多模式动力传动系统的控制结构的制作方法
【专利摘要】本发明涉及多模式动力传动系统的控制结构，特别是一种用于包括多模式动力传动系统的车辆的控制结构，其包括：发动机控制器，其具有用于响应混合动力发动机扭矩命令确定和执行发动机扭矩命令的控制程序，和用于响应输出扭矩请求确定推进轴扭矩命令的控制程序。控制器结构还包括变速器控制器，其具有用于响应输出扭矩请求而选择和实施被动变速器运行在优选挡位的控制程序。控制器结构还包括混合动力控制器，其具有控制程序，用于确定和执行每个非燃烧扭矩机器的扭矩命令并确定混合动力发动机扭矩命令以响应被动变速器运行在优选挡位时的推进轴扭矩命令获得期望的轴扭矩。
【专利说明】多模式动力传动系统的控制结构
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2012年I月6日提交的美国临时申请号61/654528的权益，其包含在此作为参考。
【技术领域】
[0003]本发明涉及动力传动系统的控制。
【背景技术】
[0004]本部分的说明仅仅提供与本发明相关的背景信息。因此，这样的说明并不试图构成对现有技术的承认。
[0005]控制结构是控制模块和可执行控制程序的布置，其配置为实施多个任务以确定用于系统的致动器的操作命令从而响应于考虑了操作条件和致动器能力的操作者输入和命令来获得期望的输出。委派的任务优选由提供期望功能的控制程序执行。
【发明内容】
[0006]—种用于包括多模式动力传动系统的车辆的控制结构包括:发动机控制器，其具有用于响应混合动力发动机扭矩命令确定和执行发动机扭矩命令的控制程序；以及控制程序，其用于响应输出扭矩请求定推进轴扭矩命令。控制器结构还包括变速器控制器，其具有控制程序，用于响应输出扭矩请求而选择和实施被动变速器运行在优选挡位。控制器结构还包括混合动力控制器，其具有控制程序，用于响应被动变速器运行在优选挡位时的推进轴扭矩命令确定和执行每个非燃烧扭矩机器的扭矩命令并确定混合动力发动机扭矩命令以获得期望的轴扭矩。
[0007]本发明也提供以下解决方案。
[0008]方案1:一种用于包括多模式动力传动系统的车辆的控制结构,该系统包括机械联接到具有单输出件的被动变速器的单输入件的内燃发动机，所述输出件机械联接到主驱动轮，并且非燃烧扭矩机器机械联接到内燃发动机、单输入件、单输出件和辅助驱动轮中所选定的部件，该结构包括:
[0009]可操作地连接到内燃发动机的发动机控制器，包括用于响应混合动力发动机扭矩命令确定和执行发动机扭矩命令的控制程序，以及用于响应输出扭矩请求确定推进轴扭矩命令的控制程序；
[0010]可操作地连接到被动变速器的变速器控制器，包括用于响应输出扭矩请求选择和实施被动变速器运行在优选挡位的控制程序；和
[0011]可操作地连接到非燃烧扭矩机器的混合动力控制器，包括响应被动变速器运行在优选挡位时的推进轴扭矩命令确定和执行每个所述非燃烧扭矩机器的扭矩命令的控制程序以及确定混合动力发动机扭矩命令以获得期望的轴扭矩的控制程序。
[0012]方案2:如方案I所述的控制结构，其中非燃烧扭矩机器包括机械联接到内燃发动机的曲轴的非燃烧扭矩机器。
[0013]方案3:如方案I所述的控制结构，其中非燃烧扭矩机器包括机械联接到内燃发动机的曲轴的非燃烧扭矩机器和机械联接到辅助驱动轮的非燃烧扭矩机器。
[0014]方案4:如方案I所述的控制结构，其中非燃烧扭矩机器包括机械联接到被动变速器的单输入件的非燃烧扭矩机器。
[0015]方案5:如方案I所述的控制结构，其中非燃烧扭矩机器包括机械联接到被动变速器的单输入件的非燃烧扭矩机器和机械联接到被动变速器的单输出件的非燃烧扭矩机器。
[0016]方案6:如方案I所述的控制结构，其中期望的轴扭矩包括推进轴扭矩命令和再生制动扭矩命令之和。
[0017]方案7:如方案6所述的控制结构，其中期望的轴扭矩还包括扭矩稳定性控制命令并且受控于轴扭矩形状程序、轴扭矩分配程序和牵引控制程序。
[0018]方案8:如方案I所述的控制结构，其中混合动力控制器还包括将期望的轴扭矩转换成曲轴扭矩的控制程序。
