互补式再生扭矩系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于包括具有油门踏板位置传感器的发动机的车辆的互补式再生扭矩系统。该再生扭矩系统选择性地存储并提供能量给车辆的驱动链，以便按需地提供互补式扭矩。该再生扭矩系统在本质上可以是液压的或电子的，并且相对于发动机可以设置在变速箱的上游或下游。再生扭矩控制模块被设置在油门踏板位置传感器和发动机控制模块之间，截获油门踏板位置信号，响应于再生扭矩系统的操作模式对其进行修改，并将所述修改过的节流阀信号转递到发动机控制模块。同样地，该再生扭矩控制模块先截获并修改来自发动机控制模块的信号，然后将它们广播给其余的车辆控制模块。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于车辆的互补式再生扭矩系统(RTS， Regenerative Torque System )的控制器、现有车辆部件的接口及其相关的控制。
技术介绍
常规的车辆具有作为单个扭矩源的内燃机。图1示出了常规的四 轮驱动车辆的信号和扭矩流以及相关控制的流程图。经常采用油门踏 板位置(APP)传感器来指示所需的发动机扭矩，同时发动机控制模 块(ECM)响应于APP和其它感测的条件而控制发动机。ECM与变 速箱控制模块(TCM)通信，该变速箱控制模块根据其它条件中的 APP、发动机输出扭矩、发动机速度和车辆速度控制变速箱。这种组 件在本领域中是熟知的。这些现有技术系统没有提供互补式或补充式 扭矩的能力、或者存储或使用在车辆减速时所浪费的大量的能量的能 力。现有技术提出了广泛的车辆系统种类，被设计用来捕获和存储在使车辆减速时刹车发热所丢失的动能的一部分、以;su吏用所存储的能 量来重新加速车辆。这种系统经常切换位于变速箱和车辆驱动轮的轴 之间某处的传动轴的扭矩。某些系统采用由电动发电机、电池和电容 器构成的电气混合元件，以将刹车时的动能切换为电势能，以用于在 需要扭矩时驱动电动机。其它系统采用由泵、电动机和蓄电池构成的 液压混合元件，以将刹车时的动能切换为液压电势能，以用于在需要 扭矩时驱动电动机。液压RTS的一个例子采用由车辆驱动链所驱动的集成泵式电动 机(P/M) 。 P/M在给液压蓄电池充电的发电泵模式和供应扭矩给驱 动链的电动机模式之间切换。这种泵式电动机对本领域的普通技术人员来说是熟知的。许多这样的设计包括具有防波板的变排量P/M。当 防波板处于零度角时，P/M的活塞没有随着气缸柱而往复运动，而 P/M既没有泵抽(pumping)也没有机动(motoring)。响应于RTS的 操作模式，控制防波板的位置。当刹车时，P/M成为充电压力蓄电池 的泵。在加速时，该压力蓄电池供电给P/M，然后，该P/M充当供应 扭矩给驱动链的电动机。所有这种现有设备和系统都价格昂贵，很难与现有车辆的控制系 统一同安装，特别不适合与现有控制系统的简单集成，从而不能提供 与本专利技术的组件相关联的优点。
技术实现思路
本专利技术涉及一种用于车辆用的互补式RTS的控制器，所述控制 器包括具有关联控制器的发动机；APP传感器；具有关联控制器的 传动单元；用于驱动一对轮子以便驱使所述车辆的传动轴；以及再生 扭矩单元。该再生扭矩单元选择性地存储和供应能量给驱动链，以给 该驱动链提供所需的互补式扭矩。该再生扭矩单元可以相对于所述发 动机设置在所述传动方向的上游或者下游。再生扭矩控制模块 (RTCM )设置在现有车辆线束与ECM或其它所需的控制模块之间， 并截获加入和离开控制模块的相应的信号，并响应于RTS的操作模 式修改同一信号。本专利技术允许在不修改现有的发动机控制器、变速器 控制器或其它系统控制器的情况下将RTS增加到车辆。本专利技术还提 供操作失败安全模式，其中在RTS失败的情况下，控制信号恢复到 它们的原始值。附图说明图1是在常规的四轮驱动车辆中的信号和扭矩流及其相关控制 的示意性流程图。图2是描述根据本专利技术的信号和扭矩流以及在常规的四轮驱动 车辆中的相关控制的流程图。 图3a是根据本专利技术的在两轮驱动车辆中的RTS的示意性视图，其中，RTS位于发动机和变速箱之间。图3b是根据本专利技术的在两轮驱动车辆中的RTS的示意性视图，其中，RTS位于变速箱和传动轴之间。图4是具有连接发动机ECM上的线束的常规的内燃机。图5是图4中的内燃机的线束示意图。图6是用单独模块接口实施的本专利技术的线束示意图。图7是用多个模块接口实施的本专利技术的线束示意图。图8是示出根据本专利技术的典型的传递故障保护线路布置的示意图。