CN110040130A - 使用变矩器离合器容量估计的混合动力车辆控制 - Google Patents

使用变矩器离合器容量估计的混合动力车辆控制 Download PDF

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CN110040130A
CN110040130A CN201910031694.8A CN201910031694A CN110040130A CN 110040130 A CN110040130 A CN 110040130A CN 201910031694 A CN201910031694 A CN 201910031694A CN 110040130 A CN110040130 A CN 110040130A
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torque
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詹森·迈耶
杰弗里·艾伦·多林
伯纳德·D·奈菲西
拉吉特·约里
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Ford Global Technologies LLC
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Abstract

本公开提供了“使用变矩器离合器容量估计的混合动力车辆控制”。一种混合动力车辆包括：发动机；电机，所述电机选择性地联接到所述发动机；变速器，所述变速器具有联接到所述电机的变矩器泵轮和被配置成选择性地将所述泵轮联接到涡轮的变矩器离合器；以及控制器，所述控制器被配置成响应于估计的离合器容量而控制所述变矩器离合器的压力，所述估计的离合器容量由所述控制器响应于在离合器分离期间泵轮转速超过涡轮转速调整为等于泵轮扭矩。估计的变矩器离合器容量的模型可以存储在存储器中并且通过施加在打开所述离合器期间确定的增益或偏移来调适为实际的离合器容量。

Description

使用变矩器离合器容量估计的混合动力车辆控制
技术领域
本公开总体上涉及基于估计的变矩器离合器容量来控制具有带有变矩器和相关联变矩器离合器的自动变速器的混合动力车辆。
背景技术
混合动力车辆可以包括具有变矩器和相关联变矩器离合器的自动变速器。变矩器离合器的扭矩传递能力的量可以称为变矩器离合器容量，并且可以在离合器打滑时通过调整施加到变矩器离合器的液压来控制。准确地确定变矩器离合器容量有助于控制向车轮的扭矩传递，以在变化的车辆和环境操作条件下获得期望的驾驶性能。一种用于确定变矩器离合器容量的策略使用静态变矩器离合器模型，所述静态变矩器离合器模型预测离合器压力与扭矩容量之间的传递函数。虽然这种策略对于许多应用中的大多数操作条件是可接受的，但是在一些条件下，车辆驾驶性能可能不是最佳的。
发明内容
根据本公开的实施例可以包括车辆，所述车辆具有：发动机；选择性地联接到发动机的电机；变速器，其具有联接到电机的变矩器泵轮和选择性地将泵轮联接到涡轮的变矩器离合器；以及控制器，其被配置成响应于估计的离合器容量而控制变矩器离合器的压力，所述估计的离合器容量由控制器响应于在离合器分离期间泵轮转速超过涡轮转速调整为等于泵轮扭矩。
在至少一个实施例中，混合动力车辆具有联接到发动机的电机和具有旁通离合器的自动变速器的变矩器泵轮，所述旁通离合器被配置成将泵轮联接到涡轮，所述混合动力车辆包括控制器，所述控制器被配置成响应于估计的离合器容量而控制旁通离合器的压力，所述估计的离合器容量响应于在旁通离合器打开期间泵轮转速与涡轮转速之间的转速差调整为泵轮扭矩。控制器可以被配置成通过基于变矩器离合器容量的模型将增益施加到从联接到控制器的存储器中检索的估计的离合器容量来调整估计的离合器容量。所述模型可以作为查找表存储在非瞬态存储器中。控制器可以被配置成通过将偏移施加到从联接到控制器的存储器中检索的估计的离合器容量来调整估计的离合器容量。车辆可以包括存储器，所述存储器可由控制器读取并且具有表示变矩器离合器容量模型的存储数据以提供估计的离合器容量。
实施例还可以包括一种用于控制车辆的方法，所述车辆具有联接到发动机的电机，以及自动变速器，所述自动变速器包括变矩器泵轮、涡轮和被配置成将泵轮联接到涡轮的离合器，所述方法包括由控制器响应于估计的离合器容量而控制变矩器离合器的压力，当释放变矩器离合器时，当泵轮转速不同于涡轮转速时，所述估计的离合器容量通过增益或偏移调整为泵轮扭矩。所述方法可以包括将用于将估计的离合器容量调整为泵轮扭矩的增益或偏移存储在可由控制器访问的存储器中，其中通过从存储器中检索的先前存储的增益或偏移来调整估计的离合器容量。所述方法还可以包括从存储在可由控制器访问的存储器中的变矩器离合器容量模型中检索估计的离合器容量。所述方法可以包括存储在存储器中的查找表中的变矩器离合器容量模型。
