再生期間降檔的方法和系統的制作方法
【專利摘要】本申請公開了用于對混合動力傳動系的變速器進行換檔的系統和方法，該混合動力傳動系包含以再生模式操作的電機。該系統和方法可以響應于基于換檔完成的百分比的誤差，通過自適應參數調整前饋馬達扭矩命令。
【專利說明】
再生期間降檔的方法和系統
技術領域
[0001] 本說明書涉及用于對混合動力車輛的檔位進行降檔的方法和系統，所述混合動力 車輛包含固定齒輪比的變速器。所述方法和系統對于有時以再生模式操作的混合動力車輛 可以是特別有用的。
【背景技術】
[0002] 混合動力車輛有時可以進入再生模式。在再生模式中，車輛的動能可以被轉換成 電能并且被存儲以便日后使用。在駕駛員減小需求扭矩以減慢車輛或者減弱車輛加速的傾 向（propensi ty)時，車輛可以進入再生模式。例如，車輛可以響應于車輛正接近停止標志并 且駕駛員松開加速器踏板而進入再生模式。車輛在進入再生模式之后可以以預定水平減 速。當車輛減速時，其變速器可以隨著車輛速度的降低從較高檔位降檔到較低檔位，以將發 動機和/或馬達轉速保持在期望的范圍內。然而，如果在降檔期間變速器離合器沒有轉移期 望的扭矩量，則駕駛員可能注意到令人厭煩的傳動系扭矩擾動。此外，在包含傳動系分離離 合器的傳動系內（這增加了傳動系慣性），傳動系扭矩擾動可能被惡化。因此，可能期望提供 變速器降檔的系統和方法，其可以改善再生模式中的降檔。
【發明內容】
[0003] 本發明人已經認識到上述問題并且已經開發了一種傳動系操作方法，包括：響應 于變速器檔位換檔完成的百分比，經由閉環調整施加到變速器輸入軸的扭矩。
[0004] 通過響應于變速器檔位換檔完成的百分比來調整馬達扭矩，有可能的是在固定步 進傳動比變速器的檔位換檔期間提供減少傳動系扭矩擾動的技術效果。特別地，高于沖程 用來擠壓離合器的壓力與由齒式離合器傳遞的扭矩直接相關。但是，齒式離合器致動器可 能不具有充分的帶寬以便在降檔期間表現出離合器滑移，從而減少傳動系扭矩擾動。另一 方面，以再生模式操作的電機可以具有較高的扭矩帶寬，其可以被用于通過調整電機扭矩 來操縱換檔期間經由齒式離合器傳遞的扭矩。因此，當傳動系以再生模式操作時，通過調整 電機扭矩可以減少傳動系扭矩擾動。
[0005] 在另一實施例中，一種傳動系操作方法包括:通過與控制器通信的傳感器接收工 況給控制器;響應于基于工況的變速器檔位換檔完成的百分比而經由閉環調整施加到變速 器輸入軸的扭矩；以及經由扭矩源向變速器施加扭矩，所述扭矩源與控制器通信。
[0006] 在另一實施例中，調整施加到變速器輸入軸的扭矩包含調整電機的扭矩。
[0007] 在另一實施例中，調整施加到變速器輸入軸的扭矩是在固定步進傳動比變速器的 降檔期間執行的。
[0008] 在另一實施例中，變速器輸入軸是以再生模式操作的傳動系的變速器的一部分。
[0009] 在另一實施例中，在再生模式中車輛的動能被轉換成電能。
[0010] 在另一實施例中，一種傳動系操作方法包括:通過與控制器通信的傳感器來接收 工況給控制器;基于工況以發電機模式操作電機；當電機正以發電機模式操作時使耦連到 電機的變速器降檔;響應于變速器檔位換檔完成的百分比的誤差經由控制器調整施加到變 速器輸入軸的扭矩；以及經由扭矩源施加扭矩給變速器，所述扭矩源與控制器通信。
[0011] 在另一實施例中，調整施加到變速器輸入軸的扭矩包含調整電機的扭矩，并且其 中所述扭矩源是電機。
[0012] 在另一實施例中，變速器檔位換檔完成的百分比的誤差還被輸入到比例/積分/微 分控制器。
[0013] 在另一實施例中，該方法還包括提供來自于比例/積分/微分控制器的輸出的自適 應調整值。
[0014] 在另一實施例中，該方法還包括響應于自適應調整值調整電機的輸出扭矩。
[0015] 在另一實施例中，自適應調整值被存儲并且在隨后的降檔期間被應用。
[0016] 在另一實施例中，電機被選擇性地耦連到發動機。
[0017] 本說明書可以提供幾個優點。具體地，該方案可以減少變速器檔位降檔期間的傳 動系扭矩擾動。此外，該方案可以包含閉環控制以進一步減少傳動系扭矩擾動。另外，該方 法可以包含自適應控制參數，從而可以改善開環扭矩控制。
[0018] 當單獨或結合附圖時，本說明書的以上優點和其他優點以及特征在以下具體實施 方式中是顯而易見的。
[0019] 應該認識到，提供上述內容是為了以簡化的形式引入在【具體實施方式】中將會進一 步描述的選擇構思。這不意味著識別了所要求保護主題的關鍵或本質特征，所述主題的范 圍由隨附于【具體實施方式】的權利要求書唯一地限定。而且，所要求保護的主題不局限于解 決上文或在本公開的其他部分中指出的任何缺點的實施方式。
