CN112706747A - 用于操作电动动力传动系统的控制件和方法 - Google Patents

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奥布里·罗宾逊
克里斯多夫·亚当·奥乔辛斯基
金斯利·萨科迪
玛雅·约翰逊
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Abstract

本公开提供了“用于操作电动动力传动系统的控制件和方法”。一种车辆，包括发动机和变速器，所述变速器具有带泵轮和涡轮的变矩器。电机固定到所述泵轮。至少一个控制器被编程为，响应于所述泵轮的测量转速和估计转速之间的差值超过阈值，基于所述泵轮的所述测量转速和估计转速中的最大值来向所述电机命令扭矩，并且被编程为，响应于所述差值小于所述阈值，基于所述泵轮的所述测量转速来向所述电机命令另一扭矩。

Description

用于操作电动动力传动系统的控制件和方法
技术领域
本公开涉及混合动力电动车辆，并且更具体地，涉及使用估计的泵轮转速来控制电机。
背景技术
一种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)可以通过变速器传递到被驱动的车轮以推进车辆。牵引电池为电机供应能量。
发明内容
根据一个实施例，一种车辆包括变速器，该变速器具有带泵轮和涡轮的变矩器。电机固定到所述泵轮。至少一个控制器被编程为，响应于所述泵轮的测量转速和估计转速之间的差值超过阈值，基于所述泵轮的所述测量转速和估计转速中的最大值来向所述电机命令扭矩，并且被编程为，响应于所述差值小于所述阈值，基于所述泵轮的所述测量转速来向所述电机命令另一扭矩。
根据另一实施例，一种车辆包括具有曲轴的发动机和具有变矩器的变速器。所述变矩器具有联接到所述曲轴的泵轮和固定到涡轮轴的涡轮，所述涡轮轴可驱动地连接到所述车辆的被驱动的车轮。电机包括转子，所述转子经由分离离合器选择性地联接到所述曲轴并且固定到所述泵轮。第一传感器被配置为输出指示所述泵轮的测量转速的第一信号，并且第二传感器被配置为输出指示所述涡轮的测量转速的第二信号。车辆控制器被编程为，响应于所述分离离合器脱离并且所述第一信号不可用，基于从所述涡轮测量转速和所述泵轮的估计扭矩导出的所述泵轮的估计转速来向所述电机命令扭矩。
根据又另一实施例，一种车辆包括具有曲轴的发动机和具有变矩器的变速器。所述变矩器具有联接到所述曲轴的泵轮和固定到涡轮轴的涡轮，所述涡轮轴可驱动地连接到所述车辆的被驱动的车轮。电机包括转子，所述转子经由分离离合器选择性地联接到所述曲轴并且固定到所述泵轮。第一传感器被配置为输出指示所述泵轮的测量转速的第一信号，并且第二传感器被配置为输出指示所述涡轮的转速的第二信号。至少一个控制器被编程为，基于所述涡轮转速和所述泵轮的估计扭矩计算所述泵轮的估计转速并且计算仲裁的泵轮转速。所述仲裁的泵轮转速(i)响应于所述分离离合器接合等于所述发动机的转速，并且(ii)响应于所述分离离合器脱离等于所述泵轮的所述估计转速。所述控制器还被编程为比较所述泵轮的所述测量转速和仲裁转速以确定差值。响应于所述差值超过阈值，所述控制器将最终泵轮转速设定为等于所述泵轮的所述测量转速和仲裁转速的最大值。响应于所述差值小于所述阈值，所述控制器将所述最终泵轮转速设定为等于所述泵轮的所述测量转速。所述控制器还被编程为基于所述最终泵轮转速和加速踏板位置来向所述电机命令扭矩。
附图说明
图1是混合动力电动车辆的示意图。
图2是计算估计的泵轮转速的控制图。
图3是用于确定最终泵轮转速的控制图。
图4A至图4C示出了用于确定最终泵轮转速的算法的流程图。
图5示出了基于最终泵轮转速和加速踏板位置来命令扭矩的算法的流程图。
图6A和图6B示出了用于确定最终泵轮转速的另一种算法的流程图。
具体实施方式
本文中描述了本公开的实施例。然而，应理解，所公开的实施例仅仅是示例并且其他实施例可以呈现各种和替代形式。附图不一定按比例绘制；一些特征可能被夸大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文中所公开的具体结构细节和功能细节不应被解释为限制性的，而是仅作为教导本领域技术人员以不同方式采用实施例的代表性基础。如本领域技术人员应理解，参考附图中的任一附图示出和描述的各种特征可与一个或多个其他附图中所示的特征组合以产生未明确示出或描述的实施例。所示特征的组合提供典型应用的代表性实施例。然而，对于特定应用或实现方式来说，可以期望与本公开的教导一致的特征的各个组合和修改。
参考图1，根据本公开的实施例示出了混合动力电动车辆(HEV)10的示意图。图1示出了部件当中的代表性关系。部件在车辆内的物理布局和取向可以变化。HEV 10包括动力传动系统12，所述动力传动系统具有驱动变速器16的发动机14，所述变速器可被称为模块化混合动力变速器(MHT)。如下文将更详细地描述，变速器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和多阶梯传动比自动变速器或齿轮箱24。M/G也可以称为马达18。
