CN108437975B - 用于满足混合动力车辆中的车轮扭矩需求的***和方法 - Google Patents
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Abstract
本公开示出了一种用于满足混合动力车辆中的车轮扭矩需求的***和方法,该混合动力车辆具有发动机、被连接至车辆的传动系位于发动机下游的双离合变速器、和被连接至传动系位于双离合变速器下游的电机。在一个示例中,一种方法包含通过被控制为第一容量的双离合变速器的离合器传递变速器输入扭矩,并且响应于期望的变速器输入扭矩超过该容量,而增加被连接在双离合变速器下游的电机的扭矩输出来协助满足车轮扭矩需求。以这种方式,在变速器输入扭矩受离合器容量限制的情况下,可以满足驾驶员请求的加速度增加。
Description
技术领域
本发明总体上涉及用于在变速器的输入扭矩被限制的情况下满足驾驶员需求的车轮扭矩的方法和***。
背景技术
在车辆操作者通过按压加速器踏板来指示期望增加的车辆加速度的情况下,变速器组件输入扭矩可能不得不增加以实现期望的车辆加速度增加。然而,如果请求的期望的变速器组件输入扭矩超过当前的变速器组件输入扭矩极限,则任何超出的变速器组件输入扭矩可能仅使变速器组件输入转速加速,导致具有一个或多个变速器离合器的车辆变速器的大的离合器打滑,并且可能不会导致车辆速度增加。在这种情况下,除了不能达到驾驶员对于增加车辆加速度的需求之外,所产生的离合器打滑可以导致耐久性问题。
车辆变速器可以具有扭矩极限的一个示例包括离合器扭矩追踪模式下的双离合变速器(DCT)。更具体地,扭矩追踪模式可以包括DCT的有效离合器的离合器扭矩容量被设定为比变速器组件输入扭矩大阈值量的情况。换句话说,可以不以可能的最大扭矩容量来锁定有效离合器,但是有效离合器可以维持在变速器组件输入扭矩阈值以下。扭矩追踪的益处可以包括更快的离合器分离响应时间、以及被配置为向DCT离合器提供液压流体的泵的较少的液压压力需求。但是,在这种扭矩追踪模式下,变速器组件输入扭矩的任何期望的增加必须与离合器扭矩容量的增加相协调。通常,可以对变速器组件输入扭矩的增加施加某种速率限制,以避免变速器组件输入扭矩增加超过离合器扭矩容量。
另一示例可以包含用于双离合变速器的换挡事件。通常,在升挡事件期间,离合器扭矩容量可以在即将分离的离合器上降低,而离合器扭矩容量可以同时在即将接合的离合器上增加。当变速器输入转速降低至由新的齿轮比确定的转速时,换挡可以结束或者终止,其中即将接合的离合器承载所有变速器输入扭矩。
如果在这样的升挡事件期间车辆操作者突然踩下加速器踏板,则可能需要增加变速器输入扭矩来实现车辆操作者对更多加速度的请求。然而,问题是可以基于在换挡开始时请求的变速器组件输入扭矩来预定用于这种换挡的离合器扭矩容量。如果在换挡期间变速器输入扭矩上升太快,离合器可能不能如此快地增加扭矩容量,并且一旦变速器输入扭矩超过离合器扭矩容量,则变速器组件输入转速可能开始加速并且换挡可能由于升挡需要降低变速器组件输入转速而没有完成。
车辆可以通过根据离合器扭矩容量限制变速器组件输入扭矩的增加来解决这个问题,其中变速器组件输入扭矩被限制为小于驾驶员请求的扭矩并且与增加的离合器扭矩容量协同地缓慢增加。这可能导致对驾驶员对更多车辆加速度的请求响应较慢,这可能被车辆操作者认为是犹豫。此外,发动机可以响应于由于某些致动器的响应时间(例如,涡轮增压延迟等)而被移除的离合器扭矩极限,而需要额外的时间来构建扭矩。
另一个示例可以包括这样的情况,其中离合器扭矩容量可以被错误地估算为足够大以增加变速器组件输入扭矩,但是其中实际上离合器不具有与预期同样多的扭矩容量。这种差异可能是由离合器劣化、传感器读数不正确、或者离合器扭矩估算算法中的误差而造成的。在这样的示例中,当变速器组件输入扭矩增加到大于离合器扭矩容量时,变速器组件输入转速可以增加至大于变速器输入轴转速,这可以导致离合器打滑。
发明内容
本文的发明人已经认识到这些问题,并且已经开发了用于至少部分地解决上述问题的***和方法。在一个示例中,提供了一种方法,该方法包含通过被控制为小于最大容量的第一容量的双离合变速器的离合器传递变速器输入扭矩,并且响应于期望的变速器输入扭矩超过该容量,增加被连接在双离合变速器下游的马达的转矩输出来协助满足车轮扭矩需求,同时维持变速器输入扭矩小于第一容量。在一个示例中,被连接在双离合变速器下游的马达包括被配置用于向驱动轮提供扭矩的电机、或者连接至非驱动轮的一个或多个电动马达,其中驱动轮包括从发动机接收动力的一个或多个车轮。以这种方式,可以满足请求的车轮扭矩,并且不会导致离合器打滑。
在一个示例中,该方法可以包含当马达的扭矩输出协助满足车轮扭矩需求时,将离合器容量从第一容量增加至大于期望的变速器输入扭矩的第二容量。在这样的示例中,该方法还可以包含当将离合器容量增加至第二容量时增加变速器输入扭矩,同时维持变速器输入扭矩低于增加的离合器容量。这种方法还可以包括当增加变速器输入扭矩时减小马达的输出以满足车轮扭矩需求。此外,该方法可以包含将发动机扭矩增加至期望输入扭矩,同时通过由被连接至发动机的集成起动器/发电机提供的负扭矩抵消增加的发动机扭矩,其中通过减少由集成起动器/发电机提供的负扭矩来实现增加变速器输入扭矩,同时增加离合器容量。
将单独通过以下具体实施方式或者通过将其与附图结合来使本发明的上述优点和其他优点、以及特征显而易见。
应当理解,提供以上发明内容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选出的构思。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征,所要求保护的主题的范围由具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外,所要求保护的主题不限于解决本公开的上述或在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简图;
图2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3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4示出了示出在双离合变速器在扭矩追踪模式下运行的非混合动力车辆中车辆操作者请求的增加车辆加速度的示例性时间轴;
图5示出了示出在换挡事件期间在非混合动力车辆中车辆操作者请求的增加车辆加速度的示例性时间轴;
图6示出了用于在变速器处于扭矩追踪模式的情况下、在在换挡事件期间请求增加加速度的情况下、或者在增加的加速度导致意外的离合器打滑的情况下满足在混合动力车辆中对车辆加速度的请求的高级示例性方法;
图7示出了示出在双离合变速器在扭矩追踪模式下运行的混合动力车辆中的车辆操作者请求的增加车辆加速度的示例性时间轴;
图8示出了在换挡事件期间在混合动力车辆中车辆操作者请求的增加车辆加速度的示例性时间轴。
具体实施方式
以下描述涉及用于在变速器组件输入扭矩被限制的情况下满足驾驶员需求的车轮扭矩请求的***和方法。图1A-3示出了示例性混合动力车辆***,该混合动力车辆***包括具有发动机、集成起动器/发电机、双离合变速器、以及被设置在双离合变速器下游的电机的传动系。在图4中描绘了示出在双离合变速器在扭矩追踪模式下运行的非混合动力车辆中车辆操作者请求的增加车辆加速度的示例性时间轴。在图4中描绘的示例性时间轴示出了请求的车轮扭矩增加与实际的车轮扭矩增加之间的延迟。在图5中描绘了示出在升挡事件期间在非混合动力车辆中的车辆操作者请求的增加车辆加速度的示例性时间轴。在图5中描绘的示例性时间轴示出了在升挡事件期间在请求的车轮扭矩增加与实际的车轮扭矩增加之间的延迟。
为了解决图4-5中所示的问题,图6中示出了用于满足混合动力车辆中的对车辆加速度的请求的方法。更具体地,图6示出了用于在变速器处于扭矩追踪模式并且未进行升挡的情况下、在升挡事件期间请求增加车轮扭矩需求的情况下、在增加的车轮扭矩需求导致意外的离合器打滑的情况下满足驾驶员请求的车轮扭矩需求的方法。在图7中示出了用于在变速器处于扭矩追踪模式且未进行升挡的情况下满足驾驶员请求的车轮扭矩需求的示例性时间轴。在图8中示出了在升挡事件期间在请求增加的车轮扭矩需求的情况下满足驾驶员请求的车轮扭矩需求的示例性时间轴。按照图6中所描述的方法,连同图7和图8中所描绘的示例性时间轴,应当理解,混合动力车辆包括发动机(其中双离合变速器被连接在车辆的传动系中位于发动机下游)、并且还包含位于双离合变速器下游的电机。
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,该至少两个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110不同的能源。例如,发动机110可以消耗液体燃料(例如,汽油)来产生发动机输出,而电机120可以消耗电能来产生电机输出。正因为如此,具有推进***100的车辆可以被称为混合动力电动车辆(HEV)。贯穿整个图1A的描述,以实线示出各个部件之间的机械连接,而以虚线示出各个部件之间的电气连接。
车辆推进***100具有前轴124和后轴122。在一些示例中,后轴可以包含两个半轴,例如第一半轴122a和第二半轴122b。此外,在一些示例中,前轴124可以包含两个半轴,例如第三半轴124a和第四半轴124b。车辆推进***100还具有前车轮130和后车轮131。后轴122被连接至电机120和变速器125,可以通过电机120和变速器125来驱动后轴122。可以纯电力地并且仅通过电机120(例如,仅电力驱动或推进模式,发动机不燃烧空气和燃料或转动)、通过电机120和发动机110(例如,并行模式)以混合方式、或者仅通过发动机100(例如,仅发动机推进模式)、以纯内燃发动机运行的方式来驱动后轴122。后轮驱动装置136可以将来自发动机110或电机120的动力传递至轴122,从而导致驱动轮131转动。后轮驱动装置136可以包括齿轮组和用于将变速器125和电机120与车轮131分离的一个或多个离合器。替代地,可以通过第一电动马达133a和第二电动马达133b中的一个或多个来电力地驱动前轴124。
变速器125在图1A中被示出为连接在发动机110和被分配给后轴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输出扭矩至驱动轴129,从而向车轮131提供扭矩。如下面将参考图3进一步详细讨论,变速器125可以通过选择性地分离和接合第一离合器126和第二离合器127来换挡。
电机120可以从车载能量存储装置132接收电力。此外,电机120可以提供用于将发动机输出或车辆的动能转换成电能的发电机功能,其中电能可以被储存在能量存储装置132中,以供后续由电机120、集成起动器/发电机142、第一电动马达133a、和/或第二电动马达133b来使用。第一逆变器***控制器(ISC1)134可以将由电机120产生的交流电转换成直流电,以储存在能量存储装置132中,并且反之亦然。
类似地,第一电动马达133a和第二电动马达133b可以从车载能量存储装置132接收电力。此外,第一电动马达133a和第二电动马达133b可以提供用于将车辆的动能转换成电能的发电机功能,其中可以将电能储存在能量存储装置132中,以供后续由电机120、集成起动器发电机142、第一电动马达133a、和/或第二电动马达133b来使用。第三逆变器***控制器(ISC3)135可以将由电动马达133a和133b产生的交流电转换为直流电,以储存在能量存储装置132中,并且反之亦然。
在一些示例中,能量存储装置132可以被配置为储存可以供应至驻留在车辆上的其他电气负载(除了马达之外)的电能,其他电气负载包括客舱供暖和空调***、发动机起动***、前照灯、客舱音频和视频***等。作为非限制性示例,能量存储装置132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、第一电动马达133a、第二电动马达133b、能量存储装置132、集成起动器/发电机142、变速器125等中的一个或多个进行通信。控制***14可以接收来自发动机110、电机120、第一电动马达133a、第二电动马达133b、能量存储装置132、集成起动器/发电机142、变速器125等中的一个或多个的传感反馈信息。此外,控制***14可以响应于该传感反馈而将控制信号发送至发动机110、电机120、第一电动马达133a、第二电动马达133b、能量存储装置132、变速器125等中的一个或多个。控制***14可以从操作人员102或自主控制器来接收操作者请求的车辆推进***输出的指示。例如,控制***14可以从与踏板192进行通信的踏板位置传感器194接收传感反馈。踏板192可以示意性地指代加速器踏板。类似地,控制***14可以通过操作人员102或自主控制器来接收操作者请求的车辆制动的指示。例如,控制***14可以从与制动踏板156进行通信的踏板位置传感器157接收传感反馈。
如箭头184所示,能量存储装置132可以周期性地从存在于车辆外部(例如,不是车辆的一部分)的电源180(例如,固定电力网)接收电能。作为非限制性示例,车辆推进***100可以被配置用于插电式混合动力电动车辆(PHEV),由此电能可以通过电力传输电缆182从电源180供应至能量存储装置132。在能量存储装置132由电源180再充电操作期间,电力传输电缆182可以电力地连接能量存储装置132和电源180。在一些示例中,可以在输入端口150处连接电源180。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),以储存在能量存储装置132中。此外,DC/DC转换器153可以将来自充电器152的直流源从一个电压转换为另一电压。换句话说,DC/DC转换器153可以充当一种类型的电力转换器。
当车辆推进***运行以推进车辆时,电力传输电缆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/或控制储存在能量存储装置中的电能的量,该电能的量可以被称为荷电状态(SOC)。