【附圖說明】
[0020] 當單獨或結合附圖時，通過閱讀實施例的示例(在此稱為【具體實施方式】)可以更加 全面地理解本文所述的優點，其中：
[0021] 圖1是發動機的示意圖；
[0022]圖2是混合動力車輛傳動系的示意圖；
[0023]圖3是模擬示例變速器降檔的曲線圖；以及 [0024]圖4是用于操作混合動力車輛傳動系的方法。
【具體實施方式】
[0025]本說明書與控制混合動力車輛的固定步進傳動比變速器的降檔有關。混合動力車 輛可以包含如圖1中所示的發動機。圖1的發動機可以被包含在圖2所示的動力傳動系統或 傳動系。變速器可以降檔并且其控制參數可以如圖3所示的示例順序被調適。圖4示出用于 對圖2中所示的變速器進行換檔的方法。
[0026]參考圖1，內燃發動機10由電子發動機控制器12控制，該內燃發動機包括多個汽 缸，其中一個汽缸在圖1中示出。發動機10包括汽缸蓋35和缸體33,缸體33包含燃燒室30和 汽缸壁32。活塞36被定位在汽缸壁32內并且通過與曲軸40連接而往復運動。飛輪97和環形 齒輪99被耦連到曲軸40。起動機96(如，低壓（以小于30V電壓操作）電機)包含小齒輪軸98和 小齒輪95。小齒輪軸98可以選擇性地推動小齒輪95接合環形齒輪99。起動機96可以被直接 安裝到發動機的前部或發動機的后部。在一些示例中，起動機96可以經由皮帶或鏈條向曲 軸40選擇性地供應扭矩。在一個示例中，起動機96不與發動機曲軸接合時處于基本狀態。燃 燒室30被顯示為經由相應的進氣門52和排氣門54與進氣歧管44和排氣歧管48連通。每個進 氣門和排氣門可以由進氣凸輪51和排氣凸輪53操作。進氣凸輪51的位置可以由進氣凸輪傳 感器55來確定。排氣凸輪53的位置可以由排氣凸輪傳感器57來確定。進氣門52可以由氣門 激活設備59選擇性地激活和停用。排氣門54可以由氣門激活設備58選擇性地激活和停用。 氣門激活設備58和59可以是機電設備。
[0027]所示的燃料噴射器66被定位以將燃料直接噴射到汽缸30內，這就是本領域技術人 員所知的直接噴射。燃料噴射器66與來自控制器12的脈沖寬度成比例地輸送液體燃料。燃 料由包含燃料箱、燃料栗和燃料軌(未顯示）的燃料系統(未顯示)輸送到燃料噴射器66。在 一個示例中，高壓雙級燃料系統可以被用于生成較高的燃料壓力。
[0028]此外，進氣歧管44被顯示為與渦輪增壓器壓縮機162和發動機進氣42連通。在其他 的示例中，壓縮機162可以是機械增壓器壓縮機。軸161將渦輪增壓器渦輪機164機械耦連到 渦輪增壓器壓縮機162。可選的電子節氣門62調整節流板64的位置以便控制從壓縮機162到 進氣歧管44的氣流。升壓室45內的壓力可以被稱為節氣門入口壓力，因為節氣門62的入口 在升壓室45內。節氣門出口在進氣歧管44內。在一些示例中，節氣門62和節流板64可以被定 位在進氣門52和進氣歧管44之間，從而節氣門62成為進氣道節氣門。壓縮機再循環氣門47 可以被選擇性地調整到在完全打開與完全關閉之間的多個位置。廢氣門163可以經由控制 器12調整以允許排氣選擇性地繞過渦輪機164,從而控制壓縮機162的轉速。空氣濾清器43 清潔進入發動機進氣42內的空氣。
[0029]無分電器點火系統88響應于控制器12經由火花塞92向燃燒室30提供點火火花。通 用或寬域排氣氧(UEGO)傳感器126被顯示為耦連到催化轉化器70上游的排氣歧管48。可替 代地，雙態排氣氧傳感器可以代替UEGO傳感器126。
[0030] 在一個示例中，轉化器70可以包含多塊催化劑磚。在另一示例中，可以使用每個都 具有多塊磚的多個排放控制設備。在一個示例中，轉化器70可以是三元類催化劑。
[0031] 圖1中所示的控制器12為常規的微型計算機，包含:微處理器單元102、輸入/輸出 端口 104、只讀存儲器106(如非臨時存儲器）、隨機存取存儲器108、不失效存儲器110以及常 規數據總線。控制器12被顯示為從耦連到發動機10的傳感器接收各種信號，除了先前論述 的那些信號外，還包含：來自耦連到冷卻套筒114的溫度傳感器112的發動機冷卻劑溫度 (ECT);耦連到加速器踏板130以便感測由腳132施加的力的位置傳感器134;耦連到制動器 踏板150以便感測由腳152施加的力的位置傳感器154;來自耦連到進氣歧管44的壓力傳感 器122的發動機歧管壓力(MAP)的測量值;來自感測曲軸40的位置的霍爾效應傳感器118的 發動機位置傳感器;來自傳感器120的進入發動機的空氣質量的測量值；以及來自傳感器68 的節氣門位置的測量值。大氣壓也可以被感測（傳感器未顯示）以便由控制器12處理。在本 說明書的優選方面，發動機位置傳感器118在曲軸的每次回轉中產生預定數量的等間距脈 沖，由此可以確定發動機轉速(RPM)。
