再生制动期间用于变速器换挡控制的输入扭矩修整的制作方法

再生制动期间用于变速器换挡控制的输入扭矩修整的制作方法
【专利摘要】公开了一种再生制动期间用于变速器换挡控制的输入扭矩修整。一种用于混合动力车辆在再生制动期间控制阶梯传动比变速器换挡的系统和方法，所述混合动力车辆具有选择性连接到电机的发动机和自动变速器，所述系统和方法基于测量到的换挡曲线图与目标换挡曲线图来控制变速器输入扭矩。响应于测量到的换挡曲线图与目标换挡曲线图之间的差异，可将扭矩修整项添加到变速器输入扭矩或电机输出扭矩。如果所测量的换挡进行地太慢，则扭矩修整项可用于修改变速器输入扭矩以使换挡加速或缩短换挡时间。类似地，如果相对于目标换挡曲线图而言换挡进行地太快，则扭矩修整项可用于降低变速器输入扭矩或电机输出扭矩。
【专利说明】
再生制动期间用于变速器换挡控制的输入扭矩修整
技术领域
[0001 ]本公开涉及在再生制动期间对混合动力车辆中的变速器的控制。
【背景技术】
[0002]混合动力电动车辆(HEV)利用内燃发动机和电机的组合来提供推进车辆所需要的动力。这种布置相对于仅具有内燃发动机的车辆而言提供了提高的燃料经济性。混合动力车辆的动力传动系包括诸如电动机/发电机的电机，其可用于单独推进车辆或者和与发动机产生的扭矩相结合来推进车辆。当作为发电机操作时，电机产生供车辆使用或储存在相关的电池中的电力。发动机和电机的扭矩通过变速器传递到车辆驱动轮。
[0003]已经使用各种类型的变速器和齿轮传动装置开发了用于电动车辆和混合动力电动车辆的各种动力传动系配置。一种用于混合动力车辆的配置使用与传统的自动变速器或机械式自动变速器相似的阶梯传动比变速器，并可称为模块化混合动力变速器(MHT)车辆设计。发动机通过分离离合器选择性地连接到电机，而电机通过起动离合器选择性地连接到变速器齿轮箱。在一些应用中，起动离合器可与变速器变矩器集成在一起。
[0004]大多数电动车辆和混合动力车辆包括再生制动，以提高效率并增大车辆的范围。在再生制动期间，使用作为制动器和发电机的电机而将车辆的动能转换成用于对高压电池充电的电能。在车速降低时，阶梯传动比变速器可降挡以提供适于当前车速和所请求的车轮扭矩的传动比。
[0005]在变速器换挡期间，可对在挡位或传动比变化时所牵涉的离合器中的至少一个的离合器压力执行闭环控制，以提供换挡鲁棒性和重复性。在传动比变化期间，相关联的离合器打滑直到离合器两侧的速度相同，然后换挡完成。如果换挡进行地太快，在这种打滑阶段期间从离合器释放压力，以防止粗糙的或令人反感的换挡。相反，如果换挡进行地太慢，则在这种打滑阶段期间向离合器增加压力。因为通过打滑的离合器的变速器扭矩与所施加的离合器压力成比例，所以增加或减小离合器压力来控制换挡的速度或完成度(complet1n)将改变传递到车轮的输出扭矩，可能高达10%。在正扭矩(例如加速时)下进行通电换挡期间，在驾驶员期望更稳固的换挡的传统车辆中这是容许的。类似地，在小的负扭矩(例如当减速时)下滑行时，换挡期间的扭矩变化难以检测到，这是因为换挡分布在更长的时间段内。然而，在混合动力车辆中，在再生制动期间进行的变速器换挡会由于使用闭环离合器压力控制来管理换挡正时和相关的换挡质量或感觉而变得更加令人反感。

【发明内容】

[0006]公开了一种系统和方法，用于混合动力车辆在再生制动时进行降挡期间提高换挡质量，该混合动力车辆具有选择性连接到电机(例如，马达)的发动机和自动变速器，该系统和方法基于测量到的换挡曲线图和目标换挡曲线图来控制变速器输入扭矩。本公开的实施例可用在期望提高换挡质量的各个换挡控制应用中。
[0007]在一个实施例中，一种混合动力车辆包括通过第一离合器选择性连接到电机的发动机，其中电机通过第二离合器连接到变速器。混合动力车辆还包括控制器，所述控制器被配置成在混合动力车辆处于再生制动模式时进行的变速器换挡事件期间基于目标换挡曲线图和测量到的换挡曲线图之间的差异来调节变速器输入扭矩。控制器通过开环扭矩修整项调节输入扭矩而对变速器输入扭矩进行闭环控制，其中，扭矩修整项通过目标换挡曲线图和测量到的换挡曲线图之间的差异而确定。针对当前的操作条件，变速器输入扭矩可响应于相对于目标换挡曲线图的测量到的换挡曲线图而通过控制电机的输出扭矩而被控制，所述当前的操作条件可包括车辆操作模式、车速和加速踏板位置或期望的扭矩。