根据本公开的实施例可以提供一个或多个优点。例如，变矩器离合器估计的自适应校正可以通过在受控打滑操作期间提供对离合器压力的改善的控制来改善驾驶性能。更准确的变矩器离合器容量估计还可以用于在协调发动机和马达的扭矩较难的操作条件期间，将马达置于转速控制中。类似地，更准确的变矩器离合器容量估计可以用于提供惯性扭矩补偿，以减少或消除与变矩器离合器的打开相关联的扭矩孔。
附图说明
图1是示出根据一个或多个实施例的具有自适应变矩器离合器容量估计的代表性混合动力车辆的框图；
图2A至图2D是示出根据一个或多个实施例的施加增益或偏移以调整变矩器离合器容量估计的控制器的代表性操作的曲线图；以及图3是示出根据一个或多个实施例的用于使用自适应变矩器离合器容量估计来控制具有自动变速器的混合动力车辆的系统或方法的操作的流程图。
具体实施方式
本文描述了本公开的实施例。然而，将理解，所公开的实施例仅是示例，并且其他实施例可以采取各种和替代形式。附图不一定按比例绘制；一些特征可能会被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文中公开的具体结构细节和功能细节不应被解释为是限制性的，而是仅仅作为教导本领域技术人员以不同方式采用本发明的代表性基础。如本领域的普通技术人员将理解，参考附图中的任一个而示出和描述的各种特征可以与一个或多个其他附图中示出的特征组合以产生未明确地示出或描述的实施例。所示的特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和修改可以是特定应用或实施方式所希望的。
参考图1，示出了混合动力电动车辆(HEV)110的示意图，其具有根据本公开的一个或多个实施例的基于自适应或调整的变矩器离合器容量来控制HEV 110的控制系统。图1示出了部件的代表性布置。车辆内的部件的物理放置和取向可以变化。HEV 110包括动力传动系统112。动力传动系统112包括驱动变速器116的发动机114，变速器116可以称为模块化混合动力变速器(MHT)。如下文将进一步详细描述，变速器116可以包括电机(诸如电动马达/发电机(M/G)118)、相关联的牵引电池120、变矩器122和多阶梯传动比变速器或齿轮箱124。
发动机114和M/G118两者都是HEV 110的驱动源。发动机114通常表示动力源，其可以包括内燃发动机，诸如汽油、柴油或天然气动力发动机。当发动机114与M/G18之间的分离离合器126至少部分接合时，发动机114产生发动机动力和对应的发动机扭矩，所述发动机扭矩被供应给M/G118。发动机114可以以闭环转速控制模式或扭矩控制模式操作。M/G118可以由多种类型的电机中的任何一种实施。例如，M/G118可以是永磁同步马达。M/G118可以以闭环转速控制模式或扭矩控制模式操作。电力电子器件156按照M/G118的要求调节电池120提供的直流电流(DC)电力，如下文将描述。例如，电力电子器件可以向M/G118提供三相交流电流(AC)。
当分离离合器126至少部分接合时，动力可能从发动机114流到M/G118或者从M/G118流到发动机114。例如，分离离合器126可以接合，并且M/G118可以作为发电机操作，以将由曲轴128和M/G轴130提供的旋转能量转换成电能，以存储在电池120中，电池120可以是高电压牵引电池。分离离合器126也可以分离以将发动机114与动力传动系统112的剩余部分隔离，使得M/G118可以用作HEV110的唯一驱动源。在所示的代表性实施例中，轴130延伸穿过M/G118。M/G118连续可驱动地连接到轴130，而发动机114仅在分离离合器126至少部分接合时可驱动地连接到轴130。
M/G118经由轴130连接到变矩器122。因此，当分离离合器126至少部分接合时，变矩器122连接到发动机114。变矩器122包括固定到M/G轴130的泵轮和固定到变速器输入轴132的涡轮。因此，变矩器122在轴130和变速器输入轴132之间提供液压联接。当泵轮比涡轮旋转得更快时，变矩器122将动力从泵轮传递到涡轮。涡轮扭矩和泵轮扭矩的量值通常取决于相对转速。当泵轮转速与涡轮转速的比足够高时，涡轮扭矩是泵轮扭矩的倍数。还可以提供变矩器旁通离合器(也称为变矩器锁定离合器或变矩器离合器)134，其还在接合时摩擦地或机械地联接变矩器122的泵轮和涡轮，从而允许更有效的动力传递。变矩器旁通离合器134可以作为起步离合器操作以提供平稳的车辆起步。替代地或组合地，类似于分离离合器126的起步离合器可以设置在M/G118与齿轮箱124之间，以用于不包括变矩器122或变矩器旁通离合器134的应用。在一些应用中，分离离合器126通常称为上游离合器，并且起步离合器134(其可以是变矩器旁通离合器)通常称为下游离合器。
