專利名稱：用于混合動(dòng)力車輛和電動(dòng)車的閉環(huán)速度和扭矩阻尼控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在車輛中實(shí)現(xiàn)與傳動(dòng)系統(tǒng)(driveline)振蕩的閉環(huán)阻尼協(xié)同的閉環(huán)電動(dòng)機(jī)速度控制的方法和控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
油電混合動(dòng)力車輛(hybrid electric vehicle =HEV)選擇性利用內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和一個(gè)或多個(gè)高壓牽引電動(dòng)機(jī)作為替代或并存的動(dòng)力源，以使燃料效率優(yōu)化。也就是說，具有完全混合動(dòng)力系統(tǒng)(hybrid powertrain)的HEV可至少在某些時(shí)候(通常剛好在啟動(dòng)HEV時(shí)以及當(dāng)在低于閾值車輛速度之下運(yùn)行時(shí))經(jīng)由牽引電動(dòng)機(jī)(一個(gè)或多個(gè))進(jìn)行電驅(qū)動(dòng)。一個(gè)或多個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)可根據(jù)需要交替地從能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)獲得電力和將電力傳輸?shù)侥芰績(jī)?chǔ)存系統(tǒng)。一旦啟動(dòng)車輛或當(dāng)在閾值速度之上工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)可使用多個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)中的一個(gè)或輔助起動(dòng)電動(dòng)機(jī)重新起動(dòng)，然后與傳動(dòng)輸入構(gòu)件快速接合。各種混合動(dòng)力系統(tǒng)操控原動(dòng)機(jī)(prime mover)(即牽引電動(dòng)機(jī)(一個(gè)或多個(gè))和內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī))的扭矩輸出。在這些車輛中傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)可劇烈地變化。典型地，傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)可通過消除在用當(dāng)前齒輪比(傳動(dòng)比gear ratio)決定的特定頻率或頻率范圍的扭矩振蕩得以最小化。扭矩消除典型地包括讓傳動(dòng)系統(tǒng)輸入經(jīng)過信號(hào)調(diào)節(jié)過濾器，這可使整個(gè)系統(tǒng)的響應(yīng)變慢。發(fā)動(dòng)機(jī)的速度可用作單個(gè)反饋?zhàn)兞?，以命令單個(gè)的控制信號(hào)，例如發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。然而，單個(gè)的可變反饋/控制方案可能會(huì)在具有多個(gè)原動(dòng)機(jī)的車輛中提供不充分的振動(dòng)阻尼。解決HEV中或替代地在電瓶車中傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)的另一方法，包括使用主動(dòng) (active)傳動(dòng)系統(tǒng)阻尼。在該方法中，確定期望的動(dòng)力系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)阻尼扭矩被計(jì)算并以隨著傳動(dòng)裝置(transmission:變速箱)模式而變化的方式增加到被控制的電動(dòng)機(jī)扭矩。阻尼和速度控制典型地相對(duì)于彼此“脫節(jié)”，即阻尼和速度控制要求的增益被單獨(dú)地校準(zhǔn)和應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
