專利名稱：用于混合動力電動車變速器的換檔點(diǎn)策略的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的系統(tǒng)及方法大體涉及混合動力機(jī)動車，具體地涉及用于在混合動力機(jī)動車內(nèi)建立換檔點(diǎn)策略的系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
汽車生產(chǎn)商不斷努力以改進(jìn)機(jī)動車的燃油經(jīng)濟(jì)性。對燃油經(jīng)濟(jì)性的改進(jìn)通常涉及重量減輕、空氣動力學(xué)改進(jìn)、動力輸入的改變、及降低通過車輛動力總成的動力損耗。但是，對改進(jìn)的燃油經(jīng)濟(jì)性的需求通常會被提供改進(jìn)的舒適度、動力、及對車輛駕駛者的便利性的需求抵消。例如，由于較低的附加損失的原因，手動變速器在燃油經(jīng)濟(jì)性方面優(yōu)于自動變速器。但是，由于自動變速器提供改進(jìn)的駕駛者便利性的原因，例如絕大部分國內(nèi)機(jī)動車配備的均是自動變速器。
在配備有自動變速器的機(jī)動車中，可對換檔的時(shí)機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)以改變車輛的燃油消耗特性、及加速度特性等。傳統(tǒng)上，在車輛的研發(fā)階段確定用于自動變速器的控制設(shè)備中的換檔進(jìn)度圖，以基于發(fā)動機(jī)的燃油消耗特性及加速度特性來建立變速器的換檔點(diǎn)。根據(jù)該方法，因?yàn)榭梢詮膿Q檔進(jìn)度圖讀取控制所需的數(shù)據(jù)，故可以通過具有較低計(jì)算速度的計(jì)算機(jī)來實(shí)時(shí)控制變速器的換檔特性。
但是，近年來，車輛制造商正在努力研發(fā)“混合動力”電動車，其包括內(nèi)燃機(jī)及電動馬達(dá)或液壓馬達(dá)，以相較于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)而言排放較低水平的污染物質(zhì)。近年來研發(fā)的使用電機(jī)及發(fā)動機(jī)其中一者或兩者的混合動力電動車的能力表現(xiàn)出很多關(guān)于研發(fā)變速器換檔點(diǎn)策略的問題。具體而言，因?yàn)橥ǔＪ褂枚鄠€(gè)輸入為車輛動力傳動系統(tǒng)提供轉(zhuǎn)矩所帶來的不確定性，對混合動力車形成預(yù)定換檔點(diǎn)圖更為困難。

發(fā)明內(nèi)容
一種用于確定換檔點(diǎn)策略的方法，包括提供至少兩個(gè)動力源；選擇性地將具有輸入軸的混合動力車變速器耦合至所述至少兩個(gè)動力源，所述混合動力車變速器從所述動力源中的至少一者接收動力；限定用于最佳加速度的所述變速器輸入軸的速度；限定用于最佳燃油經(jīng)濟(jì)性的所述變速器輸入軸的速度；通過與所述最佳加速度及所述最佳燃油經(jīng)濟(jì)性的比較來確定駕駛員意圖；并至少部分基于所述確定步驟來設(shè)定換檔點(diǎn)。
一種用于確定混合動力變速器中的換檔策略的示例性系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括控制單元，其被構(gòu)造為限定用于最佳加速度的所述混合動力變速器輸入軸的速度，限定用于最佳燃油經(jīng)濟(jì)性的所述變速器輸入軸的速度，至少部分基于作為全部可獲得轉(zhuǎn)矩的百分率的駕駛員要求轉(zhuǎn)矩、通過與所述最佳加速度及所述最佳燃油經(jīng)濟(jì)性的比較來確定駕駛員意圖，并至少部分基于所述確定步驟來設(shè)定換檔點(diǎn)。


現(xiàn)將參考附圖，以示例的方式描述本發(fā)明的系統(tǒng)及方法的實(shí)施例，其中圖1是用于機(jī)動車的混合動力動力總成的示意圖；圖2是流程圖，示出了根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例的用于確定混合動力車中自動變速器換檔點(diǎn)的方法；圖3是流程圖，示出了根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例的用于評估駕駛員意圖并響應(yīng)于駕駛員意圖調(diào)節(jié)換檔點(diǎn)的方法；圖4是示出了根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例的在混合動力車中實(shí)現(xiàn)的換檔點(diǎn)策略的圖表。
在全部附圖中，相同參考標(biāo)號表示類似(但不一定相同)元件。
具體實(shí)施例方式
