用于控制動(dòng)力系系統(tǒng)中的爬行扭矩的方法和設(shè)備的制作方法
【專利摘要】一種車輛包括聯(lián)接到多模式變速器的輸入構(gòu)件的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，該多模式變速器構(gòu)造成在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)處于生成輸入扭矩的運(yùn)行狀態(tài)的情況下將扭矩傳遞到聯(lián)接于接地輪的輸出構(gòu)件。一種用于控制車輛的方法包括識(shí)別包括用于操作多模式變速器的輸入/輸出扭矩區(qū)域的不期望的操作區(qū)域。響應(yīng)于對(duì)爬行扭矩的操作者請(qǐng)求，控制來自聯(lián)接到多模式變速器的扭矩機(jī)的電動(dòng)機(jī)扭矩，使得多模式變速器在不期望的操作區(qū)域之外操作，同時(shí)響應(yīng)于操作者命令的制動(dòng)、來自發(fā)動(dòng)機(jī)的輸入扭矩和來自扭矩機(jī)的電動(dòng)機(jī)扭矩而相一致地控制到往接地輪的機(jī)械制動(dòng)扭矩。
【專利說明】用于控制動(dòng)力系系統(tǒng)中的爬行扭矩的方法和設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開涉及與采用多個(gè)扭矩生成裝置的動(dòng)力系系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)控制。

【背景技術(shù)】
[0002] 此部分中的陳述僅提供與本公開有關(guān)的背景信息。因此，這樣的陳述并非意圖構(gòu) 成對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的承認(rèn)。
[0003] 動(dòng)力系系統(tǒng)可構(gòu)造成將源自多個(gè)扭矩生成裝置的扭矩通過扭矩傳遞裝置傳遞至 可聯(lián)接到傳動(dòng)系的輸出構(gòu)件。此類動(dòng)力系系統(tǒng)包括混合動(dòng)力系系統(tǒng)和增程式電動(dòng)車系統(tǒng)。 用于操作此類動(dòng)力系系統(tǒng)的控制系統(tǒng)操作扭矩生成裝置并施加在變速器中的扭矩傳遞元 件以響應(yīng)于操作者命令的輸出扭矩請(qǐng)求而傳遞扭矩，以考慮燃料經(jīng)濟(jì)性、排放、駕駛性能和 其它因素。示例性扭矩生成裝置包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和非燃燒扭矩機(jī)。非燃燒扭矩機(jī)可包括電 機(jī)，其作為電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)操作以生成獨(dú)立于來自內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸入的到往所述變速 器的扭矩輸入。扭矩機(jī)可以將通過車輛傳動(dòng)系傳遞的車輛動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，這種電能可以 在所謂的再生操作中儲(chǔ)存在電能儲(chǔ)存裝置中。控制系統(tǒng)監(jiān)測(cè)來自車輛和操作者的各種輸入 并且提供混合動(dòng)力系的操作控制，包括：控制變速器操作狀態(tài)和換檔；控制扭矩生成裝置； 以及調(diào)節(jié)在電能儲(chǔ)存裝置和電機(jī)之間的電功率交換以管理包括扭矩和旋轉(zhuǎn)速度在內(nèi)的變 速器的輸出。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 一種車輛包括聯(lián)接到多模式變速器的輸入構(gòu)件的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，該多模式變速器構(gòu) 造成將扭矩傳遞到聯(lián)接于接地輪的輸出構(gòu)件，其中內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)處于生成輸入扭矩的運(yùn)行 (0N)狀態(tài)。一種用于控制車輛的方法包括識(shí)別不期望的操作區(qū)域（operating region), 其包括用于操作多模式變速器的輸入/輸出扭矩區(qū)域（torque region)。響應(yīng)于對(duì)爬行 (creep)扭矩的操作者請(qǐng)求，控制來自聯(lián)接到多模式變速器的扭矩機(jī)的電動(dòng)機(jī)扭矩，使得多 模式變速器在不期望的操作區(qū)域之外操作，同時(shí)響應(yīng)于操作者命令的制動(dòng)、來自發(fā)動(dòng)機(jī)的 輸入扭矩和來自扭矩機(jī)的電動(dòng)機(jī)扭矩而相一致地（coincidentally)控制到往接地輪的機(jī) 械制動(dòng)扭矩。
[0005]本發(fā)明還包括如下方案： 1. 一種用于控制包含內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛的方法，所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)接到多模式變速 器的輸入構(gòu)件，所述多模式變速器構(gòu)造成將扭矩傳遞到聯(lián)接于接地輪的輸出構(gòu)件，而所述 內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)處于生成輸入扭矩的運(yùn)行狀態(tài)，所述方法包括： 識(shí)別不期望的操作區(qū)域，所述操作區(qū)域包括用于操作所述多模式變速器的輸入/輸出 扭矩區(qū)域；以及 響應(yīng)于對(duì)爬行扭矩的操作者請(qǐng)求，控制來自聯(lián)接到所述多模式變速器的扭矩機(jī)的電動(dòng) 機(jī)扭矩，使得所述多模式變速器在所述不期望的操作區(qū)域之外操作，并且響應(yīng)于操作者命 令的制動(dòng)、來自所述發(fā)動(dòng)機(jī)的所述輸入扭矩和來自所述扭矩機(jī)的所述電動(dòng)機(jī)扭矩而相一致 地控制到往所述接地輪的機(jī)械制動(dòng)扭矩。
