CN104340204B - 混合动力电动车辆中的异步‑同步离合器转矩交换 - Google Patents

混合动力电动车辆中的异步‑同步离合器转矩交换 Download PDF

Info

Publication number
CN104340204B
CN104340204B CN201410355465.9A CN201410355465A CN104340204B CN 104340204 B CN104340204 B CN 104340204B CN 201410355465 A CN201410355465 A CN 201410355465A CN 104340204 B CN104340204 B CN 104340204B
Authority
CN
China
Prior art keywords
torque
clutch
separated
joined
term
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201410355465.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104340204A (zh
Inventor
P.古普塔
L.A.卡明斯基
S.W.麦格罗根
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GM Global Technology Operations LLC filed Critical GM Global Technology Operations LLC
Publication of CN104340204A publication Critical patent/CN104340204A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104340204B publication Critical patent/CN104340204B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/40—Controlling the engagement or disengagement of prime movers, e.g. for transition between prime movers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/10—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of change-speed gearings
    • B60W10/11—Stepped gearings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/02—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of driveline clutches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/30—Control strategies involving selection of transmission gear ratio
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/10—Change speed gearings
    • B60W2510/105—Output torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2540/00—Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/10—Accelerator pedal position
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2540/00—Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/16—Ratio selector position
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/02—Clutches
    • B60W2710/021—Clutch engagement state
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/02—Clutches
    • B60W2710/027—Clutch torque
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S903/00—Hybrid electric vehicles, HEVS
    • Y10S903/902—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors

Abstract

一种混合动力电动车辆中的异步‑同步离合器转矩交换。车辆包括转矩源、变速器和控制器，控制器被编程以执行一种方法。在执行相关联的方法中，响应于具有阈值优先权的控制目标，控制器确定贯穿转矩交换是否要求连续的输出转矩。当要求连续的输出转矩时，控制器同步并且填充待接合离合器，估计待接合离合器的容量，和在转矩交换期间扩大待接合离合器的短期转矩容量。转矩交换的开始被推迟，直到短期转矩容量足以接收来自待分离离合器的全部转矩载荷，而不影响输出转矩。控制器贯穿转矩交换异步地控制待分离离合器并且同步控制待接合离合器，并且经由长期转矩容量限值的扩大设置，作为同时耗尽的待分离离合器载荷的函数加载同步待接合离合器。