參考圖1，示出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)及方法的實(shí)施例的混合動力動力總成系統(tǒng)20。在示出的實(shí)施例中，動力總成系統(tǒng)20包括諸如火花點(diǎn)火或壓縮點(diǎn)火內(nèi)燃機(jī)的第一牽引機(jī)22以及混合動力變速器24，混合動力變速器24包括諸如電動機(jī)/發(fā)電機(jī)或液壓馬達(dá)/泵的第二牽引機(jī)26。將主同步離合器28布置在第一牽引機(jī)22與混合動力變速器24之間以選擇性地將第一牽引機(jī)22接合至混合動力變速器24或從混合動力變速器24分離。主同步離合器28可以是本領(lǐng)域當(dāng)前已知的任意數(shù)量的離合器(諸如液壓或電動摩擦離合器)。在本說明書及所附權(quán)利要求中，當(dāng)相關(guān)于離合器提及術(shù)語“接合”時(shí)，其應(yīng)被理解為導(dǎo)致單方向或雙方向的離合器連接動作而實(shí)現(xiàn)的。類似的，“分離”模式中的操作應(yīng)被理解為允許由變速器元件在一個(gè)或兩個(gè)轉(zhuǎn)動方向上自由轉(zhuǎn)動。
再參考圖1，動力總成系統(tǒng)20可包括用于控制第一牽引機(jī)22、第二牽引機(jī)26、主離合器28及混合動力變速器24的操作的電子控制單元(ECU)30。在具體構(gòu)造上，ECU 30包括可編程數(shù)字計(jì)算機(jī)，其被設(shè)置以接收各種輸入信號(包括但不限于第一牽引機(jī)22及第二牽引機(jī)26的運(yùn)行速度、變速器輸入速度、所選擇變速器傳動比、變速器輸出速度及車速)，然后根據(jù)邏輯規(guī)則處理這些信號來控制動力總成系統(tǒng)20的操作。例如，可以對ECU 30編程以在第一牽引機(jī)起內(nèi)燃機(jī)的作用時(shí)將燃油輸送至第一牽引機(jī)22。為了支持上述控制，第一牽引機(jī)22、第二牽引機(jī)26、主離合器28及混合動力變速器24中的每一者都可分別包括其自身的控制器32、33、34及36。但是，應(yīng)認(rèn)識到，本發(fā)明的系統(tǒng)及方法并不限于ECU 30、控制器32、33、34及36的任何具體類型或結(jié)構(gòu)，也不限于用于管理動力總成系統(tǒng)20的操作的任何具體控制邏輯。
在圖1所示的示例性實(shí)施例中，動力總成系統(tǒng)20還包括至少一個(gè)用于提供能量以使第一牽引機(jī)22及第二牽引機(jī)26運(yùn)轉(zhuǎn)的能量存儲裝置38A，38B。例如，當(dāng)?shù)谝粻恳龣C(jī)22起內(nèi)燃機(jī)的作用時(shí)，與第一牽引機(jī)22流體連通的能量存儲裝置38A可容納烴類燃油。在另一示例中，當(dāng)?shù)诙恳龣C(jī)26起電動機(jī)/發(fā)電機(jī)的作用時(shí)，能量存儲裝置38B可包蓄電池、電池組或電容器。當(dāng)這樣構(gòu)造時(shí)，如本領(lǐng)域公知的，可以設(shè)置電動機(jī)/發(fā)電機(jī)26與電能存儲裝置38B通過驅(qū)動逆變器39電氣連通。或者，當(dāng)?shù)诙恳龣C(jī)26起液壓馬達(dá)/泵的作用時(shí)，能量存儲裝置38B可起液壓蓄能器的作用。
根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，混合動力變速器24通過耦合至第一牽引機(jī)22的主同步離合器28耦合至第一牽引機(jī)22的輸出。類似的，混合動力變速器24耦合至第二牽引機(jī)26。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，第一牽引機(jī)22與第二牽引機(jī)26兩者均可獨(dú)立或同時(shí)驅(qū)動混合動力變速器24。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，混合動力變速器24可包括被構(gòu)造為允許由第一牽引機(jī)22及第二牽引機(jī)26分別對變速器獨(dú)立并同時(shí)驅(qū)動的任意數(shù)量的齒輪組(包括但絕不限于行星齒輪組(未示出))。此外，混合動力變速器24可包括連接至多傳動比變速器的變速器輸入軸。多傳動比變速器可包括數(shù)個(gè)可切換傳動比(如在任意數(shù)量的本領(lǐng)域公知換檔變速器中可見的)，或包括較不傳統(tǒng)的諸如無級變速器(“CVT”)的動力傳遞系統(tǒng)。