[0019]方案9:如方案8所述的控制结构，还包括考虑发动机起动/停止操作、变速器换挡控制和发动机怠速控制时使曲轴扭矩受控于曲轴扭矩仲裁的控制程序。
[0020]方案10:如方案I所述的控制结构，其中混合动力控制器还包括最小轴扭矩程序以确定发送到发动机控制器以传送再生制动极限和失速防止极限的最小轴扭矩极限。
[0021]方案11: 一种用于包含多模式动力传动系统的车辆的控制结构,该系统包括机械联接到具有单输出件的被动变速器的单输入件的内燃发动机，所述输出件机械联接到主驱动轮，以及机械联接到内燃发动机、单输入件和单输出件中的一者的非燃烧扭矩机器，该结构包括:
[0022]可操作地联接到内燃发动机的发动机控制器，包括用于响应混合动力发动机扭矩命令确定和执行发动机扭矩命令的控制程序，以及用于响应输出扭矩请求确定推进轴扭矩命令的控制程序；
[0023]可操作地联接到被动变速器的变速器控制器，包括用于响应输出扭矩请求选择和实施被动变速器运行在优选挡位的控制程序；和
[0024]可操作地联接到非燃烧扭矩机器的混合动力控制器，包括用于响应被动变速器运行在优选挡位时的推进轴扭矩命令确定和执行非燃烧扭矩机器的扭矩命令的控制程序以及确定混合动力发动机扭矩命令以获得期望的轴扭矩的控制程序。
[0025]方案12:如方案11所述的控制结构，其中非燃烧扭矩机器机械联接到内燃发动机的曲轴。
[0026]方案13:如方案11所述的控制结构，其中非燃烧扭矩机器机械联接到变速器的输入件。
[0027]方案14:如方案11所述的控制结构，其中非燃烧扭矩机器机械联接到被动变速器的单输出件。
[0028]方案15:如方案11所述的控制结构，其中期望的轴扭矩包括推进轴扭矩命令和再生制动扭矩命令之和。
[0029]方案16:如方案15所述的控制结构，其中期望的轴扭矩还包括扭矩稳定性控制命令并且受控于轴扭矩形状程序、轴扭矩分配程序和牵引控制程序。[0030]方案17:如方案11所述的控制结构，其中混合动力控制器还包括将期望的轴扭矩转换成曲轴扭矩的控制程序。
[0031]方案18:如方案17所述的控制结构，其中混合动力控制器还包括考虑发动机起动/停止操作、变速器换挡控制和发动机怠速控制时使曲轴扭矩受控于曲轴扭矩仲裁的控制程序。
[0032]方案19:如方案11所述的控制结构，其中混合动力控制器还包括最小轴扭矩程序以确定发送到发动机控制器以传送再生制动极限和失速防止极限的最小轴扭矩极限。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]现在将参考附图通过例子来描述一个或多个实施例，其中:
[0034]图1示出了根据本发明的使用动力分配式结构的多模式动力传动系统，包括内燃发动机、非燃烧扭矩机器、被动变速器和非燃烧动力系统；
[0035]图2示出了根据本发明的轴扭矩控制结构，配置为控制动力传动系统，该系统使用布置成动力分配式结构的内燃发动机和非燃烧扭矩机器以通过被动变速器传递扭矩到传动系；
[0036]图3示出了根据本发明的轴扭矩控制结构的示例性混合动力控制模块；
[0037]图4示出了根据本发明的轴扭矩控制结构的示例性变速器控制模块；和
[0038]图5示出了根据本发明的轴扭矩控制结构的示例性发动机控制模块。
【具体实施方式】
[0039]现在参考附图，其中附图仅为了示出某些示例性实施例而不是为了限制所述实施例，图1示出多模式动力传动系统100，其使用动力分配式结构，包括内燃发动机(发动机)10、非燃烧扭矩机器40、被动变速器20、和非燃烧动力系统80。在一个实施例中多模式动力传动系统100机械联接到传动系90以驱动车辆。用于控制多模式动力传动系统100的操作的优选的控制器包括监督控制模块(HCP) 5、发动机控制模块(ECM) 15、和变速器控制模块(TCM) 25。优选的控制器是参考图2、3、4和5描述的轴扭矩控制结构200的元件。多模式动力传动系统100的被委派任务包括响应输出扭矩请求发出命令和实现轴扭矩。