[0008]在另一实施例中，一种混合动力车辆包括变速器，所述变速器包括向车辆驱动轮传递请求的或期望的输出扭矩的多个离散传动比。混合动力车辆还包括控制器，所述控制器被配置成在再生制动期间影响传动比之间的换挡，并在换挡的惯性阶段期间基于目标换挡曲线图与测量到的换挡曲线图的比较来调节变速器输入扭矩。可使用通过目标换挡曲线图和测量到的换挡曲线图之间的差异而确定的扭矩修整项来调节变速器输入扭矩。
[0009]根据本发明，一种混合动力车辆包括:发动机；电机，通过第一离合器连接到发动机;变速器，包括多个离散的传动比，通过第二离合器连接到电机;控制器，被配置成在再生制动期间，响应于目标换挡曲线图与测量到的换挡曲线图之间的差异来控制变速器输入扭矩，以影响两个传动比之间的变速器换挡。
[0010]根据本发明的一个实施例，所述控制器使用通过目标换挡曲线图与测量到的换挡曲线图之间的差异而确定的开环扭矩修整项来调节变速器输入扭矩。
[0011]根据本发明的一个实施例，控制器被配置成提供与换挡相关联的至少一个换挡离合器的压力控制。
[0012]根据本发明的一个实施例，控制器基于测量到的换挡曲线图大于目标换挡曲线图的比较结果而实施变速器输入扭矩的闭环控制，并应用开环扭矩修整项。
[0013]根据本发明的一个实施例，控制器还被配置成在换挡期间调节变速器输入扭矩，以补偿由于再生制动导致的变化。
[0014]在又一实施例中，一种用于控制具有选择性连接到变速器和电机的发动机的混合动力车辆的方法，包括使用闭环控制来控制电机，以在换挡完成时提供与所请求的变速器输出扭矩对应的变速器输入扭矩。在混合动力车辆处于再生制动模式时进行的变速器降挡事件的惯性阶段期间，可响应于目标换挡曲线图和测量到的换挡曲线图之间的差异，使用闭环控制来控制变速器输入扭矩。所述方法还包括通过目标换挡曲线图与测量到的换挡曲线图之间的差异而确定的开环扭矩修整项来调节变速器输入扭矩。
[0015]根据本发明，一种用于控制混合动力车辆的方法，所述混合动力车辆具有通过第一离合器连接到发动机并通过第二离合器连接到阶梯传动比变速器的电机，所述方法包括:在再生制动期间，通过控制器在换挡期间控制电机的输出扭矩，同时执行换挡离合器的闭环压力控制，所述输出扭矩响应于目标换挡曲线图与测量到的换挡曲线图之间的差异而被控制。
[0016]根据本发明的一个实施例，目标换挡曲线图和测量到的换挡曲线图与降挡完成的百分比相关联。
[0017]根据本发明的一个实施例，所述输出扭矩是基于换挡的惯性阶段期间的与变速器换挡相关联的期望的惯性变化和动力传动系制动请求的。
[0018]根据本发明的一个实施例，所述方法还包括通过目标换挡曲线图与测量到的换挡曲线图之间的差异而确定的扭矩修整项来调节电机输出扭矩。
[0019]根据本发明的一个实施例，所述方法还包括在测量到的换挡曲线图的完成百分比大于目标换挡曲线图的完成百分比时，降低电机输出扭矩。
[0020]根据本发明的一个实施例，所述方法还包括在测量到的换挡曲线图的完成百分比小于目标换挡曲线图的完成百分比时，增大电机输出扭矩。
[0021]根据本发明的一个实施例，在换挡离合器是即将接合的离合器时，所述方法还包括:使即将接合的离合器具有行程;在变速器换挡的开始阶段期间降低即将分离的离合器的液压压力。
[0022]根据本发明的一个实施例，第二离合器在变速器换挡期间被接合。
[0023]根据本公开的实施例提供了多个优点。例如，多个实施例降低了混合动力车辆的扭矩扰动并提高了总体的换挡质量。此外，所公开的控制策略提供了换挡一致性，确保了各种操作条件的鲁棒性。通过下面结合附图详细描述的优选实施例，以上优点和其他优点和特点将是很明显的。
【附图说明】
[0024]图1示出了根据本公开的实施例的示例性的混合动力车辆的动力传动系统的框图；
[0025]图2示出了描述根据本公开的实施例的再生制动降挡控制系统和/或方法的控制序列操作的流程图。
【具体实施方式】
