CN108602452B - 用于机动车辆的控制器和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于机动车辆动力系的控制器，该控制器被配置成控制由多个驱动扭矩源中的每一者产生的扭矩的量以产生与预定的扭矩需求值对应的净扭矩，预定的扭矩需求值至少部分地通过参照由控制器接收的扭矩需求信号来确定，每个驱动扭矩源经由相应的扭矩传递装置联接至相应的一组一个或多个车轮，控制器被配置成使至少一个驱动扭矩源根据预定的扭矩需求值来产生正扭矩或负扭矩并且使驱动扭矩源经历扭矩反转操作，其中由至少一个驱动扭矩源产生的扭矩的方向由一个方向改变至另一个方向，控制器被配置成如下：其中，在扭矩反转操作期间，控制器在所产生的扭矩的量通过零时限制由多个驱动扭矩源中的至少一个驱动扭矩源产生的扭矩的变化率并且试图通过由多个驱动扭矩源中的一个或多个其他驱动扭矩源产生的扭矩的量的相应变化来补偿扭矩变化率的减小。

Description

用于机动车辆的控制器和方法
技术领域
本公开涉及用于机动车辆的控制器和方法。本发明的各方面涉及控制器和方法。
背景技术
已知提供一种电动车辆，其中电池通过逆变器向驱动马达提供电力。驱动马达通常通过扭矩传递组件连接至车辆的两个车轮，该扭矩传递组件具有经由传动轴联接至差速齿轮箱的变速器。差速齿轮箱将驱动扭矩输送至组件的侧轴，该组件的侧轴又向车辆的两个车轮中的每个车轮输送扭矩。
诸如齿轮变速器和差速齿轮箱之类的扭矩传递装置具有如下特性：在该扭矩传递装置的每组齿轮啮合中存在齿隙(backlash)并且齿隙还存在于支承轴承中。当通过该装置使扭矩传动装置的方向反向时，齿隙经历跨越(crossed)并且这会导致产生由驾驶员或乘客感受到的可听噪声和/或震颤。应该理解的是，齿隙可能产生于齿轮箱内的自由游隙和动力传动***部件的扭转柔度的组合。例如，齿隙的一个示例为当车辆从以发动机超速运转状态运行——其中，驾驶员可以例如已经释放了车辆的加速器踏板和制动踏板这两者，使得车辆缓慢减速——转变至加速器踏板被下压并且车辆加速的状态时。随着动力***从将能量输入发动机以克服摩擦力的状态转变为发动机向动力***输送能量的状态，动力传动***从负扭矩的状态转变为正扭矩的状态，并且车辆的乘员可能会听到并感觉到呈沉重的“砰”声的形式的NVH(噪声、振动与声振粗糙度)。
在一些情况下，混合动力车辆也许能够由内燃发动机向车辆的前车轮提供驱动扭矩，并且由电机向同一车辆的后车轮提供电力驱动(并且可选地经由后车轮驱动电机以产生再生制动)。混合动力车辆可以设置成使得前车轮和后车轮不机械联接，即，不存在连接相应组的车轮的后驱传动轴。
可以控制由每个扭矩源提供的总需求驱动扭矩的比例，以便提高车辆的整体运行效率。
应该认识到，扭矩源之间的扭矩分配也影响车辆的稳定性。例如，可以通过调节两个源之间的相对扭矩分配来控制驾驶员所体验到的转向感觉和操纵平衡性。例如，如果连接至后车轮的电力驱动***以发电模式运行从而对车辆的电池进行再充电并且路面相对较滑，则由车轮产生的再生扭矩的量可能受限于动力***的控制器，以维持后车轮的稳定性。
本发明的实施方式的目的是减少由车辆扭矩传递组件的一个或多个部件中的扭矩反转引起的噪音和/或震颤。
发明内容
本发明的各方面和实施方式提供了控制器、车辆和方法。本发明的实施方式可以参照所附权利要求来理解。
在本发明希望保护的一个方面中，提供了一种用于机动车辆的控制器，该控制器被配置成控制由多个驱动扭矩源中的每一个产生的扭矩的量，每个驱动扭矩源经由相应的扭矩传递装置联接至相应组的一个或多个车轮，该控制器被配置成在由所述驱动扭矩源产生的驱动扭矩的量接近零以及反转方向时减小或限制由该驱动扭矩源产生的驱动扭矩的变化速率。
在本发明希望保护的一个方面中，提供了一种用于机动车辆的控制器，该控制器被配置成控制由多个驱动扭矩源中的每一个产生的扭矩的量，每个驱动扭矩源经由相应的扭矩传递装置联接至相应组的一个或多个车轮，该控制器被配置成在由所述驱动扭矩源产生的驱动扭矩的量反转方向时减小或限制由该驱动扭矩源产生的驱动扭矩的变化速率。
在本发明希望保护的一个方面中，提供了一种用于机动车辆的控制器，该控制器被配置成控制由多个驱动扭矩源中的每一个产生的扭矩的量，每个驱动扭矩源经由相应的扭矩传递装置联接至相应组的一个或多个车轮，该控制器被配置成在由所述驱动扭矩源产生的驱动扭矩的量反转方向时限制由驱动扭矩源产生的驱动扭矩的变化速率。
在本发明希望保护的一个方面中，提供了一种用于机动车辆动力系的控制器，该控制器被配置成控制由多个驱动扭矩源中的每一个产生的扭矩的量，以便产生与预定的扭矩需求值对应的净扭矩，该预定的扭矩需求值至少部分地通过参照由控制器接收到的扭矩需求信号来确定，每个驱动扭矩源经由相应的扭矩传递装置联接至相应组的一个或多个车轮，
控制器被配置成使至少一个驱动扭矩源根据预定的扭矩需求值来产生正扭矩或负扭矩以及使驱动扭矩源经历扭矩反转操作，在扭矩反转操作中，由至少一个驱动扭矩源产生的扭矩的方向由一个方向改变至另一个方向，控制器被配置成：其中，在扭矩反转操作期间，控制器在所产生的扭矩的量越过零值时限制由多个驱动扭矩源中的至少一个驱动扭矩源产生的扭矩的变化速率并且试图通过由多个驱动扭矩源中的一个或多个其他驱动扭矩源产生的扭矩的量的相应变化来补偿扭矩变化速率的减小。
因此，控制器被配置成即使在扭矩反转操作正在进行时也试图大致连续地满足预定的扭矩需求值。