[0040]被动变速器20机械联接到发动机10和扭矩机器40并配置为在发动机10、扭矩机器40和传动系90之间传递扭矩。在一个实施例中，扭矩机器40是电动机/发电机并且非燃烧动力系统80是高压电力系统80。可以采用具有相似效果的替代性非燃烧动力系统，这样的非燃烧动力系统包括，例如，气动系统、液压动力系统、和机械动力系统。图1示出动力传动系统100的替代性布置，其使用内燃发动机10和扭矩机器40作为推进装置，该推进装置向包括主驱动轮92和辅助驱动轮94的传动系90提供推进扭矩。发动机10和扭矩机器40配置为传递扭矩到发动机曲轴16、变速器20的单输入件17、变速器20的单输出件18和一个实施例中的辅助驱动轮94。非燃烧扭矩机器40包括一个或多个扭矩机器41、43、47和49。传动系90包括通过差速齿轮、驱动桥或其他适当装置机械联接到变速器20的输出件的主驱动轮92，和可联接到扭矩机器40中的一个、例如扭矩机器49的辅助驱动轮94。非燃烧扭矩机器40响应输出扭矩请求产生推进扭矩和再生制动扭矩。
[0041]发动机10可以是任意适当的内燃装置，其将包含在燃料中的热能转变成扭矩，并且可以是多汽缸火花点火或压缩点火内燃发动机，其可工作在多个状态中的一个以通过发动机曲轴16将扭矩传递到被动变速器20，发动机曲轴16通过机械接口装置14联接到单输入件17。发动机10优选配置为在持续动力传动系操作期间响应操作条件执行自动停止、自动启动、减速燃料切断(dFCO)操作。包括速度和扭矩的发动机输出可以通过控制致动器来控制以控制燃烧参数，燃烧参数可包括进气空气质量流量、燃料量和喷射正时、火花点火正时、EGR、进气和/或排气门正时和定相、以及气缸停用。发动机10通过机械接口装置14机械联接到变速器20，机械接口装置14包括扭矩转换器，在一个实施例中扭矩转换器包括扭矩转换器离合器装置。
[0042]非燃烧扭矩机器40，包括一个或多个扭矩机器41、43、47和49，在一个实施例中是多相AC电动机/发电机，各自包括定子和转子，其应用电能产生扭矩或对扭矩起反作用以提供推进扭矩和再生制动扭矩。
[0043]被动变速器20是固定比率机械装置，具有单输入件17和单输出件18和差速齿轮22和24，并且配置为在多个固定挡位状态的一个状态中在发动机10、扭矩机器40和传动系90之间传递扭矩。被动变速器20此处被称为“被动”是因为其不包含产生推进扭矩的扭矩产生装置，例如电动机器。每个固定挡位状态包括变速器输入速度和变速器输出速度之比。固定齿轮比具有在从低速挡位向高速挡位增大固定挡位状态时从相对大的值减少到相对小的值的分度阶梯，包括超速传动状态，其中变速器输出速度大于变速器输入速度。被动变速器20可以配置为自动变速器以使用预定的控制程序在固定齿轮比状态之间自动换挡。替代性地，被动变速器20可配置为手动变速器，其响应操作者启动的换挡请求在固定齿轮比状态之间手动换挡，所述换挡请求可包括对换挡杆和离合器踏板的操纵。替代性地，被动变速器20可配置为具有单输入件和单输出件的连续可变变速器，其在发动机10、扭矩机器40和传动系90之间以可控的连续可变比率传递扭矩。
[0044]动力传动系统100使用一个或多个扭矩机器41、43、47和49。在使用第一扭矩机器Pl 41的实施例中，其机械联接到发动机10的曲轴并与曲轴一起转动。机械联接可包括带驱动联接(BAS)或直接驱动联接(FAS)。在使用第二扭矩机器P2 43的实施例中，其机械联接到被动变速器20的输入件17并与输入件一起转动，包括联接到其差速齿轮组的齿轮件。在使用第三扭矩机器P3 47的实施例中，其机械联接到被动变速器20的输出件18并与输出件一起转动，包括联接到其差速齿轮组的齿轮件。在使用第四扭矩机器P4 49的实施例中，其机械联接到辅助驱动轮94并与辅助驱动轮一起转动。
[0045]动力传动系统100可使用扭矩机器40中的单独一个，即，扭矩机器41、43、47和49中的一个。在一个实施例中，仅使用第一扭矩机器Pl 41。动力传动系统100可使用扭矩机器40的组合，S卩，扭矩机器41、43、47和49的组合。在一个实施例中，第一扭矩机器Pl 41与第二扭矩机器P2 43组合使用。在一个实施例中，第一扭矩机器Pl 41与第三扭矩机器P3 47组合使用。在一个实施例中，第一扭矩机器Pl 41与第四扭矩机器P4 49组合使用，其被称为P1/P4动力传动布置。也可以使用扭矩机器41、43、47和49的其他合适的组合。
