CN107757605A - 旁通离合器的瞬变阶段期间的电机扭矩控制 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及旁通离合器的瞬变阶段期间的电机扭矩控制。一种车辆包括具有曲轴的发动机、传动装置、电机和至少一个控制器。传动装置包括变矩器，所述变矩器具有固定到涡轮轴的涡轮，涡轮轴可驱动地连接到车辆的驱动轮。变矩器包括泵轮和被构造为将泵轮与涡轮相对于彼此选择性地锁止的旁通离合器。电机包括转子，所述转子经由分离离合器选择性地结合到曲轴并固定到泵轮。至少一个控制器被配置为：在旁通离合器锁止时，为电机产生限定大小等于驾驶员需求扭矩的第一扭矩命令。控制器被进一步配置为：响应于供应到旁通离合器的流体压力的减小，为电机产生限定大小等于驾驶员需求扭矩加上泵轮惯性扭矩的第二扭矩命令。

Description

旁通离合器的瞬变阶段期间的电机扭矩控制
技术领域
本公开涉及混合动力电动车辆，更具体地，涉及在变矩器的旁通离合器断开和闭合期间控制电机。
背景技术
混合动力电动动力传动系统包括发动机和电机。由发动机和/或电机产生的扭矩(或功率)能够通过变速器传递到驱动轮，以推进车辆。牵引电池向电机供应能量。
发明内容
根据一个实施例，一种车辆包括具有曲轴的发动机、传动装置、电机和至少一个控制器。传动装置包括变矩器，该变矩器具有固定到涡轮轴的涡轮，该涡轮轴可驱动地连接到车辆的驱动轮。变矩器还具有泵轮和被构造为将泵轮与涡轮相对于彼此选择性地锁止的旁通离合器。电机包括经由分离离合器选择性地结合到曲轴并固定到泵轮的转子。至少一个控制器被配置为：在旁通离合器锁止时，为电机产生限定大小等于驾驶员需求扭矩的第一扭矩命令。控制器被进一步配置为：响应于供应到旁通离合器的流体压力的减小，为电机产生限定大小等于驾驶员需求扭矩加上泵轮惯性扭矩的第二扭矩命令。
根据本发明的一个实施例，所述控制器被进一步配置为：在旁通离合器断开或打滑时，为电机产生限定大小等于驾驶员需求扭矩的第三扭矩命令；响应于供应到旁通离合器的流体压力的增大，为电机产生限定大小等于驾驶员需求扭矩减去泵轮惯性扭矩的第四扭矩命令。
根据本发明的一个实施例，第一扭矩命令和第二扭矩命令在时间上彼此相邻。
根据本发明的一个实施例，在第一扭矩命令和第二扭矩命令期间的驾驶员需求扭矩是相同的值。
根据本发明的一个实施例，所述泵轮惯性扭矩基于在流体压力减小期间的泵轮的加速度和泵轮的惯量。
根据本发明的一个实施例，第二扭矩命令响应于泵轮与涡轮之间的流体扭矩近似于驾驶员需求扭矩而终止。
根据本发明的一个实施例，所述控制器被进一步配置为：响应于流体扭矩近似于驾驶员需求扭矩，为电机产生限定大小等于驾驶员需求扭矩的第三扭矩命令。
根据本发明的一个实施例，第二扭矩命令的大小等于第一扭矩命令加上泵轮惯性扭矩。
根据另一实施例，一种混合动力动力传动系统包括发动机和选择性地结合到发动机的马达。传动装置包括变矩器，该变矩器具有经由旁通离合器选择性地彼此固定的泵轮和涡轮。控制器被配置为：响应于旁通离合器的扭矩容量减小，将马达的扭矩命令增大与在扭矩容量减小期间的泵轮的惯性扭矩相等的大小。
根据又一实施例，提出了一种在混合动力车辆中控制马达扭矩的方法。所述车辆具有发动机、马达和变矩器，该变矩器具有选择性地将泵轮与涡轮锁止的旁通离合器。所述方法包括：在旁通离合器锁止时，以第一大小产生马达扭矩。所述方法还包括：响应于旁通离合器的扭矩容量减小，以第二大小产生马达扭矩直到扭矩容量近似于零为止。第二大小与第一大小之间的差近似于在扭矩容量减小期间的泵轮的惯性扭矩。
根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：在旁通离合器断开或打滑时，以第三大小产生马达扭矩；响应于旁通离合器的扭矩容量的增大，以第四大小产生马达扭矩直到扭矩容量近似于驾驶员需求扭矩为止，其中，第三大小与第四大小之间的差近似于在扭矩容量增大期间的泵轮的惯性扭矩。