[0006] 2.根據(jù)方案1所述的方法，其中，控制到往所述接地輪的所述機(jī)械制動(dòng)扭矩包 括：當(dāng)所述操作者命令的制動(dòng)為100%時(shí)，響應(yīng)于來自所述發(fā)動(dòng)機(jī)的所述輸入扭矩和來自所 述扭矩機(jī)的所述電動(dòng)機(jī)扭矩而控制到往所述接地輪的所述機(jī)械制動(dòng)扭矩。
[0007] 3.根據(jù)方案1所述的方法，其中，控制到往所述接地輪的所述機(jī)械制動(dòng)扭矩包 括：當(dāng)所述操作者命令的制動(dòng)為〇%時(shí)，控制到往所述接地輪的所述機(jī)械制動(dòng)扭矩處于零扭 矩并響應(yīng)于優(yōu)選爬行扭矩而控制來自所述發(fā)動(dòng)機(jī)的所述輸入扭矩和來自所述扭矩機(jī)的所 述電動(dòng)機(jī)扭矩。
[0008] 4.根據(jù)方案3所述的方法，其中，控制來自所述發(fā)動(dòng)機(jī)的所述輸入扭矩和來自所 述扭矩機(jī)的所述電動(dòng)機(jī)扭矩包括控制來自所述發(fā)動(dòng)機(jī)的所述輸入扭矩和來自所述扭矩機(jī) 的所述電動(dòng)機(jī)扭矩以實(shí)現(xiàn)所述多模式變速器的輸出扭矩，所述多模式變速器的輸出扭矩實(shí) 現(xiàn)在平坦道路表面上的預(yù)定最大車輛地面速度。
[0009] 5.根據(jù)方案1所述的方法，其中，對(duì)爬行扭矩的所述操作者請(qǐng)求包括在零附近的 操作者命令的加速度和小于在與實(shí)現(xiàn)車輛推進(jìn)相關(guān)聯(lián)的操作者命令的變速器檔區(qū)處的最 大車輛爬行速度的車輛速度。
[0010] 6.根據(jù)方案1所述的方法，其中，所述輸入/輸出扭矩區(qū)域與傳動(dòng)系轟鳴聲相關(guān) 聯(lián)。
[0011] 7. -種用于控制包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛的方法，所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)接到多模式 變速器的輸入構(gòu)件，所述多模式變速器構(gòu)造成將扭矩傳遞到聯(lián)接于接地輪的輸出構(gòu)件，所 述方法包括： 識(shí)別與傳動(dòng)系轟鳴聲相關(guān)聯(lián)的所述多模式變速器的輸入/輸出扭矩區(qū)域；以及 在所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)處于生成輸入扭矩的運(yùn)行狀態(tài)而所述車輛在小于最大車輛爬行速 度的車輛速度下操作的情況中，響應(yīng)于操作者命令的制動(dòng)，控制來自聯(lián)接到所述多模式變 速器的扭矩機(jī)的電動(dòng)機(jī)扭矩以生成所述多模式變速器的輸出扭矩，使得所述多模式變速器 在所述輸入/輸出扭矩區(qū)域之外操作，并且響應(yīng)于所述操作者命令的制動(dòng)和所述多模式變 速器的所述輸出扭矩而相一致地控制到往所述接地輪的機(jī)械制動(dòng)扭矩。
[0012] 8.根據(jù)方案7所述的方法，其中，控制到往所述接地輪的所述機(jī)械制動(dòng)扭矩包 括：當(dāng)所述操作者命令的制動(dòng)為100%時(shí)，控制到往所述接地輪的所述機(jī)械制動(dòng)扭矩大于或 等于所述多模式變速器的所述輸出扭矩與最終傳動(dòng)比的乘積。
[0013] 9.根據(jù)方案7所述的方法，其中，控制到往所述接地輪的所述機(jī)械制動(dòng)扭矩包 括：當(dāng)所述操作者命令的制動(dòng)為〇%時(shí)，控制到往所述接地輪的所述機(jī)械制動(dòng)扭矩處于零扭 矩并響應(yīng)于優(yōu)選爬行扭矩而控制所述多模式變速器的所述輸出扭矩。
[0014] 10.根據(jù)方案9所述的方法，其中，控制所述多模式變速器的所述輸出扭矩包括 控制所述多模式變速器的所述輸出扭矩以獲得在平坦道路表面上的預(yù)定的最大車輛地面 速度。
[0015] 11.根據(jù)方案7所述的方法，其中，所述控制所述扭矩機(jī)的電動(dòng)機(jī)扭矩輸出和所 述控制到往所述接地輪的機(jī)械制動(dòng)扭矩在從檔區(qū)選擇器輸入的操作者命令的變速器檔區(qū) 包括推進(jìn)扭矩的檔區(qū)時(shí)實(shí)現(xiàn)。
