本發(fā)明涉及用于車輛的動力系系統(tǒng)以及與其相關(guān)的控制。
背景技術(shù):
已知車輛動力系系統(tǒng)包括內(nèi)燃機(jī)和聯(lián)接到變速器以將扭矩傳遞到傳動系用于牽引力的電動機(jī)/發(fā)電機(jī)。已知電動機(jī)/發(fā)電機(jī)由高壓能量存儲系統(tǒng)提供電力。響應(yīng)于包括制動和/或巡航的運(yùn)行者命令,動力系系統(tǒng)可采用再生控制系統(tǒng)來恢復(fù)用于對高壓能量存儲系統(tǒng)進(jìn)行充電的電力。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
描述了一種動力系系統(tǒng),其包括內(nèi)燃機(jī)、變速器和電動機(jī)/發(fā)電機(jī),并且其包括可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到內(nèi)燃機(jī)的曲軸的電動機(jī)/發(fā)電機(jī)。變速器的輸出部件可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到傳動系以向其傳遞牽引扭矩。一種用于控制動力系系統(tǒng)的方法包括響應(yīng)于包括輸出部件的減速的輸出扭矩請求,在燃料切斷狀態(tài)和停缸狀態(tài)下運(yùn)行內(nèi)燃機(jī),在啟動狀態(tài)下控制變矩器的離合器,以及在再生制動狀態(tài)下運(yùn)行電機(jī)。監(jiān)測與發(fā)動機(jī)速度相關(guān)的動力系系統(tǒng)的狀態(tài)。當(dāng)發(fā)動機(jī)速度小于第一閾值速度時,命令內(nèi)燃機(jī)從停缸狀態(tài)過渡到全缸狀態(tài),并且電機(jī)在再生制動狀態(tài)下運(yùn)行,包括緩降再生制動扭矩的大小。當(dāng)發(fā)動機(jī)速度小于第二閾值速度時,命令變矩器離合器進(jìn)入釋放狀態(tài),此時第一閾值速度大于第二閾值速度。
本教導(dǎo)的以上特征和優(yōu)點(diǎn),以及其它特征和優(yōu)點(diǎn)在結(jié)合附圖對用于實(shí)施如所附權(quán)利要求書中所限定的本教導(dǎo)的一些最佳模式和其它實(shí)施例的以下詳細(xì)描述中顯而易見。
附圖說明
現(xiàn)將參考附圖通過實(shí)例描述一或多個實(shí)施例,其中:
圖1示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的車輛,其包括動力系系統(tǒng),所述動力系系統(tǒng)包括具有曲軸的內(nèi)燃機(jī),所述曲軸經(jīng)由變矩器聯(lián)接到變速器并聯(lián)接到電動扭矩機(jī)器,其中變速器聯(lián)接到車輛的傳動系;
圖2示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的用于響應(yīng)于包括車輛減速的輸出扭矩請求變化來控制參考圖1所描述的動力系系統(tǒng)的實(shí)施例的協(xié)調(diào)發(fā)動機(jī)狀態(tài)選擇和變矩器離合器釋放控制例程;
圖3示意性示出了根據(jù)本發(fā)明以在車輛減速期間識別停用變矩器離合器的運(yùn)行條件的變矩器離合器控制例程;
圖4示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的再生制動緩解例程,其包括動態(tài)地確定凈有效再生制動扭矩容量以在車輛減速期間緩解再生制動力;
圖5示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的用于在車輛減速期間控制發(fā)動機(jī)狀態(tài)的發(fā)動機(jī)狀態(tài)選擇例程;以及
圖6圖解示出了根據(jù)本發(fā)明采用參考圖2至圖5所描述的協(xié)調(diào)發(fā)動機(jī)狀態(tài)選擇和變矩器離合器釋放控制例程的實(shí)施例,用于參考圖1所描述的車輛和動力系系統(tǒng)的實(shí)施例的減速事件期間的發(fā)動機(jī)速度。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)參考附圖,其中所示的僅用于說明某些示例性實(shí)施例的目的且不用于限制其的目的,圖1示意性示出了車輛100,其包括聯(lián)接到傳動系60并由控制系統(tǒng)10控制的動力系系統(tǒng)20。在整個說明書中相同數(shù)字指相同元件。所示動力系系統(tǒng)20包括多個扭矩產(chǎn)生裝置,其包括將扭矩通過變速器50傳遞到傳動系60的內(nèi)燃機(jī)40和至少一個電動扭矩機(jī)器(電機(jī))35。本文所描述的概念可應(yīng)用于任何合適的動力系配置,所述配置包括經(jīng)由變速器50聯(lián)接到傳動系60的內(nèi)燃機(jī)40和電機(jī)35。
