CN113183940A - 用于扭矩整形的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了“用于扭矩整形的系统和方法”。一种车辆包括控制器,所述控制器被编程为接收驾驶员要求的车轮扭矩命令并基于所述驾驶员要求的车轮扭矩命令来计算整形的车轮扭矩命令。所述控制器还被编程为响应于所述驾驶员要求的车轮扭矩命令从上一时间步的大于估计的车轮扭矩的第一量值变化到当前时间步的小于所述估计的车轮扭矩的第二量值,将所述整形的车轮扭矩设定为所述上一时间步的所述整形的车轮扭矩的量值和所述当前时间步的估计的车轮扭矩中的最小值。所述控制器还被编程为命令第一致动器和第二致动器产生所述整形的车轮扭矩。
Description
技术领域
本公开涉及控制电动化车辆动力传动系统,并且更具体地涉及整形驾驶员要求的扭矩。
背景技术
可听和触觉事件可在瞬态扭矩事件期间发生在车辆传动系内,并且可能由传动系的机械联接器(诸如齿轮、花键或万向节)中的间隙引起。车辆的纵向加速也可能在瞬态扭矩事件期间由于耸车而发生。车辆扭矩命令可以被整形以减轻传动系扰动。
发明内容
根据一个实施例,一种车辆包括:具有车轮的车桥;以及动力传动系统,所述动力传动系统包括变速器、在所述变速器上游的第一致动器和在所述变速器下游的第二致动器。所述第一致动器和所述第二致动器被配置成为所述车轮提供动力。车辆控制器被编程为接收驾驶员要求的车轮扭矩命令并基于所述驾驶员要求的车轮扭矩命令来计算整形的车轮扭矩命令。所述控制器还被编程为响应于所述驾驶员要求的车轮扭矩命令从上一时间步的大于估计的车轮扭矩的第一量值变化到当前时间步的小于所述估计的车轮扭矩的第二量值,将所述整形的车轮扭矩设定为(i)所述上一时间步的所述整形的车轮扭矩的量值和(ii)所述当前时间步的估计的车轮扭矩中的最小值。所述控制器还被编程为命令所述第一致动器和所述第二致动器产生所述整形的车轮扭矩。
根据另一实施例,公开了一种在车辆中整形车轮扭矩的方法,所述车辆具有变速器、在所述变速器上游的第一致动器和在所述变速器下游的第二致动器。所述方法包括接收一系列驾驶员要求的车轮扭矩命令;基于所述驾驶员要求的车轮扭矩命令来计算一系列整形的车轮扭矩命令;响应于所述驾驶员要求的车轮扭矩命令从上一时间步的大于估计的车轮扭矩的第一量值变化到当前时间步的小于所述估计的车轮扭矩的第二量值,将所述整形的车轮扭矩减小到(i)所述上一时间步的所述整形的车轮扭矩的量值和(ii)所述当前时间步的估计的车轮扭矩中的最小值;以及命令所述第一致动器和所述第二致动器产生所述减小的整形的车轮扭矩。
根据又一个实施例,一种车辆包括具有第一车轮的第一车桥、具有第二车轮的第二车桥、被配置成为所述第一车桥提供动力的第一致动器以及被配置成为所述第二车桥提供动力的动力传动系统。所述动力传动系统具有变速器和在所述变速器上游的第二致动器。控制器被编程为接收用于所述第一车轮和所述第二车轮的驾驶员要求的车轮扭矩命令,并基于所述驾驶员要求的车轮扭矩命令来计算整形的车轮扭矩命令。所述控制器还被编程为响应于所述驾驶员要求的车轮扭矩命令从上一时间步的大于所述第一车轮和所述第二车轮的估计的车轮扭矩的第一量值变化到当前时间步的小于所述估计的车轮扭矩的第二量值,将所述整形的车轮扭矩设定为(i)所述上一时间步的所述整形的车轮扭矩的量值和(ii)所述当前时间步的估计的车轮扭矩中的最小值;以及命令所述第一致动器和所述第二致动器产生所述设定的整形的车轮扭矩。
附图说明
图1是根据一个实施例的混合动力电动车辆的示意图。
图2是示出松加速器踏板事件期间的扭矩的曲线图。
图3是示出包括变速器换挡的松加速器踏板事件期间的扭矩的曲线图。
图4是用于生成用于电动化车辆的抬起踏板扭矩的算法的流程图。
图5是根据另一个实施例的混合动力电动车辆的示意图。
具体实施方式
本文中描述了本公开的实施例。然而,应当理解,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;一些特征可能被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此,本文所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,而仅是解释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示出和描述的各种特征可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,对于特定应用或实施方式来说,可以期望与本公开的教导一致的特征的各种组合和修改。