本发明的实施方式具有以下优点：当由驱动扭矩源施加的驱动扭矩的方向反转时，车辆经历的反冲的严重程度可以减小。在一些实施方式中，反冲的严重程度可以降低至基本不可感知的水平，可选地降低至大致为零。
本发明的一些实施方式通过在诸如齿轮式扭矩传递装置之类的扭矩传递装置中使用公差减小的动力系部件而允许车辆在可接受的动力系噪声、振动和声振粗糙度(NVH)约束内操作。应该理解的是，使用公差减小的部件可以降低待享有的车辆的成本。可选地或附加地，给定的一组动力系部件与不是根据本发明的实施方式的车辆相比可以减少由车辆乘员所体验到的NVH。将每个驱动扭矩源连接至相应的一个或多个车轮的扭矩传递装置可以包括多个齿轮，或者包括将驱动扭矩源连接至相应的一个或多个车轮的一个或多个轴。
本发明的实施方式在两个驱动扭矩源均是电机的车辆中可能是有用的。一些实施方式在至少一个驱动扭矩源是电机的车辆中可能是有用的。一些实施方式在至少一个驱动扭矩源是内燃机的车辆中可能是有用的。
应该理解的是，控制器可以被配置成在驱动扭矩源所产生的驱动扭矩的量接近零并且反转方向时通过减小变化速率来限制由驱动扭矩源产生的驱动扭矩的变化速率。因此，如果在驱动扭矩的量接近零并且反转方向时驱动扭矩的变化速率超过预定极限值，则控制器可以使变化速率降低，从而使得其在驱动扭矩的量接近零并且反转方向时不超过预定极限值。预定极限值可以是大致固定的值。替代性地，预定极限值可以由控制器至少部分地根据一个或多个参数来确定。在一种实施方式中，预定极限值至少部分地根据车辆速度来确定。在一些实施方式中，预定极限值可以至少部分地根据未经历方向反转的至少一个电机的旋转速度来确定。应该理解的是，车辆运动得越快，或者未经历扭矩反转的至少一个电机的旋转速度越快，车辆乘员可能受到的NVH的量越大。因此，由于扭矩反转操作而产生的NVH的更多部分可能被预先存在的NVH掩盖。
应该理解的是，由驱动扭矩源产生的驱动扭矩可以是正的、沿着车轮的旋转方向，由此促进车轮的旋转；或者是负的、沿着与旋转方向相反的方向，由此对抗车轮的旋转。应该理解的是，负驱动扭矩可以由电机在操作为发电机时施加，例如以便实现再生制动。
应该理解的是，本文所描述的一个或多个控制器可以包括具有一个或多个电子处理器的控制单元或计算装置。***可以包括单个控制单元或电子控制器，或者替代性地，控制器的不同功能可以嵌入或寄宿在不同的控制单元或控制器中。如本文所使用的术语“控制单元”将被理解为包括单个控制单元或控制器以及共同运行以提供所述控制功能的多个控制单元或控制器这两者。可以提供一组指令，该指令在被执行时使所述计算装置实施本文所描述的控制技术。该组指令可以嵌入到所述一个或多个电子处理器中。替代性地，可以将该组指令设置成待在所述计算装置上执行的软件。控制器可以实现于在一个或多个处理器上运行的软件中。一个或多个其他控制器可以实现于在一个或多个处理器上运行的软件中，可选地，所述一个或多个处理器与控制器相同。其他设置也是有用的。
控制器可以被配置成使第一驱动扭矩源将正驱动扭矩施加至与第一驱动扭矩源联接的第一组的一个或多个车轮并且使第二驱动扭矩源将负驱动扭矩施加至与第二驱动扭矩源联接的第二组的一个或多个车轮，使得施加至车辆的车轮的净驱动扭矩大致对应于预定的驱动扭矩需求值。
因此，控制器可以根据驱动扭矩需求值使第一驱动扭矩源施加正驱动扭矩，该正驱动扭矩是在第一组的一个或多个车轮的旋转方向或期望的旋转方向上的驱动扭矩，因此是在行驶方向或期望的行驶方向上的驱动扭矩，同时使第二驱动扭矩源将负扭矩施加至第二组的一个或多个车轮，该扭矩的方向与由第一驱动扭矩源施加至第一组的一个或多个车轮的扭矩的方向相反。因此，由第二驱动扭矩源施加的扭矩与由第一驱动扭矩源施加的扭矩相反。应该理解的是，这种特征使得在动力系没有经历齿隙跨越(lash crossing)的情况下净驱动扭矩的方向能够由前向方向反转至反向方向以及由反向方向反转至前向方向。
应该理解的是，如果预定的驱动扭矩需求值的量超过第一驱动扭矩源能够产生的扭矩的量，则第二驱动扭矩源可以被控制为经历从产生负扭矩向产生正扭矩的扭矩反转，以便增加由第一驱动扭矩源和第二驱动扭矩源施加的总净扭矩。
可选地，当满足预定的一个或多个条件时，控制器被配置成允许由第一驱动扭矩源和第二驱动扭矩源中的一者或两者产生的驱动扭矩的方向翻转。
应该理解的是，例如当车辆加速时，驱动扭矩的方向可以由输送负驱动扭矩的状态反转至输送正驱动扭矩的状态。替代性地，例如当车辆减速时，驱动扭矩可以由输送正驱动扭矩的状态反转至输送负驱动扭矩的状态。
控制器可以被配置成使由第一驱动扭矩源和第二驱动扭矩源中的一者施加的驱动扭矩的方向在车辆加速的同时由车辆的反向行驶方向反转为前向行驶方向。
控制器可以被配置成使由第一驱动扭矩源和第二驱动扭矩源中的一者施加的驱动扭矩的方向在车辆减速的同时由车辆的前向行驶方向反转至反向行驶方向。
控制器可以被配置成在由驱动扭矩源产生的驱动扭矩的量接近零并且反转方向时限制由所述驱动扭矩源产生的驱动扭矩的变化速率，使得其不超过预定的速率极限值。
因此，当由所述驱动扭矩源产生的驱动扭矩接近零并且方向反转时，控制器可以对由驱动扭矩源产生的驱动扭矩的变化速率施加限制。
可选地，预定的速率极限值至少部分地取决于车辆速度和驱动扭矩需求量中的至少一者。
可选地，车辆速度和驱动扭矩需求量中的一者或两者的值越高，预定的速率极限值越高。
