專利名稱：混合動(dòng)力車輛的起動(dòng)控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及具有發(fā)動(dòng)機(jī)和一個(gè)或多個(gè)電機(jī)的混合動(dòng)力車輛的 動(dòng)力總成，具體地，涉及在車輛從停止或幾乎停止的狀態(tài)加速時(shí)，即所謂 的車輛起動(dòng)時(shí)，控制傳送到驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)矩。
背景技術(shù)：
動(dòng)力換檔變速器是使用兩個(gè)輸入離合器的嚙合機(jī)構(gòu)，所述兩個(gè)輸入離 合器在前進(jìn)驅(qū)動(dòng)和倒車驅(qū)動(dòng)中產(chǎn)生多個(gè)傳動(dòng)比。其使用同步雙離合器換檔 連續(xù)傳送動(dòng)力。變速器具有設(shè)置在變速器的輸入端和其輸出端之間的雙副軸構(gòu)造中 的傳動(dòng)裝置。 一個(gè)輸入離合器在輸入端和與偶數(shù)檔相關(guān)的第一副軸之間傳 送轉(zhuǎn)矩；另一個(gè)輸入離合器在變速器輸入端和與奇數(shù)檔相關(guān)的第二副軸之 間傳送轉(zhuǎn)矩。變速器通過交替地嚙合第一輸入離合器并在當(dāng)前檔行進(jìn)、松 開第二輸入離合器、準(zhǔn)備變速器中的動(dòng)力路徑以在目標(biāo)檔運(yùn)行、松開第一 離合器、嚙合第二離合器并準(zhǔn)備變速器中的另一動(dòng)力路徑以在下一擋運(yùn)行 產(chǎn)生傳動(dòng)比。傳統(tǒng)的有包括動(dòng)力換檔變速器的動(dòng)力總成的車輛在車輛起動(dòng)狀態(tài)中， 發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器以協(xié)調(diào)的方式被同時(shí)控制以提供可接受的車輛起動(dòng)性能。 在動(dòng)力換檔變速器車輛的應(yīng)用中，由于缺少轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器，提供的一致的、 可接受的車輛起動(dòng)性能是十分困難的控制問題。在這類車輛使用的車輛起 動(dòng)狀態(tài)中，變速器離合器的最大轉(zhuǎn)矩和離合器的滑差配合發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩被小 心地控制，以提供需要的車輛響應(yīng)。在這些事件中會(huì)發(fā)生的包括發(fā)動(dòng)機(jī)熄 火、過多的離合器滑差、降低的離合器耐久性、固定腳踏感和響應(yīng)不一致 的問題便是一些例子。動(dòng)力換檔變速器可以用于混合動(dòng)力車輛(HEV)，其中一個(gè)或多個(gè)電機(jī) 例如電動(dòng)機(jī)或一體式啟動(dòng)發(fā)電機(jī)(ISG)被設(shè)置為與發(fā)動(dòng)機(jī)串聯(lián)和并聯(lián)。與傳 統(tǒng)的具有動(dòng)力換檔變速器的車輛不同，帶動(dòng)力換檔變速器的混合動(dòng)力車輛 中具有可在車輛起動(dòng)狀態(tài)中使用的多個(gè)推進(jìn)路徑和多個(gè)動(dòng)力源、以及發(fā)動(dòng) 機(jī)和電機(jī)。因此，需要更完善的動(dòng)力換檔車輛起動(dòng)控制系統(tǒng)，以響應(yīng)車輛 駕駛員的車輛起動(dòng)請(qǐng)求，應(yīng)付復(fù)雜的情況和增加的HEV動(dòng)力總成操作模 式。發(fā)明內(nèi)容HEV中用于控制車輛起動(dòng)的系統(tǒng)和方法利用附加推進(jìn)路徑和轉(zhuǎn)矩執(zhí) 行器提升車輛起動(dòng)性能，克服帶動(dòng)力換檔變速器的傳統(tǒng)車輛表現(xiàn)出的問題 和不足。由于增強(qiáng)的動(dòng)力換檔變速器的控制，在車輛起動(dòng)中將多個(gè)推進(jìn)路徑用 于推進(jìn)時(shí)，上述控制策略支持轉(zhuǎn)矩混合。此外，當(dāng)附加轉(zhuǎn)矩執(zhí)行器提供推 進(jìn)輔助時(shí)，該控制協(xié)調(diào)離合器最大轉(zhuǎn)矩的控制，從而因離合器負(fù)載減小而 使離合器的耐久性提高。而且，該控制在車輛起動(dòng)狀態(tài)中通過控制凈機(jī)軸 轉(zhuǎn)矩支持第一電機(jī)為電池充電。該控制支持多個(gè)HEV動(dòng)力總成操作模式 和轉(zhuǎn)換，如果不使用附加轉(zhuǎn)矩執(zhí)行器，其與帶動(dòng)力換檔的傳統(tǒng)車輛一樣自 動(dòng)操作，并且不論輸入離合器是濕式或干式離合器，其都可用于任何使用 動(dòng)力換檔變速器的HEV動(dòng)力總成結(jié)構(gòu)?？