限制發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩以保護(hù)車(chē)輛的分離離合器的方法和裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種限制發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩以保護(hù)車(chē)輛的分離離合器的方法和裝置。動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)包含發(fā)動(dòng)機(jī)、馬達(dá)、連接在發(fā)動(dòng)機(jī)和馬達(dá)之間的分離離合器以及變速器。變速器通過(guò)啟動(dòng)離合器連接至馬達(dá)并通過(guò)分離離合器選擇性地且間接地連接至發(fā)動(dòng)機(jī)?？刂破鹘邮瞻l(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出信號(hào)并將發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出減小至離合器容量極限值。還提供了一種控制混合動(dòng)力車(chē)輛的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法。
【專(zhuān)利說(shuō)明】限制發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩以保護(hù)車(chē)輛的分離離合器的方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及混合動(dòng)力車(chē)輛的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，該動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)具有組合或獨(dú)立提供扭矩以驅(qū)動(dòng)車(chē)輛的發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)(或馬達(dá)/發(fā)電機(jī))。
【背景技術(shù)】
[0002]通過(guò)限制至變速器的輸入扭矩的接口而保護(hù)用于具有內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的車(chē)輛的變速器。在一些混合動(dòng)力車(chē)輛中內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)(或馬達(dá)/發(fā)電機(jī))都可用于產(chǎn)生扭矩并且它們可通過(guò)分離離合器分離。通過(guò)啟動(dòng)離合器將內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)提供的扭矩的總和傳輸至變速器的輸入。啟動(dòng)離合器必須被定級(jí)(rate)以控制住來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的扭矩，包括慣性扭矩。
[0003]變速器接口可用于限制至變速器輸入的扭矩以保護(hù)連接扭矩產(chǎn)生器(例如內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī))和變速器的啟動(dòng)離合器。在具有不止一個(gè)扭矩源的混合動(dòng)力車(chē)輛的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中這些變速器接口不能分別限制發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩和電機(jī)扭矩。結(jié)果是，使用現(xiàn)有的變速器接口沒(méi)有保護(hù)分離離合器。為了彌補(bǔ)缺少的保護(hù)，可能需要系統(tǒng)控制器將總的輸入扭矩減小到駕駛員需求以下以防止分離離合器超過(guò)扭矩負(fù)荷。
[0004]本發(fā)明集中于涉及分離離合器過(guò)度扭矩的保護(hù)的上述問(wèn)題和其它問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]可通過(guò)建立包括可以集成進(jìn)混合動(dòng)力變速器的分離離合器的獨(dú)立子系統(tǒng)來(lái)處理上述問(wèn)題。建立將分離離合器的限制傳遞至車(chē)輛系統(tǒng)控制器的接口。在車(chē)輛運(yùn)轉(zhuǎn)期間車(chē)輛系統(tǒng)控制來(lái)限制發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩和/或電機(jī)扭矩。在限制發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的事件中，可通過(guò)添加電機(jī)扭矩來(lái)滿(mǎn)足駕駛員需求的扭矩。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)包含發(fā)動(dòng)機(jī)、馬達(dá)、連接在發(fā)動(dòng)機(jī)和馬達(dá)之間的分離離合器、以及變速器。變速器通過(guò)啟動(dòng)離合器連接至馬達(dá)并通過(guò)分離離合器選擇性地以及間接地連接至發(fā)動(dòng)機(jī)?？刂破鹘邮瞻l(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出信號(hào)并將發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出減小至離合器容量(clutch capacity)極限值。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，公開(kāi)了一種控制動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的方法，該動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)包括通過(guò)分離離合器分離的并提供扭矩至變速器的發(fā)動(dòng)機(jī)和馬達(dá)。在某種程度上，該方法包含將發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的扭矩減小至分離離合器容量極限。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種用于控制混合動(dòng)力車(chē)輛的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的系統(tǒng)。該動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)、連接至發(fā)動(dòng)機(jī)的馬達(dá)以及連接至馬達(dá)的變速器。分離離合器可操作地連接在發(fā)動(dòng)機(jī)和馬達(dá)之間并操作用于分離發(fā)動(dòng)機(jī)和馬達(dá)。發(fā)動(dòng)機(jī)和馬達(dá)選擇性地連接至變速器。控制器將發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的扭矩減小至分離離合器容量極限。