应该理解的是，在较高车速下，导致与扭矩反转相关联的较高NVH的预定的速率极限值的较大值可以是可接受的。
在一些实施方式中，预定的速率极限值可以被设置成至少部分地与车速和驱动扭矩需求量中的一者或两者成比例地增大。
控制器可以被配置成使包括至少一个电机的至少一个驱动扭矩源根据预定扭矩需求值产生正扭矩或负扭矩。
可选地，控制器包括具有用于接收扭矩需求信号的电输入的电子处理器，以及电联接至电子处理器并且具有存储在其中的指令的电子存储器装置，
其中，控制器被配置成使至少一个驱动扭矩源根据预定的扭矩需求值来产生正扭矩或负扭矩并且使驱动扭矩源经历扭矩反转操作，在扭矩反转操作中，由至少一个驱动扭矩源产生的扭矩的方向从一个方向改变至另一个方向，控制器包括被配置成访问存储器装置并执行存储在该存储器装置中的指令的处理器，并且使得该控制器被配置成：其中，在扭矩反转操作期间，控制器在所产生的扭矩的量越过零值时限制由多个驱动扭矩源中的至少一个驱动扭矩源产生的扭矩的变化速率并且试图通过由多个驱动扭矩源中的一个或多个其他驱动扭矩源产生的扭矩的量的相应变化来补偿扭矩变化速率的减小。
在寻求保护的本发明的一个方面中，提供了一种车辆，该车辆包括车身、多个车轮、驱动所述车轮的动力系、制动所述车轮的制动***、多个驱动扭矩源以及根据任何前述权利要求的控制器。
可选地，驱动扭矩源中的至少一者包括至少一个电机。
可选地，所述多个驱动扭矩源中的多者各自包括至少一个电机。
车辆还可以包括发动机。
可选地，多个驱动扭矩源中的至少一者包括内燃机。
在本发明希望保护的另一方面中，提供了一种通过电控制器控制机动车辆动力系的方法，
该方法包括控制由多个驱动扭矩源中的每一者产生的扭矩的量，以产生与预定的扭矩需求值对应的净扭矩，该预定的扭矩需求值至少部分地通过参照由控制器接收到的扭矩需求信号来确定，每个驱动扭矩源经由相应的扭矩传递装置联接至相应组的一个或多个车轮，
该方法包括使至少一个驱动扭矩源根据预定的扭矩需求值来产生正扭矩或负扭矩并且使驱动扭矩源经历扭矩反转操作，在扭矩反转操作中，由至少一个驱动扭矩源产生的扭矩的方向从一个方向改变至另一个方向，该方法包括：在扭矩反转操作期间，在所产生的扭矩的量越过零值时限制由多个驱动扭矩源中的至少一个驱动扭矩源产生的扭矩的变化速率并且试图通过由多个驱动扭矩源中的一个或多个其他驱动扭矩源产生的扭矩的量的相应变化来补偿扭矩变化速率的减小。
该方法可以包括使第一驱动扭矩源将正驱动扭矩施加至与第一驱动扭矩源联接的第一组的一个或多个车轮并且使第二驱动扭矩源将负驱动扭矩施加至与第二驱动扭矩源联接的第二组的一个或多个车轮，使得施加至车辆的车轮的净驱动扭矩大致与预定的驱动扭矩需求值对应。
在寻求保护的本发明的另一方面中，提供了一种控制机动车辆的方法，该方法包括控制由多个驱动扭矩源中的每个驱动扭矩源产生的扭矩的量，每个驱动扭矩源经由相应的扭矩传递装置联接至相应组的一个或多个车轮，该方法包括在由所述驱动扭矩源产生的驱动扭矩的量接近零并且方向反转时限制由驱动扭矩源产生的驱动扭矩的变化速率。
在本发明希望保护的一个方面中，提供了一种非暂时性计算机可读载体介质，该非暂时性计算机可读载体介质承载有用于控制车辆以执行前述任何方面的方法的计算机可读代码。
在本发明希望保护的一个方面中，提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品可在处理器上执行以实施任何前述方面的方法。
在本发明希望保护的另一方面中，提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质装载有前述方面的计算机程序产品。
在本发明希望保护的一个方面中，提供了一种处理器，该处理器被设置成执行任何前述方面的方法或前述方面的计算机程序产品。
在本申请的范围内，明确意图的是，在前面段落中、在权利要求书中和/或以下描述和附图中阐述的各个方面、实施方式、示例和替代方案、并且尤其是他们的各个特征可以以独立或任何组合的方式采用。也就是说，任何实施方式中的所有实施方式和/或特征可以以任何方式和/或组合结合，除非这些实施方式和/或特征不兼容。申请人保留更改任何原始提交的权利要求或相应地提交任何新的权利要求的权利、包括修改任何原始提交的独立权利要求和/或合并任何其他权利要求的任何特征的权利，尽管最初并未以这种方式要求权利。
为了避免疑惑，应该理解的是，相对于本发明的一个方面描述的特征可以单独地或与一个或多个其他特征适当组合地包括在本发明的任何其他方面中。
附图说明
现在将参照附图描述本发明的仅作为示例的一个或多个实施方式，在附图中：
图1是根据本发明的实施方式的车辆的示意图，该车辆具有用于驱动车辆的前车轮的第一扭矩发生器和用于驱动车辆的后车轮的第二扭矩发生器；以及
图2是由图1的实施方式的车辆的第一扭矩发生器和第二扭矩发生器中的每一者输送的扭矩的量的曲线图。
具体实施方式