梢允褂密囕v起動(dòng)控制的動(dòng)力總成包括具有輸入端、當(dāng)前檔、與目標(biāo) 檔相關(guān)的輸入離合器和輸出端的變速器、以及發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)輸入端的第一 電機(jī)。使用具有輸入端、當(dāng)前檔、與目標(biāo)檔相關(guān)的輸入離合器和輸出端的 變速器、以及發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)輸入端的電機(jī)控制車輛起動(dòng)的方法，其包括以 下步驟使用發(fā)動(dòng)機(jī)和第一電機(jī)以所需大小的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)變速器輸入端，確 定輸入離合器所需最大轉(zhuǎn)矩的大小，確定機(jī)軸速度誤差，確定將減小機(jī)軸 速度誤差的輸入離合器的最大轉(zhuǎn)矩變化的大小，以及將輸入離合器的最大 轉(zhuǎn)矩增加到所需最大轉(zhuǎn)矩，該所需最大轉(zhuǎn)矩的大小由輸入離合器的最大轉(zhuǎn) 矩的當(dāng)前大小與輸入離合器的最大轉(zhuǎn)矩的上述變化之和確定。根據(jù)以下詳細(xì)說明、權(quán)利要求和附圖，較佳實(shí)施例的適用范圍將變得 顯而易見。應(yīng)當(dāng)知道的是，該說明和特定的實(shí)例盡管表示本發(fā)明的較佳實(shí) 施例，卻僅通過示例說明的方式給出。對(duì)所述實(shí)施例和實(shí)例的多種變化和 更改對(duì)于所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員而言顯而易見。


參照以下說明和附圖，本發(fā)明將更容易被理解，其中圖1是可使用控制的車輛動(dòng)力總成系統(tǒng)的示意性圖表；圖2是表示圖1的車輛動(dòng)力總成系統(tǒng)的附加細(xì)節(jié)的示意性圖表；圖3是車輛起動(dòng)控制系統(tǒng)的示意性圖表；圖4是表示車輛起動(dòng)控制方法的步驟的圖表；以及圖5A是表示通過執(zhí)行控制算法產(chǎn)生的車輛起動(dòng)操作中，所需的車輪 轉(zhuǎn)矩隨時(shí)間變化的圖；圖5B是表示車輛起動(dòng)操作中所述輸入離合器所需的最大轉(zhuǎn)矩隨時(shí)間 的變化的圖；圖5C是表示車輛起動(dòng)操作中車速隨時(shí)間變化的圖；圖5D是表示車輛起動(dòng)操作中發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)軸速度、所需的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)軸速 度和離合器輸出速度隨時(shí)間變化的圖；圖5E是表示車輛起動(dòng)操作中發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和CISG轉(zhuǎn)矩隨時(shí)間變化的圖；圖5F是表示車輛起動(dòng)操作中變速器輸出端轉(zhuǎn)矩和ERAD轉(zhuǎn)矩隨時(shí)間 變化的圖；以及圖6是表示動(dòng)力換檔變速器的細(xì)節(jié)的示意性圖表。
具體實(shí)施方式
如圖1和圖2所示，車輛動(dòng)力總成12包括發(fā)動(dòng)機(jī)14，例如柴油或汽 油發(fā)動(dòng)機(jī)；變速器16，例如雙濕式離合器動(dòng)力換檔變速器或其他不具有轉(zhuǎn)7矩轉(zhuǎn)換器的多速率變速器；電機(jī)18，例如可驅(qū)動(dòng)地連接變速器輸入端20 的ISG (integrated starter generator,集成啟動(dòng)發(fā)電機(jī))；以及附加電機(jī)22， 例如電動(dòng)機(jī)。電機(jī)18提供啟動(dòng)/發(fā)電功能。電機(jī)22，有時(shí)也稱作電后橋驅(qū)動(dòng)單元(ERAD),通過傳動(dòng)裝置28連 接到后橋24的主減速器，并提供電驅(qū)動(dòng)或混合(串聯(lián)/并聯(lián))驅(qū)動(dòng)模式的 附加推進(jìn)能力。在全FWD應(yīng)用中，電機(jī)22也可以連接到變速器輸出端的 前橋的主減速器，并被稱作電前橋驅(qū)動(dòng)(EFAD)單元。電機(jī)22輸出的動(dòng)力 通過ERAD傳動(dòng)裝置28和輪間差速機(jī)構(gòu)形式的主減速器單元30驅(qū)動(dòng)車輪 26、 27。類似地，變速器輸出端32通過包括輪間差速機(jī)構(gòu)的主減速器單 元36可驅(qū)動(dòng)地(機(jī)械地)連接到車輪34、 35。