在一個實(shí)施例中,動力系系統(tǒng)20包括可旋轉(zhuǎn)地機(jī)械聯(lián)接到發(fā)動機(jī)40的曲軸36的扭矩機(jī)器35,曲軸36經(jīng)由變矩器55可旋轉(zhuǎn)地機(jī)械聯(lián)接到變速器50的輸入部件33。如圖所示,曲軸36經(jīng)由皮帶輪機(jī)構(gòu)38機(jī)械可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到扭矩機(jī)器35。皮帶輪機(jī)構(gòu)38配置成實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)40和扭矩機(jī)器35之間的扭矩傳遞,包括將扭矩從扭矩機(jī)器35傳遞到發(fā)動機(jī)40用于發(fā)動機(jī)自動起動和自動停止運(yùn)行、牽引扭矩輔助、用于再生車輛制動的扭矩傳遞,以及從發(fā)動機(jī)40到扭矩機(jī)器35的用于高壓充電的扭矩傳遞。在一個實(shí)施例中,皮帶輪機(jī)構(gòu)38包括在附接到發(fā)動機(jī)40的曲軸36的第一皮帶輪和附接到與扭矩機(jī)器35的轉(zhuǎn)子聯(lián)接的旋轉(zhuǎn)軸的第二皮帶輪之間布線的蛇形皮帶,被稱為皮帶式交流發(fā)電機(jī)起動器(BAS)系統(tǒng)。可選地,皮帶輪機(jī)構(gòu)38可包括正位移齒輪機(jī)構(gòu)或其它合適的正機(jī)械連接。如此,電動扭矩機(jī)器35可用于旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)40??稍诒景l(fā)明的范圍內(nèi)采用多模式動力系系統(tǒng)20的其它配置,其包括可旋轉(zhuǎn)地機(jī)械聯(lián)接到發(fā)動機(jī)40的扭矩機(jī)器35。
電機(jī)35優(yōu)選地是高壓多相電動機(jī)/發(fā)電機(jī),其配置成將存儲的電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械動力并將機(jī)械動力轉(zhuǎn)換成可存儲在高壓能量存儲裝置(電池)25中的電能。電池25可以是任何高壓能量存儲裝置,例如,多單元鋰離子裝置、超級電容或無限制的另一合適裝置。與電池25相關(guān)的監(jiān)測參數(shù)優(yōu)選地包括充電狀態(tài)(SOC)、溫度及其它。在一個實(shí)施例中,電池25可在車輛100靜止時經(jīng)由車載電池充電器電連接到用于充電的遠(yuǎn)程非車載電源。電池25經(jīng)由高壓DC總線29電連接到逆變器模塊32以響應(yīng)于源于控制系統(tǒng)10的控制信號經(jīng)由三相導(dǎo)體31將高壓DC電力傳遞到電機(jī)35。
電機(jī)35優(yōu)選地包括轉(zhuǎn)子和定子,并且經(jīng)由逆變器模塊32和高壓總線29電連接到高壓電池25。逆變器模塊32配置具有合適的控制電路,其包括用于將高壓DC電力轉(zhuǎn)變成高壓AC電力和將高壓AC電力轉(zhuǎn)變成高壓DC電力的功率晶體管,例如,IGBT。逆變器模塊32優(yōu)選地采用IGBT的脈寬調(diào)制(PWM)控制來將源于高壓電池25的存儲DC電力轉(zhuǎn)換成AC電力來驅(qū)動電機(jī)35以生成扭矩。類似地,逆變器模塊32將傳遞到電機(jī)35的機(jī)械動力轉(zhuǎn)換成DC電力以生成可存儲在電池25中的電能,這包括作為再生制動控制策略的一部分。逆變器模塊32接收電動機(jī)控制命令并控制逆變器狀態(tài)以提供電動機(jī)驅(qū)動和再生制動功能。在一個實(shí)施例中,DC/DC電力轉(zhuǎn)換器23電連接到高壓總線29,并經(jīng)由低壓總線28為低壓電池27提供電力。這些電力連接是已知的,因此不進(jìn)行詳細(xì)描述。低壓電池27電連接到輔助電力系統(tǒng)以為車輛上的低壓系統(tǒng)45(包括,例如,電動窗、HVAC風(fēng)扇、座位和其它裝置)提供低壓電力。
