混合动力车辆的制作方法_3

文档序号:8310409阅读:来源:国知局
可编程只读存储器)、闪存或能存储数据的任何其它电的、磁性的、光学的或其组合的存储装置,这些数据中的一些代表由控制器使用以控制发动机或车辆的可执行指令。
[0046]控制器经由输入/输出(I/O)接口而与各个发动机/车辆传感器和致动器通信,输入/输出(I/O)接口可以实施为提供多个原数据或信号调节、处理和/或转换、短路保护等的单个集成接口。可选地,一个或更多个专用硬件或固件芯片可以用于在将特定信号提供至CPU之前调节并处理该特定信号。如图1中的代表性实施例整体示出的,控制系统46可向发动机14、分离离合器26、M/G 18、起动离合器34、变速器齿轮箱24和电力电子控制器56传送信号和/或从发动机14、分离离合器26、M/G 18、起动离合器34、变速器齿轮箱24和电力电子控制器56接收信号。虽然未明确示出,但是本领域普通技术人员将意识到,在以上所述的每个子系统内可由控制系统46控制各种功能或组件。可使用由控制器执行的控制逻辑直接或间接致动的参数、系统和/或组件的代表性示例包括燃料喷射正时、速率和持续时间、节气门位置、火花塞点火正时(用于火花点火式发动机)、进气/排气门正时和持续时间、前端附件驱动(FEAD)部件(比如交流发电机、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36和变速齿轮箱24的离合器压力等。例如,通过I/O接口传送输入的传感器可用于指示曲轴位置(PIP)、发动机转速(RPM)、车轮速度(WSI, WS2)、车速(VSS)、冷却液温度(ECT)、进气歧管压力(MAP)、加速踏板位置(PPS)、点火开关位置(IGN)、节气门位置(TP)、空气温度(TMP)、排气氧(EGO)或其它排气成分的浓度或存在、进气流量(MAF)、变速器档位、传动比或模式、变速器机油温度(Τ0Τ)、变速器涡轮速度(TS)、变矩器旁通离合器34状态(TCC)、减速或换档模式(MDE)。
[0047]在正常的动力传动系工况(没有子系统/组件故障)下,VSC 44解读驾驶员的需求,然后基于驾驶员需求和动力传动系极限确定车轮扭矩命令。车辆的驾驶员利用加速踏板来提供推进车辆所需要的扭矩、动力或行驶命令。VSC 44从加速踏板位置传感器(APPS)和制动踏板接收信号,以确定车辆加速或减速需求。
[0048]为了利用发动机14驱动车辆,分离离合器26至少部分地接合,以经由分离离合器26将发动机扭矩的至少一部分传递至M/G 18,然后该扭矩从M/G 18经由变矩器22和齿轮箱24传递。M/G 18可通过提供使轴30旋转的额外的动力来协助发动机14。这种运转模式可称为“混合动力模式”或“电动协助模式”。
[0049]为了利用作为唯一动力源的M/G 18驱动车辆,除了分离离合器26将发动机14与动力传动系12的其余部分断开以外,动力流仍然相同。在此期间可禁止或以其他方式关闭发动机14内进行的燃烧,以节省燃料。例如,牵引电池20向电力电子件56 (可包括转换器)传输所储存的电能。电力电子件56将来自电池20的DC电压转换成AC电压以供M/G18使用。电力电子件56将来自电池20的电压转换成被提供至M/G 18的AC电压,以向轴30提供正或负的扭矩。这种运转模式可称为“纯电动”运转模式。
[0050]在任何运转模式下,M/G 18都可用作电动机并为动力传动系12提供驱动力。可选地,M/G 18可用作发电机并将来自动力传动系12的动能转换成电能而储存在电池20中。例如,在发动机14为车辆10提供推进动力时,M/G 18可用作发电机。另外,M/G 18可在多次再生制动期间(其中,来自旋转着的车轮42的旋转能通过齿轮箱24回传并被转换成电能而储存在电池20中)用作发电机。
[0051]M/G 18和电池20具有提供最大的正扭矩和负扭矩或者最大可用电动力的电极限。电极限可基于多个因素,包括但不限于Μ/G的温度、电池的荷电状态、电池的温度、电机的最大扭矩和速度等。电极限可随着车辆运转工况的改变而改变,并可通过控制系统46确定。控制系统46可监测电池的温度、电压、电流和荷电状态(SOC),并在这时确定最大可允许的放电极限和最大可允许的充电极限。