在变矩器离合器134打滑期间可以通过控制器150控制变矩器离合器134的扭矩传递能力，控制器150控制供应给离合器的液压。通过与轴130相关联的离合器输入或泵轮转速和与变速器涡轮轴或输入轴132相关联的离合器输出或涡轮转速之间的差速来检测或确定变矩器离合器134的打滑，所述差速可以通过相关联的传感器直接测量或基于上游或下游传感器信号来计算。当完全接合时，变矩器离合器134的扭矩容量由所施加的液压和离合器的特性确定，所述特性包括温度、表面积、摩擦材料等，如本领域普通技术人员通常所理解的。当完全打开时，变矩器离合器134的扭矩容量基本为零。如参考图2A至图2D和图3更详细地描述，当离合器首次开始打滑时，可以通过将估计的扭矩容量设置为泵轮扭矩来调整或调适变矩器离合器容量估计或确定，以减小或消除估计容量和实际容量之间的任何差异或误差。
齿轮箱124可以包括齿轮组(未示出)，所述齿轮组通过选择性地接合诸如离合器和制动器(未示出)等摩擦元件而选择性地处于不同的前进和倒退齿轮比，以建立所需的多个离散或步进驱动比。齿轮箱124还包括驻车位置，所述驻车位置使棘爪与对应的齿轮接合以机械地锁定变速器。挡位选择器170可以用于选择驻车挡(P)或空挡(N)，或对应的挡位或挡位范围，诸如倒挡(R)、行驶(D)、低速挡(L)、手动(M)等。摩擦元件可通过换挡计划来控制，以控制变速器输出轴136和变速器输入轴132之间的比率。齿轮箱124可以通过相关联的控制器(诸如动力传动系统控制单元(PCU)或车辆系统控制器(VSC))基于各种车辆和环境操作条件自动地从一个比率转换到另一个比率。替代地，挡位选择器170在手动模式(M)下可以用于基于当前操作条件请求期望的挡位，其中由PCU 150控制最终挡位选择。来自发动机114和M/G118的动力和扭矩可以被输送到齿轮箱124。齿轮箱124然后将动力传动系统输出动力和扭矩提供给输出轴136。
应当理解，与变矩器122一起使用的液压控制的齿轮箱124仅仅是齿轮箱或变速器装置的一个示例；接受来自发动机和/或马达的输入扭矩并且接着以不同比向输出轴提供扭矩的任何多重比齿轮箱与本公开的实施例一起使用是可接受的。例如，齿轮箱124可以通过自动机械(或手动)变速器(AMT)实现，该变速器包括一个或多个伺服马达以沿换挡导轨平移/旋转换挡拨叉以选择所期望的齿轮比。如本领域普通技术人员通常所理解的，AMT可用于例如具有较高扭矩要求的应用中。
如图1的代表性实施例所示，输出轴136连接到差速器140。差速器140经由连接到差速器140的相应车桥144驱动一对车轮142。差速器向每个车轮142传递大致相等的扭矩，同时诸如在车辆转弯时允许轻微的转速差异。可以使用不同类型的差速器或类似装置将扭矩从动力传动系统分配到一个或多个车轮。在一些应用中，扭矩分配可以取决于特定的操作模式或条件而变化。
动力传动系统112还包括相关联的控制器150，诸如动力传动系统控制单元(PCU)。虽然被示出为一个控制器，但是控制器150可以是更大控制系统的一部分并且可以在整个车辆110上由各种其他控制器(例如，诸如车辆系统控制器(VSC))控制。因此应当理解，动力传动系统控制单元150和一个或多个其他控制器可以统称为“控制器”，其响应于来自各种传感器的信号控制各种致动器以控制诸如以下等功能：起动/停止发动机114的操作，操作M/G118以提供车轮扭矩或为电池120充电、选择或安排变速器换挡并例如基于存储的模型或表格确定或计算并调适或调整变矩器离合器容量。控制器150可以包括与各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单元(CPU)。计算机可读存储装置或介质可以包括例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和保活存储器(KAM)中的易失性存储器和非易失性存储器。KAM是可用于在CPU断电时存储各种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许多已知存储器装置中的任何一种来实施，诸如PROM(可编程只读存储器)、EPROM(电子PROM)、EEPROM(电可擦除PROM)、快闪存储器或能够存储数据的任何其他电子、磁性、光学或组合存储器装置，其中一些表示由控制器用于控制发动机或车辆的可执行指令。
控制器经由输入/输出(I/O)接口(包括输入和输入通道)与各种发动机/车辆传感器和致动器通信，所述接口可以实施为提供各种原始数据或信号调节、处理和/或转换、短路保护等等的单个集成接口。替代地，可以使用一个或多个专用硬件或固件芯片以在将信号供应给CPU之前调整和处理特定信号。如图1的代表性实施例中大体所示，控制器150可以将信号传送到发动机114、分离离合器126、M/G118、电池120、变矩器离合器134、变速器齿轮箱124和电子电子器件156和/或从其传送信号。尽管没有明确示出，但是本领域普通技术人员将认识到可以由上文标注的每个子系统内的控制器150控制的各种功能或部件。