[0009]之前描述的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)、控制動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的方法以及用于控制動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的系統(tǒng)還可以包括額外的特征，其中控制器可以指令馬達(dá)增加來(lái)自馬達(dá)的扭矩輸出，以滿(mǎn)足駕駛員對(duì)扭矩的需求并補(bǔ)償發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出的減小。當(dāng)啟動(dòng)離合器打開(kāi)或滑動(dòng)時(shí)控制器可以減小馬達(dá)扭矩至負(fù)的分離離合器容量極限值。發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩信號(hào)對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的扭矩和發(fā)動(dòng)機(jī)慣性扭矩的總和。馬達(dá)扭矩信號(hào)是馬達(dá)產(chǎn)生的扭矩和馬達(dá)慣性扭矩的總和。發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩信號(hào)可以是發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的扭矩和發(fā)動(dòng)機(jī)慣性扭矩的總和?？刂破鲗l(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩信號(hào)與分離離合器容量極限值比較。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，控制器指令馬達(dá)增加來(lái)自馬達(dá)的扭矩輸出以滿(mǎn)足駕駛員對(duì)扭矩的需求并補(bǔ)償發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出的減小。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)啟動(dòng)離合器打開(kāi)或滑動(dòng)時(shí)控制器減小馬達(dá)扭矩至負(fù)分離離合器容量極限值。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩信號(hào)是發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的扭矩和發(fā)動(dòng)機(jī)慣性扭矩的總和，而馬達(dá)扭矩信號(hào)是馬達(dá)產(chǎn)生的扭矩和馬達(dá)慣性扭矩的總和。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩信號(hào)是發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的扭矩和發(fā)動(dòng)機(jī)慣性扭矩的總和，并且其中將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩信號(hào)與分離離合器容量極限值比較。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的扭矩包括發(fā)動(dòng)機(jī)慣性扭矩。
[0015]將會(huì)在【具體實(shí)施方式】中參考附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的上述方面和其它方面。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是混合動(dòng)力車(chē)輛動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的示意代表；
[0017]圖2是圖1中顯示的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化示意圖，其中啟動(dòng)離合器是接合的；
[0018]圖3是顯示控制器限制發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩至分離離合器容量的扭矩圖表；
[0019]圖4是顯示控制器限制發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩至分離離合器容量并指令馬達(dá)產(chǎn)生包括慣性扭矩的額外扭矩來(lái)滿(mǎn)足駕駛員需求的扭矩圖表；
[0020]圖5是圖1中顯示的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化圖，其中啟動(dòng)離合器打開(kāi)或滑動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩被限制至分離離合器容量而通過(guò)分離離合器負(fù)極限來(lái)限制電機(jī)扭矩；以及
[0021]圖6是顯示車(chē)輛系統(tǒng)控制限制發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩和電機(jī)扭矩的打開(kāi)/滑動(dòng)離合器的圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下文提供了本發(fā)明說(shuō)明的實(shí)施例的【具體實(shí)施方式】。公開(kāi)的實(shí)施例是本發(fā)明的示例，其可以多種替代形式實(shí)施。附圖無(wú)需按比例繪制；可放大或縮小一些特征以顯示特定部件的細(xì)節(jié)。本申請(qǐng)公開(kāi)的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不應(yīng)解釋為限定，而僅為教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員怎樣實(shí)施本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。