動(dòng)力總成12可以以主要模式操作，包括(l)串聯(lián)混合驅(qū)動(dòng)，其中發(fā) 動(dòng)機(jī)14運(yùn)行并產(chǎn)生燃燒，GISG18產(chǎn)生電力，ERAD22交替運(yùn)轉(zhuǎn)和產(chǎn)生電 力；(2)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，其中CISG 18和ERAD 22都不工作，發(fā)動(dòng)機(jī)14運(yùn)行， 如傳統(tǒng)的動(dòng)力總成一樣；(3)并聯(lián)混合驅(qū)動(dòng)，其中發(fā)動(dòng)機(jī)14運(yùn)行，GISG18 禾口/或ERAD22工作以提供附加車輛推進(jìn)力；(4)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，其中CISG 18 運(yùn)轉(zhuǎn)以通過驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)；以及(5)發(fā)動(dòng)機(jī)停止，其中發(fā)動(dòng)機(jī) 14關(guān)閉。并聯(lián)混合驅(qū)動(dòng)模式的運(yùn)行中，動(dòng)力總成可以以多種子模式操作， 包括(3.1)并聯(lián)混合驅(qū)動(dòng)1，其中GISG18關(guān)閉，ERAD22運(yùn)轉(zhuǎn)并發(fā)電； (3.2)并聯(lián)混合驅(qū)動(dòng)2，其中GISG18運(yùn)轉(zhuǎn)，ERAD22關(guān)閉；(3.3)并聯(lián)混合 驅(qū)動(dòng)3，其中GISG18和ERAD22運(yùn)轉(zhuǎn)；以及(3.4)并聯(lián)混合驅(qū)動(dòng)4,其中 GISG18發(fā)電，ERAD22交替關(guān)閉、運(yùn)轉(zhuǎn)和發(fā)電。圖2表示輸入離合器40、 41,其選擇性地將變速器16的輸入軸20 交替連接到偶數(shù)檔42和奇數(shù)檔43;電子變速器控制模塊(TCM)44，其通 過發(fā)給伺服系統(tǒng)的、啟動(dòng)輸入離合器和齒輪箱換檔撥叉/同步器的指令信 號(hào)，控制輸入離合器和齒輪箱的狀態(tài)；電子發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECM)46，其 控制發(fā)動(dòng)機(jī)14的操作；ISC48，控制CISG和ERAD的操作。圖中未示的 車輛控制系統(tǒng)(VCS)向TCM和ECM發(fā)送控制指令。VCS、 TCM禾BECM 中的每一個(gè)都包括可訪問電子存儲(chǔ)器并含有以計(jì)算機(jī)編碼表示的控制算 法的微處理器，該控制算法以頻繁的間隔重復(fù)執(zhí)行。有兩個(gè)推進(jìn)路徑，即機(jī)械路徑和電路徑，被用于完成車輛駕駛員發(fā)出的推進(jìn)指令。發(fā)動(dòng)機(jī)14和CISG 18可以通過將轉(zhuǎn)矩經(jīng)由機(jī)械推進(jìn)路徑中 的變速器16傳送到車輪34、 35來提供車輛推進(jìn)力，ERAD機(jī)器22可以 直接在電推進(jìn)路徑將車輛推進(jìn)力提供給車輪26、 27。車輛起動(dòng)控制響應(yīng)起動(dòng)狀態(tài)中車輛駕駛員發(fā)出的有效前橋推進(jìn)指令， 使用基于轉(zhuǎn)矩的控制方案控制變速器輸入離合器40、 41的最大轉(zhuǎn)矩和電 動(dòng)機(jī)機(jī)軸轉(zhuǎn)矩。采用圖1和2所示的動(dòng)力總成控制車輛起動(dòng)的算法的步驟表示在圖3 中的控制系統(tǒng)圖表和圖4中的方法步驟圖表中。車輛駕駛員對(duì)車輪轉(zhuǎn)矩的 指令由發(fā)動(dòng)機(jī)加速踏板50被壓低的程度表示，該壓低通常被標(biāo)記為加速 踏板位置pps。pps傳感器產(chǎn)生的表示加速踏板位置的電子信號(hào)和軸速傳感 器產(chǎn)生的表示當(dāng)前車速52的電信號(hào)，被駕駛員指令確定函數(shù)54接收作為 輸入，其在電子存儲(chǔ)器中訪問由兩個(gè)輸入變量為指數(shù)(indexed)的函數(shù)， 以產(chǎn)生當(dāng)前所需的車輪轉(zhuǎn)矩指令TW—DES的量。方框56中，參考前橋轉(zhuǎn)矩和后橋轉(zhuǎn)矩所需量，確定由機(jī)械推進(jìn)路徑 的發(fā)動(dòng)機(jī)14和CISG18提供到前輪34、 35的所需前橋轉(zhuǎn)矩TW—FA和由 電推進(jìn)路徑的ERAD28提供到后輪26、 27的所需后橋轉(zhuǎn)矩TW一RA，使 得分配的推進(jìn)轉(zhuǎn)矩之和等于駕駛員要求的總車輪轉(zhuǎn)矩TW一DES。推進(jìn)力分 配策略可以考慮車輛穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)約束條件、能量管理和效率標(biāo)準(zhǔn)、多種 動(dòng)力源的最大轉(zhuǎn)矩等。