[0026]在此描述了本公开的实施例。然而，应理解公开的实施例仅为示例，其它实施例可以采用多种和替代的形式。附图无需按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以显示特定部件的细节。所以，在此所公开的具体结构和功能细节不应解释为限定，而仅为教导本领域技术人员以多种形式利用实施例的代表性基础。如本领域内的技术人员将理解的，参考任一附图示出和描述的各个特征可与一个或更多个其它附图中示出的特征组合以形成未明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合为典型应用提供代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和变型可以期望用于特定应用或实施方式。
?0027] 参照图1，示出了根据本公开的实施例的混合动力电动车辆(HEV) 10的示意图。图1示出了组件之间的代表性关系。组件在车辆中的物理布局和定向可变化。HEV 10包括动力传动系12。动力传动系12包括驱动传动装置16的发动机14，传动装置16可被称作模块化混合动力传动装置(MHT)。如将要在下面进一步详细地描述的，传动装置16包括诸如电动机/发电机(M/G)18的电机、关联的牵引电池20、变矩器22以及多级阶梯传动比自动变速器或齿轮箱24。
[0028]发动机14和M/G 18都是用于HEV 10的驱动源。发动机14通常代表可包括内燃发动机(例如，由汽油、柴油或天然气驱动的发动机)或者燃料电池的动力源。发动机14产生发动机功率和对应的发动机扭矩，该发动机扭矩在位于发动机14与M/G 18之间的分离离合器26至少部分地接合时供应到M/G 18oM/G 18可通过多种类型的电机中的任何一个来实施。例如，M/G 18可以是永磁同步电动机。电力电子器件56使由电池20提供的直流(DC)电力适应于M/G 18的需求，如将在下面描述的。例如，电力电子器件可向M/G 18提供三相交流电(AC)。
[0029]当分离离合器26至少部分地接合时，动力从发动机14流到M/G18或从M/G 18流到发动机14是可能的。例如，分离离合器26可接合并且M/G 18可作为发电机操作，以将由曲轴28和Μ/G轴30提供的旋转能转换为将存储在电池20中的电能。分离离合器26还可分离，以使发动机14与动力传动系12的剩余部分隔离，从而M/G 18可充当用于HEV 10的唯一的驱动源。轴30延伸穿过M/G 18oM/G 18持续可驱动地连接到轴30，然而仅在分离离合器26至少部分地接合时发动机14才可驱动地连接到轴30。
[0030]M/G 18经由轴30连接到变矩器22。因此，在分离离合器26至少部分地接合时变矩器22连接到发动机14。变矩器22包括固定到Μ/G轴30的栗轮和固定到变速器输入轴32的涡轮。因此，变矩器22在轴30与变速器输入轴32之间提供液力耦合。在栗轮比涡轮更快地旋转时，变矩器22将动力从栗轮传递到涡轮。栗轮扭矩和涡轮扭矩的大小通常取决于相对速度。当栗轮速度与涡轮速度之比足够高时，涡轮扭矩是栗轮扭矩的数倍。还可设置变矩器旁通离合器34，在变矩器旁通离合器34接合时，变矩器旁通离合器34使变矩器22的栗轮和涡轮摩擦地或机械地结合，而允许更有效地传递动力。变矩器旁通离合器34可作为起动离合器操作，以提供平稳的车辆起步。可选地或相结合地，对于不包括变矩器22或变矩器旁通离合器34的应用而言，可在M/G 18与齿轮箱24之间设置与分离离合器26相似的起动离合器。在一些应用中，分离离合器26通常被称作上游离合器并且起动离合器34(可以是变矩器旁通离合器)通常被称作下游离合器。
[0031]如下面更详细的描述，在齿轮箱24换挡期间可使用闭环控制利用开环扭矩修整项或参数来控制变速器输入扭矩。可设置输入扭矩传感器(未示出)来测量与栗轮扭矩对应的变速器输入扭矩。或者，可基于多个操作参数(例如，变矩器速度比、变速器输入轴速度、M/G18的输出轴30的速度、M/G 18的电流或扭矩等)来计算变速器输入扭矩。可通过控制由发动机14和/或M/G 18产生的扭矩来控制变速器输入扭矩。在多个实施例中，在Μ/G对来自PCU50的扭矩请求的响应比发动机14快得多时，通过控制M/G 18的输出扭矩来控制变速器输入扭矩。根据特定的操作模式，在控制M/G 18来调节变速器输入扭矩时，可经由离合器26断开发动机14或者可控制发动机14提供大体上恒定的输出扭矩。