在本文中公開了一種用于使用集成閉環(huán)方法控制車輛的速度和阻尼緩沖 (damping)的方法。阻尼控制和速度控制具有不同的目的。如在本文中使用的，阻尼控制目的是在順數(shù)傳動(dòng)系統(tǒng)振蕩抵達(dá)車輛的驅(qū)動(dòng)輪之前減小瞬間傳動(dòng)系統(tǒng)振蕩。速度控制目的是將特定的旋轉(zhuǎn)部分保持在目標(biāo)速度，例如發(fā)動(dòng)機(jī)的空轉(zhuǎn)在700RPM或通過換檔事件跟蹤特定離合器中的期望打滑。在復(fù)雜水平增加的某些現(xiàn)代傳動(dòng)裝置中，脫節(jié)的阻尼控制和速度控制方法會(huì)在檔位狀態(tài)改變期間在所施加的電動(dòng)機(jī)扭矩中產(chǎn)生不連續(xù)性。該方法因此將速度控制和阻尼控制的要素相耦合或結(jié)合到同一部件中。本方法使用比例積分(PI)控制，即與受控制的部分的積分器并行的比例增益。該比例增益提供了相對(duì)快速的錯(cuò)誤響應(yīng)，同時(shí)積分器將系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)到零穩(wěn)態(tài)誤差，如這些術(shù)語是領(lǐng)域內(nèi)所理解的。該方法通過在用于第一和第二牽引電動(dòng)機(jī)的積分器之前應(yīng)用積分增益(integral gain)，從而使得在具有PI控制器的車輛中由于開關(guān)增益而引起的傳動(dòng)系統(tǒng)干擾最小化。也就是說，阻尼扭矩(damping torque)為速度控制提供了比例增益，同時(shí)受控部分的積分器接收單獨(dú)的指令。阻尼和速度控制扭矩被一起設(shè)計(jì)，以使阻尼扭矩不會(huì)與分離的速度控制PI有沖突，例如當(dāng)阻尼扭矩在一個(gè)方向上而速度控制扭矩在另一方向上時(shí)。特別地，提供一種用于在具有控制器和由至少一個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力的傳動(dòng)裝置的車輛中使傳動(dòng)系統(tǒng)干擾最小化的方法。該方法包括檢測(cè)傳動(dòng)裝置的檔位狀態(tài)的改變， 以及經(jīng)由控制器以閉環(huán)的方式將阻尼控制扭矩與電動(dòng)機(jī)速度控制扭矩自動(dòng)結(jié)合，以防止在檔位狀態(tài)改變的過程中來自于至少一個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)的所施加電動(dòng)機(jī)扭矩中有可覺察到的不連續(xù)性。該方法可包括使用來自于阻尼控制扭矩的比例增益值計(jì)算電動(dòng)機(jī)速度控制扭矩。 自動(dòng)將阻尼扭矩控制與電動(dòng)機(jī)速度控制扭矩結(jié)合可包括計(jì)算至少一個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度的誤差值，然后利用該計(jì)算的誤差值確定所需阻尼扭矩，用于提供阻尼控制扭矩。當(dāng)使用兩個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)時(shí)，該方法可包括在確定所需阻尼扭矩之前將其中一個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)的計(jì)算的誤差值乘以另一牽引電動(dòng)機(jī)的增益值。該方法可進(jìn)一步地包括接收一組期望的目標(biāo)，包括實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩、車軸的期望車軸扭矩、車輛驅(qū)動(dòng)輪的車輪速度、傳動(dòng)裝置的期望輸入速度以及離合器的期望離合器速度中的至少一個(gè)。然后為牽引電動(dòng)機(jī)(一個(gè)或多個(gè))計(jì)算期望的工作狀態(tài)，以及控制器為每個(gè)期望運(yùn)行狀態(tài)輸出一組參考信號(hào)。參考信號(hào)可包括對(duì)車軸扭矩、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)裝置輸出速度發(fā)動(dòng)機(jī)速度、以及來自輸入離合器的阻尼器扭矩中的一個(gè)或多個(gè)的校準(zhǔn)參考值。該方法還可包括使用控制器的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速扭矩(MST)控制塊來計(jì)算至少一個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)的速度控制扭矩信號(hào)，以及使用控制器的電動(dòng)機(jī)阻尼扭矩(MDT)控制塊來計(jì)算至少一個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)阻尼扭矩信號(hào)。