混合動力電動車輛中的異步-同步離合器轉(zhuǎn)矩交換的制作方法
【專利摘要】一種混合動力電動車輛中的異步-同步離合器轉(zhuǎn)矩交換。車輛包括轉(zhuǎn)矩源、變速器和控制器，控制器被編程以執(zhí)行一種方法。在執(zhí)行相關(guān)聯(lián)的方法中，響應(yīng)于具有閾值優(yōu)先權(quán)的控制目標(biāo)，控制器確定貫穿轉(zhuǎn)矩交換是否要求連續(xù)的輸出轉(zhuǎn)矩。當(dāng)要求連續(xù)的輸出轉(zhuǎn)矩時，控制器同步并且填充待接合離合器，估計(jì)待接合離合器的容量，和在轉(zhuǎn)矩交換期間擴(kuò)大待接合離合器的短期轉(zhuǎn)矩容量。轉(zhuǎn)矩交換的開始被推遲，直到短期轉(zhuǎn)矩容量足以接收來自待分離離合器的全部轉(zhuǎn)矩載荷，而不影響輸出轉(zhuǎn)矩。控制器貫穿轉(zhuǎn)矩交換異步地控制待分離離合器并且同步控制待接合離合器，并且經(jīng)由長期轉(zhuǎn)矩容量限值的擴(kuò)大設(shè)置，作為同時耗盡的待分離離合器載荷的函數(shù)加載同步待接合離合器。
【專利說明】混合動力電動車輛中的異步-同步離合器轉(zhuǎn)矩交換

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開涉及用于在混合動力電動車輛中將轉(zhuǎn)矩從異步離合器交換到同步離合器 的方法和系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的自動車輛變速器的離合器之間的轉(zhuǎn)矩交換經(jīng)由控制模塊，例如變速器控制 模塊（TCM)緊密控制。這樣的變速器的控制模塊命令與當(dāng)前速比相關(guān)聯(lián)的特定離合器（即， 待分離離合器）的轉(zhuǎn)矩容量的卸載，并且同時施加與期望的新速比相關(guān)聯(lián)的另一離合器 (即，待接合離合器）。來自一個或多個源（通常為內(nèi)燃發(fā)動機(jī)和/或一個或多個電牽引馬 達(dá)）的轉(zhuǎn)矩然后被從待分離離合器交換到待接合離合器，以完成換擋。
[0003] 變速器的離合器可根據(jù)被用于建立其控制的模式描述。因而，在通常的同步換擋 中，待分離和待接合離合器可被稱為"同步離合器"。在待接合同步離合器中，離合器壓力在 該離合器仍滑移時保持完全耗盡。離合器壓力僅在得到同步速度之后被施加。通過對照，對 于待分離異步離合器，一定量的離合器壓力甚至在離合器滑移之后被施加到離合器組件。 因此，異步離合器能夠在滑移時產(chǎn)生輸出轉(zhuǎn)矩。
[0004] 混合動力變速器缺乏固定的速比。換句話說，由于該速比，因此通常不需要混合動 力變速器的待分離/待接合離合器。而且，在混合動力變速器中，人們可從一個檔位狀態(tài)轉(zhuǎn) 變到其中存在一個待分離離合器的模式。因而，混合動力變速器中不是所有換擋都具有待 分離-待接合離合器組合。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本文公開了一種混合動力電動車輛。該車輛包括控制器，例如混合動力控制處理 器，和多個流體致動離合器。對于被請求的換擋，離合器中的一個被指定為待分離離合器， 而了離合器中的另一個被指定為待接合離合器，其中兩個術(shù)語都在上面有所描述。該換擋 涉及從待分離離合器到待接合離合器的轉(zhuǎn)矩交換或"移交"?？刂破鞅痪幊袒蛞云渌绞脚?置為無論何時駕駛員要求通過換擋事件，例如通過空擋的換擋的連續(xù)的輸出轉(zhuǎn)矩，選擇性 地執(zhí)行相關(guān)聯(lián)的方法的步驟。
[0006] 當(dāng)本方法被執(zhí)行時，控制器異步地控制待分離離合器，即待分離異步離合器，而待 接合離合器被同步地控制。因而，待接合離合器在本文中被稱為待接合同步離合器。作為該 方法的一部分，控制器還計(jì)算并且實(shí)施用于待接合同步離合器的短期和長期轉(zhuǎn)矩限值。該 轉(zhuǎn)矩限值在異步待分離離合器控制的一個階段期間結(jié)束時開始選擇性地實(shí)施，并且繼續(xù)， 直到同步轉(zhuǎn)矩控制的后續(xù)階段開始，如本文中詳細(xì)說明的。因而，本方法的選擇性執(zhí)行可有 助于改善駕駛員通過換擋請求連續(xù)輸出轉(zhuǎn)矩時的總體驅(qū)動質(zhì)量。