[0032]齿轮箱24可包括齿轮组(未示出)，该齿轮组通过诸如换挡离合器和制动器(未示出)的摩擦元件的选择性接合而选择性地置于不同的传动比，以建立期望的多个离散传动比或阶梯驱动传动比。可通过换挡计划来控制摩擦元件，该换挡计划使齿轮组的某些元件连接和分离来控制变速器输出轴36与变速器输入轴32之间的比率。齿轮箱24基于各种车辆和周围的操作环境而通过关联的控制器(例如，动力传动系控制单元(P⑶)50)从一个传动比自动地换挡到另一个传动比。然后，齿轮箱24向输出轴36提供动力传动系输出扭矩。
[0033]应理解的是，与变矩器22—起使用的液压控制的齿轮箱24仅仅是齿轮箱或变速器布置的一个示例;接收来自发动机和/或马达的输入扭矩，然后以不同传动比将该扭矩提供至输出轴的任何多级传动比齿轮箱都是可接受的，而用于本公开的实施例。例如，齿轮箱24可通过机械式自动(或手动)变速器(AMT)而实施，该AMT包括一个或更多个伺服马达以沿拨叉轴平移/旋转换挡拨叉，从而选择期望的传动比。如本领域的普通技术人员通常理解的，AMT可用在(例如)具有更高扭矩需求的应用中。
[0034]如图1的代表性实施例所示，输出轴36连接到差速器40。差速器40经由连接到差速器40的各自的车轴44驱动一对车轮42。差速器在允许轻微的速度差异的同时(例如，在车辆转弯时)向每个车轮42传递大体上相等的扭矩。不同类型的差速器或类似的装置可用于将扭矩从动力传动系分配到一个或更多个车轮。在一些应用中，扭矩分配可根据(例如)特定的操作模式或条件而变化。
[0035]动力传动系12还包括关联的动力传动系控制单元(P⑶)50。虽然示出为一个控制器，但是PCU 50可以是更大的控制系统的一部分并且可由遍布车辆10的各种其它的控制器(例如，车辆系统控制器(VSC))来控制。因此，应理解的是，动力传动系控制单元50和一个或更多个其它的控制器能够统称作“控制器”，该“控制器”响应于来自多种传感器的信号而控制各个致动器，以控制多个功能，诸如启动/停止发动机14、操作M/G 18以提供正的或负的车轮扭矩或给电池20充电、选择变速器挡位或按计划使变速器换挡等。控制器50可包括与各种类型的计算机可读存储装置或介质通信的微处理器或中央处理器(CPU)。计算机可读存储装置或介质可包括例如只读存储器(R0M)、随机存取存储器(RAM)和保活存储器(KAM)中的易失性存储器和非易失性存储器。KAM是一种可用于在CPU断电时存储各种操作变量的持久性存储器或非易失性存储器。计算机可读存储装置或介质可采用多个已知的存储装置(例如，PROM(可编程只读存储器)、EPR0M(电可编程只读存储器)、EEPR0M(电可擦除可编程只读存储器)、闪速存储器或能够存储数据(这些数据中的一些代表由控制器使用来控制发动机或车辆的可执行指令)的任何其它电的、磁的、光学的或它们相结合的存储装置)中的任意存储装置来实现。
[0036]控制器经由输入/输出(I/O)接口与各种发动机/车辆传感器和致动器通信，该I/O接口可实现为提供各种原始数据或信号调节、处理和/或转换、短路保护等的单独集成接口。可选地，一个或更多个专用的硬件或固件芯片可用于在特定的信号被供应到CPU之前调节并处理所述特定的信号。如图1的代表性的实施例通常示出的，PCU 50可与到达和/或来自发动机14、分离离合器26、M/G 18、起步离合器34、变速器齿轮箱24和电力电子器件56的信号通信。虽然没有明确地示出，但是本领域的普通技术人员将认识到，可由PCU 50控制的各种功能或组件位于以上标示的子系统中的每个子系统中。可使用由控制器执行的控制逻辑而直接或间接地致动的参数、系统和/或组件的代表性示例包括燃料喷射正时、速率、持续时间、节气门阀位置、火花塞点火正时(用于火花点火式发动机)、进气阀/排气阀正时和持续时间、前端附件驱动(FEAD)组件(诸如交流发电机、空调压缩机)、电池充电、再生制动、Μ/G操作、用于分离离合器26、起动离合器34的离合器压力以及变速器齿轮箱24等。通过I/O接口传递输入的传感器可用于指示(例如)涡轮增压器增压压力、曲轴位置(PIP)、发动机转速(RPM)、车轮速度(WSl、WS2)、车速(VSS)、冷却剂温度(ECT)、进气歧管压力(MAP)、加速踏板位置(PPS)、制动踏板位置(BPS)、点火开关位置(IGN)、节气门阀位置(TP)、空气温度(TMP),废气氧气(EG0)或其它废气组分浓度或存在度、进气流量(MAF)、变速器齿轮、变速器传动比或模式、变速器油温(TOT)、变速器涡轮速度(TS)、变速器输入扭矩、变矩器旁通离合器34状态(TCC)、减速或换挡模式(MDE)。