速度控制扭矩信號(hào)和電動(dòng)機(jī)阻尼扭矩信號(hào)然后被結(jié)合，以產(chǎn)生至少一個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)的總電動(dòng)機(jī)控制扭矩?？傠妱?dòng)機(jī)控制扭矩可通過車輛傳動(dòng)系統(tǒng)模型進(jìn)行處理，以產(chǎn)生用于輸入離合器的估算阻尼器扭矩、用于車軸的估算車軸扭矩以及用于驅(qū)動(dòng)輪的估算車輪轉(zhuǎn)速。該方法然后可包括將估算阻尼器扭矩、估算車軸扭矩以及估算車輪速度反饋到MDT控制塊，作為MDT控制塊的輸入量。如在本文中闡述的車輛包括至少一個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)、由該牽引電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力的傳動(dòng)裝置以及控制器，該控制器被配置成執(zhí)行上述方法，以及由此自動(dòng)將阻尼扭矩控制指令與比例積分(PI)電動(dòng)機(jī)速度控制指令的比例(P)部分相結(jié)合。在各個(gè)實(shí)施例中，積分增益可在牽引電動(dòng)機(jī)(一個(gè)或多個(gè))的積分器之前被應(yīng)用，以防止例如在傳動(dòng)裝置的檔位狀態(tài)改變的過程中由于施加的電動(dòng)機(jī)扭矩中的開關(guān)增益(switching gain)而引起的不連續(xù)性。 換句話說，積分增益可將前端增益(pre-gain)施加到牽引電動(dòng)機(jī)的積分器，其有助于消除在檔位狀態(tài)改變的過程中由增益改變引起的干擾。在下文結(jié)合附圖進(jìn)行的對(duì)實(shí)施本發(fā)明的較佳模式做出的詳盡描述中能容易地理解上述的本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)以及其他的特征和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是如本文中闡述具有閉環(huán)速度控制器的車輛的示意圖；圖2是可由圖1所示的車輛的控制器執(zhí)行的控制邏輯的方塊圖；以及
圖3是描述圖2所示的控制邏輯的增益放大方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式參照附圖，其中相同的附圖標(biāo)記在整個(gè)的幾幅圖中對(duì)應(yīng)于相同或相似的部件，車輛10在圖1表示為具有傳動(dòng)裝置18。傳動(dòng)裝置18從多個(gè)車載扭矩產(chǎn)生裝置接收輸入扭矩。扭矩產(chǎn)生裝置可包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)16和/或一個(gè)或兩個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)12，14，牽引電動(dòng)機(jī)的實(shí)際數(shù)量取決于車輛設(shè)計(jì)。這樣一種設(shè)計(jì)可以是如一個(gè)實(shí)施例所示的并聯(lián)混合的、串聯(lián)混合的或另一設(shè)計(jì)。具有控制邏輯100的電動(dòng)機(jī)控制器22提供與對(duì)來自牽弓I電動(dòng)機(jī)(一個(gè)或多個(gè))12、14的傳動(dòng)系統(tǒng)阻尼扭矩的閉合控制協(xié)同閉環(huán)電動(dòng)機(jī)速度控制，如下面參照?qǐng)D2 和3更詳細(xì)闡述的。使用如圖2所示的控制邏輯100，控制器22自動(dòng)地以閉環(huán)來結(jié)合阻尼扭矩控制和電動(dòng)機(jī)速度控制，以防止在傳動(dòng)裝置18的檔位狀態(tài)改變的過程中所應(yīng)用的電動(dòng)機(jī)扭矩中發(fā)生可覺察到的不連續(xù)性。因此本發(fā)明的方法闡明了對(duì)用于傳動(dòng)系統(tǒng)阻尼扭矩和電動(dòng)機(jī)速度控制的增益值分開校準(zhǔn)的某些現(xiàn)有控制設(shè)計(jì)中的缺點(diǎn)，并且避免了兩種不同指令之間的潛在沖突。也就是說，在現(xiàn)有系統(tǒng)中提供比例積分(PI)控制，使用受控制的速度直接確定PI 控制值。