[0046]高压电力系统80包括通过高压总线电联接到转换模块的电能存储装置(ESD)。转换模块响应控制器启动命令在ESD和扭矩机器40之间传递电能。高压电力系统80包括用于监控电力流的适当的装置，包括电流和电压监控系统。ESD可以是任意适当的高压电能存储装置，例如，高压电池，并且优选包括监控系统，其对供应到高压总线的电力进行测量，包括电压和电流。ESD通过高压总线联接到转换模块，高压总线优选包括接触器开关，该开关允许或阻止在ESD和转换模块之间的电流流动。转换模块优选包括功率转换器和各自的马达控制模块，配置为接收扭矩命令并控制转换器状态以提供推进扭矩或再生制动扭矩功能来满足马达扭矩命令。功率转换器包括互补的多相电力电子装置，并且每个装置包括适当的控制电路，所述电路包括功率晶体管，例如，用于从高压DC电源向高压AC电源转换和从高压AC电源向高压DC电源转换的IGBT。功率转换器优选使用脉宽调制(PWM)控制以将源自ESD中存储的DC电力转换成AC电力从而驱动扭矩机40产生扭矩。类似地，功率转换器将传递到扭矩机器40的机械能转换成DC电力以产生可存储在ESD中的电能，包括作为再生控制策略的一部分。值得注意的是，功率转换器配置为接收马达控制命令并控制转换器状态以提供马达驱动和再生功能。转换模块响应马达扭矩命令通过功率转换器和各自的马达控制模块向扭矩机器40和从扭矩机器40传递电力。电流通过高压总线传输以给ESD充电和放电。
[0047]HCP5、ECMl5和TCM25通过通信链路12信号地和可操作地链接到动力传动系统100中的各种传感器和致动器以监测和控制操作，包括合成输入并执行算法以控制致动器来满足与燃料经济性、排放、性能、驱动能力、和硬件保护相关的控制目标，硬件包括ESD的电池和扭矩机器40。HCP5、ECMl5和TCM25是整车控制结构的子集，作为轴扭矩控制结构200的元件提供动力传动系统的协作系统控制。用户接口 13信号连接到多个装置，通过这些装置车辆操作者提供输入以引导并命令动力传动系统的操作。当被动变速器20配置为手动变速器时，车辆操作者输入优选通过加速踏板命令112、制动踏板命令113、变速器范围命令114、车速巡航控制命令115和离合器踏板命令116提供。变速范围命令114可具有操作者可选位置(PRNDL)的离散数字。替代性地，变速器范围命令114可包括配置具有操作者可操控的多个操作者可选前进和倒挡挡位的换挡装置。用户接口 13可包括单个装置，如示出的，或者替代性地可包括直接连接到各个控制模块的多个用户接口装置。
[0048]前述控制模块通过通信链路12与其他控制模块、传感器和致动器通信，通信链路实现不同控制模块之间的结构性通信。特定的通信协议是特定应用的。通信链路12执行为在前述控制模块和其他控制模块之间提供鲁棒消息传送和多控制模块接口连接的协议，其他控制模块提供包括例如防锁制动、牵引控制和车辆稳定性这样的功能。多路通信总线可用于提高通信速度并提供某种水平的信号冗余和完整性，包括直接链接和串行外围接口(SPI)总线。各控制模块之间的通信也可使用无线链接实现，例如，短距离无线电通信总线。各装置也可直接连接。
[0049]控制模块、模块、控制、控制器、控制单元、处理器和类似的术语意味着一个或多个专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序或例程的中央处理单元(优选微处理器)以及相关的存储器和贮存器(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、适当的信号调节和缓冲电路、以及提供所述功能的其他元件中的任意一个或不同组合。软件、固件、程序、指令、例程、代码、算法和类似术语意味着包括校准和查找表的任意指令集。控制模块具有一套被执行以提供期望功能的控制程序。程序被例如中央处理单元执行，并且可操作地监测来自传感装置和其他网络控制模块的输入，并执行控制和诊断程序以控制致动器的操作。程序可以有规律的间隔执行，例如在运行中的发动机和车辆操作期间每100微秒、3.125,6.25、12.5、25和100毫秒来执行。替代性地，程序可响应事件的发生被执行。