方框58中，參考分配的推進(jìn)力和后橋推進(jìn)轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求TW一RA確定所 需的ERAD轉(zhuǎn)矩，表示所需ERAD轉(zhuǎn)矩TERAD_DES的指令通過通信總 線60被發(fā)送到ISC48控制接口 ，該指令使得ERAD28產(chǎn)生所需的ERAD 轉(zhuǎn)矩。類似地，方框59中，確定所需的變速器輸出轉(zhuǎn)矩TO一FA，參考分配 的推進(jìn)力和前橋推進(jìn)轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求TW—FA確定的、表示所需的變速器輸出轉(zhuǎn) 矩的指令被發(fā)送到方框62，在其中確定輸入離合器最大轉(zhuǎn)矩，其還被發(fā)送 到方框64，在其中確定發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)軸轉(zhuǎn)矩。方框62和64中使用的技術(shù)細(xì)節(jié)將在下面說明。而后將控制傳送到動(dòng)力換檔模式處理控制器66，其接收表示變速器選 檔器PRNDL的位置、發(fā)動(dòng)機(jī)14的實(shí)際機(jī)軸速度"CRK、齒輪箱輸入端 21的當(dāng)前離合器輸出速度"CL、車速VS和HEV動(dòng)力總成操作模式的輸 入信號(hào)。如果所需的輸出轉(zhuǎn)矩TO—FA等于或大于預(yù)定的量且車速較慢， 則控制器66啟動(dòng)車輛起動(dòng)模式控制器68,進(jìn)而表示車輛在車輛起動(dòng)狀態(tài) 運(yùn)行并且在車輛起動(dòng)過程中將使用包括變速器16的推進(jìn)路徑。控制器66發(fā)出啟動(dòng)起動(dòng)模式控制68的指令67后，控制到達(dá)方框62, 在其中開環(huán)控制參考當(dāng)前變速器檔、傳動(dòng)比和所需的變速器輸出轉(zhuǎn)矩 TO一FA確定所需的開環(huán)輸入離合器最大轉(zhuǎn)矩TCL—OL—LCH的量。車輛起動(dòng)控制器68根據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的、并以當(dāng)前的車速VS和加 速踏板位置為指數(shù)的函數(shù)，在方框70確定所需的輸入離合器40、 41的滑 差CLSLIPDES。所述輸入離合器與目標(biāo)檔，也就是起動(dòng)過程中的當(dāng)前變 速器檔相關(guān)。方框72中，參考所需的離合器滑差CL SLIP_DES和齒輪箱輸出端21 處的當(dāng)前離合器的輸出速度"CL，在求和點(diǎn)74處確定變速器輸出端20 處所需的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)軸速度"CRK^DES。所需的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)軸速度"CRK DES作為輸入被提供給求和點(diǎn)78。表示當(dāng)前離合器輸出速度"CL的信號(hào) 從TCM44經(jīng)由通信總線60傳至求和點(diǎn)74。在求和點(diǎn)78處，確定發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)軸速度誤差"CRK—ERR、變速器輸入 端20處所需發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)軸速度coCRI^DES與當(dāng)前機(jī)軸速度"CRK之差， 并將其作為輸入提供給PID控制器80或類似的閉環(huán)控制器。表示當(dāng)前機(jī) 軸速度"CRK的信號(hào)通過通信總線60從ECM46傳送到求和點(diǎn)78。為了控制車輛起動(dòng)過程中所述輸入離合器40、 41的滑差，控制器80 確定使當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)軸速度誤差"CRK ERR最小化所需的所述輸入離合 器的A最大轉(zhuǎn)矩ATCLCAP。在求和點(diǎn)69處，確定起動(dòng)時(shí)所述輸入離合器的所需最大轉(zhuǎn)矩 TCL一CAP一LCH 、 80處確定的使當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)軸速度誤差"CRK ERR最小化所需的A最大轉(zhuǎn)矩TCL CAP之和以及62處確定的所述輸入離合器 的開環(huán)最大轉(zhuǎn)矩TCL—OL—LCH，并作為最終的輸入離合器最大轉(zhuǎn)矩指令 92 TCL_CAP—DES經(jīng)由總線60發(fā)送到TCM44，其產(chǎn)生啟動(dòng)所述輸入離合 器的伺服系統(tǒng)的指令信號(hào)以產(chǎn)生所需的最大轉(zhuǎn)矩。