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。部件在车辆内的实体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的输入轴15的至少一个上游致动器,例如,发动机14。动力传动系统12还包括连接到变速器16的输出轴的下游致动器,例如电机18。变速器16可以是包括多个传动比(也称为齿轮比或挡位)的多级阶梯传动比变速器。变速器16可以是传统的行星自动变速器或自动-手动变速器。发动机14通过起步装置20选择性地联接到变速器16。起步装置20被配置为连接和断开发动机14以及使车辆起步。例如,起步装置20包括发动机14联接到传动系的完全接合位置,发动机14与传动系分离的完全脱离位置以及用于使车辆10起步的滑移状态。起步装置20可以被包装为变速器16的一部分。示例性起步装置包括干式离合器、湿式离合器等。在一些实施例中,两用起步装置20可以用分离离合器代替,所述分离离合器用于联接发动机和用作起步装置的液力联轴节(例如,变矩器)。在一些实施例中,可以提供第二上游致动器22。致动器22可以是经由带传动装置26(诸如附件带)连接到发动机的曲轴24的电机。这通常被称为带传动起动机发电机。发动机14、起步装置20、电机18和变速器16可以顺序地串联连接,如图1所示,但是可以设想其他布置。
发动机14一般表示致动器,其可包括内燃发动机,诸如汽油、柴油或天然气动力发动机。发动机14产生发动机动力和对应的发动机扭矩,其在发动机14被联接时供应到变速器16。电机18可以通过多种类型电机中的任一种来实施。例如,电机18可以是永磁同步马达。电力电子器件按照电机18的要求调节由牵引电池30提供的直流(DC)电力,如下文将描述。例如,电力电子器件可以向电机18和/或电机22提供三相交流电(AC)。
电机18可作为发电机操作以将由曲轴24提供的旋转能量转换为电能以存储在电池30中。起步装置20也可以脱离以将发动机14与动力传动系统12的其余部分隔离,使得电机18可以充当HEV 10的唯一驱动源。
如图1的代表性实施例所示,输出轴32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驱动一对车轮42。差速器40将扭矩传递到每个车轮42,同时允许速度差以便于转弯。可以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车轮。在一些应用中,扭矩分配可以根据例如特定的操作模式或状况而变化。
动力传动系统12还包括一个或多个控制器50,诸如动力传动系统控制单元(PCU)、发动机控制模块(ECM)和马达控制单元(MCU)。尽管被示出为一个控制器,但控制器50可以是较大控制系统的一部分,并且可由遍及车辆10的各种其他控制器(诸如车辆系统控制器(VSC))来控制。因此,应当理解,控制器50和一个或多个其他控制器可统称为“控制器”,其响应于来自各种传感器的信号和/或数据而控制各种执行器以控制诸如起动/停止,操作电机18以提供车轮扭矩或对电池30充电,操作发动机14,选择或计划变速器换挡等功能。控制器50可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存储器装置,所述数据中的一些表示由控制器用于控制车辆的可执行指令。
控制器经由输入/输出(I/O)接口与各种车辆传感器和致动器通信,所述I/O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、短路保护等的单个集成接口。替代地,可以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所示,控制器50可与发动机14、起步装置20、电机18、电机22、变速器16和电力电子器件互相传送信号。尽管未明确示出,但本领域的普通技术人员将认识到在上文标识的子系统中的每一个内可以由控制器50控制的各种功能或部件。可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,前端附件驱动(FEAD)部件(诸如交流发电机、空调压缩机),电池充电,再生制动,电机操作,用于起步装置20和变速器16的离合器压力等。例如,通过I/O接口传送输入的传感器可以用于指示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)、车辆速度(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、传动比或模式、变速器油温(TOT)以及减速或换挡模式(MDE)等。
