CN101450663B - 混合电动车辆制动降挡控制 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及混合电动车辆制动降挡控制。提供一种车辆的混合动力推进系统。该混合动力推进系统包括传递扭矩到至少一个第一驱动轮的多级固定传动比变速器、连接到多级固定传动比变速器装置的输入的第一电能转化装置、及控制系统，在减速工况中，响应于多级固定传动比变速器从第一传动比切换到高于第一传动比的第二传动比，控制系统增加第一电能转化装置的负扭矩输出以满足期望的车轮制动扭矩。本发明的系统可以通过利用电能转化装置再生制动能力，在发动机制动变速器降挡事件中提供平滑的传动系制动。

Description

混合电动车辆制动降挡控制
技术领域
本发明涉及车辆的混合动力推进系统，具体涉及混合电动车辆制动降挡控制。
背景技术
车辆可以配置有使用至少两个不同的扭矩源以推进车辆的混合动力推进系统。在一个非限制的示例中，车辆的混合动力推进系统可以配置为混合动力电动车辆(HEV)，其中可以选择性地操作一个或多个电机和内燃发动机以提供要求的推进力。类似地，在车辆减速时，可以选择性地操作电机和发动机提供车辆传动系制动以回收车辆的动能。具体地，在所称的再生制动中，电机可以用来吸收扭矩，该扭矩可以转化成存储在电池中的电能。以此方式，车辆效率增加。
此外，混合动力推进系统可以包括从各种扭矩源传递扭矩到车轮的固定传动比变速器。固定传动比变速器相比较于无级变速器不太复杂且成本减少。以此方式，可以减少车辆复杂性和成本。
在一个方法中，在车辆的减速期间为延长再生制动工况，固定传动比变速器的状态可以换挡到低传动比。通过使变速器降挡，可以避免储能装置的极限、发动机转速限制、和/或电机的制动极限。
然而，本发明的发明人认识到上述方法的缺点。具体地，在固定传动比变速器中，当进行变速器降挡时，由于发动机制动扭矩中的突然改变，驾驶员会感觉到传动系扰动。这会在期望发动机压缩制动的工况下发生以使车辆减速。此外，在下坡限制车速时，在发动机制动降挡期间驾驶员能够感受到突然的传动系扭矩扰动。
发明内容
在本文描述的至少一个途径中，一种车辆的混合动力系统可以解决上述问题的至少一些。该混合动力推进系统包括传递扭矩到至少一个第一驱动轮的多级固定传动比变速器装置、连接到多级固定传动比变速器装置的第一电能转化装置、传递扭矩到至少一个第二驱动轮的第二电能转化装置、及控制系统，在变速器降挡的车辆减速工况下，响应于固定传动比变速器从第一传动比切换到低于第一传动比的第二传动比，控制系统增加第一电能转化装置和第二电能转化装置中的至少一个的负扭矩输出以满足期望的车轮制动扭矩。在发动机制动变速器降挡事件中，通过增加混合动力车辆的电能转化装置的负扭矩，可以在较长时期增加车轮上的制动扭矩，这会产生平滑的扭矩传递。以此方式，可以减少传动系扰动并提高车辆的驾驶性能。换言之，通过利用电能转化装置再生制动能力，可以在发动机制动变速器降挡事件中提供平滑的传动系制动。
在另一个途径中，提供一种控制车辆的混合动力推进系统的方法。该混合动力推进系统至少包括内燃发动机、与多级固定传动比变速器装置交换扭矩的第一电能转化装置，该多级固定传动比变速器装置与第一组驱动轮交换扭矩，及与第二组驱动轮交换扭矩的第二电能转化装置。该方法包括在发动机制动减速工况下，接收请求的车轮制动扭矩；响应于接收请求的车辆车轮制动扭矩，调节固定传动比变速器装置的传动比状态以增加向车辆的第一组驱动轮提供的制动力的水平；响应于调节固定传动比变速器装置的传动比状态和基于第二组驱动轮的牵引力控制事件，改变在第一电能转化装置和第一组驱动轮之间交换的扭矩水平；及响应于调节固定传动比变速器装置的传动比状态和基于第一组驱动轮的牵引力控制事件，改变在第二电能转化装置和第二组驱动轮之间交换的扭矩水平。
在又一个途径中，提供一种车辆的混合动力推进系统。该混合动力推进系统包括传递扭矩到至少一个第一驱动轮的多级固定传动比变速器；连接到固定传动比变速器装置的输入的第一电能转化装置；传递扭矩到至少一个第二驱动轮的第二电能转化装置；及控制系统，该控制系统配置为响应于多级固定传动比变速器从第一传动比切换到高于第一传动比的第二传动比，提供扭矩输出以满足期望的车轮制动扭矩，该控制系统还配置为执行第一模式以提供扭矩输出来满足期望的车轮制动扭矩，在第一模式中制动扭矩由第一电能转化装置提供，第二电能转化装置不提供制动扭矩，该控制系统还配置为执行第二模式以提供扭矩输出来满足期望的车轮制动扭矩，在第二模式中制动扭矩由第二电能转化装置提供，第一电能转化装置不提供制动扭矩，且该控制系统还配置为执行第三模式以提供扭矩输出来满足期望的车轮制动扭矩，在第三模式中制动扭矩由第一电能转化装置和第二电能转化装置两者提供。
