CN103386959B - 一种车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种车辆，车辆具有发动机、通过上游离合器连接至发动机的电机、通过下游离合器连接至电机的变速箱以及控制器。控制器配置用于：(i)滑动下游离合器，(ii)将电机的扭矩输出限制至阈值，(iii)当下游离合器正在滑动时接合上游离合器，以及(iv)接合下游离合器。还提供了一种在上游扭矩扰动期间控制车辆中电机的方法。滑动下游离合器且电机的扭矩输出限制至阈值。当下游离合器正在滑动时接合上游离合器。接合下游离合器。

Description

一种车辆
技术领域
本发明的多个实施例涉及混合动力车辆以及在离合器接合事件期间控制混合动力车辆中的电机(比如马达/发电机)的方法。
背景技术
混合动力电动车辆(HEV)利用内燃发动机与电动马达的组合来提供推进车辆需要的动力。这种设置相比只具有内燃发动机的车辆提供了改善的燃料经济性。离合器可用于控制动力流并且在瞬变的车辆运转(比如带动发动机或电动马达转速上升(pullup))期间为驾驶员提供平顺的运转。
例如，在发动机低效运转或者否则不需要推进车辆的期间在HEV中可关闭发动机。在这些情况中，电动马达用于提供推进车辆需要的所有动力。当驾驶员动力需求增加使得电动马达不能再提供足够的动力来满足需求时，或者如果电池的荷电状态(SOC)下降到特定水平以下，需要以几乎对驾驶员不易觉察的方式迅速且平顺地起动发动机以对车辆提供额外的动力。当车辆当前通过马达推进且请求起动发动机时，希望控制动力传动系统(即发动机、马达、变速器等)使得从马达到车轮的扭矩流实质上不被干扰而产生让用户感觉到的扭矩扰动。所以，需要有一种车辆以及控制车辆中离合器接合事件的方法，该方法减少或去除这些传动系扭矩扰动。
发明内容
在一个实施例中，车辆具有发动机、通过上游离合器连接至发动机的电机、通过下游离合器连接至电机的变速箱以及控制器。控制器配置用于：(i)滑动下游离合器，(ii)将电机的扭矩输出限制至阈值，(iii)当下游离合器正在滑动时接合上游离合器，以及(iv)接合下游离合器。
在另一个实施例中，提供了一种在上游扭矩扰动期间控制车辆中电机的方法。滑动下游离合器。将电机的扭矩输出限制至阈值。当滑动下游离合器时接合上游离合器。接合下游离合器。
在又一实施例中，提供了使用电机起动混合动力车辆中发动机的方法。当起动发动机时滑动第一离合器。第一离合器连接电机和发动机。运转电机使得电机的扭矩输出被偏置以在预定扭矩值的一侧上运转以保持第二离合器滑动。第二离合器连接电机和变速器。当电机的转速和发动机的转速同步时接合第一离合器。接合第一离合器之后接合第二离合器。
根据本发明的多个实施例具有相关的优点。例如，根据本发明的实施例提供了当起动或旋转发动机时发动机与电机的连接而不产生由于下游离合器无意接合而产生的传动系扰动。在带动发动机转速上升期间滑动下游离合器以分离系统。当带动发动机转速上升时在转速控制模式中控制电机，并且电机具有从下游离合器的静态容量(staticcapacity)偏移的扭矩阈值。扭矩阈值防止电机试着在转速控制模式中维持它的指定转速时产生可导致下游离合器接合的扭矩。
根据本发明，提供一种在上游扭矩扰动期间控制车辆中电机的方法，方法包含：滑动下游离合器；限制电机的扭矩输出至阈值；当下游离合器正在滑动时接合上游离合器；以及接合下游离合器。
根据本发明的一个实施例，阈值是从下游离合器的扭矩容量偏移的偏置。
根据本发明的一个实施例，阈值为正；并且其中当车辆在移动中时电机的扭矩输出限制至阈值之上。
根据本发明的一个实施例，阈值为零；并且其中当车辆从静止启动时电机的扭矩输出限制至阈值之上。
根据本发明的一个实施例，阈值为负；并且其中在车辆再生事件期间电机的扭矩输出限制在阈值之下。
根据本发明的一个实施例，进一步包含将电机的扭矩输出限制至第二阈值使得电机的扭矩输出位于第一和第二阈值之间。
根据本发明的一个实施例，限制电机扭矩以分离下游离合器上游的传动系并防止当保持下游离合器压力时锁定下游离合器。
根据本发明的一个实施例，下游扭矩扰动是起动发动机以及使用上游离合器连接发动机至电机导致的。
根据本发明的一个实施例，下游离合器是用于变矩器的旁通离合器。
根据本发明，提供一种在混合动力车辆中使用电机起动发动机的方法，方法包含：当起动发动机时滑动第一离合器，第一离合器连接电机和发动机；运转电机使得电机的扭矩输出被偏置为在预定的扭矩值的一侧上运转以维持第二离合器的滑动，第二离合器连接电机和变速器；当电机的转速和发动机的转速同步时接合第一离合器；以及在接合第一离合器之后接合第二离合器。