[0032] 在操作期間，發動機10內的每個汽缸一般會經歷四沖程循環:該循環包含進氣沖 程、壓縮沖程、膨脹沖程和排氣沖程。通常，在進氣沖程期間，排氣門54關閉并且進氣門52打 開。空氣經由進氣歧管44被引入到燃燒室30內，并且活塞36移動到汽缸的底部以增加燃燒 室30內的容積。活塞36接近汽缸的底部并且在其沖程結束時(例如，當燃燒室30處于其最大 容積之時)所處的位置一般被本領域技術人員稱為下止點(BDC)。
[0033]在壓縮沖程期間，進氣門52和排氣門54關閉。活塞36向汽缸蓋移動以壓縮燃燒室 30內的空氣。活塞36在其沖程結束時且最靠近汽缸蓋時(例如，當燃燒室30處于其最小容積 之時)所處的點一般被本領域技術人員稱為上止點（TDC)。在下文稱為噴射的過程中，燃料 被引入到燃燒室內。在下文稱為點火的過程中，所噴射的燃料被已知的點火工具例如火花 塞92點燃，從而引起燃燒。
[0034]在膨脹沖程期間，膨脹氣體將活塞36推回到BDC。曲軸40將活塞運動轉換成旋轉軸 的旋轉扭矩。最后，在排氣沖程期間，排氣門54打開以將燃燒過的空氣燃料混合物釋放到排 氣歧管48并且活塞返回到TDC。注意，所示的上述內容僅為示例，并且進氣門和排氣門打開 和/或關閉正時可以變化，例如，可以提供正氣門或負氣門重疊、遲進氣門關閉或各種其他 示例。
[0035] 圖2是包含傳動系200的車輛225的方框圖。圖2的傳動系包含圖1中所示的發動機 10。傳動系200可以由發動機10提供動力。發動機10可以用圖1中所示的發動機起動系統起 動，或者經由傳動系集成起動機/發電機(DISG)240起動。DISG 240(例如，高壓（以高于30V 的電壓操作）電機)也可以被稱為電機、馬達和/或發電機。進一步地，發動機10的扭矩可以 經由扭矩致動器204 (例如，燃料噴射器、節氣門等)來調整。
[0036] 發動機輸出扭矩可以通過雙質量飛輪215傳遞到傳動系分離離合器236的輸入側。 分離離合器236可以被電動或液壓驅動。分離離合器236的下游側被顯示為機械耦連到DISG 輸入軸237。
[0037] DISG 240可以被操作以提供扭矩給傳動系200或者將傳動系扭矩轉換成電能以便 存儲在電能存儲設備275內。DISG 240具有比圖1中所示的起動機96更高的輸出扭矩容量。 進一步地，DISG 240直接驅動傳動系200或者由傳動系200直接驅動。不存在將DISG 240耦 連到傳動系200的皮帶、齒輪或鏈條。相反，DISG 240與傳動系200以相同的速率旋轉。電能 存儲設備275(例如，高壓電池或電源)可以是電池、電容器或電感器。DISG 240的下游側可 以經由軸241機械耦連到變矩器206的葉輪285AISG 240的上游側被機械耦連到分離離合 器236〇
[0038] 變矩器206包含渦輪機286以便將扭矩輸出到輸入軸270。輸入軸270將變矩器206 機械耦連到自動變速器208。變矩器206還包含變矩器旁通鎖止離合器212(TCC)。當TCC被鎖 定時，扭矩被從葉輪285直接轉移到渦輪機286 JCC由控制器12電動操作。可替代地，TCC可 以被液壓鎖定。在一個示例中，變矩器可以被稱為變速器的組件。
[0039]當變矩器鎖止離合器212完全脫離時，變矩器206經由變矩器渦輪機286和變矩器 葉輪285之間的流體轉移將發動機扭矩傳遞到自動變速器208,由此實現扭矩倍增。相比之 下，當變矩器鎖止離合器212完全接合時，發動機輸出扭矩經由變矩器離合器被直接轉移到 變速器208的輸入軸(未顯示）。可替代地，變矩器鎖止離合器212可以被部分接合，從而能夠 調整直接轉送給變速器的扭矩量。控制器12可以被配置為響應于各種發動機工況或者根據 基于駕駛員的發動機操作請求，通過調整變矩器鎖止離合器來調整由變矩器212傳遞的扭 矩量。
[0040]自動變速器208包含齒式離合器(例如，1-6檔位)211和前進離合器210。齒式離合 器211(例如，1-10)和前進離合器210可以被選擇性地接合以推進車輛。來自自動變速器208 的扭矩輸出可以進而經由輸出軸260被轉送至車輪216以推進車輛。具體地，自動變速器208 可以在將輸出驅動扭矩傳遞給車輪216之前響應于車輛行進狀況轉移輸入軸270處的輸入 驅動扭矩。