[0023]參考圖1，示意地說(shuō)明了用于混合動(dòng)力車(chē)輛的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)10。發(fā)動(dòng)機(jī)12和馬達(dá)14單獨(dú)或組合提供扭矩輸入至動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)10。變速器16接收來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)12和馬達(dá)14的扭矩。
[0024]在發(fā)動(dòng)機(jī)12和馬達(dá)14之間提供有分離離合器20。分離離合器20允許通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)12、通過(guò)馬達(dá)14或者通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)12和馬達(dá)14兩者提供扭矩。分離離合器20還允許發(fā)動(dòng)機(jī)20連接至馬達(dá)14用于充電。
[0025]在馬達(dá)14和變速器16之間提供有啟動(dòng)離合器22。啟動(dòng)離合器22在無(wú)論何時(shí)變速器16需要扭矩時(shí)接合而在車(chē)輛泊車(chē)或處于空檔時(shí)分離。[0026]車(chē)輛系統(tǒng)控制器24響應(yīng)于駕駛員需求扭矩而接收對(duì)應(yīng)于駕駛員需求扭矩的信號(hào)并控制發(fā)動(dòng)機(jī)12和馬達(dá)14產(chǎn)生扭矩。
[0027]電池26電連接至馬達(dá)14。電池26提供能量以驅(qū)動(dòng)馬達(dá)14。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)12正在運(yùn)轉(zhuǎn)且分離離合器20連接發(fā)動(dòng)機(jī)12和馬達(dá)14以運(yùn)轉(zhuǎn)馬達(dá)14作為發(fā)電機(jī)時(shí)，馬達(dá)14提供能量至電池用于存儲(chǔ)。
[0028]來(lái)自變速器16的扭矩提供至差速器28以驅(qū)動(dòng)車(chē)輪30。
[0029]參考圖2，顯示了簡(jiǎn)化的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)圖表，其中可以通過(guò)分離離合器20將發(fā)動(dòng)機(jī)12連接至馬達(dá)14。如圖2中說(shuō)明的分離離合器20是打開(kāi)的。通過(guò)圖2中顯示為閉合的啟動(dòng)離合器22將扭矩提供至變速器。
[0030]參考圖3，提供了車(chē)輛系統(tǒng)控制器24將提供的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩限制為分離離合器正極限的圖示代表。通過(guò)線32說(shuō)明限制的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。通過(guò)線34說(shuō)明請(qǐng)求的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。通過(guò)線36說(shuō)明馬達(dá)扭矩。通過(guò)線40表示零扭矩線。
[0031]線32最初增加直到達(dá)到分離離合器正極限線42。然而，因?yàn)槿缣摼€34指示的請(qǐng)求的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩超過(guò)分離離合器正極限線42，所以來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩被限制。馬達(dá)扭矩線36最初減小到零扭矩線40以下指示隨著發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的增加而以更高的速率充電電池。馬達(dá)扭矩36增加以補(bǔ)償相對(duì)于駕駛員需求扭矩的扭矩差額，直到發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩線32超過(guò)分離離合器正極限線42。馬達(dá)扭矩達(dá)到滿(mǎn)足需求的水平之后減小發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。
[0032]通過(guò)分離離合器20傳輸發(fā)動(dòng)機(jī)12產(chǎn)生的包括慣性扭矩的扭矩。馬達(dá)14可以產(chǎn)生包括滿(mǎn)足駕駛員需求所需的并且不被分離離合器容量限制的慣性扭矩的扭矩。車(chē)輛系統(tǒng)控制器24減小包括慣性扭矩的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩以保護(hù)分離離合器20。通過(guò)分離離合器容量限制包括慣性扭矩的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。對(duì)于特定檔位或特定檔位變換期間而言分離離合器容量可以不同。
[0033]參考圖4，如之前參考圖3描述的，顯示了動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)10的運(yùn)轉(zhuǎn)而馬達(dá)14添加扭矩以補(bǔ)償發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的限制。升高的馬達(dá)扭矩線46說(shuō)明馬達(dá)14用于補(bǔ)償而提供的扭矩，以通過(guò)將發(fā)動(dòng)機(jī)12提供的扭矩減小至分離離合器正極限水平42而保護(hù)分離離合器20。未升高的馬達(dá)扭矩線48代表如果沒(méi)有限制發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩來(lái)保護(hù)分離離合器20，那么通過(guò)馬達(dá)14將會(huì)正常提供的扭矩水平。結(jié)合極限線32的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩和升高的馬達(dá)扭矩線46的總和以提供需求的和傳輸?shù)呐ぞ鼐€50。
[0034]參考圖5，顯示了包括通過(guò)分離離合器20連接發(fā)動(dòng)機(jī)12至馬達(dá)14的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化圖表。可操作地連接在馬達(dá)14和變速器16之間的啟動(dòng)離合器22在圖5中是打開(kāi)的以代表打開(kāi)的或滑動(dòng)的啟動(dòng)離合器狀況。在空檔、泊車(chē)或緩慢行駛(creep)運(yùn)轉(zhuǎn)模式中，當(dāng)馬達(dá)充電電池26 (圖1中顯示的)時(shí)可以打開(kāi)或滑動(dòng)啟動(dòng)離合器。這種情況下，車(chē)輛系統(tǒng)控制器24必須限制包括各自慣性扭矩的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩和馬達(dá)扭矩兩者以保護(hù)分離離合器20。