具体实施方式图2-3示出根据本专利技术的优选实施例的组件。内燃机l充当主要 扭矩源用于驱动驱动链，所述驱动链包括变速箱3、关联传动轴、驱 动轮间的分速器、以及在四轮驱动车辆的情况下将扭矩在前后轴之间 分离提供的分动箱5。使用再生扭矩源(12)，以便给驱动链提供要 求的辅助扭矩并在减速/车辆刹车期间存储能量。在一个优选实施例 中，扭矩累积设备(例如，集成泵/电动机)(IO)设置在发动机和变 速箱之间。本专利技术尤其适用于将互补式扭矩按需地传送到驱动链。传送到变 速箱的扭矩量是由发动机所提供的扭矩和由再生扭矩源所提供的扭矩之和。根据车辆条件(例如，扭矩需求)和从发动机或再生扭矩源 10/12可得的扭矩的量，再生扭矩控制模块(20) RTCM用来控制由 发动机和再生扭矩源所传送的扭矩。RTCM 20计算如何分离在发动 机1和再生扭矩源10/12之间的扭矩传送。由再生扭矩源所提供的扭 矩对于发动机扭矩可以是补充的(附加的)或者可以是互补的(替换)。 由发动机或者再生扭矩源所提供的扭矩的百分比取决于车辆的工作 条件、扭矩需求以及在给定时间可以由任一源提供的可用扭矩。 RTCM 20具有必要的算法，以按需地控制再生扭矩源，从而选择性 地适当地供应扭矩给驱动链。另一方面，发动机被通常由发动机的制造商所提供的(电子控制模块)ECM22控制。现代内燃机非常复杂。响应于一系列所感测的车辆条件来控制发 动机。诸如氧气传感器、车速传感器、发动机速度传感器之类的传感 器以及许多其它输入装置都被ECM 22用来有效地管理发动机的性 能。点火序列、喷油器控制等都是现代工作发动机的动态部分。油门 踏板位置传感器24( APP)是所感测的参数之一。感测油门踏板位置， 提供了对发动机的扭矩的主要请求。但是，当再生扭矩源对驱动线施 加互补式扭矩时，不能精确地控制发动机。这是因为，对于由APP 传感器24显示的给定扭矩要求，在不知道所需的扭矩的一部分正由 再生扭矩源10/12提供的情况下，发动机1将试图按照APP 24传感 器所请求的那样提供扭矩。这可以导致与油门踏板的响应不一致的扭 矩。这是不希望的，因为它使驾驶不直观，使司机分心，并在再生扭 矩传送期间需要特别的技术来操纵车辆的操作。为了解决这些问题， RTCM截获并修改APP信号。如前所述，APP通常直接发送给ECM 22。但在本专利技术的布置中， APP由RTCM 20截获。然后，当通过再生扭矩源10/12提供辅助扭 矩时，RTCM适当地修改该信号。例如，当司机踩下油门踏板时，车 辆情况可以保证通过再生扭矩源10/12提供大量的扭矩。在这种情况 下，几乎不需要来自发动机l的扭矩。如果发动机l接收原始的APP 信号24，其将传送出过多的扭矩，而车辆将不会按照司机的期望而操 作。为了防止发生这样的情况，RTCM 20修改APP 24信号，从而人 工地展示较小的油门踏板踩踏力度。这样就导致了最终依照司机的希 望的那样将扭矩传送到变速箱3。由于RTCM20从再生扭矩源10/12 要求更少的扭矩，RTCM20如ECM22可知的那样修改APP24，以 使发动机1如所需的那样增加其扭矩的百分比。在不再需要施加辅助 扭矩的情况下，实际的APP24未经修改地发送给ECM22。在现代常规的车辆中，ECM22通过通信总线或其它装置也与其 它系统控制模块(尤其是变速箱控制模块TCM 30)通信。TCM 30 可以使用APP 24、发动机扭矩信号或由ECM 2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有再生扭矩系统的车辆，包括：驱动链，该驱动链包括：具有用于感测油门踏板位置的油门踏板位置传感器的发动机，所述油门踏板位置传感器产生代表所述油门踏板位置的油门踏板位置信号；由所述发动机驱动的变速箱单元，其用来驱动至少一对车轮以便驱使所述车辆；再生扭矩单元，用于存储以及提供能量给所述驱动链，以便选择性地按需地向其提供互补式扭矩，所述再生扭矩单元相对于所述发动机设置在所述变速箱的上游；发动机控制模块，用于响应于工作条件控制所述发动机；再生扭矩控制模块，其设置在所述油门踏板位置传感器和所述发动机控制模块之间，该再生扭矩控制模块截获所述油门踏板位置信号并且响应于所述再生扭矩单元的操作模式来修改所述信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯帕特里克维尔格维尔，马丁J杜伯伊斯，马修F约翰斯通，
申请(专利权)人：博施瑞克罗斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]