[0041]進一步地，可以通過接合車輪制動器218而將摩擦力施加到車輪216。在一個示例 中，車輪制動器218可以響應于駕駛員將他的腳踩在制動器踏板(未顯示)上而被接合。在其 他的示例中，控制器12或鏈接到控制器12的控制器可以施加接合車輪制動器。以相同的方 式，響應于駕駛員從制動器踏板上釋放他的腳，通過脫離車輪制動器218,可以減小給車輪 216的摩擦力。進一步地，作為自動發動機停止程序的一部分，車輛制動器可以經由控制器 12將摩擦力施加到車輪216。
[0042]控制器12可以被配置為從發動機10接收輸入（如圖1中更加詳細地顯示），并且因 此控制發動機的扭矩輸出和/或變矩器、變速器、DISG、離合器和/或制動器的操作。作為一 個示例，可以通過調整火花正時、燃料脈沖寬度、燃料脈沖正時和/或空氣充氣的組合，通過 控制節氣門打開程度和/或氣門正時、氣門升程以及渦輪增壓或機械增壓發動機的升壓來 控制發動機扭矩輸出。在柴油發動機的情況下，控制器12可以通過控制燃料脈沖寬度、燃料 脈沖正時以及空氣充氣的組合來控制發動機扭矩輸出。在所有的情況下，可以在逐缸基礎 上進行發動機控制以控制發動機扭矩輸出。如本領域已知的那樣，控制器12也可以通過調 整流入和流出DISG的場和/或電樞繞組的電流來控制來自DISG的扭矩輸出和電能產生。控 制器12經由位置傳感器271接收變速器輸入軸位置。控制器12可以通過對來自位置傳感器 271的信號進行微分來將變速器輸入軸位置轉換成輸入軸轉速。控制器12可以從扭矩傳感 器272接收變速器輸出軸扭矩。可替代地，傳感器272可以是位置傳感器或扭矩和位置傳感 器。如果傳感器272是位置傳感器，則控制器12對位置信號進行微分以確定變速器輸出軸速 度。控制器12也可以對變速器輸出軸速度進行微分以確定變速器輸出軸加速度。
[0043] 當滿足怠速-停止條件時，控制器12可以通過關閉給發動機的燃料和火花而啟動 發動機停機。然而，在某些示例中，發動機可以繼續旋轉。進一步地，為了維持變速器的扭轉 量，控制器12可以將變速器208的旋轉元件接地(ground)到變速器的殼體259,并且進而接 地到車輛的框架。當滿足發動機重起動條件時，和/或車輛操作者想要發動車輛時，控制器 12可以通過起動轉動發動機10并恢復汽缸燃燒來重新激活發動機10。
[0044] 圖1和圖2的系統提供了一種系統，其包括:發動機；電機;定位在傳動系內發動機 和電機之間的分離離合器;包含耦連到馬達的鎖止離合器的變矩器；以及包含存儲在非臨 時存儲器內的可執行指令的控制器，用于響應于閉環換檔完成百分比的誤差，在再生模式 期間調整電機扭矩命令。該系統包含閉環換檔完成百分比的誤差基于換檔完成的期望百分 比和換檔完成的實際百分比之間的差的情況。該系統進一步包括基于閉環換檔完成百分比 的誤差來確定調整項(term)的額外指令。該系統包含調整項基于比例/積分/微分控制器的 輸出的情況。該系統包含在再生模式變速器檔位降檔期間調整施加給變速器的扭矩的情 況。
[0045] 現在參考圖3,其顯示了模擬示例變速器降檔的曲線圖。圖1和圖2中的混合動力系 統正操作在再生模式下，在該模式下車輛的動能經由電機被轉換成電能。圖3的序列可以通 過圖1和圖2中的系統根據圖4中的方法進行操作來提供。
[0046] 從圖3的頂部開始的第一曲線圖是變速器輸入軸轉速隨時間變化的圖表。垂直軸 表示變速器輸入軸轉速并且變速器輸入軸轉速沿著垂直軸箭頭的方向增加。水平軸表示時 間，并且時間從圖3的左側到圖3的右側增加。
[0047] 從圖3的頂部開始的第二曲線圖是換檔完成百分比隨時間變化的曲線圖。垂直軸 表示換檔完成百分比，并且換檔完成百分比沿著垂直軸箭頭的方向增加。水平軸表示時間， 并且時間從圖3的左側到圖3的右側增加。細線304表示期望換檔完成百分比，而粗線302表 示實際換檔完成百分比。
[0048] 從圖3的頂部開始的第三曲線圖是換檔完成百分比誤差隨時間變化的曲線圖。垂 直軸表示換檔完成百分比誤差。水平軸表示時間，并且時間從圖3的左側到圖3的右側增加。
[0049] 從圖3的頂部開始的第四曲線圖是比例/積分/微分(PID)控制器輸出隨時間變化 的曲線圖。垂直軸表示PID控制器輸出。水平軸表示時間，并且時間從圖3的左側到圖3的右 側增加。