可以使用由控制器执行的控制逻辑和/或算法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(用于火花点火发动机)；进气门/排气门正时和持续时间；诸如交流发电机等前端附件驱动(FEAD)部件；空调压缩机；电池充电或放电(包括确定最大充电和放电功率极限)；再生制动；M/G操作；用于分离离合器126的离合器压力；变矩器离合器(或起步离合器)134和变速器齿轮箱124等。通过I/O接口传送输入的传感器可以用于指示例如涡轮增压器增压压力；曲轴位置(PIP)；发动机转速(RPM)；车辆转速(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)或其他排气成分浓度或存在；进气流量(MAF)、变速器挡位、比率或模式；变速器油温(TOT)；变速器涡轮转速(TS)；泵轮转速；M/G输入/输出轴转速；变矩器旁通离合器134状态(TCC)；减速或换挡模式(MDE)；电池温度、电压、电流或荷电状态(SOC)。
由控制器150执行的控制逻辑、功能或算法可以由一个或多个图中的流程图或类似图来表示。这些图提供了代表性控制策略、逻辑和/或算法，所述代表性控制策略、逻辑和/或算法可以使用一个或多个处理策略来实施，诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的等。因此，所示的各种步骤或功能可以以所示顺序执行、并行地执行、或者在某些情况下省略。尽管没有总是明确示出，但是本领域普通技术人员将认识到，可以取决于所使用的特定处理策略而重复执行所示步骤或功能中的一个或多个。类似地，处理次序不一定是实现本文所述的特征和优点所必需的，而是为了易于说明和描述而提供的。控制逻辑可以主要以由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150)执行的软件实现。当然，控制逻辑可以一个或多个控制器中的软件、硬件或软件和硬件的组合实现，这取决于特定应用。当以软件实现时，控制逻辑可以在存储有数据的一个或多个计算机可读存储装置或介质中被提供，所述数据表示由计算机执行以控制车辆或其子系统的代码或指令。计算机可读存储装置或介质可以包括若干已知物理装置中的一个或多个，所述若干已知物理装置中的一个或多个利用电、磁和/或光存储来保存可执行指令和相关联的校准信息、操作变量等。
车辆驾驶员使用加速踏板152来提供推动车辆的要求的扭矩、动力或驱动命令。通常，压下和释放加速踏板152产生加速踏板位置信号，所述信号可以由控制器150解译为分别需要增大功率或减小功率。可以根据特定的操作模式不同地解译加速踏板152的释放。
在具有阶梯传动比变速器的混合动力车辆的各种现有技术实施方式中，驾驶员请求由如图1的代表性实施例中的PCU 150所实施的车辆系统控制(VSC)解译。驾驶员请求可以包括经由选择器170和加速器踏板位置传感器(APPS)152进行挡位选择(PRNDL)以解译关于车轮扭矩的驾驶员意图。来自制动踏板位置传感器(BPPS)158的驾驶员输入由制动系统控制模块(BSCM，未具体示出)解译，并且车轮扭矩修改请求被发送到VSC以调整最终车轮扭矩。高电压电池能量控制器(BECM，未具体示出)监测各种电池操作参数，诸如电池温度、电压、电流和SOC，并确定相关联的可允许放电功率极限和可允许的充电功率极限。VSC确定动力传动系统操作点以维持电池充电状态，最小化燃料消耗并且传递驾驶员所需的车辆操作。VSC内的扭矩控制(TC)特征或模块确定由发动机114和M/G118提供的扭矩。
根据本公开的各种实施例使用加速踏板152的位置作为可以由扭矩致动器(即，发动机114和/或M/G118)中的任一个或两个传递的所需扭矩，如由控制器150确定。当未施加加速器踏板152时，发动机114和M/G118两者都可以停止，使得变矩器122的泵轮也停止。轻微地将加速踏板152施加在相关联的阈值位置下方可以由控制器150解译为发动机114的上拉或起动请求，并且系统可以起动发动机114并锁定上游或分离离合器126。各种实施例还可以包括发动机起动机马达或集成起动机发电机(ISG)(未示出)以提供发动机起动。
扭矩致动器中的一个可以在转速控制模式下操作(通常是M/G118)，而另一个致动器可以在扭矩控制模式下操作(通常是发动机114)。当轻微地施加加速踏板152时，用于对电池120充电的充电扭矩的量可以被限制在窄范围内。实际的电池充电量可以取决于电池荷电状态(SOC)和各种其他电池操作参数。随着加速踏板位置增加，可以增加最大充电扭矩，同时加速踏板位置或变化率保持低于相关联的阈值。这为驾驶员提供了更快速地对牵引电池120充电的能力。实际充电率可以由电池能量管理策略确定。
