用于確定發(fā)動機(jī)分離離合器扭矩的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開涉及一種用于確定混合動力車輛中的發(fā)動機(jī)分離離合器扭矩的系統(tǒng)和方 法，所述混合動力車輛具有發(fā)動機(jī)，該發(fā)動機(jī)選擇性地連接到牽引馬達(dá)和自動變速器。
【背景技術(shù)】
[0002] 混合動力電動車輛（HEV)利用內(nèi)燃發(fā)動機(jī)與電動馬達(dá)的組合來提供推進(jìn)車輛所 需要的動力。這種布置提供優(yōu)于僅具有內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的車輛的提高的燃料經(jīng)濟(jì)性?？墒褂秒x 合器來控制動力流，并在瞬態(tài)車輛操作（諸如發(fā)動機(jī)或電動馬達(dá)的開機(jī)）期間為駕駛員提 供平穩(wěn)的操作。
[0003] 例如，在發(fā)動機(jī)低效率運轉(zhuǎn)或者其他不需要發(fā)動機(jī)來推進(jìn)車輛期間，發(fā)動機(jī)可在 HEV中停止運轉(zhuǎn)。在這些情況下，使用電動馬達(dá)來提供推進(jìn)車輛所需要的所有動力。當(dāng)駕 駛員動力需求增加使得電動馬達(dá)不再能提供足以滿足該需求的動力時，如果電池的荷電狀 態(tài)（SOC)下降至特定水平以下或者另一車輛系統(tǒng)需要發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)，則會需要啟動發(fā)動機(jī)以 為車輛提供額外動力。根據(jù)車輛的狀態(tài)，會期望通過動力傳動系統(tǒng)（即，發(fā)動機(jī)、馬達(dá)、變速 器等）利用各種控制序列來啟動發(fā)動機(jī)，以滿足那時車輛和駕駛員的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 公開了一種用于利用車輛中的牽引馬達(dá)在發(fā)動機(jī)啟動期間估計離合器扭矩的系 統(tǒng)和方法，所述車輛具有發(fā)動機(jī)，該發(fā)動機(jī)選擇性地連接到所述馬達(dá)和變速器?？刂破骺杀?配置為使用馬達(dá)扭矩作為輸入基于通過測量的動力傳動系統(tǒng)狀態(tài)與預(yù)測的動力傳動系統(tǒng) 狀態(tài)之間的差異估計的離合器扭矩來控制馬達(dá)扭矩。所述動力傳動系統(tǒng)狀態(tài)可包括例如馬 達(dá)轉(zhuǎn)速、渦輪轉(zhuǎn)速、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和離合器扭矩?？墒褂米赃m應(yīng)增益來促使測量的（或?qū)嶋H 的）離合器扭矩與估計的（或預(yù)測的）離合器扭矩之間的差異趨于零。
[0005] 在一個實施例中，一種混合動力車輛包括發(fā)動機(jī)，所述發(fā)動機(jī)通過分離離合器被 選擇性地連接到牽引馬達(dá)和變速器。所述車輛還包括控制器，所述控制器被配置為基于通 過測量的動力傳動系統(tǒng)狀態(tài)與預(yù)測的動力傳動系統(tǒng)狀態(tài)之間的差異估計的離合器扭矩來 控制馬達(dá)扭矩。所述預(yù)測的動力傳動系統(tǒng)狀態(tài)包括馬達(dá)轉(zhuǎn)速、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、渦輪轉(zhuǎn)速和離合 器扭矩中的至少一種。進(jìn)一步利用自適應(yīng)增益來估計離合器扭矩，所述自適應(yīng)增益通過測 量的動力傳動系統(tǒng)狀態(tài)與預(yù)測的動力傳動系統(tǒng)狀態(tài)（例如，馬達(dá)轉(zhuǎn)速和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速）之間 的差異計算得出。
[0006] 在另一實施例中，一種混合動力車輛包括發(fā)動機(jī)和變速器，所述變速器具有齒輪 裝置，所述齒輪裝置限定從變速器的輸入軸到輸出軸的多個扭矩流動路徑。所述車輛還包 括設(shè)置在發(fā)動機(jī)和變速器之間的馬達(dá)，其中，所述發(fā)動機(jī)通過分離離合器被選擇性地連接 到馬達(dá)和變速器?？刂破鞅慌渲脼槔民R達(dá)基于通過測量的馬達(dá)轉(zhuǎn)速和預(yù)測的馬達(dá)轉(zhuǎn)速之 間的差異估計的離合器扭矩而在發(fā)動機(jī)啟動期間控制馬達(dá)扭矩。所述預(yù)測的馬達(dá)轉(zhuǎn)速可基 于馬達(dá)扭矩、馬達(dá)動態(tài)和渦輪動態(tài)，測量的馬達(dá)轉(zhuǎn)速可由轉(zhuǎn)速傳感器確定。離合器扭矩可進(jìn) 一步基于馬達(dá)扭矩和通過測量的馬達(dá)轉(zhuǎn)速與預(yù)測的馬達(dá)轉(zhuǎn)速之間的差異計算得出的自適 應(yīng)增益。所述控制器可被配置為基于馬達(dá)扭矩、發(fā)動機(jī)扭矩和發(fā)動機(jī)動態(tài)來預(yù)測發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn) 速。