這些系統(tǒng)典型地將到傳動(dòng)裝置的輸入速度和各個(gè)離合器打滑(clutch slip)速度作為計(jì)算所需的控制扭矩的反饋?zhàn)兞?。本方法替代地?jì)算各個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)的速度中的誤差，并且利用這些計(jì)算的誤差值來確定所需的控制扭矩。在現(xiàn)有系統(tǒng)中，受到控制的每一電動(dòng)機(jī)速度典型地在PI控制方案中具有其自己的積分器，在此積分器的輸入被賦予期望的速度剖面(speed profile)或目標(biāo)速度，減去測(cè)量或推導(dǎo)的速度。誤差被積分并乘以增益，該增益將給定積分器輸出量映射到不同驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)扭矩。該控制方法可導(dǎo)致當(dāng)沒有任何期望時(shí)提供輸出扭矩，以及在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)中的速度誤差。積分器后增益(post-gain)也會(huì)由于檔位狀態(tài)改變而加重任何的不連續(xù)性。對(duì)比之下，本控制器22及其控制邏輯100提供了間接的控制方法，該方法將電動(dòng)機(jī)速度和阻尼扭矩結(jié)合到積分控制方法中。仍參照?qǐng)D1，傳動(dòng)裝置18包括輸入構(gòu)件21和輸出構(gòu)件33。在傳動(dòng)裝置18內(nèi)，一個(gè)或多個(gè)行星齒輪組30和離合器32被用來以取決于目前受到控制的檔位狀態(tài)或運(yùn)行模式的方式將扭矩傳遞到輸出構(gòu)件33。在一個(gè)可行的實(shí)施例中，離合器32可以是液壓促動(dòng)的裝置。傳動(dòng)裝置18可包括盡可能多的提供期望輸出速度范圍所需的行星齒輪組30和離合器 32，例如在一個(gè)實(shí)施例中，三個(gè)或更多行星齒輪組30和四個(gè)或更多離合器32。根據(jù)兩種可行的配置，圖1的車輛10可以是混合動(dòng)力車輛(HEV)或電瓶車(BEV)。 再者，HEV可以是并聯(lián)或串聯(lián)的混合動(dòng)力設(shè)計(jì)。發(fā)動(dòng)機(jī)16可經(jīng)由輸入離合器11選擇性地連接到傳動(dòng)裝置18。輸入離合器11因此允許在某些驅(qū)動(dòng)模式下發(fā)動(dòng)機(jī)16的曲軸13與傳動(dòng)裝置18的輸入構(gòu)件21選擇性接合，并且可包括瞬間扭矩阻尼結(jié)構(gòu)，例如阻尼機(jī)構(gòu)和彈簧， 它們對(duì)兩種發(fā)動(dòng)機(jī)連接的任何脈沖進(jìn)行阻尼緩沖，特別是在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)/停止事件的過程中。在HEV或BEV配置中，牽引電動(dòng)機(jī)12可經(jīng)由電動(dòng)機(jī)軸120提供足以推進(jìn)車輛10的水平的電動(dòng)機(jī)扭矩。在某些傳動(dòng)裝置實(shí)施例中牽引電動(dòng)機(jī)14可根據(jù)車輛配置與牽引電動(dòng)機(jī) 12協(xié)同使用，電動(dòng)機(jī)14的電動(dòng)機(jī)軸140被直接連接到車輛10的傳動(dòng)系統(tǒng)。
牽引電動(dòng)機(jī)12和14每個(gè)都被配置為多相永磁體/AC感應(yīng)式電機(jī)，它們可分別額定用于大約60VAC或大約300VAC或更大，這取決于車輛的設(shè)計(jì)。電動(dòng)機(jī)12、14經(jīng)由高電壓 DC匯流線26、牽引功率逆變器模塊(traction power inverter module :TPIM) 20、以及高電壓AC匯流線觀而電連接到能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)(energy storage system :ESS) 24。ESSM是電池或其他可充電的能量?jī)?chǔ)存裝置，當(dāng)電動(dòng)機(jī)例如通過在再生制動(dòng)事件過程中獲得能量而有效運(yùn)行為發(fā)電動(dòng)機(jī)時(shí)所述能量?jī)?chǔ)存裝置可使用來自于電動(dòng)機(jī)12、14中的任一個(gè)或兩個(gè)的電動(dòng)機(jī)扭矩進(jìn)行選擇性地再次充電。