[0007] 特別地，本文公開了一種混合動力電動車輛，其包括多個轉(zhuǎn)矩源、變速器和控制 器。與變速器和轉(zhuǎn)矩源通訊的控制器被配置為（即以軟件編程并且以硬件裝備）以確定 經(jīng)由被請求的換擋命令的轉(zhuǎn)矩交換期間是否要求連續(xù)的輸出轉(zhuǎn)矩。當(dāng)要求連續(xù)的輸出轉(zhuǎn)矩 時，控制器可操作以同步和填充待接合離合器，估計(jì)待接合離合器的液壓容量，和在轉(zhuǎn)矩交 換過程期間暫時擴(kuò)大待接合離合器的短期轉(zhuǎn)矩容量以響應(yīng)具有閾值優(yōu)先權(quán)的控制目標(biāo)。控 制器還延遲轉(zhuǎn)矩交換的開始，直到待接合離合器的短期轉(zhuǎn)矩容量足以接收來自待分離離合 器的全部轉(zhuǎn)矩載荷，而不影響連續(xù)的輸出轉(zhuǎn)矩。然后控制器在轉(zhuǎn)矩交換期間異步地控制待 分離離合器，在轉(zhuǎn)矩交換期間同步地控制待接合離合器，并且經(jīng)由擴(kuò)大的長期控制轉(zhuǎn)矩容 量限值組，以同時耗盡的待分離離合器載荷的函數(shù)加載同步待接合離合器。
[0008] 該車輛可包括作為多個轉(zhuǎn)矩源的電動馬達(dá)和內(nèi)燃發(fā)動機(jī)。在該情況下，控制器配 置為使用來自電動馬達(dá)和發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩組合卸載待分離離合器，同時將輸出轉(zhuǎn)矩保持在連 續(xù)的水平。
[0009] 用于混合動力車輛的變速器組件包括上面所述的齒輪組、多個離合器和控制器。 還公開了用于將變速器換擋的相關(guān)聯(lián)的方法，其包括執(zhí)行上面所述的控制器結(jié)構(gòu)的功能。
[0010] 還公開了一種混合動力電動車輛，包括：
[0011] 多個轉(zhuǎn)矩源；
[0012] 變速器，具有
[0013] 齒輪組；和
[0014] 多個離合器，包括待分離離合器和待接合離合器；和
[0015] 控制器，與變速器和轉(zhuǎn)矩源通訊，其中該控制器配置為：
[0016] 確定是否貫穿經(jīng)由請求換擋命令的轉(zhuǎn)矩交換過程中要求連續(xù)的輸出轉(zhuǎn)矩；和
[0017] 當(dāng)要求連續(xù)的輸出轉(zhuǎn)矩時；
[0018] 同步并且填充待接合離合器；
[0019] 估計(jì)待接合離合器的液壓容量；
[0020] 在轉(zhuǎn)矩交換過程中響應(yīng)于具有閾值優(yōu)先權(quán)的控制目標(biāo)擴(kuò)大待接合離合器的短期 轉(zhuǎn)矩容量；
[0021] 延遲轉(zhuǎn)矩交換的開始，直到待接合離合器的短期轉(zhuǎn)矩容量足以接收來自待分離離 合器的全部轉(zhuǎn)矩載荷而不影響連續(xù)的輸出轉(zhuǎn)矩；
[0022] 貫穿轉(zhuǎn)矩交換過程異步控制待分離離合器；和
[0023] 貫穿轉(zhuǎn)矩交換過程同步控制待接合離合器；和
[0024] 經(jīng)由長期控制轉(zhuǎn)矩容量限值的擴(kuò)大設(shè)置，作為同時耗盡的待分離離合器載荷的函 數(shù)加載同步即將帶來離合器。
[0025] 其中，該車輛包括電動馬達(dá)和內(nèi)容發(fā)動機(jī)作為多個轉(zhuǎn)矩源，并且其中，控制器配置 為使用電動馬達(dá)和發(fā)動機(jī)組合將待分離離合器異步受控地卸載到同步控制的待接合離合 器，同時將輸出轉(zhuǎn)矩保持在連續(xù)水平。
[0026] 該混合動力電動車輛還包括傳感器，傳感器可操作產(chǎn)生油門信號，其中，控制器與 該傳感器通訊，并且配置為通過處理油門信號來確定是否需要連續(xù)的輸出轉(zhuǎn)矩。
[0027] 其中，被請求的換擋為經(jīng)過空擋的無動力中斷換擋。
[0028] 其中，控制器響應(yīng)于具有閾值優(yōu)先權(quán)的控制目標(biāo)，暫時地實(shí)施短期轉(zhuǎn)矩容量限值 覆蓋長期轉(zhuǎn)矩容量限值。
[0029] 其中，短期和長期轉(zhuǎn)矩容量限值在完成轉(zhuǎn)矩交換之前合并。
[0030] 該混合動力電動車輛還包括傳感器，傳感器可操作來產(chǎn)生油門信號，其中，控制器 與該傳感器通訊，并且配置為通過處理油門信號確定是否連續(xù)的輸出轉(zhuǎn)矩被請求。
