混合动力车辆换挡事件中发动机和马达之间的离合器控制的制作方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及基于估计将在换挡事件完成时出现的扭矩来针对换挡事件控制发动 机分离离合器的控制策略。
【背景技术】
[0002] 例如，当车辆在加速的同时换挡时，变速器的输出转速继续增加而至变速器的输 入转速能够降低，允许额外的扭矩被输入到变速器。例如，在传统的非混合动力车辆中，由 于换挡使得发动机转速能够从6000rpm变成2000rpm。在这样的转速下降的情况下，发动机 提供突然的扭矩增加 （torque bump)。如果扭矩增加足够大，且旋转的发动机的动量和惯性 也足够大，则车辆的操作者可能经历可被察觉的"换挡冲击"。
[0003] 在某些类型的混合动力电动车辆中，电动马达也可选择性地向变速器的输入提供 扭矩。如果马达在整个换挡中提供扭矩时被结合到发动机使得它们一起旋转，则马达引入 影响扭矩增加和换挡冲击的更多因素。
【发明内容】
[0004] 根据一个实施例，一种车辆包括离合器和至少一个控制器。所述离合器选择性地 结合发动机和电机。所述至少一个控制器被配置为：当离合器锁止时，响应于（估计将在预 期的换挡事件完成时出现的）驱动扭矩超过可用的再生扭矩和发动机制动扭矩的组合，使 离合器打滑。这使得在预期的换挡事件期间在离合器的下游传递的发动机扭矩减小。
[0005] 估计将在预期的换挡事件完成时出现的扭矩可包括（i)估计将在预期的换挡事 件之后可用的发动机扭矩和（ii)换挡事件之前的发动机扭矩之间的差。
[0006] 估计将在预期的换挡事件之后可用的发动机扭矩可以是当离合器锁止时估计的 发动机扭矩。
[0007] 车辆还可包括具有输入的齿轮箱，其中，可用的再生扭矩是所述输入的转速的函 数，从而所述至少一个控制器被配置为基于所述输入的转速来使离合器打滑。
[0008] 所述至少一个控制器可进一步被配置为：响应于换挡事件的完成，锁止离合器。
[0009] 根据另一个实施例，一种车辆包括离合器和至少一个控制器。所述离合器选择性 地结合发动机和电机。所述至少一个控制器被配置为：基于（估计将在预期的换挡事件完 成时出现的）驱动扭矩的量超过可用的再生扭矩和发动机制动扭矩的组合，调节离合器打 滑的量。所述调节作用为减小在预期的换挡事件期间在离合器的下游传递的发动机扭矩。 [0010] 根据本公开的一个实施例，可用的再生扭矩包括来自电机的最小的可用负扭矩。
[0011] 根据本公开的一个实施例，估计将出现的扭矩包括（i)估计将在预期的换挡事件 之后可用的发动机扭矩和（ii)换挡事件之前的发动机扭矩之间的差。
[0012] 根据本公开的一个实施例，估计将在预期的换挡事件之后可用的发动机扭矩是当 离合器锁止时估计的发动机扭矩。
[0013] 根据本公开的一个实施例，所述车辆还包括具有输入的齿轮箱，其中，可用的再生 扭矩是所述输入的转速的函数，从而所述至少一个控制器被配置为基于所述输入的转速而 使离合器打滑。
[0014] 根据本公开的一个实施例，所述车辆还包括具有结合到所述输入的栗轮的变矩 器。
[0015] 根据本公开的一个实施例，所述至少一个控制器进一步被配置为：响应于换挡事 件的完成，锁止所述离合器。
[0016] 根据又一个实施例，提供一种减小车辆中换挡冲击的方法。所述方法包括锁止选 择性地将电机结合到发动机的离合器。所述方法还包括计划齿轮箱中的预期的换挡事件。 最后，所述方法包括响应于估计将在预期的换挡事件之后出现的扭矩超过发动机和电机中 的可用的负扭矩，使离合器打滑。
[0017] 根据本公开的一个实施例，可用的负扭矩包括可用的发动机制动扭矩和来自电机 的最小的可用负扭矩。
[0018] 根据本公开的一个实施例，估计将出现的扭矩包括（i)估计将在预期的换挡事件 之后可用的发动机扭矩和（ii)预期的换挡事件之前的发动机扭矩之间的差。
[0019] 根据本公开的一个实施例，当打滑开始时，离合器被锁止。
[0020] 根据本公开的一个实施例，电机中可用的负扭矩根据齿轮箱的输入的转速的函数 而变化，使得所述打滑基于齿轮箱的输入的转速。
[0021] 根据本公开的一个实施例，所述方法还包括在换挡事件完成时锁止所述离合器。
【附图说明】
[0022] 图1是根据一个实施例的混合动力电动车辆的不意图；
[0023] 图2是根据一个实施例的作为转速的函数的电机的可用负扭矩的示例性曲线图；