[0037]在一些应用中，发动机14可连接到用于起动发动机14的起动马达(未示出)。在其他应用中，发动机14通过选择性连接到M/G 18而起动。自动发动机起动可称为发动机(转速)上拉，且自动发动机停止可称为发动机停止或(转速)下拉。当设置时，起动马达可连接到牵引电池20并可用作发电机以产生电能储存在电池20中。
[0038]由PCU50执行的控制逻辑或功能可通过流程表或类似的图表表示在一个或更多个图中。这些图提供可使用一个或更多个处理策略(例如，事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等)实现的代表性的控制策略和/或逻辑。闭环或反馈控制器可通过PCU 50执行的软件、控制逻辑或功能或者具有微处理器的其他硬件控制器实施。这样，示出的各种步骤或功能可以以示出的顺序执行、并行执行或在一些情况下被省略。虽然不总是明确地示出，但是本领域的普通技术人员将意识到，一个或更多个示出的步骤或功能可根据正在使用的特定的处理策略而重复地执行。类似地，不一定需要处理的顺序以获得在此描述的特征和优势，提供处理的顺序仅仅是为了便于说明和描述。控制逻辑可以主要由软件实施，该软件由基于微处理器的车辆、发动机和/或动力传动系控制器(例如，PCU 50)执行。当然，控制逻辑可根据特定的应用由一个或更多个控制器中的软件、硬件或软件与硬件的结合实施。当由软件实施时，控制逻辑可设置在一个或更多个计算机可读存储装置或介质中，该计算机可读存储装置或介质存储了代表由计算机执行以控制车辆或其子系统的指令或代码的数据。计算机可读存储装置或介质可包括多个已知的物理装置中一个或更多个，该物理装置采用电的、磁的和/或光学的存储器以保持可执行的指令和相关的校准信息、操作变量等。
[0039]车辆的驾驶员可使用一个或更多个踏板52、53指示期望的输出扭矩，该输出扭矩可以是正的、负的或零。例如，车辆的驾驶员可使用加速踏板52来提供需要的扭矩、动力或驱动命令以推进车辆或使车辆减速。通常，踩下和释放踏板52分别产生可被控制器50解释为需要增大动力或减小动力(或制动，有时称为发动机制动)的加速踏板位置信号。类似地，踩下和释放制动踏板53产生可被控制器50解释成需要增大或减小制动(可包括通过M/G 18和/或车辆摩擦制动器(未示出)进行的再生制动)的制动踏板位置信号。至少基于来自踏板的输入，控制器50命令来自发动机14和/或M/G 18的扭矩。控制器50还控制齿轮箱24中的换挡正时以及分离离合器26与变矩器旁通离合器34的接合或分离。与分离离合器26—样，变矩器旁通离合器34能够在接合位置与分离位置之间的范围内调节。除了由栗轮与涡轮之间的液力耦合产生可变打滑之外，这在变矩器22中也产生了可变打滑。可选地，根据特定的应用，变矩器旁通离合器34可操作为锁止或分离，而不使用被调节的操作模式。
[0040]为了由发动机14驱动车辆，分离离合器26至少部分地接合，以通过分离离合器26向M/G 18传递发动机扭矩的至少一部分，然后发动机扭矩从M/G 18经过变矩器22和齿轮箱24传递。M/G 18可通过提供额外的动力来辅助发动机14而使轴30转动。这种操作模式可被称作“混合动力模式”或“电动辅助模式”。
[0041 ]为了由用作唯一动力源的M/G 18驱动车辆，除了分离离合器26使发动机14与动力传动系12的剩余部分隔离以外动力流动保持不变。在此期间，发动机14中的燃烧可禁用或以其他方式关闭以节省燃料。牵引电池20通过线路54向可包括(例如)逆变器的电力电子器件56传递所存储的电能。电力电子器件56将来自电池20的DC电压转换为供M/G 18使用的AC电压。PCU 50命令电力电子器件56将来自电池20的电压转换为提供到M/G 18的AC电压，以向轴30提供正扭矩或负扭矩。这种操作模式被称作“纯电动”操作模式。
[0042]在任何操作模式中，M/G 18可作为马达并提供用于动力传动系12的驱动力。可选地，M/G 18可作为发电机并将来自动力传动系12的动能转换为将存储在电池20中的电能。M/G 18可在(例如)发动机14提供用于车辆10的推进动力期间作为发电机。此外，在再生制动模式下操作时M/G 18可用作发电机，例如，在该再生制动模式下来自车辆惯性的旋转能通过车轮42、车轴44、差速器40和输出轴36回传至齿轮箱24并被转换成电能而储存在电池20中。
