离合器接合期间马达扭矩的前馈和反馈调节制造技术

本发明专利技术是离合器接合期间马达扭矩的前馈和反馈调节。公开了一种混合动力电动车辆，该车辆具有可选地连接至传动系并且通过控制器控制的马达以及发动机。控制器配置用于在离合器接合阶段期间基于离合器压力值和离合器滑移速度值而计划额外的马达扭矩以补偿发动机惯性阻力。控制器还配置用于在离合器接合阶段期间使用比例积分控制器调节马达扭矩以维持车辆加速。

【技术实现步骤摘要】
离合器接合期间马达扭矩的前馈和反馈调节
本专利技术涉及在离合器接合的瞬变期间对马达扭矩作出的调节以抵消发动机惯性阻力（inertiadrag）、发动机起动扰动和离合器锁止。
技术介绍
混合动力车辆结构可以采用多种形式将电池、电力牵引马达和内燃发动机在车辆传动系中可操作地连接在一起。本申请的受让人在开发中提议的一种结构是模块化混合动力传动装置（MHT）。实现MHT的关键技术是无电力逆变器的传动装置（ECLT）。为了复制传统的自动变速器的变矩器功能，MHT动力传动系统依赖于起动机/交流发电机以及电机前面的分离离合器和电机后面的启动离合器的主动控制。去除变矩器改善了动力传动系统的效率，然而，MHT的驾驶性能必须满足与自动变速器产品所相当的目标。MHT的主要控制挑战是在发动机起动和离合器接合期间吸收传动系中的金属声、跳动和振动而创建更安静、无压力的驾驶体验。没有变矩器，产生了（特别是在复杂的离合器接合瞬变期间）协调离合器、发动机和马达的新挑战。必须无缝整合所有的摩擦元件控制、压力控制和马达扭矩控制来传输平顺的车轮扭矩。此外，无逆变器分离离合器的接合对离合器压力非常敏感，而在离合器接合期间实现适当的阻尼（damping）和平顺性是具有挑战性的任务。必须平顺并快速地起动MHT中的发动机并且每次起动伴随着瞬时离合器接合过程，该过程导致传输至传动系的实质的惯性阻力和扭矩扰动。由于复杂的瞬变动力学导致的估算发动机和离合器扭矩的困难和不确定性使得马达扭矩补偿成为具有挑战性的任务。对于发动机起动在MHT离合器接合的瞬变，存在由多个扰动引起的机械共振的激发而产生振动的问题。由此产生的振动现象是由于在传动系中没有变矩器而导致了较低阻尼所致。具有取决于马达转速的频率的电动马达扭矩产生扭矩波动。如下文概述的本专利技术能解决上述问题和其它问题。
技术实现思路
本专利技术提出一种在发动机起动离合器接合期间利用主动的对策直接作出反应并补偿扭矩扰动来改善混合动力马达扭矩补偿的方法。公开的算法基于离合器动力学和车辆响应而主动地调节马达扭矩。根据本专利技术的一个方面，公开了一种包含马达、发动机、用于向马达供应电力的电池和控制器的混合动力车辆。控制器配置用于：基于驾驶员扭矩需求和发动机扭矩指令提供基准马达扭矩指令；在控制器提供发动机起动指令之后探测离合器接合的时间段，基于离合器压力值和离合器滑移（slip）速度值计划额外的马达扭矩以补偿发动机惯性阻力。根据本专利技术的另一方面，公开了一种包含马达、发动机、向马达供应电力的电池和控制器的混合动力车辆。控制器配置用于：基于驾驶员扭矩需求和发动机扭矩指令提供基准马达扭矩指令；在控制器提供发动机起动指令之后探测离合器接合的时间段；以及使用比例积分（PI）控制器调节马达扭矩以维持车辆加速。根据本专利技术的又一方面，公开了一种运转混合动力车辆的方法，该车辆具有通过分离离合器可选地连接至传动系的发动机和辅助动力源。该方法的步骤包含获取基准马达扭矩指令、发动机起动指令后探测一旦离合器完全接合就结束的离合器接合的时间段、基于离合器压力值和离合器滑移速度值计划额外的马达扭矩以补偿发动机惯性阻力、以及使用比例积分控制器调节马达扭矩以维持车辆加速。根据本专利技术，提供一种混合动力车辆，该混合动力车辆包含：马达；发动机和向马达供应电力的电池；分离离合器；至少一个控制器，配置用于在发动机起动后离合器接合阶段期间以基于离合器压力和离合器滑移速度调节马达扭矩来补偿发动机惯性阻力。根据本专利技术的一个实施例，当马达和发动机之间的分离离合器完全接合时终止离合器接合阶段。根据本专利技术的一个实施例，当马达的转速和发动机的转速基本相等从而指示分离离合器完全接合时终止离合器接合阶段。根据本专利技术的一个实施例，当马达和发动机之间的分离离合器开始拖动发动机时开始离合器接合阶段，其中，在开始离合器接合前提供校准的时间窗口。根据本专利技术的一个实施例，离合器压力信号提供至基于存储有值的表格获取前馈扭矩指令的增益计划处理器。根据本专利技术的一个实施例，离合器滑移速度值提供至基于马达转速和发动机转速的比例控制器，并且其中，比例控制器提供请求改变马达扭矩的信号。参考附图和下文说明性实施例的具体描述将会更好地理解本专利技术的其它方面。附图说明图1A是用于不包括变矩器的混合动力车辆的模块化混合动力传动系统的示意图；图1B是用于包括变矩器的混合动力车辆的模块化混合动力传动系统的替代实施例的示意图；图2是说明在发动机起动期间补偿发动机阻力并用于维持车辆加速的扭矩补偿算法的控制图；图3是用于瞬时离合器接合探测系统的控制图；图4是更详细地说明在发动机起动期间补偿发动机阻力并用于维持车辆加速的扭矩补偿算法的展开控制图；以及图5是发动机起动期间补偿发动机阻力并用于维持车辆加速的扭矩补偿系统的图示代表。具体实施方式下文提供了本专利技术说明性实施例的具体描述。公开的实施例是本专利技术的示例，其可以以多种替代形式实施。附图不一定按比例绘制。可放大或缩小一些特征以显示特定部件的细节。本申请所公开的具体结构和功能细节不应解释为限定，而仅为教导本领域技术人员怎样实施本专利技术的代表性基础。参考图1A和图1B，以示意图的形式显示了模块化混合动力传动装置10。发动机12可操作地连接至当需要额外的扭矩时用于起动发动机12的起动机14。马达（或电机）16可操作地连接至传动系18。在传动系18上发动机12和电机16之间提供有分离离合器20。传动系18上还提供有变速器（或变速箱）22。传输自发动机12和马达16的扭矩提供至传动系18，以提供至向车轮24提供扭矩的变速器22。在变速器22和发动机12和/或马达16之间提供有启动离合器26以通过变速器22提供扭矩至车轮24。如图1A所显示的，在变速器22和发动机12和/或马达16之间提供有启动离合器26A以通过变速器22提供扭矩至车轮24。如图1B所显示的，在变速器22和发动机12和/或马达16之间提供有变矩器26B以通过变速器22提供扭矩至车轮24。虽然去除变矩器是图1A中的实施例的优点，但是本专利技术还有利于减小具有类似于图1B的实施例中显示的变矩器26B的系统中的振动。车辆包括用于控制多个车辆系统和子系统的车辆系统控制（VSC）并且在图1A和图1B中总体上通过框27表示。VSC27包括分布在车内多个控制器中的多个相互关联的算法。例如，用于控制MHT动力传动系统的算法分布在发动机控制单元（ECU）28和变速器控制单元（TCU）29之中。ECU28电连接至发动机12，用于控制发动机12的运转。TCU29电连接至电机16和变速器22并控制它们。根据一个或多个实施例，ECU28和TCU29使用共用总线协议（例如，控制器局域网（CAN））通过硬线车辆连接相互通信并且与其它控制器（未显示）通信。尽管说明的实施例描述了VSC27用于控制MHT动力传动系统的功能包含在两个控制器（ECU28和TCU29）内，但是混合动力电动车辆（HEV）的其它实施例包括单个VSC控制器或两个以上的控制器用于控制MHT动力传动系统。参考图2，显示了控制算法30的概述。VSC27包括扭矩控制算法或策略30、允许模块混合动力传动装置10没有变矩器的运转而获取额外运转效率的分离离合器20和启动离合器26。根据一个或多个实施例，控制算法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合动力车辆，包含：马达；发动机和用于向所述马达供应电力的电池；离合器；至少一个控制器，配置用于在发动机起动后离合器接合阶段期间控制马达扭矩以维持车辆加速。