在其他示例中,在可以在能量存储装置132处从电源180无线地接收电能的情况下,电力传输电缆182可以被省略。例如,能量存储装置132可以通过电磁感应、无线电波、和电磁共振中的一个或多个来从电源180接收电能。正因为如此,应当理解,可以使用任何适当的方法来从不构成车辆的一部分的电源给能量存储装置132再充电。以这种方式,电机120可以通过利用除由发动机110所利用的燃料之外的能源来推进车辆。
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可以提供在能量存储元件(例如,电池单元)之间均衡的电荷,以及与其他车辆控制器(例如,控制器12)进行通信。配电模块138控制流入和流出电能存储装置132的电力。
车辆推进***100还可以包括环境温度/湿度传感器198,以及专用于指示车辆的占用状态的传感器,例如车载摄像机105、座椅负载传感器107、和车门感应技术装置108。车辆***100还可以包括惯性传感器199。惯性传感器199可以包含以下传感器中的一种或多种:纵向传感器、横向传感器、竖直传感器、横摆传感器、侧倾传感器、和俯仰传感器(例如,加速度计)。如图所示为横摆、俯仰、侧倾、横向加速和纵向加速的轴线。作为一个示例,惯性传感器199可以连接至车辆的约束控制模块(RCM)(未示出),该RCM包含控制***14的子***。控制***可以响应于传感器199而调节发动机输出和/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可以包含具有液压、电气、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,四个角各自控制的车辆高度)、基于各个车轴的车辆高度(例如,前轴和后轴车辆高度)、或整个车辆的一致的车辆高度的主动悬架***。来自惯性传感器199的数据也可以被传送至控制器12,或者替代地,传感器199可以被电力地连接至控制器12。
一个或多个轮胎压力监测传感器(TPMS)可以被连接至车辆中的一个或多个车轮的轮胎。例如,图1A示出了被连接至车轮131并且被配置用于监测车轮131的轮胎中的压力的轮胎压力传感器197。虽然未明确示出,但是应当理解,图1A中指示的四个轮胎中的每个都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,并且将所述轮胎压力信息发送至控制***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使车轮的轮胎充气或放气。尽管未明确示出,但是应当理解,气动控制单元123可以用于使与图1A中所示的四个车轮中的任何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使一个或多个轮胎充气。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使一个或多个轮胎放气。在这两个示例中,气动控制***单元123可以被用于使轮胎充气或放气至所述轮胎的最佳轮胎压力额定值,这可以延长轮胎寿命。
一个或多个车轮转速传感器(WSS)195可以被连接至车辆推进***100的一个或多个车轮。车轮转速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型传感器。
车辆推进***100还可以包括加速度计20。车辆推进***100还可以包括倾斜计21。
车辆推进***100还可以包括起动器140。起动器140可以包含电动马达、液压马达等,并且可以被用于使发动机110转动,以便在其自身的动力下起动发动机110使其运行。
车辆推进***100还可以包括制动***控制模块(BSCM)141。在一些示例中,BSCM141可以包含防抱死制动***或防滑制动***,使得车轮(例如130、131)可以根据驾驶员输入在制动时与路面保持牵引接触,在制动时与路面保持牵引接触可以因此防止车轮锁死,从而防止滑移。在一些示例中,BSCM可以从车轮转速传感器195接收输入。
车辆推进***100还可以包括皮带式集成起动器/发电机(BISG)142。BISG当发动机110正在运行时可以产生电力,其中所产生的电力可以用于供给电气装置和/或给车载存储装置132充电。如图1A所示,第二逆变器***控制器(ISC2)143可以从BISG 142接收交流电,并且可以将由BISG 142产生的交流电转换为直流电,以储存在能量存储装置132中。集成起动器/发电机142还可以在发动机起动或其他条件期间向发动机110提供扭矩,以补充发动机扭矩。
车辆推进***100还可以包括电力配电箱(PDB)144。PDB 144可以用于在车辆的电气***中的整个各种电路和配件中为电源规划路线。
车辆推进***100还可以包括大电流保险丝盒(HCFB)145,并且可以包含用于保护车辆推进***100的布线和电气部件的各种保险丝(未示出)。
车辆推进***100还可以包括马达电子冷却剂泵(motor electronics coolantpump,MECP)146。MECP 146可以用于循环冷却剂,以使至少由车辆推进***100的电机120和电子***产生的热量散开。例如,MECP可以从车载能量存储装置132接收电力。
控制器12可以构成控制***14的一部分。在一些示例中,控制器12被示出为从多个传感器16(本文描述了该传感器16的各种示例)接收信息并且将控制信号发送至多个致动器81(本文描述了该致动器81的各种示例)。作为一个示例,传感器16可以包括轮胎压力传感器197、车轮转速传感器195、环境温度/湿度传感器198、车载摄像机105、座椅负载传感器107、车门感应技术装置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将关于发动机、变速器、和马达运行的各种状态的信息传送至控制器12,如参考图1B-3将进一步详细讨论。
车辆推进***100还可以包括正温度系数(PTC)加热器148。例如,PTC加热器148可以包含陶瓷材料,使得当电阻低时,陶瓷材料可以接受大量电流,这可以导致陶瓷元件快速变暖。然而,随着元件变暖并且达到阈值温度,电阻可以变得非常大,并且因此可能不会继续产生很多热量。正因为如此,PTC加热器148可以是自我调节的,并且可以具有良好的过热保护等级。
车辆推进***100还可以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还可以包括用于行人的车辆听觉发声器(VASP)154。例如,VASP154可以被配置为通过发声器155产生可听见的声音。在一些示例中,由与发声器155进行通信的VASP 154产生的可听见的声音可以响应于车辆操作者触发该声音而被激活、或者响应于发动机转速低于阈值或检测到行人而被自动地激活。
车辆推进***100还可以包括位于仪表板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可以接收来自GPS卫星(未示出)的信号,并且通过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至控制器12。
仪表板19还可以包括显示***18,该显示***18被配置为向车辆操作者显示信息。作为非限制性示例,显示***18可以包含触摸屏、或人机界面(HMI)、使得车辆操作者能够查看图形信息以及输入命令的显示器。在一些示例中,显示***18可以通过控制器(例如,12)无线地连接至互联网(未示出)。正因为如此,在一些示例中,车辆操作者可以通过显示***18与互联网站点或软件应用(app)进行通信。
仪表板19还可以包括操作者接口15,车辆操作者可以通过该接口调节车辆的运行状态。具体地,操作者接口15可以被配置为基于操作者输入而开始和或终止车辆传动系(例如,发动机110、BISG 142、DCT 125、第一电动马达133a、第二电动马达133b、电机120)的运行。各种示例性操作者点火接口15可以包括需要可以被***操作者点火接口15中以起动发动机110并且发动车辆,或者可以被移除以关闭发动机110并且关闭车辆的诸如主动式钥匙的物理装置的接口。其他示例可以包括通信地连接至操作者点火接口15的被动式钥匙。被动式钥匙可以被配置为不必被***点火装置接口15或从点火装置接口15移除而操作车辆发动机10的电子密钥卡或智能钥匙。当然,被动式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)。又一示例可以另外地或可选地使用由操作者手动按下以起动或关闭发动机110并且起动或关闭车辆的起动/停止按钮。在其他示例中,远程计算装置(未示出)可以启动远程发动机起动,远程计算装置例如蜂窝电话、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进行通信以起动发动机。
参考图1B,示出了内燃发动机110的详细视图,该内燃发动机110包含多个汽缸,该多个汽缸中一个汽缸在图1B中示出。发动机110由电子发动机控制器111B进行控制。发动机110包括燃烧室30B和汽缸壁32B,其中活塞36B被设置在其中并且被连接至曲轴40B。燃烧室30B被示出为通过相应的进气门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进行操作。进气凸轮51B的位置可以由进气凸轮传感器55B来确定。排气凸轮53B的位置可以由排气凸轮传感器57B来确定。进气凸轮51B和排气凸轮53B可以相对于曲轴40B运动。进气门可以通过进气门停用机构59B来停用并且保持为关闭状态。排气门可以通过排气门停用机构58B来停用并且保持为关闭状态。
燃料喷射器66B被示出为被设置成将燃料直接喷射到汽缸30B中,这对于本领域技术人员来说是已知的直接喷射。替代地,可以将燃料喷射到进气口,这对于本领域技术人员来说是已知的进气口喷射。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。通过包括罐和泵的燃料***175B将燃料输送至燃料喷射器66B。另外,进气歧管44B被示为与可选的电子节气门62B(例如,蝶形阀)连通,该电子节气门62B调节节流阀片64B的位置以控制从空气过滤器43B和进气口42B到进气歧管44B的空气流。节气门62B调节从发动机进气口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和节流阀片64B可以被设置在进气门52B和进气歧管44B之间,使得节气门62B是端口节气门。
无分电器点火***88B响应于发动机控制器111B而通过火花塞92B向燃烧室30B提供点火火花。宽域排气氧(UEGO)传感器126B被示出为沿排气流动的方向在催化转化器70B的上游连接至排气歧管48B。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,转化器70B可以包括多个催化剂砖(catalyst bricks)。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砖。在一个示例中,转化器70B可以是三元型催化剂。
在图1B中示出的发动机控制器111B为常见的微型计算机,该微型计算机包括:微处理器单元(CPU)102B、输入/输出端口(I/O)104B、只读存储器(ROM)106B(例如,非暂时性存储器)、随机存取存储器(RAM)108B、保活存储器(KAM)110B、和常规数据总线。本文提到的其他控制器可以具有类似的处理器和存储器配置。发动机控制器111B被示出为接收来自与发动机110连接的传感器的各种信号,各种信号除了之前讨论的那些信号之外,还包括:来自连接至冷却套管114B的温度传感器112B的发动机冷却液温度(ECT)、来自连接至进气歧管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、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(传感器未示出)由发动机控制器111B处理的气压。在本说明书的一个优选方面,曲轴每转动一圈,发动机位置传感器118B产生预定数量的等距脉冲,通过该预定数量的等距脉冲,可以确定发动机转速(RPM)。发动机控制器111B可以接收来自人/机界面115B(例如,按钮或触摸屏显示器)的输入。
在运行期间,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。总体上,在进气冲程期间,排气门54B关闭,并且进气门52B打开。空气通过进气歧管44B被引入到燃烧室30B内,并且活塞36B移动至汽缸的底部以增大燃烧室30B内的容积。活塞36B的靠近汽缸底部并且在其冲程结束时(例如当燃烧室30B处于其最大容积时)所处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,以压缩燃烧室30B内的空气。活塞36B在其冲程结束时并且最靠近汽缸盖(例如当燃烧室30B处于其最小容积时)所处的的位置通常被本领域技术人员称为上止点(TDC)。在下文中被称为喷射的过程中,燃料被引入到燃烧室内。在下文中被称为点火的过程中,所喷射的燃料通过诸如火花塞92B的已知的点火装置点燃,从而导致燃烧。在膨胀冲程期间,膨胀的气体将活塞36B推回至BDC。曲轴40B将活塞运动转换成转轴的转动扭矩。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至排气歧管48B,并且活塞返回至TDC。应当注意,以上仅作为示例示出,并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可以改变,例如以提供正气门重叠或负气门重叠、推迟进气门关闭或各种其它的示例。