[0050]图2示出了轴扭矩控制结构200，其配置为控制动力传动系统，该系统使用以动力分配式结构布置的内燃发动机和非燃烧扭矩机器来通过被动变速器向传动系传递扭矩，例如，动力传动系统100的实施例包括参考图1描述的被动变速器20。轴扭矩控制结构200可配置为控制动力传动系统100的实施例的操作，该系统使用一个或多个扭矩机器40，SP，前面描述的扭矩机器41、43、47和49中的一个。轴扭矩控制结构200是控制模块和可执行的控制程序的布置，其响应操作者输入和包括加速、制动、挡位选择、巡航控制和离合器踏板位置的命令来执行被委派的任务以便以发动机和扭矩机器扭矩命令、变速器挡位变化和扭矩转换器离合器命令的形式确定操作命令以获得期望的轴扭矩。
[0051]轴扭矩控制结构200包括控制器，控制器包括HCP205、ECM215和TCM225，它们配置为产生操作命令用于控制多模式动力传动系统中的扭矩机器、内燃发动机和被动变速器的操作。HCP205、ECM215和TCM225分别类似于参考图1的多模式动力传动系统描述的HCP5、ECMl5和TCM25。如此处所述，轴扭矩控制结构200配置为用于包括多模式动力传动系统的车辆，该系统包括内燃发动机和非燃烧扭矩机器，内燃发动机机械联接到具有单输出件的被动变速器的单输入件，其中输出件机械联接到主驱动轮，非燃烧扭矩机器机械联接到内燃发动机、单输入件、单输出件和辅助驱动轮中选定的构件。
[0052]ECM215信号地且可操作地连接到内燃发动机，并包括用于响应混合动力发动机扭矩命令确定和执行发动机扭矩命令的控制程序，以及用于响应输出扭矩请求确定推进轴扭矩命令的控制程序。TCM225信号地且可操作地连接到被动变速器，并且包括用于响应输出扭矩请求选择和实现被动变速器运行在优选挡位的控制程序。HCP205信号地且可操作地连接到非燃烧扭矩机器，包括用于响应被动变速器运行在优选挡位时的推进轴扭矩命令确定和执行每个非燃烧扭矩机器的扭矩命令的控制程序和用于确定混合动力发动机扭矩命令以获得期望的轴扭矩的控制程序。如此处所用的，术语“可操作地连接”旨在包括用所确定的控制器使得多模式动力传动系统100的所述元件能够运行所需的所有连接，包括机械的、电力的、光学的或其他连接。
[0053]可使用轴扭矩控制结构200来控制以动力分配式结构布置的动力传动系统100的实施例，例如，具有两个或多个自由度的P1/P4系统，通过在两个轴上的推进控制来自动力传动系统的扭矩输出，其中在一个轴上控制轴扭矩，而不用管理通过被动变速器20的扭矩。操作命令包括给扭矩机器的扭矩命令，包括给第一扭矩机器Pl 41的扭矩命令132 (Pl扭矩命令)和给第四扭矩机器P4 49的扭矩命令134 (P4扭矩命令)。其他操作命令包括变速器挡位和扭矩转换器离合器命令136以及发动机扭矩命令138。通向控制器5的输入信号包括加速踏板命令112、制动踏板命令113、PRNDL/范围命令114、巡航控制命令115、离合器踏板命令116、和扭矩稳定性控制命令129，其包括牵引(扭矩增加)、阻力(扭矩减小)、和前轴/后轴扭矩分配。在HCP205、TCM225和ECM215之间内部通信的中间输出包括最小轴扭矩极限121、推进轴扭矩命令123、混合动力发动机扭矩命令125、主轴扭矩命令126和变速器换挡曲轴扭矩请求127。
[0054]轴扭矩控制结构200支持使用被动变速器20的挡位确定和换挡执行，包括执行TCM225中的控制程序以响应轴扭矩命令和有效的仲裁加速踏板(AEPP)命令确定优选挡位并控制离合器-离合器(离合器间)异步换挡，所述有效的仲裁加速踏板考虑加速踏板命令112和巡航控制命令115。