根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：产生用于启动发动机的命令，其中，扭矩容量的减小是响应于所述用于启动发动机的命令的。
根据本发明的一个实施例，所述惯性扭矩基于扭矩容量减小期间的泵轮的加速度和泵轮的惯量。
根据本发明的一个实施例，发动机和马达利用分离离合器选择性地结合，所述方法还包括：响应于用于启动发动机的请求而闭合分离离合器，其中，扭矩容量的减小是响应于所述用于启动发动机的命令的。
附图说明
图1是示例性的混合动力电动车辆的示意图。
图2示出了在命令的电机扭矩基于驾驶员需求扭矩的发动机启动期间的动力传动系统参数的变化。
图3示出了在命令的电机扭矩基于驾驶员需求扭矩和泵轮惯性扭矩的发动机启动期间的动力传动系统参数的变化。
图4是示出了用于控制电机的算法的控制图。
图5示出了用于在旁通离合器正在断开时操作车辆的流程图。
图6示出了用于在旁通离合器正在锁止时操作车辆的流程图。
具体实施方式
在此描述本公开的实施例。然而，将理解的是，公开的实施例仅为示例，其他实施例可采用各种可替代的形式。附图不一定按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以示出特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅作为用于教导本领域技术人员以各种方式使用实施例的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，可将参照任一附图示出并描述的各种特征与在一个或更多个其他附图中示出的特征相结合以产生未明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合为典型应用提供代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和变型可期望用于特定应用或实施方式。
参照图1，示出了根据本公开的实施例的混合动力电动车辆(HEV)10的示意图。图1示出了组件之间的代表性关系。组件在车辆中的物理布局和方位可改变。HEV 10包括动力传动系统12，动力传动系统12具有驱动传动装置16的发动机14，该传动装置16可称为模块化混合动力传动装置(MHT)。如将在下文进一步详细描述的，传动装置16包括电机(诸如电动马达/发电机(M/G)18)、相关联的牵引电池20、变矩器22以及多阶梯传动比自动变速器或齿轮箱24。M/G还可称为马达18。
发动机14和M/G 18两者都是HEV 10的驱动源。发动机14通常代表可以包括内燃发动机(诸如，汽油、柴油或天然气驱动的发动机)或燃料电池的动力源。当发动机14和M/G 18之间的分离离合器(K0离合器)26至少部分地接合时，发动机14产生被供应到M/G 18的发动机功率和对应的发动机扭矩。M/G 18可以由多种类型的电机中的任何一种来实现。例如，M/G 18可以是永磁同步马达。如下文将描述的，电力电子器件56将电池20提供的直流电(DC)调节至符合M/G 18的要求。例如，电力电子器件可向M/G 18提供三相交流电(AC)。
当分离离合器26至少部分接合时，动力从发动机14流向M/G 18。动力也可以从M/G18流向发动机14。例如，分离离合器26可以接合并且M/G 18可以作为发电机运转，以将由曲轴28和M/G轴30提供的旋转能转换成电能储存在电池20中。分离离合器26也可分离以将发动机14与动力传动系统12的其它部分隔离，使得M/G 18可以用作HEV 10的唯一驱动源。轴30延伸通过M/G 18。M/G 18的转子19固定在轴30上，而发动机14仅在分离离合器26至少部分接合时才选择性地可驱动地连接到轴30。