如所示出的，ECU 30可以可控地耦合至混合動力變速器以接收并解釋多個(gè)轉(zhuǎn)矩、慣量及速度輸入以確定變速器換檔點(diǎn)并基于變速器渦輪速度與確定的換檔點(diǎn)的比較來發(fā)出換檔命令。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，示出的ECU 30包括基于微處理器的計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)以多個(gè)非模糊邏輯規(guī)則和隸屬函數(shù)編程，這些規(guī)則和函數(shù)以及基于數(shù)個(gè)條件(包括但不限于轉(zhuǎn)矩、慣量及速度輸入)確定變速器換檔點(diǎn)。此外，ECU 30可包括換檔邏輯模塊及控制模塊，該換檔邏輯模塊構(gòu)造為基于已有變速器渦輪速度與確定的換檔點(diǎn)之間的比較發(fā)出升檔及降檔信號，該控制模塊用于執(zhí)行關(guān)聯(lián)于所需范圍換檔的離合器操作。以下將詳細(xì)描述ECU 30的操作方法的細(xì)節(jié)。
如上所述，包括單一牽引機(jī)的傳統(tǒng)車輛可具有換檔進(jìn)度圖以確定將提供燃油經(jīng)濟(jì)性及加速度的所需組合的換檔點(diǎn)。但是，因?yàn)樵诟鼜?fù)雜的混合動力動力總成系統(tǒng)20中使用了多個(gè)牽引機(jī)，故動態(tài)地建立所需換檔點(diǎn)策略是比較復(fù)雜的?；旌蟿恿恿偝上到y(tǒng)從至少兩個(gè)可用動力源接收轉(zhuǎn)矩輸入。在混合動力動力總成系統(tǒng)20中會由多個(gè)牽引機(jī)提供的轉(zhuǎn)矩及動力的可變的量及組合使得不能使用換檔進(jìn)度圖。因此，本發(fā)明的系統(tǒng)及方法使用非模糊邏輯以基于多個(gè)輸入及車輛狀態(tài)來確定合適的換檔點(diǎn)。以下將給出可由ECU 30包含來確定混合動力車中換檔點(diǎn)的示例性系統(tǒng)及方法的細(xì)節(jié)。
圖2示出了根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，由ECU 30包含來在混合動力車中確定多個(gè)換檔點(diǎn)并適時(shí)地執(zhí)行換檔的示例性方法。如圖所示，本示例性方法開始于首先基于多個(gè)數(shù)據(jù)及向該數(shù)據(jù)應(yīng)用非模糊邏輯來建立多個(gè)換檔點(diǎn)(步驟200)。一旦已經(jīng)建立了換檔點(diǎn)，就在確定的換檔點(diǎn)后增加滯后(步驟210)。然后，如圖2所示，至少部分基于多個(gè)操作條件及對非模糊邏輯的應(yīng)用來選擇名義檔位(nominal gear)(步驟220)并基于觸發(fā)條件選擇最終檔位(final gear)(步驟230)。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，用于在混合動力車中確定多個(gè)換檔點(diǎn)并適時(shí)地執(zhí)行換檔的上述示例性方法被重復(fù)執(zhí)行以與變化的車輛運(yùn)行條件相符合。現(xiàn)將參考圖3及圖4描述上述示例性方法的細(xì)節(jié)。
如上所述，用于在混合動力車中確定換檔點(diǎn)并適時(shí)地執(zhí)行換檔的本示例性方法開始于首先基于數(shù)據(jù)累積及向該數(shù)據(jù)應(yīng)用非模糊邏輯來建立多個(gè)換檔點(diǎn)(步驟200)。圖3示出了根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例用于確定換檔點(diǎn)的示例性方法。如圖3所示，用于在混合動力車中確定換檔點(diǎn)的示例性方法開始于首先界定用于最佳加速度的目標(biāo)輸入軸速度(步驟300)。傳統(tǒng)上，高輸入軸速度可提供最佳的加速度。根據(jù)本示例性實(shí)施例，用于最佳加速度的目標(biāo)輸入軸速度被確定并可以通過來自內(nèi)燃機(jī)的輸入、來自替代燃料源(諸如向電機(jī)提供電能的燃料電池或蓄電池)的輸入、或來自內(nèi)燃機(jī)及替代燃料源的組合的輸入來產(chǎn)生。
根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，通過分析作為速度的函數(shù)的第一牽引機(jī)22(圖1)與第二牽引機(jī)26(圖1)的合成最大轉(zhuǎn)矩曲線來確定本混合動力變速器24(圖1)每個(gè)檔位用于最佳加速度(高點(diǎn))的換檔點(diǎn)的輸入軸速度。然后為每個(gè)傳動比繪制該曲線以獲得作為速度的函數(shù)的在變速器輸出軸處混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的有效最大轉(zhuǎn)矩。根據(jù)本示例性實(shí)施例，然后分析該曲線，使得當(dāng)根據(jù)提供最佳加速度的條件運(yùn)行時(shí)，混合動力變速器維持嚙合直至在當(dāng)前檔位上的轉(zhuǎn)矩接近與下一個(gè)將被選擇的檔位上的轉(zhuǎn)矩相同的值。如果不可行，則在混合動力變速器24(圖1)及動力傳動系的機(jī)械極限內(nèi)將提供最佳加速度的高輸入軸速度點(diǎn)選擇得盡可能的高，同時(shí)將駕駛員工效因素(噪音)維持在正常水平。例如，如圖4所示，第一檔位具有表示混合動力變速器的機(jī)械上限的升檔點(diǎn)(400)。超過機(jī)械上限的輸入軸速度可能會導(dǎo)致?lián)p壞混合動力變速器24(圖1)。