來自于電動(dòng)機(jī)12、14中的任一個(gè)或兩個(gè)的電動(dòng)機(jī)扭矩被傳遞到它們各自的電動(dòng)機(jī)軸120和140，每個(gè)電動(dòng)機(jī)軸被連接到傳動(dòng)裝置18的一個(gè)或多個(gè)行星齒輪組30的各個(gè)構(gòu)件。多個(gè)制動(dòng)和/或旋轉(zhuǎn)離合器32也設(shè)置在傳動(dòng)裝置18內(nèi)，以選擇性地將扭矩從電動(dòng)機(jī) 12和/或14和/或從發(fā)動(dòng)機(jī)16的曲軸13傳遞到傳動(dòng)裝置的輸出構(gòu)件33。傳動(dòng)裝置18 的輸出構(gòu)件33最終通過軸36和最終齒輪組35連接到車輛10的驅(qū)動(dòng)輪34。車輛10包括TPIM20，其是功率逆變器和控制裝置，其被配置成從控制器22接收電動(dòng)機(jī)控制指令41?？刂破?2可電連接到每個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)12和14，并且適合于從在整個(gè)車輛10上根據(jù)需要定位的各個(gè)速度傳感器43 (例如軸36、電動(dòng)機(jī)軸120和140、輸入構(gòu)件 21等上的)接收未處理的速度數(shù)據(jù)40?？刂破?2控制電動(dòng)機(jī)速度、運(yùn)行模式以及往返流動(dòng)于車輛10上的電動(dòng)機(jī)(一個(gè)或多個(gè))和其他電氣裝置的電力?？刂破?2使用控制邏輯100以自動(dòng)控制從牽引電動(dòng)機(jī)12和14經(jīng)過傳動(dòng)裝置18 到達(dá)車軸36的扭矩輸出?？刂七壿?00自動(dòng)結(jié)合電動(dòng)機(jī)12、14的阻尼扭矩和速度控制。這有助于防止在傳動(dòng)裝置18的檔位狀態(tài)改變過程中在所應(yīng)用的扭矩中可覺察的不連續(xù)性。 因此，速度控制與阻尼控制結(jié)合作為集成系統(tǒng)的一部分，以及以閉環(huán)的方式，從使用來自用于輸入速度和離合器速度的速度積分器的誤差值到使用來自用于電機(jī)12和14的速度積分器的誤差值，可以發(fā)生根本的變化。這消除了在將參照?qǐng)D2和3描述的方法中的電動(dòng)機(jī)速度的穩(wěn)態(tài)誤差。參照?qǐng)D2，控制邏輯100包括各個(gè)邏輯塊50、54、56和58。期望的動(dòng)態(tài)塊50接收一組期望的目標(biāo)(箭頭42)，例如實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩、期望的車軸扭矩、車輪速度以及到傳動(dòng)裝置18的期望的輸入速度和離合器速度。這些值可基于操作者的輸入量(例如施加到加速器踏板的力)、傳動(dòng)齒輪選擇器的位置、車輛制動(dòng)系統(tǒng)的狀態(tài)、速度控制設(shè)置和/或其他合適的操作者輸入量進(jìn)行確定。期望的動(dòng)態(tài)塊50的輸入被用來根據(jù)各個(gè)工作狀態(tài)的參考參數(shù)或信號(hào)44確定用在車輛10上使用的每個(gè)扭矩產(chǎn)生裝置的期望運(yùn)行狀態(tài)。期望的動(dòng)態(tài)塊50確定參考信號(hào)(箭頭44)并經(jīng)過測(cè)量的速度(箭頭46)。參考信號(hào)(箭頭44)可包括阻尼器扭矩(即來自于輸入離合器11)、車軸扭矩、牽引電動(dòng)機(jī)12和 14的速度、傳動(dòng)裝置輸出速度以及發(fā)動(dòng)機(jī)速度每一個(gè)的校準(zhǔn)的參考值。測(cè)量的速度(箭頭 46)可包括電動(dòng)機(jī)12和14 二者的速度。參考信號(hào)(箭頭44)和測(cè)量速度(箭頭46)被饋送到電動(dòng)機(jī)速度扭矩(motor speed torque :MST)控制塊M和電動(dòng)機(jī)阻尼扭矩(motor damping torque :MDT)控制塊 56。對(duì)于MST控制塊M來說，該塊計(jì)算用于各個(gè)電動(dòng)機(jī)12和14的速度控制扭矩信號(hào)65、 165。這些值被饋送到不同的求和節(jié)點(diǎn)75和76，如所示。同時(shí)，MDT控制塊56單獨(dú)地計(jì)算各個(gè)電動(dòng)機(jī)12和14的阻尼扭矩信號(hào)60，160。