專利名稱：機(jī)動(dòng)車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)動(dòng)車。
背景技術(shù)：
授權(quán)給Morris的第2007/0225887號(hào)的美國(guó)專利申請(qǐng)公布提供了一種用于控制從 動(dòng)力系統(tǒng)(powertrain system)輸出到傳動(dòng)系統(tǒng)的扭矩的多變量控制方法和系統(tǒng)。動(dòng)力傳 動(dòng)系統(tǒng)包括具有連接到變速器的多個(gè)扭矩產(chǎn)生裝置的混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)。確定希望的動(dòng)力 傳動(dòng)系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)操作狀態(tài)，作為多個(gè)操作狀態(tài)誤差。基于操作狀態(tài)誤差和變速器的操 作模式來(lái)控制每個(gè)扭矩產(chǎn)生裝置。基于確定的變速器操作模式為一個(gè)或者多個(gè)扭矩產(chǎn)生裝 置確定加到指令扭矩(commanded torque)的阻尼扭矩指令。授權(quán)給Nemoto的第7，344，129號(hào)美國(guó)專利提供了一種混合動(dòng)力車輛的阻尼方法， 在該混合動(dòng)力車輛中，由發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)構(gòu)成的動(dòng)力單元通過(guò)有效振動(dòng)絕緣支撐系統(tǒng)被支撐 在車輛主體框架中。所述方法包括通過(guò)有效振動(dòng)絕緣支撐系統(tǒng)對(duì)動(dòng)力單元的振動(dòng)進(jìn)行阻尼 的步驟，以及沒(méi)有被有效振動(dòng)絕緣支撐系統(tǒng)消除的振動(dòng)進(jìn)行阻尼的控制操作的后續(xù)步驟。授權(quán)給Evans等人的第6，629，025號(hào)美國(guó)專利提供了一種用于電機(jī)車輛傳動(dòng)系統(tǒng) 的浪涌抑制(suppression)控制，其檢測(cè)和抑制在預(yù)定范圍的頻率內(nèi)的傳動(dòng)系統(tǒng)振蕩，所 述預(yù)定范圍的頻率集中在傳動(dòng)系統(tǒng)的估計(jì)的固有頻率?；谲囕v變速器的目前速度比和由 經(jīng)驗(yàn)確定的車輛特性確定傳動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率，該傳動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率用于限定響應(yīng)于發(fā) 動(dòng)機(jī)速度的帶通濾波器的中心頻率。濾波器的輸出表示集中在傳動(dòng)系統(tǒng)固有頻率的頻率范 圍內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)速度的AC分量(component)，這種分量被區(qū)別以形成與引起檢測(cè)的共振的扭 矩相位同步的加速度分量。根據(jù)相反的加速度分量給機(jī)械地結(jié)合到發(fā)動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)提供能 量，從而每當(dāng)加速度分量超過(guò)噪聲閾值時(shí)，有效地消除檢測(cè)到的共振，所述噪聲閾值還基于 傳動(dòng)系統(tǒng)估計(jì)的固有頻率被調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
一種用于控制車輛傳動(dòng)系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)的方法可包括確定電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度；確 定傳動(dòng)系統(tǒng)中的除了電動(dòng)機(jī)之外的傳動(dòng)組件的旋轉(zhuǎn)速度；基于所述旋轉(zhuǎn)速度之間的差修改 給電動(dòng)機(jī)的扭矩指令以減弱傳動(dòng)系統(tǒng)的振蕩。一種機(jī)動(dòng)車，可包括至少一個(gè)控制器和包括電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)。所述至少一個(gè)控 制可被構(gòu)造為確定電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)中的除了電動(dòng)機(jī)之外的傳動(dòng)組件的旋轉(zhuǎn)速度之間的 差；基于旋轉(zhuǎn)速度之間的所述差修改給電動(dòng)機(jī)的扭矩指令。