此外，根據(jù)圖3所示的示例性方法，本系統(tǒng)確定將產(chǎn)生最佳燃油經(jīng)濟(jì)性的目標(biāo)輸入軸速度(步驟310)。根據(jù)本示例性實(shí)施例，用于最佳燃油經(jīng)濟(jì)性的目標(biāo)輸入軸速度可以從內(nèi)燃機(jī)、從向電機(jī)提供電能的諸如燃料電池或蓄電池的替代燃料源、或從內(nèi)燃機(jī)與替代燃料源的組合來確定。
根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，當(dāng)實(shí)施為內(nèi)燃機(jī)的第一牽引機(jī)22以足以防止發(fā)動機(jī)失速的穩(wěn)定狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，可以提供混合動力車的最大燃油經(jīng)濟(jì)性。因此，作為來自第一牽引機(jī)22(圖1，其作為內(nèi)燃機(jī))與第二牽引機(jī)26(圖1，其利用替代燃料源，例如其為電機(jī))兩者輸入的組合的結(jié)果，可以獲得用于最佳燃油經(jīng)濟(jì)性的目標(biāo)輸入軸速度。根據(jù)本示例性實(shí)施例，可以計(jì)算用于最佳燃油經(jīng)濟(jì)性的目標(biāo)輸入軸速度作為由諸如內(nèi)燃機(jī)的以穩(wěn)定狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)的第一牽引機(jī)22(圖1)所提供功率的比率，同時(shí)通過改變電機(jī)形式的第二牽引機(jī)26(圖1)的動力輸入來增大和減小輸入軸的速度。
雖然通過以盡可能低的運(yùn)行速度來操作第一牽引機(jī)22(圖1)及第二牽引機(jī)26(圖1)以實(shí)現(xiàn)最大燃油經(jīng)濟(jì)性，但用于最佳燃油經(jīng)濟(jì)性的換檔點(diǎn)被設(shè)定為使得車輛能夠連續(xù)加速至混合動力變速器24(圖1)中的下一個(gè)檔位。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，可基于用于第一牽引機(jī)22(圖1，作為內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行)的燃油經(jīng)濟(jì)性曲線以及第二牽引機(jī)26(圖1，作為電機(jī)運(yùn)行)的效率曲線來調(diào)整用于最佳燃油經(jīng)濟(jì)性的目標(biāo)輸入軸速度。在大部分情況下，兩種系統(tǒng)均在最低可能運(yùn)行速度表現(xiàn)出最佳燃油經(jīng)濟(jì)性。此外，根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，可以從絕對最佳值略微改變?yōu)樽罴讶加徒?jīng)濟(jì)性及最佳加速度建立的換檔點(diǎn)以改進(jìn)操作者在換級時(shí)的感受。這可能是車輛應(yīng)用及目標(biāo)性能需求方面的問題。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，可以改變圖4中的升檔點(diǎn)400及降檔點(diǎn)410以改進(jìn)操作者感受。
不管用于形成極端燃油經(jīng)濟(jì)性及加速度的牽引機(jī)組合如何，用于最佳加速度的目標(biāo)輸入軸速度及用于最佳燃油經(jīng)濟(jì)性的目標(biāo)輸入軸速度分別為獲得的換檔點(diǎn)建立了上限值及下限值。一旦已經(jīng)確定了這些極端換檔點(diǎn)參數(shù)，就評估表明駕駛員意圖的多個(gè)狀態(tài)以改變獲得的換檔點(diǎn)的位置，由此允許車輛提供安全、有效、及反應(yīng)性駕乘。