图1是根据本发明实施方式的车辆100的示意图。车辆100具有动力***110，该动力***110具有第一电机121和第二电机122，每个电机各自可操作成推进马达(在电机的旋转方向上产生正驱动扭矩)或可作为发电机来操作(通过施加负驱动扭矩产生电荷，负驱动扭矩是在与电机的实际旋转方向相反的方向上的驱动扭矩)。第一电机121设置成经由动力***110的第一扭矩传递装置来驱动车辆的一对前车轮135，该第一扭矩传递装置具有前差速齿轮箱131和一对前半轴133。第二电机122设置成经由动力***110的第二扭矩传递装置来驱动车辆的一对后车轮145，该第二扭矩传递装置具有后差速齿轮箱141和一对后半轴143。电机121、122可以通过电池组150经由逆变器160来供电以用作推进马达。当需要时，逆变器160将来自电池组150的直流电(DC)供给转换成交流电(AC)供给以驱动电机121、122。当电机121、122中的任一者或两者被作为发电机操作时，逆变器160将由电机121、122产生的AC电流转换成DC电流以对电池150充电。
动力***控制器110C连接至逆变器160并且经由逆变器160控制电机的运行。具体地，动力***控制器110C控制由电机121、122产生的扭矩的量和方向。动力***控制器110C还与加速器踏板模块111A和制动踏板模块111B联通，其中，加速器踏板模块111A具有由驾驶员操作的加速器踏板111AP，制动踏板模块111B联通具有由驾驶员操作的制动踏板111BP。动力***控制器110C接收来自相应模块111A、111B的指示加速器踏板111AP和制动踏板111BP的位置相对于相应踏板111AP、111BP的可允许的行程范围的电信号。在一些替代实施方式中，制动踏板模块111B可以被配置成测量施加于制动踏板111BP的压力而不是行程或位移。然而，应该理解的是，在测量位移或行程的情况下，指示行程的信号可以指示施加的压力的量。这是因为行程的量可能取决于所施加的压力，如在本实施方式中那样，由于加速器踏板111AP和制动踏板111BP被构造成抵抗诸如螺旋弹簧元件之类的弹性元件进行作用，该弹性元件以随着行程的增加而增加的力对抗相应踏板111AP、111BP的运动。
动力***控制器110C被配置成借助于加速器踏板111AP而控制电机121、122以将大致等于驾驶员所需求的驱动扭矩的总组合量输送至车轮135、145。动力***控制器110C还被配置成模拟由内燃机驱动的车辆通常所呈现的压缩制动。因此，当驾驶员释放加速器踏板111AP时，动力***控制器110C可以使电机中的一者或两者将负驱动扭矩输送至相关联的车轮以通过实现再生制动来模拟压缩制动。应该理解的是，在一些实施方式中，电机121、122能够产生的制动力的量可以超过发动机通过压缩制动能够产生的制动力的量，从而使得能够通过再生制动来回收大量能量。
车辆100还具有制动控制器115C，该制动控制器115C被配置成控制基础制动***115B，该基础制动***115B以机械方式和电气方式联接至制动踏板模块111B，并电联接至动力***控制器110C。制动控制器115C被配置成响应于制动踏板111BP的致动而使动力***控制器110C实现再生制动。如果动力***控制器110C不能如本文所述的那样在通过减小或限制驱动扭矩的变化速率来减轻齿隙的影响的同时，通过使第一电机121和第二电机122操作成发电机来提供足够的制动力、或者不能够仅通过再生制动来足够快地产生所需的制动力，则制动控制器115C使基础制动***115B对车辆100的前车轮135和/或后车轮145施加摩擦制动。
在使用中，在车辆100大致静止时以及在表面上开始运动之前，动力***控制器110C被配置成使第一电机121在反向行驶方向上产生正驱动扭矩，并且使第二电机122在前向行驶方向上产生正驱动扭矩。这种配置导致第一扭矩传递装置和第二扭矩传递装置处于沿相反方向的净扭矩负载的状态下。在净扭矩负载的状态下，形成扭矩传递装置的一部分的驱动齿轮沿着相应的扭矩加载方向啮合。该净扭矩负载的状态是当通过前向/反向驾驶模式选择器110S选定车辆的前向驾驶模式时，由动力***110在动力***控制器110C的控制下而采用的。选择器能够在驻车模式P、反向驾驶模式D和正向驾驶模式D之间切换。在车辆100保持静止且其中加速器踏板111AP未被下压(即处于释放状态)并且制动踏板111BP充分应用以维持车辆100静止的情况下，动力***控制器110C允许模式之间的转变。
如果选择驻车模式P，则动力***控制器110C使得第一电机121和第二电机122中的任一者基本不产生扭矩。
如上所述，如果选择前向驾驶模式D，则动力***控制器110C使第一电机121在反向方向上产生正驱动扭矩，从而对抗车辆100的前向运动，同时使第二电机122在车辆100的前向行驶方向上产生正驱动扭矩。在前向驾驶模式D中，动力***控制器110C被配置成使得在前向方向上产生的扭矩的量相对于在反向方向上产生的扭矩的量超出足够多的量，以使车辆100在处于具有足够高的表面摩擦系数和“表面mu”的表面上时并且加速器踏板111AP和制动踏板111BP两者均被释放时能够实现期望的爬行速度。
如果选择反向驾驶模式R，则动力***控制器110C再次使第一电机121在反向方向上产生正驱动扭矩，从而对抗车辆100的前向运动，并且与选择前向驾驶模式D时相类似的方式使第二电机122在车辆100的前向行驶方向上产生正驱动扭矩，只是车辆上的净扭矩被设置为沿着反向方向而不是前向方向。
当需要车辆100在前向方向上的运动时，驾驶员选择前向驾驶模式(在制动踏板111BP被下压的情况下)并且释放制动踏板111BP。如果继而下压加速器踏板111AP，则动力***控制器110C使由第一电机121产生的负驱动扭矩的量减小并且使由第二电机122产生的正驱动扭矩的量增加。第一电机121***作成在前车轮135上施加负驱动扭矩的发电机。当车辆100在驾驶表面上运动时，第一电机121使得在前车轮135处发生再生制动。