[0031] 當(dāng)結(jié)合附圖理解時，本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)以及其他特征和優(yōu)點(diǎn)將從用于實(shí)現(xiàn) 本發(fā)明的最佳模式的下文中的詳細(xì)說明變得顯而易見。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032] 圖1是具有自動變速器和控制器的車輛的示意圖，其控制器執(zhí)行本方法的步驟， 以由此控制待分離異步-待接合同步離合器轉(zhuǎn)矩交換。
[0033] 圖2是描述用于執(zhí)行待分離異步-待接合同步離合器轉(zhuǎn)矩交換的示例性方法的流 程圖。
[0034] 圖2A是描述用于圖2中所示的方法的一部分的可選實(shí)施例的另一流程圖。
[0035] 圖3是示出圖2和2A中所示的方法的應(yīng)用并且示出在待接合同步離合器上實(shí)施 短期和長期轉(zhuǎn)矩限值的示例性時間圖。

【具體實(shí)施方式】
[0036] 參照附圖，其中在全部幾幅附圖中，相似的附圖標(biāo)記對應(yīng)于相似或類似的部件，并 且開始于圖1，顯示了包括控制器（C) 50的示例性混合動力電動車10。控制器50與自動變 速器12的多個部件經(jīng)由控制信號（雙箭頭11)，例如在控制器局域網(wǎng)絡(luò)（CAN)總線上被傳 送和接收的信號通訊?？刂破?0被配置為經(jīng)由本文所述的相關(guān)的硬件和軟件元件選擇性 地執(zhí)行換擋控制方法100的步驟，下面參照圖2和2A描述該控制方法100的一個示例。
[0037] 方法100的執(zhí)行允許控制器50控制預(yù)定的換擋事件，該預(yù)定換擋事件為本文限定 的當(dāng)圖1的車輛10的駕駛員通過命令的換擋及緊接著通過空擋的無動力中斷換擋要求連 續(xù)的輸出轉(zhuǎn)矩時，被異步控制的待分離離合器和被同步控制的待接合離合器之間的轉(zhuǎn)矩交 換或"移交"。
[0038] 本控制方法旨在通過緊密協(xié)調(diào)滑移離合器（即，異步待分離離合器）的轉(zhuǎn)矩卸載 和鎖定的同步待接合離合器的轉(zhuǎn)矩加載來提高駕駛質(zhì)量。上面所述的大部分混合動力車輛 的換擋事件本質(zhì)上是同步的。但是在少有的場合里可能需要異步換擋，其中一個這樣的情 形為當(dāng)駕駛員通過換擋要求連續(xù)的轉(zhuǎn)矩輸出時。在這些情況下因而以本文參照圖2、2A和 3提出的方式進(jìn)行異步和同步離合器之間的轉(zhuǎn)矩交換。圖3特別地示出了在異步待分離離 合器耗盡時短期（ST)和長期（LT)轉(zhuǎn)矩限值的施加，所述短期和長期轉(zhuǎn)矩限值由控制器50 計(jì)算和實(shí)施。
[0039] 輸入到圖1的變速器12的輸入轉(zhuǎn)矩經(jīng)由轉(zhuǎn)矩源TS1和TS2，并可任選地經(jīng)由以虛 線顯示的另一轉(zhuǎn)矩源TS 3提供。轉(zhuǎn)矩源TS1, TS2和/或TS3的一個或多個可以是高壓電牽 引馬達(dá)，例如取決于應(yīng)用額定在60 VDC和300VDC之間或更高的多相電機(jī)。轉(zhuǎn)矩源TS1, TS2 和/或TS3的另一個可以是內(nèi)燃發(fā)動機(jī)。轉(zhuǎn)矩源TS3的輸出軸25可經(jīng)由如圖所示的旋轉(zhuǎn)離 合器C3選擇性地聯(lián)接到轉(zhuǎn)矩源TS 1。該實(shí)施例可允許由轉(zhuǎn)矩源TS1給轉(zhuǎn)矩源TS3提供電輔 助。
[0040] 在簡化的非限制性實(shí)施例中，變速器12可包括具有節(jié)點(diǎn)22、24和26的單個行星 齒輪組20。在該實(shí)施例中，轉(zhuǎn)矩源TS 1和TS3可將輸入轉(zhuǎn)矩經(jīng)由輸入軸14和另一旋轉(zhuǎn)離合 器C2傳遞到節(jié)點(diǎn)22。轉(zhuǎn)矩源TS 2經(jīng)由互連構(gòu)件16連接到行星齒輪組20的節(jié)點(diǎn)26,并且轉(zhuǎn) 矩源TS2根據(jù)需要將馬達(dá)轉(zhuǎn)矩傳遞給變速器12的節(jié)點(diǎn)26。節(jié)點(diǎn)22也可經(jīng)由離合器Cl (即， 制動離合器）選擇性地連接到變速器12的固定構(gòu)件32。離合器Cl，C2或C3中的任一個 對于指定換擋可用作待接合或待分離離合器，如在變速器12的其他實(shí)施例中使用的任何 離合器那樣，這可由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解。
