专利名称：用于混合动力系中的传动系噪声控制的方法和设备的制作方法
技术领域：
本公开涉及混合动力系。
背景技术：
该部分的内容仅仅提供与本公开相关的背景信息。因此，该内容不意欲构成现有技术的确认。混合变速器组合来自多个扭矩致动器的扭矩，并将其传递至传动系，以便给车辆提供牵引力。扭矩致动器可包括内燃机和非燃烧机械，包括电机、液压马达和机械马达。非燃烧机械可控制成产生扭矩或产生可存储能量。例如，电机可产生能立即用在另一电机中或远程存储在电池或高压电容中的电能。成对的电机可包括构造成产生扭矩的第一电机和构造成产生电能的第二电机。然而，第一和第二电机都能够根据需要产生扭矩和电能。因此，在正在运行的操作中，第二电机可操作于扭矩产生模式，以向第一电机提供补充扭矩，从而在扭矩需求高时提供额外的牵引力。混合变速器可利用差速齿轮组和离合器管理扭矩致动器与传动系之间的扭矩。通过各种离合器致动，混合变速器可以几个固定传动模式之一或以可变传动比模式操作。差速齿轮布置通常包括啮合接合并相互作用以传输扭矩的中心齿轮、行星齿轮和齿圈。每个啮合的齿轮交互作用都包括齿隙，即齿轮的配套组件之间出现的间隙。在齿轮传递扭矩时，齿隙没有影响。齿隙使其本身具有明显的声频噪声，例如在扭矩过渡期间当齿轮的配套组件之间存在间隙时的碰撞或铿锹声。扭矩过渡包括从静止开始扭矩传递、在减速中停止扭矩传递、或倒转扭矩传递的方向。已知过大的齿隙会影响齿轮耐用性，并且由于在扭矩过渡期间齿轮的配套组件之间存在间隙，所以会引起扭矩传递延迟。当电机倒转扭矩方向时，与扭矩过渡期间的齿隙相关的声频噪声是明显的且令人反感的。这种声频噪声可能由在联接至变速器的电机的扭矩倒转期间传递至变速器的发动机扭矩产生。
发明内容
—种混合动力系，包括构造成通过变速器传输扭矩的发动机和电机。用于控制所述混合动力系的方法包括确定与联接至所述变速器的元件的其中一个电机的扭矩输出相关的转变窗口。当联接至所述变速器的所述元件的所述其中一个电机的扭矩输出在所述转变窗口内时，执行噪声降低控制策略。本发明提供下列技术方案。技术方案1.用于控制混合动力系的方法，该混合动力系包括构造成传输扭矩通过变速器的发动机和电机，所述方法包括
确定与联接至所述变速器的元件的其中一个电机的扭矩输出相关联的转变窗口 ；和 当联接至所述变速器的所述元件的所述其中一个电机的扭矩输出在所述转变窗口内时，执行噪声降低控制策略。技术方案2.如技术方案I的方法，其中确定所述转变窗口包括确定与所述电机在操作于发电模式和操作于扭矩产生模式之间的转变相关的转变窗口。技术方案3.如技术方案2的方法，其中确定所述转变窗口包括确定与所述电机在操作于发电模式和操作于扭矩产生模式之间的转变期间发生在所述变速器中的齿隙消除相关的转变窗口。技术方案4.如技术方案I的方法，其中执行所述噪声降低控制策略包括在所述电机的扭矩输出在所述转变窗口内时，将所述其中一个电机从所述变速器的元件断开。技术方案5.如技术方案4的方法，其中将所述电机从所述变速器的所述元件断开包括，在联接至所述变速器的所述元件的所述其中一个电机的扭矩输出在所述转变窗口内时，停用构造成在所述其中一个电机与所述变速器的所述元件之间实现扭矩传递的离合器元件。技术方案6.用于控制混合动力系的方法，该混合动力系包括联接至变速器的发动机和电机，所述方法包括
确定与联接至所述变速器的电机的扭矩输出相关的转变窗口 ；和 当所述电机的扭矩输出在所述转变窗口内时，执行噪声降低控制策略。技术方案7.如技术方案6的方法,其中确定所述转变窗口包括确定与所述电机在操作于发电模式和操作于扭矩产生模式之间的转变相关的转变窗口。技术方案8.如技术方案7的方法，其中确定所述转变窗口包括确定与所述电机在操作于发电模式和操作于扭矩产生模式之间的转变期间发生在所述变速器中的齿隙消除相关的转变窗口。技术方案9.如技术方案6的方法，其中执行所述噪声降低控制策略包括在所述电机的扭矩输出在所述转变窗口内时，将所述电机从所述变速器的元件断开。技术方案10.如技术方案9的方法，其中将所述电机从所述变速器的所述元件断开包括，在所述电机的扭矩输出在所述转变窗口内时，停用构造成在所述电机与所述变速器的所述元件之间实现扭矩传递的离合器元件。技术方案11.用于控制混合动力系的噪声产生的方法，该混合动力系包括构造成传输扭矩通过变速器至传动系的发动机及第一和第二电机，所述方法包括
