动机扭矩。
车辆推进***100可以进一步包括配电箱(PDB)144。PDB 144可用于在车辆电气***中的各种电路和附件中引导电力。
车辆推进***100可以进一步包括高电流保险丝盒(HCFB)145,并且可以包括用于保护车辆推进***100的配线和电气部件的各种保险丝(未示出)。
车辆推进***100可以进一步包括马达电子装置冷却剂泵(MECP)146。MECP 146可用于循环冷却剂以扩散至少由车辆推进***100的电机120和电子***生成的热量。作为示例,MECP可以从车载能量存储装置132接收电力。
控制器12可以包括控制***14的一部分。在一些示例中,控制器12。控制***14被显示为接收来自多个传感器16的信息(其各种示例在此描述),并且将控制信号发送到多个致动器81(其各种示例在此描述)。作为一个示例,传感器16可以包括轮胎压力传感器197、车轮速度传感器195、环境温度/湿度传感器198、车载相机105、座椅测力单元107、门感测技术108、惯性传感器199等。在一些示例中,与发动机110、变速器125、电机120等相关联的传感器可以向控制器12传送关于发动机、变速器和马达操作的各种状态的信息,这将关于图1B、图3和图4更详细地讨论。
车辆推进***100可以进一步包括正温度系数(PTC)加热器148。作为示例,PTC加热器148可以包括陶瓷材料,使得当电阻低时,陶瓷材料可以接受大量的电流,这可能导致陶瓷元件的快速升温。然而,随着元件变暖并达到阈值温度,电阻可能变得非常大,因此可能不会继续产生很多热量。因此,PTC加热器148可以是自调节的,并且可以具有防止过热的良好保护程度。
车辆推进***100可以进一步包括用于控制电动空调压缩机(未示出)的空调压缩机模块149。
车辆推进***100可以进一步包括用于行人的车辆可听音响器(VASP)154。例如,VASP 154可以被配置为经由音响器155产生可听见的声音。在一些示例中,经由与音响器155通信的VASP 154产生的可听见的声音可以响应于车辆操作者触发声音而激活,或者自动地响应于低于阈值的发动机速度或检测到行人而激活。
车辆推进***100还可以包括在仪表盘19上的车载导航***17(例如,全球定位***),车辆的操作者可以与该车载导航***17交互。导航***17可以包括用于辅助估计车辆的位置(例如,地理坐标)的一个或多个位置传感器。例如,车载导航***17可以从GPS卫星(未示出)接收信号,并且根据该信号识别车辆的地理位置。在一些示例中,地理位置坐标可以被传送给控制器12。
仪表盘19可以进一步包括被配置为向车辆操作者显示信息的显示***18。作为非限制性示例,显示***18可以包括使车辆操作者能够查看图形信息以及输入命令的触摸屏或人机界面(HMI)显示器。在一些示例中,显示***18可以经由控制器(例如12)无线地连接到互联网(未示出)。因此,在一些示例中,车辆操作者可以经由显示***18与互联网站点或软件应用程序(app)进行通信。
仪表盘19可以进一步包括操作者界面/接口15,车辆操作者可以经由该界面/接口来调节车辆的操作状态。具体地,操作者界面/接口15可以被配置为基于操作者输入来起动和/或终止车辆传动系(例如,发动机110、BISG 142、DCT 125和电机120)的操作。操作者点火界面/接口15的各种示例可以包括需要诸如有源钥匙(active key)的物理设备的界面/接口,该有源钥匙可以***到操作者点火界面/接口15中以起动发动机110并开通车辆,或者可以将其移除以关掉发动机110并关停车辆。其它示例可以包括通信地耦接到操作者点火界面/接口15的无源钥匙(passive key)。无源钥匙可以被配置为电子钥匙卡或智能钥匙,其不必从点火界面/接口15***或移除以操作车辆发动机10。相反,无源钥匙可能需要位于车辆内部或附近(例如,在车辆的阈值距离内)。另外的其它示例可以附加地或可选地使用起动/停止按钮,该起动/停止按钮由操作者手动按下以起动或关掉发动机110并开通或关停车辆。在其它示例中,远程发动机起动可以用远程计算装置(未示出)来启动,该远程计算装置例如为蜂窝电话或基于智能手机的***,其中用户的蜂窝电话向服务器发送数据,并且服务器与车辆控制器12通信以起动发动机。
参考图1B,其示出了内燃发动机110的详细视图,该内燃发动机110包括多个汽缸,其中的一个汽缸在图1B中示出。发动机110由电子发动机控制器111B控制。发动机110包括燃烧室30B和汽缸壁32B,活塞36B位于汽缸壁32B中并且连接到曲轴40B。燃烧室30B被示出为经由相应的进气门52B和排气门54B与进气歧管44B和排气歧管48B连通。每个进气门和排气门可以由进气凸轮51B和排气凸轮53B操作。进气凸轮51B的位置可以由进气凸轮传感器55B确定。排气凸轮53B的位置可由排气凸轮传感器57B确定。进气凸轮51B和排气凸轮53B可以相对于曲轴40B移动。进气门可以经由进气门停用机构59B而停用并保持在关闭状态。排气门可以经由排气门停用机构58B而停用并保持在关闭状态。
燃料喷射器66B被示出为定位成将燃料直接喷射到汽缸30B中,即本领域技术人员所知的直接喷射。可替代地,可以将燃料喷射到进气道,即本领域技术人员所知的进气道喷射。燃料喷射器66B与来自发动机控制器111B的信号的脉冲宽度成比例地输送液体燃料。燃料由包括油箱和泵的燃料***175B输送到燃料喷射器66B。此外,进气歧管44B被示出为与可选的电子节气门62B(例如蝶形阀)连通,电子节气门62B调节节流板64B的位置以控制从空气过滤器43B和进气端口42B到进气歧管44B的空气流。节气门62B调节从发动机进气端口42B中的空气过滤器43B到进气歧管44B的空气流。在一些示例中,节气门62B和节流板64B可以位于进气门52B和进气歧管44B之间,使得节气门62B是进气道节气门。
无分电器点火***88B响应于发动机控制器111B经由火花塞92B向燃烧室30B提供点火火花。通用排气氧(UEGO)传感器126B被示出为与排气流方向上催化转换器70B上游的排气歧管48B耦接。可替代地,双态排气氧传感器可以代替UEGO传感器126B。
在一个示例中,转换器70B可以包括多个催化剂砖。在另一示例中,可以使用多个排放控制装置,每个排放控制装置具有多个催化剂砖。在一个示例中,转换器70B可以是三元催化剂。
发动机控制器111B在图1B中被示出为常规微型计算机,其包括:微处理器单元102B、输入/输出端口104B、只读存储器106B(例如,非暂态存储器)、随机存取存储器108B、不失效存储器110B和常规数据总线。本文提到的其它控制器可以具有类似的处理器和存储器配置。除了先前讨论的那些信号之外,发动机控制器111B还被示出为接收来自耦接到发动机110的传感器的各种信号,包括:来自耦接到冷却套筒114B的温度传感器112B的发动机冷却剂温度(ECT);来自耦接到进气歧管44B的压力传感器122B的发动机歧管压力(MAP)的测量值;来自感测曲轴40B位置的霍尔效应传感器118B的发动机位置传感器;来自传感器120B的进入发动机的空气质量的测量值;以及来自传感器58B的节气门位置的测量值。也可以感测到大气压(传感器未示出),以供发动机控制器111B进行处理。在本说明书的优选方面中,发动机位置传感器118B在曲轴的每次回转中产生预定数量的等间隔脉冲,由此可以确定发动机速度(RPM)。发动机控制器111B可以从人机界面115B(例如,按钮或触摸屏显示器)接收输入。
在操作期间,发动机110内的每个汽缸通常经历四冲程循环:该循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。在进气冲程期间,通常排气门54B关闭并且进气门52B打开。空气经由进气歧管44B被引入燃烧室30B,并且活塞36B移动到汽缸的底部,以便增加燃烧室30B内的容积。活塞36B靠近汽缸底部并且在其冲程末端时(例如当燃烧室30B处于其最大容积时)的位置通常被本领域技术人员称为下止点(BDC)。在压缩冲程期间,进气门52B和排气门54B关闭。活塞36B朝向汽缸盖移动,以便压缩燃烧室30B内的空气。活塞36B处于其冲程末端并且最接近汽缸盖的点(例如当燃烧室30B处于其最小体积时)通常被本领域技术人员称为上止点(TDC)。在下文中称为喷射的过程中,燃料被引入燃烧室中。在下文中称为点火的过程中,所喷射的燃料被已知的点火手段诸如火花塞92B点燃,导致燃烧。在膨胀冲程期间,膨胀气体将活塞36B推回到BDC。曲轴40B将活塞运动转换成旋转轴的旋转扭矩。最后,在排气冲程期间,排气门54B打开以将燃烧的空气-燃料混合物释放到排气歧管48B,并且活塞返回到TDC。注意,上面仅仅示出作为示例,并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可以改变,诸如提供正的或负的气门重叠、延迟的进气门关闭或各种其它示例。
图2示出了车辆***206的示意图。可以理解,车辆***206可以包括在图1A处描绘的车辆推进***100。车辆***206包括耦接到排放控制***251和燃料***218的发动机***208。排放控制***251包括可用于捕集和存储燃料蒸气的燃料蒸气容器或罐222。在一些示例中,车辆***206可以是混合电动车辆***,诸如图1A处所示的车辆推进***100。
发动机***208可以包括具有多个汽缸230的发动机110。发动机110包括发动机进气口223和发动机排气口225。发动机进气口223包括经由进气通道42B与发动机进气歧管44B流体连通的节气门62B。此外,发动机进气口223可以包括位于节气门62B上游的空气箱和过滤器(未示出)。发动机排气***225包括通向排气通道235的排气歧管48B,该排气通道235将排气引导到大气。发动机排气***225可以包括一个或多个排气催化剂70B,这些排气催化剂70B可以安装在排气中的紧密耦接的位置处。一个或多个排放控制装置可以包括三元催化剂、稀NOx捕集器、柴油颗粒过滤器、氧化催化剂等。应当理解,诸如各种气门和传感器的其它部件可以被包括在发动机中。
燃料***218可以包括耦接到燃料泵***221的燃料箱220。燃料泵***221可以包括用于对输送到发动机110的喷射器(诸如所示的示例性喷射器66B)的燃料进行加压的一个或多个泵。虽然仅示出了单个喷射器66B,但是为每个汽缸提供了附加喷射器。应当理解,燃料***218可以是无回流燃料***、回流燃料***或各种其它类型的燃料***。燃料箱220可以容纳多种燃料混合物,包括具有一定范围的醇浓度的燃料,诸如包括E10、E85、汽油等的各种汽油-乙醇混合物及其组合。位于燃料箱220中的燃料液位传感器234可以向控制器212提供燃料液位指示(“燃料液位输入”)。如图所示,燃料液位传感器234可以包括连接到可变电阻器的浮子。可替代地,可以使用其它类型的燃料液位传感器。
在燃料***218中生成的蒸气可以在被吹扫到发动机进气口223之前经由蒸气回收管线231被引导至包括燃料蒸气罐222的蒸发排放控制***251。蒸气回收管线231可以经由一个或多个管道耦接到燃料箱220并且可以包括用于在某些状况期间隔离燃料箱的一个或多个阀。例如,蒸气回收管线231可以经由导管271、273和275中的一个或多个或其组合耦接到燃料箱220。
此外,在一些示例中,一个或多个燃料箱通气阀可以位于管道271、273或275中。除其它功能之外,燃料箱通气阀还可以允许排放控制***的燃料蒸气罐保持在低压力或真空,而不会增加来自油箱的燃料蒸发速率(否则在燃料箱压力降低的情况下将发生)。例如,导管271可以包括分级通气阀(GVV)287,导管273可以包括填充限制通气阀(FLVV)285,并且导管275可以包括分级通气阀(GVV)283。此外,在一些示例中,回收管线231可以耦接到燃料加注***219。在一些示例中,燃料加注***可以包括用于将燃料加注***与大气密封隔开的燃料盖205。加油***219经由燃料加注管或颈部211耦接到燃料箱220。
此外,加油***219可以包括加油锁245。在一些示例中,加油锁245可以是燃料盖锁定机构。燃料盖锁定机构可以被配置为将燃料盖自动锁定在关闭位置,使得燃料盖不能打开。例如,燃料盖205可以经由加油锁245保持锁定,同时燃料箱中的压力或真空度大于阈值。响应于加油请求,例如车辆操作者发起的请求,燃料箱可以被减压,并且在燃料箱中的压力或真空度降到阈值以下之后,燃料盖被解锁。燃料盖锁定机构可以是闩锁或离合器,其在接合时防止燃料盖的移除。该闩锁或离合器可以例如通过螺线管被电锁定,或者可以例如通过压力隔膜被机械锁定。
在一些示例中,加油锁245可以是位于燃料加注管211的嘴部处的加注管阀。在这种示例中,加油锁245可能不会阻止燃料盖205的移除。相反,加油锁245可以防止加油泵***燃料加注管211内。加注管阀可以例如由螺线管电锁定,或者例如由压力隔膜机械锁定。
在一些示例中,加油锁245可以是加油门锁,诸如锁定位于车辆的车身面板中的加油门的闩锁或离合器。加油门锁可以例如由螺线管电锁定,或者例如由压力隔膜机械锁定。
在使用电气机构锁定加油锁245的示例中,例如当燃料箱压力降低到低于压力阈值时,加油锁245可以通过来自控制器212的命令来解锁。在使用机械机构锁定加油锁245的示例中,例如当燃料箱压力降至大气压时,加油锁245可以经由压力梯度来解锁。
排放控制***251可以包括一个或多个排放控制装置,诸如填充有合适的吸附剂286b的一个或多个燃料蒸气罐222,这些罐被配置为在燃料箱重新填充操作期间临时捕获燃料蒸气(包括蒸发的碳氢化合物)和“运行损失(running loss)”(即在车辆操作期间蒸发的燃料)。在一个示例中,所用的吸附剂286b是活性炭。排放控制***251可以进一步包括罐通风路径或通气管线227,该罐通风路径或通气管线227可以在从燃料***218存储或捕集燃料蒸气时将气体从罐222引导到大气中。
罐222可以包括缓冲器222a(或缓冲区域),罐和缓冲器中的每一个都包括吸附剂。如图所示,缓冲器222a的体积可以小于罐222的体积(例如,其一部分)。缓冲器222a中的吸附剂286a可以与罐中的吸附剂相同或不同(例如,两者都可能包含炭)。缓冲器222a可以位于罐222内,使得在罐装载期间,燃料箱蒸气首先在缓冲器内被吸附,然后当缓冲器饱和时,更多的燃料箱蒸气在罐中被吸附。相比之下,在罐吹扫期间,在从缓冲器解吸之前,燃料蒸气首先从罐解吸(例如,达到阈值量)。换句话说,缓冲器的装载和卸载与罐的装载和卸载不是线性的。因此,罐缓冲器的作用是抑制从燃料箱流向罐的任何燃料蒸气尖峰,从而减少任何燃料蒸气尖峰进入发动机的可能性。一个或多个温度传感器232可以耦接到罐222和/或在罐222内。随着燃料蒸气由罐中的吸附剂吸附,生成热量(吸附热)。同样,随着燃料蒸气由罐中的吸附剂解吸,消耗热量。以此方式,可以基于罐内的温度变化监测和估计罐对燃料蒸气的吸附和解吸。
当经由净化管线228和净化阀261将存储的燃料蒸气从燃料***218吹扫到发动机进气口223时,通气管线227还可以允许新鲜空气被吸入罐222中。例如,净化阀261可以是常闭的,但是可以在某些状况期间打开,使得来自发动机进气歧管244的真空被提供给燃料蒸气罐以用于吹扫。在一些示例中,通气管线227可以包括在其中设置于罐222的上游的空气过滤器259。
在一些示例中,罐222和大气之间的空气和蒸气的流动可以由在通气管线227内耦接的罐通气阀297调节。当包括该阀时,罐通气阀297可以是常开阀,使得燃料箱隔离阀252(FTIV)可以控制燃料箱220与大气的通气。FTIV 252可以在燃料箱和燃料蒸气罐222之间定位于导管278内。FTIV 252可以是常闭阀,该阀在打开时允许燃料蒸气从燃料箱220到燃料蒸气罐222的通气。然后燃料蒸气可以被通气到大气中,或者经由罐净化阀261吹扫到发动机进气***223。
燃料***218可以由控制器212通过选择性地调节各种阀和螺线管而以多种模式进行操作。例如,燃料***可以以燃料蒸气存储模式进行操作(例如,在燃料箱加油操作期间以及发动机不燃烧空气和燃料的情况下),其中控制器212可以打开隔离阀252且同时关闭罐净化阀(CPV)261,以将加油蒸气引导到罐222中,同时防止燃料蒸气被引导到进气歧管中。
作为另一示例,燃料***可以以加油模式进行操作(例如,当车辆操作者要求燃料箱加油时),其中控制器212可以打开隔离阀252且同时保持罐净化阀261关闭,以在允许向其中添加燃料之前将燃料箱减压。因此,隔离阀252可以在加油操作期间保持打开以允许加油蒸气被存储在罐中。在加油完成后,隔离阀可以被关闭。
作为又一示例,燃料***可以以罐吹扫模式进行操作(例如,在已经达到排放控制装置点燃温度之后以及发动机燃烧空气和燃料的情况下),其中控制器212可以打开罐净化阀261且同时关闭隔离阀252。此时,由工作的发动机的进气歧管生成的真空可以用于抽吸新鲜空气通过通气口227并通过燃料蒸气罐222以将存储的燃料蒸气吹扫到进气歧管244中。在该模式中,来自罐的吹扫的燃料蒸气在发动机中燃烧。吹扫可以继续进行,直到罐中存储的燃料蒸气量低于阈值。
如上面关于图1A所讨论的,控制器212可以包括控制***14的一部分。控制***214被示出为接收来自多个传感器16的信息(其各种示例在此描述),并将控制信号发送到多个致动器81(其各种示例在此描述)。作为一个示例,传感器16可以包括位于排放控制装置70B上游的排气传感器237、温度传感器233、压力传感器291以及罐温度传感器232。诸如压力传感器、温度传感器、空燃比传感器和组分传感器的其它传感器可以耦接到车辆***206中的各种位置。作为另一示例,致动器可以包括节气门62B、燃料箱隔离阀252、罐净化阀261和罐通气阀297。控制***214可以包括控制器212。控制器可以从各种传感器接收输入数据,处理输入数据,并基于与一个或多个例程对应的在其中编程的指令或代码而响应于处理的输入数据来触发致动器。
图3是包括动力系或传动系300的车辆121的框图。图3的动力系包括图1A-B中所示的发动机110。与图1A共有的图3的其它部件由相同的标记表示,并且将在下面详细讨论。动力系300被示出为包括车辆***控制器12、发动机控制器111B、电机控制器352、变速器控制器354、能量存储装置控制器353以及制动器控制器141(本文也称为制动***控制模块)。这些控制器可以通过控制器局域网(CAN)399进行通信。控制器中的每一个可以向其它控制器提供信息,诸如扭矩输出限制(例如,被控制不被超过的装置或部件的扭矩输出)、扭矩输入限制(例如被控制不被超过的装置或部件的扭矩输入)、被控制的装置的扭矩输出、传感器致动器数据、诊断信息(例如关于劣化的变速器的信息、关于劣化的发动机的信息、关于劣化的电机的信息、关于劣化的制动器的信息)。此外,车辆***控制器12可以向发动机控制器111B、电机控制器352、变速器控制器354和制动器控制器141提供命令,以实现基于车辆工况的驾驶员输入请求和其它请求。
例如,响应于驾驶员释放加速器踏板和车辆速度降低,车辆***控制器12可以请求期望的车轮扭矩或车轮动力水平以提供期望的车辆减速率。期望的车轮扭矩可以通过车辆***控制器12请求来自电机控制器352的第一制动扭矩和来自制动器控制器141的第二制动扭矩来提供,第一和第二扭矩在车轮131处提供期望的制动扭矩。
在其它示例中,控制动力系装置的划分可以不同于图3所示的划分。例如,单个控制器可以代替车辆***控制器12、发动机控制器111B、电机控制器352、变速器控制器354和制动器控制器141。可替代地,车辆***控制器12和发动机控制器111B可以是单个单元,而电机控制器352、变速器控制器354和制动器控制器141可以是独立的控制器。
在该示例中,动力系300可以由发动机110和电机120提供动力。在其它示例中,发动机110可以被省略。发动机110可以经由皮带集成式起动器/发电机(BISG)142或经由电机120用发动机起动器(例如140)来起动。在一些示例中,BISG可以在曲轴的任一端(例如前端或后端)处直接耦接到发动机曲轴。电机120(例如,用大于30伏的电压操作的高压电机)在这里也被称为电机、马达和/或发电机。此外,可以通过扭矩致动器304(诸如燃料喷射器、节气门等)来调节发动机110的扭矩。
BISG 142经由皮带331与发动机110机械耦接。BISG 142可以耦接到曲轴(未示出)或凸轮轴(未示出)。当经由电能存储装置132(本文中也称为车载能量存储装置132)供电时,BISG 142可以作为马达进行操作。BISG 142可以另外作为向电能存储装置132提供电力的发电机进行操作。
传动系300包括经由曲轴341机械地耦接到双离合变速器(DCT)125的发动机110。DCT 125包括第一离合器126、第二离合器127和齿轮箱128。DCT 125将扭矩输出到轴129,以向车轮131提供扭矩。变速器控制器354选择性地打开和关闭第一离合器126和第二离合器127以将DCT 125换档。