[0050] 從圖3的頂部開始的第五曲線圖是變速器輸入軸轉速輸入扭矩修正隨時間變化的 曲線圖。垂直軸表示變速器輸入軸扭矩修正。水平軸表示時間，并且時間從圖3的左側到圖3 的右側增加。
[0051] 在時間Tl處，變速器檔位降檔開始。降檔可以基于駕駛員需求扭矩(未顯示）、車輛 速度(未顯示）以及當前所選的檔位(未顯示）。變速器輸入軸轉速處于較低的值并且實際換 檔完成百分比為零。期望的換檔完成百分比處于來自前一次換檔的高數值。換檔完成百分 比誤差是低恒定值，其反映出換檔百分比誤差確定還沒有啟動。PID輸出是低數值，其也指 示了換檔百分比誤差確定還沒有開始。輸入扭矩修正也處于低數值，因為輸入扭矩修正還 沒有開始。
[0052]在時間Tl和時間T2之間，釋放常閉（off-going)離合器內的過量保持壓力。進一步 地，常開(on-coming)離合器被撞擊到剛好在扭矩開始在常開離合器兩端轉移之前的狀態。 變速器輸入軸轉速、換檔完成百分比、換檔完成百分比誤差、PID輸出以及輸入扭矩修正值 保持不變。
[0053]在時間T2處，當常閉離合器正被釋放并且常開離合器正被應用時，變速器輸入軸 開始增加。實際的換檔完成百分比開始增加，并且期望的換檔完成百分比處于基于前一次 檔位換檔的較高水平。如在該示例中所示，期望的換檔完成百分比可以不被更新，直到換檔 已經部分完成，因為常開離合器關閉正時可以比常閉離合器的釋放對換檔正時的結束具有 更多的影響。換檔完成百分比誤差處于其前一個值，因為其還沒有被更新。類似地，PID輸出 保持在其前一個值，并且變速器輸入軸扭矩還沒有被修正過。
[0054]在時間T2和時間T3之間，期望的換檔完成百分比值基于換檔開始后的時間而被更 新，并且實際換檔完成百分比增加。進一步地，期望換檔完成百分比和實際換檔完成百分比 之間形成誤差，因為在期望換檔百分比被向下調整以用于當前的降檔之后，實際換檔完成 大于期望換檔完成百分比。誤差在期望的換檔完成百分比被調整之后從零開始并且沿著負 方向增加，之后其達到恒定值。響應于換檔完成百分比誤差，PID輸出也發生改變。在期望換 檔完成百分比被調整以用于當前換檔之前，輸入扭矩修正被調整成恒定值。然后，由于期望 換檔完成百分比大于實際換檔完成百分比，變速器輸入軸扭矩修正被減小。
[0055]在時間T3處，基于新檔位、期望換檔完成百分比以及實際換檔完成百分比停止更 新，變速器輸入軸轉速達到一個增加的值。換檔完成百分比誤差保持在恒定水平并且PID輸 出也是恒定的。隨著換檔完成，輸入扭矩修正量(modifier)也達到最終的零值。
[0056]因此，響應于期望換檔完成百分比和實際換檔完成百分比之間的誤差，可以調整 開環輸入扭矩修正。開環輸入扭矩通過根據換檔完成百分比誤差進行操作的PID控制器的 輸出來修正。進一步地，可以將自適應項存儲到存儲器，所述自適應項調整開環輸入扭矩修 正，從而開環扭矩修正量可以被改善以用于隨后的降檔。
[0057]現在參考圖4,其顯示了一種用于操作混合動力傳動系的方法。圖4的方法可以被 存儲在圖1和圖2所示的系統的非臨時存儲器內。此外，圖4的方法可以執行圖3中所示的操 作序列。
[0058]在402處，方法400判斷車輛傳動系是否處于再生模式。當電機被以發電機模式操 作時，車輛傳動系可以處于再生模式，其中混合動力車輛的動能被轉換成電能。車輛可以在 減速期間或駕駛員需求扭矩小于閾值的時間進入再生模式。如果方法400判斷傳動系處于 再生模式，則答復為"是"并且方法400進行到404。否則，答復為"否"并且方法400進行到退 出。方法400可以判斷傳動系是否處于再生模式以確定是否可以調整電機扭矩以修正開環 變速器輸入軸扭矩。
[0059]在404處，方法400判斷降檔是否被請求。降檔可以響應于車輛轉速、駕駛員需求扭 矩以及從車輛傳感器確定的變速器換檔計劃而被請求。如果方法400判斷降檔被請求，則答 復為"是"并且方法400進行到406。否則，答復為"否"并且方法400進行到退出。
[0060] 在406處，方法400增加施加給常開離合器的壓力以將常開離合器撞擊到剛好在常 開離合器開始轉移扭矩之前的位置。在一個示例中，方法400調整螺線管閥的操作以調整常 開離合器壓力。在常開離合器壓力已經被調整到起始施加壓力之后，方法400繼續進行到 408 〇
