用于改进混合动力车辆换档的方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本说明书涉及用于改进混合动力车辆换挡的方法和系统。所述方法可以尤其用于 经由传动系分离离合器将电机选择性地直接耦连到发动机的混合动力车辆。
【背景技术】
[0002] -种混合动力车辆配置包括直接耦连到传动系分离离合器的发动机，并且分离离 合器被直接耦连到传动系集成起动机/发电机（DISG)，其直接耦连到变矩器叶轮。传动系 也可以包括双质量飞轮，该双质量飞轮包括利用飞轮质量操作的弹簧，以在发动机和传动 系分离离合器之间提供机械阻尼。双质量飞轮减少可以传递到车辆变速器和车轮的发动机 扭矩脉冲的振幅。然而，飞轮质量使传动系惯性增加，从而降低燃料经济性。另外，飞轮惯 性有助于在变速器输入轴处产生的增加的惯性扭矩。由于通过变速器齿轮离合器传输的增 加的扭矩量增加，在变速器换档期间，增加的惯性扭矩可能增加传动系扭矩扰动。因此，期 望提供双质量飞轮的益处，同时在变速器换档期间向变速器输入轴提供减少的惯性扭矩。
【发明内容】
[0003] 本文发明人已认识到上述缺点并且已开发了一种方法，该方法包括：响应于经由 位于变矩器离合器上游的惯性产生的惯性扭矩的振幅，成比例地调节变矩器离合器的扭矩 容量，惯性包括分离离合器的惯性和马达的惯性，分离离合器直接耦连到马达。
[0004] 通过调节变矩器离合器的扭矩容量，可能的是提供以下技术结果，即，在换档期间 减少存在于变速器输入轴处的惯性扭矩，从而使得可以减少变速器换档期间的扭矩扰动。 另外，可能的是，消除或减少定位在发动机和传动系分离离合器之间的阻尼飞轮的质量，从 而改进车辆燃料效率。例如，在变速器换档期间，可以减少变矩器离合器的扭矩容量，使得 变矩器离合器滑动并且有效地减少在位于变矩器离合器下游的变速器轴处存在或观察到 的惯性。滑动变矩器离合器可以允许较少的惯性扭矩从变矩器离合器的上游传递到位于变 矩器离合器下游的变速器输入轴。
[0005] 在另一个实施例中，方法包括响应于换档请求以及仅当分离离合器完全闭合或正 在滑动时，将变矩器离合器的扭矩容量调节到小于分离离合器的扭矩容量的扭矩容量，响 应于经由位于变矩器离合器上游的惯性产生的惯性扭矩和发动机燃烧扭矩，进一步调节变 矩器离合器的扭矩容量。
[0006] 在另一个实施例中，与惯性扭矩的振幅成比例地调节变矩器离合器的扭矩容量。
[0007] 在另一个实施例中，基于惯性扭矩的频率调节变矩器离合器的扭矩容量。
[0008] 在另一个实施例中，该方法还包括响应于惯性扭矩调节分离离合器的扭矩容量。
[0009] 在另一个实施例中，响应于减少液力变矩器离合器的扭矩容量不足以将惯性扭矩 和发动机燃烧扭矩的总和减少到阈值扭矩，减少分离离合器的扭矩容量。
[0010] 在另一个实施例中，方法包括：响应于经由位于第一离合器上游的惯性产生的惯 性扭矩，调节位于变速器输入轴上游的第一离合器的扭矩容量，所述惯性包括分离离合器 的惯性和马达的惯性，分离离合器直接耦连到马达；响应于第一离合器的工况或惯性扭矩 和发动机燃烧扭矩的总和超过变速器输入轴处的阈值扭矩，调节位于变速器输入轴上游的 第二离合器的扭矩容量。
[0011] 在另一个实施例中，第一离合器的工况是第一离合器的温度超过阈值温度。
[0012] 在另一个实施例中，该方法还包括响应于第一离合器超过阈值温度，增加至第一 离合器的冷却剂流量。
[0013] 在另一个实施例中，位于第一离合器上游的惯性不包括阻尼飞轮的惯性。
[0014] 在另一个实施例中，该方法还包括响应于在变速器换档期间的发动机燃烧扭矩， 调节第一离合器的扭矩容量。
[0015] 在另一个实施例中，该方法还包括响应于传动系集成起动机/发电机的速度超过 阈值速度，调节第一离合器或第二离合器的扭矩容量。
[0016] 本发明可以提供若干优点。具体地，该方法可以通过使变速器换档平稳，来改进变 速器换档。进一步地，该方法经由减少传动系惯性来改进车辆燃料经济性。另外，该方法通 过消除或减少阻尼飞轮的质量来减少传动系成本。当单独地或结合附图时，本说明书的上 述优点和其他优点以及特征从下面的【具体实施方式】中将显而易见。
[0017] 应该理解，提供上述
【发明内容】
是为以简化形式介绍一系列概念，所述概念将在具 体实施方式中进一步描述。这并不意味着确认所要求保护的主题的关键或基本特征，主题 的范围由随附权利要求唯一限定。此外，所要求保护的主题不限于解决以上指出的或本公 开的任何部分中指出的任何缺点的实现方式。
【附图说明】
[0018] 当单独地或参考附图时，通过阅读本文中称为【具体实施方式】的实施例的示例，将 更全面地理解本文所述的优点，其中：