图2是包括动力传动***或传动系200的车辆121的框图。图2的动力传动***包括图1A-1B所示的发动机110。图2的与图1A相同的其他部件用相同的附图标记表示,并且将在下面详细讨论。动力传动***200被示出为包括车辆***控制器12、发动机控制器111B、电机控制器252、电动马达控制器255、变速器控制器254、能量存储装置控制器253、和制动器控制器141(本文中也被称为制动***控制模块)。控制器可以通过控制器局域网(CAN)299进行通信。控制器中的每个都可以向其他控制器提供信息,例如扭矩输出限制(例如,不超过受控装置或部件的扭矩输出)、扭矩输入限制(例如,不超过受控装置或部件的扭矩输入)、受控装置的扭矩输出、传感器和致动器数据、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/电动马达的信息、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252、变速器控制器254、电动马达控制器255、和制动器控制器141提供命令,以实现基于车辆运行状况的驾驶员输入请求和其他请求。
例如,车辆***控制器12可以响应于驾驶员释放加速器踏板并且车辆速度降低而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。通过车辆***控制器12请求来自电机控制器252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期望的车轮扭矩,第一扭矩和第二扭矩在车辆车轮131处提供期望的制动扭矩。
在其他示例中,控制动力传动***装置的划分可以不同于图2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252、变速器控制器254、电动马达控制器255、和制动器控制器141。替代地,车辆***控制器12和发动机控制器111B可以是一个装置,而电机控制器252、电动马达控制器255、变速器控制器254、和制动器控制器141可以是单独的控制器。
在该示例中,动力传动***200可以由发动机110和电机120提供动力。在其他示例中,发动机110可以被省略。在一些示例中,可以通过第一电动马达133a和/或第二电动马达133b中的任一个或两个来驱动车轮130。可以用发动机起动器(例如起动器140),通过皮带式集成起动器/发电机(BISG)142、或通过电机120来起动发动机110。在一些示例中,BISG可以在曲轴的任一端(例如,前端或后端)处直接连接至发动机曲轴。电机120(例如,以大于30伏运行的高压电机)在本文中也被称为电机、马达和/或发电机。类似地,第一电动马达133a和第二电动马达133b在本文中也被称为电机、和/或发电机。此外,可以通过诸如燃料喷射器、节气门等的扭矩致动器204来调节发动机110的扭矩。
BISG 142通过皮带231被机械地连接至发动机110。BISG 142可以被连接至曲轴40B或凸轮轴(未示出)。BISG 142当通过电能存储装置132(在本文中也称为车载能量存储装置132)供应电力时可以作为马达运行。另外地,BISG 142还可以作为向电能存储装置132供应电力的发电机运行。
传动系200包括通过曲轴40B机械地连接至双离合变速器(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将扭矩输出至轴129,以向车轮131提供扭矩。变速器控制器254选择性地分离和接合第一离合器126和第二离合器127以使DCT125换挡。
齿轮箱128可以包括多个齿轮。例如第一离合器126的一个离合器可以控制奇数齿轮261(例如第一齿轮、第三齿轮、第五齿轮、和倒车齿轮),而例如第二离合器127的另一离合器可以控制偶数齿轮262(例如第二齿轮、第四齿轮、和第六齿轮)。通过利用这样的布置,可以在不中断从发动机110到双离合变速器125的动力流的情况下改变齿轮。
可以在再生模式下操作电机120以向动力传动***200提供扭矩或者将动力传动***扭矩转换为电能,以储存在电能存储装置132中。另外,电机120可以将车辆的动能转换为电能,以储存在电能存储装置132中。电机120与能量存储装置132进行电气通信。电机120具有比图1A中所示的起动器(例如140)或BISG 142更高的输出扭矩容量。此外,电机120直接驱动动力传动***200,或者直接由动力传动***200进行驱动。
类似地,可以操作第一电动马达133a和第二电动马达133b以向车轮130提供扭矩,或者将动能转换成电能,以储存在电能存储装置132中。第一电动马达133a和第二电动马达133b与能量存储装置132进行电气通信。
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通过后轮驱动装置136(图1A中所示)中的齿轮组机械地连接至车轮131和双离合变速器。电机120可以通过按照电机控制器252的指示作为马达或发电机运行而向动力传动***200提供正扭矩或负扭矩。此外,第一电动马达133a和第二电动马达133b可以通过按照电动马达控制器255的指示作为马达或发电机运行而向车轮130提供正扭矩或负扭矩。
此外,可以通过接合摩擦式车轮制动器218而将摩擦力施加至车轮131。在一个示例中,可以响应于驾驶员将他的脚压在制动踏板(例如踏板192)上和/或响应于制动器控制器141内的指令而接合摩擦式车轮制动器218。此外,制动器控制器141可以响应于由车辆***控制器12发出的信息和/或请求来施加制动器218。以相同的方式,可以通过响应于驾驶员从制动踏板松开他的脚、制动器控制器指令和/或车辆***控制器指令和/或信息而使车轮制动器218分离,来减小施加至车轮131的摩擦力。例如,作为自动发动机停止过程的一部分,车辆制动器可以通过控制器141将摩擦力施加至车轮131。
车辆***控制器12还可以将车辆悬架***设置传送至悬架控制器280。可以通过可变阻尼器281将车辆121的悬架***(例如111)调节为临界阻尼、过阻尼、或者欠阻尼车辆悬架***。
因此,可以由车辆***控制器12来监视各种动力传动***部件的扭矩控制,其中通过发动机控制器111B、电机控制器252、电动马达控制器255、变速器控制器254、和制动器控制器141来提供发动机110、变速器125、电机120、第一电动马达133a、第二电动马达133b和制动器218的局部扭矩控制。
作为一个示例,可以通过调节点火正时、燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时、和/或进气的组合、通过控制节气门(例如62B)开度和/或涡轮增压发动机或增压式发动机的气门正时、气门升程和升压来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、和进气的组合来控制发动机扭矩输出。在所有情况下,可以基于逐个汽缸来执行发动机控制,以控制发动机扭矩输出。
如现有技术中已知,电机控制器252可以通过调节流入和流出电机120的励磁绕组和/或电枢绕组的电流来控制由电机120产生的扭矩输出和电能。类似地,如现有技术中已知,电动马达控制器255可以通过调节流入和流出第一和第二电动马达(例如133a和133b)的励磁绕组和/或电枢绕组的电流来控制由第一电动马达133a和第二电动马达133b产生的扭矩输出和电能。
变速器控制器254可以从扭矩传感器272接收变速器输出轴扭矩。替代地,传感器272可以是位置传感器或扭矩和位置传感器。如果传感器272是位置传感器,则变速器控制器254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转速。变速器控制器254还可以区分变速器输出轴转速,以确定变速器输出轴加速度。变速器控制器254、发动机控制器111B、和车辆***控制器12还可以接收来自传感器277的另外的变速器信息,传感器277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温度传感器、换挡选择器位置传感器、同步器位置传感器、第一输入轴转速传感器、第二输入轴转速传感器、以及环境温度传感器。变速器控制器还可以从可以是控制杆、开关或其他装置的换挡选择器279接收所请求的变速器状态(例如,所请求的齿轮或停车模式)。
制动器控制器141通过车轮转速传感器195接收车轮转速信息,并且从车辆***控制器12接收制动请求。制动器控制器141还可以直接或通过CAN 299从图1A所示的制动踏板传感器(例如157)接收制动踏板位置信息。制动器控制器141可以响应于来自车辆***控制器12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。正因为如此,制动器控制器141可以向车辆***控制器12提供车轮扭矩极限(例如,不超过阈值负车轮扭矩),使得负马达扭矩不会导致超过车轮扭矩极限。例如,如果控制器12发出50N·m的负车轮扭矩极限,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,包括应对变速器挂挡。
可以沿从发动机110处开始并且在车轮131处结束的方向将正扭矩传递至车轮131。因此,根据传动系200中正扭矩传递的方向,发动机110被设置在变速器125上游的传动系200中。变速器125被设置在电机120上游,并且BISG 142可以被设置在发动机110上游,或者被设置在发动机110下游和变速器125上游。另外,如上所述以及下面将进一步详细讨论,在一些示例中,可以通过第一电动马达133a和第二电动马达133b中的一个或多个将额外的扭矩提供至车轮130。
图3示出了双离合变速器(DCT)125的细节图。发动机曲轴40B被示出为连接至离合器壳体393。替代地,轴可以将曲轴40B连接至离合器壳体393。离合器壳体393可以根据曲轴40B的转动来旋转。离合器壳体393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中的每个分别具有相关联的第一离合器片390和第二离合器片391。在一些示例中,离合器可以包含浸入油中(为了冷却)的湿式离合器或干板离合器。发动机扭矩可以从离合器壳体393被传递至第一离合器126或第二离合器127。第一变速器离合器126在发动机110(如图1A所示)和第一变速器输入轴302之间传递扭矩。正因为如此,离合器壳体393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(如图1A所示)和第二变速器输入轴304之间传递扭矩。正因为如此,离合器壳体393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。存在两个变速器输入轴,包括第一变速器输入轴302和第二变速器输入轴304。第二变速器输入轴304是空心的,而第一变速器输入轴302是实心的并且同轴地位于第二变速器输入轴304内。作为一个示例,第一变速器输入轴302可以具有多个固定齿轮。例如,第一变速器输入轴302可以包括用于接收第一齿轮320的第一固定齿轮306、用于接收第三齿轮324的第三固定齿轮310、用于接收第五齿轮328的第五固定齿轮314、以及用于接收第七齿轮332的第七固定齿轮318。换句话说,第一变速器输入轴302可以被可选择性地连接至多个奇数齿轮。第二变速器输入轴304可以包括用于接收第二齿轮322或倒挡齿轮329的第二固定齿轮308,并且还可以包括用于接收第四齿轮326或第六齿轮330的第四固定齿轮316。应当理解,第一变速器输入轴302和第二变速器输入轴304二者可以分别通过在每个轴的外侧上的脊状件(spines,未示出)连接至第一离合器126和第二离合器127中的每个。在正常的静止状态下,第一离合器126和第二离合器127中的每个例如通过弹簧(未示出)等保持分离,使得当各个离合器中的每个都处于分离状态时不会将来自发动机(例如110)的扭矩传递至第一变速器输入轴302或第二变速器输入轴304。响应于接合第一离合器126,发动机扭矩可以被传递至第一变速器输入轴302,并且响应于接合第二离合器127,发动机扭矩可以被传递至第二变速器输入轴304。在一些示例中,在正常运行期间,变速器电子装置可以确保在任何特定的时间只有一个离合器接合。
齿轮箱128还可以包括第一副轴340和第二副轴342。第一副轴340和第二副轴342上的齿轮不是固定的,而是可以自由转动。在示例性DCT125中,第一副轴340包括第一齿轮320、第二齿轮322、第六齿轮330和第七齿轮332。第二副轴342包括第三齿轮324、第四齿轮326、第五齿轮328和倒挡齿轮329。第一副轴340和第二副轴342二者可以分别通过第一输出小齿轮350和第二输出小齿轮352将扭矩传递至齿轮353。以这种方式,两个副轴可以通过第一输出小齿轮350和第二输出小齿轮352中的每个将扭矩传递至输出轴362,其中输出轴可以将扭矩传递至后轮驱动装置136(图1A所示),后轮驱动装置136可以使驱动轮(例如图1A的131)中的每个例如当执行转向操纵时能够以不同的转速转动。
如上所述,第一齿轮320、第二齿轮322、第三齿轮324、第四齿轮326、第五齿轮328、第六齿轮330、第七齿轮332、和倒挡齿轮329中的每个都不固定至副轴(例如340和342),而是可以自由转动。正因为如此,可以使用同步器来使齿轮中的每个能够匹配副轴的转速,并且还可以用于锁定齿轮。在示例性DCT 125中,示出了四个同步器,例如第一同步器370、第二同步器374、第三同步器380、和第四同步器384。第一同步器370包括相对应的第一换挡拨叉372,第二同步器374包括相对应的第二换挡拨叉376,第三同步器380包括相对应的第三换挡拨叉378,以及第四同步器384包括相对应的第四换挡拨叉382。换挡拨叉中的每个可以使得每个相应的同步器能够移动以锁定一个或多个齿轮,或者以解锁一个或多个齿轮。例如,第一同步器370可以用于锁定第一齿轮320或第七齿轮332。第二同步器374可以用于锁定第二齿轮322或第六齿轮330。第三同步器380可以用于锁定第三齿轮324或第五齿轮328。第四同步器384可以用于锁定第四齿轮326或倒挡齿轮329。在每种情况下,可以通过换挡拨叉(例如372、376、378和382)将相应的同步器中的每个移动至期望位置而完成同步器的移动。