附图说明
图1示出示例混合动力车辆推进系统；
图2示出图1的推进系统的能量流图；
图3是描述示例混合动力推进系统的各种构件可以达到的最大制动力的示图；
图4A至图4C示出示例混合动力推进系统的示例操作模式和相应的操作模式的能量流路；
图5A至图5C用示图描述使用电动后轴装置的发动机制动降挡控制的示例；
图6示出对应于在发动机制动变速器降挡事件中控制扭矩输出的控制例程的流程图；
图7示出对应于在发动机制动变速器降挡事件中选择操作模式以控制输出扭矩的控制例程的流程图。
具体实施方式
图1示出车辆的示例混合动力推进系统100。在该具体的示例中，混合动力推进系统100配置为混合动力电动车辆(HEV)，可以结合前轮驱动(FWD)车辆平台操作该混合动力电动车辆。然而，本文描述的方法可以应用于其他的车辆平台，包括后轮驱动、四轮驱动、或全轮驱动系统。混合动力推进系统100包括具有内燃发动机(ICE)110、第一电能转化装置114、向前轮120提供扭矩的变速器116、及向后轮130提供扭矩的第二电能转化装置124。
第一及第二电能转化装置可以替代地称为马达和/或发电机。应理解电能转化装置可以是将电能转化为动能和/或将动能转化为电能的任何合适的装置。
发动机110可以包括燃烧燃料的一个或多个燃烧室或汽缸112。在一个非限制的示例中，发动机110可以在所称的阿特金森(Atkinson)循环中操作。发动机在阿特金森循环中操作以实现比类似尺寸的奥拓(Otto)循环发动机更高的燃料效率，从而可以例如在车辆的加速中操作电动马达以辅助发动机提供请求的传动系扭矩。然而，在其他的示例中，发动机110可以在奥拓循环或其他任何合适的燃烧循环中操作。应理解在不同的操作模式中，发动机可以在一些或所有汽缸中停止燃料的燃烧。以此方式，可以增加燃料效率。在一些实施例中，发动机110可以是柴油发动机，例如直列式五汽缸柴油发动机。
第一马达114可以连接到发动机110的输出轴。在一些实施例中，第一马达可以通过齿轮构造与发动机操作连接。在一个非限制的示例中，第一马达114可以配置为所称的曲轴集成式起动机/发电机(crankshaft integrated starter/generator，CISG)系统。在混合动力推进系统的起动中，CISG可以提供扭矩来转动发动机以有助于发动机的起动。在一些工况下，CISG可以供应扭矩输出以补充或替代发动机扭矩。此外，在一下工况下，CISG可以供应可转化为电能的负扭矩输出。
发动机110和/或第一马达114可以传递扭矩到变速器116的输入。变速器116可以通过前轴(或主减速器)118向前轮120传递扭矩。变速器116可以包括两个或多个可选择的传动比，以用来改变在变速器输入(即发动机/CISG)和变速器输出(即主减速器/前轮)之间交换的转速比和/或扭矩比。在一个非限制的示例中，变速器116可以包括六个可选择的挡位，然而，可以使用具有更多或更少挡位的其他变速器。此外，变速器116可以配置为双离合器式(即动力换挡)变速器或自动换挡手动变速器，这两种变速器都不使用变矩器。在替代的实施例中，变速器116可以包括具有叶轮和涡轮的变矩器。通过改变变矩器的状态可以接合或分离变速器以改变叶轮和涡轮之间的扭矩传递。
应理解第一马达114可以配置在包括任何合适的传动装置的马达系统中以能够独立于发动机110选择性地操作第一马达114。例如，离合器可以用来在CISG系统和发动机之间提供操作上的分离以减少来自发动机的摩擦扭矩损耗，同时CISG系统用来产生电能。
继续参考图1，第二电能转化装置124可以通过齿轮构造(或主减速器)126与后轴或驱动轴128和后轮130连接。在一些实施例中，第二电能转化装置(或马达)124可以配置为所称的电动后轴装置(electric rear axle device，ERAD)系统。ERAD系统可以包括能够使第二马达向后轮提供扭矩输出的任何合适的传动装置。例如，齿轮构造126可以包括具有齿轮架(C)、太阳轮(S)、及环齿轮(R)的行星齿轮组。通过改变行星齿轮组的状态，可以改变在第二马达124和后轴128之间交换的扭矩量。以此方式，第二马达124可以选择性地向驱动轴128和后轮130供应或吸收扭矩。在替代的实施例中，第二马达124可以直接连接到主减速器126。