[0007] 在又一實施例中，描述了一種用于控制混合動力車輛的方法，所述混合動力車輛 具有發(fā)動機(jī)，該發(fā)動機(jī)選擇性地連接到馬達(dá)和變速器。所述方法包括基于通過測量的動力 傳動系統(tǒng)狀態(tài)與預(yù)測的動力傳動系統(tǒng)狀態(tài)之間的差異估計的離合器扭矩來控制馬達(dá)扭矩。 所述方法還包括基于馬達(dá)扭矩、馬達(dá)動態(tài)和渦輪動態(tài)中的至少一種來估計馬達(dá)轉(zhuǎn)速和渦輪 轉(zhuǎn)速。還通過馬達(dá)扭矩、發(fā)動機(jī)扭矩和自適應(yīng)增益來估計離合器扭矩，所述自適應(yīng)增益通過 測量的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與預(yù)測的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速之間的差異計算得出。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明，提供一種混合動力車輛，包括：發(fā)動機(jī)；變速器，具有齒輪裝置，所述 齒輪裝置限定從變速器的輸入軸到輸出軸的多個扭矩流動路徑；馬達(dá)，設(shè)置在發(fā)動機(jī)和變 速器之間，所述發(fā)動機(jī)通過分離離合器被選擇性地連接到馬達(dá)和變速器；控制器，被配置為 利用馬達(dá)基于通過測量的馬達(dá)轉(zhuǎn)速和預(yù)測的馬達(dá)轉(zhuǎn)速之間的差異估計的離合器扭矩而在 發(fā)動機(jī)啟動期間控制馬達(dá)扭矩。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述預(yù)測的馬達(dá)轉(zhuǎn)速基于馬達(dá)扭矩、馬達(dá)動態(tài)和渦輪 動態(tài)。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，控制器進(jìn)一步被配置為基于馬達(dá)扭矩、發(fā)動機(jī)扭矩和 發(fā)動機(jī)動態(tài)來預(yù)測發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，離合器扭矩進(jìn)一步基于馬達(dá)扭矩和通過測量的馬達(dá)轉(zhuǎn) 速與預(yù)測的馬達(dá)轉(zhuǎn)速之間的差異計算得出的自適應(yīng)增益。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，還通過馬達(dá)扭矩、發(fā)動機(jī)扭矩和自適應(yīng)增益來估計離 合器扭矩，所述自適應(yīng)增益通過測量的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與預(yù)測的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速之間的差異計算得 出。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于控制混合動力車輛的方法，所述混合動力車輛具有發(fā) 動機(jī)，該發(fā)動機(jī)選擇性地連接到馬達(dá)和變速器，所述方法包括基于通過測量的動力傳動系 統(tǒng)狀態(tài)和預(yù)測的動力傳動系統(tǒng)狀態(tài)估計的離合器扭矩來控制馬達(dá)扭矩。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述方法還包括基于馬達(dá)扭矩、馬達(dá)動態(tài)和渦輪動態(tài) 來預(yù)測馬達(dá)轉(zhuǎn)速和渦輪轉(zhuǎn)速。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述方法還包括基于馬達(dá)扭矩、發(fā)動機(jī)扭矩和發(fā)動機(jī) 動態(tài)來預(yù)測發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，通過馬達(dá)扭矩和自適應(yīng)增益來估計離合器扭矩，所述 自適應(yīng)增益通過測量的馬達(dá)轉(zhuǎn)速和預(yù)測的馬達(dá)轉(zhuǎn)速之間的差異計算得出。