[0061]在408處，方法400減小施加給常閉離合器的壓力以將離合器保持壓力釋放到剛好 在離合器開始滑移之前的點。在一個示例中，方法400調整螺線管閥的操作以調整常閉離合 器壓力。在常閉離合器壓力已經被調整到起始釋放壓力之后，方法400繼續進行到410。 [0062]在410處，方法400進入降檔的扭矩轉移階段，其中常開離合器壓力被進一步增加 并且常閉離合器壓力被進一步減小。在變速器輸入軸處提供的扭矩被輸送到變速器輸出軸 以經由常開離合器提供傳動系統制動。當常開離合器內的壓力開始增加并且常閉離合器內 的壓力減小時，方法400繼續進行到412。
[0063]在412處，方法400判斷變速器檔位降檔是否完成。在一個示例中，當變速器輸入轉 速是指示新檔位被接合的轉速時，方法400判斷降檔完成。例如，當變速器輸入軸轉速等于 變速器輸出軸轉速乘以新的齒輪比時，方法400可以判斷換檔完成。可替代地，當施加給常 開離合器的壓力大于閾值壓力時，方法400可以判斷變速器降檔完成。如果方法400判斷換 檔完成，則答復為"是"并且方法400進行到430。否則，答復為"否"并且方法400進行到414。 [0064] 在414處，方法400從存儲器中檢索自適應變速器輸入軸扭矩修正量項。自適應變 速器輸入軸扭矩修正量可以通過如420處所描述或者經由替代方法來確定。在自適應變速 器輸入軸扭矩修正量項被從存儲器中檢索到之后，方法400進行到416。
[0065]在416處，方法400基于動力傳動系制動和從當前變速器檔位降檔到新變速器檔位 所預期的慣性變化來確定開環變速器輸入軸扭矩。在一個示例中，開環變速器輸入軸扭矩 修正量由以下等式給出：
[0066] 0L_Tq_Mod=f(shift_id,input_speed,input_torq)+Adaptive_term
[0067] 其中0L_Tq_M〇d是對變速器輸入軸扭矩的開環扭矩修正，shift_id識別當前檔位 和用于降檔的新檔位，input_speed是當前變速器輸入軸轉速，并且input_torq是當前變速 器輸入軸扭矩。變速器輸入扭矩可以是發動機扭矩和電機扭矩之和。此外，shift_id參數指 示發動機和電機是否被耦連到變速器輸入軸，或者是否僅電機被耦連到變速器輸入軸。因 此，與發動機和電機被耦連到變速器輸入軸的情況相比，如果僅電機被耦連到變速器輸入 軸，則可以提供不同的開環扭矩值。
[0068]函數f輸出憑經驗確定的扭矩修正值，其可以被添加到期望的變速器輸入扭矩(例 如，發動機扭矩和電機扭矩之和），從而提供經調整的期望變速器輸入扭矩。可替代地，開環 扭矩修正值可以與期望的變速器輸入扭矩相乘以提供經調整的期望變速器輸入扭矩。電機 扭矩響應于經調整的期望變速器輸入扭矩而被調整，從而發動機和電機提供經調整的期望 變速器輸入扭矩。在一個示例中，期望的變速器輸入扭矩基于駕駛員需求扭矩(例如，基于 加速器踏板位置和車輛速度）。在施加給變速器輸入軸的開環扭矩被調整之后，方法400進 行到418。
[0069]在418處，方法400確定期望換檔完成百分比與實際換檔完成百分比之間的誤差。 在一個示例中，期望換檔完成百分比是憑經驗確定的并且被存儲到存儲器中。期望換檔完 成百分比是范圍從〇(例如，0%換檔完成)到1(例如，100%換檔完成)的值。期望換檔完成百 分比基于降檔開始之后的時間。例如，在降檔開始之后X毫秒處，期望換檔完成百分比可以 開始增加。多個期望換檔完成百分比值被存儲在存儲器中并且這些值可以基于參數shift_ id、input_speed和input_torq〇
[0070] 實際換檔完成百分比基于以下等式：
[0071]
[0072] 其中Act_shft_comp是實際換檔完成百分比，pres_input_speed是當前的變速器 輸入軸轉速，input_speed_ng是新檔位下的變速器輸入軸轉速，并且input_speed_pg是當 前檔位下的變速器輸入軸轉速。在一個示例中，input_speed_ng和；input_speed_pg可以通 過將變速器輸出軸轉速乘以相應的新齒輪比和當前齒輪比來確定。變速器輸入軸轉速可以 通過速度傳感器來確定。
[0073]換檔完成百分比誤差是期望換檔完成百分比減去實際換檔完成百分比。在換檔完 成百分比誤差被確定之后，方法400進行到420。
[0074] 在420處，方法400基于換檔完成百分比誤差加上開環輸入扭矩（例如，在416處確 定的經調整的期望變速器輸入扭矩)來確定閉環變速器輸入軸扭矩調整。在一個示例中，閉 環變速器輸入軸扭矩調整由以下等式給出：
[0075] CL_torq_adj = des_is_torq+PID_torq