發(fā)動機(jī)40優(yōu)選為通過熱力學(xué)燃燒過程將燃料轉(zhuǎn)換為機(jī)械扭矩的多缸內(nèi)燃機(jī)。發(fā)動機(jī)40配備有多個致動器和傳感裝置,所述傳感裝置用于監(jiān)測運(yùn)行并傳遞燃料以形成生成膨脹力到活塞中的缸內(nèi)燃燒進(jìn)料,這種力傳遞到曲軸36以產(chǎn)生扭矩。用于監(jiān)測發(fā)動機(jī)40的一個傳感裝置為霍爾效應(yīng)傳感器42或另一種合適的傳感器,其可配置成監(jiān)測曲軸36的旋轉(zhuǎn)速度以確定發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度(RPM)。發(fā)動機(jī)40的致動器優(yōu)選地由發(fā)動機(jī)控制器(ECM)44控制。發(fā)動機(jī)40優(yōu)選地利用合適硬件來實(shí)現(xiàn)機(jī)械化,并且ECM44優(yōu)選地包括合適可執(zhí)行例程,以在動力系系統(tǒng)20進(jìn)行運(yùn)行時執(zhí)行自動起動和自動停止功能、供應(yīng)燃料和燃料切斷(FCO)功能,以及全缸與停缸功能。當(dāng)發(fā)動機(jī)40不旋轉(zhuǎn)時,其被認(rèn)為處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)發(fā)動機(jī)40旋轉(zhuǎn)時,其被認(rèn)為處于打開狀態(tài)。全缸狀態(tài)包括如下所述的發(fā)動機(jī)運(yùn)行:通過向所有發(fā)動機(jī)汽缸供給燃料并使其燃燒而使其啟動。停缸狀態(tài)包括如下所述的發(fā)動機(jī)運(yùn)行:通過不向一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸供給燃料并不使其燃燒而令其停止,并且當(dāng)向剩余汽缸供給燃料并使其燃燒且因此產(chǎn)生扭矩時,其優(yōu)選地在打開狀態(tài)下與發(fā)動機(jī)排氣閥一起運(yùn)行以將泵送損失最小化。打開狀態(tài)可包括發(fā)動機(jī)40轉(zhuǎn)動且不供給燃料的FCO狀態(tài)。打開狀態(tài)可包括停缸狀態(tài)。打開狀態(tài)可包括與停缸狀態(tài)相結(jié)合的FCO狀態(tài)。用于執(zhí)行自動起動、自動停止、FCO和停缸例程的發(fā)動機(jī)機(jī)械化和控制例程都是已知的,因此在本文中不進(jìn)行描述??赏ㄟ^幾個控制變量描述發(fā)動機(jī)運(yùn)行,包括發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、發(fā)動機(jī)給料狀態(tài)和發(fā)動機(jī)汽缸狀態(tài)。一個發(fā)動機(jī)運(yùn)行控制變量包括打開狀態(tài)或關(guān)閉狀態(tài)。另一個發(fā)動機(jī)給料控制變量包括給料狀態(tài)或FCO狀態(tài)。另一個發(fā)動機(jī)汽缸控制變量包括全缸狀態(tài)或停缸狀態(tài)。
變矩器55為可旋轉(zhuǎn)扭矩聯(lián)接裝置,其設(shè)置在發(fā)動機(jī)40和變速器50之間,優(yōu)選地包括可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到曲軸36的泵56、定子57、可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到變速器50的輸入部件51的葉輪58,以及可控離合器59。當(dāng)停止或釋放離合器59時,變矩器44運(yùn)行以提供在泵56和葉輪58之間聯(lián)接的流體扭矩;以及當(dāng)啟動離合器59時,變矩器44提供在泵56和葉輪58之間聯(lián)接的機(jī)械扭矩。變矩器和變矩器離合器的設(shè)計都是已知的,因此在本文中不進(jìn)行詳細(xì)描述。