[0043]P⑶50可用于在动力传动系制动扭矩信号(表示通过再生制动获得的扭矩量)和摩擦制动扭矩信号(表示通过车辆摩擦制动器获得的扭矩量)之间分配总车轮制动扭矩。对于再生制动，P⑶50可产生用于M/G 18的表示通过再生制动要提供的必要的马达(负的)扭矩量的马达扭矩信号。进而，M/G 18产生再生制动扭矩，从而向变速器24供应负的输入扭矩。在再生制动模式下进行变速器降挡时，可响应于期望的或目标换挡曲线图(shiftprofile)和当前的或测量到的换挡曲线图之间的差异来控制变速器输入扭矩。
[0044]应理解的是，图1中示出的示意图仅仅是示例性的而并未意图限定。可预期根据本公开的采用发动机与马达的选择性的组合来通过变速器传递扭矩以及控制变速器输入扭矩的其它构造。例如，M/G 18可相对于曲轴28偏置，可设置额外的马达来起动发动机14，和/或M/G 18可设置在变矩器22与齿轮箱24之间。可预期不脱离本公开的范围的其它构造。
[0045]如上所述，传动装置16包括齿轮箱24，该齿轮箱24具有多个齿轮组(未示出)，其通过与多个齿轮或齿轮组关联的多个摩擦元件的选择性地接合而选择性地操作以在变速器输入轴和输出轴之间提供多个传动比。对于任何特定的换挡或传动比变化，齿轮箱24的摩擦元件可包括即将接合的摩擦元件(例如，即将接合的离合器(OCC))和即将分离的摩擦元件(例如，即将分离的离合器(OGC))。齿轮箱24的摩擦元件可通过控制施加到摩擦元件的液压压力而接合或分离。
[0046]在换挡期间，向OCC施加液压压力，以使离合器具有行程从而开始传递扭矩。额外的压力将增大离合器承载的扭矩或传动特性，并且在减小施加到OGC的液压压力的同时被施加。各种现有技术策略在换挡期间提供闭环压力控制以控制换挡完成时间和车辆乘客的换挡感觉。在换挡期间，为了换挡鲁棒性和重复性起见，在闭环控制中使用换挡离合器中挡位变化时所牵涉的一个换挡离合器的离合器压力。该离合器正在打滑，且一直打滑直到离合器两侧的速度相等，这时换挡完成。如果换挡过程太快，则在该打滑阶段期间离合器会释放压力。相反，如果换挡过程太慢，则在该打滑阶段期间向离合器增加压力。本公开认识到，增加或减小压力将改变离合器传递的扭矩和相应的输出扭矩，这对于许多车辆而言是可以接受的，但是在混合动力车辆应用中是令人反感的，特别是在再生制动期间发生换挡时。这样，本公开的多个实施例提供了变速器输入扭矩的闭环控制，以控制换挡完成。变速器输入扭矩的闭环控制可单独设置或者与一个或更多个变速器离合器的闭环压力控制相结合地设置。可基于期望的或目标换挡曲线图与作为流逝的换挡时间或换挡完成度的函数的当前的或测量到的换挡曲线图之间的差异而将开环变速器输入扭矩修整提供至闭环输入扭矩控制器。PCU 50可使OCC具有行程并设定OCC的液压压力，以在换挡完成时在新的传动比下传递或承载期望的输出扭矩。
[0047]由于齿轮箱24的较高的输入速度通常在较高的效率下允许更大的再生制动功率，所以在再生制动期间可请求变速器降挡。在再生制动事件期间可修改标准换挡计划，以更快地降挡从而能够以更好的效率收集更多的动力。
[0048]在一个实施例中，混合动力车辆10包括通过第一离合器26连接到电机18的内燃发动机14，而电机18通过第二离合器34连接到具有多个离散传动比的变速器齿轮箱24。控制器(PCU)50被配置成:响应于目标换挡曲线图和测量到的换挡曲线图之间的差异，在再生制动期间控制变速器输入扭矩，以影响两个传动比之间的变速器换挡，如下面更详细的解释。控制器50可使用通过目标换挡曲线图和测量到的换挡曲线图之间的差异而确定的开环扭矩修整项来调节或控制变速器输入。控制器50还可被配置成基于请求的输出扭矩来控制齿轮箱24的即将接合的离合器的液压压力，并可提供与换挡相关联的至少一个换挡离合器(诸如OGC或OCC)的闭环压力控制。PCU 50还可被配置成在换挡期间调节变速器输入扭矩以补偿由于再生制动而导致的变化。