[0052]T⑶50和VSC 44协作以提供对变速器24的传动比和换档的控制。变速器换档控制是将传递扭矩的活动档位从一个变换到另一个的过程。该控制通常具有两个阶段,扭矩控制阶段和速度控制阶段。扭矩控制阶段将扭矩从旧换档离合器切换到新换档离合器。速度控制或惯性阶段将变速器24输入速度对齐至新档位下的输出速度,从而使新换档离合器可接合且锁止并可实现新传动比。利用变矩器22,可液压地或机械地将变速器24的输入速度关联至Μ/G轴30的速度,Μ/G轴30的速度为车辆10中发动机14和电机18这两者的输出速度。Μ/G输出轴30的速度也称为泵轮速度。因此,在惯性阶段期间,可控制发动机14的扭矩和电机18的扭矩,使泵轮速度快速接近目标同步速度,以锁止新换档离合器。在换档时,泵轮速度和泵轮扭矩可能会与完成换档所需的速度和扭矩不同,当轴30的速度改变至同步速度时,变速器的速比发生改变。此外,动力传动系12的速度改变引起变速器24上游的动力传动系12的惯性改变。惯性和速比的改变导致动力传动系12中的相应的惯性扭矩在惯性阶段期间扰动。
[0053]为了完成变速器24升档,与旧传动比关联的换档离合器58打滑然后分离,并且与新的期望的更高传动比关联的换档离合器60打滑然后接合。为了使换档离合器60接合,需要使变速器24的输入速度为或大约为同步速度或目标速度。当变速器24的输入速度是同步速度时,第二个换档离合器60的输入侧和输出侧的速度大约相同,因而允许该离合器锁止。当换档离合器两侧的速度不是总体上相同时,该换档离合器可能难以接合且难以完成换档。在升档的惯性阶段期间,需要降低变速器24上游的速度以达到同步速度因而从较高的速度改变至较低的速度。这种速度的改变在动力传动系12中产生了称为惯性扭矩的附加扭矩。为了在变速器下游提供不变的扭矩,需要通过降低变速器24上游的扭矩来补偿或抵消由于换档期间速度的改变而产生的惯性扭矩。
[0054]使用变速器24的输出速度和新的期望的传动比来确定同步速度。速比是传动比的倒数。变速器24的输入速度与速比的乘积提供变速器24的输出速度。当变速器24的输入速度大约为同步速度时,输入速度与新的期望的传动比下的速比的乘积大约为变速器24的输出速度,且变速器24中的换档离合器的打滑为或大约为零。VSC 44或TCU 50中的校准表或查找表可提供针对变速器24中各个传动比或速比的同步速度。
[0055]在以前进模式(D)运转期间,TCU 50基于换档时序预期一个换档点,并控制发动机14或者发动机14和M/G 18,使得变速器24的输入速度达到同步速度,以提供良好的控制和平稳的换档,如下所述。在升档期间动力传动系中惯性的改变导致动力传动系中的惯性扭矩发生对用户而言明显的扰动。
[0056]在升档期间,需要降低变速器的输入扭矩,以补偿为了进行档位的改变而在发动机速度和/或Μ/G从较高的速度改变至较低的速度时所导致的惯性和相关联的惯性扭矩的改变。在发动机14中,可经由快速路径和缓慢路径来调节发动机扭矩。针对汽油发动机或火花点火式发动机的快速路径是点火延迟。缓慢扭矩路径是控制发动机进气气流。在升档期间,可经由快速路径来实施扭矩调节,这可提供扭矩瞬时降低。然而,点火延迟可能会导致排放和/或发动机熄火增加。发动机熄火极限为通过快速路径进行的发动机扭矩降低设置了上限。排放调节或控制可进一步降低上限。发动机额外的扭矩降低需要修改进气或缓慢路径。
[0057]在车辆10中,由于变速器24上游增设的M/G 18和分离离合器26,惯性扭矩会明显大于传统的动力传动系的惯性扭矩。例如,当发动机14产生大的扭矩且命令升档时,可能难以利用M/G 18的扭矩降低和发动机14的快速扭矩降低来完全地补偿惯性扭矩。发动机14的缓慢扭矩调节对于在升档期间抵消惯性扭矩而言响应时间可能过慢,其原因是这会导致换档的响应时间更慢且换档时间更长。由于相关联的惯性改变较大,这对于在较高的曲轴速度下进行车辆10升档而言可能尤其明显。
[0058]图2示出了根据实施例的控制车辆10的方法100。流程图中的多个步骤可重新排列或省略,且在本公开的精神和范围内可增加其他步骤。方法100还可应用于现有技术中已知的其他混合动力车辆构造。方法100通过随着M/G18的扭矩降低和发动机14的快速路径扭矩降低使分离离合器26打滑/解锁而提供升档扭矩调节。方法100允许在不进行缓慢扭矩调节的情况下在变速器24升档期间对惯性扭矩进行扭矩补偿,进而提高车辆10的操纵性和性能。分离离合器26可打滑或解锁,以降低由于发动机14和曲轴28的旋转而导致的扭矩惯性,进而减小在惯性阶段期间用来补偿惯性扭矩的总扭矩降低量。通过使分离离合器26打滑或解锁以将发动机14的扭矩与变速器输入32部分地断开而提供额外的扭矩降低,这是因为打滑着的离合器26的离合器扭矩容量的降低允许从曲轴28传递到电机轴30的发动机扭矩量降低。与发动机缓慢扭矩调节相比而言,分离离合器26打滑或解锁的响应时间更快,因而通过在升档期间更快地补
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