在一個實(shí)施例中,變速器50可設(shè)置為塔齒輪配置,并且可包括一個或多個差速齒輪組和可啟動離合器,其配置成實(shí)現(xiàn)在發(fā)動機(jī)40、輸入部件51和輸出部件62之間的速度比的范圍內(nèi)的多個固定齒輪狀態(tài)之一的扭矩傳遞。變速器40可包括第一旋轉(zhuǎn)速度傳感器52和/或第二旋轉(zhuǎn)速度傳感器54,所述第一旋轉(zhuǎn)速度傳感器52形式上為霍爾效應(yīng)傳感器或另一種可配置成監(jiān)測輸入部件51的旋轉(zhuǎn)速度的合適傳感器,所述第二旋轉(zhuǎn)速度傳感器54可配置成監(jiān)測輸出部件62的旋轉(zhuǎn)速度。變速器50包括任何合適的配置,并且可為自動變速器,其在固定齒輪狀態(tài)之間自動切換,從而以達(dá)到輸出扭矩請求和發(fā)動機(jī)運(yùn)行點(diǎn)之間的優(yōu)選匹配的齒輪比來運(yùn)行。變速器50以預(yù)設(shè)速度/負(fù)荷點(diǎn)自動執(zhí)行加檔以切換到具有更低數(shù)值累乘比(齒輪比)的齒輪狀態(tài),并且變速器50以預(yù)設(shè)速度/負(fù)荷點(diǎn)執(zhí)行減檔以切換到具有更高數(shù)值累乘比的齒輪狀態(tài)。變速器50可使用可控液壓電路進(jìn)行控制,所述可控液壓電路與變速器控制器(TCM)53通信,變速器控制器(TCM)53也可控制變矩器離合器59。變速器50執(zhí)行加檔以切換到具有更低數(shù)值累乘比(齒輪比)的固定齒輪,并且變速器50執(zhí)行減檔以切換到具有更高數(shù)值累乘比的固定齒輪。變速器加檔可要求降低發(fā)動機(jī)速度,從而使得發(fā)動機(jī)速度與乘以與目標(biāo)齒輪狀態(tài)相關(guān)的齒輪比的變速器輸出速度相匹配。變速器減檔可要求增加發(fā)動機(jī)速度,從而使得發(fā)動機(jī)速度與乘以與目標(biāo)齒輪狀態(tài)相關(guān)的齒輪比的變速器輸出速度相匹配。變速器和變速器換擋的設(shè)計都是已知的,因此在本文中不進(jìn)行詳細(xì)描述??赏ㄟ^控制變量來描述變速器運(yùn)行,可將控制變量傳送到與所選固定齒輪狀態(tài)相關(guān)的變速器50。
傳動系60可包括差速齒輪裝置65,在一個實(shí)施例中,差速齒輪裝置65機(jī)械地聯(lián)接到機(jī)械地聯(lián)接到車輪66的輪軸64。傳動系60在變速器50的輸出部件62和路面之間傳遞牽引力。動力系系統(tǒng)20為示例性的,并且本文所描述的概念適用于相似配置的其它動力系系統(tǒng)。
控制系統(tǒng)10優(yōu)選地包括信號地連接到運(yùn)行者接口14的控制器12??刂破?2可包括控制裝置11,其提供多個控制裝置的分級控制,所述多個控制裝置與動力系系統(tǒng)20的獨(dú)立元件處在同一位置以實(shí)現(xiàn)其的運(yùn)行控制,包括,例如,逆變器模塊32、ECM 44和TCM 53??刂破?2與逆變器模塊32、ECM 44和TCM 53中每一個直接地或經(jīng)由通信總線18通信,以監(jiān)測其運(yùn)行并控制其運(yùn)行。
車輛100的運(yùn)行者接口14包括多個人/機(jī)接口裝置,通過這些裝置車輛運(yùn)行者命令車輛100的運(yùn)行,包括,例如,令運(yùn)行者啟動并帶動發(fā)動機(jī)40的點(diǎn)火開關(guān)、加速器踏板15、制動踏板16、變速器范圍選擇器(PRNDL)17、方向盤和前燈開關(guān)116。加速器踏板15提供信號輸入,其包括指示運(yùn)行者對車輛加速請求的加速器踏板位置,以及制動踏板16提供信號輸入,包括指示運(yùn)行者對車輛制動請求的制動踏板位置。變速器范圍選擇器17提供信號輸入,其指示運(yùn)行者期望的車輛運(yùn)動方向,包括不連續(xù)數(shù)量的運(yùn)行者可選位置,這些位置指示輸出部件62在向前方向或相反方向上的優(yōu)選旋轉(zhuǎn)方向。
控制器、控制模塊、模塊、控制、控制單元、處理器這些術(shù)語和相似術(shù)語指以下幾種中的任何一種或多種的組合:專用集成電路(ASIC)、電子電路、中央處理單元,例如微處理器和相關(guān)的形式上為存儲器和存儲裝置(只讀型、可編程只讀型、隨機(jī)訪問型、硬盤驅(qū)動型等)的非瞬時存儲組件11。非瞬時存儲器組件11能以一個或多個軟件或固件程序或例程、組合邏輯電路、輸入/輸出電路和裝置、信號調(diào)節(jié)和緩沖電路以及其它可由一個或多個處理器訪問以提供所述功能的組件的形式存儲機(jī)器可讀指令。輸入/輸出電路和裝置包括模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器和監(jiān)測來自傳感器的輸入的相關(guān)裝置,以預(yù)設(shè)采樣頻率或響應(yīng)于觸發(fā)事件來監(jiān)測這種輸入。軟件、固件、程序、指令、控制例程、代碼、算法和相似術(shù)語表示任何控制器可執(zhí)行指令組,包括校正和查閱表。