齿轮箱128可以包括多个齿轮/档位(gear)。一个离合器(例如第一离合器126)可以控制奇数齿轮361(例如,第一齿轮、第三齿轮、第五齿轮和反向齿轮),而另一个离合器(例如第二离合器127)可以控制偶数齿轮362(例如,第二齿轮、第四齿轮和第六齿轮)。通过利用这种布置,可以改变齿轮而不中断从发动机110到双离合变速器125的动力流。
电机120可以***作以便向动力系300提供扭矩,或者在再生模式中将动力系扭矩转化成要存储在电能存储装置132中的电能。此外,电机120可以将车辆的动能转化成电能以存储在电能存储装置132中。电机120与能量存储装置132电连通。电机120比图1A中描绘的起动器(例如140)或BISG 142具有更高的输出扭矩能力。此外,电机120直接驱动动力系300,或直接被动力系300驱动。
电能存储装置132(例如,高电压电池或电源)可以是电池、电容器或电感器。电机120经由后驱动单元136(图1A所示)中的齿轮组机械地耦接到车轮131和双离合变速器。电机120可以经由根据电机控制器352的指示作为马达或发电机进行操作而向动力系300提供正扭矩或负扭矩。
此外,通过接合摩擦车轮制动器318可以对车轮131施加摩擦力。在一个示例中,摩擦车轮制动器318可以响应于驾驶员将他的脚踩在制动器踏板(例如192)上和/或响应于制动器控制器141内的指令而被接合。此外,制动器控制器141可以响应于由车辆***控制器12做出的信息和/或请求来应用制动器318。以相同的方式,对车轮131的摩擦力可以通过响应于驾驶员将他的脚从制动器踏板释放、制动器控制器指令和/或车辆***控制器指令和/或信息来脱离车轮制动器318而减小。例如,作为自动发动机停止程序的一部分,车辆制动器可以经由控制器141向车轮131施加摩擦力。
车辆***控制器12还可以将车辆悬架设置(settings)传送到悬架控制器380。车辆121的悬架(例如111)可以经由可变阻尼器381被调节以使得车辆悬架被严重地阻尼、过阻尼或欠阻尼。
因此,可以由车辆***控制器12利用经由发动机控制器111B、电机控制器352、变速器控制器354和制动器控制器141提供的用于发动机110、变速器125、电机120和制动器318的局部扭矩控制来监控各种动力系部件的扭矩控制。
作为一个示例,可以通过经由控制涡轮增压发动机或机械增压发动机的节气门(例如62B)打开和/或气门正时、气门升程和增压来调节火花正时、燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和/或空气充量的组合,从而控制发动机扭矩输出。在柴油发动机的情况下,控制器12可以通过控制燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和空气充量的组合来控制发动机扭矩输出。在所有情况下,发动机控制可以在逐缸的基础上执行,以控制发动机扭矩输出。
如本领域已知的,电机控制器352可以通过调节往返于电机120的场和/或电枢绕组流动的电流来控制来自电机120的扭矩输出和电能产生。
变速器控制器354可以从扭矩传感器372接收变速器输出轴扭矩。可替代地,传感器372可以是位置传感器或者扭矩和位置传感器。如果传感器372是位置传感器,则变速器控制器354可以在预定时间间隔内对轴位置脉冲进行计数,以确定变速器输出轴速度。变速器控制器354还可以对变速器输出轴速度进行微分以确定变速器输出轴加速度。变速器控制器354、发动机控制器111B和车辆***控制器12还可以从传感器377接收附加的变速器信息,这些传感器377可以包括但不限于泵输出管线压力传感器、变速器液压传感器(例如,齿轮离合器流体压力传感器)、马达温度传感器、BISG温度、换档选择器位置传感器、同步器位置传感器以及环境温度传感器。变速器控制器还可以从换档选择器379(其可以是杠杆、开关或其它装置)接收所请求的变速器状态(例如,所请求的档位或停车模式)。
制动器控制器141经由车轮速度传感器195接收车轮速度信息,并从车辆***控制器12接收制动请求。制动控制器141还可以从图1A所示的制动器踏板传感器(例如157)直接接收制动器踏板位置信息或通过CAN 399接收制动器踏板位置信息。制动器控制器250可以响应于来自车辆***控制器255的车轮扭矩命令而提供制动。制动器控制器141还可以提供防抱死和车辆稳定性制动以改善车辆制动和稳定性。因此,制动器控制器141可以向车辆***控制器12提供车轮扭矩限制(例如,不应超过的阈值负车轮扭矩),使得负马达扭矩不会导致超过车轮扭矩限制。例如,如果控制器12发布50N-m的负车轮扭矩限制,则可以调节马达扭矩以在车轮处提供小于50N-m(例如,49N-m)的负扭矩,包括考虑变速器档位。
可以在起始于发动机110并结束于车轮131的方向上将正扭矩传递到车轮131。因此,根据传动系300中的正扭矩流的方向,发动机110位于变速器125上游的传动系300中。变速器125位于电机120的上游,并且BISG 142可以位于发动机110的上游或者位于发动机110的下游且在变速器125的上游。电机120位于发动机110和变速器125的下游。
图4示出了双离合变速器(DCT)125的详细说明。发动机曲轴40B被示出为耦接到离合器壳体493。可替代地,轴可以将曲轴40B耦接到离合器壳体493。离合器壳体493可以根据曲轴40B的转动而旋转。离合器壳体493可以包括第一离合器126和第二离合器127。此外,第一离合器126和第二离合器127中的每一个分别具有相关联的第一离合器板490和第二离合器板491。在一些示例中,离合器可以包括浸在油中(用于冷却)的湿离合器,或干板离合器。发动机扭矩可以从离合器壳体493传递到第一离合器126或第二离合器127。第一变速器离合器126在发动机110(图1A所示)和第一变速器输入轴402之间传递扭矩。因此,离合器壳体493可以被称为第一变速器离合器126的输入侧并且126A可以被称为第一变速器离合器126的输出侧。第二变速器离合器127在发动机110(图1A所示)和第二变速器输入轴404之间传递扭矩。因此,离合器壳体493可以被称为第二变速器离合器127的输入侧,并且127A可以被称为第二变速器离合器127的输出侧。
如上所述,齿轮箱128可以包括多个齿轮/档位(gear)。存在两个变速器输入轴,包括第一变速器输入轴402和第二变速器输入轴404。第二变速器输入轴404是中空的,而第一变速器输入轴402是实心的,并且同轴地位于第二变速器输入轴404内。作为示例,第一变速器输入轴402可以具有多个固定齿轮。例如,第一变速器输入轴402可以包括用于接收第一齿轮420的第一固定齿轮406、用于接收第三齿轮424的第三固定齿轮410、用于接收第五齿轮428的第五固定齿轮414以及用于接收第七齿轮432的第七固定齿轮418。换句话说,第一变速器输入轴402可以选择性地耦接到多个奇数齿轮。第二变速器输入轴404可以包括用于接收第二齿轮422或反向齿轮429的第二固定齿轮408,并且可以进一步包括用于接收第四齿轮426或第六齿轮430的第四固定齿轮416。可以理解的是,第一变速器输入轴402和第二变速器输入轴404可以分别经由每个轴的外侧上的棘爪(未示出)连接到第一离合器126和第二离合器127中的每一个。在正常静止状态下,第一离合器402和第二离合器404中的每一个例如经由弹簧(未示出)等保持打开,使得当相应离合器中的每一个处于打开状态时,来自发动机(例如110)的扭矩可以不传递到第一变速器输入轴402或第二变速器输入轴404。响应于闭合第一离合器126,发动机扭矩可以被传递到第一变速器输入轴402,并且响应于闭合第二离合器127,发动机扭矩可以被传递到第二变速器输入轴404。在正常操作期间,变速器电子装置可以确保仅一个离合器在任何给定时间闭合。
齿轮箱128可以进一步包括第一副轴轴440和第二副轴轴442。第一副轴轴440和第二副轴轴442上的齿轮不是固定的,而是可以自由转动。在示例DCT 125中,第一副轴轴440包括第一齿轮420、第二齿轮422、第六齿轮430和第七齿轮432。第二副轴轴442包括第三齿轮424、第四齿轮426、第五齿轮428和反向齿轮429。第一副轴轴440和第二副轴轴442二者可以分别经由第一输出小齿轮450和第二输出小齿轮452传递扭矩到齿轮453。以此方式,两个副轴可以经由第一输出小齿轮450和第二输出小齿轮452中的每一个传递扭矩到输出轴462,其中该输出轴可以将扭矩传递到后驱动单元136(图1A中所示),这可以使得从动轮(例如图1A的131)中的每一个以不同的速度转动,例如在执行转弯机动时。
如上所述,第一齿轮420、第二齿轮422、第三齿轮424、第四齿轮426、第五齿轮428、第六齿轮430、第七齿轮432和反向齿轮429中的每一个不固定到副轴(例如440和442),而是可以自由转动。因此,可以利用同步器来使齿轮中的每一个匹配副轴的速度,并且可以进一步用于锁定齿轮。在示例DCT 125中,示出了四个同步器,例如第一同步器470、第二同步器474、第三同步器480和第四同步器482。第一同步器470包括对应的第一选择器叉472,第二同步器474包括对应的选择器叉476,第三同步器480包括对应的第三选择器叉478,并且第四同步器484包括对应的第四选择叉482。选择器叉中的每一个可以使每个对应的同步器的运动锁定一个或多个齿轮,或者解锁一个或多个齿轮。例如,第一同步器440可用于锁定第一齿轮420或第七齿轮432。第二同步器474可用于锁定第二齿轮422或第六齿轮430。第三同步器480可用于锁定第三齿轮424或第五齿轮428。第四同步器484可用于锁定第五齿轮426或反向齿轮429。在每种情况下,同步器的运动可以通过将相应同步器中的每一个移动到期望位置的选择器叉(例如472、476、478和482)来实现。
可以经由变速器控制模块(TCM)354和换档叉致动器488来执行经由选择器叉的同步器的运动,其中TCM 354可以包括上面关于图3讨论的TCM 354。TCM 354可以从各种传感器收集输入信号、评估输入并相应地控制各种致动器。由TCM 354利用的输入可以包括但不限于变速器范围(P/R/N/D/S/L等)、车辆速度、发动机速度和扭矩、节气门位置、发动机温度、环境温度、转向角、制动器输入、齿轮箱输入轴速度(用于第一变速器输入轴402和第二变速器输入轴404两者)、车辆姿态(倾斜)。TCM可以经由开环控制来控制致动器,以允许自适应控制。例如,自适应控制可以使TCM 354能够识别和适应离合器接合点、离合器摩擦系数和同步器总成的位置。TCM 354还可以调节第一离合器致动器489和第二离合器致动器487以打开和闭合第一离合器126和第二离合器127。
因此,TCM 354被示出为从各种传感器377接收输入。如上面关于图3所讨论的,各种传感器可以包括泵输出管线压力传感器、变速器液压传感器(例如齿轮离合器流体压力传感器)、马达温度传感器、换档杆位置传感器、同步器位置传感器以及环境温度传感器。各种传感器377可以进一步包括车轮速度传感器(例如195)、发动机速度传感器、发动机扭矩传感器、节气门位置传感器、发动机温度传感器、转向角传感器以及惯性传感器(例如199)。如上面关于图1A所讨论的,惯性传感器可以包括以下各项中的一个或多个:纵向传感器、横向传感器、竖直传感器、偏航传感器、翻滚传感器和俯仰传感器。
传感器377可以进一步包括输入轴速度(ISS)传感器,该ISS传感器可以包括磁阻传感器,并且其中针对每个齿轮箱输入轴可以包括一个ISS传感器(例如,一个ISS传感器用于第一变速器输入轴402,并且一个ISS传感器用于第二变速器输入轴404)。传感器377可以进一步包括输出轴速度传感器(OSS),该OSS可以包括磁阻传感器并且可以附接到输出轴462。传感器377可以进一步包括变速器范围(TR)传感器,该TR传感器可以被TCM利用以检测选择器叉(例如472、476、478、482)的位置。
DCT 125可以被理解为具有如本文所述的功能。例如,当第一离合器126被致动闭合时,发动机扭矩可以被提供给第一变速器输入轴402。当第一离合器126闭合时,可以理解第二离合器127是打开的,反之亦然。取决于第一离合器126闭合时哪个齿轮被锁定,动力可以经由第一变速器输入轴402传递到第一副轴440或第二副轴442,并且可以经由第一小齿轮450或第二小齿轮440进一步传递到输出轴462。可替代地,当第二离合器127闭合时,取决于哪个齿轮被锁定,动力可以经由第二变速器输入轴404传递到第一副轴440或第二副轴442,并且可以经由第一小齿轮450或第二小齿轮452进一步传递到输出轴462。可以理解,当扭矩被传递到一个副轴(例如第一副轴440)时,另一个副轴(例如第二副轴442)可以继续转动,即使只有这一个轴被输入直接驱动。更具体地,非接合轴(例如第二副轴442)可以继续转动,因为其被输出轴462和相应的小齿轮(例如452)间接地驱动。
DCT 125可以使得能够预选择档位,从而可以在换档期间以最小的扭矩损失在档位间进行快速切换。作为示例,当第一齿轮420经由第一同步器440锁定并且其中第一离合器126闭合(并且第二离合器127打开)时,动力可以从发动机传递到第一输入轴402和第一副轴440。当第一齿轮420接合时,第二齿轮422可以经由第二同步器474同时被锁定。由于第二齿轮422被锁定,这可以转动第二输入轴404,其中第二输入轴404与第二齿轮420中的车轮速度进行速度匹配。在预选择另一个副轴(例如第二副轴442)上的齿轮的替代情况下,该副轴也将转动,因为其由输出轴462和小齿轮452驱动。
当TCM 354启动档位换档时,仅需要致动离合器以打开第一离合器126并闭合第二离合器127。此外,在TCM之外,可以降低发动机速度以便与升档相匹配。通过闭合第二离合器127,动力可以从发动机传递到第二输入轴404和第一副轴440,并且可以经由小齿轮450进一步传递到输出轴462。在完成档位的换档之后,TCM 354可以适当地预选择下一个档位。例如,TCM 354可以基于其从各种传感器377接收的输入来预选择较高或较低的档位。以此方式,可以以提供给输出轴462的发动机扭矩的最小损失快速实现档位变化。
在一些示例中,双离合变速器400可以包括停车齿轮460。停车棘爪463可以面向停车齿轮460。当换档杆被设置为停车时,停车棘爪463可以接合停车齿轮460。停车棘爪463与停车齿轮460的接合可以经由停车棘爪弹簧464来实现,或者可以经由例如电缆(未示出)、液压活塞(未示出)或马达(未示出)来实现。当停车棘爪463与停车齿轮460接合时,车辆的驱动轮(例如,130、131)可以被锁定。另一方面,响应于换档杆从停车移动到另一个选择(例如,驱动),停车棘爪463可以移动,使得停车棘爪463可以与停车齿轮460脱离。
在一些示例中,电变速器泵412可以供应来自变速器油底壳411的液压流体以压缩弹簧464,以便将停车棘爪463从停车齿轮460释放。电变速器泵412可以例如由车载能量存储装置(例如132)供电。在一些示例中,机械泵467可以附加地或替代地供应来自变速器油底壳411的液压流体以压缩弹簧464,以将停车棘爪463从停车齿轮460释放。尽管未明确示出,但机械泵可以由发动机(例如110)驱动,并且可以机械地耦接到离合器壳体493。在一些示例中,停车棘爪阀461可以调节液压流体到弹簧464的流动。
图1的***1A-4提供了一种***,包括:发动机;耦接到发动机的双离合变速器;耦接到双离合变速器的电机;以及控制器,其包括存储在非暂态存储器中的可执行指令,以在升档期间响应于车辆稳定性控制参数来调节双离合变速器的离合器的滑移。在该***的第一示例中,该***进一步包括在升档期间响应于车辆稳定性控制参数来延迟火花正时的附加指令。该***的第二示例可选地包括第一示例,并且进一步包括响应于车辆稳定性控制参数经由电机吸收来自传动系的扭矩的附加指令。该***的第三示例可选地包括第一和第二示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括:其中经由电机吸收的扭矩量响应于即将接合(on-coming)的齿轮比。该***的第四示例可选地包括第一至第三示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括加速度计。该***的第五示例可选地包括第一至第四示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括用于从加速度计的输出确定车辆稳定性控制参数的附加指令。
图1A-4的***提供了一种***,包括:发动机;耦接到发动机的集成式起动器/发电机;耦接到发动机的双离合变速器,其包括第一离合器和第二离合器;耦接到双离合变速器的电机;以及控制器,其包括存储在非暂态存储器中的可执行指令,以在经由电机提供期望的车轮扭矩时调节第一离合器的传递函数,该传递函数响应于集成式起动器/发电机的状况来调适,以及响应于经调适的传递函数而致动第一离合器的附加指令。在该***的第一示例中,该***进一步包括其中所述状况是输出扭矩或输入电流,并且进一步包括:响应于调适传递函数的请求而打开第一离合器或第二离合器的附加指令。该***的第二示例可选地包括第一示例,并且进一步包括:其中传递函数描述第一离合器的扭矩能力与施加到第一离合器的流体的压力之间的关系。该***的第三示例可选地包括第一和第二示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括用于将调适传递函数的请求传达给车辆中的其它控制器的附加指令。该***的第四示例可选地包括第一至第三示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括响应于车辆行驶距离而调适传递函数的附加指令。
图1A-4的***提供了一种***,其包括:发动机;耦接到发动机的双离合变速器;耦接到双离合变速器的电机;耦接到电机的电机控制器;以及控制器,其包括存储在非暂态存储器中的可执行指令,以在发动机的速度为零并且当电机响应于需求扭矩而转动双离合变速器的输出轴时,传送补偿扭矩以将双离合变速器从第一齿轮换档到第二齿轮,该补偿扭矩被传送给电机的控制器。在该***的第一示例中,该***进一步包括:其中根据第二齿轮来确定补偿扭矩。该***的第二示例可选地包括第一示例,并且进一步包括:其中根据双离合变速器的惯性来确定该补偿扭矩。该***的第三示例可选地包括第一和第二示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括:其中该补偿扭矩是用于将变速器部件从第一速度加速到第二速度的预测扭矩,其基于双离合变速器的输出速度。该***的第四示例可选地包括第一至第三示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括用于在将双离合变速器换档之前开始传送补偿扭矩的附加指令。该***的第五示例可选地包括第一至第四示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括根据双离合变速器的输入轴的速度来确定补偿扭矩的附加指令。
图1A-4的***提供了一种***,其包括:发动机;耦接到发动机的双离合变速器,该双离合变速器不包括停车棘爪;耦接到双离合变速器的电机;以及控制器,其包括存储在非暂态存储器中的可执行指令,以在发动机与传动系脱离时仅经由电机推动车辆,电机位于变速器下游的传动系中,在发动机停止转动时转换变速器的档位,以及响应于增加的需求扭矩而起动发动机并预置变速器的离合器,通过用流体部分地填充离合器并传递小于或等于阈值量的一定量的扭矩经过离合器来预置离合器。在该***的第一示例中,该***进一步包括响应于电机的输出扭矩超过阈值而在速度控制模式中将发动机加速到大于期望的变速器输入轴速度的速度的附加指令。该***的第二示例可选地包括第一示例,并且进一步包括响应于期望的变速器速度加上偏移量大于期望的发动机起步(launch)速度而控制发动机速度以遵循期望的变速器输入轴速度加上偏移值的附加指令。该***的第三示例可选地包括第一和第二示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括响应于发动机曲轴和变速器输入轴加速度实质上相等并且变速器输入轴速度大于期望的发动机起步速度而将偏移量减小到零的附加指令。该***的第四示例可选地包括第一至第三示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括响应于发动机曲轴速度和变速器输入轴速度实质上相等而锁定离合器的附加指令。