附图说明
图1是能执行实施例的混合动力车辆的示意图；
图2是根据实施例在发动机起动期间电机转速和扭矩的图表；
图3是根据实施例在发动机起动期间电机转速和扭矩的另一个图表；
图4是根据实施例在发动机旋转期间电机转速和扭矩的又一图表。
具体实施方式
根据需要，本说明书中公开了本发明具体的实施例；但是，应理解公开的实施例仅为本发明的示例，其可以多种替代形式实施。附图无需按比例绘制；可放大或缩小一些特征以显示特定部件的细节。所以，此处所公开的具体结构和功能细节不应解释为限定，而仅为教导本领域技术人员以多种形式实施本发明的代表性基础。
图1说明了根据实施例的混合动力车辆10的示意图。车辆10包括发动机12和电机，该电机在图1中显示的实施例中是马达/发电机(M/G)14且可替代地可以是牵引马达。M/G14配置用于传输扭矩至发动机12或者至车轮16。
使用第一离合器18(也称为分离离合器或上游离合器)将M/G14连接至发动机12。离合器18还可包括配置用于当分离离合器18接合时帮助减缓发动机12和M/G14之间传输的扭矩改变的缓冲机构(比如一系列盘和弹簧)。第二离合器22(也称为启动离合器或下游离合器)将M/G14连接至变速器24，并通过启动离合器22将所有输入扭矩传输至变速器24。可以控制启动离合器22以将M/G14和发动机12与启动离合器22下游的部件分离，这些部件包括变速器24、差速器28和车辆驱动轮16。尽管离合器18、22描述和说明为液压离合器，还可使用其它类型的离合器比如机电式离合器。可替代地，可用具有旁通离合器的变矩器代替离合器22，如下文进一步的描述。在不同的实施例中，下游离合器22指用于车辆10的多个连接装置，包括传统的离合器以及具有旁通(锁止)离合器的变矩器。
发动机12输出轴连接至分离离合器18，该分离离合器再连接至输入轴而该输入轴连接至M/G14。M/G14输出轴连接至启动离合器22，该启动离合器再连接至变速器24。启动离合器22将车辆的原动机连接至传动系26，该传动系包括变速器24、差速器28和车轮16。彼此有序的串联而设置车辆10的部件。在其它实施例中，本说明书描述的方法可应用到具有其它系统架构的混合动力车辆上。
对于车辆10的另一个实施例，下游离合器22是具有旁通离合器的变矩器。来自M/G14的输入是变矩器的泵轮侧，而从变矩器至变速器24的输出是涡轮侧。变矩器22使用它的液压耦合而传输扭矩，且取决于泵轮侧和涡轮侧之间的滑动量而可发生扭矩放大。可以选择性地接合用于变矩器的旁通或锁止离合器以创建泵轮侧和涡轮侧之间的机械连接用于直接扭矩传输。可滑动和/或打开旁通离合器以控制使用变矩器通过下游离合器装置22传输的扭矩量。变矩器还可包括锁止离合器。
发动机12是直接喷射发动机。可替代地，发动机12可以是另一种类型的发动机或原动机，比如进气道喷射发动机或燃料电池或者使用多种燃料源(比如柴油、生物燃料、天然气、氢等)。
在一些实施例中，车辆10还包括例如通过带或齿轮传动可操作地连接至发动机12的起动机马达30。起动机马达30可用于不需要来自M/G14的额外扭矩而提供扭矩以起动发动机12，比如用于冷起动或者一些高速起动事件。这在发动机12起动期间分离了M/G14且可以去除或减小否则在扭矩从M/G14传输至发动机12以辅助发动机起动时将出现的扭矩扰动。
M/G14与电池32连通。电池32可以是高压电池。例如当车辆动力输出超过驾驶员需求时M/G14可通过再生制动等方式在再生模式中向电池32充电。在一个示例中，比如对于具有从电网再充电电池能力的插电式混合动力车辆(PHEV)，电池32被配置为用于连接至外部电网，该电力网向充电站处的电力插口提供能量。还可使用低压电池向起动机马达或其它车辆部件提供电力，或者可通过直流-直流(DC-DC)转换器提供低压电力。
在一些实施例中，变速器24是自动变速器且以常规方式连接至驱动轮16，并且可以包括差速器28。车辆10还提供有一对非驱动车轮，然而在替代实施例中，可利用变速箱和第二差速器以主动地驱动所有车轮。
M/G14和离合器18、22可以位于马达发电机箱34内，马达发电机箱可在车辆10内集成进变速箱24或者可替代地其是车辆10内的独立箱体。变速器24具有提供用于车辆10的多个传动比的齿轮箱(gearbox)。变速器24的齿轮箱可包括离合器和行星齿轮组或者在本领域中已知的离合器和传动系(geartrain)的其它设置。