每個控制器執(zhí)行控制例程以提供所需功能,包括監(jiān)測來自傳感裝置和其它聯(lián)網(wǎng)控制器的輸入以及執(zhí)行控制和診斷例程以控制致動器的運(yùn)行。可周期性地以固定間隔執(zhí)行例程,例如在進(jìn)行運(yùn)行期間保持間隔為每100微秒或3.125、6.25、12.5、25和100毫秒??蛇x地,可響應(yīng)于觸發(fā)事件的發(fā)生來執(zhí)行例程。使用直接有線鏈路、聯(lián)網(wǎng)通信總線鏈路、無線鏈路、串聯(lián)外圍接口總線或任何其它合適的通信鏈路,可實(shí)現(xiàn)控制器之間的通信,控制器、致動器和/或傳感器之間的通信。通信包括交換任何合適形式的數(shù)據(jù)信號,包括,例如,經(jīng)由導(dǎo)體介質(zhì)的電信號、經(jīng)由空氣的電磁信號、經(jīng)由光波導(dǎo)的光信號等。數(shù)據(jù)信號可包括表示來自傳感器的輸入的信號、表示致動器命令的信號和控制器之間的通信信號。如本文所使用,術(shù)語“動態(tài)”和“動態(tài)地”描述實(shí)時執(zhí)行的步驟或過程,其特征在于監(jiān)測或確定參數(shù)狀態(tài)并且定期或周期性地更新例程執(zhí)行期間或例程執(zhí)行的迭代之間的參數(shù)狀態(tài)。
響應(yīng)于運(yùn)行者請求的車輛運(yùn)行包括運(yùn)行加速模式、制動模式、穩(wěn)態(tài)運(yùn)行模式、巡航模式和怠速模式。加速模式包括增加車輛速度的運(yùn)行者請求。制動模式包括降低車輛速度的運(yùn)行者請求。穩(wěn)態(tài)運(yùn)行模式包括如下所述的車輛運(yùn)行:車輛目前正以一定速率移動而無運(yùn)行者制動或加速請求,基于當(dāng)前車輛速度和車輛動量、車輛風(fēng)阻力和滾動阻力,以及傳動系慣性阻力來確定車輛速度。巡航模式包括如下所述的車輛運(yùn)行:車輛速度大于最小閾值速度,以及加速器踏板的運(yùn)行者請求小于維持當(dāng)前車輛速度所需的運(yùn)行者請求。怠速模式包括如下所述的車輛運(yùn)行:車輛速度為零或接近零,變速器范圍選擇器處于非推進(jìn)范圍,或者處于多個推進(jìn)范圍中的一個,運(yùn)行者請求包括加速器踏板的零輸入和制動踏板的最小輸入或輕微輸入。
圖2和相關(guān)的圖3至圖5示意性示出了協(xié)調(diào)發(fā)動機(jī)狀態(tài)選擇和變矩器離合器釋放控制例程(例程)200的細(xì)節(jié),所述變矩器離合器釋放控制例程(例程)200用于響應(yīng)于包括車輛減速的輸出扭矩請求變化來控制參考圖1所描述的車輛100中所采用的動力系系統(tǒng)20的實(shí)施例。輸出扭矩請求變化可包括加速器踏板15和制動踏板16其中之一或兩者的運(yùn)行者輸入,包括當(dāng)加速器踏板15的運(yùn)行者輸入小于指示巡航的最小閾值時的情況。加速器踏板15的運(yùn)行者輸入可與指示車輛制動扭矩請求的制動踏板16的運(yùn)行者輸入相結(jié)合。
例程200包括變矩器離合器控制例程300、再生制動緩解例程400,和發(fā)動機(jī)狀態(tài)選擇例程500,所述各例程可在車輛減速期間間歇地執(zhí)行??偟膩碚f,例程200包括,響應(yīng)于包括車輛減速的輸出扭矩請求變化,在打開狀態(tài)、燃料切斷狀態(tài)和停缸狀態(tài)下初始運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)40,在啟動狀態(tài)下運(yùn)行變矩器離合器59,以及在再生制動狀態(tài)下運(yùn)行電機(jī)35以將車輛動量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。?dāng)發(fā)動機(jī)速度小于第一閾值速度時,內(nèi)燃機(jī)40從停缸狀態(tài)過渡到全缸狀態(tài),以及電機(jī)35繼續(xù)在再生制動狀態(tài)下運(yùn)行,包括緩降再生制動扭矩的大小。當(dāng)發(fā)動機(jī)速度小于第二閾值速度時,將停止或釋放變矩器離合器59,優(yōu)選地與再生制動扭矩緩降到零同時發(fā)生。