[0055]轴扭矩控制结构200配置为用于动力传动系统100，该系统以动力分配式结构布置从而通过被动变速器20向传动系传递扭矩，例如，包括联接到发动机前部的第一扭矩机器Pl 41和联接到辅助驱动轮94的第四扭矩机器P4 49的P1/P4动力传动布置。在一个实施例中，第四扭矩机器P4 49在前轮驱动结构中的后驱动轴上联接到辅助驱动轮94。优选地是控制动力传动系统的操作以获得轴扭矩，因为这是轴扭矩控制结构200的大多个功能起作用的最终要求。因此，非燃烧推进装置的各种组合，即，扭矩机器41、43、47和49的各种组合可由轴扭矩控制结构200使用而无需重新设计ECM215和HCP205之间的接口。
[0056]图3示出参考图2所示的轴扭矩控制结构200的HCP205的实施例，包括使用多个控制程序来计算和执行Pl扭矩命令132和P4扭矩命令134以响应包括制动踏板命令113、推进轴扭矩命令123、变速器挡位和扭矩转换器离合器命令136、扭矩稳定性控制命令129和离合器踏板命令116的输入，扭矩稳定性控制命令129包括牵引(扭矩增加)、发动机阻力扭矩135 (扭矩减小)、前轴/后轴扭矩分配。制动踏板命令113使用在再生制动扭矩确定程序302中以确定再生制动扭矩命令303。再生制动扭矩命令303、推进轴扭矩命令123和扭矩稳定性控制命令129被输入到轴扭矩程序305，其包括包含轴扭矩求和程序304的控制程序，轴扭矩求和程序304确定受控于轴扭矩形状/调整程序(axle torque shaperoutine) 306、轴扭矩分配程序308和牵引控制程序310的期望总轴扭矩309。轴扭矩形状程序306评估动力系和传动系的操作以确定传动系的冲击并确定优选轴扭矩命令307，其最小化或避免在扭矩逆转期间可能发生的传动系沉闷声。轴扭矩程序305在各种程序之间评估和仲裁以确定原始的P4轴扭矩命令311，其通过P4轴扭矩仲裁程序312进行仲裁，P4轴扭矩仲裁程序312输出到P4扭矩控制程序314以作为P4扭矩命令134来实施。在不使用第四扭矩机器P4 49或其目前不可用的实施例中，所有的优选轴扭矩命令307通过传动系90传送到主驱动轮92。
[0057]发动机自动停止/自动启动控制程序316提供发动机自动停止/自动启动命令317的输出。曲轴扭矩转换程序318的轴扭矩组合主轴扭矩命令126和优选轴扭矩形状命令307以及变速器挡位和扭矩转换器离合器命令136以确定曲轴扭矩命令319，其与发动机怠速扭矩329和发动机自动停止/自动启动命令317组合并受控于曲轴扭矩仲裁程序320以确定曲轴扭矩，该曲轴扭矩由曲轴扭矩分配程序322分配。曲轴扭矩分配程序322确定混合动力发动机扭矩命令125和相应的Pl扭矩命令，Pl扭矩命令输出到Pl扭矩控制程序324以作为Pl扭矩命令132来实施。
[0058]这样，由HCP205执行的程序确定混合动力发动机扭矩命令125、Pl扭矩命令132和P4扭矩命令134。此外，在如此配备的系统上监测离合器踏板命令116以监测手动变速器启动控制330，其由发动机怠速速度控制328使用以控制发动机怠速速度。发动机怠速速度由最小轴扭矩程序326使用以确定最小轴扭矩极限121。发动机阻力程序332基于当前发动机运行条件确定发动机阻力扭矩135。
[0059]图4示出图2的轴扭矩控制结构200的示例性TCM225，包括多个用于响应加速踏板命令112、变速器范围命令114、车速巡航控制命令115和变速器换挡曲轴扭矩请求127来计算和执行变速器挡位和扭矩转换器离合器命令136的控制程序。TCM225包括曲轴异步换挡执行控制程序410，其使用加速踏板命令112、变速器范围命令114和车速巡航控制命令115以确定变速器换挡曲轴扭矩请求127。TCM225包括基于轴扭矩的挡位确定控制程序420，其响应于所述请求作为变速器挡位和扭矩转换器离合器命令136使用加速踏板命令112、变速器范围命令114和车速巡航控制命令115以优选挡位选择和实施被动变速器的运行。TCM225命令和控制被动变速器运行在选定的变速器挡位，包括响应变速器挡位和扭矩转换器离合器命令136使用控制程序执行换挡到优选变速器挡位。
[0060]图5示出图2的轴扭矩控制结构200的示例性ECM215，包括多个用于计算和执行发动机扭矩控制的控制程序，发动机扭矩控制包括发动机扭矩命令138，其响应混合动力发动机扭矩命令125而确定。混合动力发动机扭矩命令125受控于发动机扭矩仲裁程序510，该程序的输出在机械负载程序512中被补充以增加机械负载，例如，空调或液压泵负载，其被提供给发动机扭矩控制程序514以产生发动机扭矩命令138从而执行发动机扭矩控制。