可以操作CISG系统114和ERAD系统124以分别与驱动轴118和128交换扭矩。例如，响应于从储能装置132接收的电能，可以操作CISG系统114以向驱动轴118供应扭矩。类似地，响应于从储能装置132接收的电能，可以操作ERAD系统124向驱动轴128供应扭矩。以此方式，可以操作CISG和/或ERAD以辅助发动机推进车辆或不操作发动机而推进车辆。
此外，可以选择性地操作CISG系统114和/或ERAD系统124分别从驱动轴118和128吸收扭矩，从而能量可以存储在储能装置132中或可以在CISG系统114和ERAD系统124之间交换。例如，ERAD产生的电能可以供应到CISG来旋转发动机110以作为消耗能量的手段。储能系统132可以包括一个或多个电池、电容器、或其他合适的储能装置。应理解前轮120和后轮130的每个可以包括摩擦制动器以提供用于车辆减速的补充制动。
控制系统122可以通信连接到混合动力推进系统100的各种构件的一些或所有。例如，控制系统122可以从发动机110接收工况信息，如发动机转速、CISG系统114、包括当前选择的挡位的变速器116、变速器涡轮和驱动轴转速、变矩器状态、ERAD124、包括充电状态(SOC)和充电率的储能装置132、包括车辆速度的车轮120和130、及摩擦制动器的位置的信息。在一些实施例中，控制系统可以通过用户输入装置接收用户输入。例如，控制系统可以经踏板从用户接收通过踏板位置或压力传感器检测到的车辆制动请求。此外，控制系统可以从用户接收车辆(及发动机)制动请求，如经换挡选择器(shift selector)接收的低范围选择。在一些实施例中，控制系统通过倾斜计或其他合适的装置可以确认路面的倾斜角或坡度。
此外，控制系统122可以发送控制信号到发动机110以控制燃料输送量和正时、点火正时、气门正时、节气门位置、及其他的发动机操作参数，发送控制信号到CISG114以控制与变速器116和/或发动机110交换的扭矩量，发送控制信号到变速器116以改变挡位选择和控制变矩器或一个或多个离合器的状态，发送控制信号到ERAD124以控制与驱动轴128交换的扭矩量，发送控制信号到储能装置132以控制向ERAD和CISG系统接收或供应的能量的量，及发送控制信号到摩擦制动器以改变在车轮120和130上施加的制动力的量，如本文详细描述。本领域技术人员应理解根据本发明经机电执行器、电液执行器或其他合适的装置可以调节各种传动系构件的操作参数。
控制系统122可以包括一个或多个微计算机，包括微处理器单元、输入/输出端口、如配置为只读存储器芯片、随机存取存储器、和/或保活存储器的用于可执行程序和校准值的电子存储媒体、及数据总线。因此，应理解控制系统122可以执行本文描述的各种控制例程以控制混合动力推进系统100的操作。在一个示例中，在制动操作中为实现最优化的负传动系扭矩控制，控制系统可以配置为增加和/或最大化能量回收，而在储能装置的储能能力和能量交换极限之内，通过利用电机的再生制动能力减少和/或最小化发动机制动。
在一些实施例中，控制系统122可以包括多个控制模块，每个控制模块可以控制车辆的子系统。例如，控制系统122可以包括发动机控制模块(ECM)以控制发动机操作，变速器控制模块(TCM)以控制变速器操作，集成系统控制器(ISC)以控制电能转化和存储装置的操作。
图2示出对应于图1的混合动力推进系统的示例能量流图；能量流图包括机械推进路径210和电气推进路径212。机械推进路径210可以向前轴(或主减速器)118和前轮120提供车辆推进。具体地，发动机110和/或CISG114可以产生扭矩输出，该扭矩输出可以通过变速器116传递以向前轮120提供扭矩以推进车辆(或推进系统)100。此外，在减速工况中，可以操作发动机110和/或CISG114以产生负扭矩，该负扭矩通过变速器116传递到前轮120以提供发动机制动能力以减速车辆100。在一个示例中，在减速工况中，控制系统操作CISG有利地通过机械推进路径提供额外的制动扭矩以在CISG的操作极限(limits)之内使负扭矩输出最大化，从而产生可以存储在储能装置中的电能来增加储能装置的充电状态，这可以称为再生制动。
应理解在一些工况下，可以仅操作CISG以提供制动扭矩来减速车辆。在一些情况下，在减速工况中可以停用发动机的一个或多个汽缸。以此方式，可以改进发动机的燃料经济性。此外，在一些工况下可以在发动机的一个或多个汽缸中停止燃料和火花，和/或可以调节发动机的气门正时。以此方式，可以增加泵气损失(pumpinglosses)，从而可以有利地增加机械推进路径的发动机制动能力。