转到图5,其示出了用于进入和退出车辆变速器停车状态的示例方法500的高级流程图。更具体地,方法500可以包括响应于进入车辆停车状态的请求而接合双离合变速器的第一齿轮并接合第二齿轮,其中变速器的输出被保持不转动并且其中第一齿轮耦接到第一副轴,第二齿轮耦接到第二副轴。在一些示例中,方法500可以包括响应于车辆坡度来选择第一齿轮和第二齿轮。
将参考本文描述的并在图1A-4中示出的***来描述方法500,但是应当理解,在不脱离本公开的范围的情况下,类似的方法可以应用于其它***。方法500可以由诸如图3中的控制器354的控制器执行,并且可以在控制器处作为可执行指令存储在非暂态存储器中。用于执行方法500和本文包括的其余方法的指令可以由本文所描述的各种控制器基于存储在相应控制器的存储器上的指令并结合从发动机***的传感器(诸如上面参考图1A-4描述的传感器)接收的信号来执行。根据下面描述的方法,控制器354可以与本文所描述的其它控制器进行通信,以采用诸如电机(例如120)、选择器叉(例如472、476、478、482)等的传动系致动器。
方法500在505处开始,并且可以包括指示是否请求车辆停车状态。例如,可以通过车辆操作者尝试将换档杆接合到停车选择来请求车辆停车状态。如果在505处指示请求车辆停车状态,则方法500可以进行到510,并且可以包括指示车辆速度是否小于(L.T.)阈值速度。在一些示例中,阈值速度可以包括2.5mph的车辆速度。例如,可以通过车轮速度传感器(例如195)来指示车辆速度。如果在510处指示车辆速度高于阈值速度,则方法500可以进行到515。在515处,方法500可以包括通知车辆操作者(在本文中也被称为驾驶员)直到车辆速度降低才可能进入车辆停车状态。这种指示可以经由可听见的指示、车辆仪表盘上的显示***上的指示等其中一个或多个来传达给驾驶员。方法500在向操作者提供指示之后返回到510。因此,方法500可以包括不接合第一齿轮和第二齿轮,除非车辆速度小于阈值速度。
响应于在510处车辆速度低于车辆速度阈值的指示,方法500可以进行到520。在520处,方法500可以包括命令齿轮同步器(例如,图4的470)接合两个副轴(如440和442)上的两个齿轮(例如,第一齿轮和第二齿轮)。在520处同时命令同步器接合两个齿轮可以包括控制器选择同步设备或同步器中的哪一个用于接合第一齿轮和第二齿轮。例如,控制器可以经由加速度计(例如20)或倾斜仪(例如21)接收关于车辆坡度的信息,并且可以指示适当的第一齿轮和适当的第二齿轮,其中适当的第一齿轮和适当的第二齿轮可以是道路坡度(grade)的函数。在指示适当的第一齿轮和第二齿轮的情况下,控制器可以因此选择利用哪些同步器来接合所选择的第一齿轮和第二齿轮。可以理解,在本文的描述中,第一齿轮可以指位于第一副轴上的任何齿轮,而第二齿轮可以指位于第二副轴上的任何齿轮。可以进一步理解,位于第一副轴上的齿轮中的任何一个可以被接合,并且位于第二副轴上的齿轮中的任何一个可以被接合,其中什么齿轮接合到第一副轴和第二副轴上的判断可以是道路坡度的函数。作为一个示例,基于所指示的道路坡度,针对具有第一坡度的道路,第一齿轮可以包括第六齿轮(例如430),并且第二齿轮可以包括第四齿轮(例如426)。在不同道路坡度的状况期间,响应于不同的道路坡度(例如,第二道路坡度),可以接合不同的第一齿轮(诸如第一齿轮)和第二齿轮(诸如第三齿轮)。此外,在没有齿轮劣化的状况期间,第一和第二齿轮可以是第一组齿轮,并且在齿轮劣化的状况期间,第一和第二齿轮可以是第二组齿轮。这些示例是说明性的,并不意味着限制。通过作为道路坡度的函数选择哪一个齿轮接合在第一副轴上以及哪一个齿轮接合在第二副轴上,可以减少与第一和第二副轴相关联的齿轮上的磨损。可以进一步理解的是,响应于选择第一副轴上的哪个齿轮接合以及第二副轴上的哪个齿轮接合,控制器可以命令适当的选择器叉将适当的同步器移动到所选择的第一齿轮和第二齿轮。以此方式,控制器可以在520处命令适当的同步器接合两个副轴上的两个齿轮。此外,在525处,方法500可以包括在接合第一齿轮之前打开耦接到第一齿轮的第一离合器(例如126),并且在接合第二齿轮之前打开耦接到第二齿轮的第二离合器(例如127)。以此方式,如果同步器不完全接合待接合的齿轮,则在齿轮接合期间副轴可以与发动机曲轴解耦,以避免发动机运动。
进行到525,方法500可以包括指示同步器是否被接合。例如,每一个同步器上的位置传感器(例如变速器范围传感器377)可以用于指示同步器是否与第一齿轮和第二齿轮接合。响应于一个或两个同步器未接合的指示,方法500可以进行到530,并且可以包括经由电机(例如120)转动变速器输出轴(例如462)。更具体地,在尝试接合同步器时,在一些状况下,同步齿(synchro teeth)可能对准,从而可能导致同步阻塞。因此,在530处,经由向变速器输出轴施加转动,可以利用电机解决同步阻塞的问题,从而解决阻塞状况。如上所述,响应于通过电机转动变速器输出轴,可以利用同步器上的位置传感器来指示同步器何时接合。此外,在530处,电机的转动可以包括将转动电机的请求从变速器控制器(例如354)传达给电机控制器(例如352)。电机可以在正向方向或反向方向上转动。
因此,可以理解的是,方法500可以包括响应于进入变速器的输出轴被保持不转动的车辆停车状态的请求而命令接合第一齿轮并命令接合第二齿轮,并且可以进一步包括响应于第一齿轮或第二齿轮未接合的指示,转动耦接到变速器的输出轴的电机。
响应于在525处接合同步器的指示,方法500可以进行到535。在535处,方法500可以包括指示车辆处于停车中。例如,车辆处于停车中的指示可以被传达给车辆控制器,并且可以例如经由可听见的指示或者经由车辆仪表盘上的显示***上的指示进一步传达给车辆操作者。
进行到540,方法500可以包括指示是否请求退出车辆停车状态的请求。作为示例,退出车辆停车状态的请求可以包括车辆操作者将换档选择器调节到不同于停车的位置。响应于请求退出车辆停车状态,方法500可以进行到545,并且可以包括指示车辆是否停在大于(G.T.)斜坡阈值的山坡或斜坡上。斜坡阈值可以包括这样的斜坡,其中典型的同步设备和选择器叉可能不具有期望的力来将同步设备与第一和第二齿轮中的任一个或两者脱离。如上所述,道路坡度可以经由加速度计或倾斜仪来指示。因此,在545处,如果指示车辆没有停在大于斜坡阈值的斜坡上,则方法500可以进行到555。
在555处,方法500可以包括响应于退出车辆停车状态的请求而命令第一齿轮或第二齿轮脱离。换句话说,在555处,方法500可以包括命令同步器来脱离两个副轴上的至少一个齿轮。命令第一齿轮或第二齿轮脱离可以包括控制器命令与第一齿轮或第二齿轮接合的同步器与第一齿轮或第二齿轮脱离。例如,与接合的同步器相关联的选择器叉可以经由控制器来控制,以将与第一齿轮或第二齿轮接合的同步器移动到脱离位置。
可替代地,返回到545,响应于车辆停在大于斜坡阈值的斜坡上的指示,方法500可以进行到550,并且可以包括经由电机转动变速器输出轴。电机可以在正向方向或反向方向上转动。因此,方法500可以包括响应于大于斜坡阈值的道路坡度或斜坡来转动电机以卸载第一齿轮或第二齿轮。通过转动电机来转动变速器输出轴,可以减少经由适当选择器叉移动适当同步器的力,从而使与第一齿轮或第二齿轮接合的同步器处于脱离位置。
如所讨论的,在555处,方法500可以包括命令同步器脱离两个副轴上的至少一个齿轮。进行到560,方法500可以包括指示同步设备或同步器是否脱离。如上所述,多个同步器中的每一个同步器上的位置传感器可以与控制器通信以提供关于同步器是否脱离的指示。响应于一个或多个同步器没有脱离的指示,方法500可以进行到565。在565处,方法500可以包括响应于在命令第一齿轮或第二齿轮脱离之后第一齿轮或第二齿轮没有脱离的指示,转动耦接到变速器的电机。通过转动电机,由此可以使耦接到变速器的输出轴转动,接合的同步设备或同步器可以被释放以脱离。因此,响应于在565处经由电机转动变速器输出轴,方法500可以返回到555,并且可以包括再次命令同步器脱离两个副轴上的至少一个齿轮,如上面所讨论。
返回到560,响应于同步器脱离的指示,方法500可以进行到570,并且可以包括指示车辆变速器状态。例如,取决于哪个同步设备脱离,仍然接合的第一齿轮或第二齿轮可以控制变速器输出。因此,变速器传动状态可以被传达给车辆控制器,并且可以例如经由车辆仪表盘上的显示***进一步指示。
方法500可以例如通过一种***来实现,该***包括:发动机;不包括停车棘爪的双离合变速器;耦接到双离合变速器的电机;以及控制器,其包括非暂态存储器中的可执行指令,用于响应于在双离合变速器已经被命令到停车状态之后第一齿轮或第二齿轮还未接合的指示而请求电机的转动。在这种***中,当双离合器处于停车状态时,可以保持变速器的输出轴不转动。该***可以进一步包括用于第一和第二齿轮的同步器。该***可以进一步包括用于确定同步器的操作状态的传感器(例如位置传感器)。此外,该***可以包括用于响应于传感器的输出而确定是否接合第一齿轮和第二齿轮的附加指令。
转到图6,其示出了根据本文所述的方法500并且应用于本文参考图1A-4所述的***的用于指导进入和退出车辆变速器停车状态的示例时间线600。时间线600包括指示车辆停车状态被请求(有效)还是未被请求(例如,在文字“有效”上加一线条,带线有效(activebar))的曲线图605,其中可以经由车辆操作者(本文也称为驾驶员)请求停车状态。时间线600进一步包括指示电机(例如120)在转动还是未转动(带线转动(rotating bar))的曲线图610。时间线600进一步包括指示随着时间的推移车辆正在行驶或停留的道路坡度的曲线图615。道路坡度的这种指示可以经由例如加速度计或倾斜仪传达给车辆控制器。时间线600进一步包括指示随着时间的推移第一同步设备与第一齿轮接合还是不接合(带线接合(engaged bar))的曲线图620,以及指示随着时间的推移第二同步设备与第二齿轮接合还是不接合(带线接合)的曲线图625。此外,时间线600进一步包括指示随时间的推移变速器状态是处于停车状态还是未处于停车状态(带线停车(park bar))的曲线图630。
如曲线图605所示,在时间T0,没有指示车辆操作者的停车请求。如曲线图610所示,电机不转动。如曲线图615所示,道路坡度基本上不倾斜或下降。此外,如曲线图620所示,第一同步设备不与第一齿轮接合,并且如曲线图625所示,第二同步设备不与第二齿轮接合。如上面关于图5示出的方法500所讨论的,第一齿轮可以接合到第一副轴(例如,锁定到副轴,以使得齿轮以与副轴相同的速度转动),而第二齿轮可以接合到第二副轴。由于没有接合第一同步设备和第二同步设备,如曲线图630所示,变速器状态处于不同于停车的状态。
在时间T1处,请求停车状态。因此,由控制器命令第一同步设备接合第一齿轮,并且由控制器命令第二同步设备接合第二齿轮。如上所述,关于哪些齿轮构成第一齿轮以及哪些齿轮构成第二齿轮的选择可以由车辆控制器根据道路坡度或其它车辆工况(诸如齿轮劣化的状况)来确定。第一齿轮可以选自第一副轴上的任何齿轮,而第二齿轮可以选自第二副轴上的任何齿轮。通过经由第一和第二同步器接合第一齿轮和第二齿轮,如曲线图630所示,车辆变速器进入停车状态。更具体地,通过将第一同步设备与第一齿轮接合并且将第二同步设备与第二齿轮接合,变速器的输出轴(例如462)可以被锁定,从而将车辆置于停车状态。此外,可以理解,如上所述,接合同步器可以包括控制器经由与同步器相关联的选择器叉来命令同步器移动到期望的齿轮。
在时间T1和T2之间,车辆保持在停车状态。在时间T2处,启动退出停车状态的请求。例如,这种请求可以包括换档杆从停车位置移动到另一位置。响应于退出停车状态的请求,可以命令第一同步设备和第二同步设备分别与第一齿轮和第二齿轮脱离。如所讨论的,可以经由控制器和与同步器相关联的选择器叉之间的通信来启动这种动作。
然而,在时间T2处,响应于脱离第一和第二同步设备两者的命令,仅指示脱离第二同步设备。因此,在时间T3,命令电机接通,由此电机的转动可以转动变速器输出轴。通过转动变速器输出轴,第一同步设备可以被释放以与第一齿轮脱离。因此,随着电机在时间T3和T4之间激活,指示第一同步设备与第一齿轮脱离,并且因此指示变速器状态退出停车状态。
车辆可以在时间T4和T5之间的持续时间内被驱动。在时间T5,如曲线图605所示,启动进入停车状态的另一个请求。此外,指示车辆处于比时间T0和T4之间显著更陡峭的道路坡度上。可以理解,在时间T5处指示的道路坡度大于阈值斜坡。
响应于在时间T5处进入停车状态的请求,可以选择第一齿轮和第二齿轮接合,其中如上所述,可以根据道路坡度来选择第一和第二齿轮组合。例如,车辆控制器可以接收关于当前道路坡度的信息,并且响应于进入停车状态的请求,可以选择第一齿轮和第二齿轮,以便使齿轮上的磨损最小化。因此,可以理解,可以选择第一副轴上的任何齿轮作为第一齿轮,并且可以选择第二副轴上的任何齿轮作为第二齿轮。此外,可以理解的是,例如在时间T5处的齿轮选择可以不同于时间T1处的齿轮选择,因为道路坡度在两个时间点之间是不同的。
响应于选择第一和第二齿轮,可以选择适当的第一和第二同步器来接合第一和第二齿轮。可以经由控制器命令同步器接合第一和第二齿轮,其可以包括命令与所选择的同步器相关联的选择器叉移动所选择的同步器以便与第一和第二齿轮接合。因此,在时间T5处,第一和第二同步设备二者被指示为接合,其中第一和第二同步器中的每一个的接合指示可以通过与第一和第二同步器相关联的位置传感器传达给车辆控制器。由于第一和第二同步器二者被指示为接合,因此如曲线图630所示,进一步指示车辆变速器已经进入停车状态。
车辆变速器在时间T5和T6之间保持处于停车。在时间T6,再次指示从停车状态退出的请求。因为当车辆停在高于斜坡阈值的道路坡度上时出现从停车状态退出的请求,所以可以激活电机以便释放第一同步设备和第二同步设备,使得第一和第二同步器可以容易地脱离。换句话说,通过激活电机可以减小使第一和第二同步器脱离的力,其中激活电机包括转动电机,从而转动变速器输出轴(例如462)。通过激活电机,第一同步设备和第二同步设备二者容易脱离。
如上所述的方法500涉及进入和退出停车状态,其中停车状态可以经由同时接合独立的副轴上的两个齿轮来实现,从而防止变速器输出轴转动。可以利用这种方法在不使用停车棘爪(诸如图4所示的停车棘爪(例如463))和相关联的停车齿轮(例如460)的情况下实现停车状态。
现在转向图7,其示出了通过使用停车棘爪进入和退出停车状态的方法。更具体地,方法700可以包括一种传动系操作方法,其包括:响应于使车辆进入停车状态的请求而将停车棘爪接合到双离合变速器的输出轴,以及响应于仅通过位于双离合变速器下游的电机的动力推动车辆的请求,经由集成式起动器/发电机通过转动发动机来脱离停车棘爪。在另一示例中,方法700可以包括响应于仅通过位于双离合变速器下游的电机的动力推动车辆的请求,经由激活电动泵来脱离停车棘爪。通过仅经由电机的动力推动车辆,可以节省供应给发动机的燃料。
将参考本文描述并且在图1A-4中示出的***来描述方法700,但是应当理解,在不脱离本公开的范围的情况下,类似的方法可以应用于其它***。方法700可以由控制器(诸如图3中的变速器控制器354)执行,并且可以在控制器处作为可执行指令存储在非暂态存储器中。用于执行方法700和本文包括的其余方法的指令可以由本文所述的各种控制器基于存储在相应控制器的存储器上的指令并结合从发动机***的传感器(诸如上面参考图1A-4描述的传感器)接收的信号来执行。根据下面描述的方法,控制器可以与本文描述的其它控制器通信以利用传动系致动器,诸如电动泵(例如412)、停车棘爪阀(例如461)、电机(例如120)、ISG(例如142)、燃料喷射器(例如266)等。
方法700在705处开始,并且可以包括指示是否请求车辆停车模式。例如,请求车辆停车模式可以包括车辆操作者从车辆中的换档杆选择停车模式。进行到710,方法700可以包括指示车辆速度是否低于阈值速度。在一些示例中,阈值速度可以是与上面关于方法500所指示的相同的阈值速度(例如,每小时2.5英里)。然而,在其它示例中,该阈值速度可以不同于上面在图5中指示的阈值速度。如果在710处车辆速度不低于阈值速度,则方法700可以进行到715,并且可以包括指示停车功能可能不在高于阈值速度的车辆速度下接合。例如,这种指示可以经由可听见的指示和/或以视觉方式经由车辆仪表盘上的显示***传达给车辆操作者。此外,这种指示可以被传达给车辆控制器。在提供该指示之后,方法700返回到710。
响应于在705处请求车辆停车模式,并且进一步响应于在710处车辆速度低于阈值速度,方法700可以进行到720。在720处,方法700可以包括例如经由弹簧(例如464)将停车棘爪(例如463)与停车齿轮(例如460)接合。在一些示例中,在720处,方法700可以进一步包括响应于发动机被激活并进一步响应于来自车辆操作者或车辆控制器的停止发动机的请求而停止车辆发动机。
因此,当处于停车模式中时,停车棘爪可以与停车齿轮接合,从而防止变速器输出轴(例如462)转动。进行到725,方法700可以包括指示是否请求退出车辆停车模式。作为示例,退出停车模式的请求可以包括车辆操作者在换档选择器上选择不同于停车的变速器状态。响应于请求退出停车模式,方法700可以进行到730,并且可以包括指示车辆***中是否存在电动变速器泵(例如412)。如果指示存在电动变速器泵,则方法700可以进行到735,并且可以包括指示仅电力驱动模式是否有效。例如,仅电力模式可以包括其中车辆仅通过位于双离合变速器下游的电机(例如图1A的120)推动的模式。如果在735处指示仅电力驱动模式是有效的,则方法700可以进行到740。
在740处,方法700可以包括在保持发动机停止或停用时转动电动变速器泵。例如,电动泵的动力可以经由车载能量源(例如132)来提供。如图4所示,电动泵可以从油底壳(例如411)接收液压流体。因此,在740处激活电动变速器泵之后,方法700可以进行到745,并且可以包括命令以液压方式释放停车棘爪。例如,这种动作可以包括命令打开停车棘爪阀461。响应于弹簧的压缩,停车棘爪可以变得与停车齿轮脱离。因此,在激活电动泵之后,并且进一步在将电动泵耦接到弹簧(例如464)之后,方法700可以进行到750,并且可以包括指示停车棘爪是否被释放。例如,棘爪位置传感器(例如468)可以被配置为将停车棘爪的位置传达给控制器。可替代地,在第一和第二离合器(例如126和127)打开时,可以经由电机(例如,120)将小的扭矩施加到变速器输出轴(例如462),如果变速器输出轴转动,则可以确定停车棘爪被释放。
如果在750处指示停车棘爪未被释放,则方法700可以进行到760。在760处,方法700可以包括起动发动机以通过由发动机提供的液压来释放停车棘爪。更具体地,机械泵(例如467)可以耦接到发动机,并且可以被配置为将液压输送到停车棘爪。因此,在760处,方法700可以包括经由发动机转动机械泵,并且可以进一步包括在经由使用电动泵而停车棘爪未被释放的指示之后释放停车棘爪。在760处,可以理解,起动发动机可以包括向发动机汽缸提供燃料和火花。尽管没有具体说明,但是可以进一步理解,响应于经由电动泵未释放停车棘爪的指示,方法700可以包括在760处停用电动泵。此外,尽管没有具体说明,但如上所述,操作机械泵以释放停车棘爪可以进一步包括命令打开停车棘爪阀以将液压流体输送到与停车棘爪相关联的弹簧。
在755处,方法700可以包括指示停车棘爪被释放。这种指示可以被传达给控制器,并且可以例如经由车辆仪表盘上的显示***进一步传达给车辆操作者。尽管没有具体指出,但响应于停车棘爪被释放,方法700可以进一步包括停用发动机(例如,停止发动机转动),并且在经由电动泵未释放停车棘爪的示例中,在仅电力模式下操作车辆。换句话说,方法700可以包括响应于停车棘爪被释放而经由电机向车轮提供扭矩。
返回到步骤730,响应于请求退出车辆停车模式,并且进一步响应于车辆***中不存在电动泵,方法700可以进行到765。在765处,如上面在方法700的步骤735处所描述,方法700可以包括指示仅电力驱动模式是否有效。如果在765处仅电力模式没有被指示为有效,则方法700可以进行到770,并且可以包括起动发动机以利用由发动机提供的液压来释放停车棘爪。上面关于步骤760描述了这种动作,因此为了简洁起见,将不再重复。
返回到步骤765,如果仅电力驱动模式被指示为有效,则方法700可以进行到775,并且可以包括经由集成式起动器/发电机(ISG)(例如142)转动未加油且不燃烧空气和燃料的发动机。在一个示例中,发动机的进气门或排气门在发动机通过ISG来转动时保持打开状态,以减少发动机泵送作业。可以理解,集成式起动器/发电机可以耦接到发动机,并且可以接收经由车载能量源(例如132)供应的动力,以转动未加油的发动机。通过经由ISG转动未加油的发动机,可以激活耦接到发动机的机械泵,该机械泵被配置为将液压输送到停车棘爪。进行到780,方法700可以包括命令以液压方式释放停车棘爪,如上所述,其可以包括命令打开停车棘爪阀以引导液压流体压缩与停车棘爪相关联的弹簧,由此如上所述,弹簧的压缩可以从停车齿轮释放停车棘爪。