发动机14和M/G 18都是HEV 10的驱动源。发动机14通常表示动力源，其可包括内燃发动机(诸如，汽油、柴油或天然气供能的发动机)或燃料电池。发动机14产生发动机动力和对应的发动机扭矩，当发动机14与M/G 18之间的分离离合器(K0离合器)26至少部分地接合时，所述发动机扭矩被供应给M/G 18。M/G 18可以由多种类型的电机中的任何一种实现。例如，M/G 18可以是永磁同步马达。电力电子器件56按照M/G 18的要求调节电池20提供的直流电(DC)，如下文将描述。例如，电力电子器件可以向M/G 18提供三相交流电(AC)。
当分离离合器26至少部分地接合时，动力从发动机14流到M/G 18。从M/G 18到发动机14的动力流也是可能的。例如，分离离合器26可被接合并且M/G 18可以作为发电机操作，以将由曲轴28和M/G 轴30提供的旋转能量转换成待存储在电池20中的电能。分离离合器26也可以被脱离以将发动机14与动力传动系统12的其余部分隔离，使得M/G 18可以充当HEV 10的唯一驱动源。轴30延伸穿过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至少部分地接合时才选择性地可驱动地连接到轴30。
单独的起动机马达31可以选择性地与发动机14接合以使发动机旋转以允许燃烧开始。起动机马达31可以由车辆的12伏系统供能。一旦起动发动机，起动机马达31便可以经由(例如)螺线管而脱离发动机，所述螺线管将小齿轮与飞轮(未显示)上的环形齿轮接合/脱离。在一个实施例中，发动机14由起动机马达31起动，而分离离合器26断开，从而保持发动机与M/G 18分离。一旦已经起动发动机并且使发动机达到与M/G 18一样的转速，分离离合器26便可以将发动机联接到M/G以允许发动机提供驱动扭矩。
在另一实施例中，未提供起动机马达31，而是替代地通过M/G 18来起动发动机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。可能需要M/G 18使扭矩斜升以满足驾驶员要求，同时还起动发动机14。一旦发动机转速达到M/G的转速，分离离合器26便可以完全接合。
M/G 18经由轴30而可驱动地连接到变矩器22。例如，变矩器壳体可以紧固到轴30上。因此，当分离离合器26至少部分地接合时，变矩器22可驱动地连接到发动机14。如果两个部件通过将其旋转速度限制为成正比的动力流路径而连接，则所述两个部件是可驱动地连接的。变矩器22包括固定在变矩器壳体上(并且因此，固定在转子19上)的泵轮35和固定在变速器输入轴32上的涡轮机37，所述变速器输入轴32可驱动地连接到从动轮42。变矩器22提供轴30与变速器输入轴32之间的液压联接。当泵轮比涡轮机旋转得更快时，变矩器22将动力从泵轮35传输到涡轮机37。涡轮机扭矩和泵轮扭矩的量值通常取决于相对转速。当泵轮转速与涡轮机转速的比足够高时，涡轮机扭矩是泵轮扭矩的倍数。可以提供变矩器旁通离合器34，其在接合时摩擦地或机械地联接变矩器22的泵轮和涡轮机，从而准许更高效的动力传递。变矩器旁通离合器34可以作为起步离合器操作以提供平稳的车辆起步。旁通离合器34可以是受变速器泵或辅助泵供应的流体压力控制的湿式摩擦离合器。当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，并且旁通离合器34通常称为下游离合器。
齿轮箱24可以包括齿轮组(未示出)，所述齿轮组通过诸如离合器和制动器(未示出)等摩擦元件的选择性接合而以不同的齿轮比选择性地放置，以建立期望的多个离散传动比或阶梯传动比。摩擦元件可通过换挡规律来控制，所述换挡规律会连接和分离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。基于各种车辆和环境工况，齿轮箱24通过相关联的控制器(诸如动力传动系统控制单元(PCU)50)自动地从一个传动比换挡到另一个传动比。然后，齿轮箱24将动力传动系统的输出扭矩提供到输出轴38。输出轴38可以连接到传动系39(例如，驱动轴和万向节)，所述传动系将输出轴38连接到差速器40。
应理解，与变矩器22一起使用的液压控制的齿轮箱24仅仅是齿轮箱或变速器布置的一个示例；接受来自发动机和/或马达的输入扭矩并且然后以不同传动比向输出轴提供扭矩的任何多传动比齿轮箱都可接受用于本公开的实施例。例如，齿轮箱24可以通过机械式自动变速器(或手动变速器)(AMT)来实现，所述变速器包括一个或多个伺服马达以沿着换挡导轨平移/旋转换挡拨叉以选择期望的齿轮比。如本领域普通技术人员通常所理解，AMT可以用于例如具有较高扭矩需求的应用中。