通过向后轴(或主减速器)128和后轮130直接提供扭矩，电气推进路径212可以提供车辆推进。具体地，ERAD124可以产生通过ERAD传动装置126和后轴128传递到后轮130以推进车辆100的扭矩输出。此外，在减速工况中，可以操作ERAD124产生负扭矩，该负扭矩通过ERAD传动装置126传递到后轮130以提供制动能力以减速车辆100。通过控制ERAD124以向后轮130提供负制动扭矩，可以产生能够存储在储能装置中的电能以便可以增加储能装置的充电状态。
在一些工况下，可以协作地操作CISG和ERAD以分别向前轮和后轮提供制动扭矩而不操作发动机，以使储能装置的再生最大化。此外，在一些工况下，可以协作地操作发动机和ERAD以分别向前轮和后轮提供制动扭矩。应理解可以控制变速器和/或ERAD传动装置以满足请求的制动扭矩要求。在下文参考图4至图7详述提供制动扭矩以减速车辆的控制策略。
在车辆操作中，控制系统可以通过机械推进路径210和/或电气推进路径212控制扭矩输出以便用不同的操作模式操作车辆100。例如，控制系统可以用所称的电动驱动来操作车辆，在电动驱动中仅控制ERAD以提供驱动/发电能力(即分别为正扭矩输出和负扭矩输出)。
在另一个示例中，控制系统可在所称的串联混合动力驱动中操作车辆，在串联混合动力驱动中发动机可以燃烧空气和燃料，可以操作CISG以提供发电能力(例如负扭矩，如用于增加储能装置的充电状态)，取决于工况可以操作ERAD以提供驱动/发电能力。
在又一个示例中，控制系统可在所称的发动机驱动中操作车辆，在发动机驱动中发动机燃烧燃料和火花，变速器传递扭矩(即接合或滑动)，CISG和ERAD都关闭。该操作模式类似于不包括电能转化装置的非混合动力车辆的操作。
在又一个示例中，控制系统可在所称的并联混合动力驱动中操作车辆，在并联混合动力驱动中发动机燃烧空气和燃料，且CISG和/或ERAD可操作。在一些工况下，在并联混合动力驱动中，可以关闭CISG，ERAD可以提供驱动/发电能力。在一些工况下，在并联混合动力驱动中，CISG可以提供驱动能力，且ERAD可以关闭。在一些工况下，在并联混合动力驱动中，CISG和ERAD可以提供驱动能力。在一些工况下，在并联混合动力驱动中，CISG可以提供发电能力，ERAD可以提供驱动/发电能力或可以关闭。
在又一个示例中，控制系统可在所称的发动机起动模式中操作车辆，在发动机起动模式中CISG可以提供驱动能力以起动发动机。具体地，CISG可以向发动机提供扭矩以有助于发动机起动转动。
在又一个示例中，控制系统可在所称的发动机停止模式中操作车辆，在发动机停止模式中发动机起动转动可以关闭。
应理解上述发动机操作模式是示例性的，且在操作中可以使用其他的操作模式以控制车辆。在一个示例中，车辆控制策略可以包括在减速工况中执行以在变速器降挡事件中提供平滑的发动机制动能力的操作模式。控制系统可以从图4A至图4C详细示出的多个操作模式中选择操作模式。在一个示例中，控制系统可以响应于存储值选择操作模式。控制系统还可以使用适应性学习以基于先前传动系制动或降挡响应选择合适的操作模式。
注意CISG和ERAD提供的制动力水平可以由其相应的极限所限制。另外，储能装置的储能能力(例如电池充电状态(SOC))和/或能量交换率极限还可以限制CISG和ERAD提供的制动力的水平。在一个示例中，如图3的示图所述，CISG和ERAD两者的传动系制动能力可以随着车辆速度增加而降低。此外，CISG和发动机的制动能力还作为在特定车辆速度下变速器状态的函数改变，因为发动机转速响应于变速器换挡增加或降低。
图3提供了描述随着车辆速度和混合动力推进系统100的变速器状态改变的ERAD、CISG及发动机的制动极限的示图。具体地，ERAD提供的最大制动力随着车辆速度改变的示例如在410所示。基于选择的具体的变速器挡位，CISG提供的最大制动力的范围如在420-430所示。例如，当选择变速器的第一挡时，CISG可以提供的最大制动力如在420所示。当选择变速器的第二、第三、第四、第五、及第六挡中的一个时，CISG提供最大制动力的示例如分别在422、424、426、428、及430所示。如图3的示图所述，CISG提供的制动力的最大值随着车辆速度增加而降低，且在低挡位比在高挡位大。