[0061]制动踏板命令113、发动机阻力扭矩135和扭矩稳定性控制命令129被输入到轴扭矩干预程序(axle torque intervention routine) 502以评估对轴扭矩干预的需要以及执行轴扭矩干预，轴扭矩干预与稳定性控制、超速保护、电动踏板超驰控制(electric pedaloverride)和其他相关的稳定性控制相关,其输出被提供给基于轴扭矩的踏板分析程序504。零踏板扭矩确定程序508监测最小轴扭矩极限121，并且输出被提供给基于轴扭矩的踏板分析程序504。
[0062]基于轴扭矩的踏板分析程序504监测加速踏板命令112、制动踏板命令113、车速巡航控制命令115以及来自轴扭矩干预程序502和基于轴扭矩的踏板分析程序504的输出以确定轴扭矩命令505，其受控于轴扭矩仲裁程序506并被提供以计算推进轴扭矩命令123。因此，响应加速踏板命令112、制动踏板命令113、车速巡航控制命令115、最小轴扭矩极限121和扭矩稳定性控制命令129确定推进轴扭矩命令123，其包括牵引(扭矩增加)和阻力(扭矩减小)。
[0063]因此，在操作中ECM215执行基于轴扭矩的踏板分析和基于轴扭矩的干预仲裁。ECM215发送推进轴扭矩命令123给HCP205。HCP205将其与轴扭矩制动再生请求组合以找出期望总轴扭矩。然后其使用稳定性控制和效率信息确定总轴扭矩的扭矩分配比给前轴和后轴。如果不使用P4扭矩机器，那么所有的推进扭矩进入与传动系联接的单个轴。HCP205独立地调整用于沉闷声区域的缓解的轴扭矩请求。HCP205将前轴扭矩转换成曲轴扭矩并以发动机自动启动和自动停止控制、变速器换挡控制和怠速速度控制执行曲轴扭矩仲裁。在不使用第四扭矩机器P4 49的配置中，TCM 225从来自ECM215或HCP205的AEPP命令或轴扭矩命令确定优选齿轮比。在使用第四扭矩机器P4 49的配置中，TCM 225从来自HCP205的轴扭矩命令确定齿轮比。HCP205执行发动机怠速控制。最小轴扭矩从HCP205发送到ECM215以传送再生极限和失速防止极限。这在扭矩转换器离合器打开时被用于怠速速度控制。HCP205使用仲裁的曲轴扭矩请求并确定优选的发动机扭矩以及优选的Pl马达扭矩。HCP205发送优选的发动机扭矩到ECM215以用于执行。HCP205根据轴扭矩请求控制P4马达扭矩并响应曲轴扭矩请求控制Pl马达扭矩，同时考虑发动机扭矩传递。
[0064]扭矩请求操作包括通过加速和制动踏板、巡航控制、牵引/阻力控制、车辆和发动机超速保护、制动扭矩管理、dFCO、发动机怠速速度控制、变速器扭矩命令、制动扭矩管理、变速器、离合器燃料切断、混合动力扭矩请求(例如请求电池充电)、防盗、空调压缩机操作、催化剂起燃、发动机起动性能管理和环保发动机模式操作等所作出的操作者扭矩请求。[0065]在控制过程的一个实施例中，ECM215通过加速踏板命令112和制动踏板命令113以及轴扭矩干预程序502执行操作者命令的基于轴扭矩的分析，并发送合成的推进轴扭矩命令123到HCP205。HCP205在求和程序304计算推进轴扭矩命令123和再生制动扭矩命令303以及扭矩稳定性控制命令129的和以确定受控于轴扭矩形状程序306、轴扭矩分配程序308和牵引控制程序310的期望总轴扭矩309，从而确定优选的轴扭矩分配。优选的轴扭矩分配是表示通过前轴和后轴配置的总轴扭矩的相对量的比率。HCP205为沉闷声区域的缓解独立地调整(成形)期望总轴扭矩309。HCP205为主驱动轮92将轴扭矩命令转换成曲轴扭矩并执行曲轴扭矩仲裁，这考虑了发动机起动/停止操作、变速器换挡控制和发动机怠速控制。TCM225从有效的仲裁加速踏板(AEPP)确定变速器挡位和扭矩转换离合器命令136。替代性地，TCM225从来自HCP205的轴扭矩请求确定变速挡位和扭矩转换离合器命令136。HCP205执行发动机怠速速度控制328以控制发动机怠速速度。最小轴扭矩极限121从HCP205发送到ECM215以传送再生制动极限和失速防止极限，其可在扭矩转换器打开时用于发动机怠速控制。HCP205使用仲裁曲轴扭矩请求并确定优化发动机扭矩和Pl马达扭矩，包括HCP205发送混合动力发动机扭矩命令125到ECM215从而以发动机扭矩命令138的形式致动。HCP205响应轴扭矩请求和发动机扭矩传递来控制非燃烧扭矩机器40。