然后控制進(jìn)入到方框64，在其中參考所需的變速器輸出轉(zhuǎn)矩TO—FA、 當(dāng)前變速器檔、當(dāng)前傳動(dòng)比以及預(yù)期的與發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)軸速度的變化速率相關(guān) 且結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)和CISG慣性的轉(zhuǎn)矩?fù)p耗(也就是車輛起動(dòng)過程中因發(fā)動(dòng)機(jī) 和CISG的加速引起的轉(zhuǎn)矩?fù)p耗)，確定由發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)軸和變速器輸入端20 承載的基本轉(zhuǎn)矩TCRK—OL為開環(huán)的。方框76中，發(fā)出表示所需發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的指令TENG DES和表示所需 CISG轉(zhuǎn)矩的指令TCISG—DES，其經(jīng)由通信總線60傳送到ECM46和ISC48 控制接口 。上述指令將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和CISG轉(zhuǎn)矩調(diào)整為達(dá)到該基本機(jī)軸轉(zhuǎn) 矩,使得指定的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和指定的CISG轉(zhuǎn)矩之和等于64中得到的基本 機(jī)軸轉(zhuǎn)矩T CRK_OL。所需CISG轉(zhuǎn)矩可以被指定為在電量低的狀態(tài)給電 池充電，所需的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩可以因此而增加，使得上述指令之和等于基本 機(jī)軸轉(zhuǎn)矩。然后控制返回方框66，確定動(dòng)力換檔車輛起動(dòng)模式控制68是否應(yīng)基 于當(dāng)前狀態(tài)關(guān)閉。如果當(dāng)前離合器滑差CLSLIP極小，則機(jī)軸速度"CRK 高于離合器輸出速度"CL，車速VS高于閾值車速，而后控制器66發(fā)出 指令信號(hào)67和86，退出車輛起動(dòng)模式控制68。一旦退出車輛起動(dòng)模式控制，控制器66在方框88啟動(dòng)起動(dòng)模式的結(jié) 束，其中指令信號(hào)TCLCAPRAMP引起所述輸入離合器40、 41的最大轉(zhuǎn) 矩的逐步平滑地升高直到輸入離合器嚙合。雖然控制器66啟動(dòng)88以便在 起動(dòng)結(jié)束時(shí)平滑嚙合輸入離合器，指令信號(hào)TCL一CAP一RAMP被發(fā)送到 TCM44作為最終的輸入離合器最大轉(zhuǎn)矩指令92。所述輸入離合器40、 41在方框88處零離合器滑差地平滑嚙合之后， 控制器66在方框90激活鎖止模式，產(chǎn)生指令TCL一CAP一LOCKED并將 其通過通信總線60傳送到TCM44作為最終的輸入離合器最大轉(zhuǎn)矩指令92 TCL—CAP—DES。所述輸入離合器40、 41完全嚙合之后，90發(fā)出的指 令TCL—CAP—LOCKED使得所述輸入離合器在遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過當(dāng)前機(jī)軸轉(zhuǎn)矩量 的離合器最大轉(zhuǎn)矩處完全嚙合或鎖止，從而確保變速器不會(huì)滑動(dòng)。如果缺少退出控制車輛起動(dòng)控制所需的任一條件，則控制返回方框 59，在其中重復(fù)控制策略的后續(xù)步驟。圖4列出車輛起動(dòng)控制的步驟，使用與圖3所說明的步驟順序中使用 的同樣的參考標(biāo)記。圖5A-5F的圖表表示使用的或通過執(zhí)行控制算法產(chǎn)生的動(dòng)力總成的 變量和參數(shù)隨時(shí)間的變化。例如，圖5A涉及車輪轉(zhuǎn)矩。100中，車輛駕 駛員在輸入離合器40、 41都不嚙合的空檔模式下輕觸加速踏板，從而增 加所需的車輪轉(zhuǎn)矩TW DES。所需的前橋轉(zhuǎn)矩106 TW—FA隨車輛推進(jìn)力 的分配增加，從而啟動(dòng)從102處開始的車輛起動(dòng)狀態(tài)。所需的車輪轉(zhuǎn)矩104 TW DES和所需的前橋轉(zhuǎn)矩106 TW—FA的差值為所述的后橋轉(zhuǎn)矩108 TW—RA的量。110處，車輛起動(dòng)模式下混合后橋轉(zhuǎn)矩，僅用前橋轉(zhuǎn)矩驅(qū) 動(dòng)車輛。圖5B中，在102處，基于所需的變速器輸出轉(zhuǎn)矩TO一FA，在車輛 起動(dòng)模式中指定開環(huán)的離合器最大轉(zhuǎn)矩112TCLCAP_DES。