用于确定发动机分离离合器扭矩的系统和方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及一种用于确定混合动力车辆中的发动机分离离合器扭矩的系统和方 法，所述混合动力车辆具有发动机，该发动机选择性地连接到牵引马达和自动变速器。
【背景技术】
[0002] 混合动力电动车辆（HEV)利用内燃发动机与电动马达的组合来提供推进车辆所 需要的动力。这种布置提供优于仅具有内燃发动机的车辆的提高的燃料经济性。可使用离 合器来控制动力流，并在瞬态车辆操作（诸如发动机或电动马达的开机）期间为驾驶员提 供平稳的操作。
[0003] 例如，在发动机低效率运转或者其他不需要发动机来推进车辆期间，发动机可在 HEV中停止运转。在这些情况下，使用电动马达来提供推进车辆所需要的所有动力。当驾 驶员动力需求增加使得电动马达不再能提供足以满足该需求的动力时，如果电池的荷电状 态（SOC)下降至特定水平以下或者另一车辆系统需要发动机运转，则会需要启动发动机以 为车辆提供额外动力。根据车辆的状态，会期望通过动力传动系统（即，发动机、马达、变速 器等）利用各种控制序列来启动发动机，以满足那时车辆和驾驶员的要求。
【发明内容】
[0004] 公开了一种用于利用车辆中的牵引马达在发动机启动期间估计离合器扭矩的系 统和方法，所述车辆具有发动机，该发动机选择性地连接到所述马达和变速器。控制器可被 配置为使用马达扭矩作为输入基于通过测量的动力传动系统状态与预测的动力传动系统 状态之间的差异估计的离合器扭矩来控制马达扭矩。所述动力传动系统状态可包括例如马 达转速、涡轮转速、发动机转速和离合器扭矩。可使用自适应增益来促使测量的（或实际 的）离合器扭矩与估计的（或预测的）离合器扭矩之间的差异趋于零。
[0005] 在一个实施例中，一种混合动力车辆包括发动机，所述发动机通过分离离合器被 选择性地连接到牵引马达和变速器。所述车辆还包括控制器，所述控制器被配置为基于通 过测量的动力传动系统状态与预测的动力传动系统状态之间的差异估计的离合器扭矩来 控制马达扭矩。所述预测的动力传动系统状态包括马达转速、发动机转速、涡轮转速和离合 器扭矩中的至少一种。进一步利用自适应增益来估计离合器扭矩，所述自适应增益通过测 量的动力传动系统状态与预测的动力传动系统状态（例如，马达转速和发动机转速）之间 的差异计算得出。
[0006] 在另一实施例中，一种混合动力车辆包括发动机和变速器，所述变速器具有齿轮 装置，所述齿轮装置限定从变速器的输入轴到输出轴的多个扭矩流动路径。所述车辆还包 括设置在发动机和变速器之间的马达，其中，所述发动机通过分离离合器被选择性地连接 到马达和变速器。控制器被配置为利用马达基于通过测量的马达转速和预测的马达转速之 间的差异估计的离合器扭矩而在发动机启动期间控制马达扭矩。所述预测的马达转速可基 于马达扭矩、马达动态和涡轮动态，测量的马达转速可由转速传感器确定。离合器扭矩可进 一步基于马达扭矩和通过测量的马达转速与预测的马达转速之间的差异计算得出的自适 应增益。所述控制器可被配置为基于马达扭矩、发动机扭矩和发动机动态来预测发动机转 速。
[0007] 在又一实施例中，描述了一种用于控制混合动力车辆的方法，所述混合动力车辆 具有发动机，该发动机选择性地连接到马达和变速器。所述方法包括基于通过测量的动力 传动系统状态与预测的动力传动系统状态之间的差异估计的离合器扭矩来控制马达扭矩。 所述方法还包括基于马达扭矩、马达动态和涡轮动态中的至少一种来估计马达转速和涡轮 转速。还通过马达扭矩、发动机扭矩和自适应增益来估计离合器扭矩，所述自适应增益通过 测量的发动机转速与预测的发动机转速之间的差异计算得出。
[0008] 根据本发明，提供一种混合动力车辆，包括：发动机；变速器，具有齿轮装置，所述 齿轮装置限定从变速器的输入轴到输出轴的多个扭矩流动路径；马达，设置在发动机和变 速器之间，所述发动机通过分离离合器被选择性地连接到马达和变速器；控制器，被配置为 利用马达基于通过测量的马达转速和预测的马达转速之间的差异估计的离合器扭矩而在 发动机启动期间控制马达扭矩。