最好參考圖3描述變矩器離合器控制例程300。變矩器離合器控制例程300的目的是動態(tài)識別發(fā)動機(jī)減速期間停止變矩器離合器59的運(yùn)行條件。在車輛和發(fā)動機(jī)減速期間,停止變矩器離合器59可結(jié)合與控制和緩解再生制動相關(guān)的其它運(yùn)行條件。變矩器離合器控制例程300的輸入?yún)?shù)包括最小全缸不給料發(fā)動機(jī)速度302和當(dāng)前輸入速度304。最小全缸不給料發(fā)動機(jī)速度302是校正值,其指示用于當(dāng)在FCO狀態(tài)下運(yùn)行時在全缸狀態(tài)下運(yùn)行發(fā)動機(jī)40的閾值速度。當(dāng)發(fā)動機(jī)40正在FCO狀態(tài)下運(yùn)行時,最小全缸不給料發(fā)動機(jī)速度302提供了在全缸狀態(tài)和停缸狀態(tài)之間的分隔線,當(dāng)當(dāng)前發(fā)動機(jī)速度304小于最小全缸不給料發(fā)動機(jī)速度302時,命令發(fā)動機(jī)40在全缸狀態(tài)下運(yùn)行。使用加法器311將變矩器離合器時間余量306加入最小全缸不給料發(fā)動機(jī)速度302,以確定第一目標(biāo)速度305。變矩器離合器時間余量306是校正速度,其被引入是為了說明各種控制器(包括TCM 53、ECM 44和控制器12)之間的通信和控制延遲,以及還為了對發(fā)動機(jī)速度減速率進(jìn)行說明。當(dāng)前發(fā)動機(jī)速度304通過比較器313與第一目標(biāo)速度305進(jìn)行比較,生成以邏輯0或1的形式的輸出314,具體形式取決于當(dāng)前發(fā)動機(jī)速度304小于第一目標(biāo)速度305(1)還是當(dāng)前發(fā)動機(jī)速度304大于第一目標(biāo)速度305(0)。引入滯后速度,其包括滯后校正速度303,并使用加法器312、比較器315、與門316和邏輯逆變器(1/Z)319將滯后校正速度加入第一目標(biāo)速度305并與當(dāng)前輸入速度304進(jìn)行比較,以生成為邏輯0或1的滯后狀態(tài)317。滯后狀態(tài)317(0或1)和輸出314被輸入到或門318,生成初始離合器釋放邏輯命令320,其指示實(shí)施變矩器離合器釋放的命令(1),或不實(shí)施變矩器離合器釋放的命令(0)。
變速器狀態(tài)邏輯檢查包括對當(dāng)前命令的變速器范圍308進(jìn)行比較的比較器322,以及乘以校正值307的測量變速器齒輪,當(dāng)當(dāng)前命令的變速器范圍308等于乘以校正值307的測量變速器齒輪時,將生成為1的邏輯信號324,這指示變速器50正按命令運(yùn)行。否則,比較器322J將生成為0的邏輯信號324。第二邏輯檢查309指示是啟動(1)還是停止(0)變矩器離合器59。來自初始離合器釋放邏輯命令320、變速器狀態(tài)邏輯檢查比較器322和第二邏輯信號309的輸出被輸入邏輯與門330。當(dāng)初始離合器釋放邏輯命令320指示實(shí)施變矩器離合器釋放的命令(1),并且變速器狀態(tài)邏輯檢查比較器322指示變速器50正按預(yù)期運(yùn)行(1),以及第二邏輯檢查309指示變矩器離合器59目前被啟動(1)時,變矩器離合器控制例程300將生成請求停止變矩器離合器59的第一信號335(1)。否則,將生成請求繼續(xù)啟動至少與該例程相關(guān)的變矩器離合器59的第二信號335(0)。第一信號335(1)和第二信號335(0)中所選定的一個被傳送到TCM 53用于實(shí)施。來自變矩器離合器控制例程300的其它輸出包括變速器范圍狀態(tài)308和變矩器離合器釋放速度350,當(dāng)變矩器離合器控制例程300生成請求停止變矩器離合器59的第一信號335(1)時,所述變矩器離合器釋放速度350為輸入速度304的值。
最好參考圖4描述再生制動緩解例程400,以及其包括一種用于動態(tài)確定凈有效再生制動扭矩容量440的過程,這可用于車輛減速期間緩解制動力。變矩器離合器釋放速度350除以齒輪速度403(405)以確定第一速度407,再在當(dāng)前變速器輸出速度402中減去(410)所述第一速度407以確定Δ變速器輸出速度415?;诋?dāng)前變速器范圍狀態(tài)308的齒輪比來確定齒輪速度403,以及第一速度407表示變矩器離合器釋放速度350,通過包含當(dāng)前變速器范圍狀態(tài)的齒輪比來將所述變矩器離合器釋放速度350轉(zhuǎn)換成變速器輸出速度。Δ變速器輸出速度415提供變速器輸出速度大小的測量,所述變速器輸出速度大于用于變矩器離合器釋放的最小變速器輸出速度。