由控制器50执行的控制逻辑或功能可以由一个或多个附图中的流程图或类似图示来表示。这些附图提供了可以使用诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等一个或多个处理策略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以按示出的序列执行、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,但是本领域的普通技术人员将认识到,可以根据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,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,控制逻辑可以提供在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以包括使用电存储、磁性存储和/或光学存储装置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。
加速踏板52由车辆10的驾驶员使用来提供所需的扭矩和动力以推进车辆。一般来讲,压下和释放踏板52产生加速踏板位置信号,所述信号可由控制器50解译为分别需要增大功率或减小功率。由驾驶员或在一些情况下由车辆本身请求的扭矩可以被称为驾驶员要求的扭矩。控制器50包括用于基于加速踏板位置数据和其他因素(诸如车辆速度)来计算驾驶员要求的扭矩的编程和查找表。驾驶员要求的扭矩可以指车轮处的期望扭矩。如果车辆是两轮驱动的,则这是两个从动轮的车轮扭矩的总和。如果车辆是四轮驱动的,则这是所有四个车轮的车轮扭矩的总和。
为了用至少发动机14驱动车辆,起步装置20至少部分地接合以将发动机扭矩的至少一部分通过起步装置20传递到变速器16,然后从电机18传递到车轮42。当发动机14单独提供推进车辆所需的扭矩时,这种操作模式可称为“发动机模式”、“纯发动机模式”或“机械模式”。电机18可以通过提供用以使车轮42转动的额外动力来辅助发动机14。这种操作模式可被称为“混合动力模式”、“发动机-马达模式”或“电动辅助模式”。为了用电机18作为唯一动力源来驱动车辆,除了起步装置20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。在此期间可以停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30通过线路将存储的电能传递到电力电子器件,所述电力电子器件可以包括例如逆变器。电力电子器件可将来自电池30的DC电压转换成待由电机18使用的AC电压。控制器50命令电力电子器件将来自电池30的电压转换为提供给电机18的AC电压,以向轴32提供正扭矩(驱动扭矩)或负扭矩(再生制动)。这种操作模式可称为“纯电动模式”、“EV(电动车辆)模式”或“马达模式”。
在任何操作模式中,电机18可以充当马达并且为动力传动系统12提供驱动力。替代地,电机18可以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30中。例如,当发动机14正在为电动化车辆10提供推进动力时,电机18可以充当发电机。电机18可以另外地在再生制动时间期间充当发电机,在再生制动中,来自旋转的车轮42的旋转能量通过变速器16被传递回来并被转换成电能以存储在电池30中。电机18在充当发电机时可被称为提供负扭矩。为简单起见,电机18可称为马达。
应当理解,图1中所示的示意图仅仅是示例性的,而不意图是限制性的。可以设想利用发动机和马达两者的选择性接合以向车轮传递动力的其他配置。例如,电机18可以从轴32偏移。在不偏离本公开的范围的情况下,可以设想其他配置。
控制器50被编程为整形(即,修改)驾驶员要求的扭矩以改善操控性和平稳性。可以执行扭矩整形以管理动力传动系统12的金属声和耸车。整形的扭矩可以被称为整形的车轮扭矩,其基于驾驶员要求的扭矩命令。整形是基于动力传动系统速度估计值/测量值、车轮转速估计值/测量值、车辆速度估计值/测量值、动力传动系统扭矩估计值/测量值、加速踏板位置、制动踏板位置、驾驶员选择的模式(例如,运动模式、经济模式等)、推断或调整的驾驶模式(例如,基于驾驶员行为的自动模式改变)、驾驶员选择的挡位以及自动变速器选择的挡位。对于传动系的不同操作模式(即,正接触、负接触和间隙模式)以及对于这些模式之间的转变,扭矩整形可以是不同的。车辆包括确定所述传动系正在以哪种模式操作的一组逻辑。这种确定是基于估计/测量的传动系速度、估计/测量的车轮转速、估计/测量的车辆速度、驾驶员要求的扭矩、估计/测量的驱动轴扭矩、估计/测量的车桥扭矩、估计/测量的车轮扭矩以及估计/测量的中间轴扭矩。