Description

混合动力电动车辆中的异步-同步离合器转矩交换
技术领域
本公开涉及用于在混合动力电动车辆中将转矩从异步离合器交换到同步离合器的方法和系统。
背景技术
传统的自动车辆变速器的离合器之间的转矩交换经由控制模块，例如变速器控制模块(TCM)紧密控制。这样的变速器的控制模块命令与当前速比相关联的特定离合器(即，待分离离合器)的转矩容量的卸载，并且同时施加与期望的新速比相关联的另一离合器(即，待接合离合器)。来自一个或多个源(通常为内燃发动机和/或一个或多个电牵引马达)的转矩然后被从待分离离合器交换到待接合离合器，以完成换挡。
变速器的离合器可根据被用于建立其控制的模式描述。因而，在通常的同步换挡中，待分离和待接合离合器可被称为“同步离合器”。在待接合同步离合器中，离合器压力在该离合器仍滑移时保持完全耗尽。离合器压力仅在得到同步速度之后被施加。通过对照，对于待分离异步离合器，一定量的离合器压力甚至在离合器滑移之后被施加到离合器组件。因此，异步离合器能够在滑移时产生输出转矩。
混合动力变速器缺乏固定的速比。换句话说，由于该速比，因此通常不需要混合动力变速器的待分离/待接合离合器。而且，在混合动力变速器中，人们可从一个档位状态转变到其中存在一个待分离离合器的模式。因而，混合动力变速器中不是所有换挡都具有待分离-待接合离合器组合。
发明内容
本文公开了一种混合动力电动车辆。该车辆包括控制器，例如混合动力控制处理器，和多个流体致动离合器。对于被请求的换挡，离合器中的一个被指定为待分离离合器，而了离合器中的另一个被指定为待接合离合器，其中两个术语都在上面有所描述。该换挡涉及从待分离离合器到待接合离合器的转矩交换或“移交”。控制器被编程或以其他方式配置为无论何时驾驶员要求通过换挡事件，例如通过空挡的换挡的连续的输出转矩，选择性地执行相关联的方法的步骤。
当本方法被执行时，控制器异步地控制待分离离合器，即待分离异步离合器，而待接合离合器被同步地控制。因而，待接合离合器在本文中被称为待接合同步离合器。作为该方法的一部分，控制器还计算并且实施用于待接合同步离合器的短期和长期转矩限值。该转矩限值在异步待分离离合器控制的一个阶段期间结束时开始选择性地实施，并且继续，直到同步转矩控制的后续阶段开始，如本文中详细说明的。因而，本方法的选择性执行可有助于改善驾驶员通过换挡请求连续输出转矩时的总体驱动质量。
特别地，本文公开了一种混合动力电动车辆，其包括多个转矩源、变速器和控制器。与变速器和转矩源通讯的控制器被配置为(即以软件编程并且以硬件装备)以确定经由被请求的换挡命令的转矩交换期间是否要求连续的输出转矩。当要求连续的输出转矩时，控制器可操作以同步和填充待接合离合器，估计待接合离合器的液压容量，和在转矩交换过程期间暂时扩大待接合离合器的短期转矩容量以响应具有阈值优先权的控制目标。控制器还延迟转矩交换的开始，直到待接合离合器的短期转矩容量足以接收来自待分离离合器的全部转矩载荷，而不影响连续的输出转矩。然后控制器在转矩交换期间异步地控制待分离离合器，在转矩交换期间同步地控制待接合离合器，并且经由扩大的长期控制转矩容量限值组，以同时耗尽的待分离离合器载荷的函数加载同步待接合离合器。
该车辆可包括作为多个转矩源的电动马达和内燃发动机。在该情况下，控制器配置为使用来自电动马达和发动机的转矩组合卸载待分离离合器，同时将输出转矩保持在连续的水平。
用于混合动力车辆的变速器组件包括上面所述的齿轮组、多个离合器和控制器。还公开了用于将变速器换挡的相关联的方法，其包括执行上面所述的控制器结构的功能。
还公开了一种混合动力电动车辆，包括：
多个转矩源；
变速器，具有
齿轮组；和
多个离合器，包括待分离离合器和待接合离合器；和
控制器，与变速器和转矩源通讯，其中该控制器配置为：
确定是否贯穿经由请求换挡命令的转矩交换过程中要求连续的输出转矩；和
当要求连续的输出转矩时；
同步并且填充待接合离合器；
估计待接合离合器的液压容量；
在转矩交换过程中响应于具有阈值优先权的控制目标扩大待接合离合器的短期转矩容量；
延迟转矩交换的开始，直到待接合离合器的短期转矩容量足以接收来自待分离离合器的全部转矩载荷而不影响连续的输出转矩；
贯穿转矩交换过程异步控制待分离离合器；和
贯穿转矩交换过程同步控制待接合离合器；和
经由长期控制转矩容量限值的扩大设置，作为同时耗尽的待分离离合器载荷的函数加载同步即将带来离合器。
其中，该车辆包括电动马达和内容发动机作为多个转矩源，并且其中，控制器配置为使用电动马达和发动机组合将待分离离合器异步受控地卸载到同步控制的待接合离合器，同时将输出转矩保持在连续水平。