继续到785,方法700可以包括指示是否释放停车棘爪。如上所述,这种指示可以经由棘爪位置传感器(例如,468)传达给控制器,该棘爪位置传感器被配置为指示棘爪相对于停车齿轮的位置。可替代地,停车棘爪释放的指示可以基于如前所述经由电机(例如120)转动变速器输出轴462。
如果在785处指示棘爪尚未被释放,则方法700可以包括返回到775,其中发动机可以继续经由ISG来转动而不加油。可替代地,响应于在785处停车棘爪被释放的指示,方法700可以进行到790,并且可以包括通过终止经由ISG提供的用以转动发动机的动力来停止发动机转动。继续到755,如上所述,方法700可以包括指示棘爪被释放。虽然没有明确示出,但在仅电力驱动模式被指示为有效的情况下,方法700可以进一步包括响应于停车棘爪被释放的指示,经由电机向车轮提供扭矩。
因此,图7的方法提供了经由供应到弹簧致动的停车棘爪的液压流体的压力来释放停车棘爪。该液压可以经由电动泵或经由转动发动机来提供,该发动机经由耦接到发动机的集成式起动器/发电机来耦接到变速器。当混合动力车辆在仅电力驱动或推动模式中操作时,该方法可能是特别有用的。
转到图8,根据本文所述的方法700并且应用于本文参考图1A-4所述的***,示出了用于进入和退出停车状态车辆变速器停车状态的示例时间线800。时间线800包括指示车辆停车请求被指示(活动)还是未被指示(带线有效)的曲线图805。时间线800进一步包括指示随时间的推移电动变速器泵是在转动还是没有转动(带线转动)的曲线图810。时间线800进一步包括指示车辆中是存在电动变速器泵还是不存在电动变速器泵(带线存在)的曲线图815。时间线800进一步包括指示随时间的推移发动机是在转动还是没有转动(带线转动)的曲线图820。时间线800进一步包括指示随时间的推移车辆变速器是处于停车模式(停车)还是没有处于停车模式(带线停车)的曲线图825。
在时间T10处,如曲线图805所示,没有指示停车模式的请求。此外,如曲线图815所示,电动变速器泵(例如412)没有被指示为存在于车辆中。因此,没有图线指示电动泵是否正在转动。如曲线图820所示,在时间T10处发动机没有被指示为转动。然而,如曲线图825所示,车辆处于操作中,因为变速器处于不同于停车的档位状态。
在时间T11处,指示停车模式的请求。例如,可以经由车辆操作者在换档选择器(例如,379)上选择停车档位状态来指示这种请求。响应于该请求,通过停车棘爪与停车齿轮的接合将变速器锁定在停车模式,从而锁定变速器输出轴。因此,在时间T11处,如曲线图825所示,变速器被指示为处于停车模式。
在时间T11和T12之间,车辆保持处于停车状态。在时间T12处,如曲线图805所示,请求退出停车模式。这种请求可以包括例如车辆操作者选择不同于停车的变速器档位。因为在车辆中没有指示电动泵,所以电动泵不被用于生成压缩与停车棘爪相关联的弹簧的液压。因此,为了释放停车棘爪,在时间T12处转动发动机。虽然没有明确示出,但是可以理解的是,通过ISG(例如142)来转动发动机,其中ISG从车载能量存储装置(例如132)接收动力。因此,发动机在不加油的情况下被转动,并且发动机的转动可导致耦接到发动机的机械变速器泵的转动。通过经由发动机转动来激活机械泵,其中发动机转动包括无燃烧情况下的未加油操作,液压可以被引导到与停车棘爪相关联的弹簧。液压可以压缩弹簧,从而将停车棘爪从停车齿轮释放。因此,在时间T12和T13之间,发动机在不加油的情况下被转动,而在时间T13处,如曲线图825所示,变速器状态被指示转变到不同于停车的状态。在一些示例中,可以经由棘爪位置传感器来指示将停车棘爪从停车齿轮释放。
此外,在时间T13处,发动机的转动被停止。更具体地,可以终止经由ISG向发动机提供的用于转动发动机的动力。因此,在变速器停车状态被指示退出停车模式之后,车辆可以经由电机(例如120)推动。换句话说,如上面关于方法700所讨论的,可以理解,仅电力模式被激活。因此,在转动发动机以释放停车棘爪之后,发动机转动可能突然停止,由此可以仅通过电机来推动车辆。
时间线800的右侧示出了其中如曲线图815所示电动变速器泵被指示为存在于车辆中的示例。在时间T14之前,如曲线图825所示,车辆被指示为处于操作中,因为变速器档位状态处于不同于停车的状态。在时间T14处,指示进入停车模式的请求,其中可以例如经由车辆操作者选择换档杆上的停车档位来将这种指示传达给控制器。如上所述,响应于该请求,停车棘爪可以与停车齿轮接合,从而锁定变速器输出轴。
在时间T14和T15之间,车辆保持处于停车模式。在时间T15处,指示退出停车模式的请求。如所讨论的,这种请求可以包括车辆操作者在换档杆上选择不同于停车的档位。因为车辆包括被配置为耦接到车辆液压泵***的电动泵,所以在时间T15处,通过例如经由车载存储装置供应到电动泵的动力来激活电动泵。在电动泵被激活的情况下,液压被提供给与停车棘爪相关联的弹簧。如所讨论的,液压可以压缩弹簧,使得停车棘爪可以从停车齿轮释放。因此,在时间T15和T16之间,电动泵保持激活。在时间T16处,如曲线图825所示,指示变速器状态从停车转变到不同于停车的档位选择。此外,虽然没有明确示出,但是可以理解,仅电力模式被激活。因此,发动机保持关闭,并且可以理解,在时间T16之后,可以仅经由来自电机的动力推动车辆。
现在参考图9,其示出了用于操作混合动力车辆动力系100的传动系的方法的流程图。图9的方法可以并入到图1A-4的***中作为存储在一个或多个控制器的非暂态存储器中的可执行指令。另外,图9的方法的一部分可以是经由图1A-4所示的控制器执行的动作以转换现实世界中的装置或致动器的状态。图9所示的方法可以与本文所述的其它方法结合和协同操作。
在905处,方法900判断在阈值时间量内是否期望双离合变速器(DCT)的变速器升档。在一个示例中,方法900判断DCT操作的车辆的速度是否将达到在阈值时间量(例如,0.5秒)内作为变速器换档调度(schedule)存储在控制器存储器中的变速器升档速度。方法900可以基于当前车辆速度、当前档位到下一个最高档位的变速器升档速度以及车辆加速度来判断。例如,如果期望以45KPH的速度换档,车辆速度为40KPH,并且车辆以10KPH/s加速,则方法400可以判断在阈值时间量内期望升档。如果方法900判断在阈值时间量内期望升档,则答案为是,并且方法900进行到910。否则,答案为否,并且方法900前进至退出。
在910处,方法900判断即将接合的离合器的磨损是否大于(G.T.)阈值量。离合器的磨损可以基于施加到离合器的压力量和离合器在压力下的扭矩传递能力(例如,离合器的一定量的扭矩可以从离合器的输入侧传递到离合器的输出侧)或经由其它手段来估计。例如,如果离合器传递函数指示在20KPa的压力下离合器扭矩能力为100Nm,但离合器在20KPa的压力下仅具有50Nm的能力,则方法900可以判断离合器磨损超过阈值。如果方法900判断离合器的磨损大于阈值量,则答案为是,并且方法900进行到915。否则,答案为否,并且方法900进行到920。
在915处,方法900可以选择与在905处描述的换档调度中的齿轮不同的齿轮。该不同的齿轮或新齿轮是可以选择性地接合到与来自换档调度的齿轮输出不同的离合器的齿轮。例如,如果换档调度指示以30KPH的速度从第三齿轮(例如,图4中的424)到第四齿轮(例如,图4中的426)的变速器齿轮换档,并且第四齿轮经由同步器选择性地接合到第二离合器(例如,图4中的127),则方法900可以响应于第二离合器的磨损而计划从第三齿轮换档到第五齿轮(例如,图4中的428)。因此,新调度的升档从以第二离合器换档到第四齿轮改变到以第一离合器换档到第五齿轮。方法900进行到920。
在920处,方法900调节换档叉的位置以用于升档。特别地,方法900将叉定位成接合用于即将接合的齿轮(例如,被请求接合的齿轮)的同步器,使得即将接合的齿轮可以被接合。方法900进行到925。
在925处,方法900确定当前车辆工况的车辆稳定性度量或参数的值。车辆稳定性度量可以是横向车辆加速度、车轮滑移、偏航、翻滚或俯仰的量。可以根据加速度计、车轮速度传感器和/或身体运动传感器的输出来确定车辆稳定性度量。例如,横向加速度传感器可以指示车辆横向加速度为0.4Gs,以便为车辆稳定性度量或参数提供0.4的值。方法900进行到930。
在930处,方法900判断在925处确定的车辆稳定性度量是否小于阈值。该阈值可以凭经验确定并存储在控制器存储器中。例如,车辆稳定性度量阈值可以是0.9Gs,并且车辆稳定性度量可以是0.4Gs。如果方法900判断车辆稳定性度量的值大于(G.T.)阈值,则答案为是,并且方法900进行到940。否则,答案为否,并且方法900进行到935。
在935处,方法900经由发动机和/或电机(例如,图1A的120)向传动系和车轮输出请求的扭矩。在一个示例中,请求的或期望的扭矩是车轮扭矩(例如,传递给车轮的扭矩量)。所请求的扭矩可以基于加速器踏板位置和车辆速度来确定。所请求的扭矩的第一部分可以被分配给发动机,而所请求的扭矩的第二部分可以被分配给电机,从而发动机扭矩和电机扭矩的总和在车轮处提供所请求的扭矩。方法900在所请求的扭矩被输出后进行到退出。
在940处,方法900判断电池(例如,图1A中的电能存储装置132)充电状态(SOC)是否小于(L.T.)阈值。阈值SOC可以凭经验确定并存储在控制器存储器中。如果SOC小于阈值,则电池可以存储并接受附加充电。如果方法900判断当前电池SOC小于阈值量,则答案为是,并且方法900进行到965。否则,答案为否,并且方法900进行到945。
在965处,方法900基于变速器换档调度开始所请求的升档,并且在升档的惯性阶段期间经由电机(例如,图1A的120)吸收变速器输出轴扭矩。在一个示例中,方法900经由电机吸收可能导致车辆稳定性度量超过车辆稳定性阈值的传动系扭矩。可替代地,方法900经由电机吸收传动系扭矩,以将车辆稳定性度量减小到小于车辆稳定性阈值的值。
在一个示例中,方法900从车辆稳定性阈值中减去车辆稳定性度量的值以确定车辆稳定性误差,如果结果为负,则方法900在升档的惯性阶段期间经由电机(例如,图1A的120)吸收来自传动系的扭矩(例如,在发动机速度被同步到即将接合的齿轮或所接合的齿轮的速度的情况下,惯性阶段是升档的一部分),以将车辆稳定性误差降低到零或正值。例如,车辆稳定性误差可以被输入到比例/积分控制器中,该比例/积分控制器输出将从传动系吸收的扭矩量。然而,从传动系吸收的扭矩量可能受到电池或电机特性或状况的限制。如果电机缺乏从传动系中吸收足以提供零或小于零的车辆稳定性误差的扭矩的能力,则可以在970处提供附加的传动系扭矩减小。可以在升档的过程期间多次确定车辆稳定性度量,使得可以在升档期间多次修改电机扭矩。以此方式,可以基于车辆稳定性度量实时地反馈控制传动系扭矩。
在第二示例中,方法900可以基于存储在存储器中的凭经验确定的值在变速器档位升档的惯性阶段期间吸收传动系扭矩。例如,如果车辆稳定性度量等于或大于车辆稳定性阈值,则电机可以在升档惯性阶段期间吸收来自传动系的凭经验确定的扭矩量,以减少传动系扭矩扰动和进一步劣化车辆稳定性的可能性。
在第三示例中,方法900可以响应于车辆稳定性度量超过第一凭经验确定的阈值,在升档的惯性阶段期间开始经由电机减小传动系扭矩,并且由电机吸收的传动系扭矩量可以增加,使得车辆稳定性度量可以增加到但不超过第二凭经验确定的阈值的值。以此方式,车辆可以在处于或低于第二车辆稳定性阈值或限值的情况下进行操作。方法900进行到970。
在970处,方法900可以经由延迟发动机火花正时来截断发动机扭矩,和/或增加升档的持续时间(例如,从升档开始到升档结束的时间量),并且针对在升档的惯性阶段中不会被电机吸收的扭矩,在升档的惯性阶段期间增加离合器滑移的持续时间。在一个示例中,方法900通过延迟发动机火花正时或者增加升档持续时间和即将接合的离合器(例如,向所接合的新齿轮提供扭矩的离合器)的滑移来减小变速器输出轴处的传动系扭矩,该传动系扭矩没有通过电机吸收并且可能导致车辆稳定性度量超过车辆稳定性阈值。可替代地,方法900通过增加发动机火花延迟或增加升档的持续时间来减小变速器输出轴处的传动系扭矩,使得车辆稳定性度量可以减小到小于车辆稳定性阈值的值。此外,由发动机提供的传动系扭矩减小量可以基于或根据车辆稳定性度量的值来确定。同样地,可以响应于或根据车辆稳定性度量的值来增加升档持续时间的时间量。
在一个示例中,如果车辆稳定性度量接近车辆稳定性阈值,则升档的持续时间增加,直到车辆稳定性度量达到车辆稳定性阈值,然后发动机火花正时被延迟。这可能允许车辆燃料效率保持为较高,因为发动机扭矩在换档期间早期没有被截断。类似地,随着车辆稳定性度量的值减小并且在车辆稳定性增加的方向上移动远离车辆稳定性阈值的值,可以减少火花延迟量,并且可以减少升档的持续时间。如果车辆稳定性度量的值达到或超过车辆稳定性阈值,则可以减小发动机扭矩,以降低进一步劣化车辆稳定性的可能性。此外,当车辆稳定性度量接近车辆稳定性阈值时,可以增加离合器滑移(例如,当离合器传递扭矩时离合器的输入速度与输出速度的差异)以进一步降低变速器输出轴扭矩。可以通过减少供应给离合器的流体的压力来增加离合器滑移。相反,可以通过增加供应给离合器的流体的压力来减小离合器滑移。
在另一个示例中,基于存储在表格或函数中的凭经验确定的值,可以增加升档持续时间并且可以延迟发动机火花正时,所述表格或函数基于车辆稳定性误差和经由电机吸收的扭矩量而被编索引。该表格输出火花延迟量和齿轮升档持续时间。方法900进行到975。
在975处,方法900描述了一种用于确定升档持续时间的替代方法。特别地,升档持续时间可以被确定为在升档的惯性阶段期间的传动系扭矩(例如,变速器输出轴扭矩)、车辆稳定性阈值以及离合器滑移换档能量(例如,在换档期间由离合器消耗的能量的量,其可以通过输入到离合器的扭矩以及离合器输入与输出速度来估计)的函数。例如,表格或函数可以为每个可能的齿轮升档(例如,第一至第二齿轮升档、第二至第三齿轮升档和第三至第四齿轮升档)保持凭经验确定的升档持续时间,并且该表格或函数可以通过在惯性阶段期间的扭矩、车辆稳定性阈值和离合器滑移换档能量来编索引。该表格或函数输出升档持续时间。方法900进行到980。
在980处,方法900根据步骤970、975、960、950和955中的至少一个所确定的升档持续时间、发动机火花正时和电机扭矩值来调节变速器升档持续时间、发动机火花正时和电机扭矩。可以通过减少施加到被应用以执行升档的离合器上的流体的压力来增加变速器升档持续时间。降低的离合器压力可以增加离合器滑移,使得离合器的扭矩传递能力可能降低,从而在传递扭矩到即将接合的齿轮的离合器被完全锁定时延长从齿轮换档开始到齿轮换档结束的齿轮换档持续时间。离合器滑移时间(例如,从离合器开始传递扭矩时到离合器在齿轮换档期间被完全锁定时离合器滑移的时间量)也可以在齿轮换档期间减小施加到离合器的压力时增加。
在945处,方法900判断是否需要通过增加的火花正时进行发动机扭矩截断。方法900可以通过来自用户输入、车辆操作模式或车辆工况的信息来判断是否需要发动机扭矩截断。例如,如果人类驾驶员为了增加车辆稳定性的目的而允许发动机扭矩截断,则可能需要发动机扭矩截断。可替代地,方法900可以响应于车辆处于运动模式或性能模式中而判断需要发动机扭矩截断。在又一示例中,方法900可以基于车辆稳定性误差的大小来判断需要发动机扭矩截断。如果方法900判断需要发动机扭矩截断,则答案为是,并且方法900进行到960。否则,答案为否,并且方法900进行到950。
在960处,方法900通过延迟发动机火花正时来截断发动机扭矩。此外,方法900可以在升档的惯性阶段期间增加升档的持续时间并增加离合器滑移的持续时间(例如,在离合器滑移存在时和离合器被锁定时二者之间的时间量)。在一个示例中,方法900通过延迟发动机火花正时或者增加升档持续时间和即将接合的离合器(例如,向所接合的新齿轮供应扭矩的离合器)的滑移来减小变速器输出轴处的传动系扭矩,该传动系扭矩可能导致车辆稳定性度量超过车辆稳定性阈值。可替代地,方法900通过增加发动机火花延迟和/或增加升档的持续时间来减小变速器输出轴处的传动系扭矩,使得车辆稳定性度量可以被减小到小于车辆稳定性阈值的值。此外,可以基于或根据车辆稳定性度量的值来确定由发动机提供的传动系扭矩减小量。同样地,可以响应于或根据车辆稳定性度量的值来增加升档持续时间的时间量。
在一个示例中,如果车辆稳定性度量接近车辆稳定性阈值,则升档持续时间增加,直到车辆稳定性度量达到车辆稳定性阈值,然后发动机火花正时被延迟。这可能允许车辆燃料效率保持为较高,因为发动机扭矩在换档期间早期没有被截断。类似地,随着车辆稳定性度量的值减小并且在车辆稳定性增加的方向上移动远离车辆稳定性阈值的值,可以减少火花延迟量,并且可以减少升档的持续时间。如果车辆稳定性度量的值达到或超过车辆稳定性阈值,则可以减小发动机扭矩,以减少进一步劣化车辆稳定性的可能性。此外,当车辆稳定性度量接近车辆稳定性阈值时,可以增加离合器滑移(例如,离合器传递扭矩时离合器的输入速度与输出速度的差异),以进一步减小变速器输出轴扭矩。
在另一个示例中,可以基于存储在表格或函数中的凭经验确定的值来延迟发动机火花正时,该表格或函数基于车辆稳定性误差和经由电机吸收的扭矩量而被编索引。该表格输出火花延迟量和升档的持续时间。在另一个示例中,可以如975处所述的那样来确定升档持续时间。方法900进行到980。
在950处,方法900基于可能将车辆稳定性度量的值增加到大于车辆稳定性阈值的值的一部分升档惯性阶段中的扭矩来延长升档的持续时间。在一个示例中,如955处所述的那样来增加换档持续时间。在另一个示例中,方法900可以基于车辆稳定性度量超过第一凭经验确定的阈值的程度来增加升档持续时间,使得车辆稳定性度量可以增加到但不超过第二凭经验确定的阈值的值。换句话说,在车辆稳定性度量超过第一车辆稳定性阈值并且使得其不超过第二车辆稳定性阈值之后,升档持续时间可以逐渐增加。以此方式,车辆可以在处于或低于车辆稳定性阈值或限值的情况下进行操作。方法900进行到955。
在955处,方法900将升档持续时间确定为升档的惯性阶段期间的传动系扭矩(例如,变速器输出轴扭矩)、车辆稳定性阈值以及离合器滑移换档能量(例如,在换档期间由离合器消耗的能量的量,其可以通过输入到离合器的扭矩以及离合器输入与输出速度来估计)的函数。例如,表格或函数可以为每个可能的齿轮升档(例如,第一至第二齿轮升档、第二至第三齿轮升档和第三档至第四齿轮升档)保持凭经验确定的升档持续时间,并且该表格或函数可以通过惯性阶段期间的扭矩、车辆稳定性阈值和离合器滑移换档能量来编索引。该表格或函数输出升档持续时间。方法900进行到980。
以此方式,可以通过增加升档持续时间、增加发动机火花延迟、增加经由电机从传动系吸收的扭矩和/或增加变速器离合器滑移来减少降低车辆稳定性的可能性。增加换档持续时间可减小传递到变速器输出轴的扭矩,而经由火花延迟减小发动机扭矩同样可减小该扭矩。减小的变速器输出扭矩可提供附加的车辆稳定性。此外,可以通过经由位于变速器下游的电机吸收变速器输出扭矩来减小车轮扭矩,从而提高车辆稳定性。
图9的方法提供了一种传动系操作方法,其包括:在变速器从第一齿轮升档到第二齿轮期间,响应于车辆稳定性控制参数超过阈值而调节变速器的离合器压力以调节离合器的滑移。在该方法的第一示例中,该方法进一步包括其中车辆稳定性控制参数是车辆偏航的估计结果。该方法的第二示例可选地包括第一示例,并且进一步包括其中车辆稳定性控制参数是车辆翻滚的估计结果。该方法的第三示例可选地包括第一和第二示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括其中车辆稳定性控制参数是车辆横向加速度的估计结果。该方法的第四示例可选地包括第一至第三示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括其中离合器在升档期间将扭矩传递到第二齿轮,并且进一步包括经由离合器将扭矩传递到第三齿轮。该方法的第五示例可选地包括第一至第四示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括响应于车辆稳定性控制参数不超过阈值并且车辆稳定性控制参数从阈值减小而减少离合器的滑移时间。该方法的第六示例可选地包括第一至第五示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括进一步响应于电池充电状态而调节离合器的滑移。该方法的第七示例可选地包括第一至第六示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括响应于车辆稳定性控制参数超过阈值而经由火花正时调节发动机扭矩。