[0016] 12. -種用于控制包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛的方法，所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)接到多模式 變速器的輸入構(gòu)件，所述多模式變速器構(gòu)造成將扭矩傳遞到聯(lián)接于接地輪的輸出構(gòu)件，而 所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)處于生成輸入扭矩的運(yùn)行狀態(tài)，所述方法包括： 識(shí)別不期望的操作區(qū)域，所述操作區(qū)域包括與傳動(dòng)系轟鳴聲相關(guān)聯(lián)的用于操作所述多 模式變速器的輸入/輸出扭矩區(qū)域；以及 響應(yīng)于對(duì)爬行扭矩的操作者請(qǐng)求，控制來自聯(lián)接到所述多模式變速器的扭矩機(jī)的電動(dòng) 機(jī)扭矩，使得所述多模式變速器在所述不期望的操作區(qū)域之外操作，并且響應(yīng)于操作者命 令的制動(dòng)、來自所述發(fā)動(dòng)機(jī)的所述輸入扭矩和來自所述扭矩機(jī)的所述電動(dòng)機(jī)扭矩而控制到 往所述接地輪的機(jī)械制動(dòng)扭矩。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 現(xiàn)在將以舉例方式參照附圖描述一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，在附圖中： 圖1示出根據(jù)本公開的包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)、多模式變速器和構(gòu)造有后輪驅(qū)動(dòng)差速器的傳 動(dòng)系的動(dòng)力系系統(tǒng)的實(shí)施例； 圖2示出根據(jù)本公開的轟鳴聲避免過程，該過程可被執(zhí)行以響應(yīng)于對(duì)爬行扭矩的操作 者請(qǐng)求而控制包括將扭矩傳遞到接地輪的動(dòng)力系系統(tǒng)的車輛的操作；以及 圖3和4示出根據(jù)本公開的基于發(fā)動(dòng)機(jī)（輸入）扭矩到輸出扭矩的域（domain)示出 的來自圖1的動(dòng)力系的數(shù)據(jù)，描繪了與傳動(dòng)系轟鳴聲相關(guān)聯(lián)的輸入/輸出扭矩區(qū)域。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 現(xiàn)在參看附圖，其中圖示僅僅是為了說明某些示例性實(shí)施例，而不是為了限制這 些實(shí)施例。圖1描繪了包括多模式動(dòng)力系系統(tǒng)100的車輛8的非限制性實(shí)施例，所述動(dòng)力 系系統(tǒng)100構(gòu)造成將牽引扭矩傳遞到一個(gè)或多個(gè)接地輪99以進(jìn)行推進(jìn)。動(dòng)力系系統(tǒng)100 包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)（發(fā)動(dòng)機(jī)）12、多模式變速器（變速器）10、高壓電氣系統(tǒng)80、傳動(dòng)系90和 控制器5。變速器10機(jī)械地連接到扭矩生成器（包括發(fā)動(dòng)機(jī)12和第一扭矩機(jī)60及第二扭 矩機(jī)62)并且構(gòu)造成在發(fā)動(dòng)機(jī)12、扭矩機(jī)60、62和傳動(dòng)系90之間傳遞扭矩。如圖所示，第 一扭矩機(jī)60和第二扭矩機(jī)62為電動(dòng)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)。傳動(dòng)系90包括差速系統(tǒng)，其經(jīng)由輪 軸96聯(lián)接到接地輪99中的一個(gè)或多個(gè)，并且由向從動(dòng)的接地輪提供扭矩倍增的最終傳動(dòng) 比來表征。在一個(gè)實(shí)施例中，傳動(dòng)系90構(gòu)造成后輪驅(qū)動(dòng)布置。備選地，傳動(dòng)系90可構(gòu)造成 不加限制地以前輪驅(qū)動(dòng)布置、全輪驅(qū)動(dòng)布置、四輪驅(qū)動(dòng)布置或另一種布置來操作。
[0019] 高壓電氣系統(tǒng)80包括經(jīng)由高壓電氣母線84電聯(lián)接到變速器功率逆變器控制模塊 (TPM) 82的電能儲(chǔ)存裝置，例如高壓電池（電池）85,并且構(gòu)造成具有用于監(jiān)測(cè)電功率流 的合適的裝置，包括用于監(jiān)測(cè)電流和電壓的裝置和系統(tǒng)。電池85可以是任何合適的高壓電 能儲(chǔ)存裝置，例如高壓電池，并且優(yōu)選地包括監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供對(duì)供應(yīng)至高壓電氣 母線84的電功率的量度，包括電壓和電流。
[0020] 發(fā)動(dòng)機(jī)12可以是任何合適的燃燒裝置，并且包括在若干種狀態(tài)下選擇性地操作 以將扭矩經(jīng)由輸入構(gòu)件14傳遞到變速器10的多缸內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，并且可以是火花點(diǎn)火或壓 縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)12包括聯(lián)接到變速器10的輸入構(gòu)件14的曲軸。旋轉(zhuǎn)速度傳感器 11監(jiān)測(cè)輸入構(gòu)件14的曲軸角度和旋轉(zhuǎn)速度。由于發(fā)動(dòng)機(jī)12和變速器10之間的輸入構(gòu)件 14上的扭矩消耗部件（例如扭矩管理裝置或機(jī)械供能液壓泵）的布置，來自發(fā)動(dòng)機(jī)12的功 率輸出（即，發(fā)動(dòng)機(jī)速度和發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩）可不同于到變速器10的輸入速度和輸入扭矩。發(fā) 動(dòng)機(jī)12構(gòu)造成在當(dāng)前動(dòng)力系操作期間響應(yīng)于操作條件而執(zhí)行自停止和自啟動(dòng)操作。控制 器5構(gòu)造成控制發(fā)動(dòng)機(jī)12的致動(dòng)器以控制燃燒參數(shù)，包括控制進(jìn)氣空氣質(zhì)量流量、火花點(diǎn) 火正時(shí)、噴射燃料質(zhì)量、燃料噴射正時(shí)、用于控制再循環(huán)排氣的流量的EGR閥位置、以及進(jìn) 氣和/或排氣閥門正時(shí)和對(duì)如此安裝的發(fā)動(dòng)機(jī)的定相。因此，可通過控制包括空氣流扭矩 和火花引發(fā)扭矩的燃燒參數(shù)而控制發(fā)動(dòng)機(jī)速度。也可通過分別控制第一扭矩機(jī)60和第二 扭矩機(jī)62的電動(dòng)機(jī)扭矩來控制在輸入構(gòu)件14處的反作用扭矩，從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)速度。