单独的起动马达31能够与发动机14选择性地接合以使发动机旋转，从而使燃烧开始。起动马达31可由车辆的12伏特的系统供电。一旦发动机启动，起动马达31便能够通过例如使小齿轮与飞轮(未示出)上的齿圈接合/分离的螺线管而与发动机分离。在一个实施例中，在分离离合器26断开时由起动马达31起动发动机14，以保持发动机与M/G 18分离。一旦发动机已启动并升高到与M/G 18相同的转速，分离离合器26便能够将发动机结合到M/G，以允许发动机提供驱动扭矩。
在另一实施例中，不设置起动马达31，替代地，由M/G 18启动发动机14。为此，分离离合器26部分地接合以将扭矩从M/G 18传递到发动机14。可要求M/G 18进行扭矩斜升，以在满足驾驶员需求的同时还启动发动机14。随后，一旦发动机转速升高到M/G的转速，分离离合器26便可完全接合。
M/G 18经由轴30可驱动地连接到变矩器22。例如，变矩器壳体可紧固到轴30。因此，当分离离合器26至少部分接合时，变矩器22可驱动地连接到发动机14。如果两个部件通过将它们的转速约束为成正比的动力流路径进行连接，则它们是可驱动地连接的。变矩器22包括固定到变矩器壳体(因此，固定到转子19)的泵轮35和固定到可驱动地连接到驱动轮42的变速器输入轴32的涡轮37。变矩器22在轴30与变速器输入轴32之间提供液力耦合。当泵轮旋转得比涡轮快时，变矩器22将动力从泵轮35传递至涡轮37。涡轮扭矩和泵轮扭矩的大小通常取决于相对转速。当泵轮转速与涡轮转速之比足够高时，涡轮扭矩是泵轮扭矩的数倍。变矩器旁通离合器34可被设置为使得当其接合时将变矩器22的泵轮和涡轮摩擦地或机械地结合，以允许更高效的动力传输。变矩器旁通离合器34可以作为起步离合器运转，以提供平稳的车辆起步。旁通离合器34可以是由流体压力控制的湿式摩擦离合器，该流体压力由变速器泵或辅助泵供应。在流体压力达到阈值时，离合器的盘摩擦地接合以通过旁通离合器传递扭矩。在一些应用中，分离离合器26通常称为上游离合器，旁通离合器34通常称为下游离合器。
齿轮箱24可包括齿轮组(未示出)，所述齿轮组通过诸如离合器和制动器(未示出)的摩擦元件的选择性接合而被选择性地置于不同的传动比，以建立期望的多个离散传动比或阶梯传动比。可以通过连接和断开齿轮组的某些元件以控制变速器输出轴38与变速器输入轴32之间的传动比的换挡计划来控制摩擦元件。通过相关联的控制器(诸如动力传动系统控制单元(PCU)50)基于各种车辆和环境工况而使齿轮箱24从一个传动比自动换挡至另一个传动比。齿轮箱24随后将动力传动系统输出扭矩提供到输出轴38。输出轴38可连接到传动系39(例如，传动轴和万向节)，传动系39将输出轴38连接到差速器40。
应理解的是，与变矩器22一起使用的液压控制式齿轮箱24仅是齿轮箱或变速器布置的一个示例；从发动机和/或马达接收输入扭矩并随后以不同的传动比将扭矩提供至输出轴的任何多传动比变速器都是可以被接受用于本公开的实施例的。例如，可通过包括沿换挡拨叉导轨平移/旋转换挡拨叉以选择期望传动比的一个或更多个伺服马达的自动机械式(或手动)变速器(AMT)来实现齿轮箱24。如本领域普通技术人员通常所理解的，例如，AMT可用于具有较高的扭矩需要的应用中。
如图1中的代表性实施例所示，输出轴38可连接到传动系39，传动系39将输出轴38连接到差速器40。差速器40经由连接到差速器40的各个车桥44驱动一对车轮42。差速器向每个车轮42传递大致相等的扭矩，同时允许轻微的转速差异(诸如当车辆转弯时)。可以使用不同类型的差速器或类似的装置将扭矩从动力传动系统分配到一个或更多个车轮。例如，在一些应用中，扭矩分配可根据特定的运转模式或状况而改变。
