混合动力车辆的扭矩调节控制制造技术

本发明专利技术公开一种混合动力车辆的扭矩调节控制。机动车辆的动力系统包括：发动机；第一电机和第二电机，每个机器都可以选择性地作为发动机和发电机运行；变速器，具有可驱动地连接至发动机和第一电机的输入和可驱动地连接至第二电机和车辆的车轮的传动输出。本发明专利技术公开用于控制动力系统的方法，该方法包括：使用发动机产生车轮扭矩；使用变速器来执行换档；如果在换档期间调节扭矩的同时发生动力系统输出扭矩的降低，则使第一电机和第二电机中的一个作为发电机运行，以降低动力传动系统输出扭矩，而如果在换档期间调节扭矩的同时发生动力传动系统输出扭矩的增加，则使第一电机和第二电机中的一个作为电动机运行，以增加动力传动系统输出扭矩。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及混合动力车辆(HEV)的动力传动系统，并 且更具体地涉及在4丸4亍变速4灸档(transmission shift )时控制通过动 力传动系统的输出传递至车轮的扭矩。
技术介绍
在具有固定比率的变速器的传统车辆中，驾驶员在变速换档 (即换高速档或换低速档)期间会经历传动系统干扰。传动系统干 扰由于发动机和变速器部件的加速或减速而发生，其中，加速和减 速在换档期间产生惯性扭矩。在换高速档的情况下，变速器输出扭 矩在换档的比率变化阶段(即惯性阶段)由于发动机速度改变而增 加，如图1的点12处所示。车辆中的乘员会感到这种输出扭矩干 扰并严重地降低换档质量。因为发动机减速的量级越大，输出轴扭矩干扰的量级增加使得 换高速档冲丸行得越快。通过减小在换高速档期间产生的发动枳4丑 矩，如点14处所示，可以使惯性扭矩偏移，并且输出轴扭矩的增 长可以减到最小，如点16处所示，因此提高了换档质量。参考图1 所描述的方法,皮称为"输入4丑矩调节"控制。在换低速档的情况下，随着发动^^几和变速器部件加速到低速档 的同步速度，变速器输出扭矩在比率变化阶段减小，如图2中点18 处所示。此外，如图中点20处所示，在扭矩传递阶^殳期间，随着发动机加速，变速器输出扭矩可以在接近换低速档完成时结束达到 峰值。车辆中的乘客可以感觉到输出扭矩在比率变化阶段期间降 低，并且可以感受到当4丸行换低速档时加速度中断。输出扭矩在换 低速档结束时达到峰值会降低换档质量，并且乘客会因换档而感到 难受或不适。此外，输出轴扭矩降的大小和换4氐速档结束时的峰值 与换低速档时的速度成比例地增加。为了减小换档结束时的发动机 的加速度，通过使用输入扭矩调节，使发动机燃烧扭矩在接近换低速档结束时降^[氐，如点22处所示。结果，可以4吏变速器输出4丑矩 峰值减到最小并且得以避免，如点24处所示，因此降低了换档干扰。在传统车辆的应用中，在换档期间伴随输入扭矩调节引发的问 题包括由于其它约束(诸如辐射、响应于4丑矩调节需求的延迟或不 足的发动机扭矩、进一步降低的换档质量)而导致的有限发动才几扭 矩降低权；并且因为火花放电延迟而浪费的燃料能量和功效通常用 于实现4丑矩调节需求。
技术实现思路
在一种才几动车辆的动力传动系统中，该动力4专动系统包4舌发 动机；第一电机和第二电才几，每个都可以选择性地作为发动才几和发 电机；变速器，具有可驱动地连4妄至发动才几和第一电才几的输入和可 驱动地连4矣至第二电才几和车辆的车專仑的传动豸俞出， 一种用于控制动 力传动系统的方法，包括使用发动机来产生车轮扭矩；使用变速 器来执行换档；如果在换档期间调节扭矩的同时出现动力传动系统 输出扭矩的降低，那么使第一电机和第二电机中的一个作为发电机 运行来降低传送至动力传动系统输出的扭矩净值(net magnitude ), 而如果在换档期间调节扭矩的同时出现动力传动系统输出扭矩的 增加，那么使第 一 电机和第二电机中的一个作为电动机运行来增加 传送至动力传动系统输出的扭矩净值。在实现所需的扭矩调节并提供最佳的换档质量的同时，将额外 的变速器输出扭矩转化成通过电池存储的电能。通过利用电才几的响应度来避免曲轴4丑矩降^氐的延迟，^人而产生 扭矩调节的精确值。在 一 些情况下，电才几和发动机中的 一 个或多个都降低了总的传动机构(driveline)输出扭矩换档干扰，以满足所需的扭矩调节程 度。这在电机可能不是完全适用于扭矩调节或电池的充电状态4妄近 最大极限的情况下是有用的。从下面详细的描述、权利要求和附图中，优选实施例的适用范 围将变得显而易见。应当理解的是，描述和具体的例子虽然在优选 实施例中指明，但/f又是以示例的方式^合出，对本领域j支术人员而言， 对所述实施例和例子的各种变化和修改将变得显而易见。