确定与所述第二电机在操作于发电模式和操作于扭矩产生模式之间的转变期间发生在所述变速器中的齿隙消除相关的转变窗口 ；和
当所述第二电机的扭矩输出在所述转变窗口内时，执行噪声降低控制策略。技术方案12.如技术方案11的方法，其中执行所述噪声降低控制策略包括在所述电机的扭矩输出在所述转变窗口内时，将所述第二电机从所述变速器的元件断开。技术方案13.如技术方案11的方法，其中将所述第二电机从所述变速器的所述元件断开包括，在所述第二电机的扭矩输出在所述转变窗口内时，停用构造成将所述第二电机联接至所述变速器的变速器壳体的离合器元件。技术方案14.如技术方案11的方法，其中当所述第二电机的扭矩输出在所述转变窗口内时执行所述噪声降低控制策略包括
在操作于所述转变窗口期间，减小所述发动机产生的扭矩大小，并增大所述第二电机的扭矩；和
使所述第二电机在操作于发电模式和操作于扭矩产生模式之间转变，随后立即增大所述发动机产生的扭矩大小，以消除所述齿隙。
参考附图，现在通过实例描述一个或多个实施例，其中
图1示意性地示出了根据本公开的构造成为车辆提供牵引力的混合动力系系统；
图2以曲线示出了一致量级的发动机扭矩、第一电机扭矩、第二电机扭矩，以及根据本公开的示例性噪声防止控制策略执行期间与动力系系统操作相关的相应离合器致动；和图3示意性地示出了根据本公开的控制混合动力系系统的操作的噪声防止策略的示例性流程图。
具体实施例方式现在参考附图，其中该图示仅用于示出示例性特定实施例的目的，不用于限制为该特定实施例的目的，图1示意性示出了构造成提供用于驱进车辆的牵引力的混合动力系系统10。混合动力系系统10包括构造成与发动机12互联的变速器14、第一电机62、第二电机64和差速器16。整个说明书中相同的标记指代相同的元件。混合动力系系统10可构造成操作为电动系统(EV)、增程电动系统(EREV)、混合电动系统或无限制的其它构造中的任意一种。混合动力系系统10的实施例是示例性的。发动机12优选为通过燃烧过程将燃料转换为机械能的多缸燃料直喷内燃机。发动机12配备有多个感测装置和致动器，这些感测装置和致动器构造成监测操作和输送燃料，以形成产生扭矩的燃烧充量。发动机12构造成在混合动力系系统10的正在运行的操作期间执行自动起动和自动停止控制策略及燃料切断(FCO)控制策略。当发动机12被供应燃料并点火时，被认为处于ON状态。当发动机12未被供应燃料并且未旋转时，被认为处于OFF状态。当发动机12未被供应燃料但是在旋转时，被认为处于FCO状态。第一电机62和第二电机64分别优选包括电连接至逆变器模块的多相电动机/发电机。第一电机62和第二电机64分别构造成操作于将存储的电能转换为机械能的扭矩产生模式和将机械能转换为可存储在能量存储装置中的电能的发电模式。第一电机62和第二电机64以扭矩和旋转速度的形式具有功率输出极限。行星变速器14包括与发动机12持续地联接的输入轴17、行星齿轮布置18、和与差速器16持续地联接的输出轴19。发动机12与输入轴17之间可设置变矩器。如果没有变矩器，那么在发动机12与输入轴17之间可设置隔振器。示例的行星齿轮布置18包括三个行星齿轮组，包括第一行星齿轮组20、第二行星齿轮组30和第三行星齿轮组40。第一行星齿轮组20包括中心齿轮构件22、齿圈构件24和行星架总成构件26。行星架总成构件26包括可旋转地安装在行星架构件29上的多个小齿轮27，其与中心齿轮构件22和齿圈构件24都相互作用。第二行星齿轮组30包括中心齿轮构件32、齿圈构件34和行星架总成构件36。行星架总成构件36包括可旋转地安装在行星架构件39上的多个小齿轮37，其与中心齿轮构件32和齿圈构件34都相互作用。