一種機(jī)動(dòng)車，可包括至少一個(gè)控制器和包括電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)。所述至少一個(gè)控 制器可被構(gòu)造成確定所述電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度，并確定傳動(dòng)系統(tǒng)中的除了所述電動(dòng)機(jī)之外的 傳動(dòng)組件的旋轉(zhuǎn)速度，并被構(gòu)造為確定所述轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速度之間的差。所述至少一個(gè)控制器還可 被構(gòu)造成確定旋轉(zhuǎn)速度之間的差是否大于閾值，并被構(gòu)造為對(duì)所述電動(dòng)機(jī)的扭矩指令修改 一定的量，如果旋轉(zhuǎn)速度之間的差大于所述閾值，所述量與旋轉(zhuǎn)速度的所述差成比例。
雖然根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例被示出并被公開(kāi)，但是這種公開(kāi)不理解為對(duì)本發(fā) 明的限制?？梢灶A(yù)知到，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以對(duì)其進(jìn)行各種修改和可替換 設(shè)計(jì)。


圖1是混合動(dòng)力車的示例性構(gòu)造的框圖；圖2是混合動(dòng)力車的另一示例性構(gòu)造的框圖；圖3是圖1和圖2的傳動(dòng)系統(tǒng)部件的示意性表示；圖4是轉(zhuǎn)子速度和轉(zhuǎn)子扭矩指令對(duì)時(shí)間的示意性圖表；圖5是示出圖1和圖2的電動(dòng)機(jī)的控制策略的實(shí)施例的流程圖；圖6是示出圖5的一部分的流程圖；圖7是轉(zhuǎn)子速度和轉(zhuǎn)子扭矩指令對(duì)時(shí)間的另一示意性圖表。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在，參照?qǐng)D1，機(jī)動(dòng)車10可包括傳動(dòng)系統(tǒng)12。傳動(dòng)系統(tǒng)12可包括輪胎/輪子組 件14n(14a、14b、14c和14d)、發(fā)動(dòng)機(jī)16和電動(dòng)機(jī)(例如，電動(dòng)后軸驅(qū)動(dòng)器)18。傳動(dòng)系統(tǒng) 12還可包括集成起動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)于一體的曲軸(crank integrated starter generator, CISG或者其它電動(dòng)機(jī))20、變速器22、前差速器24和前橋半軸26。(對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員清 楚的是，彼此緊密相鄰的部件可以機(jī)械地連接)。傳動(dòng)系統(tǒng)12還可包括后差速器28、后橋 半軸30和后驅(qū)傳動(dòng)軸32。如現(xiàn)有技術(shù)中所知，CISG 20可用于啟動(dòng)或者制動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)16，發(fā)動(dòng)機(jī)可產(chǎn)生動(dòng)力 以通過(guò)變速器22、前差速器24和前橋半軸26驅(qū)動(dòng)輪胎/輪子組件14a、14b。還如現(xiàn)有技 術(shù)中所知，電動(dòng)機(jī)18可用作電機(jī)以產(chǎn)生動(dòng)力，以通過(guò)后驅(qū)傳動(dòng)軸32、后差速器28和后橋半 軸30驅(qū)動(dòng)輪胎/輪子組件14c、14d。電動(dòng)機(jī)18還可用作發(fā)電機(jī)，以產(chǎn)生電功率被適當(dāng)?shù)墓?率儲(chǔ)存單元(例如，電池等)儲(chǔ)存。發(fā)動(dòng)機(jī)16和電動(dòng)機(jī)18中的一個(gè)或者兩者都可以被用 于產(chǎn)生動(dòng)力，以驅(qū)動(dòng)輪胎/輪子組件14η。與電動(dòng)機(jī)18通信的控制器34 (或者多個(gè)控制機(jī))可將扭矩指令/請(qǐng)求提供給電 動(dòng)機(jī)18，使得例如電動(dòng)機(jī)18產(chǎn)生動(dòng)力使輪胎/輪子組件14c和14d運(yùn)動(dòng)。