图3还示出由发动机提供的制动力440-450随着车辆速度变化的范围。例如，当选择变速器的第一挡时，发动机可以提供最大制动力如在440所示。当选择变速器的第二、第三、第四、第五、及第六挡中的一个时发动机可以提供最大制动力的示例如分别在442、444、446、448、及450所示。如图3的示图所述，发动机提供的制动力的量可以随着车辆速度增加而增加，且在低挡位大于在高挡位。注意除了在特定车辆速度下的摩擦元件能量极限外，选择的变速器状态(例如变速器挡位和/或变矩器状态)可以考虑发动机转速限制(例如滞后和/或超速)。因此，CISG和发动机提供传动系制动的能力由允许的最大和/或最小发动机转速限制。
图3还描述了对于道路坡度改变和车辆速度改变时的道路负荷。例如，0％坡度如在460所示，-5％坡度如在462所示，-10％坡度如在464所示，-15％坡度如在466所示，-20％坡度如在468所示，-25％坡度如在470所示。注意本文描述的负坡度涉及车辆沿着倾斜表面向下行驶。
因此，图3示出混合动力推进系统100的发动机、CISG、及ERAD的示例极限随着车辆转速和变速器状态变化。注意这些极限仅作为示例提供，且随着控制系统使用的具体的传动系构造和传动系执行器改变。如图3所示，在一些工况下，若超过传动系构件中的任何一个的最大制动力，可以操作发动机、CISG、及ERAD中的两个或多个以提供请求的传动系制动力。注意也可以使用摩擦制动器以减少传动系制动从而避免各种传动系构件的极限。因此，在发动机制动变速器降挡事件中，可以使用发动机、CISG、及ERAD的具体的组合以执行发动机制动，更具体地执行平滑的发动机制动。扭矩源的组合由参考图4详述的几个不同的操作模式1-3在下文确定。具体地，可以特别使用这些操作模式以在发动机制动变速器降挡事件中提供更平滑的车轮制动扭矩以改进车辆驾驶性能。使用这些操作模式时，可以要求或不要求摩擦制动器的操作以提供请求的制动扭矩。以此方式，当选择具体的操作模式时可以考虑到发动机、CISG、及ERAD的每个提供的传动系制动力的量的极限，以便以有效的方式实现请求的传动系制动力。
图4A-图4C示出为了在车辆减速中基于变速器降挡事件向车轮提供制动扭矩时可以执行的三个不同的操作模式。不同的操作模式可以考虑工况以及车辆推进系统构件的操作极限。在下文参考图7详述在发动机制动变速器降挡事件中选择操作模式以提供制动扭矩的策略。
图4A示出执行第一操作模式的混合动力推进系统100的示意图，该第一操作模式可以在发动机制动变速器降挡事件中执行。第一操作模式包括在变速器降挡事件中使用CISG和ERAD两者以实现请求的制动力。在第一操作模式中，CISG和ERAD两者可以吸收扭矩并将制动力转化成由储能装置存储的能量，如粗实线和方向箭头指示。因为CISG和ERAD两者可以将制动力转化成在储能装置中存储的能量，在三个操作模式中第一模式可以提供最大的储能装置再生能力。因此，可以有利地执行第一操作模式以改进储能装置的能量回收。此外，因为在第一操作模式使用两个电能转化装置以提供制动力，在三个操作模式中第一操作模式可以提供最大量的制动力。因此，对于涉及低传动比的发动机制动降挡事件可以执行第一操作模式，在这样的事件中降挡可以产生较大的扭矩峰值，从而需要更大的补充制动力以提供更平滑的整体车轮制动力，同时满足制动要求。在一个具体的示例中，对于从第二传动比到第一传动比的发动机制动变速器降挡，可以选择第一操作模式。
图4B示出执行第二操作模式的混合动力推进系统100的示意图，该第二模式可以在发动机制动变速器降挡事件中执行。第二操作模式包括在变速器降挡事件中仅使用CISG以实现请求的制动力。在第二操作模式中，CISG可以吸收扭矩并将制动力转化成储能装置可以存储的能量，如粗实线和方向箭头所示。当ERAD不可用来提供扭矩以使变速器降挡平滑时，在变速器降挡中可以有利地执行第二操作模式以使扭矩输出平滑。在一个示例中，由于系统工况超过ERAD的操作极限(例如超速极限、热极限)，ERAD不能够在变速器降挡中提供扭矩。在另一个示例中，在牵引力控制事件中，ERAD可以提供扭矩以控制后轮的滑移，因此不可用来在变速器降挡中提供平滑的扭矩。
图4C示出执行第三操作模式的混合动力推进系统100的示意图，该第三操作模式可以在发动机制动变速器降挡事件中执行。第三操作模式包括在变速器降挡事件中仅使用ERAD以实现请求的制动力。在第三操作模式中，ERAD可以吸收扭矩并将制动力转化成可以由储能装置存储的能量，如粗实线和方向箭头所示。注意当执行第三操作模式时，基于请求的制动力的大小和工况，发动机将与ERAD协作提供制动扭矩以满足请求的制动力。