[0041] 圖1的變速器12還可包括輸出軸18。輸出軸18最終將來自變速器12的輸出轉(zhuǎn) 矩（箭頭TJ傳送到一組驅(qū)動車輪（未示出）。變速器C1、C2、C3可經(jīng)由電動液壓控制裝置 (未示出）選擇性地致動，該電動液壓控制裝置包括例如流體泵、閥、配件、液壓軟管等。該 結(jié)構(gòu)在本領(lǐng)域是公知的，并且因而為了說明簡明而從圖1省略。
[0042] 圖1中所示的控制器50配置為執(zhí)行相關(guān)的處理步驟（S卩，被以軟件編程并且以硬 件配備），從而使控制器50選擇地執(zhí)行實(shí)施本方法100的編碼。例如，控制器50可經(jīng)由處 理器52執(zhí)行存儲在有形非瞬時性存儲器54上的一組計(jì)算機(jī)編碼或指令。這在變速器12的 預(yù)定換擋過程中，特別是當(dāng)貫穿換擋和緊接著其之后需要的連續(xù)的輸出轉(zhuǎn)矩時發(fā)生?？刂?器50可配置為基于微處理器的計(jì)算機(jī)裝置，具有作為存儲器54的任何所需的只讀存儲器 (ROM)、隨機(jī)訪問存儲器（RAM)、電可編程只讀存儲器（EPROM)等。控制器50可還包括邏輯 電路（邏輯電路包括但不限于比例-積分-微分（PID)控制邏輯）、高速時鐘（未示出）、 模擬-數(shù)字（A/D)電路、數(shù)字-模擬（D/A)電路、數(shù)字信號處理器和必需的輸入/輸出（1/ 〇)裝置和其他信號調(diào)制和/或緩沖電路。
[0043] 圖1的控制器50可與關(guān)于加速器踏板17定位的油門傳感器19通訊。油門傳感器 19測量加速器踏板17的行進(jìn)水平或施加壓力，并且輸出對應(yīng)于加速器踏板17的測得的行 進(jìn)水平或力的油門信號（箭頭Th%)。油門信號（箭頭Th%)由控制器50的收發(fā)器（未 示出）接收。
[0044] 控制器50之后處理接收的油門信號（箭頭Th% )，以由此確定駕駛員請求的轉(zhuǎn) 矩，并且因而確定在貫穿換擋過程中何時期望連續(xù)的輸出轉(zhuǎn)矩。當(dāng)駕駛員要求這樣的連續(xù) 輸出轉(zhuǎn)矩時，相繼發(fā)生的轉(zhuǎn)矩交換被緊密協(xié)調(diào)，以確保從指定的異步待分離離合器到指定 的同步待接合離合器的平滑過渡，所述離合器中的任一個可以是上面所述的離合器Cl, C2 或C3中的一個或在車輛10的不同實(shí)施例中的其他離合器。作為本控制方式的一部分，控 制器50可通過來自電動馬達(dá)和發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩組合來卸載離的離合器，同時將輸出轉(zhuǎn)矩保 持在連續(xù)的水平?，F(xiàn)在將參照其余【專利附圖】

【附圖說明】圖1的控制器50的該換擋控制功能。
[0045] 參照圖2,用于執(zhí)行異步-同步離合器換擋的方法100開始于步驟102,其中圖1 的控制器50確定這樣的換擋是否被請求。如上面說明的，混合動力電動變速器的大部分換 擋為同步控制的。因此，待接合和待分離離合器都是同步離合器，且多種控制方式可用于在 該情形中協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)矩交換。因此，方法100可在同步換擋被在步驟102請求的任何時候（即， 貫穿即將發(fā)生的換擋不要求連續(xù)輸出轉(zhuǎn)矩的任何時候）自動地默認(rèn)到達(dá)步驟118。否則方 法100行進(jìn)到步驟104 (異步控制）和105 (同步控制）。
[0046] 在步驟104,圖1的控制器50識別多個離合器（例如圖1的離合器Cl，C2或C3 或在該相同附圖中顯示的車輛10的不同實(shí)施例中的其他離合器）的哪一個被用作即將發(fā) 生的換擋指定的待分離離合器。步驟104可包括在圖1的控制器50的存儲器54中設(shè)置標(biāo) 記，該標(biāo)記的設(shè)置觸發(fā)執(zhí)行方法100中的從步驟104開始的后續(xù)步驟。在完成步驟104之 后，方法100行進(jìn)到步驟106。
