电动马达130从内燃发动机120的输出轴122提取能量并产生引导至电池136用于储存的电能。
[0030]内燃发动机120，电动马达130和多级变速器140与电子控制单元180电通信。电子控制单元180包括计算机处理器182和永久存储器184，计算机可读指令集存储在永久存储器中。当计算机处理器182执行计算机可读指令集时，电子控制单元180发送信号至内燃发动机120、电动马达130和多级变速器140并从内燃发动机120、电动马达130和多级变速器140接收信号以控制动力传动系统组件的操作。
[0031]在一些实施例中，混合动力电动车辆100还可以包括与电子控制单元180电通信的变速器控制器190。在这些实施例中，变速器控制器190控制多级变速器140的操作。变速器控制器190具有计算机处理器192和永久存储器194。存储在变速器控制器190的永久存储器194中的计算机可读指令集由计算机处理器192执行并控制多级变速器140的组件的操作。
[0032]现在参照图2，示意性地描绘了多级变速器140。在本实施例中，多级变速器140包括多个齿轮组146a，146b，146c，146d。在所描绘的实施例中，可以选择齿轮组146a，146b，146c，146d中的每个以指定的齿轮比耦接多级变速器140的输入轴142和输出轴144。在图2所描绘的实施例中，多个齿轮组146a，146b，146c，146d中的每个是与输入轴142和输出轴144持续啮合的行星齿轮组，并且指定齿轮组的选择是基于多个换档离合器148a，148b，148c，148d之一的驱动来修改的，多个换档离合器148a，148b，148c，148d选择性地耦接各自的齿轮组146a，146b，146c，146d与变速箱。多个换档离合器148a，148b，148c，148d可以是在一个方向传递扭矩且在另一方向空转的斜撑超越离合器，使得扭矩可以在多个换档离合器148a，148b，148c，148d和至少部分接合的多于一个换档离合器148a，148b，148c，148d之间传递。
[0033]多级变速器140进一步包括从栗接收加压流体并在多级变速器140内引导加压流体的阀体152。在图2所描绘的实施例中，多级变速器140包括合并到阀体152中的多个换档螺线管154a，154b，154c，154d。换档螺线管154a，154b，154c，154d电子耦接到电子控制单元180，并适于从电子控制单元180接收命令。当命令多级变速器140的升档时，例如，从第一齿轮组146a至第二齿轮组146b的换档接合，阀体152通过换档螺线管154a，154b可以重新定向加压流体使得第一换档离合器148a的接合降低，同时第二换档离合器148b的接合增加。换档螺线管154a，154b调节施加到第一和第二换档离合器148a，148b的压力，使得可以实现平稳转变，使第二齿轮组146b与多级变速器140的输入轴142和输出轴144接合。
[0034]类似地，当命令多级变速器140的降档换档顺序时，例如，从第二齿轮组146b到第一齿轮组146a的换档接合，阀体152通过换档螺线管154a，154b可以重新定向加压流体使得第二换档离合器148b的接合降低，同时第一换档离合器148a的接合增加。换档螺线管154a，154b调节施加到第一和第二换档离合器148a，148b的压力，使得可以实现平稳转变，使第一齿轮组146a与多级变速器140的输入轴142和输出轴144接合。
[0035]虽然在此具体提到了多级变速器140的配置，但是应当理解的是，在此所述的用于管理降档的系统可以并入到具有多种动力传动系统配置的混合动力电动车辆100中。
[0036]如通常已知的，多级变速器140允许内燃发动机120和/或电动马达130在预定的速度范围内操作。电子控制单元180可以基于车辆的运行速度、功率输出和内燃发动机120和电动马达130的操作速度，以及来自混合动力电动车辆100的驾驶员的扭矩需求来命令多级变速器140的升档和降档。
[0037]通常，电子控制单元180可以命令多级变速器140的操作以尽可能快地完成升档或降档，使得从内燃发动机120和/或电动马达130到驱动轮170的扭矩施加最大化。减少升档或换档的时间可以通过提高混合动力电动车辆100对驾驶员输入的响应性来改善驾驶员感知的驾驶性能。