如图1的代表性实施例所示，输出轴38可以连接到传动系39，所述传动系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的相应车桥44而驱动一对车轮42。差速器向每个车轮42传输大致相等的扭矩，同时诸如当车辆转弯时允许轻微的转速差异。可使用不同类型的差速器或类似装置来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例如特定的操作模式或工况而变化。
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中的各种其他控制器(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，动力传动系统控制单元50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而控制各种致动器，以控制功能诸如起动/停止发动机14、操作M/G 18以便提供车轮扭矩或为电池20充电、选择或安排变速器换挡等。控制器50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)。例如，计算机可读存储装置或介质可以包括呈只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和保活存储器(KAM)的易失性和非易失性存储装置。KAM是可以用于在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若干已知的存储器装置中的任何一种来实现，诸如PROM(可编程只读存储器)、EPROM(电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存储器装置、磁性存储器装置、光学存储器装置或组合式存储器装置，数据中一些表示由控制器用来控制发动机、牵引电池、变速器或其他车辆系统的可执行指令。
控制器经由输入/输出(I/O)接口与各种发动机/车辆传感器和致动器通信，所述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。替代地，可在将特定信号供应给CPU之前使用一个或多个专用硬件或固件芯片来调节和处理所述特定信号。如图1的代表性实施例中大体上所示，控制器50可以与发动机14、分离离合器26、M/G 18、起步离合器34、变速器齿轮箱24和功率电子器件56、一个或多个传感器互相传送信号。例如，车辆10可以包括：被配置为输出指示发动机转速的信号的传感器58，例如曲柄位置传感器；被配置为输出指示M/G 18转速的信号的传感器60；以及被配置为输出指示变速器输入轴32转速的信号的传感器62。传感器60可以设置在M/G 18的壳体内，并被配置为感测转子的旋转。传感器62可设置在齿轮箱24内，并配置为感测变速器输入轴32或固定在其上的其他部件的旋转。由于动力传动系统12的许多部件是固定的或选择性联接的，许多其他部件的转速可以用传感器58、60和62来确定。例如，泵轮23固定在M/G轴30上，涡轮25固定在变速器输入轴32上。因此，传感器60的读数也指示泵轮23的转速，传感器62的读数也指示涡轮25的转速。当分离离合器26接合时，发动机14的曲轴联接到泵轮23，并且因此传感器58的读数也指示泵轮23的转速。
虽然未明确示出，但本领域普通技术人员将认识到在上文标识的每一个子系统内可以由控制器50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/排气门正时和持续时间；诸如交流发电机、空调压缩机的前端附件驱动(FEAD)部件；电池充电；再生制动；M/G操作；用于分离离合器26、起步离合器34和变速器齿轮箱24的离合器压力等。通过I/O接口传递输入的传感器可用于指示例如涡轮增压器增压压力(如果适用)、曲轴位置(PIP)、发动机转速(RPM)、车轮速度、车辆速度、冷却剂温度、进气歧管压力、加速踏板位置、点火开关位置、节气门位置、空气温度、废气氧或其他废气成分浓度或存在、进气流量、变速器挡位、传动比或模式、变速器油温、变矩器旁通离合器34状态、减速或换挡模式、泵轮转速、变矩器的流体路径扭矩、变矩器温度。
由控制器50执行的控制逻辑或功能可由一个或多个附图中的流程图或类似图示来表示。这些附图提供了可使用一个或多个处理策略(诸如，事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等)来实施的代表性控制策略和/或逻辑。因此，示出的各种步骤或功能可按示出的顺序执行、并行地执行，或者在一些情况下被省略。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，依据所使用的特定处理策略，可重复执行示出的步骤或功能中的一者或多者。类似地，所述处理次序不一定是实现本文中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。控制逻辑可能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50)执行的软件实施。当然，依据特定应用，控制逻辑可以在一个或多个控制器中以软件、硬件或软件与硬件的组合实施。当以软件实施时，控制逻辑可提供于一个或多个计算机可读存储装置或介质中，所述计算机可读存储装置或介质存储有表示由计算机执行以控制车辆或车辆子系统的代码或指令的数据。计算机可读存储装置或介质可包括使用电存储、磁性存储和/或光学存储来保存可执行指令和相关联的校准信息、操作变量等的若干已知物理装置中的一个或多个。