[0047] 方法100的步驟105需要開始用于換擋的指定待接合離合器的同步控制（INIT. SYNC)。步驟105,類似于步驟104,可需要在控制器50的存儲器54中設(shè)置標(biāo)記，該標(biāo)記的設(shè) 置觸發(fā)方法100中的后續(xù)步驟的執(zhí)行。在步驟105完成之后，該方法100行進(jìn)到步驟107。
[0048] 在步驟106,控制器50將待分離離合器轉(zhuǎn)矩命令在對應(yīng)于所請求的軸轉(zhuǎn)矩的水平 處，該所請求的軸轉(zhuǎn)矩可由控制器50確定為以圖1中所示的接收的油門信號（箭頭Th% ) 的函數(shù)。步驟106可能需要計(jì)算對應(yīng)的待分離離合器轉(zhuǎn)矩，訪問校準(zhǔn)的查找表，通過模型和 /或任何其他適當(dāng)方式處理所請求的轉(zhuǎn)矩。當(dāng)完成步驟106時，方法100行進(jìn)到步驟108。
[0049] 在步驟107,控制器50例如經(jīng)由離合器的離合器速度測量或計(jì)算預(yù)測何時將獲得 同步速度，并且還監(jiān)測離合器滑移速度和填充速率。當(dāng)這發(fā)生時，方法100行進(jìn)到步驟108。
[0050] 步驟108需要經(jīng)由控制器50確定待接合同步離合器是否已經(jīng)達(dá)到同步速度，例如 經(jīng)由直接速度測量或間接方法（例如速度計(jì)算）。如果同步速度還沒有達(dá)到，則重復(fù)步驟 106和107。在此時之前，方法100的同步和異步控制部分獨(dú)立于彼此運(yùn)行。一旦已經(jīng)達(dá)到 同步速度，控制器50則行進(jìn)到步驟109和110。
[0051] 在步驟109,圖1的控制器50執(zhí)行待接合同步離合器控制，這發(fā)生在三個步驟中。 簡要參照圖2A，在步驟109A，圖1的控制器50將轉(zhuǎn)矩命令以校準(zhǔn)速率逐漸地加載到待接合 離合器（T ac)。替代地，該步驟可能需要以類似的方式將壓力命令逐漸地加載，其中轉(zhuǎn)矩和 位置被例如經(jīng)由校準(zhǔn)的轉(zhuǎn)矩-壓力表相關(guān)聯(lián)。該步驟導(dǎo)致估計(jì)的轉(zhuǎn)矩容量的增大，該估計(jì) 的轉(zhuǎn)矩容量例如通過控制器50將其作為轉(zhuǎn)矩命令（T ac)的函數(shù)估計(jì)，無論經(jīng)由查詢表、模 擬、公式還是其他方式。
[0052] 步驟109B緊接在步驟109A之后。這里控制器50計(jì)算用于待接合離合器的正（+) 和負(fù)（_)短期（ST)轉(zhuǎn)矩容量限值。這些短期限值可由來自步驟109A的估計(jì)的轉(zhuǎn)矩以下面 參照圖3描述的方式界定。該限值在命令換擋的轉(zhuǎn)矩交換階段由控制器50實(shí)施。雖然用于 本文中的短期轉(zhuǎn)矩容量限值在普通操作中不是優(yōu)選的，但是控制器50選擇性地根據(jù)需要 (例如當(dāng)需要瞬時輸出轉(zhuǎn)矩峰值或突然增大以保護(hù)比輸出轉(zhuǎn)矩具有更高優(yōu)先權(quán)的例如混合 動力馬達(dá)、電池功率約束等硬件）使其用作轉(zhuǎn)矩儲備，要求訪問由ST轉(zhuǎn)矩容量限值提供的 輸出轉(zhuǎn)矩儲備。
[0053] 步驟109C在步驟109B之后。在該步驟中，圖1的控制器50計(jì)算同步的待接合離 合器的長期（LT)轉(zhuǎn)矩容量限值。這些長期轉(zhuǎn)矩容量限值與短期限值一起顯示在圖3中。LT 轉(zhuǎn)矩容量限值提供優(yōu)選的轉(zhuǎn)矩邊界或推薦的限值，其最終與短期限值在轉(zhuǎn)矩交換完成時合 并。步驟109C可需要從在步驟109B確定的短期轉(zhuǎn)矩容量限值（ST ac)減去同步離合器的 轉(zhuǎn)矩容量（同步離合器的轉(zhuǎn)矩容量等于來自輸出轉(zhuǎn)矩的當(dāng)前異步載荷）。當(dāng)計(jì)算對輸出轉(zhuǎn) 矩的影響（即T tj = K X離合器載荷）時，同步和異步離合器具有與其相關(guān)聯(lián)的不同的傳動 t匕。在完成圖2A的步驟109A-C之后，方法100行進(jìn)到圖2的步驟111。