[0035]參考圖6，如參考圖3描述的限制發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩以防止分離離合器超過(guò)其正極限42。線52說(shuō)明限制的電機(jī)扭矩。當(dāng)充電時(shí)電機(jī)扭矩不能超過(guò)分離離合器負(fù)極限44。結(jié)果是，限制的馬達(dá)扭矩54比請(qǐng)求的馬達(dá)扭矩54負(fù)的更少。通過(guò)限制發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩和電機(jī)扭矩兩者而防止分離離合器20超過(guò)其正極限線42。防止分離離合器20超過(guò)線44表示的它的負(fù)極限。[0036]離合器容量方程式是施加至離合器的壓力的函數(shù)。離合器容量方程式是:(發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩-發(fā)動(dòng)機(jī)慣性扭矩)的絕對(duì)值=(馬達(dá)扭矩-馬達(dá)慣性扭矩-啟動(dòng)離合器扭矩)的絕對(duì)值。
[0037]盡管上文描述了示例性實(shí)施例，并非意味著這些實(shí)施例描述了公開(kāi)的裝置和方法的所有可能形式。相反，說(shuō)明書(shū)中使用的詞語(yǔ)為描述性詞語(yǔ)而非限定，并且應(yīng)理解可作出各種改變而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。此外，可組合各種執(zhí)行實(shí)施例的特征以形成本發(fā)明進(jìn)一步的實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)包含: 發(fā)動(dòng)機(jī)； 馬達(dá)； 連接在所述發(fā)動(dòng)機(jī)和所述馬達(dá)之間的分離離合器； 連接至所述馬達(dá)并選擇性地連接至所述發(fā)動(dòng)機(jī)的變速器； 連接在所述馬達(dá)和所述變速器之間的啟動(dòng)離合器；以及 控制器，用于接收發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩信號(hào)并將所述發(fā)動(dòng)機(jī)的所述扭矩輸出減小至分離離合器容量極限值。
2.一種用于控制動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的方法，所述動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)包括通過(guò)分離離合器分離且提供扭矩至變速器的發(fā)動(dòng)機(jī)和馬達(dá)，其特征在于，所述方法包含: 將所述發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的扭矩減小至分離離合器容量極限。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包含: 將所述馬達(dá)的所述扭矩輸出增加所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩減小的所述量。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，如果在所述馬達(dá)和所述發(fā)動(dòng)機(jī)之間的啟動(dòng)離合器是打開(kāi)的或滑動(dòng)的，將所述馬達(dá)扭矩減小至負(fù)的分離離合器容量極限值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的扭矩包括發(fā)動(dòng)機(jī)慣性扭矩而所述馬達(dá)產(chǎn)生的扭矩包括馬達(dá)慣性扭矩。
6.一種用于控制動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包含: 發(fā)動(dòng)機(jī)； 連接至所述發(fā)動(dòng)機(jī)的馬達(dá)； 連接至所述馬達(dá)的變速器； 可操作地連接在所述發(fā)動(dòng)機(jī)和所述馬達(dá)之間且可操作用于分離所述發(fā)動(dòng)機(jī)與所述馬達(dá)的分離離合器，其中所述發(fā)動(dòng)機(jī)和所述馬達(dá)選擇性地連接至所述變速器；以及將所述發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的扭矩減小至分離離合器容量極限的控制器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器指令所述馬達(dá)增加來(lái)自所述馬達(dá)的扭矩輸出以滿(mǎn)足駕駛員對(duì)扭矩的需求并補(bǔ)償所述發(fā)動(dòng)機(jī)的所述扭矩輸出減小。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)啟動(dòng)離合器打開(kāi)或滑動(dòng)時(shí)控制器減小通過(guò)所述馬達(dá)產(chǎn)生的所述扭矩至負(fù)的分離離合器容量極限值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩信號(hào)是通過(guò)所述發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的扭矩和發(fā)動(dòng)機(jī)慣性扭矩的總和而所述馬達(dá)扭矩信號(hào)是通過(guò)所述馬達(dá)產(chǎn)生的扭矩和馬達(dá)慣性扭矩的總和。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩信號(hào)是通過(guò)所述發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的扭矩和發(fā)動(dòng)機(jī)慣性扭矩的總和。
【文檔編號(hào)】B60W20/00GK103847498SQ201310631461
【公開(kāi)日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月29日
【發(fā)明者】馬克·斯蒂芬·耶馬扎基, 伯納德·D·內(nèi)佛西, 丹尼爾·斯科特·科爾文, 弗朗西斯·托馬斯·康諾利, 沃爾特·約瑟夫·歐特曼 申請(qǐng)人:福特全球技術(shù)公司