虽然示出为一个控制器，但控制器50可以是较大控制系统的一部分并且可以受整个车辆10中的多个其它控制器(诸如车辆系统控制器(VSC)和高电压电池控制器(BECM))控制。应理解的是，动力传动系统控制单元50和一个或更多个其它控制器可以统称为“控制器”，所述“控制器”响应于来自多个传感器的信号而控制多个致动器以控制多种功能，诸如启动/停止发动机14、运转M/G 18以提供车轮扭矩或为电池20充电、选择或计划变速器换挡等。控制器50可包括与多种类型的计算机可读存储装置或介质通信的微处理器或中央处理器(CPU)。例如，计算机可读存储装置或介质可包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和保活存储器(KAM)中的易失性和非易失性存储器。KAM是可以用于在CPU掉电时存储多个操作变量的持久性或非易失性存储器。计算机可读存储装置或介质可以使用多个已知的存储装置中的任何存储装置来实施，诸如PROM(可编程只读存储器)、EPROM(电可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、闪存或能够存储数据的任何其它电、磁、光学或其组合的存储装置，这些数据中的一些代表由控制器使用以控制发动机、牵引电池、变速器或其它车辆系统的可执行指令。
控制器经由输入/输出(I/O)接口与多个发动机/车辆传感器和致动器通信，所述输入/输出(I/O)接口可以实现为提供各种原始数据或信号调节、处理和/或转换、短路保护等的单个集成接口。或者，在将特定信号提供至CPU之前，一个或更多个专用硬件或固件芯片可以用于调节和处理所述特定信号。如图1中的代表性实施例总体上示出的，控制器50可以将信号发送到发动机14、分离离合器26、M/G 18、起步离合器34、传动装置齿轮箱24和电力电子器件56和/或从它们接收信号。尽管未明确说明，但是本领域的普通技术人员将识别出在上述每个子系统内可由控制器50控制的各种功能或组件。可使用通过控制器执行的控制逻辑直接或间接致动的参数、系统和/或部件的代表性示例包括燃料喷射正时、速率和持续时间、节气门位置、火花塞点火正时(针对火花点火式发动机)、进气门/排气门正时和持续时间、诸如交流发电机的前端附件驱动(FEAD)部件、空调压缩机、电池充电、再生制动、M/G运转、用于分离离合器26和起步离合器34的离合器压力以及传动装置齿轮箱24等。通过I/O接口传输输入的传感器可以用于指示例如涡轮增压器增压压力(如果适用的话)、曲轴位置(PIP)、发动机转速(RPM)、车轮转速(WS1、WS2)、车速(VSS)、冷却剂温度(ECT)、进气歧管压力(MAP)、加速踏板位置(PPS)、点火开关位置(IGN)、节气门位置(TP)、空气温度(TMP)、排气氧(EGO)或其它排气成分浓度或存在度、进气流量(MAF)、变速器的挡位、传动比或模式、变速器油温(TOT)、传动涡轮转速(TS)、变矩器旁通离合器34状态(TCC)、减速或换挡模式(MDE)。
可以通过一个或更多个附图中的流程图或类似图表来表示通过控制器50执行的控制逻辑或功能。这些附图提供可以使用一个或更多个处理策略(诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等)来实现的代表性控制策略和/或逻辑。因此，示出的多个步骤或功能可以以示出的序列执行、并行执行或在某些情况下有所省略。尽管没有总是明确地说明，但是本领域内的普通技术人员将认识到根据使用的特定处理策略可以重复执行说明的步骤或功能中的一个或更多个。类似地，处理顺序对于实现在此描述的特征和优点并非是必需的，而是为了便于说明和描述而提供。控制逻辑可以主要在通过基于微处理器的车辆、发动机和/或动力传动系统控制器(诸如控制器50)执行的软件中实现。当然，根据特定应用，可以在一个或更多个控制器中的软件、硬件或者软件和硬件的组合中实现控制逻辑。当在软件中实现时，控制逻辑可以设置在具有代表通过计算机执行以控制车辆或其子系统的代码或指令的存储数据的一个或更多个计算机可读存储装置或介质中。计算机可读存储装置或介质可以包括利用电、磁和/或光学存储器来保持可执行指令和关联的校准信息、操作变量等的多个已知物理装置中的一个或更多个。