[0054] 在圖2的步驟110,控制器50限制到用于目前換擋控制事件中的異步待分離離合 器的轉(zhuǎn)矩命令。步驟110可需要臨時防止到異步待分離離合器的轉(zhuǎn)矩命令在量值方 面增大，直到同步待接合離合器即將處理換擋的全部離合器載荷。方法100然后行進(jìn)到步 驟 112。
[0055] 從步驟109和114到達(dá)的步驟111需要確定異步待分離離合器是否已經(jīng)完全耗 盡。這可需要確定何時待分離異步離合器的模擬容量指示已經(jīng)完全耗盡。如果異步待分離 離合器仍沒有耗盡，則方法100行進(jìn)到分別用于異步和同步離合器的步驟114和109。否則 該方法100行進(jìn)到步驟116。
[0056] 步驟112涉及經(jīng)由控制器50進(jìn)行兩個計(jì)算的絕對值轉(zhuǎn)矩限值的比較：（i)用于同 步待接合離合器的短期（ST)離合器轉(zhuǎn)矩容量（TWQST)，和（ii)用于待分離離合器的估計(jì)轉(zhuǎn) 矩（Tc^est)，其中該估計(jì)轉(zhuǎn)矩被可選地乘以校準(zhǔn)增益（K)。在該例子中，K = 。，其提 供等于每單位同步待接合離合器轉(zhuǎn)矩的異步待分離離合器的輸出轉(zhuǎn)矩。用于以下數(shù)學(xué)關(guān)系 的真實(shí)測試可編程入圖1中所示的控制器50的存儲器54中，并且由處理器52估算，其中 I表示絕對值：
[0057] T0NC； st I >K I Tofg； est
[0058] 如果該特定關(guān)系是真的，則方法100行進(jìn)到步驟114。否則，控制器50重復(fù)步驟 110。
[0059] 在步驟114,圖1的控制器50將異步待分離離合器的轉(zhuǎn)矩命令（U逐漸地變化 到零。該步驟以校準(zhǔn)速率執(zhí)行。一旦轉(zhuǎn)矩命令達(dá)到零，則離合器被命令到"完全耗盡位置"， 即經(jīng)由供給離合器的可變力控制螺旋管閥或其他控制螺旋管的控制。該方法100然后行進(jìn) 到上面所述的步驟111。
[0060] 僅在例如通過觀察在邏輯方面估計(jì)或模擬的待分離離合器的轉(zhuǎn)矩容量而確定異 步待分離離合器的成功的耗盡后，步驟116 (可從步驟111到達(dá)）需要終止異步待分離離合 器控制，該控制起初在步驟104建立。之后同步待接合離合器的控制可以默認(rèn)形式繼續(xù)，例 如經(jīng)由基于PID的反饋、基于模型的前饋轉(zhuǎn)矩和/或位置控制，同時仍堅(jiān)持圖3中圖示的長 期轉(zhuǎn)矩容量限值。該換擋以及因而該方法100完成。
[0061] 在步驟118,已經(jīng)更早地在步驟102處確定異步-同步換擋目前不存在時，控制器 50在即將發(fā)生的換擋上執(zhí)行默認(rèn)控制。該控制可采取很多形式，其中待分離和待接合離合 器的同步換擋控制在本領(lǐng)域中是公知的，并且在本控制方式的范圍外。方法100因而在步 驟118結(jié)束。
[0062] 參照圖3,圖示了各個車輛控制參數(shù)，以進(jìn)一步示出上面所述的控制方法100。參 數(shù)的幅值（A)被關(guān)于堅(jiān)直軸線繪制，而時間（t)單獨(dú)地繪制在一對水平軸上，以示出用于同 步待接合離合器和異步待分離離合器的控制時間線。
[0063] 本離合器控制方法100的異步階段（I)在h基于請求的換擋的開始而開始，并且 在心終止。階段I后緊接著是轉(zhuǎn)矩交換階段（II)，轉(zhuǎn)矩交換階段（II)在1 2和&之間，其 中離合器轉(zhuǎn)矩載荷（即，離合器容量）被從異步待分離離合器卸載到同步待接合離合器。該 卸載發(fā)生在上面所述的長期和短期轉(zhuǎn)矩容量的施加的約束內(nèi)。同步轉(zhuǎn)矩應(yīng)用階段（III)在 t3開始，此時異步待分離離合器完全耗盡并且卸載。
[0064] 待分離離合器的滑移（其在圖3中表示為跡線COqfc)在同步轉(zhuǎn)矩施加階段（階 段III)過程中在被逐漸地變化到零之前被保持恒定，直到t 2。待接合離合器的滑移（跡線 在校準(zhǔn)線型處，例如S曲線處同步。對應(yīng)于接收的油門信號（箭頭Th%)的轉(zhuǎn)矩請 求（跡線Tk)保持為正，并且在換擋的全部階段I-III基本上水平，但是該跡線僅是圖示性 的。也就是說，在該期間上可能經(jīng)受油門中的短暫的峰值，并且經(jīng)由如下所述的關(guān)于短期轉(zhuǎn) 矩容量限值的選擇性的方法自動地說明。同樣，變速器輸出轉(zhuǎn)矩（T tj)保持恒定，直到換擋 的階段II完成。輸出轉(zhuǎn)矩CU在換擋的轉(zhuǎn)矩交換階段（階段II)在t2完成之后開始逐漸 地升高。圖3的跡線TasT示出不存在本方法100的情況下典型的輸出轉(zhuǎn)矩線型以及實(shí)施的 長期轉(zhuǎn)矩容量限值。