还如图1所示，驾驶员可以使用制动踏板158来提供所需的制动扭矩以使车辆减速。通常，压下和释放制动踏板158产生制动踏板位置信号，所述信号可以由控制器150解译为需要降低车速。基于来自加速踏板152和制动踏板158的输入，控制器150命令转矩到发动机114和M/G118，并控制摩擦制动器160。控制器150还控制齿轮箱124内的换挡的正时，以及分离离合器126和变矩器旁通离合器134的接合或分离。与分离离合器126一样，变矩器旁通离合器134可以在如前所述的接合位置与分离位置之间的范围内进行调节。除了由泵轮与涡轮之间的液力联接产生的可变滑差之外，这也在变矩器122中产生可变滑差以提供传动系隔离并改善驾驶性能。替代地，取决于特定应用，变矩器旁通离合器134可以在不使用调制操作模式的情况下操作为锁定或打开。
当控制器150以可变滑差模式操作变矩器离合器或起动离合器134时，通过调整到变矩器离合器的压力来控制变矩器离合器容量。控制器150可以包括变矩器离合器模型，所述变矩器离合器模型例如预测作为查找表存储在存储器中的压力和扭矩容量之间的传递函数和/或基于各种模型参数和变量计算。所述模型可以用于估计变矩器离合器容量，并且可以在离合器开始打滑时基于测量或计算的泵轮扭矩动态地调适或调整，如下面更详细描述。
各种车辆控制功能可以依赖于变矩器离合器容量的精确估计。在一个应用中，变矩器模型用于基于当前涡轮转速和变矩器离合器容量来预测传递驾驶员期望扭矩所需的所需泵轮转速。这个模型允许系统在协调由发动机114和M/G118产生的扭矩特别困难的情况下以转速控制模式操作M/G118，如在2016年8月19日提交的共同拥有和共同未决的美国专利申请序列号15/241,995中更详细地描述的，该申请的公开内容通过引用的方式整体并入本文。相同类型的变矩器模型也可以用于补偿变矩器离合器状态变化，如在2016年8月19日提交的共同拥有和共同未决的美国专利申请序列号15/241,971中更详细地描述的，该申请的公开内容通过引用的方式整体并入本文。快速打开变矩器离合器可能会产生扭矩孔。补偿由于打开变矩器离合器而导致的预测的泵轮转速变化(惯性扭矩补偿)消除该扭矩孔。然而，这些控制功能和类似的车辆控制功能依赖于变矩器离合器容量的准确估计以获得最佳性能。
为了用发动机114驱动车辆，分离离合器126至少部分接合以将发动机扭矩的至少一部分传递通过分离离合器126到M/G118，并且然后经由泵轮和涡轮和/或变矩器离合器134和变速箱124的液力联接从M/G118传递通过变矩器122。M/G118可以通过提供额外的动力来转动轴130来辅助发动机114。此操作模式可以称为“混合模式”或“电动辅助模式”。
为了利用M/G118作为唯一动力源来驱动车辆，除了分离离合器126将发动机114与动力传动系统112的其余部分隔离之外，动力流保持相同。在此期间，发动机114中的燃烧可以被禁用或以其他方式关闭以节省燃料。牵引电池120通过线路154将存储的电能传输到可以包括例如逆变器的电力电子设备156。电力电子器件156将来自电池120的DC电压转换为将由M/G118使用的AC电压。控制器150命令电力电子器件156将来自电池120的电压转换为提供给M/G118的AC电压，以向轴130提供正或负扭矩。此操作模式可以称为“仅电动”或“EV”操作模式。
在任何操作模式中，M/G118可以用作马达并且为动力传动系统112提供驱动力。替代地，M/G118可以用作发电机并将来自动力传动系统12的动能转换成电能以存储在电池120中。例如，当发动机114为车辆110提供推进动力时，M/G118可以用作发电机。M/G118还可以在再生制动期间充当发电机，其中来自车轮142的扭矩和旋转(或动力)能量或动力通过齿轮箱124、变矩器122(和/或变矩器旁通离合器134)传递回来，并且被转换成电能以存储在电池120中。M/G118可以在扭矩控制模式下操作以提供目标或请求的输出扭矩，或者在转速控制模式下操作以提供目标或请求的输出转速。
电池120和M/G118还可以被配置成向一个或多个车辆附件162提供电力。车辆附件162可以包括但不限于空调系统、动力转向系统、电加热器或任何其他电动操作的系统或装置。
应该理解的是，图1中所示的示意图仅仅是代表性的，而不旨在是限制性的。设想了其他配置，其利用发动机和马达两者的选择性接合以通过变速器传递扭矩。例如，M/G118可以从曲轴128偏移，可以提供额外的马达以启动发动机114，和/或可以在变矩器122和齿轮箱124之间提供M/G118。在不脱离本公开的范围的情况下，设想了其他配置。
图2A至图2D示出了根据本公开的一个或多个实施例的用于调适变矩器离合器容量模型以用于控制混合动力车辆的系统或方法的操作。可以在适当的操作条件下在车辆的正常操作期间执行变矩器离合器容量模型的调适或校正。为了提供传动系阻尼和隔离，变矩器离合器134可以在发动机上拉期间以打滑模式或完全打开模式操作以启动发动机114。变矩器离合器134通常在起动发动机之前完全锁定，以改善车辆运行效率。在这些情况下，控制器150控制变矩器离合器施加压力以将变矩器离合器容量减小到低于驾驶员扭矩需求，从而导致变矩器离合器134的打滑。