车辆驾驶员使用加速踏板52来提供需求的扭矩、功率或驱动命令以推进车辆。踏板52可包括踏板位置传感器。通常，踩下和松开踏板52使踏板传感器产生加速踏板位置信号，该加速踏板位置信号可分别被控制器50解读为增加动力或减小动力的需求。至少基于来自踏板的输入，控制器50命令来自发动机14和/或M/G 18的扭矩。控制器50还控制齿轮箱24内的换挡正时以及分离离合器26和变矩器旁通离合器34的接合或分离。与分离离合器26类似，可在接合位置和分离位置之间的范围内调节旁通离合器34。除了由泵轮和涡轮之间的液力耦合产生的可变打滑之外，这也在变矩器22中产生可变打滑。或者，根据特定应用，旁通离合器34可以操作为锁止或断开而不使用调节的操作模式。
为了利用发动机14驱动车辆，分离离合器26至少部分地接合以将发动机扭矩的至少一部分通过分离离合器26传递至M/G 18然后从M/G 18传递通过变矩器22和齿轮箱24。当发动机14单独提供推进车辆所必需的扭矩时，该运转模式可称为“发动机模式”、“纯发动机模式”或“机械模式”。
M/G 18可以通过提供额外动力来使轴30转动而辅助发动机14。该运转模式可称为“混合动力模式”、“发动机-马达模式”或“电动辅助模式”。
为了使用M/G 18作为唯一动力源来驱动车辆，除了分离离合器26将发动机14与动力传动系统12的其余部分隔离之外，动力流保持不变。在这段时间期间可以禁用发动机14中的燃烧或者以其它方式关闭发动机14以节省燃料。牵引电池20通过线路54将储存的电能传输至可包括例如逆变器和DC/DC转换器的电力电子器件56。电力电子器件56将来自电池20的DC电压转换成供M/G 18使用的AC电压。控制器50命令电力电子器件56将来自电池20的电压转换为提供给M/G 18的AC电压以将正扭矩(例如，驱动扭矩)或负扭矩(例如，再生扭矩)提供到轴30。该运转模式可以称为“纯电动模式”、“EV(电动车辆)模式”或“马达模式”。
在任意运转模式中，M/G 18可用作马达并为动力传动系统12提供驱动力。可选地，M/G 18可用作发电机并将来自动力传动系统12的动能转换成电能而储存在电池20中。例如，当发动机14正为车辆10提供推进动力时，M/G 18可用作发电机。M/G 18还可在再生制动期间用作发电机，在再生制动中，来自旋转车轮42的旋转能量经齿轮箱24回传并被转换为电能而储存在电池20中。
应理解的是，图1中示出的示意图仅仅是示例并不意味着限制。可以考虑利用发动机和马达两者的选择性接合以通过变速器进行传递的其它配置。例如，M/G 18可以相对于曲轴28偏移，和/或M/G 18可设置在变矩器22和齿轮箱24之间。在不脱离本公开的范围的情况下，可以考虑其它配置。
车辆控制系统(包括控制器50)基于来自与加速踏板52相关联的踏板位置传感器的信号来确定驾驶员需求扭矩。可通过将动力装置(powerplant)(例如，发动机和M/G)置于扭矩控制下来传递该扭矩。在扭矩控制下，控制器确定发动机与马达之间的扭矩分配并从动力装置中的每个命令该扭矩。
还可使用转速控制来控制动力装置中的一个或更多个(特别是M/G)。在转速控制下，控制器设置目标马达转速并测量马达的转速。控制器比较这些转速并基于这些转速之间的误差向马达输出扭矩请求。控制器可使用变矩器的模型来确定马达的目标转速。
变矩器旁通离合器34将泵轮与涡轮物理地锁止，以通过消除与变矩器的流体扭矩路径相关联的流体损失来提高变矩器的效率。在旁通离合器锁止时，致动器(例如，发动机和M/G)和驱动轮彼此固定。来自致动器的扰动能够通过传动系传给驱动轮。这些扰动可引起车辆的瞬时加速或减速，这使驾驶员感觉到抖冲(jerk)、喘抖(hesitation)或其它不期望的行为。泵轮与涡轮之间的流体连接用作自然阻尼器(natural1dampener)，以将致动器与驱动轮隔离。当旁通离合器至少在打滑时，来自致动器的扰动被流体扭矩路径吸收。为了利用变矩器的阻尼效应，可在产生传动系扰动概率高的事件期间至少部分地断开旁通离合器。例如，可在稳态行驶期间闭合旁通离合器，并可在诸如急加速、换挡和发动机启动的动态车辆事件期间使旁通离合器断开或打滑。
在旁通离合器从锁止状态转换为打滑状态时，传递到驱动轮的扭矩的量减小，并且泵轮上的负载减小，这致使泵轮转速增大。这产生扭矩洞，如果不缓解该扭矩洞的话，可产生可被驾驶员注意到的传动系扰动。类似地，在旁通离合器从打滑状态转换为锁止状态时，产生可导致传动系扰动的扭矩过剩(torque surplus)。