图5A-图5C用示图示出使用ERAD的发动机制动变速器降挡控制的一个示例。在该示例中，可以执行上述第三操作模式以在变速器降挡事件中使车轮制动扭矩廓线平滑。图5A用示图示出在各种发动机制动变速器降挡事件中的车辆速度。实线表示没有使用ERAD的操作以使降挡平滑的车辆速度。此外，点线表示使用ERAD的操作以使降挡平滑的车辆速度。图5B用示图示出在各种发动机制动变速器降挡事件中的制动扭矩输出。实线表示变速器输出的制动扭矩。点线和短划线表示ERAD提供的制动扭矩。点线表示整体的制动扭矩输出或在车轮上的制动扭矩。图5C用示图示出在各种发动机制动变速器降挡事件中的变速器操作。实线表示可以在变速器输出上提供的请求的变速器传动比。点线表示实际的变速器传动比。在一些情况下，期望延迟降挡以增加电能转化装置的再生制动能力。
如在502所示，由于车辆随着时间减速，可以请求第一变速器降挡事件。请求的变速器降挡为从第四传动比降挡到第三传动比。在降挡事件之前，由于车辆减速可以减少在车轮上的制动扭矩和变速器输出。在504，可以开始变速器降挡事件，例如防止超过装置操作极限的工况。在变速器降挡事件的开始时，预期可以通过降挡产生制动扭矩峰值，可以增加ERAD的制动扭矩。虽然在变速器输出上的制动扭矩可以继续减少直到实际切换到低挡位，因为ERAD制动扭矩增加，在车轮上的制动扭矩可以平滑上升。通过ERAD扭矩增加，可以在较长时期增加车轮输出扭矩，相比较于无辅助的变速器降挡，这可以提供可觉察到的更平滑的感觉。注意在降挡之后，可以减少或最小化ERAD制动扭矩以有助于使用变速器输出上的制动扭矩来继续使车辆减速。如在506所示，由于ERAD的补充的扭矩，车辆的速度以较低的速率降低。在变速器降挡事件中通过向车轮提供补充的扭矩，可以在较长时期增加扭矩，且可以减少车轮上的扭矩峰值。以此方式，可以实现更平滑的发动机制动廓线从而改进车辆驾驶员舒适性。
图6是描述控制混合动力推进系统100的传动系制动的示例控制策略的流程图。具体地，在发动机制动变速器降挡事件中，可以使用该控制策略向车辆车轮提供制动扭矩以提供较平滑的制动廓线。在610，控制系统可以评估车辆的工况，包括当前、过去、和/或预测的将来的工况。如本文所述，可以包括但不限于如下工况的一个或多个：储能装置的充电状态(SOC)或能量水平、与储能装置的能量交换率、在传动系和ERAD和/或CISG之间交换的扭矩量、如制动器踏板的用户输入装置的位置、如空气温度和压力的环境情况、路面坡度或倾斜角、包括选择的挡位和/或变矩器状态的变速器状态、变速器涡轮转速和输出转速、发动机转速、车辆速度、及发动机、CISG、ERAD、变速器及储能装置的其他操作状态。
在612，控制例程可以检测车辆的减速工况。用户和/或控制系统可以开始车辆减速工况。例如，用户踩压制动器踏板或驱动请求车辆执行制动操作的输入装置，控制系统可以从用户接收请求。在另一个示例中，控制系统可以响应于工况请求车辆制动，而不用从用户接收制动请求。换言之，例如在主动巡航控制、HDC(Hill DescentControl，斜坡缓降控制)、或其他的牵引力控制操作期间，控制系统可以请求车辆制动。因此，应理解制动请求可以源于用户或源于控制系统。此外，制动请求可以包括增加传动系制动力的变速器降挡请求。
若612为否(即未检测到车辆减速工况)，例程可以返回到610，在610可以再次评估工况直到检测到减速工况。或者，若612为是(即检测到车辆减速工况)，例程移到614。
在614，控制例程可以包括确定是否请求变速器降挡。若未请求变速器降挡，例程可以继续轮询(poll)直到请求变速器降挡或直到不再检测到减速工况。若请求变速器降挡，例程移到616，在616可以确定降挡补充扭矩。在一个示例中，通过从期望的车轮扭矩减去变速器输出扭矩可以确定降挡补充扭矩以满足请求的发动机制动力或减速速率。在一个示例中，基于在610评估的工况和用户造成的制动器踏板或换挡选择器的位置或移动，控制系统可以确定请求的制动力的量。ERAD和/或CISG可以提供降挡补充扭矩以补充发动机制动，同时在变速器在传动比之间换挡以减少扭矩峰值。
接下来在618，基于在610评估的工况和在616确定的补充扭矩，可以选择传动系操作模式。对于特定的所请求的制动力，或请求的负传动系扭矩(补充扭矩)，控制系统可以应用基于规则的状态机方案以增加和/或最大化能量回收，同时实现请求的传动系制动力。参考图4A至图4C从上述从三个操作模式中选择操作模式。基于请求的传动系制动力的大小、储能装置的当前SOC状态和/或能量交换极限、及传动系构件的其他极限选择操作模式。在下文参考图7详述操作模式选择策略。在一个示例中，响应于存储值，控制系统选择操作模式。控制系统可以利用适应性学习以基于先前的传动系制动响应选择合适的制动模式。