该混合动力电动车辆还包括传感器，传感器可操作产生油门信号，其中，控制器与该传感器通讯，并且配置为通过处理油门信号来确定是否需要连续的输出转矩。
其中，被请求的换挡为经过空挡的无动力中断换挡。
其中，控制器响应于具有阈值优先权的控制目标，暂时地实施短期转矩容量限值覆盖长期转矩容量限值。
其中，短期和长期转矩容量限值在完成转矩交换之前合并。
该混合动力电动车辆还包括传感器，传感器可操作来产生油门信号，其中，控制器与该传感器通讯，并且配置为通过处理油门信号确定是否连续的输出转矩被请求。
当结合附图理解时，本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点将从用于实现本发明的最佳模式的下文中的详细说明变得显而易见。
附图说明
图1是具有自动变速器和控制器的车辆的示意图，其控制器执行本方法的步骤，以由此控制待分离异步-待接合同步离合器转矩交换。
图2是描述用于执行待分离异步-待接合同步离合器转矩交换的示例性方法的流程图。
图2A是描述用于图2中所示的方法的一部分的可选实施例的另一流程图。
图3是示出图2和2A中所示的方法的应用并且示出在待接合同步离合器上实施短期和长期转矩限值的示例性时间图。
具体实施方式
参照附图，其中在全部几幅附图中，相似的附图标记对应于相似或类似的部件，并且开始于图1，显示了包括控制器(C)50的示例性混合动力电动车10。控制器50与自动变速器12的多个部件经由控制信号(双箭头11)，例如在控制器局域网络(CAN)总线上被传送和接收的信号通讯。控制器50被配置为经由本文所述的相关的硬件和软件元件选择性地执行换挡控制方法100的步骤，下面参照图2和2A描述该控制方法100的一个示例。
方法100的执行允许控制器50控制预定的换挡事件，该预定换挡事件为本文限定的当图1的车辆10的驾驶员通过命令的换挡及紧接着通过空挡的无动力中断换挡要求连续的输出转矩时，被异步控制的待分离离合器和被同步控制的待接合离合器之间的转矩交换或“移交”。
本控制方法旨在通过紧密协调滑移离合器(即，异步待分离离合器)的转矩卸载和锁定的同步待接合离合器的转矩加载来提高驾驶质量。上面所述的大部分混合动力车辆的换挡事件本质上是同步的。但是在少有的场合里可能需要异步换挡，其中一个这样的情形为当驾驶员通过换挡要求连续的转矩输出时。在这些情况下因而以本文参照图2、2A和3提出的方式进行异步和同步离合器之间的转矩交换。图3特别地示出了在异步待分离离合器耗尽时短期(ST)和长期(LT)转矩限值的施加，所述短期和长期转矩限值由控制器50计算和实施。
输入到图1的变速器12的输入转矩经由转矩源TS1和TS2，并可任选地经由以虚线显示的另一转矩源TS3提供。转矩源TS1，TS2和/或TS3的一个或多个可以是高压电牵引马达，例如取决于应用额定在60VDC和300VDC之间或更高的多相电机。转矩源TS1，TS2和/或TS3的另一个可以是内燃发动机。转矩源TS3的输出轴25可经由如图所示的旋转离合器C3选择性地联接到转矩源TS1。该实施例可允许由转矩源TS1给转矩源TS3提供电辅助。
在简化的非限制性实施例中，变速器12可包括具有节点22、24和26的单个行星齿轮组20。在该实施例中，转矩源TS1和TS3可将输入转矩经由输入轴14和另一旋转离合器C2传递到节点22。转矩源TS2经由互连构件16连接到行星齿轮组20的节点26，并且转矩源TS2根据需要将马达转矩传递给变速器12的节点26。节点22也可经由离合器C1(即，制动离合器)选择性地连接到变速器12的固定构件32。离合器C1，C2或C3中的任一个对于指定换挡可用作待接合或待分离离合器，如在变速器12的其他实施例中使用的任何离合器那样，这可由本领域普通技术人员理解。
图1的变速器12还可包括输出轴18。输出轴18最终将来自变速器12的输出转矩(箭头TO)传送到一组驱动车轮(未示出)。变速器C1、C2、C3可经由电动液压控制装置(未示出)选择性地致动，该电动液压控制装置包括例如流体泵、阀、配件、液压软管等。该结构在本领域是公知的，并且因而为了说明简明而从图1省略。