如圖3所示，可通過分析檔位指示選擇來從極端參數(shù)調(diào)節(jié)換檔點(diǎn)(步驟320)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，如果檔位指示是置于普通驅(qū)動(D)或超速檔位，就假定駕駛員更在意燃油經(jīng)濟(jì)性而加速度及/或轉(zhuǎn)矩生成可能不太重要。因此，根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，檢測到檔位指示位于普通驅(qū)動(D)或超速(0D)檔位將表明需要將獲得的換檔點(diǎn)向?yàn)樘峁┳罴讶加徒?jīng)濟(jì)性而確定的低輸入軸速度調(diào)節(jié)。相反，處于相對于驅(qū)動(D)或超速(0D)更低檔位(諸如低檔位(L)或特定低檔位(1，2，3))的檔位指示可能表示使用者需要提高的加速度及轉(zhuǎn)矩可用性。因此，比普通驅(qū)動(D)或超速(0D)檔位更低檔位的檔位指示將被解釋為需要將換檔點(diǎn)向高輸入軸速度調(diào)節(jié)以允許生成更大的加速度及/或轉(zhuǎn)矩，同時(shí)以可能的燃油經(jīng)濟(jì)性為代價(jià)。
為了改變獲得的換檔點(diǎn)可以檢查的另一個(gè)狀態(tài)是車輛當(dāng)前使用的轉(zhuǎn)矩百分率(步驟330)。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，車輛的轉(zhuǎn)矩百分率被定義為要求轉(zhuǎn)矩量除以當(dāng)前檔位狀態(tài)可獲得的轉(zhuǎn)矩量。根據(jù)轉(zhuǎn)矩百分率的該定義，對由第一牽引機(jī)及第二牽引機(jī)中任一者或兩者所提供的可能轉(zhuǎn)矩輸入進(jìn)行評估，以確定在當(dāng)前檔位可獲得的轉(zhuǎn)矩量。具體而言，ECU確定變速器的當(dāng)前檔位并將該檔位乘以通過由第一牽引機(jī)22(圖1)與第二牽引機(jī)26兩者提供的可能轉(zhuǎn)矩輸入。根據(jù)本示例性實(shí)施例，如果車輛使用者正在要求大部分的可獲得轉(zhuǎn)矩，則該要求被解釋為對高加速率的需求。因此，接近1.0的轉(zhuǎn)矩百分率將使得合成換檔點(diǎn)向高輸入軸速度調(diào)節(jié)。
根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，使用轉(zhuǎn)矩百分率來計(jì)算轉(zhuǎn)矩命令因子，然后可使用該因子來調(diào)節(jié)換檔點(diǎn)。對轉(zhuǎn)矩命令因子的實(shí)現(xiàn)包括基于轉(zhuǎn)矩百分率產(chǎn)生在0與1之間的因子，其中1表示最大加速度換檔點(diǎn)選擇，而0表示最佳MPG換檔點(diǎn)選擇。該因子取決于當(dāng)前需求轉(zhuǎn)矩與最大可獲得轉(zhuǎn)矩的比值并取決于當(dāng)前車輛表觀慣量。然后使用轉(zhuǎn)矩命令因子來與其他被分析的因子一起動態(tài)地調(diào)節(jié)換檔點(diǎn)。
除了上述狀態(tài)之外，本示例性系統(tǒng)還評估車輛的表觀慣量(步驟340)以進(jìn)一步調(diào)節(jié)獲得的換檔點(diǎn)。具有較高車輛慣量的較重負(fù)載通常要求較高的換檔點(diǎn)以維持需要的速度。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，可以由變速器輸出軸轉(zhuǎn)矩除以車輛加速度來計(jì)算車輛表觀慣量?？梢愿鶕?jù)任意數(shù)量的示例性方法來確定變速器輸出軸轉(zhuǎn)矩。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，可通過將第一牽引機(jī)22(圖1)與第二牽引機(jī)26(圖1)兩者的輸出轉(zhuǎn)矩相加來確定輸出軸轉(zhuǎn)矩。為了獲得第一牽引機(jī)22(圖1)的轉(zhuǎn)矩，可以通過節(jié)氣門傳感器來檢測通常表明發(fā)動機(jī)狀態(tài)的節(jié)氣門開度。然后可將節(jié)氣門開度與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較，并通過ECU 30(圖1)與輸出動力特性圖進(jìn)行比較以確定第一牽引機(jī)22(圖1)的轉(zhuǎn)矩。類似的，為了確定第二牽引機(jī)26(圖1)的輸出轉(zhuǎn)矩，可以獲得輸入第二牽引機(jī)中的能量輸入并將該能量輸入與輸出特性圖進(jìn)行比較。