圖5B表示所 述輸入離合器的最終所需最大轉(zhuǎn)矩TCL CAP DES的變化113和位于曲線 112和113之間的閉環(huán)A輸入離合器的最大轉(zhuǎn)矩ATCLCAP。起動(dòng)模式結(jié) 束時(shí)，離合器最大轉(zhuǎn)矩在114處升高以平滑嚙合變速器。 一旦在起動(dòng)模式 結(jié)束時(shí)嚙合離合器，所述輸入離合器的最大轉(zhuǎn)矩階躍并在116處保持，以 完全鎖止離合器，確保輸入離合器不會(huì)滑動(dòng)。圖5C表示的車速118在空檔模式中為零，在整個(gè)起動(dòng)模式中增加。在圖5D中表示實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)軸速度120、所需的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)軸速度122 和離合器輸出速度124的變化。所述輸入離合器所需的滑差由所需的機(jī)軸 速度122和離合器輸出速度124之差126表示。因?yàn)閷?shí)際的機(jī)軸速度120 被控制為趨于所需的機(jī)軸速度122，該控制使實(shí)際離合器滑差接近所需的 離合器滑差。實(shí)際的機(jī)軸速度穿過所需的機(jī)軸速度的位置在圖5D中用豎直虛線表示。發(fā)動(dòng)機(jī)和CISG轉(zhuǎn)矩都受控，以使得其加和等于所需的開環(huán)機(jī)軸轉(zhuǎn)矩 T CRK—OL 128。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩80和開環(huán)機(jī)軸轉(zhuǎn)矩T CRK一OL 128之差表示 所需的用于對(duì)電池充電的轉(zhuǎn)矩，即CISG轉(zhuǎn)矩130，因?yàn)镃ISG產(chǎn)生發(fā)電 轉(zhuǎn)矩以對(duì)電池充電。實(shí)質(zhì)上，雖然發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩達(dá)到了所需的開環(huán)機(jī)軸轉(zhuǎn)矩， 但是還是使其增加以適應(yīng)電池充電。在電池不再充電之處，CISG轉(zhuǎn)矩為 零，而發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩等于所需的開環(huán)機(jī)軸轉(zhuǎn)矩T CRK—OL 128。圖5F表示變速器輸出轉(zhuǎn)矩132 TTRANS一OUT和ERAD轉(zhuǎn)矩134 TERAD的變化。由于離合器最大轉(zhuǎn)矩112增加，引起變速器輸出轉(zhuǎn)矩的 增加136，如圖5B所示。用于變速器推進(jìn)路徑的有效推進(jìn)請(qǐng)求是確定了機(jī)械通路和電通路之 間的推進(jìn)力分配后，車輛起動(dòng)狀態(tài)中所需的變速器輸出轉(zhuǎn)矩。因?yàn)榭梢酝?過機(jī)械推進(jìn)路徑和電推進(jìn)路徑達(dá)到全部車輛推進(jìn)力的要求，所以該方法在 車輛起動(dòng)狀態(tài)中補(bǔ)償ERAD提供的任意車輛推進(jìn)輔助。除了支持分配的推 進(jìn)力，也就是動(dòng)力源產(chǎn)生的混合轉(zhuǎn)矩外，還使用離合器最大轉(zhuǎn)矩協(xié)同CISG 和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制在起動(dòng)事件中調(diào)節(jié)離合器滑差。圖6表示包括動(dòng)力換檔變速器16的細(xì)節(jié)，其包括選擇性地將變速器 16的輸入端20交替連接到與第一副軸244相關(guān)的偶數(shù)檔42的第一輸入離 合器40，以及選擇性地將輸入端20交替連接到與第二副軸249相關(guān)的奇 數(shù)檔43的第二輸入離合器41。副軸244支承每一個(gè)軸頸都設(shè)在軸244上的小齒輪260、 262、 264和 固定到軸244的聯(lián)軸器266、 268。小齒輪260、 262、 264分別與第二、第 四和第六檔相關(guān)。聯(lián)軸器266包括套270，該套能向左移動(dòng)以嚙合小齒輪 260并將小齒輪260可驅(qū)動(dòng)地連接到軸244。聯(lián)軸器268包括套272，該套 能向左移動(dòng)以嚙合小齒輪262并將小齒輪262可驅(qū)動(dòng)地連接到軸244，該 套也能向右移動(dòng)以嚙合小齒輪264并將小齒輪264可驅(qū)動(dòng)地連接到軸244。副軸249支承每一個(gè)軸頸都設(shè)在軸249上的小齒輪274、 276、 278和 固定到軸249的聯(lián)軸器280、 282。小齒輪274、 276、 278分別與第一、第三和第五檔相關(guān)。聯(lián)軸器280包括套284，該套能向左移動(dòng)以嚙合小齒輪 274并將小齒輪274可驅(qū)動(dòng)地連接到軸249。