[0021] 示例性變速器10為四模式復(fù)合分流機(jī)電式變速器10,其包括三個(gè)行星齒輪組20、 30和40以及五個(gè)可接合扭矩傳遞裝置，S卩，離合器C1 52、C2 54、C3 56、C4 58和C5 50。 變速器10分別聯(lián)接到第一扭矩機(jī)60和第二扭矩機(jī)62,并且構(gòu)造成響應(yīng)于輸出扭矩請(qǐng)求而 在發(fā)動(dòng)機(jī)12、扭矩機(jī)60、62、以及輸出構(gòu)件92之間傳遞扭矩。在一個(gè)實(shí)施例中，第一扭矩機(jī) 60和第二扭矩機(jī)62為利用電能選擇性地生成扭矩并反作用于扭矩的電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)。行 星齒輪組20包括太陽(yáng)齒輪構(gòu)件22、齒圈構(gòu)件26和聯(lián)接到齒輪架構(gòu)件25的行星齒輪24。齒 輪架構(gòu)件25可旋轉(zhuǎn)地支撐行星齒輪24,行星齒輪24設(shè)置成與太陽(yáng)齒輪構(gòu)件22和齒圈構(gòu)件 26兩者呈嚙合關(guān)系并且聯(lián)接到可旋轉(zhuǎn)的軸構(gòu)件16。行星齒輪組30包括太陽(yáng)齒輪構(gòu)件32、 齒圈構(gòu)件36和聯(lián)接到齒輪架構(gòu)件35的行星齒輪34。行星齒輪34設(shè)置成與太陽(yáng)齒輪構(gòu)件 32和齒圈構(gòu)件36兩者呈嚙合關(guān)系。齒輪架構(gòu)件35聯(lián)接到可旋轉(zhuǎn)的軸構(gòu)件16。行星齒輪 組40包括太陽(yáng)齒輪構(gòu)件42、齒圈構(gòu)件46和聯(lián)接到齒輪架構(gòu)件45的行星齒輪44。如圖所 示，存在聯(lián)接到齒輪架構(gòu)件45的第一組和第二組行星齒輪44。因此，行星齒輪組40是復(fù)合 的太陽(yáng)齒輪構(gòu)件-小齒輪-小齒輪-齒圈構(gòu)件組。齒輪架構(gòu)件45可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接在離合器 C1 52和C2 54之間。太陽(yáng)齒輪構(gòu)件42可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到可旋轉(zhuǎn)的軸構(gòu)件16。齒圈構(gòu)件46 可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到輸出構(gòu)件92。
[0022] 如本文所用，離合器是指能響應(yīng)于控制信號(hào)而選擇性地施加的扭矩傳遞裝置，并 且可以是任何合適的裝置，包括例如單盤或多盤離合器或組件、單向離合器、帶式離合器以 及制動(dòng)器。液壓回路72構(gòu)造成利用由電動(dòng)液壓泵70供應(yīng)的加壓液壓流體來控制離合器中 每一個(gè)的離合器狀態(tài)，電動(dòng)液壓泵70由控制器5可操作地控制。離合器C2 54和C4 58是 液壓施加的旋轉(zhuǎn)摩擦離合器。離合器Cl52、C3 56和C5 50是可以檔接到（groundedto) 變速箱55的液壓控制的制動(dòng)器裝置。離合器Cl52、C2 54、C3 56和C4 58中的每一個(gè)使 用由液壓控制回路72供應(yīng)的加壓液壓流體液壓地施加。液壓回路72由控制器5可操作地 控制以啟動(dòng)和關(guān)閉所述離合器，提供用于冷卻和潤(rùn)滑變速器的元件的液壓流體，并且提供 用于冷卻第一扭矩機(jī)60和第二扭矩機(jī)62的液壓流體。液壓回路72中的液壓壓力可通過 使用（多個(gè)）壓力傳感器測(cè)量、通過使用板載例程估計(jì)或使用其它合適方法來確定。
[0023] 第一扭矩機(jī)60和第二扭矩機(jī)62為三相交流電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)，各自包括定子、轉(zhuǎn)子 和位置傳感器例如旋轉(zhuǎn)變壓器。每個(gè)扭矩機(jī)60、62的電動(dòng)機(jī)定子檔接到變速箱55的外部， 并且包括具有從其延伸的纏繞的電氣繞組的定子芯。第一扭矩機(jī)60的轉(zhuǎn)子支撐在機(jī)械附 接到套管軸18的轂襯齒輪上,套管軸18聯(lián)接到第一行星齒輪組20。第二扭矩機(jī)62的轉(zhuǎn)子 固定地附接到空心軸套19,空心軸套19機(jī)械附接到第二行星齒輪30。旋轉(zhuǎn)變壓器中的每 一個(gè)信號(hào)地且可操作地連接到TPM82,并且各自感測(cè)和監(jiān)測(cè)旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子相對(duì)于旋轉(zhuǎn) 變壓器定子的旋轉(zhuǎn)位置，從而監(jiān)測(cè)第一扭矩機(jī)60和第二扭矩機(jī)62中相應(yīng)的一個(gè)的旋轉(zhuǎn)位 置。另外，從旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的信號(hào)可用來確定第一扭矩機(jī)60和第二扭矩機(jī)62的旋轉(zhuǎn)速 度。