確定長期動力傳動系統(tǒng)扭矩容量412,并且其表示傳動系和動力系系統(tǒng)的再生扭矩容量,包含了對扭矩作出反應(yīng)的動力傳動系統(tǒng)的機(jī)械容量。從中減去來自再生制動緩解例程400的先前迭代413的凈有效再生制動扭矩容量,以得到Δ扭矩容量414。Δ扭矩容量414與Δ變速器輸出速度415(416)結(jié)合,以確定初始再生制動扭矩緩變率418,單位為牛米/循環(huán)?;陂L期動力傳動系統(tǒng)扭矩容量412和來自先前迭代413的凈有效再生制動扭矩容量,初始再生制動扭矩緩變率418受到梯度限制(420),以確定優(yōu)選再生制動扭矩緩變率422。從而基于當(dāng)前運(yùn)行條件動態(tài)控制優(yōu)選再生制動扭矩緩變率422。優(yōu)選再生制動扭矩緩變率422與蠕變扭矩426和當(dāng)前施加的制動扭矩428(430:選擇最大值)、長期動力傳動系統(tǒng)扭矩容量412(432:選擇最小值)、短期動力傳動系統(tǒng)扭矩容量411(434:選擇最大值)之間的差(427)進(jìn)行比較,以確定用于此迭代的凈有效再生制動扭矩容量440。凈有效再生制動扭矩容量440作為電動機(jī)控制命令被傳送到控制器12,該命令可用于命令逆變器模塊32控制逆變器狀態(tài),以在再生制動狀態(tài)下運(yùn)行電機(jī)35,以將車輛動量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔懿⑻峁┰偕苿印?/p>
最好參考圖5描述發(fā)動機(jī)狀態(tài)選擇例程500,并且其包括一種用于動態(tài)確定與停缸狀態(tài)下的運(yùn)行相關(guān)的動力成本545的過程,其可被傳送到ECM 44用于發(fā)電機(jī)狀態(tài)控制例程,包括中斷停缸狀態(tài)。
發(fā)動機(jī)狀態(tài)選擇例程500的目的是動態(tài)識別發(fā)動機(jī)減速期間在停缸狀態(tài)下中斷發(fā)動機(jī)運(yùn)行,導(dǎo)致結(jié)合停止變矩器離合器59在全缸狀態(tài)下運(yùn)行發(fā)動機(jī)40的命令的運(yùn)行條件,以及在車輛和發(fā)動機(jī)減速期間與控制和緩解再生制動相關(guān)的其它運(yùn)行條件。發(fā)動機(jī)狀態(tài)選擇例程500的輸入?yún)?shù)包括最小停缸不給料發(fā)動機(jī)速度504和當(dāng)前輸入速度304。最小停缸不給料發(fā)動機(jī)速度504是校正值,其指示用于當(dāng)在FCO狀態(tài)下運(yùn)行時在停缸狀態(tài)下運(yùn)行發(fā)動機(jī)40的閾值速度。當(dāng)發(fā)動機(jī)40正在FCO狀態(tài)下運(yùn)行時,最小停缸不給料發(fā)動機(jī)速度504提供了在全缸狀態(tài)和停缸狀態(tài)之間的分隔線,當(dāng)當(dāng)前輸入速度304小于最小停缸不給料發(fā)動機(jī)速度502時,命令發(fā)動機(jī)40在全缸狀態(tài)下運(yùn)行。為確定速度余量506的中斷余量校正505提供變速器輸出加速項(xiàng)502,使用加法器511將所述中斷余量校正505加入最小停缸不給料發(fā)動機(jī)速度502,以確定第一目標(biāo)速度505。速度余量506是校正速度,其被引入是為了說明各種控制器(包括TCM 53、ECM 44和控制器12)之間的通信和控制延遲,以及還為了對發(fā)動機(jī)減速率進(jìn)行說明。當(dāng)前發(fā)動機(jī)速度504通過比較器513與第一目標(biāo)速度505進(jìn)行比較,生成以邏輯0或1的形式的輸出514,具體形式取決于當(dāng)前發(fā)動機(jī)速度504小于第一目標(biāo)速度505(1)還是當(dāng)前發(fā)動機(jī)速度504大于第一目標(biāo)速度505(0)。引入滯后速度,其包括加入第一目標(biāo)速度505的滯后校正速度503。使用加法器512、比較器515,和與門516,以及邏輯逆變器(1/Z)519將結(jié)果與當(dāng)前輸入速度504進(jìn)行比較,以生成為邏輯0或1的滯后狀態(tài)517。滯后狀態(tài)517(0或1)和輸出514是或門518的輸入,生成初始釋放邏輯命令520,其指示中斷停缸狀態(tài)的命令(1),或不中斷停缸狀態(tài)的命令(0)。