可以通过变速器控制模块(TCM)254和换挡拨叉致动器388来执行通过换挡拨叉的同步器移动,其中TCM 254可以包含上面关于图2所讨论的TCM 254。TCM 254可以采集来自各种传感器的输入信号、评估输入、并且相应地控制各种致动器。TCM 254所使用的输入可以包括但不限于变速器挡位(P/R/N/D/S/L等)、车辆速度、发动机转速和扭矩、节气门位置、发动机温度、环境温度、转向角、制动器输入、齿轮箱输入轴转速(对于第一变速器输入轴302和第二变速器输入轴304)、车辆姿态(倾斜)。TCM可以通过开环控制来控制致动器,以实现自适应控制。例如,自适应控制可以使得TCM 254能够识别和适应离合器接合点、离合器摩擦系数、和同步器组件的位置。TCM 254还可以调节第一离合器致动器389和第二离合器致动器387以分离和接合第一离合器126和第二离合器127。
TCM 254被示为接收来自各种传感器277的输入。如以上关于图2所述,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、换挡器位置传感器、同步器位置传感器、及环境温度传感器。各种传感器277还可以包括车轮转速传感器(例如195)、发动机转速传感器、发动机扭矩传感器、节气门位置传感器、发动机温度传感器、转向角传感器和惯性传感器(例如199)。如以上关于图1A所述,惯性传感器可以包含以下传感器中的一种或多种:纵向传感器、横向传感器、竖直传感器、横摆传感器、侧倾传感器、和俯仰传感器。
传感器277还可以包括输入轴转速(ISS)传感器,该ISS传感器可以包括磁阻传感器,并且其中每个齿轮箱输入轴可以包括一个ISS传感器(例如,用于第一变速器输入轴302的一个ISS传感器,以及用于第二变速器输入轴304的一个ISS传感器)。传感器277还可以包括输出轴转速传感器(OSS),该OSS传感器可以包括磁阻传感器,并且可以被附接至输出轴362。传感器277还可以包括变速器挡位(TR)传感器,可以由TCM利用该TR传感器来检测换挡拨叉(例如372、376、378、382)的位置。
DCT 125可以被理解为按照本文所述起作用。例如,当第一离合器126被致动接合时,发动机扭矩可以被供应至第一变速器输入轴302。当第一离合器126接合时,在一些示例中,应当理解,第二离合器127是分离的,并且反之亦然。基于当第一离合器126接合时哪个齿轮被锁定,可以通过第一变速器输入轴302将动力传递至第一副轴340或第二副轴342,并且还可以通过第一小齿轮350或第二小齿轮352将动力传递至输出轴362。替代地,当第二离合器127接合时,基于哪个齿轮被锁定,可以通过第二变速器输入轴304将动力传递至第一副轴340或第二副轴342,并且还可以通过第一小齿轮350或第二小齿轮352将动力传递至输出轴362。应当理解,当扭矩被传递至一个副轴(例如第一输出轴340)时,即使只有一个轴由该输入直接驱动,另一副轴(例如第二副轴342)也可以继续转动。更具体地,由于未接合的轴(例如第二副轴342)由输出轴362和相应的小齿轮(例如第二小齿轮352)间接地驱动,所以未接合的轴(例如第二副轴342)可以继续转动。
DCT 125可以能够预选齿轮,预选齿轮可以因此在换挡期间以最小扭矩损失实现齿轮间快速切换。作为示例,当第一齿轮320通过第一同步器370锁定,并且其中第一离合器126接合(并且第二离合器127分离)时,动力可以从发动机传递至第一输入轴302并且传递至第一副轴340。当第一齿轮320被接合时,第二齿轮322可以同时通过第二同步器374被锁定。因为第二齿轮322被锁定,所以这可以使第二输入轴304转动,其中第二输入轴304的转速与第二齿轮下的车辆速度相匹配。在预选的齿轮位于另一副轴(例如第二副轴342)的替代情况下,副轴也将由于其由输出轴362和小齿轮352驱动而转动。
当通过TCM 254起动换挡时,只有离合器需要被致动以分离第一离合器126并且接合第二离合器127。此外,在TCM控制范围之外,发动机转速可以降低以匹配升挡。在第二离合器127接合的情况下,动力可以从发动机传递至第二输入轴304,并且传递至第一副轴340,并且还可以通过小齿轮350传递至输出轴362。在换挡完成之后,TCM 254可以适当地预先选择下一个齿轮。例如,TCM 254可以基于其从各种传感器277接收到的输入来预先选择较高齿轮或较低齿轮。以这种方式,可以在提供至输出轴362的发动机扭矩损失最小的情况下快速实现换挡。
双离合变速器125在一些示例中可以包括驻车齿轮360。驻车棘爪363可以朝向驻车齿轮360。当换挡控制杆被设定为驻车时,驻车棘爪363可以接合驻车齿轮360。可以通过驻车棘爪弹簧364来实现驻车棘爪363与驻车齿轮360的接合,或者可以例如通过线缆(未示出)、液压活塞(未示出)、或者马达(未示出)来实现驻车棘爪363与驻车齿轮360的接合。当驻车棘爪363与驻车齿轮360接合时,车辆的驱动轮(例如前车轮130、后车轮131)可以被锁定。另一方面,响应于换挡控制杆从驻车移动至另一种选择(例如驱动),驻车棘爪363可以移动,使得驻车棘爪363可以与驻车齿轮360分离。
在一些示例中,电动变速器泵312可以从变速器油箱311供应液压流体以压缩弹簧364,以便从驻车齿轮360释放驻车棘爪363。例如,电动变速器泵312可以由车载能量存储装置(例如132)提供动力。在一些示例中,机械泵367可以另外地或替代地从变速器油箱311供应液压流体以压缩弹簧364,以便从驻车齿轮360释放驻车棘爪363。虽然未明确示出,但是机械泵可以由发动机(例如110)驱动,并且可以被机械地连接至离合器壳体393。在一些示例中,驻车棘爪阀361可以调节到达弹簧364的液压流体的流量。
因此,如本文所述,双离合变速器(DCT)可以包含使用用于奇数和偶数齿轮组的两个不同的离合器的变速器。利用一个离合器(例如126)将发动机扭矩传递至一个输入轴(例如302),而利用不同的离合器(例如127)将发动机扭矩传递至不同的输入轴(例如304)。双离合变速器通过发动机曲轴(例如40B)接收发动机扭矩,并通过输出轴(例如362)输出扭矩。
如上所述,可以存在车辆操作者指示期望增加的车辆加速度,但是响应于期望的车辆加速度的变速器组件输入扭矩的任何增加可能超过当前的变速器组件输入扭矩极限的情况。这样的示例可以包括双离合变速器处于扭矩追踪运行模式,其中DCT的有效离合器的离合器扭矩容量被设定为比变速器组件输入扭矩高阈值量。在这样的示例中,“有效离合器”可以被理解为是指DCT的特定离合器,该特定离合器至少部分接合,因此当另一离合器是分离的时,导致发动机扭矩通过该特定离合器传递至变速器。
另一示例可以包括车辆操作者突然踩下加速器踏板的升挡事件,其中可能需要增加变速器输入扭矩来实现车辆操作者对更高加速度的请求。在这样的示例中,可以基于换挡开始时请求的变速器组件输入扭矩来预定用于升挡的离合器扭矩容量。因此,如果变速器输入扭矩响应于车辆操作者踩下加速器踏板而过快地升高,则离合器可能不能足够快地增加扭矩容量,使得一旦变速器输入扭矩超过离合器扭矩容量,变速器组件输入转速就可以开始加速,并且换挡可能没有完成。更进一步的示例可以包括离合器扭矩容量可能被不正确地估算为足够大以用于增加变速器组件输入扭矩,但是由于各种原因离合器不具有如预期那样多的扭矩容量的情况。在这样的示例中,如果变速器组件输入转速增加为超过离合器的容量,则可以导致离合器滑移。
为了说明在双离合变速器处于扭矩追踪模式时车辆操作者请求增加车辆加速度的问题,在图4中示出了示例性时间轴400。时间轴400包括指示加速器踏板(例如192)的位置随时间变化的曲线405。加速器踏板可以被更大程度地按下(+)或者较小程度地按下(-),其中更大程度地按下(+)指示车辆操作者需求增加的车辆加速度或车轮扭矩。时间轴400还包括指示车辆操作者请求的车轮扭矩随时间变化的曲线410,以及指示实际的车轮扭矩随时间变化的曲线415。例如,请求的车轮扭矩需求和实际的车轮扭矩可以增加(+)或减小(-)。时间轴400还包括指示请求的发动机扭矩量例如响应于车辆操作者请求的车轮扭矩量而随时间变化的曲线420。时间轴400还包括指示离合器的扭矩容量随时间变化的曲线425。例如,曲线425可以指示被施加以通过变速器将发动机扭矩传递至驱动轮的离合器扭矩量中的极限或容量。换句话说,如果发动机通过变速器经由第一输入轴(例如302)传递扭矩,则曲线425可以指第一离合器(例如126)的扭矩容量极限。如果发动机通过变速器经由第二输入轴(例如304)传递扭矩,则曲线425可以指第二离合器(例如127)的扭矩容量极限。时间轴400还包括指示变速器输入扭矩随时间变化的曲线430。对于曲线420、425和430,增加的扭矩被表示为(+),而减小的扭矩被表示为(-)。
在时间t0处,车辆正在运行,并且由曲线405指示,车辆操作者通过按压加速器踏板来请求期望的车轮扭矩量。在时间t0处,由曲线410和415分别指示,请求的车轮扭矩等于实际的车轮扭矩。由曲线420指示的发动机扭矩量或变速器组件输入扭矩量能够满足请求的车轮扭矩,并且大体上等于请求的发动机扭矩。此外,由曲线425所示的负责通过变速器传递发动机扭矩的离合器的扭矩容量被设定为比由曲线430所示的输入至变速器的扭矩大预定量。
在时间t1处,车辆操作者踩下加速器踏板,请求增加的车辆加速度、或者增加的车轮扭矩。因此,在时间t1和t2之间,请求的车轮扭矩相应地增加。此外,根据车辆操作者请求的对增加的车轮扭矩的需求的增加而增加请求的发动机扭矩。例如,尽管未明确示出,但是在车辆具有位于变速器上游的电动马达(例如,ISG)的情况下,增加的车轮扭矩可以包括请求的增加的发动机扭矩加上输入到变速器的增加的电动马达扭矩。然而,由于变速器处于扭矩追踪运行模式,因此在时间t1与t2之间,离合器的扭矩容量仅缓慢地斜升,以防止变速器输入扭矩上升超过离合器扭矩容量。例如,如果允许变速器输入扭矩增加超过离合器扭矩容量,那么任何超出的变速器输入扭矩可能仅使变速器输入转速(例如曲轴转速)加速,从而导致离合器的大的滑移,并且不加速车辆。相应地,在时间t1和t2之间,离合器扭矩容量增加,并且被维持为比变速器输入扭矩大预定量或阈值量,变速器输入扭矩根据增加的离合器扭矩容量也在时间t1和t2之间增加。
因此,在时间t1和t2之间,由曲线415指示的实际的车轮扭矩响应于增加的车辆加速需求而增加,但是由于变速器在扭矩追踪模式下运行,所以根据离合器扭矩容量来确定车轮扭矩增加的速率。
在时间t2处,由曲线415和410分别指示,实际的车轮扭矩量满足请求的车轮扭矩。更具体地,在时间t2处,离合器扭矩容量增加至变速器输入扭矩大体上等于请求以满足驾驶员需求的车轮扭矩的发动机扭矩量的水平。因此,在时间t2和t3之间,通过发动机(或者在一些示例中,发动机加上位于变速器上游的电动马达)提供变速器输入扭矩来满足由曲线405指示的车辆加速需求,从而满足请求的车轮扭矩。在变速器在扭矩追踪模式下运行的情况下,离合器扭矩容量在时间t2和t3之间被维持为比变速器输入扭矩大预定量或阈值。
如上所述,扭矩追踪的益处可以包括由于离合器未被锁定为可能的最大扭矩容量而导致换挡事件的更快的离合器分离时间,以及被配置为将液压流体输送至离合器的泵的较少的液压压力需求。然而,如所指示的那样,响应于驾驶员踩加速器踏板而指示增加的车辆加速度的需求,会存在请求的驾驶员需求的车轮扭矩以及增加至需求的车轮扭矩的实际的车轮扭矩的延迟。这样的延迟可以被认为是车辆操作者的犹豫。因此,期望能够使变速器在扭矩追踪模式下运行,同时仍然能够使车轮扭矩的增加与驾驶员需求的对增加的车轮扭矩的请求一致的解决方案。下面将参考图6中描述的方法600来详细讨论这种解决方案。
现在转到图5,示例性时间轴500描绘了双离合变速器的升挡事件,其中车辆操作者在升挡事件期间突然更大程度地踩下加速器踏板。时间轴500包括指示加速器踏板(例如192)的位置随时间变化的曲线505。加速器踏板可以被更大程度地按下(+)或者较小程度地按下(-),其中更大程度地按下(+)指示车辆操作者对增加的车辆加速度或车轮扭矩的需求。时间轴500还包括指示第一输入轴(例如302)的第一转速随时间变化的曲线510,以及指示第二输入轴(例如304)的第二转速随时间变化的曲线520。时间轴500还包括指示变速器的输入转速或发动机转速随时间变化的曲线515。对于曲线510、515和520,通过(+)指示增加的转速,而通过(-)指示减小的转速。时间轴500还包括指示由车辆操作者请求的车轮扭矩随时间变化的曲线525,以及指示实际的车轮扭矩随时间变化的曲线530。对于曲线525和530二者,增加的扭矩由(+)表示,而减小的扭矩由(-)表示。时间轴500还包括指示请求的变速器输入扭矩量的曲线535,和指示实际的变速器输入扭矩量的曲线540。对于曲线535和540,由(+)指示增加的扭矩量,而由(-)指示减小的扭矩量。时间轴500还包括指示即将分离的离合器(例如第一离合器126)的离合器扭矩容量随时间变化的曲线550,以及指示即将接合的离合器(例如,第二离合器127)的离合器扭矩容量随时间变化的曲线545。对于曲线545和550,由(+)示出增加的离合器扭矩容量,而由(-)示出减小的离合器扭矩容量。
参考图3所示的双离合变速器,为了清楚起见,应当理解,在示例性时间轴500中,第一输入轴转速可以指第一输入轴(例如302)的转速,第二输入轴转速可以指第二输入轴(例如304)的转速。此外,即将分离的离合器的扭矩容量可以指第一离合器(例如126)的离合器扭矩容量,而即将接合的离合器的扭矩容量可以指第二离合器(例如127)的离合器扭矩容量。此外,为了清楚起见,应当理解,在示例性时间轴500中,升挡事件可以对应于从起动齿轮(例如第一齿轮)至目标齿轮(例如第二齿轮)的升挡。