[0024] 變速器10的輸出構(gòu)件92可旋轉(zhuǎn)地連接到傳動(dòng)系90以向傳動(dòng)系90提供輸出功率， 該輸出功率經(jīng)由例如差速齒輪被傳遞到一個(gè)或多個(gè)接地輪99。在輸出構(gòu)件92處的輸出功 率由輸出旋轉(zhuǎn)速度和輸出扭矩來表征。變速器輸出速度傳感器93監(jiān)測(cè)輸出構(gòu)件92的旋轉(zhuǎn) 速度和旋轉(zhuǎn)方向。接地輪99中的每一個(gè)優(yōu)選地配有傳感器，該傳感器構(gòu)造成監(jiān)測(cè)車輪速度 以確定車輛速度以及絕對(duì)和相對(duì)車輪速度，以用于制動(dòng)控制、牽引控制和車輛加速度控制。 每個(gè)接地輪99優(yōu)選地配有可控的機(jī)械車輪制動(dòng)器98,其可以是任何合適構(gòu)型，例如盤式制 動(dòng)器構(gòu)型。每個(gè)車輪制動(dòng)器98施加一定量值的機(jī)械制動(dòng)扭矩97以用于阻止對(duì)應(yīng)接地輪99 的旋轉(zhuǎn)，其中制動(dòng)器控制器9響應(yīng)于操作者命令的制動(dòng)力113來命令該量值的機(jī)械制動(dòng)扭 矩97。該量值的機(jī)械制動(dòng)扭矩97可直接對(duì)應(yīng)于操作者命令的制動(dòng)力113。備選地，由于來 自第一扭矩機(jī)60和第二扭矩機(jī)62中的一者或兩者的電感應(yīng)的反作用扭矩，該量值的機(jī)械 制動(dòng)扭矩97可通過輸出構(gòu)件92而響應(yīng)于考慮在傳動(dòng)系90中感應(yīng)的電制動(dòng)扭矩的操作者 命令的制動(dòng)力113。來自第一扭矩機(jī)60和第二扭矩機(jī)62中的一者或兩者的電感應(yīng)的反作 用扭矩可與再生制動(dòng)相關(guān)聯(lián)。
[0025] 來自發(fā)動(dòng)機(jī)12的輸入扭矩以及來自第一扭矩機(jī)60和第二扭矩機(jī)62的電動(dòng)機(jī)扭 矩作為從燃料或儲(chǔ)存在電池85中的電勢(shì)的能量轉(zhuǎn)換的結(jié)果而生成。電池85經(jīng)由高壓電氣 母線84被高壓直流聯(lián)接到TPIM82,高壓電氣母線84優(yōu)選地包括允許或禁止電流在電池 85和TPM82之間流動(dòng)的接觸器開關(guān)。TPM82優(yōu)選地包括一對(duì)功率逆變器和相應(yīng)的電動(dòng) 機(jī)控制模塊，電動(dòng)機(jī)控制模塊構(gòu)造成接收扭矩命令并根據(jù)其控制逆變器狀態(tài)，以便提供電 動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)或電功率再生功能以滿足電動(dòng)機(jī)扭矩命令。功率逆變器包括互補(bǔ)的三相電力電子 裝置，并且每個(gè)包括多個(gè)絕緣柵雙極晶體管（IGBT)，用于通過高頻率地開關(guān)而將來自電池 85的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，從而為第一扭矩機(jī)60和第二扭矩機(jī)62中相應(yīng)的一個(gè)提供功率。 IGBT形成構(gòu)造成接收控制命令的開關(guān)模式功率源。三相電機(jī)中每一個(gè)的每個(gè)相包括一對(duì) IGBT。IGBT的狀態(tài)被控制，以提供電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械功率生成或電功率再生功能。三相逆變 器經(jīng)由直流傳輸導(dǎo)體27接收或供應(yīng)直流電，并將直流電轉(zhuǎn)化為三相交流電或?qū)⑷嘟涣?電轉(zhuǎn)化為直流電，該交流電經(jīng)由傳輸導(dǎo)體傳導(dǎo)到作為電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)操作的第一扭矩機(jī)60 和第二扭矩機(jī)62,或者從第一扭矩機(jī)60和第二扭矩機(jī)62傳來。TPIM82響應(yīng)于電動(dòng)機(jī)扭 矩命令而通過功率逆變器和相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)控制模塊向第一扭矩機(jī)60和第二扭矩機(jī)62傳輸 電功率并從第一扭矩機(jī)60和第二扭矩機(jī)62傳輸電功率。電流在高壓電氣母線84上并且 向電池85和從電池85被傳輸，以便對(duì)電池85充電和放電。
[0026] 控制器5經(jīng)由通信鏈路15信號(hào)且可操作地鏈接到動(dòng)力系系統(tǒng)中的各種致動(dòng)器和 傳感器，以監(jiān)測(cè)和控制動(dòng)力系系統(tǒng)的操作，包括合成信息和輸入，以及執(zhí)行例程來控制致動(dòng) 器以實(shí)現(xiàn)與燃料經(jīng)濟(jì)性、排放、性能、駕駛性能以及包括電池85的電池及第一扭矩機(jī)60和 第二扭矩機(jī)62在內(nèi)的硬件的保護(hù)有關(guān)的控制目標(biāo)?？刂破?為總體車輛控制架構(gòu)的子集， 并且提供動(dòng)力系系統(tǒng)的協(xié)調(diào)的系統(tǒng)控制?？刂破?可包括分布式控制模塊系統(tǒng)，該系統(tǒng)包 括各個(gè)控制模塊，這些模塊包括監(jiān)控模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊、變速器控制模塊、電池組控制 模塊和TPM82。