變速器狀態(tài)邏輯檢查包括對當(dāng)前命令的變速器范圍508進(jìn)行比較的比較器522,以及乘以校正值507的測量變速器齒輪,當(dāng)當(dāng)前命令的變速器范圍508等于乘以校正值507的測量變速器齒輪時,將生成為1的邏輯信號324,這指示變速器50正按預(yù)期運(yùn)行。否則,比較器522將生成為0的邏輯信號524。來自初始釋放邏輯命令520和變速器狀態(tài)邏輯檢查比較器522的輸出被輸入邏輯與門530。當(dāng)初始釋放邏輯命令520指示中斷停缸狀態(tài)的命令(1),以及變速器狀態(tài)邏輯檢查比較器522指示變速器50正按預(yù)期運(yùn)行(1)時,發(fā)動機(jī)狀態(tài)選擇例程500生成請求中斷停缸狀態(tài)的第一、停缸中斷信號535(1)。否則,將生成請求繼續(xù)啟動至少與該例程相關(guān)的停缸狀態(tài)的第二信號535(0)。第一信號535(1)和第二信號535(0)中所選定的一個被傳送到ECM 44用于實(shí)施。在一個實(shí)施例中,第一信號535(1)和第二信號535(0)中所選定的一個可傳送到以IF/THEN/ELSE邏輯元件540的形式的第二邏輯回路。當(dāng)選擇第一信號535(1)時,IF/THEN/ELSE邏輯元件540具有輸出545,其和與中斷ECM 44的停缸狀態(tài)相關(guān)的預(yù)定動力成本537相等。當(dāng)選擇第二信號535(0)時,IF/THEN/ELSE邏輯元件540的輸出545設(shè)定為零536。將輸出545發(fā)送到ECM 44用于實(shí)施。
圖6圖解示出了采用參考圖2至圖5所描述的協(xié)調(diào)發(fā)動機(jī)狀態(tài)選擇和變矩器離合器釋放控制例程(例程)200的實(shí)施例,用于參考圖1所描述的車輛100和動力系系統(tǒng)20的實(shí)施例的減速事件期間的發(fā)動機(jī)速度??v軸包括發(fā)動機(jī)速度(RPM)601和再生制動容量(Nm)603,其相對于時間(s)605進(jìn)行繪制。示出了發(fā)動機(jī)速度601和相應(yīng)的再生制動容量624。閾值速度或過渡速度包括用于在停缸狀態(tài)606下運(yùn)行的最小容許速度和在全缸狀態(tài)622下運(yùn)行發(fā)動機(jī)的最小容許速度。命令包括變矩器離合器釋放命令618和變矩器離合器狀態(tài)620。時間點(diǎn)606指示命令發(fā)動機(jī)過渡到全缸狀態(tài)的速度相關(guān)時間,這由在停缸狀態(tài)信號612下的過渡來指示。時間點(diǎn)607指示在發(fā)動機(jī)速度610降至用于在停缸狀態(tài)信號616下運(yùn)行的最小容許速度之前發(fā)動機(jī)過渡到全缸狀態(tài)614的速度相關(guān)時間。時間點(diǎn)608指示命令變矩器離合器停止的速度相關(guān)時間。時間點(diǎn)609指示在發(fā)動機(jī)速度610降至用于在全缸狀態(tài)622下運(yùn)行的最小容許速度之前變矩器離合器停止的速度相關(guān)時間。例程200通過再生制動實(shí)現(xiàn)用于能量回收的增加時間。此外,因?yàn)閮H當(dāng)發(fā)動機(jī)速度降至用于在停缸狀態(tài)信號616下運(yùn)行的最小容許速度時,才會中斷停缸狀態(tài),所以在發(fā)動機(jī)減速期間,發(fā)動機(jī)的泵送損失并沒有隨之增大。
本文中描述的協(xié)調(diào)發(fā)動機(jī)狀態(tài)選擇和變矩器離合器釋放控制例程200,通過在無供給燃料的情況下允許發(fā)動機(jī)過渡出停缸狀態(tài)和在給料狀態(tài)下運(yùn)行發(fā)動機(jī),降低用于釋放變矩器離合器的速度。這不需要以增大的速度來釋放變矩器離合器,以在急減速事件期間保持駕駛性能??梢詳U(kuò)展不給料減速事件,從而通過協(xié)調(diào)變矩器離合器釋放、再生制動緩解和停缸中斷來提供附加的再生制動。這可以通過將用于釋放變矩器離合器的不給料全缸最小速度定為目標(biāo),并且使用用于再生制動的可變緩解方案來實(shí)現(xiàn),具體情況取決于運(yùn)行條件,所述可變緩解方案允許可校正離合器釋放速度以擴(kuò)展再生制動。在變矩器離合器釋放點(diǎn)或接近該點(diǎn)時緩解再生制動。
這些詳細(xì)的說明和附圖或圖表支持并描述了本教導(dǎo),但是本教導(dǎo)的范圍僅由權(quán)利要求書來限定。雖然已詳細(xì)描述用于實(shí)施本教導(dǎo)的一些最佳模式和其它實(shí)施例,但仍存在用于實(shí)踐所附權(quán)利要求書中所限定的本教導(dǎo)的各種可選設(shè)計和實(shí)施例。