本申请集中于整形的扭矩命令的初始化,使得车辆的所得响应与驾驶员期望一致。申请人的共同未决申请美国专利申请第16/284,251号(于2019年2月25日提交)和美国专利申请第16/521,885号(于2019年7月25日提交)描述了用于在初始化之后进行扭矩整形的示例性控制/方法,所述申请通过引用以其全文并入本文。
当扭矩的方向(例如,从增加扭矩到减小扭矩或从减小扭矩到增加扭矩)改变阈值量时,发生初始化。例如,初始化可能由于加速踏板位置的变化,自动巡航控制系统的变化,自动驾驶系统的变化,变速器换挡,牵引控制事件,马达滑移调节,制动事件,发动机起动或停止,防耸车控制,马达功率控制,主动马达阻尼等而发生。初始化是指扭矩整形开始时的第一命令扭矩。也就是说,初始化是在控制器50的第一控制回路(循环)期间命令的整形的扭矩。
图2示出了在快速踩加速器踏板到松加速器踏板事件期间(驾驶员要求的扭矩增加,然后在车轮扭矩赶上驾驶员要求的扭矩之前,驾驶员要求的扭矩的快速减小)发起整形的扭矩的示例。迹线70示出了可以基于加速踏板位置的驾驶员要求的车轮扭矩命令。在时间T0与T1之间,驾驶员要求的扭矩命令70正在增加,即,车辆正在加速。迹线72示出了基于驾驶员要求的车轮扭矩命令70的整形的车轮扭矩命令。整形的车轮扭矩72滞后于驾驶员要求的车轮扭矩70,即,车辆产生比驾驶员所需的扭矩更少的扭矩。迹线74示出了从动轮处的测量(或估计)扭矩。所测量的车轮扭矩滞后于整形的扭矩72。在时间T1时,由于松加速器踏板事件,驾驶员要求的车轮扭矩70急剧减小。在时间T1时,车辆仍试图增加整形的车轮扭矩72以匹配驾驶员要求的车轮扭矩70,从而导致整形的扭矩72在时间T1之后超过原始扭矩70。在缺少本申请的所提出的控制的情况下,尽管驾驶员现在命令减小扭矩,但是所测量的车轮扭矩74可以继续增加,如迹线74'所示。为了防止这种结果,本申请的控制可以将整形的车轮扭矩72减小到与测量的车轮扭矩74匹配的值,如点76处所示,使得车辆更快地减速。这导致测量的车轮扭矩74在时间T2时而不是在时间T3时与驾驶员要求的车轮扭矩命令70趋同。该扭矩减小可以被称为整形的扭矩的初始化,并且可以在单个时间步(即,控制器的一个循环)中进行命令。通过驾驶员要求的车轮扭矩命令70从上一时间步的大于估计的车轮扭矩74的第一量值78变为当前时间步的小于所述估计的车轮扭矩74的第二量值80可以触发初始化。
图3示出了结合松加速器踏板事件发生的变速器升挡期间的示例性初始化。迹线90示出了变速器输入轴域中的驾驶员要求的扭矩。在时间T0与T1之间,输入轴扭矩命令90正在增加,即,车辆正在加速。迹线92示出了基于扭矩命令90的整形的变速器输入扭矩命令。扭矩92滞后于扭矩90。迹线94示出了变速器输入轴处的测量或估计的扭矩。测量的扭矩94滞后于扭矩92。在时间T1时,由于松加速器踏板事件,扭矩90急剧减小。在时间T1时,车辆仍试图增加扭矩94以匹配扭矩90,从而导致整形的扭矩92在时间T1之后超过驾驶员要求的车轮扭矩90。在没有初始化的情况下,尽管驾驶员现在命令减小的扭矩,但是测量的扭矩94可能继续增加,如迹线94'所示,为了防止这种结果,本申请的控制可以将整形的扭矩命令92减小到与测量的扭矩94匹配的值,如点96处所示,使得车辆更快地减速。这导致扭矩94在时间T2时而不是在时间T3时与扭矩命令90趋同。迹线100示出了与升挡相关联的变速器输入轴的扭矩减小。扭矩减小100作为升挡的扭矩阶段的一部分执行,而扭矩增加102作为升挡的惯性阶段的一部分执行。初始化防止扭矩增加102增加到高于扭矩94。在没有初始化的情况下,扭矩可能增加,如迹线104'所示,这导致驾驶员期望与车辆性能之间的差异。
图4是示出用于控制驾驶员要求的扭矩的扭矩整形的算法的流程图120。在操作122处,控制器检查条件1以确定在当前时间步是否存在主动松加速器踏板。条件1将前一时间步的整形的车轮扭矩与当前时间步的驾驶员要求的车轮扭矩命令进行比较,以确定差异是否超过阈值。可以使用以下方程(方程1):(前一时间步的整形的车轮扭矩)-(当前时间步的驾驶员要求的车轮扭矩命令)>阈值。如果为否,则控制结束。如果为是,则控制转到操作124,并且控制器检查条件2以确定松加速器踏板在前一时间步是否有效,即,是否已经发生初始化。