图1中所示的控制器50配置为执行相关的处理步骤(即，被以软件编程并且以硬件配备)，从而使控制器50选择地执行实施本方法100的编码。例如，控制器50可经由处理器52执行存储在有形非瞬时性存储器54上的一组计算机编码或指令。这在变速器12的预定换挡过程中，特别是当贯穿换挡和紧接着其之后需要的连续的输出转矩时发生。控制器50可配置为基于微处理器的计算机装置，具有作为存储器54的任何所需的只读存储器(ROM)、随机访问存储器(RAM)、电可编程只读存储器(EPROM)等。控制器50可还包括逻辑电路(逻辑电路包括但不限于比例-积分-微分(PID)控制逻辑)、高速时钟(未示出)、模拟-数字(A/D)电路、数字-模拟(D/A)电路、数字信号处理器和必需的输入/输出(I/O)装置和其他信号调制和/或缓冲电路。
图1的控制器50可与关于加速器踏板17定位的油门传感器19通讯。油门传感器19测量加速器踏板17的行进水平或施加压力，并且输出对应于加速器踏板17的测得的行进水平或力的油门信号(箭头Th％)。油门信号(箭头Th％)由控制器50的收发器(未示出)接收。
控制器50之后处理接收的油门信号(箭头Th％)，以由此确定驾驶员请求的转矩，并且因而确定在贯穿换挡过程中何时期望连续的输出转矩。当驾驶员要求这样的连续输出转矩时，相继发生的转矩交换被紧密协调，以确保从指定的异步待分离离合器到指定的同步待接合离合器的平滑过渡，所述离合器中的任一个可以是上面所述的离合器C1，C2或C3中的一个或在车辆10的不同实施例中的其他离合器。作为本控制方式的一部分，控制器50可通过来自电动马达和发动机的转矩组合来卸载离的离合器，同时将输出转矩保持在连续的水平。现在将参照其余附图说明图1的控制器50的该换挡控制功能。
参照图2，用于执行异步-同步离合器换挡的方法100开始于步骤102，其中图1的控制器50确定这样的换挡是否被请求。如上面说明的，混合动力电动变速器的大部分换挡为同步控制的。因此，待接合和待分离离合器都是同步离合器，且多种控制方式可用于在该情形中协调转矩交换。因此，方法100可在同步换挡被在步骤102请求的任何时候(即，贯穿即将发生的换挡不要求连续输出转矩的任何时候)自动地默认到达步骤118。否则方法100行进到步骤104(异步控制)和105(同步控制)。
在步骤104，图1的控制器50识别多个离合器(例如图1的离合器C1，C2或C3或在该相同附图中显示的车辆10的不同实施例中的其他离合器)的哪一个被用作即将发生的换挡指定的待分离离合器。步骤104可包括在图1的控制器50的存储器54中设置标记，该标记的设置触发执行方法100中的从步骤104开始的后续步骤。在完成步骤104之后，方法100行进到步骤106。
方法100的步骤105需要开始用于换挡的指定待接合离合器的同步控制(INIT.SYNC)。步骤105，类似于步骤104，可需要在控制器50的存储器54中设置标记，该标记的设置触发方法100中的后续步骤的执行。在步骤105完成之后，该方法100行进到步骤107。
在步骤106，控制器50将待分离离合器转矩命令在对应于所请求的轴转矩的水平处，该所请求的轴转矩可由控制器50确定为以图1中所示的接收的油门信号(箭头Th％)的函数。步骤106可能需要计算对应的待分离离合器转矩，访问校准的查找表，通过模型和/或任何其他适当方式处理所请求的转矩。当完成步骤106时，方法100行进到步骤108。
在步骤107，控制器50例如经由离合器的离合器速度测量或计算预测何时将获得同步速度，并且还监测离合器滑移速度和填充速率。当这发生时，方法100行进到步骤108。
步骤108需要经由控制器50确定待接合同步离合器是否已经达到同步速度，例如经由直接速度测量或间接方法(例如速度计算)。如果同步速度还没有达到，则重复步骤106和107。在此时之前，方法100的同步和异步控制部分独立于彼此运行。一旦已经达到同步速度，控制器50则行进到步骤109和110。
在步骤109，图1的控制器50执行待接合同步离合器控制，这发生在三个步骤中。简要参照图2A，在步骤109A，图1的控制器50将转矩命令以校准速率逐渐地加载到待接合离合器(TONC)。替代地，该步骤可能需要以类似的方式将压力命令逐渐地加载，其中转矩和位置被例如经由校准的转矩-压力表相关联。该步骤导致估计的转矩容量的增大，该估计的转矩容量例如通过控制器50将其作为转矩命令(TONC)的函数估计，无论经由查询表、模拟、公式还是其他方式。
步骤109B紧接在步骤109A之后。这里控制器50计算用于待接合离合器的正(+)和负(-)短期(ST)转矩容量限值。这些短期限值可由来自步骤109A的估计的转矩以下面参照图3描述的方式界定。该限值在命令换挡的转矩交换阶段由控制器50实施。虽然用于本文中的短期转矩容量限值在普通操作中不是优选的，但是控制器50选择性地根据需要(例如当需要瞬时输出转矩峰值或突然增大以保护比输出转矩具有更高优先权的例如混合动力马达、电池功率约束等硬件)使其用作转矩储备，要求访问由ST转矩容量限值提供的输出转矩储备。