车辆的驾驶员使用加速踏板52来提供所需的扭矩、动力或驱动命令以推进车辆。踏板52可以包括踏板位置传感器。通常，踩下和释放踏板52会使踏板传感器产生加速踏板位置信号，所述加速踏板位置信号可以被控制器50分别解译为需要增大动力或减小动力。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的接合或脱离。与分离离合器26一样，旁通离合器34可以跨接合位置和脱离位置之间的范围进行调制。除了由泵轮与涡轮机之间的液力联接产生的可变滑差之外，这也在变矩器22中产生可变滑差。替代地，依据特定应用，旁通离合器34可以在不使用调制后的操作模式的情况下被操作为锁定或断开。
为了用发动机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传递到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需的扭矩时，这种操作模式可被称为“发动机模式”、“仅发动机模式”或“机械模式”。
M/G 18可以通过提供用以使轴30转动的额外动力来辅助发动机14。这种操作模式可以被称为“混合动力模式”、“发动机-马达模式”或“电动辅助模式”。
为了用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，动力流保持相同。在此期间，可以禁用或以其他方式关闭发动机14中的燃烧以节省燃料。牵引电池20通过线路54将存储的电能传输到电力电子器件56，例如，所述电力电子器件可以包括逆变器和DC/DC转换器。电力电子器件56将来自电池20的DC电压转换成待由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的电压转换成提供给M/G 18的AC电压以向轴30提供正(例如，驱动)或负(例如，再生)扭矩。这种操作模式可以被称为“仅电动模式”、“EV(电动车辆)模式”或“马达模式”。
在任何操作模式中，M/G 18可充当马达并且为动力传动系统12提供驱动力。替代地，M/G 18可充当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20中。例如，当发动机14为车辆10提供推进动力时，M/G 18可充当发电机。M/G 18另外可以在再生制动时间期间充当发电机，在再生制动中，来自飞转的车轮42的旋转能量通过齿轮箱24传递回来并且被转换成电能以存储在电池20中。
应理解，图1中所示的示意图仅是示例，而不意图为限制性的。可以设想利用发动机和马达两者的选择性接合以通过变速器传输的其他配置。例如，M/G 18可从曲轴28偏移，和/或M/G 18可设置在变矩器22与齿轮箱24之间。在不脱离本公开的范围的情况下，可设想其他配置。
车辆控制系统(其包括控制器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而确定驾驶员要求扭矩。可以通过在扭矩控制中放置动力装置(例如，发动机和M/G)来传递此扭矩。在扭矩控制中，控制器确定发动机与马达之间的扭矩分配，并命令来自每个动力装置的所述扭矩。
在混合动力模式和纯电动模式中，M/G 18提供用于推进车辆的车轮扭矩的至少一部分。由控制器50命令到M/G 18的扭矩基于许多因素，包括驾驶员需求扭矩和发动机与M/G18之间的扭矩分配。驾驶员需求扭矩可以通过查找表来确定，该查找表将加速踏板位置和泵轮转速相关联。车辆可以被校准，使得对于相同的加速踏板位置，驾驶员需求扭矩随着泵轮转速的增大而减小，并且随着泵轮转速的减小而增大。一旦确定了驾驶员需求扭矩，控制件就确定发动机与M/G 18之间的扭矩分配，并采取适当的行动来从发动机14和M/G 18产生期望的扭矩。
由于驾驶员需求扭矩是泵轮转速的函数，控制器50需要精确估计(计算)的泵轮转速或精确测量的泵轮转速来正确操作车辆。如上所述，车辆10可以使用马达转速传感器60来测量泵轮转速。当来自转速传感器60的信号不可用时，车辆控制器50还可以计算估计的泵轮转速作为备用，并确定转速传感器60的读数是否有效。