条件2将前一时间步的整形的车轮扭矩与前一时间步的驾驶员要求的车轮扭矩命令进行比较,以确定差异是否超过阈值。可以使用以下方程(方程2):(前一时间步的整形的车轮扭矩)-(前一时间步的驾驶员要求的车轮扭矩命令)>阈值。如果已经发生初始化,则控制器在操作126处计算整形的车轮扭矩。可以如上文讨论的申请人共同未决的申请中所描述的那样计算操作126的整形的车轮扭矩。
条件1和条件2一起是用于确定是否应当执行初始化的触发条件。这些触发条件确定驾驶员要求的车轮扭矩命令是否从上一时间步的大于估计的车轮扭矩的第一量值变化到当前时间步的小于所述估计的车轮扭矩的第二量值。如果为真,则控制转到操作128,并且控制器计算初始化的整形的车轮扭矩。
将结合车辆10描述在操作128处计算初始化的车轮扭矩,然而,这些控制适用于具有电机的各种车辆架构,所述电机位于变速器的下游或与车辆10的第二动力传动系统相关联。操作128和130的控制通常可以分解为三个步骤:步骤1是初始车轮扭矩命令的计算,步骤2是初始变速器输入轴扭矩命令的计算,并且步骤3是初始马达扭矩命令。步骤1可以在操作128中执行,并且步骤2和步骤3可以在操作130中执行。
步骤1可以包括三个计算。第一计算确定变速器输入轴对初始车轮扭矩命令的贡献,即,来自变速器输入轴(分量输入轴)的分量车轮扭矩。当无瞬态事件(诸如变速器换挡,发动机起动或耸车标志)活动时,可以使用方程3。
分量输入轴=[min{((前一时间步的分量输入轴-变速器齿轮损耗)x变速器齿轮比),估计的变速器输出扭矩}]分量输入轴x主减速比(方程3)
如果发生瞬态事件,则可以使用其他方程。例如,如果变速器换挡标志有效,则使用方程4,如果发动机起动/停止标志有效,则使用方程5,并且如果防耸车标志有效,则使用方程6。
分量输入轴=[min{(前一时间步的分量输入轴),(估计的变速器输入轴扭矩,其忽略执行变速器换挡的修改)}-变速器齿轮损耗]x变速器齿轮比)x主减速比(方程4)
分量输入轴=[min{前一时间步的分量输入轴,估计的变速器输入轴扭矩,估计的离合器扭矩}-变速器齿轮损耗]x变速器齿轮比)x主减速比(方程5)
分量输入轴=(前一时间步的分量输入轴-变速器齿轮损耗)*变速器齿轮比)*主减速比(方程6)
第二计算确定在变速器下游的电机(例如,电机18)的贡献。电机的贡献可以被称为分量马达。当无瞬态事件(诸如马达阻尼标志或马达控制标志)活动时,可以使用方程7。如果活动的马达阻尼标志或马达控制标志有效,则可以使用方程8。
分量马达=[min{前一时间步的分量马达,估计的马达扭矩}]x马达齿轮比(方程7)
分量马达=前一时间步的分量马达x马达齿轮比(方程8)
第三计算使用方程9确定初始车轮扭矩命令。
初始车轮扭矩命令=min{前一时间步的初始车轮扭矩命令,(分量输入轴+分量马达)}(方程9)
操作128确定期望的初始化扭矩。控制然后转到操作130以确定如何利用车辆的各种致动器(例如,发动机14,电机22(如果提供的话)和电机18)递送那些扭矩。在步骤2处,如果不存在瞬态事件,则使用方程10计算初始输入轴扭矩。
初始输入轴扭矩=min{前一时间步的初始输入轴扭矩,估计的变速器输入扭矩}(方程10)
如果发生瞬态事件,则可以使用其他方程。例如,如果变速器换挡标志有效,则使用方程11,如果发动机起动/停止标志有效,则使用方程12,并且如果防耸车标志有效,则使用方程13。
初始输入轴扭矩=min{前一时间步的初始输入轴扭矩,估计的变速器输入扭矩(其忽略执行变速器换挡的修改)}(方程11)
初始输入轴扭矩=min{前一时间步的初始输入轴扭矩,估计的变速器输入扭矩,估计的离合器扭矩}(方程12)
初始输入轴扭矩=前一时间步的初始输入轴扭矩(方程13)
在步骤3处,如果不存在瞬态事件,则使用方程14计算初始马达扭矩。如果马达阻尼标志或马达控制标志有效,则可以使用方程15。
初始马达扭矩=min{前一时间步的初始马达扭矩,估计的马达扭矩}(方程14)
初始马达扭矩=前一时间步的初始马达扭矩(方程15)
控制然后转到操作132,并且控制器命令致动器在单个控制步骤中(即,一个控制回路)产生在操作130中计算出的扭矩以针对在踩加速器踏板或松加速器踏板之后的后续扭矩整形事件设定初始扭矩。控制然后转到操作126,并且如申请人的共同未决申请中所描述的那样对扭矩进行整形。
上述控制可以与具有与车辆10的架构不同的架构的车辆一起使用。例如,控制可以与包括电机的任何车辆相关,所述电机位于变速器的下游(如图1所示),或者是如图5所示的不同动力传动系统的一部分。