参照图2，示出了用于混合动力车辆的示例性的操作序列，以说明未缓解的扭矩洞的示例性影响。在时间T0之前，变矩器旁通离合器完全闭合并且驾驶员需求扭矩76是恒定的非零值。在旁通离合器完全闭合时，泵轮转速70和涡轮转速72匹配。在时间T0处，控制器已计划旁通离合器将要完全断开的动态操作(例如，发动机启动或换挡)。就在预计到旁通离合器断开的时间T0之前，旁通离合器的离合器容量74开始减小。在时间T0处，离合器开始打滑并且泵轮转速70开始增大。泵轮与涡轮之间的打滑产生流体扭矩80，该扭矩在时间T0处开始增大。由于流体扭矩80增大得不如离合器扭矩74减小得快，所以净泵轮扭矩78降到驾驶员需求扭矩以下。这引起可被驾驶员察觉到的扭矩洞。使泵轮加速需要相应的泵轮惯性扭矩。车轮扭矩洞的大小与该惯性扭矩成比例。
在图2的示例中，在恒定的驾驶员需求扭矩下致动器的扭矩输出保持恒定。在下述的图3的示例中，至少一个致动器的扭矩输出增大到驾驶员需求扭矩以上，以减轻旁通离合器的锁止状态与未锁止状态之间的转换的影响。
参照图3，在时间T0之前，旁通离合器完全闭合并且泵轮转速86与涡轮转速88彼此相等。在本示例中，驾驶员需求扭矩92是恒定的非零值。在时间T0处，控制器已计划旁通离合器将要完全断开的动态操作(例如，发动机启动或换挡)。就在预计到旁通离合器断开的时间T0之前，旁通离合器的离合器容量90开始减小。在时间T0处，离合器开始打滑并且泵轮转速86开始增大并偏离涡轮转速88。泵轮与涡轮之间的打滑产生流体扭矩96，该流体扭矩96在时间T0处开始增大。使泵轮加速需要相应的泵轮惯性扭矩98。与致动器输出保持恒定的图2不同，致动器扭矩100在时间T0与时间T1之间增大，以对惯性扭矩进行补偿并防止扭矩洞。增大的扭矩可等于惯性扭矩98。因此，在时间T0与时间T1之间，致动器扭矩100的大小等于驾驶员需求扭矩加上惯性扭矩。通过这样做，与净泵轮扭矩78下降的图2的示例不同，在时间T0到时间T1期间，净泵轮扭矩94持续近似于驾驶员需求扭矩92。在一个实施例中，增大的扭矩由M/G 18供应。
将泵轮惯性扭矩98添加到致动器扭矩命令不仅防止净泵轮扭矩下降，还减少使变矩器的流体扭矩路径稳定(发生在时间T1处)所需的时间。比较图2与图3，因额外的致动器扭矩而使得图3中的流体扭矩比图2中的流体扭矩早200毫秒达到稳定。图3描述了旁通离合器完全断开的示例，然而，每当旁通离合器容量低于泵轮扭矩(例如，旁通离合器正在打滑)时，便可执行本公开的控制。
在本示例中，控制器产生三个单独的致动器扭矩命令的序列。第一扭矩命令在T0之前发出，第二扭矩命令在时间T0与T1之间产生，第三扭矩命令在T1之后产生。第一扭矩命令在旁通离合器的瞬变阶段之前并且具有等于驾驶员需求扭矩的大小。第二扭矩命令在瞬变阶段期间并具有等于驾驶员需求扭矩加上惯性扭矩的大小。由于在流体扭矩路径稳定时泵轮的惯性扭矩收敛到零，因此第二扭矩命令在时间T1处减小到驾驶员需求扭矩。因此，在时间T1处，控制器产生具有等于驾驶员需求扭矩的大小的第三扭矩命令。
当变矩器离合器容量减小时，能够利用变矩器的模型来预测稳态变矩器打滑的量(并由此预测泵轮转速)。该转速对应于使传递的涡轮扭矩(车轮扭矩)保持恒定所需的转速。如果致动器扭矩保持恒定，则实际泵轮转速将落后于该转速，如图2所示。通过增大由致动器产生的净扭矩以对产生要求的变矩器打滑所需的惯性扭矩进行补偿，车辆控制系统能够确保系统传递的扭矩是恒定的，如图3所示。可由涡轮转速和模型估计的所需泵轮转速来计算该惯性扭矩。可选地，利用转速控制，车辆控制可主动地将泵轮转速控制为所需泵轮转速。转速控制可将相同的惯性扭矩视为前馈项。