[0038]然而，在一些驾驶条件下，尽可能快地完成升档或降档可以不利地影响感知的驾驶性能。这样的驾驶条件可以存在，例如，在“踩加速器踏板(tip-1n)”加速事件过程中，其中驾驶员需求电动马达130产生增加的扭矩同时电动马达130用有限的额外扭矩输出容量和/或速度输出容量操作，使得电动马达130不能产生足够的扭矩和/或速度以满足驾驶员的扭矩需求。此外，电动马达130可以不具有足够的扭矩输出容量和/或速度输出容量以完成降档并在混合动力电动车辆100的期望的操作特性下继续多级变速器140的较低的齿轮组操作。电动马达130的操作范围(operating envelope)的示例在图3中进行描绘。在存在有限的额外扭矩容量的电动马达130的操作范围内的点处，额外转速降低电动马达130的输出扭矩。因此，需要补充扭矩来完成多级变速器140的降档。
[0039]在这样的驾驶条件下，电子控制单元180可以命令内燃发动机120启动并开始产生扭矩。然而，当电子控制单元180命令内燃发动机120启动时和内燃发动机120产生正的净扭矩以供应至多级变速器140以完成降档换档顺序时之间的滞后时间可以是显著的。这种延迟可能会被驾驶员认为是混合动力电动车辆100的不良驾驶性能。
[0040]作为选择，电子控制单元180命令多级变速器140的降档和降档换档顺序的完成之间的时间延迟可以通过引导由电动马达130产生的扭矩远离驱动轮170并朝向多级变速器140来加速。然而，减少来自混合动力电动车辆100的驱动轮170的动扭矩可以降低混合动力电动车辆100的速度。当多级变速器140完成降档换档顺序时和/或当内燃发动机120产生传递至动力传动系统的净正扭矩时，混合动力电动车辆100的减速之后，将是混合动力电动车辆100的加速。
[0041]导致混合动力电动车辆100的减速或加速的中断的由电动马达130和内燃发动机120提供的扭矩的缺乏可以称为混合动力电动车辆100的操作范围内的“扭矩洞(torquehole)”。扭矩洞可以被驾驶员认为是混合动力电动车辆100的不良驾驶性能。因此，混合动力电动车辆100的操作范围内这样的“扭矩洞”的最小化可以是期望的。
[0042]现在参照图4和5，描绘了根据本发明的混合动力电动车辆100的换档顺序。参照图4，描绘了常规的换档降档顺序，其中电动马达130具有足够的额外扭矩输出容量以支持多级变速器140的立即降档。在本实施例中，在时间t = -1，混合动力电动车辆100的驾驶员需求增加传递至驱动轮170的扭矩。在时间t = 0，电子控制单元180确定需要多级变速器140的降档。在时间t = 1，创始多级变速器140的预换档。多级变速器140的阀体152减小传递到要解离的换档离合器(这里是第二换挡离合器148b)的压力，使得要解离的换档离合器被加压以保持要解离的齿轮组(这里是第二齿轮组146b)的完全接合。电子控制单元180还命令内燃发动机120启动。发动机离合器124被加压，使得内燃发动机120与多级变速器140的输入轴132至少部分接合。在本实施例中，电动马达130可以传递扭矩到内燃发动机120以辅助内燃发动机120的启动。
[0043]在时间t = 2，开始降档换档顺序。命令多级变速器140的阀体152开始逐渐减小传递到要解离的换档离合器148b的压力，直到压力减小到预定的要解离的压力极限。也命令多级变速器140的阀体152冲击引导至要接合的换档离合器的压力。在要解离的换档离合器148b上的压力达到预定要解离的压力极限之后，在时间t = 3，开始比率变化顺序。随着比率变化顺序开始，要接合的换档离合器148a的压力保持在提高的值，使得要接合的齿轮组146a与多级变速器140的输入轴132部分接合。在时间t = 3之后的时间，要解离的换档离合器148b的压力通过阀体152减小。在被指定为同步点的时间t = 3之后的时间，由于要解离的换档离合器148b的压力减小，要接合的换档离合器148a的压力增加。引入到要接合的换档离合器148a的压力迅速增加，同时要解离的换档离合器148b的压力继续被拉低。
[0044]在同步点，传递至多级变速器140的输出轴122的扭矩的平衡在要接合的齿轮组146a和要解离的齿轮组之间过渡。在比率变化顺序期间，在要解离的换档离合器148b和要接合的换档离合器148a上保持的压力分别保持要解离的齿轮组146b和要接合的齿轮组146a的部分接合。在同步点之前的时间，施加到要解离的换档离合器148b和要接合的换档离合器148a的压力平衡通过要解离的齿轮组146b和要接合的齿轮组146a引导的扭