参考图5,全轮驱动混合动力车辆200包括由具有发动机206和电机210的动力传动系统204提供动力的后轮202,所述发动机206和电机210全部位于变速器212的上游。动力传动系统204还可以包括可选的带传动式起动机发电机(未示出)。变速器可以包括变矩器,或者可以是双离合器自动变速器。前轮214由另一个电机216提供动力。在初始化方面,电机216呈现与电机18类似的复杂性。为了改善性能,图4的上述控制可以类似地用于车辆200。为简洁起见,将不再描述完整的控制,而是仅讨论对以上方程的修改。
除了使用以下方程来代替上述方程之外,操作128的控制对于车辆200是类似的。
分量输入轴=[min{(前一时间步的分量输入轴-变速器齿轮损耗)x变速器齿轮比,估计的变速器输出扭矩)}]x主减速比(方程3’)
分量输入轴=[min{(前一时间步的分量输入轴),(估计的变速器输入轴扭矩,其忽略执行变速器换挡的修改)}-变速器齿轮损耗]x变速器齿轮比)x主减速比(方程4’)
分量输入轴=[min{前一时间步的分量输入轴,估计的变速器输入轴扭矩}-变速器齿轮损耗]x变速器齿轮比)x主减速比(方程5’)
分量输入轴=(前一时间步的分量输入轴-变速器齿轮损耗)x变速器齿轮比)x主减速比(方程6’)
第二计算确定电机216对车轮扭矩的贡献,车轮扭矩是两个车桥的总车轮扭矩。电机216的贡献可以被称为分量马达。
分量马达=[min{前一时间步的分量马达,估计的马达扭矩}]x马达齿轮比(方程7’)
分量马达=前一时间步的分量马达x马达齿轮比(方程8’)
第三计算使用方程9’确定初始车轮扭矩命令。
初始车轮扭矩命令=min{前一时间步的初始车轮扭矩命令,(分量输入轴+分量马达)}(方程9’)
除了使用以下方程来代替上述方程之外,操作130的控制是类似的。在步骤2处,可以使用以下方程。
初始输入轴扭矩=min{前一时间步的初始输入轴扭矩,估计的变速器输入扭矩}(方程10’)
初始输入轴扭矩=min{前一时间步的初始输入轴扭矩,估计的变速器输入扭矩(其忽略执行变速器换挡的修改)}(方程11’)
初始输入轴扭矩=min{前一时间步的初始输入轴扭矩,估计的变速器输入扭矩}(方程12’)
初始输入轴扭矩=前一时间步的初始输入轴扭矩(方程13’)
在步骤3处,如果不存在瞬态事件,则使用方程14’计算初始马达扭矩。如果马达阻尼标志或马达控制标志有效,则可以使用方程15’。
初始马达扭矩=min{前一时间步的初始马达扭矩,估计的马达扭矩}(方程14’)
初始马达扭矩=前一时间步的初始马达扭矩(方程15’)
上述控制和方法在踩加速器踏板或松加速器踏板事件开始时初始化动力传动系统致动器的扭矩,以便递送平稳的并且关联到驾驶员意图的车辆响应。初始化是基于检测到由于驾驶员或车辆本身的踩加速器踏板或松加速器踏板而引起的对致动器扭矩的修改,以及估计/测量的扭矩。所提出的控制和方法适用于各种动力传动系统配置,并且不限于上面呈现的图1和图5的那些。
虽然上文描述了示例性实施例,但这些实施例并不意图描述权利要求所涵盖的所有可能形式。在说明书中使用的词语是描述性词语而非限制性词语,并且应当理解,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,各个实施例的特征可以被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。尽管各个实施例可能已经被描述为就一个或多个期望的特性而言相较其他实施例或现有技术实施方式来说提供优点或是优选的,但是本领域普通技术人员将认识到,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。这些属性可包括但不限于成本、强度、耐久性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、大小、可维护性、重量、可制造性、易组装性等。因此,就一个或多个特性而言被描述为不如其他实施例或现有技术实施方式理想的实施例处在本公开的范围内,并且对于特定应用来说可能是期望的。
根据本发明,提供了一种车辆,其具有:包括车轮的车桥;动力传动系统,所述动力传动系统包括变速器、在所述变速器上游的第一致动器和在所述变速器下游的第二致动器,其中所述第一致动器和所述第二致动器被配置成为所述车轮提供动力;以及控制器,所述控制器被编程为:接收驾驶员要求的车轮扭矩命令;基于所述驾驶员要求的车轮扭矩命令来计算整形的车轮扭矩命令;以及响应于所述驾驶员要求的车轮扭矩命令从上一时间步的大于估计的车轮扭矩的第一量值变化到当前时间步的小于所述估计的车轮扭矩的第二量值,将所述整形的车轮扭矩设定为(i)所述上一时间步的所述整形的车轮扭矩的量值和(ii)所述当前时间步的估计的车轮扭矩中的最小值;以及命令所述第一致动器和所述第二致动器产生所述整形的车轮扭矩。