图2A示出了在变矩器离合器打开事件期间具有泵轮转速202和涡轮转速204的曲线图200，在所述变矩器离合器打开事件下可以根据本公开的实施例调适或校正离合器容量模型。图2B示出了曲线图210，其示出了作为时间的在调适或校正之前的函数的泵轮扭矩212、实际变矩器离合器容量214和估计的变矩器离合器容量216。图2C示出了作为时间的函数的在调适之前的泵轮扭矩212、实际变矩器离合器容量214和估计的变矩器离合器容量216以及在调适或校正之后的估计的变矩器离合器容量216'。图2D示出了作为时间的函数的变矩器离合器容量增益或校正220。
图2A至图2D示出了在代表性变矩器离合器打开事件期间系统的响应。在此代表性示例中，由存储为方程参数的模型或存储器中的查找表提供的估计或计算的变矩器离合器容量216低于实际容量214。基于估计的变矩器离合器容量216，控制系统预料变矩器离合器134在估计的变矩器离合器容量216下降到低于泵轮扭矩212的点处开始打滑，如大体上由左或第一垂直虚线230所示。然而，如图2A所示，泵轮转速202继续匹配涡轮转速204，表明变矩器离合器尚未开始打滑。因为基于测量的泵轮转速202和涡轮转速204没有观察到打滑，所以增加变矩器校正增益或偏移220(图2D)。虽然实际上还不知道由线214表示的实际变矩器离合器容量，但是实际容量必须大于当前输入扭矩，因为离合器仍然保持并且尚未开始打滑。增加自适应校正增益220，直到变矩器离合器134如由泵轮转速202与涡轮转速204之间的差速所示实际上开始打滑，如由第二或右垂直虚线232所示。此时，已知变矩器离合器容量等于泵轮扭矩，使得然后存储增益、偏移或其他校正，以供变矩器离合器容量模型随后使用。如
图2C所示，由线216'表示的校正后的估计的变矩器离合器容量与当变矩器离合器开始打滑时由泵轮扭矩212确定的实际变矩器离合器容量基本相同，所述打滑如由泵轮与涡轮之间的差速超过相关联的阈值所示，如由线232所示。
虽然图2A至图2D中所示的代表性实施例提供了自适应增益220来调整模型估计(适应增益220乘以模型估计)，但是也可以使用偏移。类似地，虽然图2D中示出了正的非线性增益，但是根据用于将来自模型的估计的变矩器离合器容量调适成等于离合器开始打滑时的泵轮扭矩的特定算法，可以产生其他增益和/或偏移。例如，增益或偏移的量可以是在每个控制回路期间应用于估计的恒定量，或者可以基于一个或多个操作参数而变化。如果估计的变矩器离合器容量超过实际容量并且离合器在由线230表示的点之前开始打滑，则也可以施加负增益或偏移。
图3是示出根据本公开的一个或多个实施例的用于基于自适应变矩器离合器容量估计来控制混合动力车辆的代表性系统或方法的操作的流程图。如前所述，如由流程图300表示的控制算法可以由一个或多个控制器或处理器(例如控制器150(图1))实施。在所示的代表性实施例中，估计的变矩器离合器容量在变矩器离合器释放事件期间被调适或调整，所述事件可以由控制器响应于各种车辆操作条件而启动，诸如当变矩器离合器被锁定时的发动机上拉请求。每当变矩器离合器打开时，或者仅当根据特定应用和实施方式满足指定的适于调适的进入条件时，可以调整估计的容量。
图3所示的算法由释放或解锁变矩器离合器的请求或命令启动，如310处所示。如前所述，释放或解锁变矩器离合器的命令可以用于启动受控打滑操作，所述受控打滑操作有助于在离合器上传递一些扭矩，或者完全释放或打开离合器，其中离合器上的扭矩传递基本上是零。估计的变矩器离合器容量可以由存储在非瞬态计算机可读存储介质或存储器中的模型提供，其中基于当前操作条件或参数检索估计发离合器容量的当前值，如312处所示。估计的离合器容量模型可以存储为查找表，如314处所示，或者存储在一个或多个方程中，如316处所示。
先前存储的离合器容量增益、偏移或其他自适应参数可以由控制器从存储器中检索并应用于从模型获得的估计的离合器容量，如320处所示。然后可以使用经调整的估计来控制离合器压力以释放离合器用于受控打滑事件或完全释放/打开事件，如322处所示。控制器监测变矩器泵轮转速和涡轮转速，以确定变矩器离合器何时开始打滑，如324处所示。在所示的代表性实施例中，当泵轮转速与涡轮转速之间的差的绝对值小于相关联的阈值时，框324的逻辑确定变矩器离合器被锁定，所述阈值可以是零或较小量以说明测量误差、滞后、快速瞬变等。如先前参考图2A至图2D所描述和说明，当变矩器离合器被锁定时，泵轮转速将匹配涡轮转速，使得泵轮转速与涡轮转速之间的转速差可以用于表示离合器在打滑或打开。因此，所示的用于确定变矩器离合器被锁定或保持的代表性逻辑可以被反转以指示当泵轮与涡轮转速差大于对应的阈值时，变矩器离合器已经开始打滑，如前所述，所述阈值可以是零或者一个较小数目。换句话说，变矩器离合器的状态可以基于泵轮转速和涡轮转速之间的转速差相对于阈值来确定，如大体在324处所示。
当控制器基于可以通过先前存储的增益或偏移值调整的估计的离合器容量而减小离合器施加压力以释放离合器时(如在312、320和322处所示)，如果泵轮转速和涡轮转速指示离合器仍保持，在324处如由“是”的结果所示，则修改增益或偏移并将其施加到估计的容量，如在326处所示并且大体在图2D中所示。重复这一过程直到泵轮转速和涡轮转速之间的差值等于或超过阈值，如在324处由“否”的结果所示，表明离合器已经开始打滑。此时，实际的离合器容量是已知的并且等于泵轮扭矩。相关联的增益或偏移值存储在存储器中以供后续检索，如在328处所示。