[0024] 图3是示出基于估计将在换挡事件完成时出现的扭矩来针对换挡事件控制分离 离合器的控制策略的一个实施例的流程图；
[0025] 图4是在换挡事件前和换挡事件后各个动力传动系统组件的扭矩和转速的示例 性曲线图。
【具体实施方式】
[0026] 在此描述本公开的实施例。然而，应理解的是，公开的实施例仅为示例并且其它实 施例可以采用各种和替代的形式。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被解释为限制，而仅作为 用于教导本领域技术人员以各种形式使用实施例的代表性基础。如本领域普通技术人员将 理解的，参照任一附图示出和描述的各种特征可与在一个或更多个其它附图中示出的特征 相组合，以产生未明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合为典型应用提供代表性实 施例。然而，对于特定应用或实施，与本公开的教导一致的特征的各种组合和变型会是令人 满意的。
[0027] 参照图1，示出了根据本公开的实施例的混合动力电动车辆（HEV) 10的示意图。图 1示出了组件之间的代表性关系。组件在车辆中的物理布局和方位可改变。HEV 10包括动 力传动系统12。动力传动系统12包括驱动传动装置16的发动机14,所述传动装置16可 被称为模块化混合动力传动装置（MHT)。如下文将要进一步详细描述的，传动装置16包括 (连接到关联的牵引电池20的）诸如电动马达/发电机（Μ/G)的电机18、变矩器22以及 多阶梯传动比自动变速器或齿轮箱24。
[0028] 发动机14和电机18均为HEV 10的驱动源。发动机14总体上代表可以包括内燃 发动机（诸如，汽油、柴油或天然气驱动的发动机）或燃料电池的动力源。发动机14产生 发动机功率以及当发动机14和M/G 18之间的分离离合器26至少部分地接合时供应给电 机18的对应的发动机扭矩。电机18可以由多种类型的电机中的任意一种实现。例如，电 机18可以是永磁同步马达。如下文将要描述的，电力电子器件将由电池20提供的直流电 (DC)调节成符合电机18的要求。例如，电力电子器件可以向电机18提供三相交流电（AC)。
[0029] 当分离离合器26至少部分地接合时，动力可以从发动机14流到电机18或者从电 机18流到发动机14。例如，分离离合器26可接合且电机18可运转为发电机以将曲轴28 和电机轴30提供的旋转能转换成电能储存在电池20中。分离离合器26也可分离以将发 动机14与动力传动系统12的剩余部分隔离，使得电机18能够作为HEV 10的唯一驱动源。 可沿着轴28设置双质量飞轮（DMF) 29,以在分离离合器26接合和分离期间维持惯性并使传 动系的扰动最小化。轴30延伸通过电机18。电机18持续地可驱动地连接到轴30,而发动 机14只有当分离离合器26至少部分地接合时才可驱动地连接到轴30。
[0030] 电机18经由轴30连接到变矩器22。因此，当分离离合器26至少部分地接合时， 变矩器22连接到发动机14。变矩器22包括固定到电机轴30的栗轮和固定到变速器输入 轴32的涡轮。由此，变矩器22在轴30和变速器输入轴32之间提供液力耦合。当栗轮旋 转得比涡轮快时，变矩器22将动力从栗轮传递到涡轮。涡轮扭矩和栗轮扭矩的大小通常取 决于相对转速。当栗轮转速与涡轮转速的比足够高时，涡轮扭矩是栗轮扭矩的倍数。还可 设置变矩器旁通离合器34,变矩器旁通离合器34在接合时摩擦地或机械地结合变矩器22 的栗轮和涡轮，允许更高效的动力传递。变矩器旁通离合器34可被运转为起步离合器以提 供平顺的车辆起步。可替代地或组合地，对于不包括变矩器22或变矩器旁通离合器34的 应用，可以在电机18和齿轮箱24之间提供类似于分离离合器26的起步离合器。在一些应 用中，分离离合器26通常称为上游离合器而起步离合器34 (可以是变矩器旁通离合器）通 常称为下游离合器。
[0031] 齿轮箱24可以包括通过摩擦元件（例如，离合器和制动器（未示出））的选择性接 合而选择性地置于不同齿轮比以建立希望的多个离散或阶梯传动比的齿轮组（未示出）。 可以通过连接和分离齿轮组的特定元件以控制变速器输出轴36和变速器输入轴32之间的 传动比的换挡计划来控制摩擦元件。齿轮箱24基于各种车辆和环境工况通过关联的控制 器（例如，动力传动系统控制单元（PCU))从一个传动比自动换挡至另一个传动比。齿轮箱 24随后将动