根据一个实施例,所述命令所述第一致动器和所述第二致动器产生所述整形的车轮扭矩还包括命令所述第二致动器的扭矩等于(a)在所述上一时间步被命令到所述第二致动器的先前扭矩和(b)所述当前时间步的所述第二致动器的估计的扭矩中的最小值。
根据一个实施例,所述命令所述第一致动器和所述第二致动器产生所述整形的车轮扭矩还包括命令所述第一致动器的扭矩等于(a)在所述上一时间步被命令到所述第一致动器的先前扭矩和(b)所述当前时间步的所述第一致动器的估计的扭矩中的最小值。
根据一个实施例,所述动力传动系统还包括第三致动器,所述第三致动器在所述变速器的上游并且被配置成为从动轮提供动力。
根据一个实施例,所述命令所述第一致动器和所述第二致动器产生所述整形的车轮扭矩还包括响应于激活牵引控制而命令所述第二致动器的当前扭矩等于在所述上一时间步被命令到所述第二致动器的先前扭矩。
根据一个实施例,所述第一致动器是发动机,并且所述第二致动器是电机。
根据一个实施例,所述变速器包括多个齿轮比。
根据本发明,一种在车辆中整形车轮扭矩的方法,所述车辆具有变速器、在所述变速器上游的第一致动器和在所述变速器下游的第二致动器,所述方法包括:接收一系列驾驶员要求的车轮扭矩命令;基于所述驾驶员要求的车轮扭矩命令来计算一系列整形的车轮扭矩命令;响应于所述驾驶员要求的车轮扭矩命令从上一时间步的大于估计的车轮扭矩的第一量值变化到当前时间步的小于所述估计的车轮扭矩的第二量值,将所述整形的车轮扭矩减小到(i)所述上一时间步的所述整形的车轮扭矩的量值和(ii)所述当前时间步的估计的车轮扭矩中的最小值;以及命令所述第一致动器和所述第二致动器产生所述减小的整形的车轮扭矩。
根据一个实施例,所述命令所述第一致动器和所述第二致动器产生所述减小的整形的车轮扭矩还包括向所述第一致动器命令第一扭矩并且向所述第二致动器命令第二扭矩。
被命令到所述第一致动器的所述第一扭矩等于以下项中的最小者:(a)在所述上一时间步被命令到所述第一致动器的先前扭矩和(b)所述当前时间步的所述第一致动器的估计的扭矩。
被命令到所述第二致动器的所述第二扭矩等于(a)在所述上一时间步被命令到所述第二致动器的先前扭矩和(b)所述当前时间步的所述第二致动器的估计的扭矩中的最小者。
根据一个实施例,所述命令所述第一致动器和所述第二致动器产生所述减小的整形的车轮扭矩还包括响应于激活牵引控制而命令所述第二致动器的扭矩等于在所述上一时间步被命令到所述第二致动器的先前扭矩。
根据一个实施例,所述车辆还包括在所述变速器上游的第三致动器。
根据本发明,提供了一种车辆,其具有:包括第一车轮的第一车桥;包括第二车轮的第二车桥;第一致动器,所述第一致动器被配置成为所述第一车桥提供动力;动力传动系统,所述动力传动系统被配置成为所述第二车桥提供动力,所述动力传动系统包括变速器和在所述变速器上游的第二致动器;以及控制器,所述控制器被编程为:接收用于所述第一车轮和所述第二车轮的驾驶员要求的车轮扭矩命令;基于所述驾驶员要求的车轮扭矩命令来计算整形的车轮扭矩命令;以及响应于所述驾驶员要求的车轮扭矩命令从上一时间步的大于所述第一车轮和所述第二车轮的估计的车轮扭矩的第一量值变化到当前时间步的小于所述估计的车轮扭矩的第二量值,将所述整形的车轮扭矩设定为(i)所述上一时间步的所述整形的车轮扭矩的量值和(ii)所述当前时间步的估计的车轮扭矩中的最小值;以及命令所述第一致动器和所述第二致动器产生所述设定的整形的车轮扭矩。
根据一个实施例,所述第一致动器是电机,并且所述第二致动器是电机。
根据一个实施例,所述命令所述第一致动器和所述第二致动器产生所述设定的整形的车轮扭矩还包括命令所述第一致动器的扭矩等于(a)在所述上一时间步被命令到所述第一致动器的先前扭矩和(b)所述当前时间步的所述第一致动器的估计的扭矩中的最小值。
根据一个实施例,所述命令所述第一致动器和所述第二致动器产生所述设定的整形的车轮扭矩还包括命令所述第二致动器的扭矩等于(a)在所述上一时间步被命令到所述第二致动器的先前扭矩和(b)所述当前时间步的所述第二致动器的估计的扭矩中的最小值。
根据一个实施例,所述命令所述第一致动器和所述第二致动器产生所述设定的整形的车轮扭矩还包括响应于激活牵引控制而命令所述第二致动器的扭矩等于在所述上一时间步被命令到所述第二致动器的先前扭矩。
根据一个实施例,所述变速器包括多个齿轮比。
Claims (15)
1.一种车辆,其包括:
车桥,所述车桥包括车轮;