聯(lián)軸器282包括套286，該套 能向左移動(dòng)以嚙合小齒輪276并將小齒輪276可驅(qū)動(dòng)地連接到軸249，該 套也能向右移動(dòng)以嚙合小齒輪278并將小齒輪278可驅(qū)動(dòng)地連接到軸249。變速器輸出端32支承固定到軸32上的齒輪288、 290、 292。齒輪288 咬合小齒輪260和274。齒輪290咬合小齒輪262和276。齒輪292咬合 小齒輪264和278。聯(lián)軸器266、 268、 280和282可以是同步聯(lián)軸器、或犬齒式離合器或 其組合。雖然本發(fā)明參照動(dòng)力換檔變速器進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明可以用于任 意傳統(tǒng)的手動(dòng)變速器、自動(dòng)換檔手動(dòng)變速器或在發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器輸入端之 間的動(dòng)力路徑中沒有力矩轉(zhuǎn)換器的自動(dòng)變速器。根據(jù)專利法和實(shí)施細(xì)則說明了較佳實(shí)施例。但是應(yīng)當(dāng)注意的是，除了 特定表示和說明的實(shí)施例外，也可以實(shí)施其他實(shí)施例。
權(quán)利要求
1、一種控制車輛起動(dòng)狀態(tài)的系統(tǒng)，其特征在于包含發(fā)動(dòng)機(jī)；第一電機(jī)；包括輸入端和輸出端的變速器，該變速器可以在當(dāng)前檔和目標(biāo)檔運(yùn)行；用于交替開關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器輸入端之間和第一電機(jī)與變速器輸入端之間的驅(qū)動(dòng)連接的輸入離合器；以及控制器，其被設(shè)置為以所需的轉(zhuǎn)矩量驅(qū)動(dòng)變速器輸入端，確定輸入離合器的所需最大轉(zhuǎn)矩量，確定機(jī)軸速度誤差，確定將減小機(jī)軸速度誤差的輸入離合器所需的最大轉(zhuǎn)矩變化量，以及將輸入離合器的最大轉(zhuǎn)矩增加或減小到所需的最大轉(zhuǎn)矩，該所需的最大轉(zhuǎn)矩量通過將輸入離合器的當(dāng)前最大轉(zhuǎn)矩量與輸入離合器的上述最大轉(zhuǎn)矩的變化相加確定。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于控制器還被設(shè)置為將輸入 離合器的最大轉(zhuǎn)矩沿斜向增加到等于變速器輸入端的轉(zhuǎn)矩量的最大轉(zhuǎn)矩。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于控制器還被設(shè)置為進(jìn)一步 將輸入離合器的最大轉(zhuǎn)矩增加到大于變速器輸入端的轉(zhuǎn)矩量的最大轉(zhuǎn)矩。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于控制器還被設(shè)置為使用 車速和加速踏板的位置確定變速器輸出端所需的轉(zhuǎn)矩量；以及使用變速器 輸出端所需的轉(zhuǎn)矩量和當(dāng)前檔的傳動(dòng)比確定上述輸入離合器的所需最大 轉(zhuǎn)矩。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于控制器還被設(shè)置為使用 車速和加速踏板位置確定變速器輸出端所需的轉(zhuǎn)矩量；以及使用變速器輸 出端所需的轉(zhuǎn)矩量、當(dāng)前檔的傳動(dòng)比、發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、第一電機(jī)的轉(zhuǎn) 動(dòng)慣量和機(jī)軸速度變化速率確定上述變速器輸入端的所需轉(zhuǎn)矩量。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于控制器還被設(shè)置為確定 輸入離合器所需的滑差；用輸入離合器所需的滑差和輸入離合器輸出端的 速度確定所需的機(jī)軸速度；以及用所需的機(jī)軸速度和機(jī)軸的速度之差確定 機(jī)軸速度誤差。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于控制器還被設(shè)置為使用當(dāng)前車速和加速踏板位置確定輸入離合器所需滑差。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于控制器還被設(shè)置為使用PID 控制器和機(jī)軸速度誤差確定將減小機(jī)軸速度誤差的輸入離合器所需的最 大轉(zhuǎn)矩變化。