如以下所解釋 的，這些扭矩指令/請(qǐng)求可以改變以減弱傳動(dòng)系統(tǒng)12中的振動(dòng)。現(xiàn)在參照?qǐng)D2，通過(guò)相對(duì)于圖1中的標(biāo)號(hào)增加100以示區(qū)別的已編號(hào)的元件具有與 圖1的已編號(hào)的元件相似的描述。圖2的傳動(dòng)系統(tǒng)112包括動(dòng)力傳遞單元136、前驅(qū)傳動(dòng)軸 138和聯(lián)軸器140。如現(xiàn)有技術(shù)所知，這些附加的部件可以(I)允許發(fā)動(dòng)機(jī)116驅(qū)動(dòng)輪胎/ 輪子組件114η中的任意個(gè)；(II)允許電動(dòng)機(jī)118驅(qū)動(dòng)輪胎/輪子組件114η中的任意個(gè)。 當(dāng)然，其它的傳動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)造也是可以的?，F(xiàn)在參照?qǐng)D3，混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)示意性地被示出為一對(duì)被軸連接的氣缸。左側(cè)的 氣缸表示電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子。右側(cè)的氣缸表示剩余的傳動(dòng)系統(tǒng)組件。氣缸的相對(duì)尺寸表示轉(zhuǎn)子 和剩余的傳動(dòng)系統(tǒng)組件在體積上的差別。軸具有彈性剛度，該彈性剛度表示傳動(dòng)系統(tǒng)組件 的除了轉(zhuǎn)子以外的有效剛度。傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)可以由各種事件引起，例如扭矩指令中突然的改變，這樣導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度和剩余的傳動(dòng)系統(tǒng)組件的旋轉(zhuǎn)速度之間的差異。例如，如果轉(zhuǎn)子具有W的旋 轉(zhuǎn)速度，旋轉(zhuǎn)速度W大于剩余的傳動(dòng)系統(tǒng)組件的旋轉(zhuǎn)速度N2，則轉(zhuǎn)子會(huì)使傳動(dòng)系統(tǒng)繞緊 (wind up)(繞緊連接兩個(gè)氣缸的軸)。繞緊會(huì)持續(xù)直到傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度使轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度 Nl減慢到相對(duì)于剩余的傳動(dòng)系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)速度N2反向的點(diǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)子的相對(duì)速度反向時(shí)，傳動(dòng) 系統(tǒng)將松開(kāi)并開(kāi)始沿著另一方向繞緊。如果激勵(lì)傳動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率，這種振蕩可逐漸增 強(qiáng)到意想不到的水平，導(dǎo)致會(huì)引起傳動(dòng)系統(tǒng)中其它損耗的振動(dòng)?，F(xiàn)在，參照?qǐng)D4，與參照?qǐng)D2描述的相似的傳動(dòng)系統(tǒng)操作的測(cè)試數(shù)據(jù)顯示出(1)當(dāng) 扭矩指令施加時(shí)；(II)當(dāng)扭矩指令去除時(shí)；(III)施加扭矩指令之后的大概7秒，轉(zhuǎn)子速度 振蕩(在測(cè)試期間，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力，電動(dòng)機(jī)也被使用，從而也產(chǎn)生動(dòng)力。)測(cè)試的傳動(dòng)系統(tǒng)的未控制的繞緊(參照?qǐng)D3所述)導(dǎo)致當(dāng)扭矩指令被施加時(shí)轉(zhuǎn)子 速度振蕩。同樣地，測(cè)試的傳動(dòng)系統(tǒng)的未控制的松開(kāi)(參照?qǐng)D3所述)導(dǎo)致當(dāng)扭矩指令去 除時(shí)轉(zhuǎn)子速度振蕩。這種轉(zhuǎn)子振蕩會(huì)波及到整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)，并且當(dāng)振動(dòng)時(shí)被車輛的乘坐者 注意到。例如，通過(guò)⑴使各個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的組件變得剛性；或者(II)優(yōu)化電動(dòng)機(jī)車輛的支 架，可減少由轉(zhuǎn)子振蕩引起的傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)。但是，使傳動(dòng)系統(tǒng)組件變得剛性，會(huì)伴隨著 組件重量、尺寸和成本上的不希望的增加。同樣地，使電動(dòng)機(jī)車輛支架得以優(yōu)化，會(huì)伴隨著 成本和復(fù)雜性的增加。再次參照?qǐng)D1和圖2，控制器34、134可執(zhí)行有效的控制策略以減小/消除與電動(dòng) 機(jī)18、118相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)子振蕩(如參照?qǐng)D3和圖4所討論的)。將詳細(xì)討論的是，由控制器 34、134向電動(dòng)機(jī)18、118發(fā)出的扭矩指令會(huì)基于電動(dòng)機(jī)18、118和傳動(dòng)系統(tǒng)12、112的其它 組件之間的旋轉(zhuǎn)速度之間的差異而改變?，F(xiàn)在參照?qǐng)D5，如步驟42所指示的，電動(dòng)機(jī)(轉(zhuǎn)子)的旋轉(zhuǎn)速度被確定。該旋轉(zhuǎn)速 度可以以任何適合的方式被確定。例如，利用現(xiàn)有技術(shù)中已知的觀測(cè)器直接測(cè)量或者估計(jì)。如步驟44所指示的，傳動(dòng)系統(tǒng)中的除了電動(dòng)機(jī)之外的傳動(dòng)組件的旋轉(zhuǎn)速度(例 如，輪子、傳動(dòng)軸等)被確定。同樣地，這個(gè)旋轉(zhuǎn)速度可以以任何其它適合的方式被確定。例 如，可以利用現(xiàn)有技術(shù)中已知的觀測(cè)器、降階(order)觀測(cè)器、低通濾波器或者制動(dòng)系統(tǒng)測(cè) 量?jī)x來(lái)確定。如步驟46所指示的，旋轉(zhuǎn)速度之間的差異被確定。例如，輪子的旋轉(zhuǎn)速度可以從 轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度減去。如步驟48所指示的，確定旋轉(zhuǎn)速度之間的差異是否大于閾值。如果不大于閾值， 則所述策略返回到42、44。如果大于閾值，則所述策略前進(jìn)到步驟50。根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)的拓 撲、構(gòu)造、適應(yīng)性(compliance)等，傳動(dòng)系統(tǒng)的其余組件和電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度中的一些差 異是可接受的。也就是說(shuō)，例如，不會(huì)導(dǎo)致可察覺(jué)的震動(dòng)。該閾值差可通過(guò)模擬、車輛測(cè)試 等被確定。如步驟50所指示的，對(duì)電動(dòng)機(jī)的扭矩指令基于旋轉(zhuǎn)速度之間的差異被改變。扭矩 指令被改變的量可與旋轉(zhuǎn)速度中的差成比例。上述策略的循環(huán)執(zhí)行的時(shí)間(從步驟42開(kāi)始到步驟50結(jié)束的時(shí)間)可以被設(shè)置 為小于傳動(dòng)系統(tǒng)繞緊或者松開(kāi)所需的時(shí)間。如上所述，傳動(dòng)系統(tǒng)未控制的繞緊或者松開(kāi)會(huì) 使電動(dòng)機(jī)速度振蕩開(kāi)始。在傳動(dòng)系統(tǒng)的完全繞緊或者松開(kāi)前調(diào)節(jié)對(duì)電動(dòng)機(jī)的扭矩指令(該
5指令影響電動(dòng)機(jī)速度)，可防止振蕩行為的開(kāi)始?，F(xiàn)在，參照?qǐng)D6，如步驟52所指示的，如果旋轉(zhuǎn)速度的差是正的，則給電動(dòng)機(jī)的扭 矩指令可減少。例如，如果當(dāng)前扭矩指令是X Nm，并且旋轉(zhuǎn)速度之間的差是+y rpm，則當(dāng)前 扭矩指令χ Nm可改變?chǔ)?Nm,該ζ Nm與+y rpm差成比例。ζ Nm = +y rpmX-k Nm/rpm (1)k是針對(duì)于特定的傳動(dòng)系統(tǒng)的增益，并且可通過(guò)模擬、車輛測(cè)試等被確定，然后，改 變的扭矩指令q Nm可以通過(guò)下面的等式給出q Nm = χ Nm+z Nm (2)注意，因?yàn)樵谏鲜銮闆r中，ζ是負(fù)的，所以q小于X。如步驟54所指示的，如果旋轉(zhuǎn)速度中的差是負(fù)的，則給電動(dòng)機(jī)的扭矩指令會(huì)增 加。根據(jù)等式(1)，盡管旋轉(zhuǎn)速度中的差是_y rpm，但是ζ將是正的。根據(jù)等式(2)，因?yàn)棣?是正的，所以q將大于X。現(xiàn)在，參照?qǐng)D7，參照?qǐng)D4測(cè)試的傳動(dòng)系統(tǒng)被修改，以包括與參照?qǐng)D5和圖6討論 的策略相似的有效阻尼策略。測(cè)試數(shù)據(jù)顯示(I)當(dāng)扭矩指令被施加并且當(dāng)扭矩指令被除去 時(shí)，轉(zhuǎn)子速度振蕩基本減小；(II)在速度增加(特別是在施加扭矩指令之后的七秒左右) 期間轉(zhuǎn)子速度振蕩基本消除。(在測(cè)試期間，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入線路也產(chǎn)生動(dòng) 力)。雖然已經(jīng)顯示并描述了本發(fā)明的實(shí)施例，但是這些實(shí)施例不在于示出并描述本發(fā) 明的所有可能的形式。說(shuō)明書(shū)中使用的詞語(yǔ)是描述性用語(yǔ)，而非限制性的，應(yīng)該理解，再不 脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對(duì)其進(jìn)行各種改變。
權(quán)利要求
一種機(jī)動(dòng)車，包括傳動(dòng)系統(tǒng)，包括電動(dòng)機(jī)；至少一個(gè)控制器，被構(gòu)造為(I)確定電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)中的除了電動(dòng)機(jī)之外的傳動(dòng)組件的旋轉(zhuǎn)速度之間的差；(II)基于旋轉(zhuǎn)速度之間的所述差修改給電動(dòng)機(jī)的扭矩指令。
2.如權(quán)利要求1所述的機(jī)動(dòng)車，其中，所述至少一個(gè)控制器還被構(gòu)造成用于確定旋轉(zhuǎn) 速度之間的所述差是否大于閾值，其中，如果旋轉(zhuǎn)速度之間的所述差大于所述閾值，則所述 控制器修改所述扭轉(zhuǎn)請(qǐng)求。
3.如權(quán)利要求1所述的機(jī)動(dòng)車，其中，修改給所述電動(dòng)機(jī)的扭轉(zhuǎn)指令包括如果所述電 動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度小于傳送系統(tǒng)中的除了該電動(dòng)機(jī)之外的傳動(dòng)組件的旋轉(zhuǎn)速度，則增加給所 述電動(dòng)機(jī)的扭轉(zhuǎn)指令。
4.如權(quán)利要求3所述的機(jī)動(dòng)車，其中，扭矩指令增加的量與旋轉(zhuǎn)速度的所述差成比例。
5.如權(quán)利要求1所述的機(jī)動(dòng)車，其中，修改對(duì)所述電動(dòng)機(jī)的扭矩指令包括如果所述電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度大于傳送系統(tǒng)中的除了該電動(dòng)機(jī)之外的傳動(dòng)組件的旋轉(zhuǎn) 速度，則減少給所述電動(dòng)機(jī)的扭轉(zhuǎn)指令。
6.如權(quán)利要求5所述的機(jī)動(dòng)車，其中，扭矩指令減少的量與旋轉(zhuǎn)速度的所述差成比例。
7.如權(quán)利要求1所述的機(jī)動(dòng)車，其中，所述至少一個(gè)控制器還被構(gòu)造成確定所述電動(dòng) 機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度。
8.如權(quán)利要求1所述的機(jī)動(dòng)車，其中，所述至少一個(gè)控制器還被構(gòu)造成確定傳動(dòng)系統(tǒng) 中的除了電動(dòng)機(jī)之外的傳動(dòng)組件的旋轉(zhuǎn)速度。
全文摘要
一種機(jī)動(dòng)車和控制其中電動(dòng)機(jī)的方法，該方法可包括確定電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度；確定傳動(dòng)系統(tǒng)中的除了電動(dòng)機(jī)之外的傳動(dòng)組件的旋轉(zhuǎn)速度；基于所述旋轉(zhuǎn)速度之間的差修改給電動(dòng)機(jī)的扭矩指令以減弱傳動(dòng)系統(tǒng)的振蕩。
文檔編號(hào)B60L15/20GK101885303SQ20101017769
公開(kāi)日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月15日
發(fā)明者丹尼爾·R·盧德克 申請(qǐng)人:福特全球技術(shù)公司