[发明专利]混合动力系的扭矩控制

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2007年3月6日提交的美国临时申请No.60/893,262的权益。上述申请的公开内容通过引用结合于本文中。

技术领域

本发明涉及一种车辆的混合动力系，更具体地涉及混合动力系中的扭矩控制。

背景技术

本部分中的陈述仅仅提供了涉及本发明的背景信息，并可能未构成现有技术。

混合动力系一般包括第一扭矩发生器如内燃机(ICE)以及第二扭矩发生器如电机(EM)，它们都可向传动系统提供扭矩以驱动车辆。混合动力系有两种类型，包括完全混合动力系和轻型混合动力系。在完全混合动力系中，EM可直接驱动传动系统，不需要通过ICE的部件来传递扭矩。在轻型混合动力系中，EM例如通过辅助传动与ICE相连，从而将EM产生的扭矩通过ICE传递到传动系统。一种示例性的轻型混合动力系包括所谓的皮带传动起动/发电机(BAS)系统。在这种BAS系统中，EM通过传统的带和带轮结构连接到ICE上，其中该带和带轮结构驱动其它的附件，包括但不限于泵和压缩机。

动力系的扭矩控制通过包括两个扭矩控制范畴：轴扭矩和推进扭矩。在轻型混合动力系中，推进扭矩是ICE的曲轴处的输出扭矩，其包括EM的扭矩贡献。

动力系统还包括多个扭矩特征，其中的每一个特征都在动力系统的各个点处影响驱动扭矩的量。高级的或整体的扭矩特征是车辆驱动器，它根据驾驶员的输入而命令来自扭矩源的理想输出扭矩或理想轴扭矩。示例性的驾驶员输入包括但不限于加速踏板和巡航控制系统。除此之外，现代的动力系统还包括额外的扭矩特征或扭矩要求，例如车辆稳定性控制系统、牵引控制系统、发动机过速保护系统、换档质量系统、发动机和/或变速箱部件保护系统，和/或传动系部件保护系统。取决于动力系统的特殊构造，扭矩特征的数量可多达数十至上百个。

特定动力系统的扭矩特征是独立的，并且可经常同时控制驱动扭矩。由于动力系统在任一时间仅能产生单个传动扭矩值，因此需要仲裁系统来确定需要产生的正确的驱动扭矩。通常用一控制模块来仲裁多个扭矩请求。在混合动力系统中，控制模块可响应对于多个扭矩发生器(如ICE和EM)的扭矩请求。

发明内容

因此，本发明提供了一种调节混合动力系统中的内燃机(ICE)和电机(EM)的扭矩输出的方法。该方法包括确定混合动力系统的理想轴扭矩，在混合动力系统的发动机控制模块(ECM)中裁决理想的轴扭矩和第一多个扭矩请求，以提供裁决后的轴扭矩请求；其中第一多个扭矩请求包括牵引控制系统、车辆稳定性增强系统和车辆过速保护系统的扭矩特征。该方法还包括：在混合控制模块(HCM)中基于裁决后的轴扭矩请求来裁决扭矩请求，并且裁决第二多个扭矩请求，以提供最终扭矩请求；其中第二多个扭矩请求包括再生制动、发动机过速保护和电机起动的扭矩特征；并且基于最终的扭矩请求来产生内燃机控制信号和电机控制信号。该方法还包括在变速箱控制模块(TCM)中确定推进扭矩请求，其中第二多个扭矩请求中的一个包括推进扭矩请求。

在一个特征中，该方法还包括监控混合动力系统的工作参数，其中理想的轴扭矩基于这些工作参数来确定。

在另一特征中，该方法还包括在发动机控制模块中将裁决后的轴扭矩请求转化为推进扭矩请求，其中发动机控制模块裁决推进扭矩请求和第一多个推进扭矩请求，以提供裁决后的推进扭矩请求。

在另一特征中，推进扭矩请求基于混合动力系统的变速箱齿轮传动比来确定。

在另一特征中，最终扭矩请求是推进扭矩请求，并且该方法还包括将推进扭矩请求划分为内燃机扭矩请求和电机扭矩请求。在这一点上，内燃机扭矩请求和电机扭矩请求可被认为是扭矩命令。内燃机控制信号基于内燃机扭矩请求而产生，而电机控制信号基于电机扭矩请求而产生。

在另一特征中，混合控制模块产生电机控制信号，而发动机控制模块产生内燃机控制信号。

总之，本发明提供了一种协调式扭矩控制策略，其可在发动机控制模块中实现轴扭矩控制，并且在发动机控制模块和混合控制模块之间划分推进扭矩控制职责。该协调式扭矩控制策略有利于在发动机控制模块中实现部件保护、发动机过速保护和系统补救措施，同时混合推进扭矩控制在发动机控制模块终止时恢复，并执行变速箱扭矩控制、再生制动和发动机过速保护。通过这种方式，部件保护、发动机保护和失效补救措施的职责可被指派给发动机控制模块。在混合控制模块中执行变速箱扭矩控制减少了串行数据链路的等待，同时可在换档过程中控制推进扭矩，这对于离合器至离合器式变速箱来说是很重要的。