[0049]现在转向图2，其示出了用于在再生制动时发生的降挡事件期间控制混合动力车辆以提高换挡质量并降低扰动的系统或方法的操作的流程图。通常，本公开的实施例提供了用于设定即将接合的离合器的压力(扭矩容量)以将所请求的扭矩传递至输出轴(在完成换挡之后)并执行输入扭矩的闭环控制从而使换挡在期望的时间点完成的控制策略。在一个实施例中，通过针对每个挡位指定换挡曲线图完成百分比随时间的变化并将其与实际的、测量到的换挡完成百分比进行比较而建立误差项。该误差项用于产生开环输入扭矩曲线图中的修整扭矩。开环输入扭矩曲线图被校准以产生驾驶员需求加上任何惯性扭矩补偿。如果存在标称条件，则换挡意在以指定的换挡完成百分比随时间变化的曲线图进行。如果换挡进行地太慢，则闭环修整将增加到输入扭矩以通过将输入扭矩增大至标称值之上使换挡加速，应理解，这是会变小的负输入扭矩。相反，如果换挡进行地太快，则闭环修整将使输入扭矩减小到标称值之下。标称值可基于当前的车辆操作条件(例如，车速、请求的扭矩、发动机速度等)而指定或确定。具体地，根据本公开的实施例的控制策略基于所测量的换挡曲线图和目标换挡曲线图之间的差异来调节变速器输入扭矩。可通过M/G 18的输出扭矩的相应控制来控制或调节变速器输入扭矩。
[0050]本领域的普通技术人员将理解，图2中表示的功能可根据具体的应用和实施方式由软件和/或硬件执行。根据特定的处理策略(诸如事件驱动、中断驱动等)，各个功能可按照除了图2中示出的顺序或序列之外的顺序或序列执行。类似地，虽然未明确地示出，但是一个或更多个步骤或功能可在特定操作条件或特定的应用下重复地执行、并行执行和/或省略。在一个实施例中，所示出的功能主要通过存储在计算机可读存储器中并由一个或更多个基于微处理器的计算机或控制器执行的软件、指令或代码实施，以控制车辆的操作。
[0051]更具体地，在图2中，控制策略于再生制动期间触发降挡时开始，如框210所示。换挡过程通常包括本领域普通技术人员通常都知晓的多个阶段，包括初始或开始阶段、扭矩传递阶段和惯性阶段。在换挡过程的开始阶段期间，控制器请求即将接合的离合器(OCC)增压并具有行程，如框212所示。接下来，即将分离的离合器(OGC)的压力减小到启动压力，以使压力仅足以保持输入扭矩，如框214所示。在降挡的开始/第一阶段之后，扭矩传递阶段开始。在扭矩传递阶段期间，传动比开始从当前或换挡前的传动比改变至目标或换挡后的传动比。在扭矩传递阶段期间，OGC开始释压并降低/减小其扭矩容量同时OCC继续增大其扭矩容量，如框216所示。这使得输入扭矩从OGC传递到0CC(0CC现在处于挡位中)。
[0052]接下来，在框218处控制策略查看换挡事件是否已经完成。如果是，则在228处控制策略结束。如果在框218处换挡未结束，则换挡行进至惯性阶段，在惯性阶段，通过输出轴36耦合的车辆惯性经由动力传动系回传。在惯性阶段，OCC继续控制变速器输入速度上升至新的传动比，即，因为传动比增大，所以变速器输入速度随着变速器降挡而增大。然后如框220所示，控制策略基于动力传动系制动和预期的惯性变化来计算开环输入扭矩修整。如果未进行补偿，传动比增大引起的惯性效应将显示出动力传动系扭矩的下落以及车轮扭矩的下落，进而作为换挡振动而被感知到。
[0053]另外，如图2所示，如框222所表示的，控制策略计算所测量的换挡曲线图和目标换挡曲线图之间的差异(或误差)。在一个实施例中，所测量的换挡曲线图和目标换挡曲线图是基于作为所流逝的换挡时间的函数的换挡完成百分比的。可使用其他度量将所测量的换挡与目标或期望的换挡进行比较并且相响应地调节变速器输入扭矩修整。例如，可计算对于换挡的每个阶段的流逝时间并将其与预期的、期望的或标称时间相比较。例如，针对每个阶段或换挡完成度的预期的或标称时间可基于多个操作参数(诸如请求的扭矩和车速)而变化。在框224处，控制策略基于所测量的换挡曲线图和目标换挡曲线图之间的差异(或误差项)计算输入扭矩修整项。扭矩修整项可使用查找表确定和/或基于所述差异或误差项进行计算。将扭矩修整项添加到所计算的开环输入扭矩，如框220所示。然后，PCU 50控制M/G18来传递在框224处计算的所请求的变速器输入扭矩以确保进行平稳的换挡。重复如框220-226所示的过程直到换挡事件结束。
[0054]如果存在标称条件，则换挡意在以特定的换挡完成百分比随时间变化的曲线图而进行。这样，如果换挡进行地太慢，则扭矩修整项将会被添加到输入扭矩以减小换挡时间。类似地，如果换挡进行地太快，则扭矩修整项将使输入扭矩降低至低于其针对当前操作条件(所请求的扭矩、车速等)的标称值，以拉长或延长换挡并避免产生令车辆乘客反感的扰动的粗糙或突然的换挡。