在时间t0和t1之间,车辆正以恒定速率加速,其中由曲线505所示的加速器踏板位置不变。由曲线510所示,第一输入轴转速随着第一齿轮被接合并且车辆正经历恒定速率下的加速而增加。由曲线525指示的请求的车轮扭矩大体上等于由曲线530指示的实际的车轮扭矩。类似地,由曲线535指示的请求的变速器输入扭矩大体上等于由曲线540指示的实际的变速器输入扭矩。换句话说,通过发动机提供请求的变速器输入扭矩来大体上满足车辆加速需求,因此能够通过发动机满足请求的车轮扭矩水平。由曲线550和545分别指示,即将分离的离合器(例如126)的容量大体上大于即将接合的离合器的容量。更具体地,应当理解,时间t0和t1之间的发动机扭矩经由第一离合器(即将分离的离合器)通过变速器传递至驱动轮,而第二离合器(即将接合的离合器)可以被理解为处于分离构型。
在时间t1处,由曲线550指示的即将分离的离合器的容量开始减小。此外,由曲线545指示的即将接合的离合器的容量开始增加。更具体地,从第一齿轮到第二、目标齿轮的升挡在时间t1处开始。在时间t1和t2之间,随着即将分离的离合器的离合器扭矩容量进一步减小,即将接合的离合器的离合器扭矩容量进一步增加。
在时间t2,当升挡事件正在进行时,车辆操作者踩下加速器踏板,请求增加车辆加速度。因此,在时间t2和t3之间,由曲线525指示的请求的车轮扭矩增加,并且由曲线535指示的请求的变速器输入扭矩增加。更具体地,因为通过车辆操作者命令增加车辆加速度而请求增加车轮扭矩,所以可以通过增加变速器输入扭矩来满足请求的车轮扭矩的增加。换句话说,可以请求增加发动机扭矩(或者在一些示例中发动机扭矩加上马达扭矩,其中马达位于变速器上游)来满足请求的车辆加速度的增加。然而,可以基于在升挡事件开始时的变速器输入扭矩请求来预定即将接合的离合器的离合器扭矩容量。例如,在时间轴500中描绘的对于换挡事件的即将接合的离合器的离合器扭矩容量可以被理解为在车辆操作者请求增加车辆加速度之前预定。因此,在换挡事件期间车辆操作者踩下加速器踏板,并且在离合器容量被设定的这种情况下,如果在换挡事件期间变速器输入轴扭矩增加太快,则离合器可能不能够尽快增加离合器扭矩容量。这可以导致变速器输入扭矩超过离合器扭矩容量,这可能导致变速器组件输入转速加速。由于升挡需要减小变速器组件输入转速(例如,曲轴转速),所以使变速器输入组件输入转速加速可以因此导致换挡没有成功。
为了避免这种情况发生,在时间t2和t3之间,随着即将分离的离合器上的容量减小,可以根据即将接合的离合器的容量来限制变速器组件输入扭矩。因此,在变速器组件输入扭矩被限制的情况下,由曲线530指示的实际的车轮扭矩不等于由曲线525指示的请求的车轮扭矩。类似地,由曲线540指示的实际的变速器组件输入扭矩不等于由曲线535指示的请求的变速器输入扭矩。更具体地,实际的车轮扭矩小于请求的车轮扭矩,并且实际的变速器输入扭矩小于根据即将接合的离合器的预定的容量而请求的变速器输入扭矩。
在时间t3处,即将分离的离合器的容量降低,使得应当理解,即将分离的离合器在时间t3处是分离的。此外,在时间t3处,由曲线515指示的变速器输入转速(或发动机转速)可以被命令降低以与第二输入轴的转速同步,使得换挡事件可以结束或终止。例如,可以通过一个或多个发动机扭矩致动器(例如204)来完成变速器输入转速(例如曲轴转速)的降低。
因此,在时间t3和t4之间,变速器输入转速减小以使由曲线515指示的变速器输入转速与由曲线520指示的第二输入轴的转速同步。本文所讨论的使变速器输入转速与第二输入轴的转速同步可以被理解为是变速器输入转速和第二输入轴转速在彼此的阈值转速内(例如彼此的5%以内)的情况。应当理解,可以根据第二、目标齿轮来确定第二输入轴的转速。此外,在时间t3和t4之间,即将接合的离合器的容量增加。然而,即将接合的离合器上增加的扭矩容量小于用于使得实际的车轮扭矩能够匹配请求的车轮扭矩、并且类似地,用于使实际变速器组件输入扭矩能够与请求的变速器组件输入扭矩匹配的离合器扭矩容量。更具体地,如上所述,变速器组件输入扭矩受到即将接合的离合器的容量的限制。
在时间t4处,变速器组件输入转速与第二输入轴的转速同步。因此,在时间t4和t5之间,即将接合的离合器上的扭矩容量处于换挡事件之前预定的水平。此外,在时间t4和t5之间,由曲线530指示的实际的车轮扭矩,以及实际的变速器组件输入扭矩根据即将接合的离合器扭矩容量而继续上升。在时间t5处,实际的车轮扭矩大体上等于请求的车轮扭矩,并且实际的变速器输入扭矩大体上等于请求的变速器输入扭矩。随着换挡事件在时间t5处结束,车辆在时间t5和时间t6之间在第二齿轮下运行,其中经由即将接合的离合器通过变速器来传递全部发动机扭矩。
如图5中的时间轴500指示,通过根据即将接合的离合器的扭矩容量来控制变速器输入扭矩,响应于驾驶员的加速请求,车辆操作者可以将加速延迟感知为犹豫。此外,发动机响应于加速器踏板位置的显着变化,可能不会如车辆操作者预期的那样立即加速。因此,期望能够实现换挡事件的结束或完成,同时确保在车辆操作者踩下加速器踏板的升挡事件期间满足对车辆加速度的请求的***和方法。这样的示例性方法将在下面参考图6详细讨论。
在另一个示例中,考虑了离合器扭矩容量被估算为足够大以响应于驾驶员需求的车辆加速度增加而增加变速器组件输入扭矩,但是实际上离合器不具有与预期一样多的扭矩容量的情况。例如,可能是由离合器劣化、劣化的传感器读数、或者离合器扭矩估算算法中的异常而导致这种差异。在这种情况下,如果变速器组件输入扭矩增加至大于离合器扭矩容量,则变速器组件输入转速(例如曲轴转速)可以增加至大于相应的输入轴转速,从而导致离合器打滑。下面将参考图6详细讨论避免这种情况的方法。
现在转到图6,示出了用于在双离合变速器的离合器处于扭矩追踪模式、在换挡事件期间发生对车辆加速度的请求的情况下,和/或在离合器扭矩容量可能被不正确地估算为足够大以增加变速器组件输入扭矩,但是实际上离合器不具有如预期那样多的扭矩容量的情况下,使得能够满足驾驶员需求的车辆加速度请求的高级示例性方法600。更具体地,在每种上述情况下,除了发动机扭矩之外,还可以利用电机/电动马达来满足驾驶员需求的车辆加速度,如将在下面详细所讨论的。
尽管应当理解,在不脱离本公开的范围的情况下可以将类似的方法应用于其它***,但是将参考本文所述并且如图1A-3所示的***来描述方法600。方法600可以由诸如图1A中的控制器12的控制器来执行,并且可以在控制器中储存为非暂时性存储器中的可执行指令。可以由控制器基于储存在控制器的存储器上的指令,并且结合从诸如以上参考图1A-3所描述的传感器的发动机***的传感器接收到的信号来执行用于执行方法600和本文所包括的其余方法的指令。控制器可以根据下面描述的方法来使用诸如ISG(例如142)、电机(例如120)、电动马达(例如133a、133b)、发动机扭矩致动器(例如204)、换挡拨叉(例如372、376、378、382)、第一离合器(例如126)、第二离合器(例如127)等的发动机***致动器。
方法600在605处开始并且可以包括指示车辆操作者在车辆正在运行时是否已经请求增加车辆加速度的需求。例如,这样的指示可以包括确定加速器踏板(例如192)已经被踩下(例如,指示请求增加的车辆加速度的某种方式的压下)。在一些示例中,这样的指示可以包含加速器踏板位置的变化大于阈值加速器踏板位置变化。如果在605处指示车辆操作者没有请求增加车辆加速度,则方法600可以进行至610。在610处,方法600可以包括维持车辆运行状况。例如,如果正在通过发动机推进车辆,则可维持发动机运行状况。在一些示例中,可以仅通过来自电机(例如120)和/或电动马达(例如133a、133b)的动力来推进车辆。在这样的示例中,可以维持包含通过电力推进车辆的车辆运行状况。更进一步地,可以存在通过来自发动机的动力和来自一个或多个电机/电动马达的动力的组合来推进车辆的示例。在这样的示例中,可以维持车辆运行状况,使得通过发动机动力和来自一个或多个电机的动力的组合来继续操作车辆。方法600然后可以结束。
返回至605,如果在605处指示车辆操作者已经请求增加车辆加速度,则方法600可以进行至615。在615处,方法600可以包括估算离合器扭矩。在615处,可以通过本领域已知的任何手段来估算离合器扭矩。例如,可以通过控制工程的观察者理论来估算离合器扭矩,该理论可以包含基于发动机扭矩计算当离合器片打滑时发生的扭矩的方法。在另一个示例中,可以简单地通过使用命令的扭矩的值来估算离合器扭矩。在又一个示例中,可以使用扭矩测量装置来估算离合器扭矩。
响应于在615处指示的离合器扭矩的估算值,方法600可以进行至620。在620处,方法600可以包括确定用于满足驾驶员需求的车轮扭矩的期望的变速器组件输入扭矩。例如,可以在620处确定多少变速器组件输入扭矩可以导致满足驾驶员需求的车轮扭矩。在一些示例中,确定期望的变速器组件输入扭矩可以包括另外确定期望的电机(例如120)或电动马达(例如133a、133b)的扭矩量,使得期望的变速器组件输入扭矩可以包含车轮扭矩需求减去期望的电机/电动马达扭矩。
进行至625,方法600可以包括指示在车辆操作者请求增加车辆加速度时齿轮升挡事件是否正在进行。如上所述,双离合变速器的升挡事件可以包括从第一、较低齿轮(例如第一齿轮320)换挡至第二、较高齿轮(例如第二齿轮322)。这样的事件可以包括即将分离的离合器的容量减少,而即将接合的离合器的容量可以增加。在换挡事件包含从第一齿轮(例如320)换挡至第二齿轮(例如322)的示例中,即将分离的离合器可以包含第一离合器(例如126),并且即将接合的离合器可以包含第二离合器(例如127)。为了清楚起见提供了这样的示例,但是应当理解,任何升挡事件都可以包括从较低齿轮换挡至较高齿轮。
在升挡事件的情况下,可以在升挡事件开始时预定即将接合的离合器的离合器扭矩容量。因此,应当理解,在625处,如果在升挡事件期间指示加速请求,则车辆控制器可能已经预定即将接合的离合器的离合器扭矩容量。
因此,在625处,如果指示在车辆操作者请求增加车辆加速度时升挡事件正在进行,则方法600可以进行至630。在630处,方法600可以包括增加发动机扭矩并且同时用ISG(例如142)扭矩进行充电。更具体地,响应于增加车辆加速度的请求,可以通过一个或多个发动机扭矩致动器(例如204)来增加发动机扭矩。示例可以包括增加从燃料喷射器(例如66B)喷射到一个或多个发动机汽缸燃烧室(例如30B)的燃料的速率或量、通过命令节气门(例如62B)到更加打开的位置而为发动机提供增加的空气量等。同时,车辆控制器可以通过ISG(例如142)命令负扭矩。例如,通过ISG命令的负扭矩可以抵消增加的发动机扭矩,使得变速器组件输入扭矩大体上维持不变,同时发动机扭矩增加,其中来自发动机的扭矩转将给电能存储装置(例如,132)充电。更具体地,第二逆变器***控制器(例如143)可以从ISG(例如142)接收交流电,并且可以将所述交流电转换为直流电,以储存在能量存储装置132中。通过允许发动机扭矩增加,通过一旦存在用于使得能够增加变速器组件输入扭矩的足够的离合器扭矩容量,就可以调节ISG扭矩来快速增加变速器组件输入扭矩,如将在下面进一步详细讨论。
进行至635,方法600可以包括将离合器扭矩容量控制为根据换挡事件预定的离合器扭矩容量。例如,即将接合的离合器可以存在离合器压力的增加速率,可以根据为换挡预定的离合器扭矩容量来确定该速率。因此,在一个示例中,在635处,可以以指定的速率或换挡开始时预定的速率来控制即将接合的离合器容量的增加速率以及离合器可以刚好在换挡的惯性阶段之前达到的离合器扭矩容量的值,使得刚好在升挡的惯性阶段之前达到的离合器扭矩容量的值可以是在换挡开始时预定的值。然而,在另一个示例中,离合器容量可以响应于对车辆加速度的请求的指示,而以大于为换挡而预定的速率的速率增加,并且其中离合器容量可以达到比根据换挡而预定的值更高的值。
因此,应当理解,响应于对车辆加速度的请求,预定的离合器扭矩容量可能会小于期望的变速器组件输入扭矩。原因可以是因为如上所述的在换挡开始时预定的离合器扭矩容量,而没有考虑驾驶员需求的车辆加速度增加。因此,为了满足车轮扭矩需求,可以控制电机(例如120)或一个或多个电动马达(例如133a、133b)来向传动系提供额外扭矩以满足车轮扭矩需求。
因此,继续到640,方法600可以包括增加电机(例如120)扭矩或电动马达(例如133a、133b)扭矩以满足车轮扭矩需求。更具体地,通过电机/电动马达提供的用于满足车轮扭矩需求的车轮扭矩量可以包含变速器组件输入扭矩(加上已经向车轮提供扭矩的任何电机/电动马达扭矩量)和总车轮扭矩需求之间的差值。例如,如上所述,如果变速器组件输入扭矩量由在升挡开始时预定的离合器扭矩容量限制,则不可能将变速器组件输入扭矩增加至期望的变速器组件输入扭矩,以满足请求的车轮扭矩需求。因此,为了满足车轮扭矩需求,可以通过电机或电动马达补偿期望的变速器输入扭矩与不超过预定的离合器扭矩容量的可能的变速器输入扭矩之间的差值。
在车辆***包含电机(例如120)和一个或多个电动马达(例如133a、133b)二者的一些示例中,确定是否使用电机、一个或多个电动马达(例如133a、133b)、或者电机或马达的某种组合来补偿需求的总车轮扭矩和通过发动机(基于由于预定的离合器扭矩容量的变速器输入扭矩限制)提供的车轮扭矩之间的差值可以包含确定哪个马达可能最有效。例如,可以根据温度、转速、和期望的扭矩量来确定电机/马达的效率。因此,基于需求的总车轮扭矩与通过发动机提供的变速器组件输入扭矩量之间的差值,可以确定什么电机/马达可以最有效地增加车轮扭矩以使车轮扭矩满足请求的车轮扭矩。
替代地,在车辆***仅包括电机(例如120)或一个或多个马达(133a、133b)的情况下,那么可以基于车辆***是否包括电机或电动马达,而通过电机(例如120)或电动马达(133a、133b)来补偿需求的车轮扭矩与通过发动机提供的变速器组件输入扭矩量之间的差值。
虽然在方法600中未明确示出,但是应当理解,电机(例如120)和/或电动马达(例如133a、133b)可以产生扭矩输出以满足车轮扭矩需求,直到指示升挡事件结束,其中响应于变速器组件输入转速降低至与即将接合的离合器相关联的输入轴的同步转速,使得可以通过其适当的同步器来接合用于换挡的期望的或目标齿轮,而指示升挡结束。