附图说明通过参考下面结合附图的描述，本专利技术将更易于理解，附图中图1是示出了在传统车辆的传动机构中对于输入扭矩调节，在 换高速档期间变速器输出轴扭矩、传动比和发动机扭矩的变化的曲 线换低速档期间变速器输出轴扭矩、传动比和发动机扭矩的变化的曲 线图3是HEV的动力传动系统的示意性框图；图4是示出了在图3的HEV动力传动系统中推进力和能量流 (或功率流)的示意性框图5是示出了表示在模式A下运行的动力传动系统各部件中的 扭矩传递的向量的示意性框图，其中，第二电机降低了换档期间的 总的传动机构输出扭矩；图6是示出了表示在模式B下运行的动力传动系统各部件中的 扭矩传递的向量的示意性框图，其中，第二电机增加了换档期间的 总动力传动系统输出4丑矩；图7是示出了表示在模式D下运行的动力传动系统各部件中的 扭矩传递的向量的示意性框图，其中，只是发动机降低了换档期间 的总动力传动系统输出扭矩；图8A-8D示出了在执行有输出扭矩调节的变速器换高速档期 间的动力传动系统变量的变化；图9A-9D示出了在执行有输出扭矩调节的变速器换低速档期 间的动力传动系统变量的变化；图IO是示出了表示在模式C下运行的动力传动系统各部件中 的扭矩传递的向量的示意性框图，其中，第一电^L增加或降^f氐了换 档期间的总动力传动系统l命出扭矩；图ll是用于提供对图3的HEV动力传动系统的输入或输出扭 矩调节传递控制的算法的逻辑流程图12是用于确定图3的HEV动力传动系统中的EARD是否可 用于扭矩调节控制的算法的逻辑流程图；以及图13是用于确定图3的HEV动力4专动系统中的CISG是否可 用于扭矩调节控制的算法的逻辑流程图。具体实施例方式图3示出了用于混合动力车辆的动力传动系统26，包括内燃 才几(ICE) 28,优选地是阿特金森循环(Atkinson cycle ) ICE;第一 电机30，优选地是可驱动地连接至发动才几曲轴32并能够选择性地比率的自动变速器34;第二电才几38，诸如可驱动i也连4妻至变速器 输出轴36并能够选择性地作为发动机和发电才几运4亍的电后桥驱动 器(electric rear axle drive, ERAD )或电前桥马区动器(EFAD );动 力传动系统输出轴40，可驱动地连4妄至第二电才几38;差动才几构42; 以及车4仑44、 45，可马区动i也连4娄至差动才几构42。在变速器换档期间，结合至变速器输出的电机38可以得到控 制，以精确地实现变速器扭矩调节需求并降低在40处的动力传动 系统输出扭矩换档干扰。通过使用电机30、 38和动力传动系统26, 可以降低变速器输出轴36的扭矩干护G并可达到最佳的换档质量。 包括RWD、 FWD或AWD完全或在变速器输出处具有至少一个电 机的轻度HEV的其它构造也是可应用的。此外，这个概念不限于 任何特定的变速器技术，并且包括传统的自动双向离合器(动力换 档)、以及不可转换的自动变速器。图4示出了动力传动系统26中的动力和能量流。由发动才几28 产生的动力和由CISG 30产生的动力在50处混合并传递到传动输_ 入52。由电才几30、 38产生的电能可在54处汇合，以用于给电池 56充电，或者/人电池传递到电才几30、 38。由ERAD38产生的才几才戒 能通过ERAD传动装置58传递到经过后桥终驱动器42的车轮44、 45处的负载。图3中所示的RWD-H本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在机动车辆的动力传动系统中用于控制所述动力传动系统的方法，所述动力传动系统包括：发动机；第一电机和第二电机；变速器，具有可驱动地连接至所述发动机和所述第一电机的输入和可驱动地连接至所述第二电机和所述车辆的车轮的传动输出，所述方法包括以下步骤：　（ａ）利用所述发动机来产生车轮扭矩；　（ｂ）利用所述变速器来执行换档；　（ｃ）如果在所述换档期间在调节扭矩的同时发生动力传动系统输出扭矩的降低，则使所述第一电机和所述第二电机中的一个电机作为发电机运行，以降低所述动 力传动系统输出扭矩；以及　（ｄ）如果在所述换档期间在调节扭矩的同时发生动力传动系统输出扭矩的增加，则使所述第一电机和所述第二电机中的一个电机作为电动机运行，以增加所述动力传动系统输出扭矩。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：伊哈布S索利曼，安德鲁J西尔韦里，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]