计算估计的泵轮转速确保即使当传感器60不能正常工作时，驾驶员需求扭矩表也有可用的值。估计的泵轮转速可以使用反向变矩器模型来计算，并替换来自动力传动系统构架的验证信号。当车辆处于特定状态时，该模型替代验证信号，例如发动机转速和涡轮转速。泵轮转速验证模型可包括三个主要部分。首先，基于涡轮转速和泵轮扭矩计算估计的泵轮转速。接下来，依据分离离合器状态、旁通离合器状态和传动系扭矩的方向，使用验证的信号替代来改进估计的泵轮转速，例如发动机转速和其他。最后，控制器通过在测量的泵轮转速、估计的泵轮转速或混合值之间进行选择来确定最终的泵轮转速。
估计的泵轮转速可以基于涡轮转速、变矩器泵轮扭矩和变矩器温度来计算。在一个或多个实施例中，使用等式1来计算估计的泵轮转速，其中Ni是泵轮转速、Nt是涡轮转速、τi是泵轮扭矩、增益(gain)是常数、T是变矩器的温度并且fz是Z函数。Z函数可以存储在查找表中。
Figure BDA0002737207870000111
参考图2，用于计算估计的泵轮转速的控制件100可以由控制器50执行。控制件100至少使用涡轮转速102和泵轮扭矩104作为输入来确定估计的泵轮转速。涡轮转速102可由传感器62测量。泵轮扭矩等于发动机扭矩加上马达扭矩。通常，实际马达扭矩等于命令的马达扭矩，而实际发动机扭矩与命令的发动机扭矩略有不同。发动机控制模块被编程以估计产生的发动机扭矩。泵轮扭矩104可以是等于命令的马达扭矩加上估计的发动机扭矩的估计值。涡轮转速102和泵轮扭矩104被馈入到控制箱106中，所述控制箱使用查找表来确定泵轮与涡轮的期望转速比108。涡轮转速102和箱106的期望转速比108被输出到控制箱110，所述控制箱确定非失速的泵轮转速112。非失速的泵轮转速可以通过将涡轮转速102除以期望的转速比108来计算。箱106和110的控制基于等式1。
控制件100还通过将泵轮扭矩104馈入到控制箱122中来计算失速的泵轮转速120。失速的泵轮转速120可以通过等式2来计算。
Figure BDA0002737207870000121
涡轮转速102和泵轮扭矩104也被馈入到控制箱114中，所述控制箱输出泵轮116的失速与非失速比。例如，在箱114中，泵轮扭矩104与查找表结合使用，以确定失速的变矩器的标称泵轮转速。标称泵轮转速和涡轮转速102用于确定转速比，然后该转速比可以在另一个查找表中用于确定混合中使用的失速/非失速比。控制箱124接收非失速泵轮转速112、失速与非失速比116和失速泵轮转速120，并确定作为泵轮转速估计126输出的混合泵轮转速。
依据分离离合器26和旁通离合器34的状态，可以使用车辆的各种传感器来验证估计的泵轮转速126。图3示出了用于验证估计的泵轮转速126的控制件150。控制件150可以使用分离离合器状态152、涡轮转速102、旁通离合器状态154、估计的泵轮转速126、泵轮扭矩104和发动机转速156来计算更新的泵轮转速估计158，该更新的泵轮转速估计将作为最终泵轮转速用于确定驾驶员需求扭矩。至少在所示的构架中，当分离离合器26接合时，发动机14联接到泵轮23，并且因此发动机转速和泵轮转速相等。这里，转速传感器58可用于验证估计的泵轮转速126。类似地，当旁通离合器34完全接合(锁定)时，泵轮23和涡轮25旋转地联接并具有相同的转速。因此，传感器62可用于验证估计的泵轮转速126。
图4A至图4C示出了用于确定最终泵轮转速的示例算法的流程图200。流程图200开始于操作202，其中控制器计算泵轮的估计转速，如上所述。在操作204处，控制器确定来自转速传感器60的信号是否可用。如果信号不存在或控制器无法解释，则信号可能不可用。如果来自传感器60的信号可用，则控制器在操作206处确定它们是否有效。控制器可以通过将测量的泵轮转速与来自操作202的估计的泵轮转速进行比较来确定信号的有效性。如果测量的泵轮转速和估计的泵轮转速之间的差值的绝对值超过阈值，则测量的泵轮转速的有效性是有问题的，并且不会单独用于控制M/G的转矩命令。根据一个或多个实施例，阈值可以在100到300RPM之间。在操作208处，控制器确定测量的泵轮转速和估计的泵轮转速之间的差值是否大于阈值。如果否，则控制转到操作210，并将最终泵轮转速设定为等于测量的泵轮转速。在替代实施例中，操作210的输出(最终泵轮转速)可设定为等于测量的泵轮转速和估计的泵轮转速的最大值。
如果在操作204处马达转速信号不可用，则控制转到操作212，并且控制器确定分离离合器是否接合。当分离离合器接合时，泵轮和发动机的曲轴彼此固定，并且因此具有相同的转速。因此，来自传感器58的信号可用于确定测量的泵轮转速。如果在操作212为是，则控制转到操作214，最终泵轮转速被设定为发动机转速和估计的泵轮转速的最大值。最大值提供了更保守的值。也就是说，驾驶员需求扭矩随着泵轮转速的增大而减小。在其他实施例中，在操作214处，最终泵轮转速可被设定为等于发动机转速。