继续至645,响应于换挡事件结束的指示,方法600可以包括将离合器扭矩容量(即将接合的离合器扭矩容量)增加至大于期望的变速器组件输入扭矩。更具体地,离合器扭矩容量可以被增加至例如在不导致离合器滑移的情况下可以实现期望的变速器组件输入扭矩的容量。作为示例,变速器控制模块(例如254)或车辆控制器可以调节即将接合的离合器(例如127)的致动器,以将离合器的容量增加至大于期望的变速器组件输入扭矩的水平。如所讨论的,将离合器扭矩容量增加至大于期望的变速器输入扭矩可以响应于换挡完成而发生,其中换挡结束包括变速器输入转速(例如,曲轴转速、或发动机转速)降低至由新齿轮比(例如,在升挡包括从第一、较低齿轮到第二、较高齿轮的情况下,由第二齿轮接合的齿轮比),以及当即将接合的离合器承载全部变速器输入扭矩时的情况。响应于换挡事件结束而将离合器扭矩容量增加至大于期望的变速器输入扭矩将在下面参考下面描述的时间轴800进一步详细讨论。
在离合器的容量增加至大于期望的变速器组件输入扭矩的情况下,方法600可以进行至650。在650处,方法600可以包括将变速器组件输入扭矩增加至期望的变速器组件输入扭矩,而同时降低电机(例如120)扭矩、或电动马达(例如133a、133b)扭矩、或者在车辆***包括电机(例如120)和电动马达(例如,133a、133b)二者的情况下降低电机扭矩和电动马达扭矩二者。例如,可以通过减小由ISG提供的负扭矩(例如,使得ISG扭矩为较小负值)来实现增加变速器组件输入扭矩,如将参考图8处描述的时间轴进一步详细示出。在一些示例中,电机和/或马达扭矩可以降低至电机/马达不提供用于满足车轮扭矩需求的有效扭矩的水平。在这样的示例中,应当理解,车轮扭矩需求可以响应于离合器扭矩容量被增加至大于期望的变速器组件输入扭矩,而仅通过在650处的变速器输入扭矩来满足。然而,在一些示例中,电机/马达扭矩可能仅被减小至由提供车轮扭矩需求的最有效模式限定的水平。在这样的示例中,车轮扭矩需求可以通过发动机扭矩和电机/马达扭矩的某种组合来满足。方法600然后可以结束。
返回至625,响应于驾驶员需求的对车辆加速度的请求,并且还响应于升挡事件没有进行的指示,方法600可以进行至655。在655处,方法600可以包括指示在方法600的步骤615处估算的离合器扭矩的容量是否小于期望的变速器组件输入扭矩,其中期望的变速器组件输入扭矩包含在方法600的步骤620处确定的期望变速器组件输入扭矩。如果在655处,估算的离合器扭矩容量被指示为由于驾驶员需求的车辆加速度而小于期望的变速器组件输入扭矩,则方法600可以进行至660。在660处,方法600可以包括如以上在方法600的步骤630中讨论的增加发动机扭矩并且同时用ISG(例如142)扭矩进行充电。简而言之,发动机扭矩可以通过一个或多个发动机扭矩致动器(例如204)来增加,而同时,车辆控制器可以通过ISG命令负扭矩。因此,如上所述,通过ISG命令的负扭矩可以抵消增加的发动机扭矩,使得变速器组件输入扭矩可以大体上维持不变,其中来自发动机的扭矩将给电能储存装置(例如132)充电。以这种方式,一旦存在能够增加变速器组件输入扭矩的足够的离合器扭矩容量,就可以通过调节ISG扭矩来快速增加变速器组件输入扭矩,如将在下面进一步详细讨论的。
进行至640,方法600可以包括如上所述的增加电机(例如120)扭矩和/或电动马达(例如133a、133b)扭矩中的任一个或两个(取决于车辆***是否配备有电机、电动马达、或两者)来满足车轮扭矩需求。具体地,对于双离合变速器中的未换挡事件,可以在不导致离合器滑移的情况下命令的变速器输入扭矩量可以由有效离合器的扭矩容量确定,其中有效离合器可以包含负责通过变速器将发动机扭矩传递至驱动轮的离合器。因此,可以被命令的变速器组件输入扭矩量可以根据有效离合器的扭矩容量来确定/计算。通过响应于来自车辆操作者的加速度请求而从总车轮扭矩需求中减去可能的计算的变速器输入扭矩量(考虑到有效离合器容量),可以确定满足车轮扭矩需求的电机/马达扭矩量。
如上所述,在一些示例中,确定是否使用电机(例如120)、或一个或多个电动马达(例如133a、133b)、或电机/马达扭矩的某种组合来补偿在需求的总车轮扭矩和通过发动机(基于变速器输入扭矩极限)提供的车轮扭矩之间的差值,可以包含确定哪个马达可能是最有效的(在车辆***包括电机和电动马达二者的示例中)。例如,电机/马达的效率可以是基于温度、速度、和所需的扭矩量。因此,基于需求的总车轮扭矩与通过发动机提供的量之间的差值,可以确定什么电机/马达可以最有效地增加车轮扭矩以使车轮扭矩能够满足请求的车轮扭矩。替代地,如上所述,在车辆***仅包括电机(例如120)或电动马达(例如133a、133b)的情况下,那么可以仅使用电机或电动马达。
继续至645,方法600可以包括增加离合器扭矩容量使其大于期望的变速器组件输入扭矩,其中期望的变速器组件输入扭矩可以被理解为在方法600的步骤620处确定的期望的变速器组件输入扭矩量。更具体地,离合器扭矩容量可以被增加至例如在不导致离合器滑移的情况下可以通过发动机扭矩实现期望的变速器组件输入扭矩的容量。作为示例,变速器控制模块(例如254)或车辆控制器可以调节有效离合器的致动器,以将离合器的容量增加至大于期望的变速器组件输入扭矩的水平。
在有效离合器的容量增加至大于期望的变速器组件输入扭矩的情况下,方法600可以进行至650。在650处,方法600可以包括将变速器组件输入扭矩增加至期望的变速器组件输入扭矩,而同时降低电机(例如120)扭矩和/或电动马达(例如133a、133b)扭矩中的任一个或二者。例如,可以通过减小由ISG提供的负扭矩(例如,使得ISG扭矩为较小负值)来实现增加变速器组件输入扭矩,如将参考图8处描述的时间轴进一步详细示出。通过将变速器组件输入扭矩增加至期望的变速器组件输入扭矩,同时降低电机/马达扭矩,可以满足驾驶员需求的车轮扭矩。如上所述,在一些示例中,电机和/或马达扭矩可以降低至电机/马达不提供足以满足车轮扭矩需求的有效扭矩的水平。在这样的示例中,应当理解,车轮扭矩需求可以响应于离合器扭矩容量被增加至大于期望的变速器组件输入扭矩,而仅通过在650处的变速器输入扭矩来满足。然而,在一些示例中,电机/马达扭矩可能仅被减小至由提供车轮扭矩需求的最有效模式限定的水平。在这样的示例中,车轮扭矩需求可以通过发动机扭矩和电机/马达扭矩的某种组合来满足。方法600然后可以结束。
回到655,响应于估算的离合器扭矩容量不小于期望的变速器组件输入扭矩的指示,方法600可以进行至665。在665处,方法600可以包括确定是否由于响应于对车辆加速度的请求而将变速器组件输入扭矩增加至期望的变速器组件输入扭矩(其中期望的变速器组件输入扭矩被估算为小于估算的离合器扭矩容量),而检测到意外的离合器打滑。作为一个示例,可以通过比较来自两个转速传感器的输出来指示离合器滑动。例如,可以利用发动机位置传感器(例如118B)和变速器输出位置传感器(例如272)来确定离合器滑移。如果发动机转速未被指示为在变速器输出轴(例如362)的阈值转速内,则可以指示离合器滑移。响应于离合器滑移的指示,在基于离合器扭矩容量和变速器组件输入扭矩的估算值预计不会出现离合器滑移的情况下(例如,在预计离合器扭矩容量大于变速器组件输入扭矩的情况下),方法600可以进行至670。在670处,方法600可以包括减小变速器组件输入扭矩直到指示离合器不打滑(例如发动机转速和变速器输出轴转速在彼此的预定阈值内,例如在彼此的小于5%内)。具体地,可以在变速器组件输入扭矩减小时监测发动机位置传感器(例如118B)和变速器输出传感器(例如272),直到指示变速器组件输入转速(例如曲轴转速)大体上等于变速器输出轴转速。此外,可以通过由ISG(例如142)施加负扭矩,或者通过命令较小的发动机扭矩,来实现减小变速器组件输入扭矩。命令较小的发动机扭矩可以包括发动机控制器(例如111B)命令扭矩致动器(例如204)来控制发动机以产生较小的发动机扭矩。作为示例,扭矩致动器可以包括燃料喷射器、节气门等。因此,命令较小的发动机扭矩可以包括减少喷射至汽缸的燃料量、通过致动节气门至更加闭合的位置来减少提供给发动机的空气量等。在一些示例中,可以根据车载能量存储装置(例如132)的荷电状态来进行关于是否降低发动机扭矩,或者是否维持发动机扭矩不变但是增加由ISG施加的负扭矩的确定。例如,如果期望给车载能量存储装置充电,则可以利用负的ISG扭矩来降低发动机扭矩。替代地,响应于不期望或不需要给车载能量存储装置充电的指示,可以通过命令扭矩致动器(例如204)产生较小的发动机扭矩来实现变速器组件输入扭矩的减小。
进行至675,方法600可以包括调整在步骤615处指示的离合器扭矩估算值。例如,由于离合器正在经历不期望的打滑,所以应当理解,离合器扭矩估算值可以是不正确的。因此,在675处,方法600可以包含根据变速器输入扭矩来指示离合器扭矩估算值的新值。例如,如上所述,可以减小变速器组件输入扭矩直到指示离合器不打滑。在这种情况下,可以确定离合器可以能够承载一定量的变速器组件输入扭矩。因此,离合器扭矩估算值可以在675处被更新或调整为新的已知值。在一些示例中,在675处调整离合器扭矩估算值可以包括例如将与离合器压力相关的离合器扭矩传递函数更新为离合器扭矩容量。更具体地,这样的传递函数可以描述扭矩传递能力和施加到离合器以提供扭矩传递能力的压力之间的关系。这种关系可以用曲线或可以在其间插值的一系列点来描述。可以通过用更准确的值来代替传递函数的不准确值来调整传递函数。
在由于离合器滑移的指示而使变速器组件输入扭矩减小的示例性情况下,那么除非考虑到变速器组件输入扭矩和车轮扭矩需求之间的差值,否则不能满足车辆加速度需求。因此,在680处,方法600可以包括增加电机(例如120)扭矩和/或电动马达(例如,133a、133b)扭矩中的任一个或两者来满足车轮扭矩需求。如所讨论的,通过电机/马达提供的用于满足车轮扭矩需求的车轮扭矩量可以包含变速器组件输入扭矩和总车轮扭矩需求之间的差值。如上面进一步讨论的,在一些示例中,确定是否使用电机(例如120)、一个或多个电动马达(例如133a、133b)、或某些组合来补偿需求的总车轮扭矩和由发动机提供的车轮扭矩之间的差值,可以包含确定哪个马达可能是最有效的(在车辆***包括电机(例如120)和电动马达(例如133a、133b)二者的情况下)。
继续到645,方法600可以包括将离合器扭矩容量增加至大于期望的变速器组件输入扭矩,其中期望的变速器组件输入扭矩可以被理解为在方法600的步骤620处确定的期望的变速器组件输入扭矩量。更具体地,离合器容量可以被增加至例如在不导致离合器滑移的情况下可以实现期望的变速器组件输入扭矩的容量。作为示例,变速器控制模块(例如254)可以调节有效离合器的致动器,以将离合器的容量增加至大于期望的变速器组件输入扭矩的水平。
在有效离合器的容量被增加至大于期望的变速器组件输入扭矩的情况下,方法600可以进行至650。在650处,方法600可以包括将变速器组件输入扭矩增加至期望的变速器组件输入扭矩,而同时降低电机(例如120)扭矩和/或电动马达扭矩中的任一或二者。通过将变速器组件输入扭矩增加至期望的变速器组件输入扭矩,同时降低电机/马达扭矩,可以满足驾驶员需求的车轮扭矩。方法600然后可以结束。
返回至665,响应于车辆操作者对增加的车辆加速度的需求,并且还响应于升挡事件没有进行、该估算的离合器扭矩容量不小于期望的变速器组件输入扭矩的指示,并且还响应于未检测到意外的离合器打滑的指示,则方法600可以进行至685。在685处,方法600可以包括将变速器组件输入扭矩增加至期望的变速器组件输入扭矩,使得可以满足驾驶员需求的车轮扭矩。作为示例,可以通过发动机控制器(例如111B)命令一个或多个扭矩致动器(例如204)增加发动机产生的扭矩来实现增加变速器组件输入扭矩,以满足期望的变速器组件输入扭矩。例如,可以增加喷射至一个或多个发动机汽缸的燃料,可以将节气门命令至更加打开的位置以使更多的空气能够流动到发动机等。方法600然后可以结束。
现在转到图7,示出了示例性时间轴700,示例性时间轴700示出了在双离合变速器的离合器在离合器扭矩追踪模式下运行的情况下使用一个或多个电机/马达来使得能够满足驾驶员需求的对车辆加速度的请求。时间轴700包括指示加速器踏板(例如192)的位置随时间变化的曲线705。加速器踏板可以被更大程度地按下(+)或者较小程度的按下(-),其中更大程度地按下(+)指示车辆操作者需求增加的车辆加速度或车轮扭矩。时间轴700还包括指示车辆操作者请求的车轮扭矩随时间变化的曲线710、指示实际的车轮扭矩随时间变化的曲线715、以及指示电机(例如120)扭矩随时间变化的曲线720。例如,对于曲线710、715中的每个,请求的车轮扭矩需求和实际的车轮扭矩分别可以增加(+)或减小(-)。类似地,对于曲线720,电机(例如120)扭矩可以增加(+)或减小(-)。如上所述,在一些示例中,车辆***可以包括电机(例如120)、电动马达(例如133a、133b)中的任一个或两者。然而,为了简单起见,在该示例性时间轴中,应当理解,车辆***仅包括电机(例如120)。
时间轴700还包括指示请求的发动机扭矩量或期望的变速器组件输入扭矩响应于车辆操作者请求的车轮扭矩量随时间变化的曲线725。时间轴700还包括指示离合器的扭矩容量随时间变化的曲线730。例如,曲线730可以指示例如通过变速器将发动机扭矩传递至驱动轮的离合器的扭矩容量。换句话说,如果发动机通过变速器经由第一输入轴(例如302)传递扭矩,则曲线730可以指第一离合器的扭矩容量。替代地,如果发动机通过变速器经由第二输入轴(例如304)传递扭矩,则曲线730可以指第二离合器(例如127)的扭矩容量。时间轴700还包括指示实际的变速器输入扭矩随时间变化的曲线735。时间轴700还包括指示由集成起动器/发电机(ISG)(例如142)供应的扭矩随时间变化的曲线740。对于曲线725、730、735、和740,增加的扭矩被表示为(+),而减小的扭矩被表示为(-)。