当需要减慢车辆时，由第一电机121施加的负扭矩的量可以增加，并且由第二电机122施加的正扭矩的量可以减小，但是保持为正的状态，从而抵抗由第一电机121施加的负扭矩。这使得能够避免与每个电机121、122相关联的扭矩传递装置的齿轮的反复的齿隙跨越(backlash crossing)。
应该理解的是，由第一电机121抵抗由第二电机122施加的再生制动力所做的功可以至少部分地由第二电机121在施加负扭矩时产生的电能补偿。
重要的是，在车辆的加速和减速期间，通过将第一电机121和第一扭矩传递装置维持在负扭矩状态下并且将第二电机122和第二扭矩传递装置维持在正扭矩状态下，可以避免第一扭矩传递装置和第二扭矩传递装置的齿轮的齿隙，从而减小与车辆运行相关联的噪声、振动和声振粗糙度(NVH)。这在执行需要以快速持续的方式重复改变车辆100的运动方向的操纵控制时——比如在驻车时——会特别有利，否则这中操纵控制会导致反复的齿轮齿隙。
应该理解的是，不是向后车轮145施加负扭矩并且向前车轮135施加正扭矩，而是向后车轮145施加正扭矩(相对于前向行驶方向)并且向前车轮135施加负扭矩(相对于前向行驶方向)可能是特别有利的，因为与在前向或反向方向上的加速和减速相关联的重量转移能够增加由产生力以引起加速或减速的车轮所承受的车辆100的重量的比例。
应该理解的是，在驾驶员需要相对较高的减速速率的情况下，例如在紧急制动情形下通过重压在制动踏板111BP上，可以采用第一电机121以及另外的第二电机122以输送再生制动和/或可以采用基于摩擦的基础制动***来补充由电机121、122中的一者或两者产生的再生制动。
在本实施方式中，动力***控制器110C被配置成：其中，当在前向驾驶方向上的驾驶员需求扭矩的量从低于阈值的值接近阈值时——在本实施方式中，阈值为接近第二电机122的正驱动扭矩极限的值——则第一电机121被控制成从负扭矩施加状态转变至正扭矩施加状态。由负扭矩施加状态到正扭矩施加状态的转变被控制成使得随着扭矩的量经过零值，由第一电机121产生的扭矩的量的变化速率减小至不超过预定的扭矩速率极限值的值。这减小了在第一扭矩传递装置的齿轮经历其所受到的扭矩加载方向的反转时由第一扭矩传递装置产生的NVH的量。
一旦扭矩反转已经发生，则提高由第一电机121产生的扭矩的最大允许变化速率的限制。第一电机121继而由控制器110C控制成与第二电机122结合，以满足驾驶员扭矩需求。
在图2中图示了动力***控制器110C被配置成以本实施方式中的方式运行的示例。在一些实施方式中其他配置可能是有用的。
图2的轨迹P1示出了由第一电机121产生的净扭矩的量，轨迹P2示出了由第二电机122产生的净扭矩的量，并且轨迹P3示出了由第一电机121和第二电机122结合产生的净扭矩的总量。
在时间t0之前，车辆100在大致水平的地面上大致静止，同时制动踏板111BP被下压。由于车辆100是静止的，因此制动踏板111BP的下压使得基于摩擦的基础制动***115B在前车轮135和后车轮145处施加制动压力。
当车辆100通过制动踏板111BP保持静止并且通过驾驶模式选择器110S选择前向驾驶模式D时，则如前文所述，动力***控制器110C使第一电机121和第二电机122分别对前车轮135和后车轮145施加类似的量但是沿相反的方向的驱动扭矩，使得第二电机122作用为沿前向方向驱动车辆100，同时第一电机121作用为沿与前向方向相反的反向方向驱动车辆100。由第一电机121和第二电机122产生的扭矩的量被设置成使得在选定车辆100的前向驾驶模式D的情况下驱动力的净正量沿前向方向作用在车辆100上，该扭矩由于制动踏板111BP的下压而在制动控制器115C的控制下被制动***115B对抗。在本实施方式中，第一电机121使大约-100Nm的组合扭矩TQ1施加至前车轮135(组合施加的扭矩在车轮之间大致为-100Nm，即，每个前车轮135的平均扭矩为-50Nm)，同时第二电机122使大约500Nm的组合扭矩TQ2施加至后车轮145(组合施加的扭矩在车轮之间大致为500Nm，即，每个后车轮145的平均扭矩为250Nm)。因此，通过第一电机121和第二电机122将300Nm的净扭矩施加至车轮。
在时间t0，驾驶员释放制动踏板111BP。在释放制动踏板111BP时，摩擦制动***115B在制动控制器115C的控制下被释放。由于存在车辆前向行驶方向上的净扭矩，只要该净扭矩足以克服摩擦阻力和任何其他运动阻力，则车辆100开始在前向方向上加速。
应该理解的是，如果车辆100在反向驾驶模式R下通过制动***115B保持静止，则动力***控制器110C在本实施方式中被配置成使第一电机对前车轮135施加总计大致500Nm(每个车轮250Nm)的沿反向方向的扭矩(负扭矩)，并且使第二电机122对后车轮145施加总计大致100Nm(每个车轮50Nm)的沿前向方向的扭矩，使得由电机121、122产生的净扭矩沿反向方向作用在车辆100上，即，处于反向驾驶模式R时所期望的运动方向。因此，前向驾驶模式D的选择导致由第一电机121和第二电机122以与在选定反向驾驶模式R的情况下的相同方向施加扭矩，扭矩的相对量根据是否选择前向驾驶模式D或反向驾驶模式R而不同。