如果分离离合器脱离，则控制件使用其他测量转速来确定最终泵轮转速。在操作216处，控制器确定旁通离合器是否被锁定。当旁通离合器被锁定时，泵轮和涡轮彼此固定。转速传感器62测量涡轮轴(变速器输入轴)的转速，并且因此当旁通离合器被锁定时测量泵轮的转速。如果旁通离合器被锁定，则控制转到操作218，并且最终泵轮转速被设定为涡轮转速和估计的泵轮转速中的最大值。在其他实施例中，可以将最终泵轮转速设定为涡轮转速。
如果在操作216处为否，则控制转到操作220，并且控制器确定泵轮扭矩是否为正。正扭矩指的是致动器驱动车轮，例如加速，而负扭矩指的是车轮驱动致动器，例如减速。等式1仅对正泵轮扭矩有效；因此，当泵轮扭矩为负时，不使用估计的泵轮转速。当泵轮扭矩为负时，控制器在操作222处将最终泵轮转速设定为等于涡轮转速加上基于变矩器几何结构和其他考虑因素的偏移量。如果泵轮扭矩是正的，则在操作224处，控制器将估计的泵轮转速设置为最终泵轮转速。
如果在操作208处测量的泵轮转速和估计的泵轮转速之间的差值超过阈值，则控制转到操作226，在此控制器确定分离离合器是否接合。如果是，则控制转到操作228，并将最终泵轮转速设定为发动机转速和估计的泵轮转速中的最大值。在其他实施例中，最终泵轮转速可以设定为等于发动机转速。如果在操作226处为否，则控制转到操作230，其中控制器确定旁通离合器是否被锁定。如果旁通离合器被锁定，则控制转到操作232，控制器将最终泵轮转速设定为涡轮转速和估计的泵轮转速中的最大值。在其他实施例中，在操作232处，最终泵轮转速可被设定为涡轮转速。
如果在操作230处为否，并且如果在操作232处为是，则在操作234处将最终泵轮转速设定为估计的泵轮转速和测量的泵轮转速中的最大值。如果泵轮扭矩为负，则控制转到操作236，最终泵轮转速设定为涡轮转速加上偏移量。
图5示出了用于向电机和/或发动机命令扭矩以推进车辆的高级流程图250。在操作252处，控制器从与加速踏板52相关联的传感器接收加速踏板位置信号。该信号可以指示踏板压下的百分比等。在操作254处，控制器接收使用控制件200计算的最终泵轮转速。在操作256处，控制器基于接收到的加速踏板位置信号和最终泵轮转速确定驾驶员需求扭矩。控制器可包括编程在存储器中的一个或多个查找表，所述查找表将加速踏板位置和泵轮转速相关联，以输出驾驶员需求扭矩。一旦确定了驾驶员需求扭矩，控制器就在操作258处确定车辆的各种致动器(例如发动机14和M/G 18)之间的扭矩分配。该控制器可以包括一个仲裁器模块，所述仲裁器模块确定M/G和发动机之间的扭矩分配。使用仲裁器来确定各种致动器之间的扭矩分配是已知的，并且这里不再描述。在操作260中，控制器基于在操作258处的确定来向M/G命令扭矩。在操作262中，控制器基于操作258处的确定来向发动机命令扭矩。在某些情况下，扭矩可能仅由发动机或M/G供应。
图6A和图6B示出了用于确定最终泵轮转速的另一示例算法的流程图300。流程图200开始于操作302，其中控制器计算泵轮的估计转速，如上所述。在操作304处，控制器确定仲裁的泵轮转速。仲裁的泵轮转速可以被认为是精确的估计的泵轮转速，并且在某些情况下可以被称为估计的泵轮转速。依据车辆的运行条件是否允许验证，仲裁的泵轮转速可以设定为等于发动机转速、涡轮转速或估计的泵轮转速。在操作306中，控制器确定分离离合器是否接合。当分离离合器接合时，泵轮和发动机的曲轴彼此固定，并且因此具有相同的转速。因此，来自传感器58的信号可用于确定测量的泵轮转速。如果在操作306处为是，则控制转到操作308，并且仲裁的泵轮转速被设定为等于发动机转速。替代地，仲裁的泵轮转速可被设定为等于发动机转速和来自操作302的估计的泵轮转速中的最大值。
如果在操作306处为否，则控制转到操作310，并且控制器确定旁通离合器是否被锁定。当旁通离合器被锁定时，泵轮和涡轮彼此固定。转速传感器62测量涡轮轴(变速器输入轴)的转速，并且因此当旁通离合器被锁定时测量泵轮的转速。如果旁通离合器被锁定，则控制转到操作312，并且仲裁的泵轮转速被设定为测量的涡轮转速。替代地，仲裁的泵轮转速可被设定为等于涡轮转速和来自操作302的估计的泵轮转速中的最大值。
如果在操作310处为否，则控制转到操作314，并且控制器确定泵轮扭矩是否为正。当泵轮扭矩为负时，则控制器在操作318处将仲裁的泵轮转速设定为等于涡轮转速加上基于变矩器几何结构和其他考虑因素的偏移量。如果泵轮扭矩为正，则控制器在操作316处将仲裁的泵轮转速设定为等于估计的泵轮转速(来自操作302)。
一旦确定了仲裁的泵轮转速，控制就返回到操作320，并且控制器确定测量的泵轮转速(例如，来自马达转速传感器的信号)是否可用。如果来自传感器60的信号可用，则控制器在操作324处确定它们是否有效。控制器可以通过将测量的泵轮转速与来自操作304的仲裁的泵轮转速进行比较来确定信号的有效性。如果测量的泵轮转速和仲裁的泵轮转速之间的差值(绝对值)超过阈值，则测量的泵轮转速的有效性是有问题的，并且不会单独用于控制M/G的扭矩命令。根据一个或多个实施例，阈值可以在100到300RPM之间。在操作326处，控制器确定测量的泵轮转速和仲裁的泵轮转速之间的差值是否大于阈值。如果否，则控制转到操作328，并且将最终泵轮转速设定为等于测量的泵轮转速。如果是，则在操作330处将最终泵轮转速设定为等于测量的泵轮转速和仲裁的泵轮转速中的最大值。操作330的最终泵轮转速可与如上所述的流程图250结合使用，以确定驾驶员需求扭矩。