图4示出了用于在变矩器旁通离合器断开或闭合期间控制马达扭矩的控制110。所述控制由在框112处确定驾驶员需求扭矩开始。驾驶员需求扭矩可以是泵轮处的驾驶员需求扭矩或涡轮处的驾驶员需求扭矩。在该示例中，驾驶员需求扭矩将位于泵轮处。驾驶员需求扭矩是基于加速踏板位置和泵轮转速的。利用这些输入，框112内的控制逻辑将驾驶员需求扭矩输出到框114。测量的涡轮转速和估计的变矩器离合器容量也被提供到框114中。框114内的控制逻辑基于驾驶员需求扭矩、涡轮转速和估计的离合器容量来计算用于满足驾驶员需求扭矩的期望泵轮转速。可将期望流体扭矩设为驾驶员需求泵轮扭矩减去估计的变矩器离合器容量。可利用变矩器模型来计算期望泵轮转速。变矩器流体扭矩(τfluid)可与泵轮转速ωI和比例系数K相关，比例系数K是涡轮转速和泵轮转速的函数。
τfluid＝K(ωI)2 (等式1)
将来自框114的期望泵轮转速提供到框116中。在旁通离合器的状态改变时框116具有有限值，并且在旁通离合器处于稳态时该有限值为零。框116内的逻辑计算达到期望泵轮转速所需的惯性扭矩。这可利用等式2来计算，其中，ωI是泵轮的转速并且I是泵轮的惯量。
将惯性扭矩和标称扭矩(nominal torque)提供到框120中，框120产生马达扭矩命令。在驾驶员需求扭矩位于泵轮处时，标称扭矩等于驾驶员需求扭矩。如果驾驶员需求扭矩位于涡轮处，则标称扭矩等于涡轮处的驾驶员需求扭矩除以变矩器的比。如果发动机连接到变矩器，则标称扭矩等于驾驶员需求扭矩减去估计的发动机扭矩。
框120内的逻辑将惯性扭矩与驾驶员需求扭矩结合，并输出包括大小等于驾驶员需求扭矩加上或减去惯性扭矩(取决于旁通离合器是从锁止转换为打滑还是从打滑转换为锁止)的命令马达扭矩。在旁通离合器从锁止转换为打滑时，将惯性扭矩加到驾驶员需求扭矩以对扭矩洞进行补偿，在旁通离合器从打滑转换为锁止时，从驾驶员需求扭矩中减去惯性扭矩以对扭矩过剩进行补偿。
图5示出了用于在旁通离合器断开期间控制车辆的算法的流程图148。在操作150处，由控制器的一个或更多个控制模块接收断开旁通离合器的请求。断开旁通离合器的请求可响应于发动机需要启动、车辆的急加速或换挡(升挡或降挡)。在操作152处，减小供应到旁通离合器的流体压力以减小旁通离合器的扭矩容量。在操作154处，控制器产生马达扭矩命令，该马达扭矩命令是基于驾驶员需求扭矩和泵轮的惯性扭矩的。可利用来自图4的控制110来计算操作154处命令的扭矩。在操作156处，控制器确定旁通离合器是否完全断开。如果否，则控制返回到操作154并且控制器继续产生基于驾驶员需求扭矩和惯性扭矩两者的马达扭矩命令。如果旁通离合器完全断开，则控制进行到操作158并且控制器产生基于驾驶员需求扭矩的马达扭矩命令而不考虑惯性扭矩。
图6示出了用于在旁通离合器锁止期间控制车辆的算法的流程图170。在操作172处，由控制器的一个或更多个控制模块接收锁止旁通离合器的请求。锁止旁通离合器的请求可响应于车辆处于或接近稳态加速度、车辆达到阈值温度、车辆达到阈值车辆速度或变速器挡位或者车辆准备再生制动事件。在操作174处，增大供应到旁通离合器的流体压力，以增大旁通离合器的扭矩容量。在操作176处，控制器产生马达扭矩命令，该马达扭矩命令是基于驾驶员需求扭矩和惯性扭矩的。可利用来自图4的控制110来计算操作176处命令的扭矩。在操作178处，控制器确定旁通离合器是否锁止。如果否，则控制返回到操作176并且控制器继续产生基于驾驶员需求扭矩和惯性扭矩两者的马达扭矩命令。如果旁通离合器锁止，则控制进行至操作180并且控制器产生基于驾驶员需求扭矩的马达扭矩命令而不考虑惯性扭矩。
在此公开的处理、方法或算法可被传送到处理装置、控制器或计算机，或者通过处理装置、控制器或计算机来实现，其中，所述处理装置、控制器或计算机可包括任何现有的可编程电子控制单元或专用电子控制单元。类似地，所述处理、方法或算法可以以多种形式被存储为可由控制器或计算机执行的数据和指令，包括但不限于：永久存储在非可写存储介质(诸如，ROM装置)上的信息以及可变地存储在可写存储介质(诸如，软盘、磁带、CD、RAM装置以及其它磁性介质和光学介质)上的信息。所述处理、方法或算法也可被实现为软件可执行对象。可选地，可使用合适的硬件组件(诸如，专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、状态机、控制器或其它硬件组件或装置)或者硬件、软件和固件组件的组合来整体地或部分地实现所述处理、方法或算法。