[0076] 其中CL_torq_adj是閉環變速器輸入軸扭矩調整，des_is_torq是在416處確定的 期望變速器輸入軸扭矩，并且PID_torque是比例/積分/微分控制器的輸出。PID_torque值 可以被表述為：
[0077]
[0078] 其中psc_error是在418處確定的換檔完成百分比誤差，Kp是比例增益，Ki是積分 增益，Kd是微分增益，并且t是時間。當前的電機扭矩基于閉環變速器輸入軸扭矩調整而被 調整。
[0079]在422處，方法400請求車輛系統控制器(VSC)提供基于閉環變速器輸入軸扭矩調 整的所請求的變速器輸入軸扭矩。例如，當前命令的變速器輸入軸扭矩通過閉環變速器輸 入軸扭矩調整來調整。VSC可以命令電機控制器，或者可替代地，VSC可以直接命令待調整的 電機。在當前變速器輸入軸扭矩被調整之后，方法400返回到412。
[0080]在430處，方法400判斷是否調整存儲在存儲器中的自適應變速器輸入軸扭矩修正 量(例如，在414處檢索到的值）。在一個示例中，方法400通過將整合的換檔完成百分比誤差 乘以權重因子來確定控制效果。然后，將結果與上閾值和下閾值比較。如果結果大于上閾 值，則自適應變速器輸入軸扭矩修正量增加一個值1 (例如，自適應調整項）。另一方面，如果 結果小于下閾值，則自適應變速器輸入軸扭矩修正量減小一個值1 (例如，自適應調整項）。 如果結果在上閾值和下閾值之間，或者如果換檔沒有完成，則自適應調整項為零。在自適應 調整項被確定之后，方法400進行到432。
[0081 ]在432處，方法400將自適應變速器輸入軸扭矩修正量存儲到存儲器。該值被存儲 在存儲器內基于8111；1^_1(1、；[即111：_8口66(1和；[即111：_1：0巧的位置處。因此，經修改的自適應變 速器輸入軸扭矩修正量項可以被表述為：
[0082] Adaptive_term_m(shift_id,input_speed,input_torq)=Adaptive_term_old (shift_id，input_speed，input_torq)+add_inc
[0083] 其中六(^口1:;^6_七61'1]1_1]1是最新的自適應變速器輸入軸扭矩修正量，shift_id是在 416處描述的換檔識別，input_speed是變速器輸入軸轉速，input_torq是變速器輸入軸扭 矩，Adaptive_term_old是在414處從存儲器中檢索到的自適應變速器輸入軸扭矩修正量， 并且add_inc是增量值或減量值（例如，1或-I) Jhif t_id、input_speed和input_torque是 確定存儲器內保存當前降檔狀態下的自適應變速器輸入軸扭矩的唯一地址的基礎。在自適 應變速器輸入軸扭矩被存儲到存儲器之后，方法400進行到退出。
[0084] 以此方式，變速器輸入軸處的扭矩可以被調整以改善混合動力車輛處于再生模式 并進行降檔的狀態期間的換檔。此外，可以基于特定的變速器檔位降檔和變速器輸入條件 來提供多個變速器換檔扭矩調整。
[0085] 因此，圖4的方法提供一種傳動系操作方法，其包括:經由與控制器通信的傳感器 接收車輛工況給控制器；響應于變速器檔位換檔完成的百分比，經由閉合環路(例如，基于 換檔完成百分比誤差或者期望換檔完成分布圖與實際換檔完成之間的差值的閉環反饋)調 整施加給變速器輸入軸的扭矩；以及通過扭矩源將扭矩施加到變速器，該扭矩源與控制器 通信。該方法包含其中變速器檔位換檔完成百分比基于新檔位下的變速器輸出軸轉速和當 前檔位下的變速器輸出軸轉速。該方法包含其中變速器檔位換檔百分比還基于當前變速器 輸出軸轉速除以新檔位下的變速器輸出軸轉速與當前檔位下的變速器輸出軸轉速之差的 商。該方法包含其中調整施加到變速器輸入軸的扭矩包含調整電機的扭矩。
[0086] 在一些示例中，該方法包含其中調整施加給變速器輸入軸的扭矩是在固定步進傳 動比變速器的降檔期間執行的。該方法包含其中變速器輸入軸是以再生模式操作的傳動系 的變速器的一部分。該方法包含其中車輛的動能在再生模式中被轉換成電能。
[0087] 圖4的方法還提供一種傳動系操作方法，其包括:經由與控制器通信的傳感器接收 工況給控制器;基于工況以發電機模式操作電機;當電機以發電機模式操作時，使耦連到電 機的變速器降檔；響應于變速器檔位換檔完成的百分比的誤差，經由控制器調整施加給變 速器輸入軸的扭矩；以及經由扭矩源向變速器施加扭矩，該扭矩源與控制器通信。