图3中所示的代表性实施例在如前所述的离合器解锁或打开事件期间调适估计的变矩器离合器容量。在其他实施例中，在变矩器离合器锁定或接合事件期间以类似的方式使用自适应增益或偏移来调整估计的变矩器离合器容量。例如，基于估计的变矩器离合器容量来控制和增加变矩器离合器施加压力，所述估计的变矩器离合器容量可以通过先前存储的增益或偏移值来调整。当泵轮和涡轮之间的差速高于相关联的阈值而指示离合器正在打滑时，可以修改增益或偏移值。当离合器停止打滑时，实际离合器容量等于泵轮扭矩，并且相关联的增益或偏移值存储在存储器中，以供使用估计的变矩器离合器容量模型的任何其他控制算法随后使用。
本领域普通技术人员将认识到与如前所述的各种实施例相关联的一个或多个优点。例如，变矩器离合器估计的自适应校正可以通过在受控打滑操作期间提供对离合器压力的改善的控制来改善驾驶性能。更准确的变矩器离合器容量估计还可以用于在协调发动机和马达的扭矩较难的操作条件期间，将马达置于转速控制中。类似地，更准确的变矩器离合器容量估计可以用于提供惯性扭矩补偿，以减少或消除与变矩器离合器的打开相关联的扭矩孔。
虽然上面描述了代表性实施例，但是这些实施例不意图描述受权利要求保护的主题的所有可能的形式。在说明书中所使用的词语为描述性而非限制性词语，并且应理解，可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下做出各种改变。此外，各种实施实施例的特征可以进行组合以形成可能未明确描述或示出的其他实施例。虽然各种实施例可能已经被描述为就一个或多个期望特性来说相较其他实施例或现有技术实施方式提供优点或是优选的，但是本领域的普通技术人员将意识到，一个或多个特征或特性可以折衷以实现期望的总体系统属性，这取决于特定应用和实施方式。这些属性包括但不限于成本、强度、耐久性、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、易组装性等。因此，描述为就一个或多个特性而言不如其他实施例或现有技术实施方式那样期望的实施例不一定在本公开的范围之外，并且对于特定应用可能是期望的。
根据本发明，提供了一种车辆，其具有：发动机；选择性地联接到发动机的电机；变速器，其具有联接到电机的变矩器泵轮和选择性地将泵轮联接到涡轮的变矩器离合器；以及控制器，其被配置成响应于以下项根据泵轮扭矩来控制变矩器离合器压力：在变矩器离合器分离期间泵轮转速超过涡轮转速；和在变矩器离合器接合期间涡轮转速匹配泵轮转速。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于非瞬态计算机可读存储装置，所述非瞬态计算机可读存储装置被配置成与控制器通信，所述计算机可读存储装置具有表示变矩器离合器容量模型的存储数据，其中控制器还被配置成根据变矩器离合器容量模型来控制变矩器离合器压力。
根据一个实施例，所述存储数据包括查找表。
根据一个实施例，控制器还被配置成：从非瞬态计算机可读存储介质中检索估计的变矩器离合器容量；并且通过对估计的变矩器离合器容量施加增益来调整估计的变矩器离合器容量，使得响应于在变矩器离合器分离期间泵轮转速超过涡轮转速，经调整的变矩器离合器容量匹配泵轮扭矩。
根据一个实施例，控制器还被配置成将增益存储在非瞬态计算机可读存储介质中，所述增益导致估计的变矩器离合器容量等于泵轮扭矩。
根据一个实施例，控制器还被配置成从非瞬态计算机可读存储介质中检索增益，并且在随后从非瞬态计算机可读存储介质中检索估计的变矩器离合器容量期间将先前存储的增益施加到估计的变矩器离合器容量。
根据一个实施例，控制器还被配置成根据估计的变矩器离合器容量来控制变矩器离合器压力，并且通过基于泵轮扭矩向估计的离合器容量施加偏移来调整估计的变矩器离合器容量。
根据一个实施例，控制器还被配置成将偏移存储在非瞬态计算机可读存储介质中，所述偏移导致估计的变矩器离合器容量等于泵轮扭矩。
根据一个实施例，控制器还被配置成从非瞬态计算机可读存储介质中检索先前存储的偏移，并将先前存储的偏移施加到随后检索的估计的变矩器离合器容量。
根据一个实施例，变速器包括具有预定数量的离散可选齿轮比的自动阶梯传动比变速器。
根据一个实施例，泵轮扭矩对应于电机的输出扭矩。
根据本发明，提供了一种混合动力车辆，其具有联接到发动机的电机和具有旁通离合器的自动变速器的变矩器泵轮，所述旁通离合器被配置成将泵轮联接到涡轮，所述混合动力车辆具有控制器，所述控制器被配置成根据响应于在旁通离合器打开期间泵轮转速和涡轮转速之间的转速差被调整为泵轮扭矩的估计的离合器容量，控制旁通离合器的压力。
根据一个实施例，控制器被配置成通过基于变矩器离合器容量的模型将增益施加到从联接到控制器的存储器中检索的估计的离合器容量来调整估计的离合器容量。