在时间t0处,车辆正在运行,并且由曲线705指示,车辆操作者通过压下加速器踏板来请求期望的车轮扭矩量。在时间t0处,分别由曲线710和715指示,所请求的车轮扭矩大体上等于实际的车轮扭矩。此外,由曲线735指示的变速器组件输入扭矩大体上等于由曲线725指示的请求的发动机扭矩。在时间t0处,由曲线720指示,电机不向传动系提供扭矩。在时间t0处,由曲线730所示,负责通过变速器传递发动机扭矩的离合器的扭矩容量被设定为比由曲线735所示的变速器的扭矩输入大预定量。而且,由曲线740所示,ISG(例如142)不向传动系提供正扭矩或负扭矩。
在时间t1处,车辆驾驶员踩下加速器踏板,请求增加的车辆加速度,或者增加的车轮扭矩。因此,在时间t1和t2之间,请求的车轮扭矩相应地增加。此外,请求的发动机扭矩(期望的变速器输入扭矩)根据车辆操作者请求的增加的车轮扭矩需求的增加而增加。因为变速器在离合器扭矩追踪运行模式下运行,所以如上所述,如果变速器组件输入扭矩响应于车辆操作者请求的车辆加速度的增加而增加,则这样的增加可以导致离合器滑移,并且这样的动作可能不会使车辆加速。为了满足车辆操作者期望的增加的车辆加速度,在时间t1和t2之间,可以使用电机(例如120)来使得能够满足驾驶员需求的车轮扭矩,同时维持变速器组件输入扭矩小于离合器容量。因此,来自电机的扭矩被指示为在时间t1和t2之间增加,以应对驾驶员需求的车轮扭矩和实际的车轮扭矩之间的差值。因此,在电机用于提供车轮扭矩的情况下,由曲线715指示的实际的车轮扭矩变得大体上等于在时间t2处的请求的车轮扭矩。
此外,在时间t1和t2之间,ISG(例如142)被命令为提供由曲线740指示的负扭矩以抵消增加的内燃发动机扭矩。例如,发动机控制器(例如111B)可以命令发动机扭矩致动器(例如204)以在时间t1与t2之间增加发动机扭矩,然而随着发动机扭矩由负的ISG扭矩抵消,变速器输入扭矩可以保持不变。
在时间t2和t3之间,由曲线740指示,负的ISG扭矩保持不变。另外,由曲线720指示,电机扭矩保持不变。在时间t3和t4之间,离合器的扭矩容量增加,并且因此,随着离合器扭矩容量增加,变速器组件输入扭矩被控制为同时增加。更具体地,可以被理解为通过变速器控制模块(例如254)命令离合器致动器(例如基于有效离合器的389或387)增加离合器的扭矩容量来增加离合器扭矩容量。此外,通过减小(使得较小负值)负的ISG扭矩来增加变速器组件输入扭矩。
在时间t4处,由曲线730指示的离合器扭矩容量大于由曲线725指示的期望的变速器组件输入扭矩或发动机扭矩。在离合器扭矩容量大于期望的变速器组件输入扭矩的情况下,由曲线735指示的实际的变速器组件输入扭矩大体上等于期望的变速器组件输入扭矩。此外,在时间t4处,由曲线720指示,电机扭矩不再向车轮提供扭矩,并且由曲线740指示,ISG不再以负扭矩运行。在时间t4和t5之间,变速器在扭矩追踪模式下运行,其中由曲线730指示的离合器扭矩容量比由曲线735指示的变速器组件输入扭矩大限定量。
因此,通过在变速器以扭矩追踪运行模式运行的情况下使用双离合变速器下游的电机,可以在没有显着延迟的情况下满足驾驶员需求的车辆加速度请求,该显着延迟原本会出现在未配备有位于变速器下游的电机的车辆中。
现在转到图8,示出了示例性时间轴800,示例性时间轴800示出了在换挡事件正在进行的情况下使用一个或多个电机/马达来使得能够满足驾驶员需求的对车辆加速度的请求。时间轴800包括指示加速器踏板(例如192)位置随时间变化的曲线805。如上所述,加速器踏板可以被更大程度地按下(+)或者较小程度地按下(-),其中更大程度地按下(+)表示车辆操作者对增加的车辆加速度或车轮扭矩的需求。时间轴800还包括指示第一输入轴(例如302)的第一转速随时间变化的曲线810,以及指示第二输入轴(例如304)的第二转速随时间变化的曲线820。时间轴800还包括指示变速器的输入转速或发动机转速随时间变化的曲线815。对于曲线810、815、和820,由(+)指示增加的转速,而由(-)指示减小的转速。时间轴800还包括指示由车辆操作者请求的车轮扭矩随时间变化的曲线825,以及指示实际的车轮扭矩随时间变化的曲线830。时间轴800还包括指示电机(例如120)扭矩随时间变化的曲线835。如上所述,在一些示例中,车辆***可以包括电机(例如120)和电动马达(例如133a、133b)中的任一个或两个。然而,为了简单起见,应当理解,在图8处描述的车辆***仅包括电机(例如120)。对于曲线825、830、和835,增加的扭矩由(+)表示,而减小的扭矩由(-)表示。
时间轴800还包括指示请求的(期望的)变速器输入扭矩量随时间变化的曲线840,以及指示发动机扭矩量随时间变化的曲线845。时间轴800还包括指示变速器输入扭矩量随时间变化的曲线850,和指示由ISG(例如142)提供的扭矩量随时间变化的曲线855。对于曲线840、845、850、和855,由(+)指示增加的扭矩量,而由(-)指示减小的扭矩量。时间轴800还包括指示即将分离的离合器(例如,第一离合器126)的离合器扭矩容量随时间变化的曲线865,和指示即将接合的离合器(例如第二离合器127)的离合器扭矩容量随时间变化的曲线860。对于曲线860和865,由(+)表示增加的离合器扭矩容量,而由(-)表示减小的离合器扭矩容量。
参考图3所示的双离合变速器,为了清楚起见,应当理解,在示例性时间轴800中,第一输入轴转速可以指第一输入轴(例如302)的转速,并且第二输入轴转速可以指第二输入轴(例如304)的转速。此外,即将分离的离合器容量可以指第一离合器(例如126)的离合器扭矩容量,而即将接合的离合器扭矩容量可以指第二离合器(例如127)的离合器扭矩容量。此外,为了清楚起见,应当理解,在示例性时间轴800中,升挡事件可以对应于从起动齿轮(例如第一齿轮)到目标齿轮(例如第二齿轮)的升挡。
在时间t0和t1之间,车辆以不变的速率加速,其中由曲线805所示,加速器踏板位置不变。由曲线810所示,第一输入轴转速随着第一齿轮被接合并且车辆正在经历速率不变的加速而增加。由曲线825指示的请求的车轮扭矩大体上等于由曲线830指示的实际的车轮扭矩。由曲线835和曲线855指示,电机不向车轮提供显着的扭矩。因此,请求的车轮扭矩可以被理解为通过由发动机提供的扭矩来满足。因此,由曲线845指示的通过发动机供应的扭矩大体上等于由曲线840指示的请求的变速器输入扭矩量。此外,分别由曲线865和860指示,即将分离的离合器(例如126)的容量大体上大于即将接合的离合器(例如127)的容量。更具体地,应当理解,在时间t0和t1之间的发动机扭矩通过变速器经由第一离合器(即将分离的离合器)传递至驱动轮,而第二离合器(即将接合的离合器)可以被理解为处于分离构型。
在时间t1处,由曲线865指示,即将分离的离合器的容量开始减小。此外,由曲线860指示,即将接合的离合器的容量开始增加。更具体地,在时间t1处开始从第一齿轮升挡至第二、目标齿轮。在时间t1和t2之间,随着即将分离的离合器的容量进一步减小,即将接合的离合器的容量进一步增加。
在时间t2处,当升挡事件正在进行时,车辆操作者踩下加速器踏板,请求增加车辆加速度。然而,如上所述,可以根据换挡开始时的变速器输入扭矩请求来预定即将接合的离合器在升挡期间的离合器扭矩容量。因此,如果变速器输入扭矩在升挡期间上升太快,则离合器可能不能够足够快地增加扭矩容量,变速器组件输入转速可能开始加速,并且由于变速器组件输入转速为了升挡事件可能不得不降低,所以换挡可能没有完成或结束。因此,在时间t2和t3之间,由曲线835所示,电机扭矩增加,以在不增加变速器组件输入扭矩的情况下能够满足车轮扭矩需求。
此外,在时间t2和t3之间,由曲线845指示的发动机扭矩与由曲线840指示的请求的或期望的变速器输入扭矩一致地增加。然而,为了维持变速器输入扭矩不变,由曲线855指示,车辆控制器命令ISG(例如142)提供负扭矩。应当理解,由曲线850指示,由ISG提供的负扭矩量可以抵消发动机扭矩增加的量,同时维持变速器组件输入扭矩不变。
在时间t3和t4之间,电机扭矩在能够实现由曲线825指示的请求的车轮扭矩的电机扭矩量大体上等于由曲线830指示的实际的车轮扭矩时达到平稳水平。此外,由ISG提供的负扭矩在能够实现由曲线845指示的发动机扭矩的负的ISG扭矩量大体上等于由曲线840指示的请求的或期望的变速器组件输入扭矩时达到平稳水平。然而,由于发动机扭矩由负的ISG扭矩抵消,所以变速器组件输入扭矩保持不变。
更进一步地,在示例性时间轴800中,在曲线t3和t4之间,应当理解,即将接合的离合器容量根据为升挡事件最初计划的量而增加。如上关于方法600所讨论的,在一些示例中,离合器容量可以增加至大于最初为换挡而计划的容量。在这样的示例中,变速器组件输入扭矩不会保持不变,但是可以与离合器容量的这种增加相协调。然而,在该示例性时间轴800中,由于即将接合的离合器容量根据最初为换挡而计划的量增加,所以变速器组件输入扭矩被指示为在时间t3和t4之间保持不变。
在时间t4处,即将分离的离合器的容量降低至应当理解的即将分离的离合器在时间t4处分开的程度。此外,在时间t4处,由曲线815指示的发动机转速可以被命令为降低以与第二输入轴的转速同步,使得换挡事件可以结束。可以通过使ISG扭矩更负而完成变速器输入转速的降低,以将更多的负载施加在发动机上以降低其转速。在时间轴800中,通过ISG在时间t4和t5之间提供更多的负扭矩而指示完成发动机转速的降低,从而导致发动机转速在时间t4和t5之间降低。此外,在时间t4和t5之间,在即将接合的离合器上增加离合器容量,使得即将接合的离合器能够承载提供给变速器的全部扭矩。
在时间t5和t6之间,由曲线860指示,即将接合的离合器扭矩容量迅速增加。更具体地,应当理解,离合器扭矩容量在时间t5和t6之间迅速增加至比由曲线840指示的请求的或期望的变速器组件输入扭矩大一定量。随着即将接合的离合器上的离合器扭矩增加至比请求的变速器组件输入扭矩大一定量,电机扭矩在时间t5和t6之间减小。此外,负的ISG扭矩成为较小负值,并且减小直到不通过ISG提供扭矩(正或负)。在由曲线845指示的发动机扭矩大体上等于由曲线840指示的请求的输入扭矩的情况下,由于负的ISG扭矩减小,因此由曲线850指示的实际的变速器输入扭矩可以增加。因此,在时间t6处,由ISG提供的负扭矩被减小至不提供扭矩,并且因此变速器组件输入扭矩大体上等于请求的或期望的变速器输入扭矩。换句话说,通过消除由ISG提供的发动机上的负载,变速器输入扭矩因此可以等于发动机扭矩。
在时间t6和t7之间,由曲线825指示的请求的车轮扭矩大体上等于实际的车轮扭矩,其中车轮扭矩是由发动机扭矩提供的。更具体地,发动机以变速器组件输入转速大体上等于请求的变速器组件输入转速的扭矩水平运行。
以这种方式,通过利用被设置在双离合变速器下游的电机(例如120)或一个或多个电动马达(例如133a、133b),可以在变速器处于扭矩追踪运行模式的情况下、在升挡事件期间发生加速度请求的情况下、和/或在离合器扭矩容量估算值不正确的情况下,在不会显着延迟的情况下满足车辆加速度请求。
技术效果是认识到,通过将电机或电动马达设置在双离合变速器下游,可以在离合器扭矩容量原本将限制可以满足车轮扭矩请求的速率的条件下满足车轮扭矩需求。进一步的技术效果是认识到,当通过位于变速器下游的电机或电动马达满足车轮扭矩请求时,可以将发动机扭矩增加至期望的变速器输入扭矩,同时通过由连接至发动机的集成起动器/发电机提供负扭矩来抵消发动机扭矩。以这种方式,响应于当至少部分地通过电机或电动马达、通过使得ISG扭矩为较小负值而满足车轮扭矩需求时,离合器扭矩容量被增加至大于期望的变速器输入扭矩,变速器输入扭矩可以迅速增加以满足车轮扭矩需求。
本文所描述的并且关于图1A-3的***,连同本文所描述的并且关于图6的方法一起,可以实现一个或多个***和一个或多个方法。在一个示例中,一种方法包含通过被控制为小于最大容量的第一容量的双离合变速器的离合器来传递变速器输入扭矩;和响应于期望的变速器输入扭矩超过该容量,而增加被连接在双离合变速器下游的马达的扭矩输出,以协助满足车轮扭矩需求,同时维持变速器输入扭矩小于第一容量。在该方法的第一示例中,该方法还包含当马达的扭矩输出协助满足车轮扭矩需求时将离合器容量从第一容量增加至大于期望的变速器输入扭矩的第二容量。该方法的第二示例可选地包括第一示例,并且还包含当将离合器容量增加至第二容量时增加变速器输入扭矩,同时维持变速器输入扭矩小于增加的离合器容量。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,并且还包含当增加变速器输入扭矩时减小马达的扭矩输出,以满足车轮扭矩需求。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,并且还包含将发动机扭矩增加至期望的输入扭矩,同时由通过被连接至发动机的集成起动器/发电机提供的负扭矩抵消增加的发动机扭矩,其中通过减小由集成起动器/发电机提供的负扭矩来实现增加变速器输入扭矩,同时增加离合器容量。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,并且还包含其中根据加速器踏板的位置来指示期望的输入扭矩超过容量。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,并且还包括,其中被连接在双离合变速器下游的马达包括被配置用于向驱动轮提供扭矩的电机、或者被连接至非驱动轮的一个或多个电动马达,其中驱动轮包括从发动机接收动力的一个或多个车轮。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,并且还包括:其中在双离合变速器的升挡事件期间,响应于期望的输入扭矩超过容量而增加马达的扭矩输出。