接下来在620，在发动机制动变速器降挡事件中可以执行在618选择的操作模式以在车辆车轮上提供制动扭矩。以此方式，在变速器降挡事件中可以协调一个或多个制动扭矩源以使发动机制动廓线平滑，同时增加能量回收，并考虑传动系构件的各种极限。
图7示出对应于在发动机制动变速器降挡事件中选择合适的操作模式以向车轮提供补充的制动扭矩的示例控制例程的流程图。示例控制例程可以考虑到请求的传动系制动力的大小、储能装置的当前SOC状态和/或能量交换极限、及传动系构件的其他极限。在710，控制例程可以确定储能装置的充电状态是否大于阈值极限。在一个示例中，阈值极限可以是最大的充电状态。换言之，因为储能装置基本上充满电能，没有更多的电能可以传递到储能装置。因此，不可以使用第一电能转化装置和/或第二电能转化装置执行再生制动。若SOC大于阈值极限，控制例程结束。否则，若SOC低于阈值极限，可以执行再生制动及控制例程可移到712、724、及726。
在712，控制例程可以确定车辆的速度是否大于ERAD的操作速度极限。若车辆速度大于ERAD的操作速度极限，控制系统可以移到718，在718可以选择第二操作模式。在第二操作模式中，可以改变CISG的制动扭矩输出以满足期望的车轮扭矩，ERAD不能提供扭矩输出，因为工况落在ERAD的操作极限之外。以此方式，即使ERAD不可用时，在发动机制动变速器降挡事件中也可以向车轮提供扭矩输出。否则，若车辆速度低于ERAD的操作速度极限时，控制例程移到714。
在714，控制例程可以确定ERAD的温度是否大于ERAD的操作温度极限。若ERAD的温度大于ERAD的操作温度极限，控制例程移到718，在718可以选择第二操作模式。在第二操作模式，可以改变CISG的制动扭矩输出以满足期望车轮扭矩，ERAD不能提供扭矩输出，因为工况落在ERAD的操作极限之外。以此方式，即使ERAD不可用时，在发动机制动变速器降挡事件中也可以向车轮提供制动扭矩输出以使发动机制动廓线平滑。否则，若ERAD温度低于ERAD的操作温度极限时，控制例程移到716。
在716，控制例程可以确定请求的制动扭矩是否大于ERAD的制动扭矩输出极限。若请求的制动扭矩大于ERAD的制动扭矩输出极限，控制例程移到720，在720可以选择第一操作模式。在第一操作模式中，可以改变CISG和ERAD两者的制动扭矩输出以满足期望的车轮扭矩。以此方式，即使请求超过ERAD的能力的相当大的制动力时，在发动机制动变速器降挡事件中也可以向车轮提供制动扭矩输出以使车轮制动力廓线平滑。否则，若请求的制动扭矩小于ERAD的制动扭矩输出极限时，控制例程移到722，在722可以选择第三操作模式。在第三操作模式中，可以改变ERAD的制动扭矩输出以满足期望的车轮扭矩，CISG不能提供扭矩输出。以此方式，在发动机制动变速器降挡事件中可以向车轮提供制动扭矩输出以使车轮制动力廓线平滑。
在724，控制例程可以确定是否在后轮发生牵引力控制事件。在一个示例中，控制例程可以确定车辆的后轮是否滑移。若由于牵引力控制事件后轮滑移，通过后轮的扭矩传递效率减少。因此，控制例程可以移到718并选择第二操作模式。通过在第二模式中操作并改变CISG的制动扭矩输出，可以向前轮提供制动扭矩并避免滑移。以此方式，在发动机制动变速器降挡事件中可以使制动扭矩廓线平滑，并可以改进车辆的牵引力控制。若控制例程确定在后轮未发生牵引力控制事件，例程结束。
在726，控制例程确定是否在前轮发生牵引力控制事件。在一个示例中，控制例程可以确定车辆的前轮是否滑移。若由于牵引力控制事件前轮滑移，通过前轮的扭矩传递效率减少。因此，控制例程可以移到722并在722选择第三操作模式。通过在第三模式中操作并改变ERAD的制动扭矩输出，可以向后轮提供扭矩并避免滑移。以此方式，在发动机制动变速器降挡事件中可以使制动扭矩廓线平滑并可以改进车辆的牵引力控制。若控制例程确定牵引力控制事件未在前轮发生，控制例程结束。
应注意，本文中包括的示例控制和估值例程可用于各种发动机和/或车辆系统配置。本文所述的具体例程可以表示任何数量的处理策略中的一种或多种，如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所示的各种步骤、操作或功能可以按所示的顺序执行、并行执行，或在一些情况下略去。类似地，处理的顺序不是实现本文中所述的示例实施例的特征和优点所必需的，而是为便于演示和说明而提供。取决于所使用的具体策略，可以重复执行所示步骤或功能中的一个或多个。此外，所述步骤可以在图形上表示编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质中的代码。