在一些替代实施方式中，动力***控制器110C不再是当车辆在前向驾驶模式D中处于静止时施加沿前向方向的净正扭矩，并且当车辆在反向驾驶模式R中处于静止时施加沿反向方向的净正扭矩，而是动力***控制器110C可以被配置成使得在类似条件下施加大致为零的净扭矩。其他设置可能是有用的。
在图2的示例中的时间t1处，驾驶员下压加速器踏板111AP。动力***控制器110C通过使由第二电机122产生的正驱动扭矩的量开始增加来响应。
在时间t2处，第二电机122正在产生其大约为最大允许持续扭矩的50％的扭矩TQ6，并且驾驶员仍然需求增大驱动扭矩。控制器110C使由第二电机122产生的扭矩的量停止增加，并且基本上同时开始减少由第一电机121产生的负扭矩的量。
控制器110C使由第一电机121产生的负扭矩的量以根据驾驶员所需求的扭矩量而确定的速率下降，驾驶员所需求的扭矩的量由动力***控制器110C根据加速器踏板位置和车辆速度来确定。在本实施方式中，动力***控制器110C实施为可以被称为“驾驶性能过滤器”的扭矩过滤器。基于加速器踏板位置和车辆速度的驾驶员扭矩需求的“原始”值被输入至过滤器，该过滤器输出修匀的驾驶员扭矩需求值。控制器110C控制第一电机121和第二电机122以输送分摊在车辆的车轮上的净扭矩，该净扭矩大致等于修匀的驾驶员扭矩需求值。过滤器的目的是修匀驾驶员扭矩需求值，使得分摊在每个从动轮上的扭矩净变化速率在驾驶员快速下压或释放加速器踏板111AP的情况下不会变得过大。
在时间t3处，当由第一电机121产生的扭矩的量达到大约为-10Nm的预定值-TQ3时，动力***控制器110C使由第一电机121产生的扭矩的变化速率降低，使得该变化速率不超过预定的扭矩反转速率极限。应该理解的是，如果变化速率已经小于或等于预定的扭矩反转速率极限，则不需要降低扭矩的变化速率。基本上同时，控制器110C使由第二电机122产生的扭矩的量以某一速率增加，使得由第一电机121和第二电机122施加的净扭矩满足主要的驾驶员扭矩需求(后驾驶性能过滤器)，即，使得分摊在车辆100的每个从动轮上的扭矩的净变化速率满足预定的(修匀的)驾驶员扭矩需求。不同电机121、122之间的导致净驱动扭矩增加的转变被设置成基本没有卡顿，使得可以忽略与转变相关联的NVH的任何增加。
在本实施方式中，预定的扭矩反转速率极限在所有驾驶条件下是大致恒定的值，并且其根据经验被确定为使得当由第一电机121施加的扭矩的量在时间t4经历扭矩反转时使用者所感觉到的NVH相对较小或者感觉不到的值。在本实施方式中，预定扭矩反转速率极限约为3-20Nm每秒，但在一些实施方式中其他值可能是有用的。因此，在一些实施方式中，扭矩可以在大约1s内从-10Nm转变至+10Nm。
在一些替代性实施方式中，预定的扭矩反转速率极限可以取决于车辆速度和/或加速器踏板位置。例如，在一些实施方式中，预定的扭矩反转速率极限可以随着车辆速度而增加，因为可以确定车辆乘员在较高车辆速度下对与扭矩反转相关联的NVH较不敏感，这例如至少部分地由于NVH的其它来源——诸如与车辆的轮胎和/或车辆上的气流相关联的NVH——掩盖了与扭矩反转相关联的NVH。附加地或替代地，预定的扭矩反转速率极限可以被设置成随着驾驶员扭矩需求的增加而增加，因为当需求更高的加速速率时，例如当执行超车操纵控制时，驾驶员可能愿意容忍与扭矩反转相关联的更高程度的NVH。
在时间t5处，一旦扭矩反转已经发生，则动力***控制器110C确定驾驶员扭矩需求的量正在继续增加。控制器110C停止进一步增加由第二电机122产生的扭矩的量，并且使得由第一电机121产生的扭矩的量根据驾驶员扭矩需求的增加速率而增加。在时间t6处，由第一电机121产生的扭矩的量达到其最大允许持续值TQ5。因此，在时间t6处，控制器110C使第二电机122增加由其产生的扭矩的量，直到在时间t7处驾驶员扭矩需求不再增加并且保持大致恒定。在时间t7处，第一电机121产生具有大致持续数值TQ5的扭矩，同时第二电机122正在产生具有大致持续数值TQ8的扭矩，从而导致施加在四个车轮135、145上的总净扭矩的值TQ9。
如上所述，本发明的实施方式具有以下优点：在具有经由相应齿轮式扭矩传递装置联接至相应不同组的一个或多个车轮的独立驱动扭矩源的车辆中，当施加至扭矩传递装置的扭矩方向发生反转时，可以减小由车辆乘员体验到的NVH的量，可选地减小至大致不可感知的程度，又可选地大致减小为零，同时车辆对驾驶员扭矩需求的响应大致保持不受影响。本发明的一些实施方式具有以下优点：当驾驶员需求扭矩低于特定值时，基本不需要发生扭矩反转，因为驱动一组一个或多个车轮的推进源可以继续提供正驱动扭矩，同时驱动另一组一个或多个车轮的推进源提供负扭矩。动力***控制器110C可以调节由继续提供正驱动扭矩的推进源提供的正驱动扭矩的量，以及可选地调节由另一个推进源提供的负驱动扭矩的量，以便由推进源121、122输送的总扭矩继续满足驾驶员所需求的量。应该理解的是，驾驶员所需求的扭矩的量可以大致恒定、或者增加或者减少。然而，动力***控制器110C可以控制推进源，使得基本无卡顿地满足驾驶员扭矩需求。
应该理解的是，扭矩反转操作可以在车辆的加速或减速期间发生。在一些实施方式中，当驾驶员需求扭矩量大致恒定时，可在特定情况下进行扭矩反转操作，以便在驾驶员扭矩需求增加或减少之前为后续加速或减速事件准备车辆。