[0065] 由控制器50發(fā)出的離合器轉(zhuǎn)矩命令，例如到離合器的液壓壓力命令，或轉(zhuǎn)矩交換 中涉及的發(fā)動機(jī)和馬達(dá)（例如圖1中的TS 1J允許的實(shí)際離合器載荷以分別用于同步待接 合離合器和異步待分離離合器的跡線Trac和T tjrc圖示在圖3中。異步待分離離合器沿相對 于待接合離合器相反的轉(zhuǎn)矩方向繪制，即其中待分離離合器轉(zhuǎn)矩在圖3中為負(fù)，并且因而 朝向零"升高"，如圖3中所示。異步待分離離合器的模擬或估計(jì)的轉(zhuǎn)矩以跡線I^ est圖示。 實(shí)際離合器命令顯示為跡線Twe，其幅值為A2-。該幅值由待分離離合器的控制滑移和能量 容量確定。待分離轉(zhuǎn)矩在進(jìn)入階段II之后很快逐漸地減小到零，這為如上所述以校準(zhǔn)逐漸 率發(fā)生的過程。
[0066] 在正常的同步混合動力換擋中，即在圖2的步驟102沒有命令異步-同步換擋的 換擋，則待接合轉(zhuǎn)矩命令（T ac)將通常從圖3的約h處（即當(dāng)待接合離合器被同步并且該 離合器被填充時）逐漸地向上到幅值A(chǔ)1+,并且在其之后，在接近階段I終止處的約t 2之前， 將步進(jìn)到其最大值。接近的轉(zhuǎn)矩命令將如圖所示的階段II和III中被保持。當(dāng)異步-同 步換擋被命令時，圖1的控制器50管控同步施加的待接合離合器，以使轉(zhuǎn)矩源（例如圖1 的TS 1和TS2)于異步待分離離合器的耗盡的同時有效地執(zhí)行轉(zhuǎn)矩傳遞功能。
[0067] 作為本控制方式的主要部分，控制器50如上面參照圖2所說明地在同步待接合 離合器上實(shí)施短期和長期轉(zhuǎn)矩限值。短期（ST)限值在圖3中表示為于〖2之前開始的跡線 Τυτ。在該示例中，h為當(dāng)I同步離合器ST限值|> = I (KAsyne/KSyne)x異步離合器載荷 的時候，其中" 11 "再次表示絕對值，或換句話說，是當(dāng)同步離合器準(zhǔn)備承擔(dān)來自一個控制循 環(huán)中的異步離合器的全部載荷而不影響輸出轉(zhuǎn)矩（To)的時候。在上述關(guān)系中，K Asyn。和KSyn。 描述常量。即，在同步離合器被施加之后，在對應(yīng)于變速器狀態(tài)的轉(zhuǎn)矩方程中，輸出轉(zhuǎn)矩T。 可表達(dá)為：

【權(quán)利要求】
1. 一種用于具有多個轉(zhuǎn)矩源的混合動力電動車輛的變速器組件，該變速器包括： 齒輪組； 多個離合器，包括待接合和待分離離合器，其中，所述待分離離合器在具有一定持續(xù)時 間的被請求的轉(zhuǎn)矩交換開始時具有轉(zhuǎn)矩載荷；和 控制器，配置為經(jīng)由分別接合和脫離多個離合器，將多個轉(zhuǎn)矩源中的一些選擇地連接 到齒輪組和從齒輪組斷開，其中，所述控制器配置為確定貫穿請求的轉(zhuǎn)矩交換何時要求連 續(xù)的輸出轉(zhuǎn)矩，并且配置為響應(yīng)于要求的連續(xù)輸出轉(zhuǎn)矩，以： 同步和填充所述待接合離合器； 估計(jì)所述待接合離合器的液壓轉(zhuǎn)矩容量； 響應(yīng)于具有閾值控制優(yōu)先權(quán)的控制目標(biāo)，施加一組短期轉(zhuǎn)矩容量限值，該轉(zhuǎn)矩容量限 值在轉(zhuǎn)矩交換過程中暫時地?cái)U(kuò)大所述待接合離合器的轉(zhuǎn)矩容量； 延遲所述轉(zhuǎn)矩交換的開始，直到所述待接合離合器的估計(jì)轉(zhuǎn)矩容量能夠從所述待分離 離合器接收全部待分離離合器載荷，而不影響連續(xù)的輸出轉(zhuǎn)矩； 貫穿所述轉(zhuǎn)矩交換過程異步控制待分離離合器； 貫穿所述轉(zhuǎn)矩交換過程同步控制待接合離合器；和 經(jīng)由擴(kuò)大的長控制轉(zhuǎn)矩容量限值以同時耗盡的待分離離合器載荷的函數(shù)加載同步待 接合離合器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，其中，所述車輛包括電動馬達(dá)和內(nèi)燃機(jī)作為所述多 個轉(zhuǎn)矩源，并且其中所述控制器配置為通過使用來自電動馬達(dá)和發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩組合卸載所 述待分離離合器，同時保持連續(xù)的輸出轉(zhuǎn)矩。