速度控制扭矩信號(hào)65抵達(dá)和阻尼扭矩信號(hào)160相同的求和節(jié)點(diǎn)，即節(jié)點(diǎn)75，以使用于電動(dòng)機(jī)12的速度控制的扭矩信號(hào)與用于對(duì)電動(dòng)機(jī)14的扭矩進(jìn)行阻尼緩沖的扭矩信號(hào)結(jié)合。同樣地，速度控制扭矩信號(hào)165抵達(dá)和阻尼扭矩信號(hào)60相同的求和節(jié)點(diǎn)，即節(jié)點(diǎn)76，以使電動(dòng)機(jī)14的速度控制的扭矩信號(hào)與用于對(duì)電動(dòng)機(jī)12的扭矩進(jìn)行阻尼緩沖的扭矩信號(hào)結(jié)合。在虛線框95中，開環(huán)扭矩指令70和170還被輸入到各個(gè)求和節(jié)點(diǎn)75和76。節(jié)點(diǎn)75和76的輸出是電動(dòng)機(jī)12的總電動(dòng)機(jī)控制扭矩80和電動(dòng)機(jī)14的總電動(dòng)機(jī)控制扭矩 180。這些扭矩值被饋送到傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型模塊58。扭矩值80和180然后被控制器22 使用，按需要與其他傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力控制操作協(xié)同，用來沿著車輛10的傳動(dòng)系統(tǒng)控制和管理的振動(dòng)。還將一組系統(tǒng)扭矩輸入到傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型模塊58，該一組系統(tǒng)扭矩例如是發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩、離合器扭矩、制動(dòng)扭矩、附加載荷、道路載荷等。傳動(dòng)系統(tǒng)模型塊58具有可由施加在傳動(dòng)系統(tǒng)上的各個(gè)動(dòng)態(tài)力以及傳動(dòng)系統(tǒng)的已知的各個(gè)特征(例如質(zhì)量和慣性力)確定的不同輸出?？刂破?2因此計(jì)算或以其他方式確定各個(gè)需要的反饋參數(shù)，包括來自于輸入離合器11(參見圖1)的估算的阻尼器扭矩90、 估算的車軸扭矩92、以及例如用于車輪34、牽引電動(dòng)機(jī)12和14、傳動(dòng)裝置輸出構(gòu)件33以及發(fā)動(dòng)機(jī)16的估算的或測(cè)量的數(shù)據(jù)40。這些進(jìn)出于塊58的值可經(jīng)過任何所需的模擬到數(shù)字或數(shù)字到模擬的轉(zhuǎn)換、過濾、校準(zhǔn)以及其他所需的操作，以獲得表征信號(hào)。估算的阻尼器扭矩90、估算的車軸扭矩92以及估算或測(cè)量的速度數(shù)據(jù)40被反饋到MDT控制模塊56，作為到該模塊的額外輸入，以及估算的或測(cè)量的速度信號(hào)40還被反饋到期望的動(dòng)態(tài)模塊50。在一個(gè)實(shí)施例中，第一矩陣可由控制22形成，包括一維的矩陣或包括參考信號(hào)44 的子集的矢量。第二矩陣可使用估算的阻尼器扭矩90、估算的車軸扭矩92以及估算的或測(cè)量的速度40來形成。第二矩陣然后可乘以增益因子矩陣，以計(jì)算反饋矩陣。對(duì)于每個(gè)傳動(dòng)裝置運(yùn)行模式，可確定單獨(dú)的增益因子矩陣。這些增益因子矩陣可離線確定并被存儲(chǔ)為用于應(yīng)用的校準(zhǔn)值，如下所述。第一矩陣可輸入到MDT控制塊56，以將參考信號(hào)44傳送到MDT控制模塊。同樣地，反饋矩陣可將反饋的估算阻尼器扭矩90、估算的車軸扭矩92以及估算的或測(cè)量的速度40傳送到MDT控制塊56。MDT控制模塊56然后可例如使用矩陣代數(shù)同時(shí)求解多個(gè)方程。解出的方程可用來基于包含在第一矩陣和反饋矩陣中的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)確定要從牽引電動(dòng)機(jī)12和14命令給出的扭矩。參考圖3，流程圖通常解釋圖2所示和以上所述的控制邏輯100的增益計(jì)算和相乘計(jì)算的方面?？刂破?2分別在步驟102和106處計(jì)算牽引電動(dòng)機(jī)12和14的速度誤差。 這可在圖2的誤差計(jì)算塊M處進(jìn)行。來自于步驟102和106的速度誤差然后被饋送到各個(gè)乘法器節(jié)點(diǎn)110和112。在步驟104處，控制器22計(jì)算牽引電動(dòng)機(jī)14的增益，需要該增益用于控制牽引電動(dòng)機(jī)12。