例如，在一些实施方式中，如果(比如说)第一电机121和第二电机122两者均提供正驱动扭矩并且驾驶员需求扭矩的量减少至足够小的值(但为正值)，则动力***控制器110C可以使第一电机121从输送正驱动扭矩转变至输送负驱动扭矩，同时第二电机122继续输送正驱动扭矩。这至少部分是由于预期到在驾驶员进一步减少需求扭矩量的情况下可能需要再生制动的可能性。
因此，控制器110C可以预测扭矩需求未来的增加或减少，并相应地准备动力***。在一些实施方式中，控制器110C可以被配置成接收指示车辆前方的地形坡度的数据。在坡度为正的情况下，即向上倾斜的情况下，控制器110C可以准备动力***以用于扭矩需求的增加并且确保两个电机121、122正在生成正驱动扭矩。在坡度为负的情况下，即向下倾斜的情况下，控制器110C可以准备动力***以用于扭矩需求的减小，以及准备动力***可能需要产生负驱动扭矩、即在与行驶方向相反的方向上产生净扭矩的方案。因此，在这种情况下，如果两个电机121、122正在形成正驱动扭矩，则控制器110C可以使电机中的至少一个电机——诸如第一电机121——转变为输送负驱动扭矩，即在与前向行驶方向相反的反向方向上的正驱动扭矩。第二电机可以被控制为输送额外量的正(前向)驱动扭矩，使得净驱动扭矩保持基本不变。这样，与第一电机121相关联的第一扭矩传递装置经历齿隙跨越，其中，扭矩传递方向反转成使得在随后需要负驱动扭矩的相对快速增加以实施再生制动的情况下，避免响应于加速器踏板抬起或制动踏板下压而产生的与扭矩反转相关联的相对苛刻的NVH。
当由第一电机121产生的扭矩反转方向时，动力***控制器110C减小由第一电机122产生的扭矩的变化速率，使得该速率不超过预定的扭矩反转速率极限，从而减小与第一扭矩传递装置的齿轮的齿隙相关联的NVH。由第二电机122产生的扭矩的量被控制成使得在发生向由第一电机121产生负扭矩的转变时维持驾驶员需求的扭矩。
如果第一电机121和第二电机122两者均提供正驱动扭矩并且驾驶员需求扭矩的量减小至到足够小的值以要求两个马达121、122提供再生制动，则动力***控制器110C可以使第一电机121和第二电机122中的一者从输送正驱动扭矩转变至输送负驱动扭矩，并且随后使第一电机121和第二电机122中的另一者从输送正驱动扭矩转变至输送负驱动扭矩。在这两种情况下，动力***控制器110C在由电机121、122产生的扭矩方向反转时试图减小由相应电机121、122经历扭矩反转所产生的扭矩变化速率，以便减少与相应扭矩传递装置的齿轮的齿隙相关联的NVH。在那时未经历扭矩反转的电机121、122所产生的扭矩的量被控制成在车辆100的车轮135、145处提供期望的净扭矩值。因此，通过相应马达121、122对施加至扭矩传递装置的扭矩进行控制允许所施加的扭矩在正值与负值之间以及所施加的扭矩在负值与正值之间的基本无卡顿的转变，这种转变对驾驶员而言是基本不可感知的。应该理解的是，在一些实施方式中，可以允许一个电机121、122在一相对较短的时间段内超过一个或多个正常最大稳态性能参数值，同时另一个电机122、121经历扭矩反转。因此，例如，在一些实施方式中，可以暂时允许一个电机121、122输送超过其在稳态条件下的额定量的扭矩量，以便补偿由另一个电机122、121输送的扭矩的量的减少。
应该理解的是，在一些实施方式中，除了第一电机121和第二电机122之外还可以设置发动机。因此，在一些实施方式中，车辆100可以是混合动力电动车辆。混合动力车辆可以是并联混合动力车辆，其中发动机被配置成将驱动扭矩输送至一个或多个车轮，或者可以是串联混合动力车辆，其中发动机被配置为在需要对电池充电或驱动电机121、122中的一者或两者时给发电机供电以产生电力。
本发明的实施方式具有以下优点：在动力***的一部分经历扭矩反转时与动力***齿轮齿隙相关联的NVH可以大致被消除或至少可选地减小至基本不可感知的程度。
在本说明书的整个描述和权利要求书中，词语“包括”和“包含”以及词语的变体，例如“包括”和“包含”意味着“包括但不限于”，并且无意于(并且不)排除其他部分、添加剂、组分、整体或步骤。
在本说明书的整个描述和权利要求书中，单数涵盖复数，除非上下文另有要求。特别地，在使用不定冠词时，除非上下文另有要求，否则说明书应被理解成涵盖复数和单数。
结合本发明的特定方面、实施方式或示例来描述的特征、整体、特性、化合物、化学部分或组应被理解为适用于本文所述的任何其他方面、实施方式或示例，除非与此不兼容。

Claims (22)

1.一种用于机动车辆动力系的控制器，所述控制器被配置成控制由多个驱动扭矩源中的每一个驱动扭矩源产生的扭矩的量以产生对应于预定的扭矩需求值的净扭矩，所述预定的扭矩需求值至少部分地通过参照由所述控制器接收到的扭矩需求信号来确定，每个驱动扭矩源经由相应的扭矩传递装置联接至相应组的一个或多个车轮，
所述控制器被配置成使至少一个驱动扭矩源根据所述预定的扭矩需求值来产生正扭矩或负扭矩并且使所述驱动扭矩源经历扭矩反转操作，在所述扭矩反转操作中，由所述至少一个驱动扭矩源产生的扭矩的方向从一个方向改变至另一个方向，所述控制器被配置成：其中，在扭矩反转操作期间，所述控制器在所产生的扭矩的量越过零值时限制由所述多个驱动扭矩源中的所述至少一个驱动扭矩源产生的扭矩的变化速率并且试图通过由所述多个驱动扭矩源中的一个或多个其他驱动扭矩源产生的扭矩的量的相应变化来补偿扭矩的变化速率的减小。