图9的方法还提供了一种传动系操作方法,其包括:在变速器从第一齿轮升档到第二齿轮期间,响应于车辆稳定性控制参数,调节在升档的惯性阶段期间经由电机吸收的传动系扭矩的量。在该方法的第一示例中,该方法进一步包括其中惯性阶段是升档的一部分,在其中发动机速度与即将接合的齿轮的速度同步。该方法的第二示例可选地包括第一示例,并且进一步包括响应于车辆稳定性控制参数而调节变速器的离合器压力。该方法的第三示例可选地包括第一和第二示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括其中响应于车辆稳定性控制参数超过阈值而减小离合器压力。该方法的第四示例可选地包括第一至第三示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括其中响应于车辆稳定性控制参数超过阈值而增加在惯性阶段期间经由电机吸收的传动系扭矩的量。该方法的第五示例可选地包括第一至第四示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括在升档的惯性阶段期间经由电机对电池充电,除非电池充电状态大于阈值。该方法的第六示例可选地包括第一至第五示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括响应于在升档期间的电池充电状态大于阈值而延迟耦接到变速器的发动机的火花。该方法的第七示例可选地包括第一至第六示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括其中变速器是双离合变速器。
图9的方法还提供了一种传动系操作方法,其包括:响应于车辆稳定性控制参数在升档期间调节变速器离合器的离合器压力,使得经由传动系传递到车辆的车轮的扭矩不会导致车辆稳定性控制参数超过车辆稳定性控制阈值。在该方法的第一示例中,该方法进一步包括在升档期间调节电机的扭矩,使得经由传动系传递到车辆的车轮的扭矩不会导致车辆稳定性控制参数超过车辆稳定性控制阈值。该方法的第二示例可选地包括第一示例,并且进一步包括通过调节火花正时而在升档期间调节发动机的扭矩,使得经由传动系传递到车辆的车轮的扭矩不会导致车辆稳定性控制参数超过车辆稳定性控制阈值。
现在参考图10,其示出了示例性混合动力传动系操作序列。可以根据图9的方法与图1A-4的***一起或与其结合来提供图10的序列。图10中所示的曲线图发生在相同的时间并且在时间上对齐。
从图10的顶部起的第一曲线图是车辆稳定性度量相对于时间的曲线图。竖直轴表示车辆稳定性度量的值,并且车辆稳定性度量的值在竖直轴箭头的方向上增加。车辆稳定性度量的较高值指示降低的车辆稳定性。较低的车辆稳定性值指示增加的车辆稳定性。水平轴表示时间并且时间从图的左侧到图的右侧增加。水平线1002表示车辆稳定性阈值。在水平线1002之上的车辆稳定性度量值可能不太可取。
从图10的顶部起的第二曲线图是车辆升档请求的状态相对于时间的曲线图。当迹线处于竖直轴箭头附近的较高水平时,请求车辆升档。当迹线处于水平轴附近的较低水平时,不请求车辆升档。水平轴表示时间并且时间从图的左侧到图的右侧增加。
从图10的顶部起的第三曲线图是电池充电状态(SOC)相对于时间的曲线图。竖直轴表示电池SOC,并且SOC在竖直轴箭头的方向上增加。SOC在水平轴处是低值。水平轴表示时间并且时间从图的左侧到图的右侧增加。水平线1004表示SOC阈值。如果电池SOC大于水平线1004的水平,则电池或电能存储装置不接受来自电机的充电。当迹线小于或低于阈值1004的水平时,电池或电能存储装置接受充电。
从图10的顶部起的第四曲线图是升档持续时间(例如,从升档开始到升档结束的时间量)相对于时间的曲线图。竖直轴表示升档的持续时间,并且升档的持续时间在竖直轴箭头的方向上增加。水平轴表示时间并且时间从图的左侧到图的右侧增加。
从图10的顶部起的第五曲线图是发动机火花延迟相对于时间的曲线。竖直轴表示发动机火花延迟,并且发动机火花延迟在竖直轴箭头的方向上增加。水平轴表示时间并且时间从图的左侧到图的右侧增加。
从图10的顶部起的第六曲线图是负电机扭矩(例如,当电机以发电机或交流发电机模式进行操作时由电机(例如,图1A的120)吸收的扭矩)相对于时间的曲线图。竖直轴表示电机负扭矩,并且负电机扭矩的大小在竖直轴箭头的方向上增加。水平轴表示时间并且时间从图的左侧到图的右侧增加。
在时间T20处,车辆稳定性度量的值小于阈值1002,并且如由升档请求迹线处于较低水平所指示,不请求变速器升档。由于不请求变速器升档,变速器升档持续时间是小值。由于发动机火花延迟迹线处于较低水平,因此发动机火花不延迟。电机负扭矩处于较低水平表明电机没有从混合动力车辆传动系中吸收扭矩。
在时间T20与时间T21之间,车辆稳定性度量值增加,指示降低的车辆稳定性。当车辆进入道路或轨道的拐角时,车辆稳定性度量可能增加。不请求变速器升档,并且电池充电状态处于高于阈值1004的较高水平。当电池SOC处于所示水平时,电池不接受充电。不请求变速器升档,并且换档持续时间是小值。
在时间T21处,请求变速器升档。可以响应于变速器换档调度、车辆速度和期望的扭矩来请求变速器升档。电池SOC保持在阈值1004以上,因此响应于所请求的升档,电机负扭矩为零。然而,响应于升档请求和车辆稳定性处于阈值1002,换档持续时间被增加到更长的持续时间(例如,更长的时间段)。通过增加换档持续时间,可能在升档的惯性阶段期间发生的传动系扭矩扰动可以被减少,使得与较短的升档持续时间相比,可以减小车轮处的扭矩。此外,发动机火花延迟被增加,使得火花正时远离最小火花正时延迟,以获得最佳的发动机扭矩。延迟发动机火花正时会减小发动机扭矩,但可能会降低发动机燃料经济性。发动机火花延迟处于较高的水平,以指示通过较大的火花延迟量来减小发动机扭矩。增加换档持续时间和发动机火花延迟可以降低车辆稳定性度量超过阈值1002的可能性。
在时间T21与时间T22之间,响应于升档请求执行升档,并且以更长的升档持续时间和减小的发动机扭矩来执行升档。车辆稳定性度量随着时间接近时间T2而减小。当车辆离开道路或轨道的拐角时,车辆稳定性度量可以减小。
在时间T22处,响应于包括变速器换档调度、车辆速度和请求的扭矩的车辆状态,请求第二变速器升档。车辆稳定性度量处于较低水平,表明车辆以稳定的状况进行操作。电池SOC保持在阈值1004以上。因此,换档持续时间变短并且火花延迟量为零,使得响应于车辆稳定性度量而不减小传动系扭矩。此外,由电机吸收的传动系扭矩基本上为零。
在时间T22与时间T23之间,响应于升档请求执行升档,并且以较短的升档持续时间和所请求的发动机扭矩来执行升档。车辆稳定性度量随着时间接近时间T23而增加。电池SOC降低到小于阈值1002的水平,因为经由电机消耗了充电。
在时间T23处,请求变速器升档。电池SOC现在低于阈值1004,因此电机可以吸收来自传动系的扭矩。由于SOC值较低,因此从传动系吸收的负扭矩的量增加。通过向电机传递扭矩,扭矩可以被转化成存储在电池或电能存储装置中的电能。在该示例中,电机在升档期间存储充电的能力小于在升档期间提供的能量的量,所以发动机扭矩被减小以进一步降低传动系扭矩。在时间T23处的火花延迟远小于在时间T21处使用的火花延迟量,以减少传动系扭矩。换档持续时间短,使得可以减少离合器磨损。当车辆以非运动模式(non-sportmode)(诸如旅游模式,其中与当车辆以运动模式(sport mode)进行操作相比车辆性能降低)进行操作时,可以提供这种传动系操作。
在时间T23与时间T24之间,响应于升档请求来执行升档,并且以较短的升档持续时间和所请求的发动机扭矩来执行升档。车辆稳定性度量随着时间接近时间T23而增加。
在时间T24处,请求另一个变速器升档。电池SOC保持低于阈值1004,因此电机可以吸收来自传动系的扭矩并将该扭矩转化成存储在电池或电能存储装置中的电能。在该示例中,电机在升档期间存储充电的能力小于在升档期间提供的能量的量,因此通过增加升档的持续时间来减小车轮处的传动系扭矩。尽管如此,由电机吸收的扭矩的量是较高的水平。在时间T24处,发动机火花不延迟,使得可以快速获得发动机扭矩。当车辆以运动模式(诸如与车辆以旅游模式进行操作时相比车辆性能增加的运动模式)进行操作时,可以提供这种传动系操作。
因此,在不同的车辆工况期间,可以以不同的方式提高车辆的稳定性。例如,可以通过增加升档持续时间来提高车辆稳定性,使得可以在车辆稳定性降低时向车轮提供较小的扭矩。此外,响应于较低的车辆稳定性,变速器输出扭矩可以经由电机来吸收或者经由发动机火花延迟来减小。通过减小车轮扭矩,可以减少进一步降低车辆稳定性的可能性。此外,可以减少由于换档而可能发生的传动系扭矩扰动,以提高车辆驾驶性能。在一些示例中,可以通过换档持续时间、发动机扭矩和电机扭矩来调节车辆稳定性,使得车辆稳定性可以接近但不超过车辆稳定性阈值或限值。
现在参考图11和图12,其示出了用于调适变速器的离合器的方法。图11和图12的方法可以结合到图1A-4的***中作为存储在一个或多个控制器的非暂态存储器中的可执行指令。另外,图11和图12的方法的各部分可以是通过图1A-4所示的控制器执行以转换现实世界中的装置或致动器的状态的动作。图11和图12中所示的方法可以与本文描述的其它方法结合和协同操作。可以应用图11和图12的方法来调适图4中所示的离合器126和127的传递函数。
在1105处,方法1100判断发动机是否将被连接到车轮以满足车辆操作要求。例如,如果期望的或驾驶员需求的车轮扭矩大于阈值水平,则发动机可以被连接到车轮。然而,如果期望的或驾驶员需求的车轮扭矩小于阈值水平,则发动机可以与车轮脱离。如果方法1100判断发动机将被连接到车轮以满足车辆操作要求,则答案为是,并且方法1100进行到1135。否则,答案为否,并且方法1100进行到1110。
在1110处,方法1100判断是否需要离合器调适。在车辆已被驱动了阈值距离之后可能需要离合器调适。此外,如果在离合器闭合时车辆传动系比期望值更多或更少地加速或减速,则可能需要离合器调适。在其它情况下,如果离合器在其中进行操作的车辆尚未被驱动较长时间段,则可能需要离合器调适。如果方法1100判断需要离合器调适,则答案为是,并且方法1100进行到1115。否则,答案为否,并且方法1100进行到1135。
在1115处,方法1100判断混合动力车辆传动系是否以串联模式进行操作。当发动机在变速器的离合器打开的情况下运行并燃烧燃料时,方法1100可以判断混合动力车辆传动系以串联模式进行操作。此外,来自电机(例如,120)的扭矩可以推动包括发动机的车辆。变速器内的传感器(例如,同步器位置传感器)可以指示变速器离合器的位置。如果方法1100判断混合动力车辆传动系以串联模式进行操作,则答案为是,并且方法1100进行到1120。否则,答案为否,并且方法1100进行到1140。
在1140处,方法1100判断混合动力传动系是否以仅电力推动模式或电动车辆模式进行操作。如果发动机停止转动(例如不燃烧空气和燃料)并且位于传动系中的电机提供扭矩以推动或减慢车辆,则方法1100可以判断混合动力传动系以仅电力推动模式进行操作。如果方法1100判断混合动力传动系以仅电力推动模式进行操作,则答案为是,并且方法1100进行到1145。否则答案为否,并且方法1100进行到1150。
在1145处,方法1100起动发动机并将发动机加速到期望的速度(例如,在阈值速度之内的速度,该阈值速度高于或低于以两个变速器输入轴速度中的较高速度转动的变速器输入轴的速度)。可替代地,发动机速度可以加速到发动机空转速度/怠速速度(idlespeed)。发动机以速度控制模式进行操作,以实现期望的发动机速度。方法1100进行到1120。
在1150处,方法1100判断混合动力传动系是否以并联模式进行操作。当发动机通过闭合的离合器耦接到车轮时,方法1100可以判断混合动力传动系以并联模式进行操作。此外,电机(例如,120)可以向传动系提供扭矩。如果方法1150判断混合动力传动系以并联模式进行操作,则答案为是,并且方法1100进行到1155。否则答案为否,并且方法1100返回到1115。
在1155处,方法1100将变速器的扭矩输入调节到基本上为零的扭矩(例如,±10N-m)。可以通过调节发动机扭矩或调节位于变速器下游的电机的扭矩来调节变速器的扭矩输入。可以通过调节节气门或其它扭矩致动器的位置来调节发动机扭矩。方法1100进行到1160。
在1160处,方法1100打开变速器离合器以将发动机与车轮脱离。变速器离合器被打开,使得没有横跨离合器传递扭矩。方法1100进行到1120。
在1120处,方法1100选择要调适哪个离合器。在一个示例中,方法1100首先选择第一离合器(例如126)。在调适第一离合器之后,然后调适第二离合器(例如127)。然而,在其它示例中,所选择的待调试离合器是提供可能与预期不同的扭矩传递能力的离合器。在选择了待调适的离合器之后,方法1100进行到1125。
在1125处,方法1100根据图12的方法对所选择的离合器进行调适。特别地,描述离合器的操作的传递函数可以被调适以改善离合器接合和脱离。车辆可以在道路上行驶,并且在执行离合器调适时仅通过由位于变速器下游的电机提供的扭矩来推进。在调适所选择的离合器之后,方法1100进行到1130。
在1130处,方法1100判断是否需要其它离合器的调适。可替代地,可以第二次调适同一个离合器以确认调适过程。如果方法1100判断需要附加的离合器调适,则答案为是,并且方法1100返回到1115。否则,答案为否,并且方法1100进行到1135。
在1135处,方法1100根据期望的模式和变速离合器的已调适的传递函数来操作混合动力传动系。期望的混合动力模式可以基于驾驶员需求的车轮扭矩、电池SOC和其它车辆工况。该混合动力传动系可以以仅电力模式、串联混合动力车辆模式和并联混合动力车辆模式进行操作。如果混合动力传动系响应于车辆工况以仅电动车辆模式进行操作,则停止发动机转动并且发动机停止燃烧燃料和空气。如果混合动力传动系响应于车辆工况以串联模式进行操作,则发动机继续燃烧燃料和空气并且变速器离合器打开。如果混合动力传动系响应于车辆工况以并联模式进行操作,则将发动机速度控制成与变速器输入轴之一具有同步速度,并且变速器离合器闭合。在混合动力传动系响应于车辆工况以期望的模式进行操作之后,方法1100进行到退出。
现在参考图12,方法1200可选地在1205处将变速器换档到最高档位或具有最高齿轮数的档位。例如,如果变速器是六速变速器,则方法1200可以将齿轮换档到第六齿轮。变速器可以通过重新定位变速器换档叉来换档到齿轮。方法1200进行到1210。
在1210处,方法1200控制发动机速度,以提供连接到所调适的离合器的变速器输入轴的期望速度与发动机速度之间的期望速度差。发动机以速度控制模式进行操作。在速度控制模式中,发动机速度遵循期望的速度,其可以是恒定的或变化的,而发动机扭矩被改变以实现期望的发动机速度。发动机速度可以被控制到高于或低于变速器输入轴的期望速度的速度。在一些示例中,期望的变速器输入轴速度可以是接合的齿轮和车辆速度的函数。此外,耦接到发动机的集成式起动器/发电机的扭矩可以被调节为零。方法1200进行到1215。
在1215处,方法1200可选地将发动机从速度控制模式移动到扭矩控制模式。在扭矩控制模式中,发动机扭矩遵循期望的扭矩,而发动机速度允许变化。在一个示例中,发动机扭矩被命令为将发动机速度保持在1210处提到的期望速度的扭矩。如果发动机被命令为扭矩控制模式,则集成式起动器/发电机被命令为速度控制模式。集成式起动器/发电机速度和发动机速度被控制到高于或低于耦接到正被调适的离合器的变速器输入轴的速度的速度。方法1200进行到1220。
在1220处,通过调节离合器扭矩能力命令,方法1200增加并且然后减小所选择以待调适的离合器的扭矩能力。离合器扭矩能力命令可以被转换成离合器施加压力(例如,供应给离合器的流体的压力)。然后如图13所讨论,可以将离合器施加压力转换成调节压力控制阀或泵的命令。此外,方法1200确定供应给离合器的流体的实际压力,以调节离合器的扭矩能力。离合器扭矩能力是离合器可以从离合器的输入侧传递到离合器的输出侧的扭矩量,反之亦然。离合器扭矩能力可以从小值增加到大值,并且从大值减小到小值。方法1200进行到1225。
在1225处,方法1200调节发动机和/或集成式起动器/发电机的扭矩以补偿调节离合器扭矩能力。随着离合器扭矩能力被调节,发动机扭矩和/或集成式起动器/发电机扭矩被同时调节。如图14A和14B所讨论的那样调节发动机和/或集成式起动器/发电机扭矩,使得耦接到被调适的离合器的变速器输入轴的速度被保持在某一速度,该速度基于车辆速度和接合的变速器齿轮。例如,如果发动机处于扭矩控制模式并且提供恒定量的扭矩,则调节集成式起动器/发电机的扭矩以将发动机和马达速度保持在期望的发动机速度。如果发动机处于速度控制模式并且集成式起动器/发电机扭矩为零或恒定值,则调节发动机扭矩以将发动机速度保持在期望的发动机速度。方法1200进行到1230。
在1230处,方法1200调节位于变速器(例如125)下游的电机的扭矩,以保持期望的车轮扭矩。响应于经由调适的离合器传递的扭矩来调节电机扭矩,并且可以基于发动机扭矩的变化或集成式起动器/发电机扭矩的变化来估计经由调适的离合器传递的扭矩。例如,如果发动机扭矩或集成式起动器/发电机扭矩被增加以保持发动机速度,则位于变速器下游的电机的扭矩被减小相应的量,以补偿从发动机经由离合器传递到变速器输入轴的扭矩。类似地,如果发动机扭矩或集成式起动器/发电机扭矩被降低以保维持发动机速度,则位于变速器下游的电机的扭矩被增加相应的量,以补偿从变速器输入轴经由离合器传递到发动机的扭矩。当离合器被施加和释放并且在发动机和集成式起动器/发电机扭矩被调节时,电机扭矩被调节。方法1200进行到1235。
在1235处,方法1200将离合器压力的值以及为了命令的离合器扭矩能力在离合器的施加和释放期间测量的发动机和/或集成式起动器发电机扭矩的变化存储到控制器存储器。方法1200进行到1240。
在1240处,方法1200调节离合器传递函数值,所述离合器传递函数值描述离合器流体施加压力与发动机和/或集成式起动器发电机的扭矩变化之间的关系。发动机和/或集成式起动器发电机的扭矩变化是离合器扭矩能力的估计结果。在一个示例中,这些值被存储在表格或函数中,该表格或函数可以被描述为将离合器流体施加压力(例如,供应给被调适的离合器的流体的压力)与离合器扭矩能力相关联的传递函数。传递函数中的旧值可以被新值替换,或者可以基于旧值和新值的平均值来修改传递函数。方法1200进行到1245。
在1245处,方法1200完全打开调适的离合器。在调适的离合器被打开之后,方法1200进行到退出。
现在参考图13,其示出了显示传递函数以及其可以如何应用于控制离合器的框图。请求的离合器扭矩传递能力1305用于对传递函数1310进行编索引。请求的扭矩传递能力(例如,离合器可以从其输入传递到其输出的扭矩量)可以源于存储在存储器中的凭经验确定的离合器应用曲线或源于解析解(analytical solution)。传递函数1310描述了扭矩传递能力与为了提供该扭矩传递能力而施加于离合器的压力之间的关系。该关系可以由可在其间插值的曲线或一系列点来描述。可以通过用更准确的值替换传递函数的不准确值来调适该传递函数。例如,如本文其它地方所描述,可以通过在闭合离合器并监测离合器压力时确定由马达提供的用以将离合器的一侧保持在稳定的基本恒定速度(例如,±50RPM)的扭矩量来估计横跨离合器传递的扭矩。特别地,对于给定的离合器压力,马达输出可根据马达电流确定的扭矩,以将离合器保持在稳定的基本恒定速度。来自马达的扭矩估计值可以替换传递函数1310中的扭矩值,其对应于导致从马达确定的扭矩值的离合器施加压力。传递函数1310的输出被输入到第二传递函数1315。
传递函数1315将从传递函数1310输出的压力转换为占空比或其它阀位置命令。阀位置命令被输出到阀1320。阀1320控制向图4中所示的离合器126的流体供应。变速器泵412将流体从变速器油底壳411供应到压力控制阀1320。应当注意,在一些示例中,离合器扭矩传递能力可以经由单个传递函数直接转换成阀命令。这种传递函数可以以类似的方式来调适。液压流体经由具有类似部件和类似配置的类似***被供应到离合器127。变速器泵412可以是电驱动的或发动机驱动的。