虽然上文描述了示例性实施例，但是并不意味着这些实施例描述了权利要求所包含的所有可能的形式。说明书中使用的词语为描述性词语而非限制性词语，并且应理解的是，在不脱离本公开的精神和范围的情况下可以做出各种改变。如前所述，可组合各个实施例的特征以形成本发明的可能未明确描述或示出的进一步的实施例。虽然关于一个或更多个期望特性，多个实施例可能已被描述为提供优点或优于其它实施例或现有技术的实施方式，但是本领域普通技术人员应该认识到，根据具体应用和实施方式，一个或更多个特征或特性可被折衷以实现期望的整体系统属性。这些属性可包括但不限于：成本、强度、耐用性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、尺寸、可维护性、重量、可制造性、易装配性等。因此，在这个意义上，任何实施例被描述为在一个或更多个特性方面不如其它实施例或现有技术的实施方式合意，这些实施例并不在本公开的范围之外并且可被期望用于特定的应用。

Claims (10)

1.一种车辆，包括：
发动机，包括曲轴；
传动装置，包括变矩器，所述变矩器具有固定到涡轮轴的涡轮，涡轮轴可驱动地连接到车辆的驱动轮，其中，所述变矩器包括泵轮和被构造为将泵轮与涡轮相对于彼此选择性地锁止的旁通离合器；
电机，包括转子，所述转子经由分离离合器选择性地结合到曲轴并固定到泵轮；
至少一个控制器，被配置为：在旁通离合器锁止时，为电机产生限定大小等于驾驶员需求扭矩的第一扭矩命令；响应于供应到旁通离合器的流体压力的减小，为电机产生限定大小等于驾驶员需求扭矩加上泵轮惯性扭矩的第二扭矩命令。
2.如权利要求1所述的车辆，其中，所述控制器被进一步配置为：在旁通离合器断开或打滑时，为电机产生限定大小等于驾驶员需求扭矩的第三扭矩命令；响应于供应到旁通离合器的流体压力的增大，为电机产生限定大小等于驾驶员需求扭矩减去泵轮惯性扭矩的第四扭矩命令。
3.一种混合动力动力传动系统，包括：
发动机；
马达，选择性地结合到发动机；
传动装置，包括变矩器，所述变矩器具有经由旁通离合器选择性地固定的泵轮和涡轮；
控制器，被配置为：响应于旁通离合器的扭矩容量的减小，将马达的扭矩命令增大与在扭矩容量减小期间的泵轮的惯性扭矩相等的大小。
4.如权利要求3所述的混合动力动力传动系统，其中，所述控制器被进一步配置为：响应于旁通离合器的扭矩容量的增大，将马达的扭矩命令减小与在扭矩容量增大期间的泵轮的惯性扭矩相等的大小。
5.如权利要求3所述的混合动力动力传动系统，其中，所述惯性扭矩基于在扭矩容量减小期间的泵轮的加速度和泵轮的惯量。
6.如权利要求3所述的混合动力动力传动系统，其中，所述控制器被进一步配置为：响应于旁通离合器的扭矩容量为零，将马达的扭矩命令减小至等于驾驶员需求扭矩的大小。
7.如权利要求3所述的混合动力动力传动系统，其中，所述惯性扭矩基于泵轮的转速的变化率。
8.如权利要求3所述的混合动力动力传动系统，还包括将发动机的曲轴选择性地结合到马达的转子的分离离合器。
9.如权利要求3所述的混合动力动力传动系统，其中，所述泵轮选择性地固定到发动机的曲轴，所述涡轮设置在变速器的输入轴上。
10.一种在混合动力车辆中控制马达扭矩的方法，所述混合动力车辆具有发动机、马达和变矩器，所述变矩器具有将泵轮与涡轮选择性地锁止的旁通离合器，所述方法包括：
在旁通离合器锁止时，产生第一大小的马达扭矩；
响应于旁通离合器的扭矩容量的减小，产生第二大小的马达扭矩直到扭矩容量近似于零为止，其中，第二大小与第一大小之间的差近似于在扭矩容量减小期间的泵轮的惯性扭矩。
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