步骤109C在步骤109B之后。在该步骤中，图1的控制器50计算同步的待接合离合器的长期(LT)转矩容量限值。这些长期转矩容量限值与短期限值一起显示在图3中。LT转矩容量限值提供优选的转矩边界或推荐的限值，其最终与短期限值在转矩交换完成时合并。步骤109C可需要从在步骤109B确定的短期转矩容量限值(STONC)减去同步离合器的转矩容量(同步离合器的转矩容量等于来自输出转矩的当前异步载荷)。当计算对输出转矩的影响(即TO＝K x离合器载荷)时，同步和异步离合器具有与其相关联的不同的传动比。在完成图2A的步骤109A-C之后，方法100行进到图2的步骤111。
在图2的步骤110，控制器50限制到用于目前换挡控制事件中的异步待分离离合器的转矩命令(TOFG)。步骤110可需要临时防止到异步待分离离合器的转矩命令在量值方面增大，直到同步待接合离合器即将处理换挡的全部离合器载荷。方法100然后行进到步骤112。
从步骤109和114到达的步骤111需要确定异步待分离离合器是否已经完全耗尽。这可需要确定何时待分离异步离合器的模拟容量指示已经完全耗尽。如果异步待分离离合器仍没有耗尽，则方法100行进到分别用于异步和同步离合器的步骤114和109。否则该方法100行进到步骤116。
步骤112涉及经由控制器50进行两个计算的绝对值转矩限值的比较：(i)用于同步待接合离合器的短期(ST)离合器转矩容量(TONC,ST)，和(ii)用于待分离离合器的估计转矩(TOFG,EST)，其中该估计转矩被可选地乘以校准增益(K)。在该例子中，K＝KOFG/KONC，其提供等于每单位同步待接合离合器转矩的异步待分离离合器的输出转矩。用于以下数学关系的真实测试可编程入图1中所示的控制器50的存储器54中，并且由处理器52估算，其中||表示绝对值：
|TONC,ST|＞K|TOFG,EST|
如果该特定关系是真的，则方法100行进到步骤114。否则，控制器50重复步骤110。
在步骤114，图1的控制器50将异步待分离离合器的转矩命令(TOFG)逐渐地变化到零。该步骤以校准速率执行。一旦转矩命令达到零，则离合器被命令到“完全耗尽位置”，即经由供给离合器的可变力控制螺旋管阀或其他控制螺旋管的控制。该方法100然后行进到上面所述的步骤111。
仅在例如通过观察在逻辑方面估计或模拟的待分离离合器的转矩容量而确定异步待分离离合器的成功的耗尽后，步骤116(可从步骤111到达)需要终止异步待分离离合器控制，该控制起初在步骤104建立。之后同步待接合离合器的控制可以默认形式继续，例如经由基于PID的反馈、基于模型的前馈转矩和/或位置控制，同时仍坚持图3中图示的长期转矩容量限值。该换挡以及因而该方法100完成。
在步骤118，已经更早地在步骤102处确定异步-同步换挡目前不存在时，控制器50在即将发生的换挡上执行默认控制。该控制可采取很多形式，其中待分离和待接合离合器的同步换挡控制在本领域中是公知的，并且在本控制方式的范围外。方法100因而在步骤118结束。
参照图3，图示了各个车辆控制参数，以进一步示出上面所述的控制方法100。参数的幅值(A)被关于竖直轴线绘制，而时间(t)单独地绘制在一对水平轴上，以示出用于同步待接合离合器和异步待分离离合器的控制时间线。
本离合器控制方法100的异步阶段(I)在t0基于请求的换挡的开始而开始，并且在t2终止。阶段I后紧接着是转矩交换阶段(II)，转矩交换阶段(II)在t2和t3之间，其中离合器转矩载荷(即，离合器容量)被从异步待分离离合器卸载到同步待接合离合器。该卸载发生在上面所述的长期和短期转矩容量的施加的约束内。同步转矩应用阶段(III)在t3开始，此时异步待分离离合器完全耗尽并且卸载。
待分离离合器的滑移(其在图3中表示为迹线ω)在同步转矩施加阶段(阶段III)过程中在被逐渐地变化到零之前被保持恒定，直到t2。待接合离合器的滑移(迹线ωONC)在校准线型处，例如S曲线处同步。对应于接收的油门信号(箭头Th％)的转矩请求(迹线TR)保持为正，并且在换挡的全部阶段I-III基本上水平，但是该迹线仅是图示性的。也就是说，在该期间上可能经受油门中的短暂的峰值，并且经由如下所述的关于短期转矩容量限值的选择性的方法自动地说明。同样，变速器输出转矩(TO)保持恒定，直到换挡的阶段II完成。输出转矩(TO)在换挡的转矩交换阶段(阶段II)在t2完成之后开始逐渐地升高。图3的迹线TO,ST示出不存在本方法100的情况下典型的输出转矩线型以及实施的长期转矩容量限值。