該增益值然后被饋送到節(jié)點(diǎn)110，在此其與來自步驟102的誤差值相乘。節(jié)點(diǎn)110 的輸出被饋送到節(jié)點(diǎn)114。步驟108計(jì)算牽引電動(dòng)機(jī)12的需要的增益值，用于控制牽引電動(dòng)機(jī)14。該增益值饋送到節(jié)點(diǎn)112，在此其與來自于步驟106的電動(dòng)機(jī)速度誤差值相乘。節(jié)點(diǎn)112的輸出被饋送到節(jié)點(diǎn)114。在節(jié)點(diǎn)116處，來自于節(jié)點(diǎn)110和112的輸出值被加在一起，所得到的值可在步驟116處用來計(jì)算牽引電動(dòng)機(jī)12需要的電動(dòng)機(jī)扭矩。相似的處理可用來計(jì)算牽引電動(dòng)機(jī)14需要的電動(dòng)機(jī)扭矩。
如圖3所示，這些增益值被相乘，以使計(jì)算的控制扭矩和電動(dòng)機(jī)速度被完全積分。 這避免了如上其他地方所述的控制扭矩中的不連續(xù)性。牽引電動(dòng)機(jī)12和14的電動(dòng)機(jī)速度誤差被用來計(jì)算電動(dòng)機(jī)控制扭矩，而不是使用例如傳動(dòng)裝置輸入速度和/或離合器打滑速度。從而改進(jìn)了車輪的驅(qū)動(dòng)質(zhì)量，其中將電動(dòng)機(jī)速度誤差驅(qū)使到零，因此使傳動(dòng)裝置18的換檔或狀態(tài)改變優(yōu)化。盡管已經(jīng)對(duì)執(zhí)行本發(fā)明的較佳模式進(jìn)行了詳盡的描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可得知在所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)的用來實(shí)施本發(fā)明的許多替換設(shè)計(jì)和實(shí)施例。該申請(qǐng)要求2010年9月7日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)枮?1/380，352的權(quán)利， 其以參考的方式被整體并入于此。
權(quán)利要求
1.一種車輛，包括牽引電動(dòng)機(jī)；由該牽引電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力的傳動(dòng)裝置；以及控制器，該控制器被配置成自動(dòng)將阻尼扭矩控制指令和電動(dòng)機(jī)速度控制指令結(jié)合，由此防止在所述傳動(dòng)裝置的檔位狀態(tài)改變的過程中來自于所述牽引電動(dòng)機(jī)的所施加的電動(dòng)機(jī)扭矩有不連續(xù)性。
2.如權(quán)利要求1所述的車輛，其中，所述牽引電動(dòng)機(jī)包括第一和第二牽引電動(dòng)機(jī)，且其中，所述控制器自動(dòng)將阻尼扭矩控制指令與所述第一和第二牽引電動(dòng)機(jī)每一個(gè)的電動(dòng)機(jī)速度控制指令結(jié)合。
3.如權(quán)利要求1所述的車輛，其中，所述阻尼控制扭矩為所述電動(dòng)機(jī)速度控制扭矩提供比例增益。
4.如權(quán)利要求1所述的車輛，其中，所述控制器被配置為，通過計(jì)算所述牽引電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度中的誤差值然后使用該計(jì)算的誤差值來確定用于提供所述阻尼控制扭矩所需的阻尼扭矩，以將所述阻尼扭矩控制與所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制部分地自動(dòng)結(jié)合。
5.如權(quán)利要求4所述的車輛，其中，所述牽引電動(dòng)機(jī)包括第一和第二牽引電動(dòng)機(jī)，以及其中所述控制器被配置為在確定所需的阻尼扭矩之前將所述第一牽引電動(dòng)機(jī)的計(jì)算的誤差值乘以所述第二牽引電動(dòng)機(jī)的增益值。
6.如權(quán)利要求5所述的車輛，還包括發(fā)動(dòng)機(jī)、車軸、驅(qū)動(dòng)輪以及所述傳動(dòng)裝置的離合器，其中所述控制器被配置為接收一組希望的目標(biāo)，包括以下中的至少一個(gè)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩、所述車軸的期望車軸扭矩、所述驅(qū)動(dòng)輪的車輪速度、所述傳動(dòng)裝置的期望輸入速度以及所述離合器的期望離合器速度；計(jì)算所述牽引電動(dòng)機(jī)每一個(gè)的期望運(yùn)行狀態(tài)，以及經(jīng)由所述控制器輸出所述期望運(yùn)行狀態(tài)的一組參考信號(hào)。