第三星齿轮组40包括中心齿轮构件42、齿圈构件44、行星架总成构件46。行星架总成构件46包括可旋转地安装在行星架构件49上的多个小齿轮47、48。小齿轮47与中心齿轮构件42和小齿轮48都相互作用。小齿轮48与齿圈构件44和小齿轮47都相互作用。第三行星齿轮组40通常称为复合行星齿轮组。第一电机62和第二电机64被整合进变速器，以在电能与机械能之间转换。第一电机62于中心齿轮构件22处联接至变速器14，并有选择地联接至齿圈构件34，如下所述。第二电机64于中心齿轮构件32处联接至变速器14，并有选择地联接至行星架总成构件46，如下所述。第一电机62和第二电机64能够独立地或彼此结合地与发动机12向变速器14提供扭矩。不例的行星齿轮布置18包括五个可选择扭矩传递离合器50、52、54、56和58。扭矩传递离合器52和56为任意适当的旋转型扭矩传递机构，通常为布置成摩擦结构的多盘离合器装置。扭矩传递离合器59、54和58可为任意适当的固定型扭矩传递机构，通常称为制动器或反作用离合器，以及可为可选择单向离合器(S0WC)，其可为可控机械二极管离合器、可选择辊子离合器或可选择斜撑式离合器设计。输入轴17与齿圈构件24持续地连接，输出轴19与行星架构件29持续地连接。齿圈构件22通过离合器58的致动与行星架构件29可有选择地连接。第一电机62通过离合器56的致动与齿圈构件34可有选择地连接。齿圈构件34通过离合器54的致动与变速器壳体60可有选择地连接。第二电机64通过离合器52的致动与行星架总成构件46可有选择地连接。行星架总成构件36通过离合器50的致动与变速器壳体60可有选择地连接。变速器14包括用于将流体引导至变速器14的适当区域的一系列流体回路。该流体回路供给液压压力，以应用离合器50、52、54、56和58中的一个。液压流体输送系统8(通常称为阀体)信号地连接至控制模块5，以有选择地打开和关闭多个阀，从而提供可选择的流体流入期望的流体回路，以便致动和停用各离合器50、52、54、56和58，从而产生指令的结果，例如，适当的扭矩加倍或降低。控制模块5可操作地连接至阀体例8，以致动或停用离合器50、52、54、56和58。控制模块5信号地且可操作地连接至发动机12、第一电机62和第二电机64中的每一个。控制模块5监测操作员扭矩请求7和动力系操作参数9，例如当前发动机扭矩输出、车轮速度传感器输出和档位选择，以选择恰当的电机输出和离合器50、52、54、56、58，从而获得所选的传动比进行操作。所选传动比可从一系列查寻表中选择或基于操作员扭矩请求7和动力系操作参数9计算。控制模块、模块、控制、控制器、控制单元、处理器及类似的术语意味着下列中的一个或多个的任意一种或多种组合专用集成电路(ASIC)，电子电路，执行一个或多个软件或固件程序或软体的中央处理单元(优选为微处理器)及相应的内存和存储器(只读、可编程只读、随机存取、硬盘驱动器等)，组合逻辑电路、输入/输出电路和装置，恰当的信号处理和缓存电路，以及提供所述功能的其它组件。软件、固件、程序、指令、软体、代码、算法及类似术语意味着任意的控制器可执行指令组，包括标定和查寻表。控制模块具有执行成提供期望功能的一组控制程序。程序被例如中央处理单元执行，可操作以监测来自感测装置及其它联网控制模块的输入，并执行控制和诊断程序，以控制致动器的操作。程序可以规定的间隔执行，例如正在运行的发动机和车辆操作期间每3. 125,6. 25、12. 5、25和100毫秒。可选地，程序可响应于事件的发生来执行。控制模块5监测操作员扭 矩请求7和动力系操作参数9。控制模块5结合优选的档位选择计算从发动机12、第一电机62和第二电机64中的每个请求的优选扭矩输出，以控制混合动力系系统10的操作，从而响应于操作员扭矩请求7产生牵引扭矩。例如，控制模块5可选择操作于EV模式,其中第一电机62和第二电机64操作于扭矩产生模式以提供扭矩输出，且发动机12处于OFF状态。控制模块5可选择操作于燃烧模式，其中仅发动机12产生牵引扭矩，第一电机62和第二电机64操作于发电模式。控制模块5可选择操作于组合模式，其中发动机12及第一和第二电机62、64中的一者或两者操作于扭矩产生模式。在一个实施例中，发动机12和第一电机62主要用于产生牵引扭矩,第二电机64用于产生电能。在一个实施例中，在低水平扭矩需求时，第一电机62用于产生牵引扭矩，发动机处于OFF状态。当扭矩需求超过操作阈值时，第二电机64从操作于发电模式转换为操作于扭矩产生模式。操作阈值例如可通过操作员扭矩请求7中超过第一电机62的扭矩容量的增加、或者第一和第二电机62、64的操作效率变化来触发。