本文中公开的过程、方法或算法可能能够递送到处理装置、控制器或计算机或者由它们实现，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，所述过程、方法或算法可以存储为可由控制器或计算机以许多形式执行的数据和指令，所述形式包括但不限于永久地存储在诸如ROM装置的不可写存储介质上的信息和可改动地存储在诸如软盘、磁带、CD、RAM装置和其他磁性和光学介质的可写存储介质上的信息。所述过程、方法或算法也可以以软件可执行对象来实现。替代地，可以使用合适的硬件部件全部或部分地实施所述过程、方法或算法，所述硬件部件诸如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、状态机、控制器或其他硬件部件或装置或者硬件、软件和固件部件的组合。
虽然上面描述了示例性实施例，但这些实施例不意图描述权利要求所涵盖的所有可能的形式。说明书中使用的词语是描述性词语而非限制词语，并且应理解，可在不背离本公开的精神和范围的情况下做出各种改变。如先前所述，各种实施例的特征可以组合以形成可能未明确描述或示出的本发明的另外的实施例。尽管各个实施例就一个或多个期望的特性而言可能已经被描述为提供优点或优于其他实施例或现有技术实现方式，但本领域技术人员应认识到，可折衷一个或多个特征或特性来实现期望的整体系统属性，这取决于具体应用和实现方式。这些属性可以包括但不限于成本、强度、耐用性、生命周期成本、市场适销性、外观、包装、大小、服务能力、重量、可制造性、便于组装等。因此，就一个或多个特性而言，在任何实施例被描述为不及其他实施例或现有技术实现方式理想的程度上，这些实施例不在本公开的范围之外并且对于特定应用可能是所期望的。
根据本发明，提供了一种车辆，其具有：变速器，其包括具有泵轮和涡轮的变矩器；电机，其固定到所述泵轮；和至少一个控制器，其被编程为，响应于所述泵轮的测量转速和估计转速之间的差值超过阈值，基于所述泵轮的所述测量转速和估计转速中的最大值来向所述电机命令扭矩，并且响应于所述差值小于所述阈值，基于所述泵轮的所述测量转速来向所述电机命令另一扭矩。
根据一个实施例，所述泵轮的所述估计转速基于所述涡轮的转速和所述泵轮的估计扭矩。
根据一个实施例，本发明的特征还在于被配置为输出指示所述涡轮的所述转速的信号的传感器。
根据一个实施例，向所述电机命令的所述扭矩进一步基于加速踏板位置。
根据一个实施例，所述扭矩进一步基于所述变矩器的温度。
根据一个实施例，本发明的特征还在于被配置为输出指示所述泵轮的所述测量转速的信号的传感器。
根据一个实施例，所述传感器设置在所述电机内。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为，响应于所述信号不可用，基于所述泵轮的所述估计转速来向所述电机命令又另一扭矩。
根据一个实施例，本发明的特征还在于选择性地连接到所述电机的发动机。
根据本发明，提供了一种车辆，其具有：包括曲轴的发动机；包括变矩器的变速器，所述变矩器具有联接到所述曲轴的泵轮和固定到涡轮轴的涡轮，所述涡轮轴可驱动地连接到所述车辆的被驱动的车轮；包括转子的电机，所述转子经由分离离合器选择性地联接到所述曲轴并且固定到所述泵轮；第一传感器，其被配置为输出指示所述泵轮的测量转速的第一信号；第二传感器，其被配置为输出指示所述涡轮的测量转速的第二信号；和控制器，其被编程为，响应于所述分离离合器脱离并且所述第一信号不可用，基于从所述涡轮测量转速和所述泵轮的估计扭矩导出的所述泵轮的估计转速来向所述电机命令扭矩。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为计算所述泵轮的所述测量转速和所述泵轮的所述估计转速之间的差值，并且(i)响应于所述差值超过阈值，基于所述泵轮的所述估计转速来向所述电机命令另一扭矩，并且(ii)响应于所述差值小于所述阈值，基于所述泵轮的所述测量转速来向所述电机命令又另一扭矩。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为响应于所述分离离合器被接合并且所述第一信号不可用，基于所述发动机的所述转速来向所述电机命令另一扭矩。
根据一个实施例，向所述电机命令的所述扭矩进一步基于加速踏板位置。
根据一个实施例，向所述电机命令的所述扭矩进一步基于所述变矩器的温度。
根据一个实施例，所述泵轮的所述估计转速是所述泵轮的仲裁转速，并且其中所述控制器还被编程为响应于所述变矩器的旁通离合器被锁定而将所述仲裁转速设定为等于所述涡轮的所述测量转速。