由控制器50发出的离合器转矩命令，例如到离合器的液压压力命令，或转矩交换中涉及的发动机和马达(例如图1中的TS1-3)允许的实际离合器载荷以分别用于同步待接合离合器和异步待分离离合器的迹线TONC和TOFG图示在图3中。异步待分离离合器沿相对于待接合离合器相反的转矩方向绘制，即其中待分离离合器转矩在图3中为负，并且因而朝向零“升高”，如图3中所示。异步待分离离合器的模拟或估计的转矩以迹线TOFG,EST图示。实际离合器命令显示为迹线TOFG，其幅值为A2-。该幅值由待分离离合器的控制滑移和能量容量确定。待分离转矩在进入阶段II之后很快逐渐地减小到零，这为如上所述以校准逐渐率发生的过程。
在正常的同步混合动力换挡中，即在图2的步骤102没有命令异步-同步换挡的换挡，则待接合转矩命令(TONC)将通常从图3的约t1处(即当待接合离合器被同步并且该离合器被填充时)逐渐地向上到幅值A1+，并且在其之后，在接近阶段I终止处的约t2之前，将步进到其最大值。接近的转矩命令将如图所示的阶段II和III中被保持。当异步-同步换挡被命令时，图1的控制器50管控同步施加的待接合离合器，以使转矩源(例如图1的TS1和TS2)于异步待分离离合器的耗尽的同时有效地执行转矩传递功能。
作为本控制方式的主要部分，控制器50如上面参照图2所说明地在同步待接合离合器上实施短期和长期转矩限值。短期(ST)限值在图3中表示为于t2之前开始的迹线TONC,ST。在该示例中，t2为当|同步离合器ST限值|>＝|(KAsync/KSync)x异步离合器载荷|的时候，其中“||”再次表示绝对值，或换句话说，是当同步离合器准备承担来自一个控制循环中的异步离合器的全部载荷而不影响输出转矩(To)的时候。在上述关系中，KAsync和KSync描述常量。即，在同步离合器被施加之后，在对应于变速器状态的转矩方程中，输出转矩To可表达为：
TO＝KONC·TONC+KOFG·TOFG
同样，长期(LT)限值图示为迹线TONC,LT(MAX)和TONC,LT(MIN)。这些短期和长期限值最终在恰好进入如图所示的阶段III(即换挡的同步转矩施加阶段)之前合并。短期和长期限值合并总是与时间中的异步待分离离合器的估计转矩(TOFG,EST)达到零的时刻重合。
图1的控制器50可如下所述计算用于待接合离合器的短期限值：
TONC,ST＝TOFG,EST*K
其中K为待接合和待分离离合器的转矩比即在同步待接合(ONC)离合器上加载的输出转矩(TO)相对于异步待分离(OFG)离合器的比率。转矩交换被延迟，直到同步待接合离合器能够处理全部待分离转矩载荷而没有不利地减小输出转矩(TO)，如上面所述。控制器50不使用单独的延迟逻辑，而是当用于同步离合器的LT限值为+/-0时自然地发生延迟，直到t2。
图1的控制器50可如下所述计算用于待接合离合器的长期限值：
当用0替代待分离估计转矩(TOFG,EST)1时，结果是Min/Max LT限值等于Min/Max ST限值，即该限值刚好在估计的转矩/载荷变为零时收敛。
当限制在LT限值中(或跨LT限值)，本控制方式允许在转矩交换过程中形成平滑输出转矩线型。在一些情况下可需要超出LT限值进入ST限值，例如为了被上述硬件保护/限制。关于是否进入这些限值的选择可着眼于例如保护硬件等更高的优先权来进行，并且因而短期存储值可仅选择地输入，即根据需要。大多数时间，图1的控制器50可简单地在LT限值内操作。
通过在例如图1中所示类型的混合动力电动车辆中使用图2和2A中所示的方法100，对于预定换挡能够实现异步待分离-同步待接合离合器换挡的选择设定。在该控制方式中，如图3中最佳示出的，异步待分离离合器被卸载，而同步待接合离合器被同时加载。上面所述的在异步待分离离合器控制时期(阶段I)终止处或附近开始并且继续直到在图3的t3同步转矩施加阶段(阶段III)启动(即当待分离异步离合器被耗尽时)的短期和长期命令限值的实施，可有助于在换挡事件过程中提供总体驱动质量，在该换挡事件中驾驶员请求贯穿换挡过程的连续的输出转矩。同样，驱动质量可经由滑移控制得到提高，且待分离异步离合器在阶段I中保持恒定，然后被允许在阶段II中跟随其目标速度(尽管以较慢的速率)。
尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述，但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。