用于车辆的方法的另一示例包含通过被可移除地连接至双离合变速器的至少一个发动机推进车辆,并且在从第一、较低齿轮到第二、较高齿轮的变速器齿轮升挡事件期间,将即将接合的变速器离合器的扭矩容量增加至在齿轮升挡事件开始时预定的第一离合器扭矩容量;将即将分离的变速器离合器上的离合器容量减小至第二离合器容量;和响应于在升挡事件期间的车辆加速度请求的指示,基于加速请求来确定期望的变速器组件输入扭矩,并且在第一离合器扭矩容量低于期望的变速器组件输入扭矩的情况下,通过增加来自被配置用于推进车辆的被设置在变速器下游的一个或多个电动马达的扭矩输出来协助满足加速请求。在该方法的第一示例中,该方法还包括其中一个或多个电动马达包括被配置用于通过车辆的一个或多个驱动轮来推进车辆的电机,或者被配置用于通过车辆的一个或多个非驱动轮来推进车辆的一个或多个电动马达,其中驱动轮包括通过发动机提供动力的车轮,并且其中非驱动轮包括不通过发动机提供动力的车轮。该方法的第二示例可选地包括第一示例,并且还包含通过集成起动器/发电机向发动机提供扭矩,或者通过集成起动器/发电机在发动机运行时产生电力;和响应于在升挡事件期间的加速请求的指示,其中第一离合器扭矩容量低于期望的变速器组件输入扭矩:将发动机扭矩量增加至期望的变速器输入扭矩,同时通过由集成起动器/发电机提供第一负扭矩来维持实际的变速器输入扭矩不变,以将实际的变速器输入扭矩维持为小于第一离合器扭矩容量,同时至少部分地通过被配置用于推进车辆的一个或多个电动马达来满足加速请求。该方法的第三示例可选地包括第一示例和第二示例中的任何一个或多个或每个,并且还包含在由集成起动器/发电机提供第一负扭矩之后,由集成起动器/发电机提供比第一负扭矩更负的第二负扭矩来调节变速器输入转速,以便将变速器输入转速降低至能够实现从第一齿轮到第二齿轮的齿轮升挡的速度。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,并且还包含在换挡至第二、较高齿轮之后,将第一输入离合器的容量增加至大于期望的变速器组件输入扭矩的第三离合器扭矩容量;和减小由集成起动器/发电机提供的负扭矩,以将实际的变速器输入扭矩增加至期望的变速器输入扭矩。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,并且还包含在换挡至第二、较高齿轮之后,并且当实际的变速器输入扭矩增大时,降低来自一个或多个电动马达的扭矩输出,以满足加速请求。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,并且还包括,其中根据加速器踏板的位置来指示在升挡事件期间车辆加速度请求的指示。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,并且还包括,其中第二离合器容量包含分离的即将分离的离合器。
一种***的示例包含:包括曲轴的发动机;连接至发动机的双离合变速器,该双离合变速器包括第一离合器、第二离合器、第一输入轴、第二输入轴、和输出轴;连接至发动机的集成起动器/发电机;被设置在变速器下游的电动马达;被配置用于监测曲轴的转速的第一转速传感器;被配置用于监测输出轴的转速的第二转速传感器;一个或多个发动机扭矩致动器;和控制器,该控制器将可执行指令储存在非暂时性存储器中,可执行指令在被执行时使控制器进行以下操作:响应于车辆加速的请求,而指示基于车轮扭矩需求的期望的变速器输入扭矩,并且指示负责通过变速器传递发动机扭矩的双离合变速器的离合器的预期容量;响应于负责通过变速器传递发动机扭矩的离合器的预期容量大于期望的变速器输入扭矩的指示,而将变速器输入扭矩增加至期望的变速器输入扭矩;响应于通过第一转速传感器测得的曲轴转速大于通过第二转速传感器指示的输出轴转速的指示而指示负责通过变速器传递发动机扭矩的离合器的预期容量不正确;和响应于负责通过变速器传递发动机扭矩的离合器的预期的容量不正确的指示,而将变速器输入扭矩减小至小于期望的输入扭矩,直到指示曲轴转速等于输出轴速度为止,并且增加位于变速器下游的电动马达的扭矩输出以满足车轮扭矩需求。在该***的第一示例中,该***还包含附加指令,该附加指令用于响应于曲轴转速等于输出轴转速而用新的离合器容量估算值来更新预期的离合器容量;和在用新的离合器容量估算值更新预期的离合器容量之后,将离合器容量增加至大于期望的输入扭矩的容量。该***的第二示例可选地包括第一示例,并且还包含附加指令,该附加指令用于响应于将离合器容量增加至大于期望的输入扭矩的容量而将变速器输入扭矩增加至期望的输入扭矩;和当实际的期望的输入扭矩增加时减小电动马达的扭矩输出以满足车轮扭矩需求。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,并且还包含附加指令,该附加指令用于通过由集成起动器/发电机向发动机提供负扭矩来将变速器输入扭矩减小至小于期望的输入扭矩,直到指示曲轴转速等于输出轴转速;和通过由集成起动器/发电机减小发动机的负扭矩或形成较小负值的负扭矩来将变速器输入扭矩增加至期望的输入扭矩。
应当注意,本文包括的示例性控制和估算程序可以与各种发动机和/或车辆***配置一起使用。本文公开的控制方法和程序可以作为可执行指令储存在非暂时性存储器中,并且可以由包括控制器的控制***结合各种传感器、致动器、以及其他发动机硬件来执行。本文描述的具体程序可以表示任意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。正因为如此,所示出的各种动作、操作、和/或功能可以以所示的顺序执行、并行执行、或者在一些情况下可以省略。同样地,过程的顺序不是为了实现本文描述的示例性实施例的特征和优点所必需的,而是为了便于说明和描述而设置的。可以根据所使用的具体策略来重复执行所示动作、操作和/或功能中的一个或多个。此外,所描述的动作、操作和/或功能可以图形化地表示被编程到发动机控制***中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码,其中通过执行包括与电子控制器相结合的各种发动机硬件部件的***中的指令来执行所描述的动作。
应当理解,本文公开的配置和程序本质上是示例性的,并且因为可能有许多变化,所以这些具体实施例不被认为是限制性的。例如,上述技术可以应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4、以及其他发动机类型。本公开的主题包括在此公开的各种***和配置以及其他特征、功能、和/或特性的所有新颖且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新颖和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可以指“一”元件或“第一”元件或其等同物。这种权利要求应该被理解为包括包含一个或多个这种元件、既不要求也不排除两个或更多个这种元件。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要求保护所公开的特征、功能、元件、和/或特性的其他组合和子组合。无论在范围上比原始权利要求更宽、更窄、相等或者不同的这种权利要求也被认为包括在本公开的主题内。
Claims (19)
1.一种用于车辆的方法,包含:
通过被控制为小于最大容量的第一容量的双离合变速器的离合器来传递变速器输入扭矩;和
在从一个离合器到另一个离合器的转换过程中,并且进一步响应于在从一个离合器转换到另一个离合器的过程中驾驶员踏板位置的增加:
响应于期望的变速器输入扭矩超过所述最大容量,而增加被连接在所述双离合变速器下游的马达的扭矩输出,以协助满足车轮扭矩需求,同时维持所述变速器输入扭矩小于所述第一容量,其中所述双离合变速器下游包括所述双离合变速器的两个离合器的下游。
2.根据权利要求1所述的方法,还包含当所述马达的所述扭矩输出协助满足所述车轮扭矩需求时将离合器容量从所述第一容量增加至大于所述期望的变速器输入扭矩的第二容量。
3.根据权利要求2所述的方法,还包含当将所述离合器容量增加至所述第二容量时增加所述变速器输入扭矩,同时维持所述变速器输入扭矩小于增加的离合器容量。
4.根据权利要求3所述的方法,还包含当增加所述变速器输入扭矩时减小所述马达的所述扭矩输出,以满足所述车轮扭矩需求。
5.根据权利要求3所述的方法,还包含将发动机扭矩增加至所述期望的变速器输入扭矩,同时由通过被连接至发动机的集成起动器/发电机提供的负扭矩抵消增加的发动机扭矩,其中通过减小由所述集成起动器/发电机提供的所述负扭矩来实现增加所述变速器输入扭矩,同时增加所述离合器容量。
6.根据权利要求1所述的方法,其中根据加速器踏板的位置来指示所述期望的变速器输入扭矩超过所述最大容量。
7.根据权利要求1所述的方法,其中被连接在所述双离合变速器下游的所述马达包括被配置用于向驱动轮提供扭矩的电机、或者被连接至非驱动轮的一个或多个电动马达,其中所述驱动轮包括从发动机接收动力的一个或多个车轮。
8.根据权利要求1所述的方法,其中在所述双离合变速器的齿轮升挡事件期间,响应于所述期望的变速器输入扭矩超过所述最大容量而增加所述马达的所述扭矩输出。
9.一种用于车辆的方法,包含:
通过被可移除地连接至双离合变速器的至少一个发动机推进所述车辆,并且在从第一、较低齿轮到第二、较高齿轮的变速器齿轮升挡事件期间,将即将接合的变速器离合器的扭矩容量增加至在所述齿轮升挡事件开始时预定的第一离合器扭矩容量;
将即将分离的变速器离合器上的离合器容量减小至第二离合器容量;和
响应于在所述升挡事件期间的车辆加速度请求的指示,基于所述车辆加速度请求来确定期望的变速器组件输入扭矩,并且在所述第一离合器扭矩容量低于所述期望的变速器组件输入扭矩的情况下,通过增加来自被配置用于推进所述车辆的被设置在所述变速器下游的一个或多个电动马达的扭矩输出来协助满足所述车辆加速度请求。
10.根据权利要求9所述的方法,其中所述一个或多个电动马达包括被配置用于通过所述车辆的一个或多个驱动轮来推进所述车辆的电机,或者被配置用于通过所述车辆的一个或多个非驱动轮来推进所述车辆的一个或多个电动马达,其中所述驱动轮包括通过所述发动机提供动力的车轮,并且其中所述非驱动轮包括不通过所述发动机提供动力的车轮。
11.根据权利要求9所述的方法,还包含通过集成起动器/发电机向所述发动机提供扭矩,或者通过所述集成起动器/发电机在所述发动机运行时产生电力;和
响应于在所述升挡事件期间的所述车辆加速度请求的所述指示而进行以下操作,其中所述第一离合器扭矩容量低于所述期望的变速器组件输入扭矩:
将发动机扭矩量增加至所述期望的变速器组件输入扭矩,同时通过由所述集成起动器/发电机提供第一负扭矩来维持实际的变速器输入扭矩不变,以将所述实际的变速器输入扭矩维持为小于所述第一离合器扭矩容量,同时至少部分地通过被配置用于推进所述车辆的所述一个或多个电动马达来满足所述车辆加速度请求。
12.根据权利要求11所述的方法,还包含在由所述集成起动器/发电机提供所述第一负扭矩之后,由所述集成起动器/发电机提供比所述第一负扭矩更负的第二负扭矩来调节变速器输入转速,以便将所述变速器输入转速降低至能够实现从所述第一、较低齿轮到所述第二、较高齿轮的所述齿轮升挡的速度。
13.根据权利要求11所述的方法,还包含在换挡至所述第二、较高齿轮之后,将所述第一离合器扭矩容量增加至大于所述期望的变速器组件输入扭矩的第三离合器扭矩容量;和
减小由所述集成起动器/发电机提供的负扭矩,以将所述实际的变速器输入扭矩增加至所述期望的变速器组件输入扭矩。
14.根据权利要求13所述的方法,还包含在换挡至所述第二、较高齿轮之后,并且当所述实际的变速器输入扭矩增大时,降低来自所述一个或多个电动马达的所述扭矩输出,以满足所述车辆加速度请求。
15.根据权利要求9所述的方法,其中根据加速器踏板的位置来指示在所述升挡事件期间所述车辆加速度请求的所述指示。
16.一种用于车辆的***,包含:
包括曲轴的发动机;
连接至所述发动机的双离合变速器,所述双离合变速器包括第一离合器、第二离合器、第一输入轴、第二输入轴、和输出轴;
连接至所述发动机的集成起动器/发电机;
被设置在所述变速器下游的电动马达;
第一转速传感器,所述第一转速传感器被配置用于监测所述曲轴的转速;
第二转速传感器,所述第二转速传感器被配置用于监测所述输出轴的转速;
一个或多个发动机扭矩致动器;和
控制器,所述控制器将可执行指令储存在非暂时性存储器中,所述可执行指令在被执行时使所述控制器进行以下操作:
响应于车辆加速的请求,而指示基于车轮扭矩需求的期望的变速器输入扭矩,并且指示负责通过所述变速器传递发动机扭矩的所述双离合变速器的离合器的预期容量;
响应于负责通过所述变速器传递所述发动机扭矩的所述离合器的所述预期容量大于所述期望的变速器输入扭矩的指示,而将变速器输入扭矩增加至所述期望的变速器输入扭矩;
响应于通过所述第一转速传感器测得的曲轴转速大于通过所述第二转速传感器指示的输出轴转速的指示而指示负责通过所述变速器传递所述发动机扭矩的所述离合器的所述预期容量不正确;和
响应于负责通过所述变速器传递所述发动机扭矩的所述离合器的所述预期容量不正确的所述指示,而将所述变速器输入扭矩减小至小于所述期望的变速器输入扭矩,直到指示所述曲轴转速等于所述输出轴转速为止,并且增加位于所述变速器下游的所述电动马达的扭矩输出以满足所述车轮扭矩需求。
17.根据权利要求16所述的***,还包含附加指令,所述附加指令用于响应于所述曲轴转速等于所述输出轴转速而用新的离合器容量估算值来更新所述预期容量;和
在用所述新的离合器容量估算值更新所述预期容量之后,将所述离合器容量增加至大于所述期望的变速器输入扭矩的容量。
18.根据权利要求17所述的***,还包含附加指令,所述附加指令用于响应于将所述离合器容量增加至大于所述期望的变速器输入扭矩的所述容量而将所述变速器输入扭矩增加至所述期望的变速器输入扭矩;和
当实际的变速器输入扭矩增加时减小所述电动马达的所述扭矩输出以满足所述车轮扭矩需求。
19.根据权利要求18所述的***,还包括附加指令,所述附加指令用于通过由所述集成起动器/发电机向所述发动机提供负扭矩来将所述变速器输入扭矩减小至小于所述期望的变速器输入扭矩,直到指示所述曲轴转速等于所述输出轴转速;和
通过由所述集成起动器/发电机减小提供至所述发动机的所述负扭矩或使提供至所述发动机的所述负扭矩为较小负值来将所述变速器输入扭矩增加至所述期望的变速器输入扭矩。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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