類似的，可以使用任意數(shù)量的已知方法來確定車輛的加速度。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，通過首先測量混合動力變速器24(圖1)的變速器輸出軸速度來確定車輛加速度。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，可以通過傳統(tǒng)的電子傳感器(諸如電位器、熱敏電阻器、及磁速拾取器)來獲得當(dāng)前混合動力系統(tǒng)速度。然后ECU 30(圖1)可使用這些輸入以產(chǎn)生當(dāng)前混合動力系統(tǒng)的速度數(shù)值。一旦測量了變速器輸出軸的速度，就以作為測量的輸出速度的時(shí)間倒數(shù)來計(jì)算加速度。然后可使用加速度及轉(zhuǎn)矩來確定車輛的表觀慣量。在使用加速度及轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)據(jù)來確定車輛的表觀慣量之前，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例可以將該數(shù)據(jù)數(shù)字濾波以去除噪音影響。可使用表觀慣量來表明由于車輛周圍狀況(包括但不限于較大負(fù)載、諸如泥地的較差道路狀況、或陡坡)何時(shí)需要升高換檔點(diǎn)。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，車輛表觀慣量對于轉(zhuǎn)矩百分率起類似乘法器的作用，并將車輛對較大的車重而按比例調(diào)節(jié)至較高的換檔點(diǎn)并對空車按比例調(diào)節(jié)至較低的換檔點(diǎn)。
接著參考圖3，一旦收集到確定的檔位、轉(zhuǎn)矩百分率、以及表觀慣量，就可以為當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)確定升檔及降檔點(diǎn)(步驟350)。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，根據(jù)車輛的慣量及車輛操作者需求的性能來調(diào)節(jié)通過目標(biāo)輸入軸速度為最佳加速度及最佳燃油經(jīng)濟(jì)性建立的極限值，車輛操作者需求的性能通過所使用的轉(zhuǎn)矩百分率和確定的檔位可表明。
除了由于確定的檔位、轉(zhuǎn)矩百分率、及表觀慣量來調(diào)節(jié)換檔點(diǎn)之外，還可基于滯后來調(diào)節(jié)換檔點(diǎn)(步驟210)。具體而言，在執(zhí)行檔位改變期間，向每個(gè)升檔點(diǎn)增加速度補(bǔ)償值并從每個(gè)降檔位置減去速度補(bǔ)償值。該計(jì)算速度補(bǔ)償值在換檔開始時(shí)立即被初始化，并以計(jì)算速率下降。設(shè)置換檔滯后以避免限值循環(huán)。
圖4是示出了為每個(gè)檔位繪制為混合動力輸入軸速度對混合動力變速器輸入軸速度的最小及最大升檔點(diǎn)及降檔點(diǎn)。如圖4所示，可以為每個(gè)可選檔位廣泛地改變對應(yīng)于混合動力車中升檔及降檔的軸速。因此，上述調(diào)節(jié)因子可以對混合動力車的燃油經(jīng)濟(jì)性及加速度特性有極大的影響。因此，如圖4所示，可基于當(dāng)前運(yùn)轉(zhuǎn)的檔位與用于升檔的一個(gè)較高檔位及用于降檔點(diǎn)的一個(gè)較低檔位之間的傳動比來選擇升檔及降檔點(diǎn)。根據(jù)本示例性實(shí)施例，考慮當(dāng)前檔位與周圍檔位之間的傳動比使得當(dāng)輸入軸速度與輸出軸速度相對接近時(shí)，可以進(jìn)行齒輪嚙合，由此大大減小在執(zhí)行升檔或降檔期間齒輪上的磨損。
返回圖2，一旦根據(jù)上述方法動態(tài)地建立了換檔點(diǎn)，混合動力車就選擇用于操作的名義檔位(步驟220)。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，基于變速器輸出軸速度來選擇名義檔位。根據(jù)建立的換檔點(diǎn)策略，一旦檢測到變速器輸出軸速度，就選擇在當(dāng)前狀態(tài)下要求降檔之前允許一定前進(jìn)的檔位。
在選擇了名義檔位(步驟220)時(shí)，可基于建立的換檔點(diǎn)策略來選擇最終檔位。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，當(dāng)根據(jù)建立的換檔點(diǎn)在混合動力變速器24(圖1)中進(jìn)行從名義檔位的升檔及降檔時(shí)，采用主動換檔模式。
根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，在混合動力車中持續(xù)執(zhí)行本方法以動態(tài)地更新?lián)Q檔點(diǎn)策略。此外，可在實(shí)際換檔期間執(zhí)行本方法，由此如果發(fā)生過度減速或加速，則將更新檔位命令以反應(yīng)新的操作者意圖。