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，還包括可操作來產(chǎn)生油門信號的傳感器，其中所述 控制器與該傳感器通訊，并且配置為通過處理所述油門信號確定連續(xù)的輸出轉(zhuǎn)矩是否被請 求。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，其中，被請求的換擋為通過空擋的無動力中斷換擋。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，其中，所述控制器響應(yīng)于具有閾值優(yōu)先權(quán)的控制目 標(biāo)，暫時地實(shí)施短期轉(zhuǎn)矩容量限值以代替長期轉(zhuǎn)矩容量限值。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，其中，所述短期和長期轉(zhuǎn)矩容量限值在完成轉(zhuǎn)矩交 換之前合并。
7. -種用于控制混合動力電動車輛的方法，該車輛具有多個轉(zhuǎn)矩源、齒輪組、包括待接 合和待分離離合器的多個離合器和控制器，所述方法包括： 貫穿具有一定持續(xù)時間的被請求的轉(zhuǎn)矩交換確定何時要求連續(xù)的輸出轉(zhuǎn)矩； 當(dāng)所述連續(xù)的輸出轉(zhuǎn)矩被要求時： 同步和填充所述待接合離合器； 估計(jì)所述待接合離合器的液壓轉(zhuǎn)矩容量； 響應(yīng)于具有閾值控制優(yōu)先權(quán)的控制目標(biāo)，在所述轉(zhuǎn)矩交換持續(xù)過程期間施加一組短期 轉(zhuǎn)矩容量限值，該短期轉(zhuǎn)矩容量限值暫時地?cái)U(kuò)大所述待接合離合器的轉(zhuǎn)矩容量； 延遲所述轉(zhuǎn)矩交換的開始，直到所述待接合離合器的估計(jì)的轉(zhuǎn)矩容量能夠接受來自待 分離離合器的全部轉(zhuǎn)矩載荷，而不影響輸出轉(zhuǎn)矩； 貫穿所述轉(zhuǎn)矩交換過程異步控制所述待分離離合器； 貫穿所述轉(zhuǎn)矩交換過程同步控制所述待接合離合器； 經(jīng)由擴(kuò)大的長控制轉(zhuǎn)矩容量限值，在所述待分離離合器的估計(jì)轉(zhuǎn)矩達(dá)到零時或之前作 為同時耗盡的待分離離合器載荷的函數(shù)加載所述同步待接合離合器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述車輛包括作為所述多個轉(zhuǎn)矩源的電動馬達(dá) 和內(nèi)燃機(jī)，該方法還包括：使用來自所述電動馬達(dá)和發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩組合卸載所述待分離離 合器，同時保持連續(xù)的輸出轉(zhuǎn)矩。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括：響應(yīng)于具有閾值優(yōu)先權(quán)的控制目標(biāo)，實(shí)施短期 轉(zhuǎn)矩容量限值以代替長期轉(zhuǎn)矩容量限值。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括：在完成所述轉(zhuǎn)矩交換之前，合并所述短期和 長期轉(zhuǎn)矩容量限值。
【文檔編號】B60W20/00GK104340204SQ201410355465
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月25日
【發(fā)明者】P.古普塔, L.A.卡明斯基, S.W.麥格羅根 申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司