Claims (10)

1.一种用于具有多个转矩源的混合动力电动车辆的变速器组件，该变速器包括：
齿轮组；
多个离合器，包括待接合和待分离离合器，其中，所述待分离离合器在具有一定持续时间的被请求的转矩交换开始时具有转矩载荷；和
控制器，配置为经由分别接合和脱离多个离合器，将多个转矩源中的一些选择地连接到齿轮组和从齿轮组断开，其中，所述控制器配置为确定贯穿请求的转矩交换何时要求连续的输出转矩，并且配置为响应于要求的连续输出转矩，以：
同步和填充所述待接合离合器；
估计所述待接合离合器的液压转矩容量；
响应于具有阈值控制优先权的控制目标，施加一组短期转矩容量限值，该转矩容量限值在转矩交换过程中暂时地扩大所述待接合离合器的转矩容量；
延迟所述转矩交换的开始，直到所述待接合离合器的估计转矩容量能够从所述待分离离合器接收全部待分离离合器载荷，而不影响连续的输出转矩；
贯穿所述转矩交换过程异步控制待分离离合器；
贯穿所述转矩交换过程同步控制待接合离合器；和
经由扩大的长控制转矩容量限值以同时耗尽的待分离离合器载荷的函数加载同步待接合离合器。
2.根据权利要求1所述的变速器组件，其中，所述车辆包括电动马达和内燃机作为所述多个转矩源，并且其中所述控制器配置为通过使用来自电动马达和发动机的转矩组合卸载所述待分离离合器，同时保持连续的输出转矩。
3.根据权利要求1所述的变速器组件，还包括可操作来产生油门信号的传感器，其中所述控制器与该传感器通讯，并且配置为通过处理所述油门信号确定连续的输出转矩是否被请求。
4.根据权利要求1所述的变速器组件，其中，被请求的换挡为通过空挡的无动力中断换挡。
5.根据权利要求1所述的变速器组件，其中，所述控制器响应于具有阈值优先权的控制目标，暂时地实施短期转矩容量限值以代替长期转矩容量限值。
6.根据权利要求5所述的变速器组件，其中，所述短期和长期转矩容量限值在完成转矩交换之前合并。
7.一种用于控制混合动力电动车辆的方法，该车辆具有多个转矩源、齿轮组、包括待接合和待分离离合器的多个离合器和控制器，所述方法包括：
贯穿具有一定持续时间的被请求的转矩交换确定何时要求连续的输出转矩；
当所述连续的输出转矩被要求时：
同步和填充所述待接合离合器；
估计所述待接合离合器的液压转矩容量；
响应于具有阈值控制优先权的控制目标，在所述转矩交换持续过程期间施加一组短期转矩容量限值，该短期转矩容量限值暂时地扩大所述待接合离合器的转矩容量；
延迟所述转矩交换的开始，直到所述待接合离合器的估计的转矩容量能够接受来自待分离离合器的全部转矩载荷，而不影响输出转矩；
贯穿所述转矩交换过程异步控制所述待分离离合器；
贯穿所述转矩交换过程同步控制所述待接合离合器；
经由扩大的长控制转矩容量限值，在所述待分离离合器的估计转矩达到零时或之前作为同时耗尽的待分离离合器载荷的函数加载所述待接合离合器。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述车辆包括作为所述多个转矩源的电动马达和内燃机，该方法还包括：使用来自所述电动马达和发动机的转矩组合卸载所述待分离离合器，同时保持连续的输出转矩。
9.根据权利要求7所述的方法，还包括：响应于具有阈值优先权的控制目标，实施短期转矩容量限值以代替长期转矩容量限值。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括：在完成所述转矩交换之前，合并所述短期和长期转矩容量限值。
CN201410355465.9A 2013-07-25 2014-07-24 混合动力电动车辆中的异步‑同步离合器转矩交换 Expired - Fee Related CN104340204B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/950,794 2013-07-25
US13/950,794 US8938342B1 (en) 2013-07-25 2013-07-25 Asynchronous-to-synchronous clutch torque exchange in a hybrid electric vehicle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104340204A CN104340204A (zh) 2015-02-11
CN104340204B true CN104340204B (zh) 2017-05-03