已參考上述實(shí)施例具體示出并描述了本發(fā)明的示例性系統(tǒng)及方法，其僅為實(shí)施本系統(tǒng)及方法的最佳模式的示例。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的是可以在實(shí)施本系統(tǒng)及/或方法時(shí)對這里描述的系統(tǒng)及方法的實(shí)施例做各種改變而不脫離界定在所附權(quán)利要求中的本發(fā)明的精神及范圍。所附權(quán)利要求意在界定本系統(tǒng)及方法的范圍，故落入這些權(quán)利要求中及與其等同的系統(tǒng)及方法可被涵蓋。對本系統(tǒng)及方法的以上描述應(yīng)被理解為包括這里描述的全部的新的及非顯而易見的元素的結(jié)合，而本申請或后續(xù)申請中可存在涉及任何新的及非顯而易見的元素的結(jié)合的權(quán)利要求。此外，上述實(shí)施例是示例性的，對于在本申請或后續(xù)申請中可以要求保護(hù)的全部可能組合中，沒有一個(gè)單一特征或元素是必不可少的。
權(quán)利要求
1.一種用于確定換檔點(diǎn)策略的方法，包括提供至少兩個(gè)動力源；選擇性地將具有輸入軸的混合動力車變速器耦合至所述至少兩個(gè)動力源，所述混合動力車變速器從所述動力源中的至少一者接收動力；限定用于最佳加速度的所述變速器輸入軸的速度；限定用于最佳燃油經(jīng)濟(jì)性的所述變速器輸入軸的速度；通過與所述最佳加速度及所述最佳燃油經(jīng)濟(jì)性的比較來確定駕駛員意圖；并至少部分基于所述確定步驟來設(shè)定換檔點(diǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述確定步驟包括使用作為全部可獲得轉(zhuǎn)矩的百分率的駕駛員要求轉(zhuǎn)矩。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述全部可獲得轉(zhuǎn)矩包括來自所述至少兩個(gè)動力源的可獲得轉(zhuǎn)矩的總和。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括確定車輛的表觀慣量；并使用所述確定的車輛表觀慣量作為需要調(diào)節(jié)至少一個(gè)換檔點(diǎn)的指示。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述確定車輛的表觀慣量的步驟包括測量所述混合動力車變速器的輸出軸轉(zhuǎn)矩；確定所述車輛的加速度；并將所述輸出軸轉(zhuǎn)矩除以所述車輛加速度。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在換檔后增加滯后以使限值循環(huán)的要求最小化的步驟。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述通過與所述最佳加速度及所述最佳燃油經(jīng)濟(jì)性的比較來確定駕駛員意圖的步驟包括評估檔位指示。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述至少部分基于所述確定步驟來設(shè)定換檔點(diǎn)的步驟包括為所述混合動力變速器的所接合檔位設(shè)定升檔點(diǎn)及降檔點(diǎn)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述至少部分基于所述確定步驟來設(shè)定換檔點(diǎn)的步驟包括為所述混合動力變速器中的每個(gè)檔位設(shè)定升檔點(diǎn)及降檔點(diǎn)。
10.一種用于確定換檔點(diǎn)策略的方法，包括提供至少第一動力源及第二動力源，其中所述第一動力源是內(nèi)燃機(jī)；選擇性地將具有輸入軸的混合動力車變速器耦合至所述至少兩個(gè)動力源，所述混合動力車變速器被構(gòu)造為選擇性地從所述至少第一及第二動力源接收動力；限定用于最佳加速度的所述變速器輸入軸的速度；限定用于最佳燃油經(jīng)濟(jì)性的所述變速器輸入軸的速度；通過與所述最佳加速度及所述最佳燃油經(jīng)濟(jì)性的比較來確定駕駛員意圖，使用作為全部可獲得轉(zhuǎn)矩的百分率的駕駛員要求轉(zhuǎn)矩、車輛的表觀慣量、及變速器檔位指示來確定所述駕駛員意圖；并至少部分基于所述確定步驟來設(shè)定換檔點(diǎn)。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，還包括在換檔后增加滯后以使限值循環(huán)的要求最小化。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述至少部分基于所述確定步驟來設(shè)定換檔點(diǎn)的步驟包括為所述混合動力變速器的所接合檔位設(shè)定升檔點(diǎn)及降檔點(diǎn)。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述至少部分基于所述確定步驟來設(shè)定換檔點(diǎn)的步驟包括為所述混合動力變速器中的每個(gè)檔位設(shè)定升檔點(diǎn)及降檔點(diǎn)。