【技术特征摘要】
2012.04.13 US 13/446,4041.一种混合动力车辆，包含：马达；起动机；发动机和用于向所述马达供应电力的电池；离合器，被构造成将马达与发动机选择性地连接；变矩器，被构造成将马达连接至变速器；至少一个控制器，配置用于：在离合器增压和起动机起动发动机期间离合器接合阶段之前使马达扭矩增加指定值；在离合器接合期间使马达扭矩减小所述指定值；基于离合器压力、离合器滑移速度和车辆加速来在发动机起动后离合器接合阶段期间调节马达扭矩，以补偿发动机惯性阻力并维持车辆加速。2.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其特征在于，所述控制器配置用于在所述离合器接合阶段之前立刻记录所述车辆加速，其中，所述车辆加速提供至比例积分控制器作为所述比例积分控制器的设定值。3.根据权利要求2所述的混合动力车辆，其特征在于，滤波的车辆加速信号提供至所述比例积分控制器用于闭环控制。4.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其特征在于，所述控制器探测关联于从加速器踏板去除压力或通过请求应用制动器的驾驶员需求的改变，其中，一旦探测到驾驶员需求的改变，则所述控制器中止维持车辆加速。5.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其特征在于，所述控制器配置用于仅在所述离合器接合阶段期间维持车辆加速。6.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其特征在于，响应于检测到通过离合器传输的发动机扭矩为负，在离合器接合期间使马达扭矩逐渐减小所述指定值，直到离合器的完全接合完成为止。7.一种运转混合动力车辆的方法，该混合动力车辆具有通过分离离合器可选...

【专利技术属性】
技术研发人员：王青，梁伟，马克·斯蒂芬·耶马扎基，沃尔特·约瑟夫·欧特曼，瑞恩·亚伯拉罕·麦吉，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：