9、 一種控制車輛起動(dòng)狀態(tài)的系統(tǒng)，其特征在于包括發(fā)動(dòng)機(jī)；第一 電機(jī)；第二電機(jī)；包括輸入端和輸出端的變速器，該變速器可以在當(dāng)前檔 和目標(biāo)檔運(yùn)行；用于交替開關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器輸入端之間和第一電機(jī)與變 速器輸入端之間的驅(qū)動(dòng)連接的輸入離合器；以及控制器，其被設(shè)置為根據(jù) 用于所需車輪轉(zhuǎn)矩的駕駛員指令確定第一輪組的所需車輪轉(zhuǎn)矩和第二輪 組的所需車輪轉(zhuǎn)矩；運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)、第一電機(jī)和變速器，產(chǎn)生第二輪組的所 需轉(zhuǎn)矩量，運(yùn)行第二電機(jī)產(chǎn)生第二輪組的所需轉(zhuǎn)矩量；以所需轉(zhuǎn)矩量驅(qū)動(dòng) 變速器輸入端，確定輸入離合器的所需最大轉(zhuǎn)矩量；確定機(jī)軸速度誤差； 確定將減小機(jī)軸速度誤差的輸入離合器最大轉(zhuǎn)矩變化量；將輸入離合器的 最大轉(zhuǎn)矩變到所需的最大轉(zhuǎn)矩，該所需的最大轉(zhuǎn)矩量通過將輸入離合器的 當(dāng)前最大轉(zhuǎn)矩量與上述輸入離合器的最大轉(zhuǎn)矩變化相加確定。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于控制器還被設(shè)置為將輸 入離合器的最大轉(zhuǎn)矩沿斜向增加到等于變速器輸入端的轉(zhuǎn)矩量的最大轉(zhuǎn) 矩。
11、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于控制器還被設(shè)置為進(jìn)一 步將輸入離合器的最大轉(zhuǎn)矩增加到大于變速器輸入端的轉(zhuǎn)矩量的最大轉(zhuǎn) 矩。
12、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于控制器還被設(shè)置為使 用車速和加速踏板的位置確定變速器輸出端所需的轉(zhuǎn)矩量；以及使用變速 器輸出端所需的轉(zhuǎn)矩量和當(dāng)前檔的傳動(dòng)比確定上述輸入離合器的所需最 大轉(zhuǎn)矩。
13、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于控制器還被設(shè)置為使 用車速和加速踏板位置確定變速器輸出端所需的轉(zhuǎn)矩量；以及使用變速器 輸出端所需的轉(zhuǎn)矩量、當(dāng)前檔的傳動(dòng)比、發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、第一電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和機(jī)軸速度變化速率確定上述變速器輸入端的所需轉(zhuǎn)矩量。
14、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于控制器還被設(shè)置為確 定輸入離合器所需的滑差；用輸入離合器所需的滑差和輸入離合器輸出端 的速度確定所需的機(jī)軸速度；以及用所需的機(jī)軸速度和機(jī)軸的速度之差確 定機(jī)軸速度誤差。
15、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于控制器還被設(shè)置為使用 當(dāng)前車速和加速器踏板位置確定輸入離合器所需滑差。
16、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于控制器還被設(shè)置為使用 PID控制器和機(jī)軸速度誤差確定將減小機(jī)軸速度誤差的輸入離合器所需的 最大轉(zhuǎn)矩變化。
全文摘要
一種控制車輛起動(dòng)的方法，該方法使用具有輸入端、當(dāng)前檔、與目標(biāo)檔相關(guān)的輸入離合器和輸出端的變速器、發(fā)動(dòng)機(jī)和用于驅(qū)動(dòng)輸入端的電機(jī)，該方法包含以下步驟使用發(fā)動(dòng)機(jī)和第一電機(jī)以所需的轉(zhuǎn)矩量驅(qū)動(dòng)變速器輸入端；確定輸入離合器的所需最大轉(zhuǎn)矩量；確定機(jī)軸速度誤差；確定將減小機(jī)軸速度誤差的輸入離合器的最大轉(zhuǎn)矩的變化量；以及將輸入離合器的最大轉(zhuǎn)矩增加為所需的最大轉(zhuǎn)矩，該所需的最大轉(zhuǎn)矩量通過將輸入離合器的當(dāng)前最大轉(zhuǎn)矩量與輸入離合器的上述最大轉(zhuǎn)矩的變化相加確定。
文檔編號(hào)B60K6/387GK101332764SQ200810108690
公開日2008年12月31日 申請(qǐng)日期2008年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月7日
發(fā)明者伊哈布·S·索里曼, 安德魯·J·西爾韋里, 迪帕·阿斯瓦尼 申請(qǐng)人:福特全球技術(shù)公司