控制器5經(jīng)由通信鏈路15信號(hào)地連接到制動(dòng)器控制器9以協(xié)調(diào)如本文 所述車輛制動(dòng)的操作控制。用戶接口 13優(yōu)選地信號(hào)地連接到多個(gè)裝置，車輛操作者通過這 些裝置指導(dǎo)和命令動(dòng)力系系統(tǒng)的操作，包括命令輸出扭矩請(qǐng)求和選擇變速器檔區(qū)。車輛操 作者指導(dǎo)和命令動(dòng)力系系統(tǒng)的操作，包括從加速器踏板輸入的操作者命令的加速度112、從 制動(dòng)踏板輸入的操作者命令的制動(dòng)力113、從變速器檔區(qū)選擇器（PRNDL)輸入的操作者命 令的變速器檔區(qū)114、以及從巡航控制系統(tǒng)輸入的操作者命令的車輛速度116。從加速器踏 板輸入的操作者命令的加速度112可以從指示沒有到往加速器踏板的操作者輸入的0%水 平變到指示到往加速器踏板的最大操作者輸入的100%水平，該最大操作者輸入是常稱為 節(jié)氣門全開（WOT)策略的對(duì)來自動(dòng)力系系統(tǒng)的最大輸出功率的操作者請(qǐng)求。操作者命令的 制動(dòng)力113可從指示沒有到往制動(dòng)踏板的操作者輸入的0%水平變到100%水平，所述100% 水平指示到往制動(dòng)踏板的操作者輸入命令高達(dá)最大可實(shí)現(xiàn)制動(dòng)扭矩的制動(dòng)扭矩(其為實(shí)現(xiàn) 零車輛速度所需)。變速器檔區(qū)選擇器優(yōu)選地提供了與實(shí)現(xiàn)車輛推進(jìn)相關(guān)聯(lián)的操作者可選 擇的變速器檔區(qū)（例如，R、D和L)、以及與將包括發(fā)動(dòng)機(jī)12以及第一扭矩機(jī)60和第二扭矩 機(jī)62與輸出構(gòu)件92分離相關(guān)聯(lián)的操作者可選擇的變速器檔區(qū)（例如，P和N)。變速器檔 區(qū)選擇器可提供離散數(shù)量的操作者可選擇的變速器檔區(qū)，其指示或者前進(jìn)方向或者倒退方 向的操作者意圖的車輛行進(jìn)方向，從而指示輸出構(gòu)件92的優(yōu)選旋轉(zhuǎn)方向。應(yīng)當(dāng)理解，由于 由車輛的位置（例如在山上）造成的回滾，車輛仍然可以在除了操作者意圖的運(yùn)動(dòng)的指示 方向之外的方向上移動(dòng)。變速器檔區(qū)選擇器的操作者可選擇的位置可直接對(duì)應(yīng)于參照表1 描述的各個(gè)變速器檔區(qū)，或者可對(duì)應(yīng)于參照表1描述的變速器檔區(qū)的子集。用戶接口 13可 包括如圖所示的單個(gè)裝置，或者備選地可包括直接連接到各個(gè)控制模塊的多個(gè)用戶接口裝 置。
[0027] 前述控制模塊與其它控制模塊、傳感器和致動(dòng)器經(jīng)由通信鏈路15通信，通信鏈路 15實(shí)現(xiàn)在各種控制模塊之間的結(jié)構(gòu)化通信。具體通信協(xié)議是因應(yīng)用而異的。通信鏈路15 和適當(dāng)?shù)膮f(xié)議在前述控制模塊和其它控制模塊之間提供了魯棒的消息傳送和多控制模塊 接口，其它控制模塊提供包括例如防抱死制動(dòng)、牽引控制和車輛穩(wěn)定性的功能。多個(gè)通信總 線可用來提高通信速度并提供一定水平的信號(hào)冗余度和完整性，包括直接鏈路和串行外圍 接口（SPI)總線。各個(gè)控制模塊之間的通信也可使用無線鏈路實(shí)現(xiàn)，例如短距離無線電通 信總線。各個(gè)裝置也可以直接連接。
[0028] 控制模塊、模塊、控制、控制器、控制單元、處理器和類似的術(shù)語(yǔ)表示下列中的一個(gè) 或多個(gè)的任一個(gè)或各種組合：（多個(gè)）專用集成電路（ASIC)、（多個(gè)）電子電路、（多個(gè)）中 央處理器（優(yōu)選（多個(gè)）微處理器）和執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)軟件或固件程序或例程的相關(guān)聯(lián)的 存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)裝置（只讀、可編程只讀、隨機(jī)存取、硬盤驅(qū)動(dòng)器等）、（多個(gè)）組合邏輯電路、 (多個(gè)）輸入/輸出電路和裝置、合適的信號(hào)調(diào)節(jié)和緩沖電路、以及提供所述功能的其它部 件。軟件、固件、程序、指令、例程、代碼、算法和類似術(shù)語(yǔ)表示包括校準(zhǔn)表和查找表的任何指 令集?？刂颇K具有為提供所需功能而執(zhí)行的一組控制例程。例程例如通過中央處理器執(zhí) 行，以監(jiān)測(cè)來自感測(cè)裝置和其它聯(lián)網(wǎng)控制模塊的輸入，并且執(zhí)行控制和診斷例程以控制致 動(dòng)器的操作。例程可在當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)和車輛操作期間按稱為回路周期的規(guī)則的間隔在循環(huán)中 執(zhí)行，例如，每1〇〇微秒和3. 125、6. 25、12. 5、25和100毫秒。備選地，可以響應(yīng)于事件的發(fā) 生而執(zhí)行例程。