[0019] 图1是发动机的示意图；
[0020] 图2示出示例性车辆传动系配置；
[0021] 图3A和图3B示出示例性发动机惯性扭矩；
[0022] 图4示出示例性混合动力车辆操作顺序；
[0023] 图5A和图5B示出用于操作混合动力车辆传动系的示例性方法；以及
[0024] 图6示出用于确定曲轴动力学方程的发动机曲轴和连接杆运动学。
【具体实施方式】
[0025] 本说明书涉及改进混合动力车辆传动系操作。混合动力车辆可以包括如图1所示 的发动机。发动机可以被包括在如图2所示的传动系中。发动机可以表现出如图3A和图 3B所示的惯性扭矩。混合动力车辆传动系可以如图4的传动系操作顺序所示操作。进一步 地，混合动力车辆传动系可以在图1和图2的系统中根据图5A和图5B的方法操作，以提供 图4所示的操作顺序。最后，曲轴动力学方程基于图6所示的曲轴和连接杆运动学。
[0026] 参照图1，包括多个汽缸的内燃发动机10由电子发动机控制器12控制，在图1中 示出了多个汽缸中的一个汽缸。发动机10包括燃烧室30和汽缸壁32,其中活塞36定位 在燃烧室30内并且连接到曲轴40。飞轮97和环形齿轮99耦连到曲轴40。起动机96 (例 如，低电压（以小于30伏特操作的）电机）包括小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98可 以选择性地推进小齿轮95以接合环形齿轮99。起动机96可以直接安装到发动机的前部或 发动机的后部。在一些示例中，起动机96可以经由皮带或链条选择性地向曲轴40供应扭 矩。在一些示例中，起动机96在未接合到发动机曲轴时处于基本状态。所示燃烧室30经 由相应的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。每个进气门和排气门 可以由进气凸轮51和排气凸轮53操作。进气凸轮51的位置可以由进气凸轮传感器55确 定。排气凸轮53的位置可以由排气凸轮传感器57确定。
[0027] 所示燃料喷射器66被定位成将燃料直接喷射到汽缸30内，这是本领域技术人员 已知的直接喷射。可替代地，燃料可以被喷射到进气端口，这是本领域技术人员已知的进气 道喷射。燃料喷射器66与来自控制器12的脉冲宽度成比例地输送液体燃料。燃料由包括 燃料箱、燃料栗和燃料导轨（未示出）的燃料系统（未示出）输送到燃料喷射器66。
[0028] 另外，所示进气歧管44与涡轮增压器压缩机162连通。轴161将涡轮增压器涡轮 164机械地耦连到涡轮增压器压缩机162。可选的电子节气门62调节节流板64的位置，以 控制从进气口 42到压缩机162和进气歧管44的气流。在一个示例中，高压双级燃料系统 可以用于生成较高的燃料压力。在一些示例中，节气门62和节流板64可以被定位在进气 门52和进气歧管44之间，使得节气门62是进气道节气门。
[0029] 无分电器点火系统88响应于控制器12经由火花塞92向燃烧室30提供点火火 花。所示通用或宽域排气氧（UEG0)传感器126耦连到催化转化器70上游的排气歧管48。 可替代地，双态排气氧传感器可以替代UEG0传感器126。
[0030] 在一个示例中，转化器70可以包括多个催化剂砖。在另一个示例中，可以使用多 个排放控制装置，每个排放控制装置均带有多个砖。在一个示例中，转化器70可以是三元 型催化剂。
[0031] 控制器12在图1中示为常规微型计算机，其包括：微处理器单元102、输入/输 出端口 104、只读存储器106 (例如，非暂时性存储器）、随机存取存储器108、不失效存储 器（KAM) 110和常规数据总线。所示控制器12接收来自耦连到发动机10的传感器的各种 信号，除先前讨论的那些信号外，还包括：来自耦合到冷却套筒114的温度传感器112的发 动机冷却剂温度（ECT);耦合到加速器踏板130用于感测由脚132施加的力的位置传感器 134 ;耦合到制动器踏板150用于感测由脚152施加的力的位置传感器154 ;来自耦合到进 气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力（MAP)的测量值；来自感测曲轴40位置的 霍尔效应传感器118的发动机位置传感器；来自传感器120的进入发动机的空气质量的测 量值；以及来自传感器58的节气门位置的测量值。还可感测大气压力（未示出传感器）以 便由控制器12处理。在本说明书的优选方面，发动机位置传感器118在曲轴每转产生预定 数目的等间隔脉冲，由此可以确定发动机转速（RPM)。
[0032] 在一