根据本发明，提供了一种车辆，其具有：包括曲轴的发动机；包括变矩器的变速器，所述变矩器具有联接到所述曲轴的泵轮和固定到涡轮轴的涡轮，所述涡轮轴可驱动地连接到所述车辆的被驱动的车轮；包括转子的电机，所述转子经由分离离合器选择性地联接到所述曲轴并且固定到所述泵轮；第一传感器，其被配置为输出指示所述泵轮的测量转速的第一信号；第二传感器，其被配置为输出指示所述涡轮的转速的第二信号；和至少一个控制器，其被编程为基于所述涡轮转速和所述泵轮的估计扭矩计算所述泵轮的估计转速，计算仲裁的泵轮转速，其中所述仲裁的泵轮转速(i)响应于所述分离离合器接合等于所述发动机的转速，并且(ii)响应于所述分离离合器脱离等于所述泵轮的所述估计转速，比较所述泵轮的所述测量转速和仲裁转速以确定差值，响应于所述差值超过阈值，将最终泵轮转速设定为等于所述泵轮的所述测量转速和仲裁转速的最大值，响应于所述差值小于所述阈值，将所述最终泵轮转速设定为等于所述泵轮的所述测量转速，并且基于所述最终泵轮转速和加速踏板位置来向所述电机命令扭矩。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为，响应于所述第一信号不可用，将所述最终泵轮转速设定为等于所述泵轮的所述仲裁转速。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为，响应于所述分离离合器被接合并且所述差值超过所述阈值，将所述最终泵轮转速设定为等于所述发动机的所述转速。
根据一个实施例，所述变矩器还包括旁通离合器，其被配置为当被锁定时将所述涡轮旋转地联接到所述转子，并且其中所述控制器还被编程为响应于所述旁通离合器被锁定，将所述仲裁的泵轮转速设定为等于所述涡轮的转速。
根据一个实施例，所述变矩器还包括旁通离合器，其被配置为当被锁定时将所述涡轮旋转地联接到所述转子，并且其中所述控制器还被编程为响应于所述旁通离合器和所述分离离合器脱离，将所述仲裁的泵轮转速设定为等于所述泵轮的估计转速。

Claims (15)

1.一种车辆，其包括：
变速器，其包括具有泵轮和涡轮的变矩器；
电机，其固定到所述泵轮；和
至少一个控制器，其被编程为，
响应于所述泵轮的测量转速和估计转速之间的差值超过阈值，基于所述泵轮的所述测量转速和估计转速中的最大值来向所述电机命令扭矩，并且
响应于所述差值小于所述阈值，基于所述泵轮的所述测量转速来向所述电机命令另一扭矩。
2.如权利要求1所述的车辆，其中所述泵轮的所述估计转速基于所述涡轮的转速和所述泵轮的估计扭矩。
3.如权利要求2所述的车辆，其还包括被配置为输出指示所述涡轮的所述转速的信号的传感器。
4.如权利要求2所述的车辆，其中向所述电机命令的所述扭矩进一步基于加速踏板位置。
5.如权利要求4所述的车辆，其中所述扭矩进一步基于所述变矩器的温度。
6.如权利要求1所述的车辆，其还包括被配置为输出指示所述泵轮的所述测量转速的信号的传感器。
7.如权利要求6所述的车辆，其中所述传感器设置在所述电机内。
8.如权利要求6所述的车辆，其中所述控制器还被编程为，响应于所述信号不可用，基于所述泵轮的所述估计转速来向所述电机命令又另一扭矩。
9.如权利要求1所述的车辆，其还包括选择性地连接到所述电机的发动机。
10.一种车辆，其包括：
包括曲轴的发动机；
包括变矩器的变速器，所述变矩器具有联接到所述曲轴的泵轮和固定到涡轮轴的涡轮，所述涡轮轴可驱动地连接到所述车辆的被驱动的车轮；
包括转子的电机，所述转子经由分离离合器选择性地联接到所述曲轴并且固定到所述泵轮；
第一传感器，其被配置为输出指示所述泵轮的测量转速的第一信号；
第二传感器，其被配置为输出指示所述涡轮的测量转速的第二信号；和
控制器，其被编程为，响应于所述分离离合器脱离并且所述第一信号不可用，基于从涡轮的所述测量转速和所述泵轮的估计扭矩导出的所述泵轮的估计转速来向所述电机命令扭矩。
11.如权利要求10所述的车辆，其中所述控制器还被编程为计算所述泵轮的所述测量转速和所述泵轮的所述估计转速之间的差值，并且(i)响应于所述差值超过阈值，基于所述泵轮的所述估计转速来向所述电机命令另一扭矩，并且(ii)响应于所述差值小于所述阈值，基于所述泵轮的所述测量转速来向所述电机命令又另一扭矩。
12.如权利要求10所述的车辆，其中所述控制器还被编程为响应于所述分离离合器被接合并且所述第一信号不可用，基于所述发动机的所述转速来向所述电机命令另一扭矩。
13.如权利要求10所述的车辆，其中向所述电机命令的所述扭矩进一步基于加速踏板位置。
14.如权利要求13所述的车辆，其中向所述电机命令的所述扭矩进一步基于所述变矩器的温度。
15.如权利要求10所述的车辆，其中所述泵轮的所述估计转速是所述泵轮的仲裁转速，并且其中所述控制器还被编程为响应于所述变矩器的旁通离合器被锁定而将所述仲裁转速设定为等于所述涡轮的所述测量转速。
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