7.如權(quán)利要求6所述的車輛，還包括在所述發(fā)動(dòng)機(jī)和所述傳動(dòng)裝置之間的輸入離合器，其中所述參考信號(hào)包括來自于所述輸入離合器的阻尼器扭矩的校準(zhǔn)的參考值。
8.如權(quán)利要求1所述的車輛，其中，所述控制器被配置為使用電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速扭矩(MST)控制塊來計(jì)算所述電動(dòng)機(jī)每一個(gè)的速度控制扭矩信號(hào)；使用電動(dòng)機(jī)阻尼扭矩(MDT)控制塊來計(jì)算所述電動(dòng)機(jī)每一個(gè)的電動(dòng)機(jī)阻尼扭矩信號(hào)；以及將所述速度控制扭矩信號(hào)和所述電動(dòng)機(jī)阻尼扭矩信號(hào)結(jié)合，以產(chǎn)生用于所述電動(dòng)機(jī)每一個(gè)的總電動(dòng)機(jī)控制扭矩。
9.如權(quán)利要求8所述的車輛，其中，所述控制器被配置為通過車輛傳動(dòng)系統(tǒng)模型處理用于電動(dòng)機(jī)的總電動(dòng)機(jī)控制扭矩，由此產(chǎn)生用于所述車輛的輸入離合器的估算阻尼器扭矩、用于所述車輛的車軸的估算車軸扭矩以及用于所述車輛的驅(qū)動(dòng)輪的估算車輪速度；以及將所述估算阻尼器扭矩、所述估算車軸扭矩以及所述估算車輪速度反饋到所述MDT控制塊作為該MDT控制塊的輸入。
10.一種用于使車輛中的傳動(dòng)系統(tǒng)干擾最小化的方法，該車輛具有控制器及由第一和第二牽引電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力的傳動(dòng)裝置，該方法包括 檢測(cè)所述傳動(dòng)裝置的檔位狀態(tài)的改變；以及經(jīng)由所述控制器以閉環(huán)的方式自動(dòng)地將阻尼控制扭矩與所述第一和第二牽引電動(dòng)機(jī)每一個(gè)的電動(dòng)機(jī)速度控制扭矩自動(dòng)結(jié)合，以防止在檔位狀態(tài)改變的過程中來自于所述第一和第二牽引電動(dòng)機(jī)的所施加的電動(dòng)機(jī)扭矩中有可覺察到的不連續(xù)性；其中，自動(dòng)結(jié)合阻尼控制扭矩包括計(jì)算至少一個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度的誤差值，然后使用該計(jì)算的誤差值來確定用于提供所述阻尼控制扭矩所需的阻尼扭矩。
全文摘要
一種用于使車輛中的傳動(dòng)系統(tǒng)干擾最小化的方法，包括使用控制器以閉環(huán)方式將阻尼扭矩控制指令與電動(dòng)機(jī)速度控制指令自動(dòng)結(jié)合，以防止在檔位狀態(tài)改變的過程中在所施加的電動(dòng)機(jī)扭矩中有可覺察到的不連續(xù)性。該方法可包括計(jì)算一個(gè)或兩個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度的誤差值，然后使用該計(jì)算的誤差值以確定所需的阻尼扭矩。所述控制器可在確定所需的阻尼扭矩之前將一個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)的誤差值乘以另一牽引電動(dòng)機(jī)的增益值。車輛包括第一和第二牽引電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置以及控制器。傳動(dòng)裝置由牽引電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，以及控制器將阻尼扭矩控制指令和電動(dòng)機(jī)速度控制指令相結(jié)合，以防止如上所述的在應(yīng)用的電動(dòng)機(jī)扭矩中的不連續(xù)性。
文檔編號(hào)B60W10/06GK102398590SQ20111026334
公開日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月7日
發(fā)明者R.L.莫里斯 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司