转到图14A,其示出了根据本文所描述的方法1100和1200并且适用于本文参考图1A-4所描述的***的进行离合器调适操作的示例时间线1400。时间线1400包括指示随时间推移的发动机速度的曲线图1405。线1410表示到双离合变速器(例如,125)的变速器输入轴(例如,402、404)的速度。时间线1400进一步包括指示随时间推移的离合器压力的曲线图1415,其中离合器压力范围随时间推移可以从闭合(例如锁定)离合器的较高压力到打开(例如完全解锁)离合器的较低压力。时间线1400进一步包括指示随时间推移的集成式起动器/发电机(ISG)(例如,142)扭矩的曲线图1420。可替代地,可以类似地控制发动机扭矩。
在下面的描述中,可以理解,在其中执行离合器调适操作的双离合变速器可以包括第一离合器(例如,126)和第二离合器(例如,127)。此外,可以理解,双离合变速器可以包括第一输入轴(例如,402)和第二输入轴(例如,404)。离合器调适操作可以在第一离合器(其中图14A所示的输入轴速度可以对应于第一输入轴)上或第二离合器(其中图14A所示的输入轴速度可以对应于第二输入轴)上进行。为了简单起见,指示了单个离合器压力和单个输入轴速度,因此可以理解,离合器调适操作是在一个离合器上执行的,其中输入轴速度因此对应于这一个离合器。为了清楚起见,在示例时间线1400中调适的离合器可以被理解为第一离合器(例如,126),其中输入轴速度对应于第一输入轴(例如,402)。
在时间T25处,发动机以恒定速度转动。第一离合器闭合,因此发动机扭矩经由第一离合器被传递到车轮并通过第一输入轴传递到车辆传动系。ISG扭矩略微为负,因此ISG以发电机操作模式进行操作。因此,可以理解,在时间T25处,车辆以混合电动车辆操作的并联模式进行操作。
在时间T26处,第一离合器压力减小到0,从而打开离合器。响应于离合器的打开,可以理解,车辆可以以混合电动车辆操作的串联模式进行操作。在时间T26与T27之间,发动机速度降低到第一输入轴速度以下。在施加到发动机的负扭矩返回到初始负扭矩之前,通过经由ISG在一段持续时间内降低发动机扭矩并增加施加到发动机的负扭矩的量来降低发动机速度。换句话说,在返回到初始ISG确定的负载之前,经由ISG在时间T26与T27之间的持续时间内增加发动机上的负载。
在时间T27处,第一离合器压力升高到零以上,但低于可测量离合器能力的接触点(touchpoint)。在一些示例中,离合器压力在时间T27处升高到零以上的量可能是各部分之间的可变性(part-to-part variability)的函数并且随时间推移而变化。
在时间T27与T28之间,第一离合器压力缓慢增加或升高。在时间T28处,第一离合器开始对能力进行运送(carry capacity),其中对能力进行运送(carrying capacity)可以指发动机经由第一离合器以可测量的量耦接到第一输入轴。换句话说,第一离合器的扭矩能力增加。在存在增加的离合器能力的情况下,增加负ISG扭矩以调节发动机速度。发动机扭矩可以保持恒定,以提高扭矩变化测量的精度。换句话说,由于第一输入轴速度大于发动机速度,增加离合器的扭矩能力倾向于增加发动机处的扭矩,因此可能会使发动机加速的过量扭矩可以被ISG吸收以保持发动机速度恒定。因此,在时间T28与T29之间,当离合器能力增加时,负ISG扭矩的大小相应地增加。
在时间T29与T30之间,离合器压力保持恒定,并且因此负ISG扭矩被指示为恒定。换句话说,由输入轴速度与发动机转速的差异导致的恒定量的过量扭矩可能被以再生模式操作的ISG吸收。
在时间T30处,第一离合器压力开始降低。在时间T30与T31之间,当离合器能力减小时,由于输入轴速度大于发动机速度所导致的过量扭矩变得越来越小,这是因为第一输入轴已与发动机解耦。
在时间T31处,离合器压力降低到不可测量的离合器能力的点。离合器压力达到不可测量的离合器能力的点可以与例如在时间T27处指示的离合器压力相同。在时间T31与T32之间,离合器压力进一步降低,并且在时间T32处,离合器压力减小至零,从而完全打开第一离合器。
在时间T32与T33之间,如上所述,响应于期望返回到并联混合电动车辆操作,通过以速度控制模式操作发动机来控制发动机速度匹配期望的输入轴速度。在时间T33处,响应于发动机速度匹配第一输入轴速度,第一离合器可以闭合以将发动机连接到第一输入轴。
现在转到图14B,其示出了根据本文所描述的方法1100和1200并且适用于本文参考图1A-4所描述的***的进行离合器调适操作的示例时间线1450。时间线1450包括指示随时间推移的发动机速度的曲线图1455。线1460表示到双离合变速器(例如,125)的变速器输入轴(例如,402、404)的速度。时间线1450进一步包括指示随时间推移的离合器压力的曲线图1465,其中离合器压力范围随时间推移可以从闭合(例如,锁定)到打开(例如,完全解锁)。时间线1450进一步包括指示随时间推移的集成式起动器/发电机(ISG)(例如,142)扭矩的曲线图1470。时间线1450基本上与图14A相同,例外的是,将发动机速度控制在输入轴速度以上而不是控制发动机速度低于输入轴速度。相应地,在下面的描述中将讨论由于将发动机速度控制在输入轴速度以上而不同于时间线1400的时间轴1450的一些方面。
在下面的描述中,类似于上面对于图14A所描述的,可以理解,在其中执行离合器调适操作的双离合变速器可以包括第一离合器(例如,126)和第二离合器(例如,127)。此外,可以理解,双离合变速器可以包括第一输入轴(例如,402)和第二输入轴(例如,404)。离合器调适操作可以在第一离合器(其中图14B中所示的输入轴速度可对应于第一输入轴)上或第二离合器(其中图14B中所示的输入轴速度可对应于第二输入轴)上进行。为了简单起见,指示了单个离合器压力和单个输入轴速度,因此可以理解,离合器调适操作是在一个离合器上执行的,其中输入轴速度因此对应于这一个离合器。为了清楚起见,在示例时间线1450中调适的离合器可以被理解为第一离合器(例如,126),其中输入轴速度对应于第一输入轴(例如,402)。
在时间T25b处,发动机以恒定速度转动。第一离合器闭合,因此发动机扭矩经由第一离合器被传递到车轮并通过第一输入轴传递到车辆传动系。ISG扭矩略微为负,因此ISG以发电机操作模式进行操作。因此,可以理解,在时间T25b处,车辆以混合电动车辆操作的并联模式进行操作。
在时间T26b处,第一离合器压力减小到0,从而打开离合器。响应于离合器的打开,可以理解,车辆可以以混合电动车辆操作的串联模式进行操作。在时间T26b与T27b之间,发动机速度增加到高于第一输入轴速度。在施加到发动机的扭矩返回到初始负扭矩之前,通过经由ISG在一段持续时间内增加施加到发动机的扭矩量(正扭矩)来增加发动机速度。换句话说,ISG可以向发动机提供增加的扭矩,以便在时间T26b与T27b之间将发动机速度提高到高于输入轴速度。此外,发动机可以处于速度控制模式,其中发动机扭矩被增加以将发动机速度增加到期望的发动机速度。
在时间T27b处,第一离合器压力升高到零以上,但低于可测量离合器能力的接触点(touchpoint)。在一些示例中,离合器压力在时间T27b处升高到零以上的量可能是各部分之间的可变性(part-to-part variability)的函数并且随时间推移而变化。
在时间T27b与T28b之间,第一离合器压力缓慢增加或升高。在时间T28b处,第一离合器开始对能力进行运送(carry capacity),其中对能力进行运送(carrying capacity)可以指发动机经由第一离合器以可测量的量耦接到第一输入轴。在存在离合器能力增加的情况下,增加提供给发动机的ISG扭矩(正扭矩)以调节发动机速度。发动机扭矩可以保持恒定,以提高扭矩变化测量的精度。换句话说,由于第一输入轴速度低于发动机速度,增加离合器的扭矩能力倾向于减小发动机处的扭矩,因此会使发动机减速的扭矩短缺(torquedeficit)可以通过增加ISG扭矩来填补,以保持发动机速度恒定。因此,在时间T28b与T29b之间,当离合器能力增加时,正ISG扭矩相应地增加。
在时间T29b与T30b之间,离合器压力保持恒定,并且因此经由ISG施加到发动机的正扭矩被指示为恒定。换句话说,即使输入轴速度低于发动机速度,发动机扭矩也通过经由ISG施加到发动机的正扭矩来保持恒定。
在时间T30b处,第一离合器压力开始降低。在时间T30b与T31b之间,当离合器能力减小时,由于输入轴速度小于发动机速度所导致的扭矩短缺变得越来越小,这是因为第一输入轴已与发动机解耦。
在时间T31b处,离合器压力降低到不可测量的离合器能力的点。离合器压力达到不可测量的离合器能力的点可以与例如在时间T27b处指示的离合器压力相同。在时间T31b与T32b之间,离合器压力进一步降低,并且在时间T32b处,离合器压力减小至零,从而完全打开第一离合器。
在时间T32b与T33b之间,如上所述,响应于期望返回到并联混合电动车辆操作,通过以速度控制模式操作发动机来控制发动机速度匹配期望的输入轴速度。在时间T33b处,响应于发动机速度匹配第一输入轴速度,第一离合器可以闭合以将发动机连接到第一输入轴。
参考图14A-14B所示的示例时间线,两个时间线描述了一些状况,其中车辆***在离合器调适程序之前至少部分地经由发动机进行操作,并且此外,在离合器调适程序之后,车辆***被指示返回到至少部分地经由发动机进行操作。然而,在一些示例中,车辆***可以以仅电力模式进行操作,例如其中仅电机(例如120)推动车辆。在这种情况下,在进行离合器调适程序之前,可以首先起动发动机(离合器打开)。响应于发动机起动,发动机速度可以被控制为低于输入轴速度(如关于图14A所讨论的)或者高于输入轴速度(如关于图14B所讨论的)。在发动机被起动的情况下,可以如所描述的那样执行离合器调适程序,而无需修改。在完成离合器调适程序之后,不是如图14A-14B所示返回到车辆至少部分地由发动机推动的车辆操作模式,而是如上所述,可以执行发动机关停,使得发动机可以仅经由来自电机的动力推动。
因此,图11-12的方法提供了一种传动系操作方法,其包括:在车辆经由耦接到双离合变速器的电机推动时,响应于发动机的工况和/或耦接到发动机的集成式起动器/发电机的工况来调节双离合变速器的离合器的传递函数的值;以及经由响应于发动机的工况和/或集成式起动器/发电机的工况调节电机的扭矩来保持车轮处的驾驶员需求车轮扭矩。在该方法的第一示例中,该方法进一步包括其中工况是扭矩输出或电流输入,并且其中电机提供驾驶员需求车轮扭矩,并且该方法进一步包括根据传递函数的调节值来应用离合器。该方法的第二示例可选地包括第一示例,并且进一步包括在发动机中燃烧空气和燃料并且在调节传递函数的值时将发动机命令到恒定的扭矩。该方法的第三示例可选地包括第一和第二示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括在调节传递函数的值时增加离合器压力。该方法的第四示例可选地包括第一至第三示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括以速度控制模式操作集成式起动器/发电机和/或发动机,并且在调节传递函数的值时保持基本恒定的发动机速度。该方法的第五示例可选地包括第一至第四示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括增加并且然后降低供应到离合器的流体的压力。该方法的第六示例可选地包括第一至第五示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括响应于调节传递函数的值的请求,将双离合变速器换档到减少传动系扭矩扰动的档位。该方法的第七示例可选地包括第一到第六示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括其中减少传动系扭矩扰动的档位是双离合变速器的最高档位。
传动系操作方法的另一个示例包括:响应于调适双离合变速器的离合器的传递函数的请求,将发动机与双离合变速器的输入轴分离;在电机提供期望的车轮扭矩的同时使发动机与双离合变速器脱离之后,以扭矩控制模式操作发动机;以及响应于耦接到发动机的集成式起动器/发电机的工况来调节传递函数的离合器压力,其中根据离合器在增加供应给离合器的流体的压力之后开始传递扭矩来调节传递函数。在该方法的第一示例中,该方法进一步包括其中工况是扭矩输出或电流输入,并且该方法进一步包括以恒定速度控制模式操作集成式起动器/发电机。该方法的第二示例可选地包括第一示例,并且进一步包括响应于集成式起动器/发电机的电流或扭矩输出,通过调节电机的扭矩输出来提供期望的车轮扭矩。该方法的第三示例可选地包括第一和第二示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括将双离合变速器换档到减少传动系扭矩扰动的档位。该方法的第四示例可选地包括第一至第三示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括在大于离合器开始传递扭矩的离合器压力的离合器压力下调节传递函数。该方法的第五示例可选地包括第一至第四示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括其中离合器将来自发动机和集成式起动器发电机的扭矩传递到电机。该方法的第六示例可选地包括第一至第五示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括响应于已调适的传递函数来调节供应到离合器的流体的压力。
传动系操作方法的另一示例包括:在车辆经由耦接到变速器的电机推动时响应于发动机的工况和/或耦接到发动机的集成式起动器/发电机的工况来调节变速器的离合器的传递函数的值;以及响应于变速器的输出,通过调节电机的扭矩来保持车轮处的驾驶员需求车轮扭矩,该变速器的输出是离合器的扭矩能力的函数,离合器的扭矩能力是发动机和集成式起动器/发电机扭矩的变化的函数、发动机和集成式起动器/发电机扭矩的变化是发动机扭矩恒定时的集成式起动器/发电机扭矩的函数。在该方法的第一示例中,该方法进一步包括其中变速器是双离合变速器。
现在参考图15,其示出了用于操作混合动力车辆动力系100的传动系的方法的流程图。图15的方法可以结合到图1A-4的***中作为存储在一个或多个控制器的非暂态存储器中的可执行指令。另外,图15的方法的各部分可以是通过图1A-4所示的控制器执行以转换现实世界中的装置或致动器的状态的动作。图15中所示的方法可以与本文描述的其它方法结合和协同操作。
在1505处,方法1500确定车辆工况。车辆工况可以包括但不限于齿轮致动器位置、车辆速度、当前接合的齿轮、车辆速度、发动机工况、请求的车轮扭矩和电机工况。车辆工况可以经由车辆***控制器或车辆中的其它控制器传达给变速器控制器。方法1500进行到1510。
在1510处,方法1500判断车辆是否处于仅电力推进模式。在仅电力推进模式期间,车辆仅通过由电机产生的扭矩来推动。在一个示例中,如果发动机速度为零并且电机(例如,图1A的120)提供扭矩以推动车辆,则方法1500可以判断车辆处于仅电力推进模式。发动机没有燃烧空气和燃料。此外,双离合变速器(例如,125)的两个离合器处于打开状态。在其它示例中,存储器中的比特位或字节的值可以提供车辆模式的指示。如果方法1500判断车辆处于仅电力推进模式,则答案为是,并且方法1500进行到1515。否则,答案为否,并且方法1500进行到退出。
在1515处,方法1500确定在车辆处于仅电力推进模式时对变速器进行换档的状况。在一个示例中,换档状况是凭经验确定的并且被保存在存储于控制器存储器中的换档调度中。换档调度指示何时请求升档和降档。在一个示例中,升档和降挡可以响应于车辆速度和期望的车轮扭矩来调度。例如,当要求的车轮扭矩为10N-m时,变速器可以以5KPH的车辆速度从第一档位升档到第二档位。方法1500进行到1520。
在1520处,方法1500判断是否请求变速器换档。方法1500可以基于在1515处描述的存储于变速器换档调度中的值进行判断。如果方法1500判断请求变速器换档,则答案为是,并且方法1500进行到1525。否则,答案为否,方法1500进行到退出。
在1525处,方法1500实时地预测或确定扭矩,以根据即将接合的齿轮(例如,正被转换到的齿轮或正在接合的齿轮)加速变速器部件。可以如图16A-16D所描述的那样提供用于加速变速器部件的扭矩的预测或确定。在一个示例中,可以经由以下等式确定用于加速变速器部件的扭矩:
compensation_tq=(estimated_synchro_tq)(gear_ratio)
其中compensation_tq是用于加速变速器部件的扭矩,estimated_synchro_tq是估计的同步器扭矩,而gear_ratio是在电机(例如,120)与换档期间接合即将接合的齿轮的同步器之间接合的齿轮比。当同步器扭矩已知时,可以应用该等式。如果同步器扭矩是未知的,则可以在一些示例中应用以下等式:
estimated_input_acc=(input_speed-last_input_speed)/(sample_time)
estimated_synchro_tq=(estimated_input_acc)(known_input_inertia)
compensation_tq=(estimated_synchro_tq)(gear_ratio)
其中estimated_input_acc是估计的变速器输入轴加速度,input_speed是当前变速器输入轴速度,last_input_speed是上次变速器输入轴速度,sample_time是变速器输入轴采样时间,estimated_synchro_tq是估计的同步器扭矩,known_input_inertia是变速器部件的已知惯性,compensation_tq是用于加速变速器部件的扭矩,并且gear_ratio是在电机(例如,120)与换档期间接合即将接合的齿轮的同步器之间接合的齿轮比。当同步器扭矩未知时,可以应用该等式。在变速器被换档并且车辆处于仅电力推进模式时,在确定用于加速变速器部件的扭矩之后,方法1500进行到1530。
在1530处,方法1500将用于加速变速器部件的扭矩从变速器控制器(例如,图3中的354)传送到其它车辆控制器(例如,图3中的电机控制器352)。可替代地,车辆***控制器(例如,图3的12)可以将用于加速变速器部件的扭矩传送到电机控制器。用于加速变速器部件的扭矩由电机控制器施加以补偿扭矩,以便将各种变速器部件(例如,副轴、齿轮、离合器的输出侧等)加速到在轴传动装置以及在变速器输出轴与车辆车轮之间的任何其它传动装置中分解(factoring)的车轮速度。例如,如果换档将变速器部件加速到较高速度,则对电机命令更高的扭矩,使得车辆速度不降低,并且可能不会观察到由于加速变速器中的部件质量而引起的扭矩扰动。更高的扭矩命令基于在换档之后将变速器的部件加速到变速器部件的期望速度的扭矩,该期望的速度是换档之前的变速器输出速度乘以即将接合的齿轮比。以此方式,当变速器换档并且发动机停止时,车轮速度可能保持基本上恒定。开始传递用于加速变速器部件的扭矩可能发生在实际齿轮换档之前,以将电机扭矩调节与实际换档正时在时间上对准,由此补偿数据传递延迟。方法1500进行到1535。
在1535处,方法1500根据齿轮换档调度命令齿轮换档。变速器中的致动器响应于齿轮换档命令来移动换档叉将同步器与即将接合的齿轮接合。在车辆处于仅电力推进模式时,变速器离合器打开,使得电机不浪费转动发动机的能量。方法1500进行到1540。
在1540处,方法1500响应于在接合即将接合的齿轮之后用于将变速器部件加速到期望速度的扭矩,调节变速器(例如,图3的125)下游的电机的扭矩。此外,响应于驾驶员需求的车轮扭矩来调节电机扭矩。因此,电机扭矩=驾驶员需求车轮扭矩乘以轴比(axleratio)(如果存在)+用于加速或减速变速器部件的扭矩,正被加速的变速器部件与换档有关。电机的扭矩与齿轮换档同时或同步调节。在调节电机扭矩之后,方法1500进行到退出。
图15的方法提供了一种传动系操作方法,其包括:从变速器传送将变速器部件从第一速度加速到第二速度的扭矩,其中双离合变速器的第一和第二离合器打开,当在双离合变速器的下游位置处耦接到双离合变速器的电机提供扭矩以推动车辆时执行所述传送。在该方法的第一示例中,该方法进一步包括其中所述传送是从变速器控制器到远离变速器的车辆的另一控制器。该方法的第二示例可选地包括第一示例,并且进一步包括在电机提供扭矩以推动车辆时停止耦接到双离合变速器的发动机的转动。该方法的第三示例可选地包括第一和第二示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括命令双离合变速器的齿轮换档,以将变速器部件从第一速度加速到第二速度。该方法的第四示例可选地包括第一至第三示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括其中变速器部件包括第一离合器或第二离合器的输出侧。该方法的第五示例可选地包括第一至第四示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括其中变速器部件包括副轴和变速器输入轴。该方法的第六示例可选地包括第一至第五示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括其中用于加速变速器部件的扭矩基于变速器的输出速度和变速器部件的惯性。