[0009] 根据本发明的一个实施例，所述预测的马达转速基于马达扭矩、马达动态和涡轮 动态。
[0010] 根据本发明的一个实施例，控制器进一步被配置为基于马达扭矩、发动机扭矩和 发动机动态来预测发动机转速。
[0011] 根据本发明的一个实施例，离合器扭矩进一步基于马达扭矩和通过测量的马达转 速与预测的马达转速之间的差异计算得出的自适应增益。
[0012] 根据本发明的一个实施例，还通过马达扭矩、发动机扭矩和自适应增益来估计离 合器扭矩，所述自适应增益通过测量的发动机转速与预测的发动机转速之间的差异计算得 出。
[0013] 根据本发明，提供一种用于控制混合动力车辆的方法，所述混合动力车辆具有发 动机，该发动机选择性地连接到马达和变速器，所述方法包括基于通过测量的动力传动系 统状态和预测的动力传动系统状态估计的离合器扭矩来控制马达扭矩。
[0014] 根据本发明的一个实施例，所述方法还包括基于马达扭矩、马达动态和涡轮动态 来预测马达转速和涡轮转速。
[0015] 根据本发明的一个实施例，所述方法还包括基于马达扭矩、发动机扭矩和发动机 动态来预测发动机转速。
[0016] 根据本发明的一个实施例，通过马达扭矩和自适应增益来估计离合器扭矩，所述 自适应增益通过测量的马达转速和预测的马达转速之间的差异计算得出。
[0017] 根据本发明的一个实施例，通过马达扭矩、发动机扭矩和自适应增益来估计离合 器扭矩，所述自适应增益通过测量的发动机转速和预测的发动机转速之间的差异计算得 出。
[0018] 根据本发明的一个实施例，预测的动力传动系统状态包括马达转速、发动机转速、 涡轮转速和离合器扭矩中的至少一种。
[0019] 根据本发明的一个实施例，测量的动力传动系统状态包括马达转速、发动机转速 和涡轮转速中的至少一种。
[0020] 根据本发明的一个实施例，发动机转速通过发动机转速传感器测量得到。
[0021] 根据本发明的一个实施例，马达转速通过马达转速传感器测量得到。
[0022] 根据本发明的一个实施例，进一步利用自适应增益来估计离合器扭矩，所述自适 应增益通过测量的动力传动系统状态与预测的动力传动系统状态之间的差异计算得出。
[0023] 根据本公开的实施例提供各种优点。例如，各实施例减少了从动力传动系统传递 到车辆车身的扭矩扰动，这减轻了驾驶员经历的不愉快的换档冲击。此外，根据本公开的实 施例在分离离合器接合期间提供平稳的发动机启动。通过下面结合附图对优选实施例进行 的详细描述，上述优点及其他优点和特点将变得显而易见。
【附图说明】
[0024] 图1是根据本公开的实施例的混合动力车辆动力传动系统的示意性表示；
[0025] 图2是示出根据本公开的实施例在发动机启动期间混合动力车辆中的分离离合 器的接合的曲线图；
[0026] 图3A是示出根据本公开的实施例的给定变矩器的容量因子曲线的曲线图；
[0027] 图3B是示出根据本公开的实施例的给定变矩器的变矩比曲线的曲线图；
[0028] 图4是示出用于估计离合器扭矩的控制算法的流程图；
[0029] 图5是示出根据本公开的实施例的用于在发动机启动期间估计离合器扭矩的一 种方法的流程图；
[0030] 图6是示出根据本公开的另一实施例的用于在发动机启动期间估计离合器扭矩 的另一种方法的流程图。
【具体实施方式】
[0031] 根据需要，在此公开了要求保护的主题的详细的实施例；然而，应理解，公开的实 施例仅为示例，并且可以以多种和替代的形式实施。附图不一定按比例绘制；可夸大或最小 化一些特征以显示特定组件的细节。因此，在此所公开的具体结构和功能细节不应解释为 限制，而仅为用于教导本领域技术人员以多种方式使用要求保护的主题的实施例的代表性 基础。
[0032] 车辆制造商正在改进混合动力车辆的动力系统和传动系统，以满足对提高的燃料 效率和较低的排放的需