2.根据权利要求1所述的控制器，所述控制器被配置成使第一驱动扭矩源将正驱动扭矩施加至与所述第一驱动扭矩源联接的第一组的一个或多个车轮并且使第二驱动扭矩源将负驱动扭矩施加至与所述第二驱动扭矩源联接的第二组的一个或多个车轮，使得施加至所述车辆的车轮的净驱动扭矩大致对应于所述预定的驱动扭矩需求值。
3.根据权利要求2所述的控制器，其中，当满足预定的一个或多个条件时，所述控制器被配置成允许由所述第一驱动扭矩源和所述第二驱动扭矩源中的一者或两者产生的驱动扭矩的方向反转。
4.根据权利要求3所述的控制器，所述控制器被配置成使由所述第一驱动扭矩源和所述第二驱动扭矩源中的一者施加的驱动扭矩的方向在所述车辆加速时从所述车辆的反向行驶方向反转至正向行驶方向。
5.根据权利要求3所述的控制器，所述控制器被配置成使由所述第一驱动扭矩源和所述第二驱动扭矩源中的一者施加的驱动扭矩的方向在所述车辆减速时从所述车辆的正向行驶方向反转至反向行驶方向。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的控制器，所述控制器被配置成在由一驱动扭矩源产生的驱动扭矩的量接近零值并且反转方向时限制由所述驱动扭矩源产生的驱动扭矩的变化速率，使得所述变化速率不超过预定的速率极限值。
7.根据权利要求6所述的控制器，其中，所述预定的速率极限值至少部分地取决于车辆速度和所述驱动扭矩需求量中的至少一者。
8.根据权利要求7所述的控制器，其中，所述车辆速度和所述驱动扭矩需求量中的一者或两者的值越高，所述预定的速率极限值越高。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的控制器，所述控制器被配置成使包括至少一个电机的至少一个驱动扭矩源根据所述预定的扭矩需求值来产生正扭矩或负扭矩。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的控制器，所述控制器包括电子处理器和电子存储器装置，所述电子处理器具有用于接收所述扭矩需求信号的电输入，所述电子存储器装置电联接至所述电子处理器并且具有存储在所述电子存储器装置中的指令，
其中，所述控制器被配置成使至少一个驱动扭矩源根据所述预定的扭矩需求值来产生正扭矩或负扭矩并且使所述驱动扭矩源经历扭矩反转操作，在所述扭矩反转操作中，由所述至少一个驱动扭矩源产生的扭矩的方向从一个方向改变至另一个方向，所述控制器包括被配置成访问所述存储器装置并执行存储在所述存储器装置中的指令的处理器，使得所述控制器被配置成：其中，在扭矩反转操作期间，所述控制器在所产生的扭矩的量越过零值时限制由所述多个驱动扭矩源中的所述至少一个驱动扭矩源产生的扭矩的变化速率并且试图通过由所述多个驱动扭矩源中的一个或多个其他驱动扭矩源产生的扭矩的量的相应变化来补偿扭矩的变化速率的减小。
11.一种车辆，所述车辆包括车身、多个车轮、驱动所述车轮的动力系、制动所述车轮的制动***、多个驱动扭矩源以及根据权利要求1至5中任一项所述的控制器。
12.根据权利要求11所述的车辆，其中，所述驱动扭矩源中的至少一个驱动扭矩源包括至少一个电机。
13.根据权利要求12所述的车辆，其中，多个所述多个驱动扭矩源中的多者各自包括至少一个电机。
14.根据权利要求11所述的车辆，所述车辆还包括发动机。
15.根据权利要求14所述的车辆，其中，所述多个驱动扭矩源中的至少一个驱动扭矩源包括内燃机。
16.一种控制机动车辆动力系的方法，
所述方法包括控制由多个驱动扭矩源中的每个驱动扭矩源产生的扭矩的量以产生对应于预定的扭矩需求值的净扭矩，所述预定的扭矩需求值至少部分地通过参照由控制器接收到的扭矩需求信号来确定，每个驱动扭矩源经由相应的扭矩传递装置联接至相应组的一个或多个车轮，
所述方法包括使至少一个驱动扭矩源根据所述预定的扭矩需求值来产生正扭矩或负扭矩并且使所述驱动扭矩源经历扭矩反转操作，在所述扭矩反转操作中，由所述至少一个驱动扭矩源产生的扭矩的方向从一个方向改变至另一个方向，所述方法包括：在扭矩反转操作期间，在所产生的扭矩的量越过零值时限制由所述多个驱动扭矩源中的所述至少一个驱动扭矩源产生的扭矩的变化速率并且试图通过由所述多个驱动扭矩源中的一个或多个其他驱动扭矩源产生的扭矩的量的相应变化来补偿扭矩的变化速率的减小。
17.根据权利要求16所述的方法，所述方法包括使第一驱动扭矩源将正驱动扭矩施加至与所述第一驱动扭矩源联接的第一组的一个或多个车轮并且使第二驱动扭矩源将负驱动扭矩施加至与所述第二驱动扭矩源联接的第二组的一个或多个车轮，使得施加至所述车辆的车轮的净驱动扭矩大致对应于所述预定的驱动扭矩需求值。
18.一种控制机动车辆的方法，所述方法包括控制由多个驱动扭矩源中的每个驱动扭矩源产生的扭矩的量，每个驱动扭矩源经由相应的扭矩传递装置联接至相应组的一个或多个车轮，所述方法包括在由一驱动扭矩源产生的驱动扭矩的量接近零值并且反转方向时限制由该驱动扭矩源产生的驱动扭矩的变化速率。
19.一种载有用于控制车辆以执行根据权利要求16至18中任一项所述的方法的计算机可读代码的非暂时性计算机可读载体介质。
20.一种能够在处理器上执行以实现根据权利要求16至18中任一项所述的方法的计算机程序产品。
21.一种载有根据权利要求20所述的计算机程序产品的计算机可读介质。
22.一种设置成实现根据权利要求16至18中任一项所述的方法的处理器。
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