Family

ID=52274174

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410355465.9A Expired - Fee Related CN104340204B (zh) 2013-07-25 2014-07-24 混合动力电动车辆中的异步‑同步离合器转矩交换

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8938342B1 (zh)
CN (1) CN104340204B (zh)
DE (1) DE102014110297B4 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9249881B1 (en) 2015-02-23 2016-02-02 GM Global Technology Operations LLC Power downshift clutch control
CN105564426B (zh) * 2016-01-17 2019-10-18 夏雨 手动挡混合动力汽车燃油驱动与电驱动的切换方法
JP6769347B2 (ja) * 2017-03-03 2020-10-14 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド駆動システム

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7356398B2 (en) * 2003-10-14 2008-04-08 General Motors Corporation Synchronous shift control in an electrically variable transmission
US6991584B2 (en) * 2003-11-12 2006-01-31 Ford Global Technologies, Llc Control of powertrain smoothness using output torque sensing and input torque control
US8296027B2 (en) * 2007-10-25 2012-10-23 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus to control off-going clutch torque during torque phase for a hybrid powertrain system
US8282526B2 (en) * 2007-10-29 2012-10-09 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus to create a pseudo torque phase during oncoming clutch engagement to prevent clutch slip for a hybrid powertrain system
US8221285B2 (en) * 2007-11-04 2012-07-17 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus to offload offgoing clutch torque with asynchronous oncoming clutch torque, engine and motor torque for a hybrid powertrain system
US8414449B2 (en) * 2007-11-04 2013-04-09 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus to perform asynchronous shifts with oncoming slipping clutch torque for a hybrid powertrain system
US8475329B2 (en) 2011-07-22 2013-07-02 GM Global Technology Operations LLC Simultaneous auto-start and asynchronous shift for a hybrid vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
US8938342B1 (en) 2015-01-20
US20150032342A1 (en) 2015-01-29
CN104340204A (zh) 2015-02-11
DE102014110297B4 (de) 2021-10-07
DE102014110297A1 (de) 2015-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101755857B1 (ko) 듀얼클러치식 하이브리드차량의 변속 제어방법 및 그 제어시스템
US20200247419A1 (en) Method and device for operating a drive device, drive device
JP5038737B2 (ja) 車両のパラレル型ハイブリッド・ドライブトレインの運転方法
JP4962000B2 (ja) 車両用駆動装置の制御装置
JP6433382B2 (ja) ハイブリッド車両用のダウンシフト制御装置
US9188222B2 (en) Negative torque upshift control
US9511763B2 (en) Drive system for hybrid vehicle
JP6769456B2 (ja) ハイブリッド車両の制御装置
JP2011020664A (ja) ハイブリッド車両の変速衝撃低減方法
CN104340204B (zh) 混合动力电动车辆中的异步‑同步离合器转矩交换
EP2893225B1 (en) Gear shift control apparatus for vehicle
US20190039602A1 (en) Control device
JP2019055771A (ja) 自動化された手動変速機を設けられたハイブリッド車輌でのギアシフトフェーズを制御するための方法、およびハイブリッド車輌用の対応する変速機システム
JP5737303B2 (ja) 車両の変速制御装置
JP5991165B2 (ja) 車両の変速制御装置
JP5949938B2 (ja) 車両の変速制御装置
CN110191831B (zh) 用于构建混合动力传动系的致动器处的扭矩设定点的方法
US11724688B2 (en) Control module and control method for a vehicle powertrain
JP2014137103A (ja) 車両の変速制御装置
KR102518232B1 (ko) 하이브리드 차량용 변속 제어방법
US8965649B1 (en) Transmission with power downshift anticipation logic
US20230286491A1 (en) Motor Vehicle Having at Least Two Drive Motors and Having an Automatic Transmission Which Has a Fixed and a Power Split Gear Ratio
US20230010451A1 (en) Method and Control Unit for Operating a Hybrid Vehicle
CN113829873A (zh) 用于电动车辆的变速器单元和控制方法
CN117755101A (zh) 换挡控制方法、装置、电子设备及存储介质

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170503

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee