扭矩扰动管理系统和方法技术方案

公开了扭矩扰动管理系统和方法。混合动力电动车辆具有包括连接到控制器的内燃发动机、电机和变速器的动力系，控制器控制由发动机、电机和变速器的输出扭矩变化引起的扭矩扰动。扭矩扰动阈值针对驾驶员舒适性而被调节，并用于对来自车辆系统(包括电池充电子系统)和驾驶员的扭矩需求信号作出响应。控制器对电池充电和驾驶员需求扭矩信号及其它作出响应，并使用充电扭矩摆率限制、充电扭矩限制和其它限制以受控的速率和大小调节发动机和电机扭矩。类似地管理电池充电。随着扭矩扰动阈值响应于变化的车辆部件性能而变化，摆率限制、充电扭矩限制和其它限制被调节，从而将扭矩扰动控制为低于针对发动机、电机和变速器的多个操作状况的扭矩扰动阈值。

【技术实现步骤摘要】
扭矩扰动管理系统和方法
本公开总体上涉及用于控制车辆的动力系中的扭矩扰动的系统和方法。
技术介绍
混合动力电动车辆(HEV)具有动力系，该动力系包括产生动力和扭矩以推进车辆的内燃发动机(ICE)以及电机或电动马达/发电机/起动机(M/G)。这样的HEV有时还可包括第二代和下一代的传动装置，所述传动装置包括能够实现先进操作和改进性能的各种构造。这样的发动机、电机和传动装置部件可将与这些部件之间的不同扭矩传递特性相关的扭矩扰动引入到车辆动力传动系统。这些部件还可受环境操作状况影响，所述环境操作状况可包括温度、气压、发动机燃料的不一致性和控制系统的特性。
技术实现思路
根据本公开的一种车辆和操作方法包括具有动力系的动力传动系统，所述动力系具有利用离合器结合并连接到电池或其它功率储存装置的电机和发动机。车辆动力传动系统包括动力系并被动力系驱动，还包括变速器和带有旁通离合器或起步离合器的变矩器，所述变矩器将动力系结合到驱动轴和车轮以及其它部件。车辆还包括结合到动力传动系统和动力系的一个或更多个控制器，所述控制器被配置为：对被转换成充电扭矩信号以及其它参数和信号的驾驶员需求和电池充电需求作出响应，并分别利用扭矩扰动阈值和摆率校准比率来调节充电扭矩限制和摆率限制。响应于驾驶员需求扭矩，控制器还按照充电扭矩摆率限制将发动机扭矩调节至驾驶员需求扭矩和充电扭矩的组合，充电扭矩受充电扭矩限制约束并且/或者大致小于或等于充电扭矩限制，使得电池充电速率随着扭矩扰动阈值增大而增大。在其它变型中，车辆包括控制器，所述控制器还被配置为：对驾驶员需求扭矩和充电扭矩信号作出响应，并调节和/或产生：(a)将驾驶员需求扭矩和充电扭矩组合的发动机扭矩信号；(b)利用或由发动机转速、进气和燃料消耗以及其他参数产生的发动机扭矩输出估计信号；(c)等于发动机扭矩输出估计信号减去驾驶员需求扭矩的电机扭矩信号。控制器还分别利用发动机扭矩信号和电机扭矩信号来调节发动机和电机，从而控制变速器扭矩输出扰动以使其受扭矩扰动阈值约束并且/或者大致小于或等于扭矩扰动阈值。变速器可包括具有多个可选挡位的结构并可与具有旁通离合器的变矩器合并和/或结合。对于这些布置，控制器利用变速器输入转速和变速器扭矩倍增比率来调节扭矩扰动阈值，变速器扭矩倍增比率通过变速器输入转速和所述多个可选挡位中的选择挡位而被进一步调节。在这些变型中的任意一者中，控制器还可被配置为调节以：(例如)随着变速器扭矩倍增比率减小而增大扭矩扰动阈值；(例如)随着扭矩扰动阈值增大而增大充电扭矩限制和摆率限制，使得电池充电速率随着变速器扭矩比增大而增大。车辆还可进一步包括动力传动系统，该动力传动系统包括与变矩器结合的变速器、电机和发动机，所述变矩器包含旁通离合器和/或起步离合器中的一个或更多个。变速器和/或变矩器具有变速器扭矩倍增比率，变速器扭矩倍增比率能够通过控制器利用和/或由变矩器的转速比或扭矩比、旁通离合器的接合位置以及所述多个可选挡位中的选择挡位及其它性能来调节。扭矩扰动阈值也能够利用或由变速器输入转速和变速器扭矩倍增比率被调节为增大或减小。这里也一样，电池充电速率随着扭矩扰动阈值增大而增大，并随着从所述多个可选挡位中选择高挡位(低扭矩比)而增大。扭矩扰动阈值是可调节的并可响应于各种操作状况而增大或减小。例如，扭矩扰动阈值可被调节，例如，在(a)旁通离合器接合或部分接合，(b)变矩器以小于或等于预定或预选比率(可以是例如但不限于大约1.2或更高或更低)的扭矩比进行操作以及(c)变速器扭矩倍增比率小于或等于预定或预选比率(可以是大约1.5或更高或更低的扭矩倍增比率)中的一个或更多个时，可增大扭矩扰动阈值。与此相适应，控制器还可随着扭矩扰动阈值变化来调节充电扭矩限制和摆率限制。例如，充电扭矩限制和摆率限制可随着扭矩扰动阈值增大而增大，并随着扭矩扰动阈值减小而减小。车辆还包括结合到电机和其它部件的电池以及控制器，所述控制器接收电池荷电状态或电量状态。电池配置有最佳荷电状态，控制器被配置为根据电池瞬时荷电状态来检测并保持最佳荷电状态。控制器使用这些参数和信号产生或确定充电需求。控制器将充电需求转换成充电扭矩需求/信号，使得它大致小于或等于充电扭矩限制并且/或者受充电扭矩限制约束，这使发动机和电机能够产生电力以给电池充电，从而电池充电速率随着充电扭矩需求和充电扭矩限制增大而增大。还通过控制器利用变速器扭矩倍增比率和扭矩扰动阈值来调节摆率校准比率。控制器利用摆率校准比率来调节充电扭矩摆率限制，并利用扭矩扰动阈值和变速器扭矩倍增比率来调节充电扭矩限制。例如，摆率限制和充电扭矩限制可被调节得更高和更低，并且随着扭矩扰动阈值响应于变速器扭矩倍增比率减小而增大，摆率限制和充电扭矩限制可增大。利用这些调节，控制器还被配置为产生：(a)受充电扭矩限制约束并且/或者大致小于或等于充电扭矩限制并将驾驶员需求扭矩和充电扭矩组合的发动机扭矩信号；(b)由发动机转速、进气和燃料消耗中的一个或更多个产生的发动机输出扭矩估计；(c)等于发动机扭矩信号减去发动机输出扭矩估计的电机信号。这些信号和调节还被控制器使用，以分别利用发动机扭矩信号和电机信号来调节发动机扭矩和电机扭矩。控制器随后还调节变速器输出扭矩，从而控制和限制扭矩扰动，以使扭矩扰动受针对多个变速器扭矩倍增比率的扭矩扰动阈值约束并且/或者大致小于或等于所述扭矩扰动阈值。本公开的车辆还预期前述构造和变型中的每个的操作方法，其中包括：控制器对充电扭矩信号和驾驶员需求扭矩信号作出响应，并命令按照充电扭矩摆率限制调节发动机扭矩，使得发动机扭矩大致等于受充电扭矩限制约束并且/或者不超过充电扭矩限制的组合的驾驶员需求扭矩和充电扭矩。在这种布置中，控制器可被配置为分配工作载荷并向其他控制器或车辆系统发送命令，并且还可直接向各个车辆部件发送命令。在扭矩扰动阈值随着变速器扭矩倍增比率减小而增大时，控制器还命令摆率限制和充电扭矩限制增大，响应于扭矩扰动阈值在变速器扭矩倍增比率增大时减小，控制器还命令摆率限制和充电扭矩限制减小。各种车辆部件和其它控制器可被命令为产生各种控制信号和参数。例如，响应于驾驶员需求扭矩和充电扭矩信号，控制器可被配置用于产生和/或命令其它控制器能够产生：(a)将驾驶员需求扭矩和充电扭矩组合的发动机扭矩信号；(b)使用来自发动机转速、进气和燃料消耗的信息产生的发动机扭矩输出估计信号；(c)等于发动机扭矩输出估计信号减去驾驶员需求扭矩的电机扭矩信号。该变型还包括配置如下的控制器：进一步分别利用发动机扭矩信号和电机扭矩信号来命令发动机和电机。在其它示例中，控制器被修改为利用变速器输入转速和变速器扭矩倍增比率来调节扭矩扰动阈值，所述变速器扭矩倍增比率使用变速器输入转速和所述多个可选挡位中的选择挡位而被调节。这些控制器还可被配置为：随着变速器扭矩倍增比率减小而增大扭矩扰动阈值；随着扭矩扰动阈值增大而增大充电扭矩限制和摆率限制。这些车辆的实施方式和配置以及操作方法的
技术实现思路
以较少技术细节变化的方式描述了本公开的实施例的若干示例性布置，并且下面在结合附图说明和附图的具体实施方式中以及在权利要求中进一步更详细地描述。本
技术实现思路
并非旨在确定要求保护的技术的关键特征或必要特征，也并非旨在用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆，包括：控制器，被配置为：响应于增大的充电扭矩，分别利用扭矩扰动阈值和摆率校准比率来调节充电扭矩限制和摆率限制；响应于增大的驾驶员需求扭矩，增大受摆率限制约束的发动机扭矩，以满足受充电扭矩限制约束的组合的驾驶员需求扭矩和充电扭矩，使得电池充电速率随着扭矩扰动阈值增大而增大。

【技术特征摘要】
2017.02.07 US 15/426,6541.一种车辆，包括：控制器，被配置为：响应于增大的充电扭矩，分别利用扭矩扰动阈值和摆率校准比率来调节充电扭矩限制和摆率限制；响应于增大的驾驶员需求扭矩，增大受摆率限制约束的发动机扭矩，以满足受充电扭矩限制约束的组合的驾驶员需求扭矩和充电扭矩，使得电池充电速率随着扭矩扰动阈值增大而增大。2.根据权利要求1所述的车辆，还包括：变速器，结合到控制器以及发动机和电机，所述控制器还被配置为：响应于驾驶员需求扭矩和充电扭矩信号，产生将驾驶员需求扭矩和充电扭矩组合的发动机扭矩信号，利用发动机转速、进气和燃料消耗产生发动机扭矩输出估计信号，并产生等于发动机扭矩输出估计信号减去驾驶员需求扭矩的电机扭矩信号；分别利用发动机扭矩信号和电机扭矩信号来调节发动机和电机。3.根据权利要求1所述的车辆，还包括：变速器，具有多个可选挡位并结合到发动机和电机，所述控制器还被配置为：利用变速器输入转速以及通过变速器输入转速和所述多个可选挡位中的选择挡位调节的变速器扭矩倍增比率来调节扭矩扰动阈值，使得电池充电速率随着变速器扭矩倍增比率在所述多个可选挡位中的较高的选择挡位下减小而增大。4.根据权利要求3所述的车辆，还包括：所述控制器还被配置为：随着变速器扭矩倍增比率减小而增大扭矩扰动阈值；随着扭矩扰动阈值增大而增大充电扭矩限制和摆率限制，使得电池充电速率增大。5.根据权利要求4所述的车辆，还包括：所述控制器还被配置为：响应于驾驶员需求扭矩和充电扭矩信号，产生将驾驶员需求扭矩和充电扭矩组合的发动机扭矩信号；由发动机转速、进气和燃料消耗产生发动机扭矩输出估计信号；产生等于发动机扭矩输出估计信号减去驾驶员需求扭矩的电机扭矩信号；分别利用发动机扭矩信号和电机扭矩信号来调节发动机和电机，使得变速器扭矩输出扰动小于或等于扭矩扰动阈值。6.根据权利要求1所述的车辆，还包括：动力系，包括发动机、电机和具有旁通离合器的变矩器，所述变矩器结合到具有多个可选挡位的变速器，所述控制器还被配置为：由变矩器的转速、旁通离合器的接合位置和所述多个可选挡位中的选择挡位调节变速器扭矩倍增比率；由变速器输入转速和变速器扭矩倍增比率调节扭矩扰动阈值，使得电池充电速率随着变速器扭矩倍增比率在所述多个可选挡位中的较高的选择挡位下减小而增大。7.根据权利要求6所述的车辆，还包括：所述控制器还被配置为：当满足下述中的一个或更多个时增大扭矩扰动阈值：(a)旁通离合器接合；(b)变矩器以大致小于或等于1.2的扭矩比进行操作；以及(c)变速器扭矩倍增比率大致小于或等于1.5；随着扭矩扰动阈值增大而增大充电扭矩限制和摆率限制。8.根据权利要求1所述的车辆，还包括：变速器，结合到发动机和电机，电机还结合到电池，控制器还被配置为：从电池接收荷电状态；利用荷电状态和最佳荷电状态调节电池充电需求；将充电需求转化成小于或等于充电扭矩限制的充电扭矩，使得电池充电速率随着充电扭矩增大而增大。9.根据权利要求1所述的车辆，还包括：发动机，结合到电机和变速器，所述控制器还被配置为：利用变速器扭矩倍增比率和扭矩扰动阈值来调节摆率校准比率；利用摆率校准比率来调节摆率限制；利用扭矩扰动阈值和变速器扭矩倍增比率来调节充电扭矩限制；产生小于或等于充电扭矩限制并将驾驶员需求扭矩和充电扭矩组合的发动机扭矩信号；由发动机转速、进气和燃料消耗中的一个或更多个产生发动机输出扭矩估计；产生等于发动机扭矩信号减去发动机输出扭矩估计的电机信号；分别利用发动机扭矩信号和电机信号来调节发动机扭矩和电机扭矩；调节变速器输出扭矩，从而使扭矩扰动小于或等于针对多个变速器扭矩倍增比率的扭矩扰动阈值，使得电池充电速率随着变速器扭矩倍增比率减小而增大。10.一种车辆，包括：变速器；控制器，被配置为：按照摆率限制调节发动机扭矩，以满足受充电扭矩限制约束的组合的驾驶员和充电扭矩需求；响...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克·斯蒂芬·耶马扎基，张臣，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US