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，通過馬達(dá)扭矩、發(fā)動機(jī)扭矩和自適應(yīng)增益來估計離合 器扭矩，所述自適應(yīng)增益通過測量的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和預(yù)測的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速之間的差異計算得 出。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，預(yù)測的動力傳動系統(tǒng)狀態(tài)包括馬達(dá)轉(zhuǎn)速、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、 渦輪轉(zhuǎn)速和離合器扭矩中的至少一種。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，測量的動力傳動系統(tǒng)狀態(tài)包括馬達(dá)轉(zhuǎn)速、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 和渦輪轉(zhuǎn)速中的至少一種。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速通過發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器測量得到。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，馬達(dá)轉(zhuǎn)速通過馬達(dá)轉(zhuǎn)速傳感器測量得到。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，進(jìn)一步利用自適應(yīng)增益來估計離合器扭矩，所述自適 應(yīng)增益通過測量的動力傳動系統(tǒng)狀態(tài)與預(yù)測的動力傳動系統(tǒng)狀態(tài)之間的差異計算得出。
[0023] 根據(jù)本公開的實施例提供各種優(yōu)點。例如，各實施例減少了從動力傳動系統(tǒng)傳遞 到車輛車身的扭矩擾動，這減輕了駕駛員經(jīng)歷的不愉快的換檔沖擊。此外，根據(jù)本公開的實 施例在分離離合器接合期間提供平穩(wěn)的發(fā)動機(jī)啟動。通過下面結(jié)合附圖對優(yōu)選實施例進(jìn)行 的詳細(xì)描述，上述優(yōu)點及其他優(yōu)點和特點將變得顯而易見。
【附圖說明】
[0024] 圖1是根據(jù)本公開的實施例的混合動力車輛動力傳動系統(tǒng)的示意性表示；
[0025] 圖2是示出根據(jù)本公開的實施例在發(fā)動機(jī)啟動期間混合動力車輛中的分離離合 器的接合的曲線圖；
[0026] 圖3A是示出根據(jù)本公開的實施例的給定變矩器的容量因子曲線的曲線圖；
[0027] 圖3B是示出根據(jù)本公開的實施例的給定變矩器的變矩比曲線的曲線圖；
[0028] 圖4是示出用于估計離合器扭矩的控制算法的流程圖；
[0029] 圖5是示出根據(jù)本公開的實施例的用于在發(fā)動機(jī)啟動期間估計離合器扭矩的一 種方法的流程圖；
[0030] 圖6是示出根據(jù)本公開的另一實施例的用于在發(fā)動機(jī)啟動期間估計離合器扭矩 的另一種方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0031] 根據(jù)需要，在此公開了要求保護(hù)的主題的詳細(xì)的實施例；然而，應(yīng)理解，公開的實 施例僅為示例，并且可以以多種和替代的形式實施。附圖不一定按比例繪制；可夸大或最小 化一些特征以顯示特定組件的細(xì)節(jié)。因此，在此所公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不應(yīng)解釋為 限制，而僅為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以多種方式使用要求保護(hù)的主題的實施例的代表性 基礎(chǔ)。
[0032] 車輛制造商正在改進(jìn)混合動力車輛的動力系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)，以滿足對提高的燃料 效率和較低的排放的需