应理解，在本文中公开的配置和例程本质上是示例性的，且这些具体实施例不应被视为具有限制意义，因为大量的变体是可能的。例如，上述技术可以应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4、及其他的发动机类型。本公开的主题包括在本文中公开的各种系统和配置，及其他特征、功能，和/或属性的所有新颖和非显而易见的组合及子组合。
本申请的权利要求特别指出视为新颖和非显而易见的特定组合及子组合。这些权利要求可能引用“一个”元素或“第一”元素或其等价。这样的权利要求应被理解为包括对一个或一个以上这样的元素的结合，而不是要求或排除两个或两个以上这样的元素。所公开的特征、功能、元素和/或属性的其他组合及子组合可以通过本申请权利要求的修改或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求来请求保护。这样的权利要求，无论是在范围上比原始权利要求更宽、更窄、等价或不同，都应被视为包括在本申请的主题之内。

Claims (9)

1.一种车辆的混合动力推进系统，包括：
向至少一个第一驱动轮传递扭矩的多级固定传动比变速器装置；
连接到多级固定传动比变速器装置的输入的第一电能转化装置；及
控制系统，在减速工况中，响应于所述多级固定传动比变速器装置从第一传动比降挡到高于所述第一传动比的第二传动比，所述控制系统增加所述第一电能转化装置的负扭矩输出来增加车轮上的制动扭矩以满足期望的车轮制动扭矩。
2.如权利要求1所述的混合动力推进系统，其特征在于，还包括：
向至少一个第二驱动轮传递扭矩的第二电能转化装置，在减速工况中，响应于多级固定传动比变速器装置从第一传动比切换到高于第一传动比的第二传动比，所述控制系统增加所述第一电能转化装置和第二电能转化装置中的至少一个的负扭矩输出以满足期望的车轮制动扭矩。
3.如权利要求2所述的混合动力推进系统，其特征在于，基于期望的车轮制动扭矩大于所述第二电能转化装置的最大负扭矩输出，所述控制系统增加所述第一电能转化装置和第二电能转化装置的负扭矩输出。
4.如权利要求2所述的混合动力推进系统，其特征在于，基于期望的车轮制动扭矩小于所述第二电能转化装置的最大负扭矩输出，以及车辆速度小于所述第二电能转化装置的操作阈值速度和所述第二电能转化装置的温度小于所述第二电能转化装置的操作阈值温度这两种情况中的至少一个，所述控制系统增加所述第二电能转化装置的负扭矩输出。
5.如权利要求2所述的混合动力推进系统，其特征在于，基于车辆速度大于所述第二电能转化装置的操作阈值速度和所述第二电能转化装置的温度大于所述第二电能转化装置的操作阈值温度这两种情况中的至少一个，所述控制系统仅增加所述第一电能转化装置的负扭矩输出以满足期望的车轮制动扭矩。
6.如权利要求2所述的混合动力推进系统，其特征在于，还包括：
与所述第一电能转化装置和所述第二电能转化装置电气连接的储能装置；及
当所述储能装置的充电状态大于阈值充电状态时，响应于所述多级固定传动比变速器装置从第一传动比切换到第二传动比，所述控制系统不增加所述第一电能转化装置和第二电能转化装置的至少一个的负扭矩输出。
7.如权利要求2所述的混合动力推进系统，其特征在于，所述从第一传动比切换到第二传动比导致在所述多级固定传动比变速器装置的输出上的制动扭矩增加，在所述切换中所述控制系统增加所述第一电能转化装置和第二电能转化装置的至少一个的负扭矩输出，增加的量成比例于从第一传动比切换到第二传动比造成的制动扭矩增加。
8.如权利要求2所述的混合动力推进系统，其特征在于，响应于所述多级固定传动比变速器装置处于第二传动比，所述控制系统将所述第一电能转化装置和第二电能转化装置的至少一个的扭矩输出调节到基本上无扭矩输出。
9.如权利要求2所述的混合动力推进系统，其特征在于，还包括：
传递扭矩到至少一个第一驱动轮的内燃发动机，响应于多级固定传动比变速器装置从第一传动比切换到高于第一传动比的第二传动比，所述控制系统调节发动机以泵送空气而停止火花或燃料，以便提供制动扭矩来满足期望的车轮扭矩。
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