[0029] 動(dòng)力系100構(gòu)造成在多個(gè)動(dòng)力系狀態(tài)中的一個(gè)下操作，包括多個(gè)變速器檔區(qū)和發(fā) 動(dòng)機(jī)狀態(tài)以生成和傳遞扭矩到傳動(dòng)系90。發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)包括運(yùn)行（0N)狀態(tài)和停用（OFF)狀 態(tài)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)正旋轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)被認(rèn)為處于運(yùn)行狀態(tài)。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)可包括：全缸狀態(tài) (ALL)，其中所有氣缸都被供給燃料并且點(diǎn)火以生成扭矩；和停缸狀態(tài)（DEAC)，其中一部分 氣缸被供給燃料并點(diǎn)火以生成扭矩，并且剩余氣缸不被供給燃料、不點(diǎn)火且不生成扭矩。發(fā) 動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)還包括燃料切斷（FCO)狀態(tài)，其中所有氣缸都不被供給燃料、不點(diǎn)火，并且不 生成扭矩。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于停用狀態(tài)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)不旋轉(zhuǎn)。在發(fā)動(dòng)機(jī)處于停用狀態(tài)下操作可通 過使用離合器或類似裝置將輸入構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)檔接到變速箱而實(shí)現(xiàn)。舉例來說，圖1的動(dòng)力 系系統(tǒng)100可操作處于停用狀態(tài)（即，不通過啟用離合器C5 50而旋轉(zhuǎn)）的發(fā)動(dòng)機(jī)12,以將 輸入構(gòu)件14的旋轉(zhuǎn)檔接到變速箱55,其中第一扭矩機(jī)60和第二扭矩機(jī)62的速度被控制以 實(shí)現(xiàn)響應(yīng)于輸出扭矩請(qǐng)求的輸出速度和輸出扭矩。備選地或此外，在發(fā)動(dòng)機(jī)處于停用狀態(tài) 下操作可通過控制扭矩機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度以實(shí)現(xiàn)為零的輸入速度以及響應(yīng)于輸出扭矩請(qǐng)求的 輸出速度和輸出扭矩而實(shí)現(xiàn)。輸出扭矩請(qǐng)求包括導(dǎo)致車輛加速和/或穩(wěn)態(tài)巡航操作的正輸 出扭矩請(qǐng)求。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在FCO狀態(tài)下操作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)但不被供給燃料并且不點(diǎn)火。發(fā) 動(dòng)機(jī)可響應(yīng)于對(duì)車輛減速的操作者命令而在FCO狀態(tài)下操作，該命令例如發(fā)生在操作者從 加速器踏板抬起腳（這被稱為減速燃料切斷狀態(tài)（dFCO))時(shí)。發(fā)動(dòng)機(jī)可以被命令在其它非 減速操作條件下在FC0狀態(tài)下操作。
[0030] 變速器檔區(qū)（transmissionranges)包括多個(gè)通過選擇性地啟用離合器Cl50、C2 52、C3 54、C4 56和C5 58而實(shí)現(xiàn)的多個(gè)空檔（空檔）、固定檔（檔#)、可變模式（EVT模式 #)、電動(dòng)車輛（EV#)和過渡（EV過渡檔區(qū)#和偽檔#)檔區(qū)。偽檔檔區(qū)是可變模式變速器檔 區(qū)，其中從變速器輸出到傳動(dòng)系的扭矩的量值與發(fā)動(dòng)機(jī)輸入扭矩的量值相關(guān)，考慮了與輸 入構(gòu)件14上的扭矩消耗部件相關(guān)聯(lián)的扭矩?fù)p失。（多個(gè)）偽檔檔區(qū)可用作在EVT模式檔區(qū) 之間換檔期間的中間變速器檔區(qū)，并且也可用作穩(wěn)態(tài)變速器操作狀態(tài)。表1描述了用于操 作動(dòng)力系1〇〇的多個(gè)變速器檔區(qū)和發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)，其中"x"指示針對(duì)對(duì)應(yīng)的變速器檔區(qū)的啟 用的離合器。
[0031]表1

【權(quán)利要求】
1. 一種用于控制包含內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛的方法，所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)接到多模式變速器 的輸入構(gòu)件，所述多模式變速器構(gòu)造成將扭矩傳遞到聯(lián)接于接地輪的輸出構(gòu)件，而所述內(nèi) 燃發(fā)動(dòng)機(jī)處于生成輸入扭矩的運(yùn)行狀態(tài)，所述方法包括： 識(shí)別不期望的操作區(qū)域，所述操作區(qū)域包括用于操作所述多模式變速器的輸入/輸出 扭矩區(qū)域；以及 響應(yīng)于對(duì)爬行扭矩的操作者請(qǐng)求，控制來自聯(lián)接到所述多模式變速器的扭矩機(jī)的電動(dòng) 機(jī)扭矩，使得所述多模式變速器在所述不期望的操作區(qū)域之外操作，并且響應(yīng)于操作者命 令的制動(dòng)、來自所述發(fā)動(dòng)機(jī)的所述輸入扭矩和來自所述扭矩機(jī)的所述電動(dòng)機(jī)扭矩而相一致 地控制到往所述接地輪的機(jī)械制動(dòng)扭矩。