[0066]本说明书已经描述了某些优选实施例及其变型。在阅读和理解说明书后可以进行其他的变型和改变。因此，本说明书并不试图限定到以实现本发明的最佳模式所公开的特定实施例，但是本说明书将包括落在附带的权利要求范围内的所有实施例。
【权利要求】
1.一种用于包括多模式动力传动系统的车辆的控制结构，该系统包括机械联接到具有单输出件的被动变速器的单输入件的内燃发动机，所述输出件机械联接到主驱动轮，并且非燃烧扭矩机器机械联接到内燃发动机、单输入件、单输出件和辅助驱动轮中所选定的部件,该结构包括: 可操作地连接到内燃发动机的发动机控制器，包括用于响应混合动力发动机扭矩命令确定和执行发动机扭矩命令的控制程序，以及用于响应输出扭矩请求确定推进轴扭矩命令的控制程序； 可操作地连接到被动变速器的变速器控制器，包括用于响应输出扭矩请求选择和实施被动变速器运行在优选挡位的控制程序；和 可操作地连接到非燃烧扭矩机器的混合动力控制器，包括响应被动变速器运行在优选挡位时的推进轴扭矩命令确定和执行每个所述非燃烧扭矩机器的扭矩命令的控制程序以及确定混合动力发动机扭矩命令以获得期望的轴扭矩的控制程序。
2.如权利要 求1所述的控制结构，其中非燃烧扭矩机器包括机械联接到内燃发动机的曲轴的非燃烧扭矩机器。
3.如权利要求1所述的控制结构，其中非燃烧扭矩机器包括机械联接到内燃发动机的曲轴的非燃烧扭矩机器和机械联接到辅助驱动轮的非燃烧扭矩机器。
4.如权利要求1所述的控制结构，其中非燃烧扭矩机器包括机械联接到被动变速器的单输入件的非燃烧扭矩机器。
5.如权利要求1所述的控制结构，其中非燃烧扭矩机器包括机械联接到被动变速器的单输入件的非燃烧扭矩机器和机械联接到被动变速器的单输出件的非燃烧扭矩机器。
6.如权利要求1所述的控制结构，其中期望的轴扭矩包括推进轴扭矩命令和再生制动扭矩命令之和。
7.如权利要求6所述的控制结构，其中期望的轴扭矩还包括扭矩稳定性控制命令并且受控于轴扭矩形状程序、轴扭矩分配程序和牵引控制程序。
8.如权利要求1所述的控制结构，其中混合动力控制器还包括将期望的轴扭矩转换成曲轴扭矩的控制程序。
9.如权利要求8所述的控制结构，还包括考虑发动机起动/停止操作、变速器换挡控制和发动机怠速控制时使曲轴扭矩受控于曲轴扭矩仲裁的控制程序。
10.一种用于包含多模式动力传动系统的车辆的控制结构，该系统包括机械联接到具有单输出件的被动变速器的单输入件的内燃发动机，所述输出件机械联接到主驱动轮，以及机械联接到内燃发动机、单输入件和单输出件中的一者的非燃烧扭矩机器，该结构包括: 可操作地联接到内燃发动机的发动机控制器，包括用于响应混合动力发动机扭矩命令确定和执行发动机扭矩命令的控制程序，以及用于响应输出扭矩请求确定推进轴扭矩命令的控制程序； 可操作地联接到被动变速器的变速器控制器，包括用于响应输出扭矩请求选择和实施被动变速器运行在优选挡位的控制程序；和 可操作地联接到非燃烧扭矩机器的混合动力控制器，包括用于响应被动变速器运行在优选挡位时的推进轴扭矩命令确定和执行非燃烧扭矩机器的扭矩命令的控制程序以及确定混合动力发动机扭矩命令以获得 期望的轴扭矩的控制程序。
【文档编号】B60W10/06GK103448714SQ201310310724
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年5月31日 优先权日:2012年6月1日
【发明者】C·E·惠特尼, A·H·希普, S·W·麦克格罗根, K·怀特黑德, M·利夫什斯 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司