应当清楚，第二电机64从操作于扭矩产生模式转变为操作于发电模式，对第一、第二和第三行星齿轮组20、30和40的选择齿轮构件的啮合相互作用分别有相应的效果。当第二电机64在发电模式与扭矩产生模式之间转变并且其扭矩方向倒转时，相应的哨合相互作用倒转，并且在哨合的齿轮倒转方向时齿隙被消除。在发电模式与扭矩产生模式之间的转变期间，当第二电机64改变扭矩方向时会产生声音噪声，扭矩转变期间所选齿轮构件的啮合相互作用中的齿隙被消除。与从发动机12通过输入轴17传递至行星变速器14的齿轮构件扭矩相关的振动会加重由哨合齿轮中消除的齿隙产生的声音噪声。产生的令人讨厌的声音噪声通过变速器壳体60可能被放大。图3为用于噪声防止控制策略的流程图，其用来响应于操作员扭矩请求控制和管理动力系系统的操作，以最小化或防止由齿隙引起的噪声，其中齿隙是随着电机从沿第一方向产生扭矩到沿第二方向产生扭矩的操作变化而出现。参考按照图1描述的混合动力系系统10描述该噪声防止控制策略。图1被提供为图3的用于噪声防止控制策略的流程图的关键，其中数字标记框和相应的功能如下所述。表格I
权利要求
1.用于控制混合动力系的方法，该混合动力系包括构造成传输扭矩通过变速器的发动机和电机，所述方法包括 确定与联接至所述变速器的元件的其中一个电机的扭矩输出相关联的转变窗口 ；和 当联接至所述变速器的所述元件的所述其中一个电机的扭矩输出在所述转变窗口内时，执行噪声降低控制策略。
2.如权利要求1的方法，其中确定所述转变窗口包括确定与所述电机在操作于发电模式和操作于扭矩产生模式之间的转变相关的转变窗口。
3.如权利要求2的方法,其中确定所述转变窗口包括确定与所述电机在操作于发电模式和操作于扭矩产生模式之间的转变期间发生在所述变速器中的齿隙消除相关的转变窗□。
4.如权利要求1的方法，其中执行所述噪声降低控制策略包括在所述电机的扭矩输出在所述转变窗口内时，将所述其中一个电机从所述变速器的元件断开。
5.如权利要求4的方法，其中将所述电机从所述变速器的所述元件断开包括，在联接至所述变速器的所述元件的所述其中一个电机的扭矩输出在所述转变窗口内时，停用构造成在所述其中一个电机与所述变速器的所述元件之间实现扭矩传递的离合器元件。
6.用于控制混合动力系的方法，该混合动力系包括联接至变速器的发动机和电机，所述方法包括 确定与联接至所述变速器的电机的扭矩输出相关的转变窗口 ；和 当所述电机的扭矩输出在所述转变窗口内时，执行噪声降低控制策略。
7.如权利要求6的方法,其中确定所述转变窗口包括确定与所述电机在操作于发电模式和操作于扭矩产生模式之间的转变相关的转变窗口。
8.如权利要求7的方法,其中确定所述转变窗口包括确定与所述电机在操作于发电模式和操作于扭矩产生模式之间的转变期间发生在所述变速器中的齿隙消除相关的转变窗□。
9.如权利要求6的方法，其中执行所述噪声降低控制策略包括在所述电机的扭矩输出在所述转变窗口内时，将所述电机从所述变速器的元件断开。
10.用于控制混合动力系的噪声产生的方法，该混合动力系包括构造成传输扭矩通过变速器至传动系的发动机及第一和第二电机，所述方法包括 确定与所述第二电机在操作于发电模式和操作于扭矩产生模式之间的转变期间发生在所述变速器中的齿隙消除相关的转变窗口 ；和 当所述第二电机的扭矩输出在所述转变窗口内时，执行噪声降低控制策略。
全文摘要
本发明涉及用于混合动力系中的传动系噪声控制的方法和设备。一种混合动力系，包括构造成传输扭矩通过变速器的发动机和电机。用于控制所述混合动力系的方法包括确定与联接至所述变速器的元件的其中一个电机的扭矩输出相关的转变窗口。当联接至所述变速器的所述元件的所述一个电机的扭矩输出在所述转变窗口内时，执行噪声降低控制策略。
文档编号B60W10/115GK103057542SQ20121040317
公开日2013年4月24日 申请日期2012年10月22日 优先权日2011年10月21日
发明者J-J.F.萨, L.王, J.A.安德森, J.塞登斯特里克 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司