动力传动系统,所述动力传动系统包括变速器、在所述变速器上游的第一致动器和在所述变速器下游的第二致动器,其中所述第一致动器和所述第二致动器被配置成为所述车轮提供动力;以及
控制器,所述控制器被编程为:
接收驾驶员要求的车轮扭矩命令;
基于所述驾驶员要求的车轮扭矩命令来计算整形的车轮扭矩命令;以及
响应于所述驾驶员要求的车轮扭矩命令从上一时间步的大于估计的车轮扭矩的第一量值变化到当前时间步的小于所述估计的车轮扭矩的第二量值,
将所述整形的车轮扭矩设定为所述上一时间步的所述整形的车轮扭矩的量值和所述当前时间步的估计的车轮扭矩中的最小值;以及
命令所述第一致动器和所述第二致动器产生所述整形的车轮扭矩。
2.根据权利要求1所述的车辆,其中所述命令所述第一致动器和所述第二致动器产生所述整形的车轮扭矩还包括命令所述第二致动器的扭矩等于在所述上一时间步被命令到所述第二致动器的先前扭矩和所述当前时间步的所述第二致动器的估计的扭矩中的最小值。
3.根据权利要求2所述的车辆,其中所述命令所述第一致动器和所述第二致动器产生所述整形的车轮扭矩还包括命令所述第一致动器的扭矩等于在所述上一时间步被命令到所述第一致动器的先前扭矩和所述当前时间步的所述第一致动器的估计的扭矩中的最小值。
4.根据权利要求1所述的车辆,其中所述动力传动系统还包括第三致动器,所述第三致动器在所述变速器的上游并且被配置成为从动轮提供动力。
5.根据权利要求1所述的车辆,其中所述命令所述第一致动器和所述第二致动器产生所述整形的车轮扭矩还包括响应于激活牵引控制而命令所述第二致动器的当前扭矩等于在所述上一时间步被命令到所述第二致动器的先前扭矩。
6.根据权利要求1所述的车辆,其中所述第一致动器是发动机,并且所述第二致动器是电机。
7.根据权利要求6所述的车辆,其中所述变速器包括多个齿轮比。
8.一种在车辆中整形车轮扭矩的方法,所述车辆具有变速器、在所述变速器上游的第一致动器和在所述变速器下游的第二致动器,所述方法包括:
接收一系列驾驶员要求的车轮扭矩命令;
基于所述驾驶员要求的车轮扭矩命令来计算一系列整形的车轮扭矩命令;
响应于所述驾驶员要求的车轮扭矩命令从上一时间步的大于估计的车轮扭矩的第一量值变化到当前时间步的小于所述估计的车轮扭矩的第二量值,将所述整形的车轮扭矩减小到所述上一时间步的所述整形的车轮扭矩的量值和所述当前时间步的估计的车轮扭矩中的最小值;以及
命令所述第一致动器和所述第二致动器产生所述减小的整形的车轮扭矩。
9.根据权利要求8所述的方法,其中所述命令所述第一致动器和所述第二致动器产生所述减小的整形的车轮扭矩还包括向所述第一致动器命令第一扭矩并且向所述第二致动器命令第二扭矩。
10.根据权利要求9所述的方法,其中被命令到所述第一致动器的所述第一扭矩等于在所述上一时间步被命令到所述第一致动器的先前扭矩和所述当前时间步的所述第一致动器的估计的扭矩中的最小者。
11.根据权利要求10所述的方法,其中被命令到所述第二致动器的所述第二扭矩等于在所述上一时间步被命令到所述第二致动器的先前扭矩和所述当前时间步的所述第二致动器的估计的扭矩中的最小者。
12.根据权利要求9所述的方法,其中被命令到所述第二致动器的所述第二扭矩等于在所述上一时间步被命令到所述第二致动器的先前扭矩和所述当前时间步的所述第二致动器的估计的扭矩中的最小者。
13.根据权利要求8所述的方法,其中所述命令所述第一致动器和所述第二致动器产生所述减小的整形的车轮扭矩还包括响应于激活牵引控制而命令所述第二致动器的扭矩等于在所述上一时间步被命令到所述第二致动器的先前扭矩。
14.根据权利要求8所述的方法,其中所述车辆还包括在所述变速器上游的第三致动器。
15.一种车辆,其包括:
包括第一车轮的第一车桥;
包括第二车轮的第二车桥;
第一致动器,所述第一致动器被配置成为所述第一车桥提供动力;
动力传动系统,所述动力传动系统被配置成为所述第二车桥提供动力,所述动力传动系统包括变速器和在所述变速器上游的第二致动器;以及
控制器,所述控制器被编程为:
接收用于所述第一车轮和所述第二车轮的驾驶员要求的车轮扭矩命令;
基于所述驾驶员要求的车轮扭矩命令来计算整形的车轮扭矩命令;以及
响应于所述驾驶员要求的车轮扭矩命令从上一时间步的大于所述第一车轮和所述第二车轮的估计的车轮扭矩的第一量值变化到当前时间步的小于所述估计的车轮扭矩的第二量值,
将所述整形的车轮扭矩设定为所述上一时间步的所述整形的车轮扭矩的量值和所述当前时间步的估计的车轮扭矩中的最小值;以及
命令所述第一致动器和所述第二致动器产生所述设定的整形的车轮扭矩。
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