根据一个实施例，所述模型作为查找表存储在非瞬态存储器中。
根据一个实施例，控制器被配置成通过将偏移施加到从联接到控制器的存储器中检索的估计的离合器容量来调整估计的离合器容量。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于存储器，其可由控制器读取并且具有表示变矩器离合器容量模型的存储数据以提供估计的离合器容量。
根据本发明，一种用于控制车辆的方法，所述车辆具有联接到发动机的电机，以及自动变速器，所述自动变速器包括变矩器泵轮、涡轮和被配置成将泵轮联接到涡轮的离合器，所述方法包括当释放变矩器离合器时，当泵轮转速不同于涡轮转速时，由控制器响应于通过增益或偏移将估计的离合器容量调整为泵轮扭矩而控制变矩器离合器的压力。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于，将用于将估计的离合器容量调整为泵轮扭矩的增益或偏移存储在可由控制器访问的存储器中，其中通过从存储器中检索的先前存储的增益或偏移来调整估计的离合器容量。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于，从存储在可由控制器访问的存储器中的变矩器离合器容量模型中检索估计的离合器容量。
根据一个实施例，变矩器离合器容量模型存储在存储器中的查找表中。

Claims (15)

1.一种车辆，其包括：
发动机；
电机，所述电机选择性地联接到所述发动机；
变速器，所述变速器具有联接到所述电机的变矩器泵轮和选择性地将所述泵轮联接到涡轮的变矩器离合器；以及
控制器，所述控制器被配置成响应于以下各项而根据泵轮扭矩来控制变矩器离合器压力：
在变矩器离合器分离期间泵轮转速超过涡轮转速；以及
在变矩器离合器接合期间涡轮转速匹配泵轮转速。
2.如权利要求1所述的车辆，其还包括非瞬态计算机可读存储装置，所述非瞬态计算机可读存储装置被配置成与所述控制器通信，所述计算机可读存储装置具有表示变矩器离合器容量模型的存储数据，其中所述控制器还被配置成根据所述变矩器离合器容量模型来控制所述变矩器离合器压力。
3.如权利要求2所述的车辆，其中所述存储数据包括查找表。
4.如权利要求1所述的车辆，其中所述控制器还被配置成：
从非瞬态计算机可读存储介质中检索估计的变矩器离合器容量；以及
通过将增益施加到所述估计的变矩器离合器容量来调整所述估计的变矩器离合器容量，使得响应于在所述变矩器离合器分离期间所述泵轮转速超过涡轮转速，经调整的变矩器离合器容量匹配所述泵轮扭矩。
5.如权利要求4所述的车辆，其中所述控制器还被配置成将所述增益存储在所述非瞬态计算机可读存储介质中，所述增益导致所述估计的变矩器离合器容量等于所述泵轮扭矩。
6.如权利要求5所述的车辆，其中所述控制器还被配置成从所述非瞬态计算机可读存储介质中检索所述增益，并且在随后从所述非瞬态计算机可读存储介质中检索所述估计的变矩器离合器容量期间将所述先前存储的增益施加到所述估计的变矩器离合器容量。
7.如权利要求1所述的车辆，其中所述控制器还被配置成根据估计的变矩器离合器容量来控制所述变矩器离合器压力，并且通过基于所述泵轮扭矩将偏移施加到所述估计的离合器容量来调整所述估计的变矩器离合器容量。
8.如权利要求7所述的车辆，其中所述控制器还被配置成将所述偏移存储在非瞬态计算机可读存储介质中，所述偏移导致所述估计的变矩器离合器容量等于所述泵轮扭矩。
9.如权利要求8所述的车辆，其中所述控制器还被配置成从所述非瞬态计算机可读存储介质中检索先前存储的偏移，并且将所述先前存储的偏移施加到随后检索的估计的变矩器离合器容量。
10.如权利要求1所述的车辆，其中所述变速器包括具有预定数量的离散可选齿轮比的自动阶梯传动比变速器。
11.如权利要求1所述的车辆，其中所述泵轮扭矩对应于所述电机的输出扭矩。
12.一种用于控制车辆的方法，所述车辆具有联接到发动机的电机，以及自动变速器，所述自动变速器包括变矩器泵轮、涡轮和被配置成将所述泵轮联接到所述涡轮的离合器，所述方法包括：通过控制器，
响应于估计的离合器容量而控制所述变矩器离合器的压力，当释放所述变矩器离合器时，当泵轮转速与涡轮转速不同时，所述估计的离合器容量通过增益或偏移调整为泵轮扭矩。
13.如权利要求12所述的方法，其还包括：
将用于将所述估计的离合器容量调整为所述泵轮扭矩的所述增益或偏移存储在可由所述控制器访问的存储器中，其中通过从所述存储器中检索的先前存储的增益或偏移来调整所述估计的离合器容量。
14.如权利要求13所述的方法，其还包括从存储在可由所述控制器访问的存储器中的变矩器离合器容量模型中检索所述估计的离合器容量。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述变矩器离合器容量模型存储在所述存储器中的查找表中。
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