图15的方法还提供了一种传动系操作方法,其包括:当耦接到双离合变速器的发动机的速度为零并且当电机转动双离合变速器的输出轴时,将双离合变速器从第一档位换档到第二档位,变速器响应于基于车辆速度的换档调度而从第一档位换档到第二档位。在该方法的第一示例中,该方法进一步包括响应于在发动机速度为零时将双离合变速器换档而调节电机的扭矩输出。该方法的第二示例可选地包括第一示例,并且进一步包括将补偿扭矩传递到电机,该补偿扭矩响应于第二档位。该方法的第三示例可选地包括第一和第二示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括其中补偿扭矩根据耦接到第二档位的变速器部件的惯性来确定。该方法的第四示例可选地包括第一至第三示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括其中变速器部件包括副轴和离合器的输入侧。该方法的第五示例可选地包括第一至第四示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括在将双离合变速器换档时经由电机推动车辆。该方法的第六示例可选地包括第一至第五示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括响应于人类驾驶员需求扭矩来调节电机的输出扭矩。
图15的方法还提供了一种传动系操作方法,其包括:将车辆参数从车辆中不同于变速器控制器的控制器传送到变速器控制器;以及在直接耦接到变速器的两个离合器的发动机停止转动并且在传动系中位于变速器下游的电机推动道路上的车辆时,将变速器的齿轮换档,两个离合器在将齿轮换档时保持打开,齿轮换档是响应于车辆参数经由变速器控制器执行的。在该方法的第一示例中,该方法进一步包括从变速器控制器传送将变速器部件从第一速度加速到第二速度的扭矩,其中变速器的两个离合器打开。
现在参考图16A,其示出了确定在车辆处于仅电力推进模式时用于加速与齿轮换档有关的变速器部件的扭矩量的第一框图。框图1600的方法可以用于图15的方法中。
变速器控制器(例如,图3的354)向乘法器框1608输出用于加速变速器部件(例如,同步器、齿轮、副轴、离合器的输出侧等)的估计扭矩。例如,如果图4中所示的变速器125的从第三齿轮至第四齿轮的升档被调度,则即将接合的齿轮(第四齿轮)(例如,426)的速度随着图4所示的同步器484的速度、副轴442的速度、输入轴404的速度和离合器127的输入侧的速度而变化。在一个示例中,用于加速变速器部件的估计扭矩可以是部件的惯性乘以从变速器部件的原始速度到接合即将接合的齿轮之后的变速器部件的期望速度的角加速度。在框1604处输入电机与被加速或减速的变速器部件之间的齿轮比,该齿轮比在框1608处乘以用于加速变速器部件的扭矩以提供补偿扭矩。补偿扭矩从框1608输出到求和点1610,在这里它与驾驶员需求扭矩相加。求和点1610的输出作为电机的扭矩请求被提供给电机控制器352。
现在参考图16B,其示出了确定在车辆处于仅电力推进模式时用于加速与齿轮换档有关的变速器部件的扭矩量的第二框图。框图1620的方法可以用在图15的方法中。
在框1622处输入变速器输入轴速度。变速器输入轴速度的先前值在框1604处被存储到存储器中。从框1624输出的先前变速器输入轴速度在求和点1630处被从框1622输出的当前变速器输入轴速度减去。求和点1630的输出被输入低通滤波器1632。低通滤波器1632的输出被输入到框1634,在这里该输出除以输入轴速度传感器的采样时间1628,该输入轴速度传感器提供输入轴速度到框1622。框1634的输出在框1636处乘以由于齿轮换档1626而被加速的变速器部件的惯性。框1636的输出在框1638处乘以电机与由于齿轮换档1637而被加速的变速器部件之间的齿轮比。框1638的输出是用于将变速器换档以避免传动系扭矩扰动和车辆速度扰动的补偿扭矩。框1638的输出在求和点1640处与驾驶员需求扭矩1642相加。求和点1640的输出作为电机的扭矩请求被提供给电机控制器352。
现在参考图16C,其示出了用于确定在车辆处于仅电力推进模式时用于加速与齿轮换档相关的变速器部件的扭矩量的第三框图。框图1650的方法可以用在图15的方法中。
在框1652处输入变速器输出轴速度。变速器输出轴速度的先前值在框1653处被存储到存储器中。从框1653输出的先前变速器输入轴速度在求和点1655处被从框1652输出的当前变速器输入轴速度减去。求和点1655的输出被输入到框1656,在这里它除以输入轴速度传感器的采样时间1657,该输入轴速度传感器将输出轴速度提供给框1652。框1656的输出在框1658处乘以先前锁定的齿轮比(例如,待脱离齿轮)的比率。在求和点1664处,从框1662的输出中减去框1658的输出。
在框1659处输入变速器输入轴速度。变速器输入轴速度的先前值在框1660处被存储到存储器中。从框1660输出的先前的变速器输入轴速度在求和点1661处被从框1659输出的当前变速器输入轴速度减去。求和点1661的输出除以输入轴速度传感器的采样时间1663,该输入轴速度传感器将输入轴速度提供给框1659。框1662的输出被输入到求和点1664。
求和点1664的输出被输入到低通滤波器1665中。低通滤波器1665的输出被输入到框1666,在这里它乘以由于齿轮换档1667而加速的变速器部件的惯性。框1666的输出在框1668处乘以电机与由于换档1680而加速的变速器部件之间的齿轮比。框1668的输出是用于将变速器换档以避免传动系扭矩扰动和车辆速度扰动的补偿扭矩。框1668的输出在求和点1669处与驾驶员需求扭矩1671相加。求和点1669的输出作为电机的扭矩请求被提供给电机控制器352。
现在参考图16D,其示出了用于确定在车辆处于仅电力推进模式时用于加速与齿轮换档相关的变速器部件的扭矩量的第四框图。框图1675的方法可以用在图15的方法中。
框1680提供类似开关的功能,以基于关于齿轮换档是否加速变速器的部件或减速变速器部件的判定(dermination)从正扭矩补偿1678、负扭矩补偿1679以及无扭矩补偿1677(例如,零)的预定值中进行选择。该判定可以基于换档是升档还是降档。该判定在1676处被输入到开关1680,并且该判定使得框1680将1678、1679和1677中的一个输出到求和点1682。框1680的输出在求和点1682处与驾驶员需求扭矩1685相加。求和点1682的输出作为电机的扭矩请求被提供给电机控制器352。
现在参考图17A,其示出了在不补偿位于变速器下游的电机的扭矩的情况下的模拟齿轮换档。在发动机被停止并且不燃烧空气和燃料的情况下将变速器换档而不提供扭矩补偿时,该序列可以通过图1A-4的***来提供。
从图17A的顶部起的第一曲线图是变速器输入轴速度相对于时间的曲线图。竖直轴表示变速器输入轴速度,并且变速器输入轴速度在竖直轴箭头的方向上增加。水平轴表示时间,并且时间从图的左侧到图的右侧增加。迹线1705表示与奇数齿轮(例如,第一齿轮、第三齿轮和第五齿轮)(例如,图4的402)接合的变速器输入轴的速度。迹线1710表示与偶数齿轮(例如,第二齿轮、第四齿轮和第六齿轮)(例如,图4的404)接合的变速器输入轴的速度。
从图17A的顶部起的第二曲线图是电机扭矩相对于时间的曲线图。竖直轴表示电机扭矩,并且电机扭矩在竖直轴箭头的方向上增加。水平轴表示时间,并且时间从图的左侧到图的右侧增加。
从图17A的顶部起的第三曲线图是车辆速度相对于时间的曲线图。竖直轴表示车辆速度,并且车辆速度在竖直轴箭头的方向上增加。水平轴表示时间,并且时间从图的左侧到图的右侧增加。
在时间T40处,变速器输入轴速度处于较低水平,并且电机扭矩处于中间水平。车辆速度是恒定且非零的。发动机转速为零,并且发动机不燃烧空气和燃料(未示出)。
在时间T41处,启动齿轮换档,使得变速器输入速度处于期望的速度以准备发动机起动。随着即将接合的齿轮被接合,变速器输入轴速度响应于经由位于变速器(例如,125)下游的电机通过变速器输出轴提供的扭矩而增加。由于电机提供驾驶员需求扭矩并且驾驶员需求扭矩还没有变化(未示出),因此电机的扭矩是恒定的。然而,随着变速器输入轴加速,车辆速度降低。由于电机扭矩的一部分将变速器的内部部件加速到作为当前车辆速度和接合的变速器档位的函数的新速度,车辆速度的下降是由传递给车轮的净扭矩减小引起的。
在时间T42处,在变速器的部件达到作为车辆速度和所选齿轮比的函数的新速度之后,输入轴达到最终速度。车辆速度返回到其在齿轮换档之前的原始值附近,并且电机扭矩保持恒定。
因此,在不补偿加速变速器部件的电机扭矩的情况下,车辆速度以可能不期望的方式变化。因此,可能期望电机扭矩补偿。
现在参考图17B,其示出了在补偿位于变速器下游的电机的扭矩的情况下的模拟齿轮换档。在发动机被停止并且不燃烧空气和燃料的情况下提供用于将变速器换档的扭矩补偿时,该序列可以通过图1A-4的***和图15的方法来提供。
从图17B的顶部起的第一曲线图是变速器输入轴速度相对于时间的曲线图。竖直轴表示变速器输入轴速度,并且变速器输入轴速度在竖直轴箭头的方向上增加。水平轴表示时间,并且时间从图的左侧到图的右侧增加。迹线1755表示与奇数齿轮(例如,第一齿轮、第三齿轮和第五齿轮)(例如,402)接合的变速器输入轴的速度。迹线1760表示与偶数齿轮(例如,第二齿轮、第四齿轮和第六齿轮)(例如,404)接合的变速器输入轴的速度。
从图17B的顶部起的第二曲线图是电机扭矩相对于时间的曲线图。竖直轴表示电机扭矩,并且电机扭矩在竖直轴的箭头方向上增加。水平轴表示时间,并且时间从图的左侧到图的右侧增加。
从图17B的顶部起的第三曲线图是车辆速度相对于时间的曲线图。竖直轴表示车辆速度,并且车辆速度在竖直轴箭头的方向上增加。水平轴表示时间,并且时间从图的左侧到图的右侧增加。
在时间T45处,变速器输入轴速度处于较低水平,并且电机扭矩处于中间水平。车辆速度是恒定且非零的。发动机转速为零,并且发动机不燃烧空气和燃料(未示出)。
在时间T46处,启动齿轮换档,使得变速器输入速度处于期望的速度以准备发动机起动。随着即将接合的齿轮接合,变速器输入轴速度响应于经由位于变速器下游的电机(例如,120)通过变速器输出轴提供的扭矩而增加。增加电机的扭矩以补偿与齿轮换档相关的变速器的加速部件。电机扭矩等于需求的车轮扭矩加上补偿扭矩,以响应于变速器齿轮换档而加速变速器部件。车辆速度有小的变化,但是它显著小于不提供补偿扭矩的情况。
在时间T47处,在变速器的部件达到作为车辆速度和所选齿轮比的函数的新速度之后,输入轴达到最终速度。此时补偿扭矩为零,因此电机扭矩是与齿轮换档之前相同的扭矩。
因此,经由电机向传动系提供补偿扭矩可以使车辆速度平滑并提高车辆驾驶性能。补偿扭矩可以是存储在控制器存储器中的预定值,或者它可以基于本文所述的当前车辆状况。
现在参考图18A和18B,其示出了用于起动在混合动力传动系中已停止转动的发动机的方法。发动机可以在发动机所在的车辆移动或静止时起动。图18A和18B的方法可以作为存储在一个或多个控制器的非暂态存储器中的可执行指令结合到图1A-4的***中。另外,图18A和18B的方法的各部分可以是经由图1A-4所示的控制器执行以转换现实世界中的装置或致动器的状态的动作。图18A和18B中示出的方法可以与本文所述的其它方法结合并协同操作。无论在发动机起动后是第一离合器126还是第二离合器127被施加,都可以应用图18A和18B的方法。
在1805处,方法1800确定车辆工况。车辆工况可以包括但不限于发动机速度、车辆速度、驾驶员需求的或期望的车轮扭矩以及位于变速器下游的电机(例如,120)的扭矩。方法1800进行到1810。
在1810处,方法1800判断混合动力传动系是以仅电力推进模式还是以电动车辆模式进行操作。如果发动机停止转动并且位于传动系中的电机提供扭矩以推动或减慢车辆,则方法1800可以判断混合动力传动系以仅电力推进模式进行操作。发动机在仅电力模式中不燃烧空气和燃料。如果方法1800判断混合动力传动系以仅电力推进模式进行操作,则答案为是,并且方法1800进行到1820。否则,答案为否,并且方法1800进行到1815。
在1815处,方法1800经由发动机扭矩或者发动机扭矩与电机扭矩提供期望的车轮扭矩。在一个示例中,通过将期望的车轮扭矩的第一部分分配给发动机并且将期望的车轮扭矩的第二部分分配给位于变速器下游的电机来提供期望的或请求的车轮扭矩的一部分。在提供期望的车轮扭矩之后,方法1800进行到退出。
在1820处,方法1800判断是否存在增加的车轮扭矩请求。在一个示例中,如果期望的车轮扭矩的当前采样值大于期望的车轮扭矩的最近过去采样值,则方法1800可以判断存在增加的车轮扭矩请求。如果方法1800判断存在增加的车轮扭矩请求,则答案为是,并且方法1800进行到1825。否则,答案为否,并且方法1800进行到1825。
在1825处,方法1800响应于增加的请求车轮扭矩而增加变速器(例如,125)下游的电机的扭矩。特别地,可以增加电机扭矩以匹配期望的车轮扭矩乘以电机与车轮之间的任何齿轮比,并且考虑车轮滚动半径。方法1800进行到1830。
在1830处,方法1800接合期望的齿轮比并且预置选择性地传递扭矩到期望齿轮比的离合器。在一个示例中,期望的齿轮比基于车辆速度和期望的车轮扭矩。期望的齿轮比可以从存储在存储器中的变速器换档调度中提取。变速器换档调度通过车辆速度和期望的车轮扭矩进行编索引。变速器换档调度输出齿轮比或期望的档位。选择性地将扭矩提供到期望齿轮比的离合器经由传递到离合器的流体的冲程压力进行预置。冲程压力可以是将离合器板移动到刚好在离合器将扭矩从离合器的输入侧传递到离合器的输出侧之前的位置的压力。方法1800进行到1835。
在1835处,如果发动机未起动,则方法1800起动发动机。在发动机起动后或者如果发动机正在燃烧空气和燃料,则将发动机速度调节到期望的变速器输入轴速度。发动机速度被加速到大于发动机怠速速度的速度。该发动机速度可以称为发动机起步速度。增加发动机速度可提高发动机提供更大扭矩量的能力。如果在其中发动机正在运行的车辆正在移动,则发动机速度被增加到期望的变速器输入轴速度加上可变的偏移值。发动机在发动机扭矩变化的情况下以速度控制模式进行操作,使得发动机速度遵循期望的发动机速度。方法1800进行到1840。
在1840处,方法1800判断在传动系中位于变速器下游的电机的扭矩是否大于阈值。方法1800可以通过进入或离开电机的电流来估计电机扭矩。如果方法1800判断电机扭矩大于阈值,则答案为是,并且方法1800进行到1845。否则答案为否,方法1800返回到1820。
在1845处,方法1800调节发动机速度和离合器的扭矩能力,该离合器响应于期望的车轮扭矩或驾驶员需求扭矩来选择性地将扭矩传递到接合的变速器齿轮。驾驶员或控制器可以经由加速器踏板或控制器变量来请求车轮扭矩。例如,如果期望的车轮扭矩继续增加,则可以增加期望的发动机速度以增加发动机的扭矩能力。此外,随着期望的车轮扭矩增加,可以增加选择性地将扭矩传递到所接合齿轮的离合器的扭矩能力。通过增加供应到离合器的流体的压力来增加离合器的扭矩能力。类似地,如果期望的车轮扭矩减小,则可以减小期望的发动机速度以降低发动机的扭矩能力,并且可以降低选择性地将扭矩传递到所接合齿轮的离合器的扭矩能力。方法1800进行到1850。
在1850处,方法1800判断将扭矩传递到所接合齿轮的变速器输入轴的速度加上偏移速度是否大于发动机起步速度。如果方法1800判断将扭矩传递到所接合齿轮的变速器输入轴的速度加上偏移速度大于发动机起步速度,则答案为是,方法1800进行到1855。否则答案为否,方法1800返回到1845。
在图18B的1855处,发动机继续以速度控制模式进行操作,并且命令发动机速度遵循将扭矩传递到所接合齿轮的变速器输入轴的速度加上偏移速度。此外,离合器的扭矩能力继续被控制为期望的车轮扭矩的函数。方法1800进行到1860。
在1860处,方法1800判断发动机曲轴加速度和选择性地将扭矩传递到所接合齿轮的变速器输入轴的加速度是否实质上相等(例如,在彼此的±10%以内),以及将扭矩传递到所接合齿轮的变速器输入轴的速度是否大于发动机起步速度。如果是这样,则答案为是,并且方法1800进行到1865。否则答案为否,并且方法1800返回到1855。
在1865处,方法1800减少期望发动机速度与选择性地将扭矩传递到所接合齿轮的变速器输入轴的期望速度之间的偏移速度。通过减小该偏移速度,可以将发动机速度和选择性地将扭矩传递到所接合齿轮的变速器输入轴的速度合在起来。方法1800进行到1870。
在1870处,方法1800判断发动机曲轴速度和选择性地将扭矩传递到所接合齿轮的变速器输入轴的速度是否实质上相等(例如,在彼此的±75RPM内)。如果是这样,则答案为是,并且方法1800进行到1875。否则答案为否,并且方法1800返回到1865。
在1875处,方法1800锁定选择性地将扭矩传递到所接合齿轮的离合器。可以通过增加供应给离合器的流体的压力来锁定离合器。方法1800进行到1880。
在1880处,方法1800增加发动机扭矩以提供所请求的车轮扭矩。发动机扭矩可以通过打开发动机的节气门、调节发动机火花正时或者调节其它发动机扭矩致动器而增加。方法1800进行到退出。
以此方式,可以起动发动机并且可以将发动机扭矩传递到混合动力车辆的传动系,使得可以降低传动系扭矩扰动的可能性。此外,如果发动机在其中操作的车辆是静止的或运动的,则可以应用图18A和18B的方法。
图18A和18B的方法提供了一种传动系操作方法,其包括:在车辆的发动机与车辆的传动系解耦时,仅经由电机推动车辆,电机在传动系中位于变速器的下游;在发动机停止转动时将变速器的齿轮换档;以及响应于增加的需求扭矩来起动发动机并预置变速器的离合器,该离合器是通过用流体部分地填充离合器并传递小于或等于阈值量的一定量的扭矩经过离合器来预置的。在该方法的第一示例中,该方法进一步包括其中变速器是双离合变速器,并且其中阈值量为零扭矩。该方法的第二示例可选地包括第一示例,并且进一步包括其中在所有变速器离合器都处于打开状态的情况下发生齿轮换档。该方法的第三示例可选地包括第一和第二示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括其中根据车辆速度执行齿轮换档。该方法的第四示例可选地包括第一至第三示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括其中离合器选择性地耦接到副轴上的多个齿轮中的一个。该方法的第五示例可选地包括第一至第四示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括其中车辆响应于增加的需求扭矩从零速度加速。该方法的第六示例可选地包括第一至第五示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括以速度控制模式将发动机加速到用于车辆起步的发动机速度,用于车辆起步的发动机速度大于发动机怠速速度。该方法的第七示例可选地包括第一至第六示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括其中基于用于经由离合器将发动机连接到变速器的期望发动机速度,将变速器换档到变速器。
图18A和18B的方法还提供了一种传动系操作方法,其包括:在车辆的发动机与车辆的传动系解耦时,仅经由电机推动车辆,电机在传动系中位于变速器的下游;响应于增加的需求扭矩来起动发动机并预置变速器的离合器,该离合器是通过用流体部分地填充离合器并传递小于或等于阈值量的一定量的扭矩经过离合器来预置的;以及响应于电机的输出扭矩超过阈值,以速度控制模式将发动机加速到大于期望的变速器输入轴速度的速度。在该方法的第一示例中,该方法进一步包括增加离合器的扭矩传递能力,同时将发动机加速到大于期望的变速器输入轴速度的速度。该方法的第二示例可选地包括第一示例,并且进一步包括其中离合器扭矩传递能力与发动机加速度成比例地增加。该方法的第三示例可选地包括第一和第二示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括响应于传动系需求扭矩的增加来调节离合器扭矩传递能力。该方法的第四示例可选地包括第一至第三示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括通过以速度控制模式继续操作发动机来将发动机速度保持在大于期望的变速器输入轴速度的速度。该方法的第五示例可选地包括第一至第四示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括响应于期望的传动系扭矩的减小而增加离合器的滑移。该方法的第六示例可选地包括第一至第五示例中的任何一个或多个或每个,并且进一步包括在发动机停止时变速器的齿轮换档期间以及在以速度控制模式加速发动机期间,接收发动机速度和至变速器控制器的传动系需求扭矩。