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，控制到往所述接地輪的所述機(jī)械制動(dòng)扭矩包括：當(dāng)所述操作者命令的制動(dòng)為100%時(shí)，響應(yīng)于來自所述發(fā)動(dòng)機(jī)的所述輸入扭矩和來自所述 扭矩機(jī)的所述電動(dòng)機(jī)扭矩而控制到往所述接地輪的所述機(jī)械制動(dòng)扭矩。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，控制到往所述接地輪的所述機(jī)械制動(dòng)扭矩包括：當(dāng)所述操作者命令的制動(dòng)為〇%時(shí)，控制到往所述接地輪的所述機(jī)械制動(dòng)扭矩處于零扭矩 并響應(yīng)于優(yōu)選爬行扭矩而控制來自所述發(fā)動(dòng)機(jī)的所述輸入扭矩和來自所述扭矩機(jī)的所述 電動(dòng)機(jī)扭矩。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，控制來自所述發(fā)動(dòng)機(jī)的所述輸入扭矩和來自所 述扭矩機(jī)的所述電動(dòng)機(jī)扭矩包括控制來自所述發(fā)動(dòng)機(jī)的所述輸入扭矩和來自所述扭矩機(jī) 的所述電動(dòng)機(jī)扭矩以實(shí)現(xiàn)所述多模式變速器的輸出扭矩，所述多模式變速器的輸出扭矩實(shí) 現(xiàn)在平坦道路表面上的預(yù)定最大車輛地面速度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，對(duì)爬行扭矩的所述操作者請(qǐng)求包括在零附近的 操作者命令的加速度和小于在與實(shí)現(xiàn)車輛推進(jìn)相關(guān)聯(lián)的操作者命令的變速器檔區(qū)處的最 大車輛爬行速度的車輛速度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述輸入/輸出扭矩區(qū)域與傳動(dòng)系轟鳴聲相關(guān) 聯(lián)。
7. -種用于控制包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛的方法，所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)接到多模式變速器 的輸入構(gòu)件，所述多模式變速器構(gòu)造成將扭矩傳遞到聯(lián)接于接地輪的輸出構(gòu)件，所述方法 包括： 識(shí)別與傳動(dòng)系轟鳴聲相關(guān)聯(lián)的所述多模式變速器的輸入/輸出扭矩區(qū)域；以及 在所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)處于生成輸入扭矩的運(yùn)行狀態(tài)而所述車輛在小于最大車輛爬行速 度的車輛速度下操作的情況中，響應(yīng)于操作者命令的制動(dòng)，控制來自聯(lián)接到所述多模式變 速器的扭矩機(jī)的電動(dòng)機(jī)扭矩以生成所述多模式變速器的輸出扭矩，使得所述多模式變速器 在所述輸入/輸出扭矩區(qū)域之外操作，并且響應(yīng)于所述操作者命令的制動(dòng)和所述多模式變 速器的所述輸出扭矩而相一致地控制到往所述接地輪的機(jī)械制動(dòng)扭矩。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，控制到往所述接地輪的所述機(jī)械制動(dòng)扭矩包括：當(dāng)所述操作者命令的制動(dòng)為100%時(shí)，控制到往所述接地輪的所述機(jī)械制動(dòng)扭矩大于或等 于所述多模式變速器的所述輸出扭矩與最終傳動(dòng)比的乘積。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，控制到往所述接地輪的所述機(jī)械制動(dòng)扭矩包括：當(dāng)所述操作者命令的制動(dòng)為〇%時(shí)，控制到往所述接地輪的所述機(jī)械制動(dòng)扭矩處于零扭矩 并響應(yīng)于優(yōu)選爬行扭矩而控制所述多模式變速器的所述輸出扭矩。
10. -種用于控制包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛的方法，所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)接到多模式變速 器的輸入構(gòu)件，所述多模式變速器構(gòu)造成將扭矩傳遞到聯(lián)接于接地輪的輸出構(gòu)件，而所述 內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)處于生成輸入扭矩的運(yùn)行狀態(tài)，所述方法包括： 識(shí)別不期望的操作區(qū)域，所述操作區(qū)域包括與傳動(dòng)系轟鳴聲相關(guān)聯(lián)的用于操作所述多 模式變速器的輸入/輸出扭矩區(qū)域；以及 響應(yīng)于對(duì)爬行扭矩的操作者請(qǐng)求，控制來自聯(lián)接到所述多模式變速器的扭矩機(jī)的電動(dòng) 機(jī)扭矩，使得所述多模式變速器在所述不期望的操作區(qū)域之外操作，并且響應(yīng)于操作者命 令的制動(dòng)、來自所述發(fā)動(dòng)機(jī)的所述輸入扭矩和來自所述扭矩機(jī)的所述電動(dòng)機(jī)扭矩而控制到 往所述接地輪的機(jī)械制動(dòng)扭矩。
【文檔編號(hào)】B60W30/18GK104369738SQ201410402014
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月15日
【發(fā)明者】J.懷斯, J-J.F.薩, A.H.希普 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司