[0088] 該方法包含其中變速器檔位換檔完成的百分比的誤差基于期望變速器檔位換檔 完成值與實際變速器檔位換檔完成值之間的差值。該方法包含其中調整施加給變速器輸入 軸的扭矩包含調整電機的扭矩。
[0089] 該方法還包含其中變速器檔位換檔完成的百分比的誤差被進一步輸入到比例/積 分/微分控制器。該方法還包括提供來自比例/積分/微分控制器的輸出的自適應調整值。該 方法還包括響應于自適應調整值來調整電機的輸出扭矩。該方法包含其中自適應調整值被 存儲且在隨后的降檔期間被應用。該方法包含其中電機被選擇性地耦連到發動機。
[0090] 注意，本文包含的示例控制和估計程序可以與各種發動機和/或車輛系統配置一 起使用。本文公開的控制方法和程序可以作為可執行指令被存儲在非臨時存儲器內并且可 以由包含與各種傳感器、致動器以及其他發動機硬件組合的控制器的控制系統完成。本文 所述的具體程序可以表示任何數量的處理策略中的一個或多個，例如事件驅動、中斷驅動、 多任務、多線程等等。因此，所說明的各種動作、操作和/或功能可以按照所示的順序執行、 并行地執行或者在某些情況下被省略。同樣，處理次序不是實現本文所述示例實施例的特 征和優點所必需的，其被提供是為了便于說明和描述。所說明的動作、操作和/或功能中的 一個或多個可以被重復地進行，這取決于所使用的具體策略。而且，所述動作、操作和/或功 能可以圖解地表示成待編入發動機控制系統內計算機可讀存儲介質的非臨時存儲器內的 代碼，其中所述動作通過執行系統內的指令來完成，所述系統包含與電子控制器組合的各 種發動機硬件組件。
[0091] 說明書到此結束。通過閱讀說明書，本領域技術人員可以想到未偏離本說明書的 精神和范圍的許多替換例和修改。例如，用天然氣、汽油、柴油或可替換燃料配置操作的13、 14、15,6、￥8、￥10以及￥12發動機可以使用本說明書以獲益。
【主權項】
1. 一種傳動系操作方法，其包括： 經由與控制器通信的傳感器接收工況給所述控制器； 響應于基于所述工況的變速器檔位換檔完成的百分比，經由閉環調整施加到變速器輸 入軸的扭矩；以及 經由扭矩源向所述變速器施加所述扭矩，所述扭矩源與所述控制器通信。2. 根據權利要求1所述的方法，其中所述變速器檔位換檔完成的百分比基于新檔位下 的變速器輸出軸轉速和當前檔位下的變速器輸出軸轉速。3. 根據權利要求2所述的方法，其中所述變速器檔位換檔完成的百分比還基于當前變 速器輸出軸轉速除以所述新檔位下的變速器輸出軸轉速與所述當前檔位下的變速器輸出 軸轉速之差的商。4. 一種傳動系操作方法，其包括： 經由與控制器通信的傳感器接收工況給所述控制器； 基于所述工況，以發電機模式操作電機； 當所述電機以所述發電機模式操作時，使耦連到所述電機的變速器降檔； 響應于變速器檔位換檔完成的百分比的誤差，經由控制器調整施加到變速器輸入軸的 扭矩；以及 經由扭矩源向所述變速器施加所述扭矩，所述扭矩源與所述控制器通信。5. 根據權利要求4所述的方法，其中所述變速器檔位換檔完成的百分比的誤差基于期 望變速器檔位換檔完成值與實際變速器檔位換檔完成值之間的差。6. -種系統，其包括： 發動機； 電機； 分離離合器，其被定位在所述發動機與所述電機之間的傳動系內； 變矩器，其包含耦連到所述馬達的鎖止離合器；以及 控制器，其包含存儲在非臨時存儲器內的可執行指令，用于響應于閉環換檔完成百分 比誤差而在再生模式期間調整電機扭矩命令。7. 根據權利要求6所述的系統，其中所述閉環換檔完成百分比誤差基于期望換檔完成 百分比和實際換檔完成百分比之間的差。8. 根據權利要求7所述的系統，還包括基于所述閉環換檔完成百分比誤差確定調整項 的額外指令。9. 根據權利要求8所述的系統，其中所述調整項基于比例/積分/微分控制器的輸出。10. 根據權利要求5所述的系統，其中所述調整施加到所述變速器的扭矩是在再生模式 變速器檔位降檔期間進行的。
【文檔編號】B60W10/11GK106043286SQ201610230010
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月14日 公開號201610230010.3, CN 106043286 A, CN 106043286A, CN 201610230010, CN-A-106043286, CN106043286 A, CN106043286A, CN201610230010, CN201610230010.3
【發明人】B·D·內費斯, D·科爾文, F·涅多列佐夫, T·麥卡洛
【申請人】福特環球技術公司