现在转向图19A,根据图18A-18B所示的方法1800并且适用于本文参考图1A-4所述的***,示出了用于发动机连接算法的示例预言时间线1900。上图描绘了在竖直轴上的发动机(例如,110)和变速器输入轴(例如,402、404)的转速,而下图描绘了扭矩分布(车轮扭矩、发动机扭矩、总发动机曲轴扭矩)。上图和下图二者的水平轴描绘时间。更具体地,时间线1900包括指示随时间推移的期望的发动机速度的曲线图1905以及指示随时间推移的发动机速度的曲线图1910。时间线1900进一步包括指示随时间推移的输入轴速度的曲线图1915以及指示随时间推移的输入轴速度加上偏移量的曲线图1920。时间线1900进一步包括指示随时间推移的正常发动机起动速度分布(例如,在车辆变速器停止并且没有响应于增加的扭矩需求期间发动机起动时的发动机速度分布)的曲线图1923。时间线1900进一步包括指示随时间推移的期望的总车轮扭矩的曲线图1925以及指示随时间推移的来自电机(例如,120)的实际车轮扭矩的曲线图1930。时间线1900进一步包括指示随时间推移通过车辆变速器和最终驱动器的来自起步离合器的车轮扭矩的曲线图1935。时间线1900进一步包括指示随时间推移的总发动机曲轴扭矩乘以变速器和最终驱动比的曲线图1940。箭头1942指示加速发动机惯性所需的发动机扭矩。
此外,随时间推移,箭头1945指示在时间T50和T52之间的时间段,其中起步离合器(例如,被闭合以加速车辆的离合器)打开,双向箭头1950指示时间T52和T55之间的时间段,其中起步离合器滑移,并且箭头1955指示时间T55和T56之间的时间段,其中起步离合器被锁定。
在时间T50处,如曲线图1910所示,发动机接通并以正常的怠速速度转动。此外,车辆是静止的,因为扭矩没有被传递到车轮,其由在时间T50处缺少扭矩的指示来指示。虽然该示例时间线示出了其中发动机以怠速速度运转的示例状况,但是可以理解的是,如果发动机最初关闭,则可以进行关于发动机连接算法的描述,而不脱离本公开的范围。
在时间T51处,踩加速器踏板(tip-in)施加增加的车轮扭矩请求。因此,在时间T51与T52之间,车辆经由电机来推动,其中发动机和双离合变速器(例如,125)准备将发动机扭矩传递给车轮。因此,在时间T51与T52之间,期望的车轮扭矩沿速率限制迹线增加到由加速器踏板位置(和潜在的其它信号)确定的值。这种速率可以由稳定性限值、传动系扭转管理、校准值或为了提供期望车辆响应而计算的其它值来确定。
因此,在时间T51与T52之间,如曲线图1930所示,电机车轮扭矩仅通过电力推进而增加以遵循期望的扭矩基准。用电力驱动牵引可以提供快速车辆响应,可以给出时间缓冲器以使发动机和DCT准备好传递扭矩,并且可以允许电机被用于根据需要快速减小车轮扭矩以用于牵引力控制、稳定性控制或改变加速器踏板提升。
此外,在时间T51与T52期间,DCT可以使目标输入离合器准备好对能力进行运送并锁定期望的目标齿轮比。例如,离合器致动器(例如,图4的489)可以被填充加压流体。作为示例,在车辆静止的情况下,期望的齿轮比可以是第一齿轮(例如,420)。在车辆在踩加速器踏板时移动的情况下(例如,加速器踏板位置的增加),可以基于满足车轮扭矩需求和连接发动机时的期望发动机速度所需的发动机扭矩倍数来确定期望的档位。
如果发动机在怠速速度控制中运行(如在示例时间线1900中),期望的发动机速度可能升高。在车辆静止的情况下(如在示例时间线1900中),期望的速度可以上升到怠速速度以上至用于车辆起步的值,以提供给发动机更多的扭矩能力,以用来自起步离合器的负载更好地调节发动机速度,并且还向驾驶员指示车辆正在响应踩加速器踏板请求。在车辆移动的示例中,期望的发动机速度可以是期望的DCT输入轴速度加上可变的偏移速度。此外,在发动机关闭的情况下,可以使发动机以上述相同的期望发动机速度起动并进入速度控制。
在时间T52处,可以理解的是,电机(例如,120)扭矩高于可配置阈值,表明其接近运行不足的能力,并且可以进一步理解,发动机速度高于期望的变速器输入轴速度。
因此,在时间T52与T53之间,可以理解,电机扭矩使扭矩高于电机扭矩阈值(未示出),表明其接近运行不足以满足驾驶员的需求。因此,发动机扭矩可以被添加到车轮以实现所需的车轮扭矩分布(profile)。将发动机扭矩添加到车轮以实现所需的扭矩分布可以包括发动机速度大于期望的变速器输入轴速度以通过滑移的离合器传递正扭矩。在车辆静止的示例状况下,由于输入轴速度较低,可以通过滑移的离合器无延迟地传递正扭矩。然而,在车辆正在移动的示例状况中,在可以应用离合器以便向传动系传递正扭矩之前将发动机速度升高到高于期望的输入轴速度时,可能存在时间延迟。在任一情况下,以马达扭矩被施加的相同速率斜坡施加(ramp in)离合器扭矩,以保持恒定的传动系扭转和车辆加速。
在车辆静止的示例状况下,车辆速度将较低,并且用于车辆起步齿轮的变速器的输入轴可能低于可用于起步的最小发动机速度,因此输入离合器可能滑移以将发动机扭矩传递给车轮。由于在这种时间期间需要恒定的发动机速度,因此发动机扭矩可以近似等于增加的离合器扭矩。由于离合器此时是控制车轮扭矩和车辆加速度的装置,所以驾驶员需求可能决定滑移离合器扭矩的峰值。因此,当离合器滑移时,加速器输入和驾驶员需求可以被映射到离合器扭矩。换句话说,离合器扭矩能力可以是驾驶员需求扭矩的函数。
在车辆初始移动的示例状况下,发动机速度可能高于期望的输入轴速度,并且进一步地,输入轴速度可能高于最小发动机起步速度,从而能够在最小离合器滑移期间传递正扭矩。
此外,响应于驾驶员减少期望的车轮扭矩,可以进行减小电机扭矩和滑移离合器扭矩能力的组合以满足车轮扭矩减小。此时,可以打开DCT离合器以将车辆返回到电力推进模式,或者车辆可以通过起步离合器滑移而继续加速,直到变速器输入轴速度足够高以使离合器锁定在用于混合动力车辆推进的发动机起步速度。
在时间T53处,目标输入轴速度加上偏移量上升到高于起步发动机速度。因此,在时间T53与T54之间,发动机速度控制器可以增加发动机扭矩以遵循输入轴速度加上附加偏移量。附加偏移量可以用于保持横跨离合器的正滑移并防止其在需要之前锁定。可以理解,滑移离合器控制车轮扭矩,因此车辆操作没有变化。因此,时间T53与T54之间的时间段可用于匹配输入轴与曲轴之间的加速度,以通过减少锁定点处的发动机扭矩增加量来实现平滑的离合器锁定事件,从而通过在锁定时增加的传动系惯性来保持相同的车辆加速度。
在时间T54处,曲轴和变速器输入具有相同的加速度,并且输入速度高于起步速度。因此,在时间T55与T56之间,一旦发动机曲轴和输入轴的加速度相同,并且输入轴高于用于离合器锁定的最小发动机速度,则发动机速度控制目标与输入轴速度之间的偏移量减小到零。这可以作为时间的函数线性减小,或者可以使用一些其它手段成形,使得发动机速度控制器可以减小发动机扭矩以将两个轴速度带到一起,以允许离合器锁定。通过使发动机速度控制器控制离合器锁定而不是协调发动机和离合器扭矩,可以自动补偿发动机和离合器扭矩误差,并且可以提供由减小速度偏移的速率确定的鲁棒锁定时间。
在时间T55处,发动机速度和输入轴速度匹配并实现离合器锁定。因此,在时间T55与T56之间,一旦发动机速度和输入轴速度在阈值内匹配,则可以快速增加DCT目标输入离合器能力以锁定离合器,而不会影响传动系车轮扭矩,因为速度和加速度可以紧密匹配。当离合器锁定时,通过离合器传递到变速器中的扭矩可以从其滑移能力改变为发动机扭矩减去用于加速发动机惯性所需的扭矩。当发动机和输入轴的速度匹配时,与发动机和输入轴的加速度越紧密地匹配,由于该锁定,扭矩的差异越小。发动机的加速度可以至少稍微低于输入轴的加速度,以便使速度交叉并使得能够进行离合器锁定。因此,一定量的发动机扭矩可以被快速地添加到变速器中以补偿由发动机添加到输入离合器的附加惯性。在锁定之后,通过变速器传递到车轮的发动机扭矩可以由发动机扭矩控制器而不是离合器直接控制。为了保持与变速器相同的扭矩速率,发动机可能需要产生来自发动机的期望的车轮扭矩贡献加上该扭矩,以继续实现相同的发动机惯性加速度。
因此,可以在时间T55与T56之间完成向混合动力推进的转变,并且根据能量管理可以混合电机扭矩并且发动机扭矩增加,以实现两者即电机和发动机之间的期望的扭矩划分。
现在转向图19B,根据图18A-18B所示的方法1800并且适用于本文参考图1A-4所述的***,示出了用于发动机连接算法的示例预言时间线1900。在该示例中,发动机被起动,同时发动机在其中运转的车辆在道路上滚动。上图描绘在竖直轴上的发动机(例如,110)和变速器输入轴(例如,402、404)的转速,而下图描绘了扭矩分布(车轮扭矩、发动机扭矩、总发动机曲轴扭矩)。上图和下图的水平轴都描绘时间。更具体地,时间线1950包括指示随时间推移的期望的发动机速度的曲线图1905以及指示随时间推移的发动机速度的曲线图1910。时间线1950进一步包括指示随时间推移的输入轴速度的曲线图1915以及指示随时间推移的输入轴速度加上偏移量的曲线图1920。时间线1950进一步包括指示随时间推移的期望的总车轮扭矩的曲线图1925以及指示随时间推移来自电机(例如,120)的实际车轮扭矩的曲线图1930。时间线1950进一步包括指示随时间推移通过车辆变速器和最终驱动器的起步离合器的车轮扭矩的曲线图1935。时间线1900进一步包括指示随时间推移的总发动机曲轴扭矩乘以变速器与最终驱动器比率的曲线图1940。箭头1942指示加速发动机惯性所需的发动机扭矩。
此外,随时间推移,箭头1945指示时间T60与T62之间的时间段,其中起步离合器(例如,被闭合以加速车辆的离合器)打开,双向箭头1950指示时间T62与T65之间的时间段,其中起步离合器滑移,并且箭头1955指示时间T65与T66之间的时间段,其中起步离合器被锁定。
在时间T60处,如曲线图1910所示,发动机停止,不转动,且不燃烧空气和燃料。此外,车辆经由来自电机(例如,120)的动力而滚动,如由在时间T50来自电机1930的实际车轮扭矩所指示。
在时间T61处,踩加速器踏板施加增加的车轮扭矩请求。因此,在时间T61与T62之间,车辆经由电机来推动,并且发动机和双离合变速器(例如,125)准备将发动机扭矩传递到车轮。因此,在时间T61与T62之间,期望的车轮扭矩1925沿着速率限制迹线增加到由加速器踏板位置(以及潜在的其它信号)确定的值。这种速率可以由稳定性限值、传动系扭转管理、校准值或为了提供所需车辆响应而计算的其它值来确定。
在时间T61处,期望的发动机速度1905增加以指示起动发动机的请求。发动机被起动,并它开始加速到与当前接合的变速器齿轮耦接的输入轴的输入轴速度加上偏移速度值1920。发动机在速度控制模式中被加速到其期望速度。
因此,在时间T61与T62之间,如曲线图1930所示,电机车轮扭矩在仅电力推进的情况下增加以遵循期望的扭矩参考值。以电力驱动牵引可以提供快速的车辆响应,可以给出时间缓冲器以使发动机和DCT准备好传递扭矩,并且可以允许电机被用于根据需要快速地减小车轮扭矩以用于牵引力控制、稳定性控制或改变加速器踏板提升。
此外,在时间T61与T62期间,DCT可以使目标输入离合器准备好对能力进行运送并锁定期望的目标齿轮比。例如,离合器致动器(例如,图4的489)可以被填充加压流体。作为示例,在车辆静止的情况下,期望的齿轮比可以是第一齿轮(例如,420)。在车辆在踩加速器踏板时移动的情况下(例如,加速器踏板位置的增加),可以基于满足车轮扭矩需求和连接发动机时的期望发动机速度所需的发动机扭矩倍数来确定期望的档位。
在时间T62处,可以理解的是,电机(例如,120)扭矩高于可配置阈值,表明其接近运行不足的能力,并且可以进一步理解,发动机速度高于期望的变速器输入轴速度。
因此,在时间T62与T63之间,可以理解,电机扭矩使扭矩高于电机扭矩阈值(未示出),表明其接近运行不足以满足驾驶员的需求。因此,发动机扭矩可以被添加到车轮以实现所需的车轮扭矩分布(profile)。
由于在这种时间期间需要恒定的发动机速度,因此发动机扭矩可以近似等于增加的离合器扭矩。由于离合器此时是控制车轮扭矩和车辆加速度的装置,所以驾驶员需求可能决定滑移离合器扭矩的峰值。因此,当离合器滑移时,加速器输入和驾驶员需求可以被映射到离合器扭矩。换句话说,离合器扭矩能力可以是驾驶员需求扭矩的函数。
在时间T63处,期望的输入轴速度加上偏移量上升高于起步发动机速度。因此,在时间T63与T64之间,发动机速度控制器可以增加发动机扭矩以遵循输入轴速度加上附加偏移量。附加偏移量可以用于保持横跨离合器的正滑移并防止其在需要之前锁定。在时间T63与T64之间的时间段可以用于匹配输入轴和曲轴之间的加速度,以通过减少在锁定点处的发动机扭矩增加量来实现平滑的离合器锁定事件,从而在锁定时用增加的传动系惯性保持相同的车辆加速度。
在时间T64处,曲轴和变速器输入具有相同的加速度,并且输入速度高于起步速度。因此,在时间T65与T66之间,一旦发动机曲轴和输入轴的加速度相同,并且输入轴高于用于离合器锁定的最小发动机速度,则发动机速度控制目标与输入轴速度之间的偏移减小为零。
在时间T65处,发动机速度和输入轴速度匹配并实现离合器锁定。因此,在时间T65与T66之间,一旦发动机速度和输入轴速度在阈值内匹配,则可以快速增加DCT目标输入离合器能力以锁定离合器,而不会影响传动系车轮扭矩,因为速度和加速度可以紧密匹配。
因此,可以在时间T65与T66之间完成向混合动力推进的转变。发动机可以从停止状态起动并加速到变速器输入轴的速度。变速器离合器中的一个可以响应于驾驶员需求扭矩而随着离合器滑移闭合。正在闭合的离合器将发动机扭矩传递到车轮以满足驾驶员需求扭矩。在发动机速度和变速器速度实质上相等之后,正在闭合的离合器完全闭合。
以此方式,可以避免与在包括位于发动机下游的电机和双离合变速器的高性能车辆中的激进驾驶相关联的问题。
技术效果是认识到可以通过增加升档持续时间、增加发动机火花延迟、增加经由电机从传动系吸收的扭矩,和/或增加变速器离合器滑移来降低减小车辆稳定性的可能性。增加换档持续时间会减小传递到变速器输出轴的扭矩,正如通过火花延迟减小发动机扭矩那样。减小的变速器输出扭矩可以提供附加车辆稳定性。此外,可以通过经由位于变速器下游的电机吸收变速器输出扭矩来减小车轮扭矩,从而改善车辆稳定性。
注意,本文包括的示例性控制和估计例程可以用于各种发动机和/或车辆***配置。本文公开的控制方法和例程可以作为可执行指令存储在非暂态存储器中,并且可以由包括控制器的控制***与各种传感器、致动器和其它发动机硬件组合来执行。
此外,部分方法可以是在现实世界中采取以改变装置状态的物理动作。本文描述的特定例程可以表示任何数量的处理策略中的一个或多个,诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此,所示的各种动作、操作和/或功能可以以所示的顺序并行地或在某些情况下被省略地执行。同样地,为了实现本文所述的示例性示例的特征和优点,处理的顺序不一定是必需的,而是为了便于说明和描述而提供的。可以取决于所使用的特定策略重复执行所示出的动作、操作和/或功能中的一个或多个。此外,所描述的动作、操作和/或功能可以以图形方式表示要编程到发动机控制***中的计算机可读存储介质的非暂态存储器中的代码,其中所描述的动作通过执行***(包括与电子控制器相结合的各种发动机硬件组件)中的指令来执行。如果需要,可以省略本文描述的一个或多个方法步骤。
应当理解,本文公开的配置和例程本质上是示例性的,并且这些具体示例不被认为是限制性的,因为许多变化是可能的。例如,上述技术可以应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸等发动机类型。本公开的主题包括各种***和配置以及本文公开的其它特征、功能和/或性质的所有新颖和非显而易见的组合和子组合。
以下权利要求特别指出了被认为是新颖且不明显的某些组合和子组合。这些权利要求可以指“一个”元素或“第一”元素或其等同物。这种权利要求应被理解为包括一个或多个这种元素的并入,既不要求也不排除两个或更多个这种元素。所公开的特征、功能、要素和/或性质的其它组合和子组合可以通过修改本权利要求或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求来声明。这种权利要求,不管是对原始权利要求的范围更宽、更窄、相同或者不同,也被视为包括在本公开的主题内。
Claims (25)
1.一种传动系操作方法,其包括:
在变速器从第一齿轮升档到第二齿轮期间,响应于车辆稳定性控制参数超过阈值,调节所述变速器的离合器压力以调节离合器的滑移。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述车辆稳定性控制参数是车辆偏航的估计结果。
3.根据权利要求1所述的方法,其中所述车辆稳定性控制参数是车辆翻滚的估计结果。
4.根据权利要求1所述的方法,其中所述车辆稳定性控制参数是车辆横向加速度的估计结果。
5.根据权利要求1所述的方法,其中所述离合器在所述升档期间将扭矩传递到所述第二齿轮,并且该方法进一步包括:
经由所述离合器将扭矩传递到第三齿轮。
6.根据权利要求1所述的方法,其进一步包括:响应于所述车辆稳定性控制参数不超过阈值并且所述车辆稳定性控制参数从所述阈值减小,减少所述离合器的滑移时间。
7.根据权利要求1所述的方法,其进一步包括:进一步响应于电池充电状态,调节所述离合器的滑移。
8.根据权利要求1所述的方法,其进一步包括:响应于所述车辆稳定性控制参数超过所述阈值,经由火花正时调节发动机扭矩。
9.一种传动系操作方法,其包括:
在变速器从第一齿轮升档到第二齿轮期间,响应于车辆稳定性控制参数,调节在所述升档的惯性阶段期间经由电机吸收的传动系扭矩的量。
10.根据权利要求9所述的方法,其中所述惯性阶段是所述升档的一部分,在其中发动机速度与即将接合的齿轮的速度同步。
11.根据权利要求9所述的方法,其进一步包括响应于所述车辆稳定性控制参数而调节所述变速器的离合器压力。
12.根据权利要求11所述的方法,其中响应于车辆稳定性控制参数超过阈值,减小离合器压力。
13.根据权利要求9所述的方法,其中响应于车辆稳定性控制参数超过阈值,增加在所述惯性阶段期间经由所述电机吸收的传动系扭矩的量。
14.根据权利要求9所述的方法,其进一步包括在所述升档的所述惯性阶段期间经由所述电机对电池充电,除非电池充电状态大于阈值。
15.根据权利要求14所述的方法,其进一步包括响应于在所述升档期间的电池充电状态大于所述阈值,延迟耦接到所述变速器的发动机的火花。
16.根据权利要求9所述的方法,其中其中所述变速器是双离合变速器。
17.一种传动系操作方法,其包括:
响应于车辆稳定性控制参数在升档期间调节变速器离合器的离合器压力,使得经由传动系传递到车辆的车轮的扭矩不会导致所述车辆稳定性控制参数超过车辆稳定性控制阈值。
18.根据权利要求17所述的方法,其进一步包括在所述升档期间调节电机的扭矩,使得经由所述传动系传递到所述车辆的车轮的扭矩不会导致所述车辆稳定性控制参数超过所述车辆稳定性控制阈值。
19.根据权利要求18所述的方法,其进一步包括通过调节火花正时在所述升档期间调节发动机的扭矩,使得经由所述传动系传递到所述车辆的车轮的扭矩不会导致所述车辆稳定性控制参数超过所述车辆稳定性控制阈值。
20.一种***,其包括:
发动机;
耦接到所述发动机的双离合变速器;
耦接到所述双离合变速器的电机;以及
控制器,其包括存储在非暂态存储器中的可执行指令,用于在升档期间响应于车辆稳定性控制参数而调节所述双离合变速器的离合器的滑移。
21.根据权利要求20所述的***,其进一步包括在所述升档期间响应于所述车辆稳定性控制参数而延迟火花正时的附加指令。
22.根据权利要求20所述的***,其进一步包括响应于所述车辆稳定性控制参数经由所述电机吸收来自所述传动系的扭矩的附加指令。
23.根据权利要求22所述的***,其中其中经由所述电机吸收的扭矩量响应于即将接合的齿轮比。
24.根据权利要求20所述的***,其进一步包括加速度计。
25.根据权利要求23所述的***,其进一步包括用于从所述加速度计的输出确定所述车辆稳定性控制参数的附加指令。
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