[0055]如上所示，根据本公开的实施例提高了再生制动事件期间的换挡质量。因此，提供了一致性使得如果车辆遇到道路干扰(诸如坑洼)使得换挡时间扰动或诸如温度的操作条件和变化的负载状况发生，换挡时间将能够被控制至目标比率(即，期望的换挡完成百分比随时间变化的曲线图)。此外，这种一致性将通过使换挡不会太快也不会太慢以缓解在车辆使用寿命期间离合器的磨损而确保鲁棒性。
[0056]应理解，本公开并不限于在代表性实施例中示出和描述的精确的换挡控制方法，而是在不脱离本发明的精神和范围的情况下可进行各种修改。应理解，多个实施例可结合传统的换挡控制方法，以通过闭环、开环或适宜的策略单独或结合传统的压力控制(包括压力反馈)调节输入扭矩，从而平衡扭矩扰动降低与期望的换挡质量和操纵性目标。
[0057]虽然在上面描述了示例性实施例，但是并不意味着这些实施例描述了本公开的所有可能形式。更确切地，在说明书中使用的词语是描述性词语而非限制性词语，应该理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下能够进行各种改变。此外，各个实施的实施例的特征可组合，以形成本公开的进一步的实施例。虽然已详细描述了最佳模式，但是本领域技术人员将认识到权利要求范围内的各个可选的设计和实施例。虽然各个实施例可能已经被描述为提供优点或者在一个或更多个期望特性方面优于其它实施例，但是本领域的普通技术人员清楚，根据具体应用和实施方式，一个或更多个特性可折衷，以实现期望的系统属性。这些属性包括但是不限于成本、强度、耐用性、生命周期成本、市场性、外观、包装、尺寸、可维护性、重量、可制造性、易组装性等。这样，在此讨论的被描述为在一个或更多个特性方面不如其它实施例或现有技术实施方式合意的实施例不在本公开的范围之外，且可期望用于特定应用。
【主权项】
1.一种混合动力车辆，包括: 电机，分别通过第一离合器和第二离合器连接到发动机和变速器； 控制器，被配置成在混合动力车辆处于再生制动模式时进行的变速器降挡事件的惯性阶段期间基于目标换挡曲线图和测量到的换挡曲线图之间的差异来调节变速器输入扭矩。2.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其中，所述控制器还被配置成在降挡事件期间使用对至少一个换挡离合器的闭环压力控制来控制压力。3.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其中，所述控制器还被配置成基于驾驶员需求和期望的惯性扭矩补偿来控制变速器输入扭矩。4.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其中，控制器响应于目标换挡曲线图和测量到的换挡曲线图之间的差异通过扭矩修整项而控制电机来调节变速器输入扭矩。5.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其中，控制器还被配置成响应于相对于目标换挡曲线图而测量到的换挡曲线图，通过控制电机的输出扭矩来调节变速器输入扭矩。6.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其中，控制器响应于测量到的换挡曲线图比目标换挡曲线图快而控制电机来降低变速器输入扭矩。7.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其中，控制器还被配置成响应于与降挡完成之后的传动比对应的所请求的输出扭矩，控制即将接合的变速器离合器的液压压力。
【文档编号】B60W20/30GK106043291SQ201610232533
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年4月14日 公开号201610232533.1, CN 106043291 A, CN 106043291A, CN 201610232533, CN-A-106043291, CN106043291 A, CN106043291A, CN201610232533, CN201610232533.1
【发明人】伯纳德·D·内佛西, 丹尼尔·斯科特·科尔文, 费列克斯·纳多瑞兹夫, 托德·麦克洛夫
【申请人】福特全球技术公司