14.一種用于操作混合動力車的方法，包括建立換檔點(diǎn)策略，其中所述建立換檔點(diǎn)策略包括以下步驟提供至少兩個(gè)動力源；選擇性地將具有輸入軸的混合動力車變速器耦合至所述至少兩個(gè)動力源，所述混合動力車變速器從所述動力源中的至少一者接收動力；限定用于最佳加速度的所述變速器輸入軸的速度；限定用于最佳燃油經(jīng)濟(jì)性的所述變速器輸入軸的速度；通過與所述最佳加速度及所述最佳燃油經(jīng)濟(jì)性的比較來確定駕駛員意圖；并至少部分基于所述確定步驟來設(shè)定換檔點(diǎn)；確定落入所述換檔點(diǎn)策略中的中間檔位；并最終確定所述中間檔位。
15.如權(quán)利要求14所述的操作混合動力車的方法，其中所述確定步驟包括使用作為全部可獲得轉(zhuǎn)矩的百分率的駕駛員要求轉(zhuǎn)矩。
16.如權(quán)利要求15所述的操作混合動力車的方法，其中所述全部可獲得轉(zhuǎn)矩包括來自所述至少兩個(gè)動力源的可獲得轉(zhuǎn)矩的總和。
17.如權(quán)利要求14所述的操作混合動力車的方法，還包括確定車輛的表觀慣量；并使用所述確定的車輛表觀慣量作為需要調(diào)節(jié)至少一個(gè)換檔點(diǎn)的指示。
18.如權(quán)利要求17所述的操作混合動力車的方法，其中所述確定車輛的表觀慣量的步驟包括測量所述混合動力車變速器的輸出軸轉(zhuǎn)矩；確定所述車輛的加速度；并將所述輸出軸轉(zhuǎn)矩除以所述車輛加速度。
19.如權(quán)利要求14所述的操作混合動力車的方法，還包括在換檔后增加滯后以使限值循環(huán)的要求最小化的步驟。
20.如權(quán)利要求14所述的操作混合動力車的方法，其中所述通過與所述最佳加速度及所述最佳燃油經(jīng)濟(jì)性的比較來確定駕駛員意圖的步驟包括評估檔位指示。
21.如權(quán)利要求14所述操作混合動力車的方法，其中所述至少部分基于所述確定步驟來設(shè)定換檔點(diǎn)的步驟包括為所述混合動力變速器的所接合檔位設(shè)定升檔點(diǎn)及降檔點(diǎn)。
22.如權(quán)利要求14所述操作混合動力車的方法，其中所述至少部分基于所述確定步驟來設(shè)定換檔點(diǎn)的步驟包括為所述混合動力變速器中的每個(gè)檔位設(shè)定升檔點(diǎn)及降檔點(diǎn)。
23.一種用于確定混合動力變速器中的換檔點(diǎn)策略的系統(tǒng)，所述混合動力變速器具有選擇性地耦合至輸入軸的多個(gè)牽引機(jī)，所述系統(tǒng)包括控制單元，其被構(gòu)造為限定用于最佳加速度的所述混合動力變速器輸入軸的速度，限定用于最佳燃油經(jīng)濟(jì)性的所述變速器輸入軸的速度，至少部分基于作為全部可獲得轉(zhuǎn)矩的百分率的駕駛員要求轉(zhuǎn)矩、通過與所述最佳加速度及所述最佳燃油經(jīng)濟(jì)性的比較來確定駕駛員意圖，并至少部分基于所述確定步驟來設(shè)定換檔點(diǎn)。
24.如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中所述控制單元還被構(gòu)造為至少部分基于自動檔位表示來確定駕駛員意圖。
25.如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中所述控制單元還被構(gòu)造為確定車輛的表觀慣量，并使用所述確定的車輛表觀慣量作為需要調(diào)節(jié)至少一個(gè)換檔點(diǎn)的指示。
全文摘要
一種用于確定換檔點(diǎn)策略的方法，包括提供至少兩個(gè)動力源；選擇性地將具有輸入軸的混合動力車變速器耦合至所述至少兩個(gè)動力源，所述混合動力車變速器從所述動力源中的至少一者接收動力；限定用于最佳加速度的所述變速器輸入軸的速度；限定用于最佳燃油經(jīng)濟(jì)性的所述變速器輸入軸的速度；通過與所述最佳加速度及所述最佳燃油經(jīng)濟(jì)性的比較來確定駕駛員意圖；并至少部分基于所述確定步驟來設(shè)定換檔點(diǎn)。
文檔編號B60W10/10GK1985109SQ200580022960
公開日2007年6月20日 申請日期2005年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月7日
發(fā)明者G·A·布魯納曼, L·J·布拉克尼 申請人:易通公司