使用变速器控制单元(TCU)36或类似的部件来控制变速器24以换挡计划(比如出厂换挡计划)运转，其连接和分离齿轮箱内的部件以控制变速器输出和变速器输入之间的比例。TCU36还用作控制M/G14、离合器18、22以及马达发电机箱34内的任何其它部件。
发动机控制单元(ECU)38配置用于控制发动机12的运转。车辆系统控制器(VSC)40在TCU36和ECU38之间传输数据并且还与多个车辆传感器通信。用于车辆10的控制系统42可包括任何数量的控制器，且可以集成为单个控制器或者具有多个模块。可通过控制器局域网(CAN)或其它系统来连接一些或所有这些控制器。控制系统42可配置用于在任何数量的不同状况下(包括以最小化或去除扭矩扰动和对驾驶员的影响的方式)控制变速器24、马达发电机总成34、起动机马达30和发动机12中多个部件的运转。
在正常的动力传动系统状况(子系统/部件没有故障)下，VSC40识别驾驶员的需求(例如PRND和加速或减速需求)，且然后基于驾驶员需求和动力传动系统极限而确定车轮扭矩指令。此外，VSC40确定每个动力源需要何时提供以及提供多少扭矩以满足驾驶员的扭矩需求且实现发动机12的(扭矩和转速)运转点。
尽管描述的离合器18、22的运转使用了术语“压力”，从而隐含了液压离合器，但是也可以使用其它类型的装置，比如机电式离合器或变矩器。在液压离合器的情形中，离合器盘上的压力与扭矩容量(torquecapacity)相关。同样，在非液压离合器中施加在盘上的力也与扭矩容量相关。所以，尽管应理解还包括在非液压离合器中向离合器盘施加非液压力的情形，但是出于命名的一致性，除非另外特别定义，本说明书中描述的离合器18、22的运转是对“压力”而言。
当离合器18、22中的一者锁定或接合时，离合器每侧的传动系部件的转速是相等的。滑动是离合器一侧与其它侧的转速差异，使得当离合器中的一者滑动时，一侧与另一侧具有不同的转速。例如，如果M/G14输出转速为1500转/分(rpm)而启动离合器22当前滑动100rpm，启动离合器22的变速器24一侧处于1600rpm。当下游离合器22是用于变矩器的旁通离合器时，由于离合器两边存在转速差异(即使当前没有通过旁通离合器传输扭矩时)当完全打开时也可认为它会滑动。
随着离合器18、22中一者的压力增加，可通过离合器18、22传输更多扭矩。如果压力恒定，其一者可将离合器一侧的扭矩升高至两侧开始滑动的点。对于离合器18、22中一者给定的压力，可通过离合器在它开始打滑之前能够传输的扭矩容量的最大量是离合器的扭矩容量或者静态容量。离合器在该压力处开始滑动之后，扭矩容量保持恒定。在给定的扭矩容量处，如果扭矩在离合器的输入侧升高，离合器该侧的转速将升高(即滑动将增加)并且因为离合器处于容量处所以通过离合器传输的扭矩将保持相同。可替代地，如果离合器正在滑动且处于恒定压力，降低离合器输入侧的扭矩(从而降低该侧的转速)将降低或停止滑动。在给定通过离合器的扭矩时，如果降低至离合器的压力则离合器将开始滑动或增加滑动。通常设计为当离合器以全压力锁定时使得它不随扭矩的增加而滑动。
换句话讲，离合器一侧的转速(以及扭矩产生者的扭矩)可被改变和干扰，并且当离合器正在滑动时，离合器的另一侧被分离且基于离合器的扭矩容量接收扭矩(即离合器22上游的扭矩可以改变而变速器24和车轮将通过离合器22接收恒定扭矩)。
例如，当启动离合器22对于给定的压力处于它的离合器容量时，即当离合器22滑动至足以向传动系26提供驾驶员需求扭矩的压力时。在该压力处，离合器22正在滑动同时基于该压力处离合器的扭矩容量而传输扭矩，并且已准备好迅速接合。这样，发动机12和M/G14表面上与变速器24和驱动轮16分离，并且车辆乘客不会经受当使用分离离合器18连接发动机12和M/G14时(比如在发动机12起动期间)M/G14和发动机12之间传输的扭矩产生的扭矩扰动。
在一些实施例中，起动机马达30用于旋转发动机12以便于发动机12起动。在发动机12添加了燃料且探测到发动机起动之后，分离离合器18的压力水平可升高以锁定分离离合器18且连接M/G14至发动机12。为了隔离车轮16与当分离离合器18正在接合或已结合时可能在M/G14和发动机12之间的扭矩传输期间出现的扰动，可以滑动启动离合器22。通过控制启动离合器22的压力且控制M/G14的扭矩输出使得离合器22不会从M/G14的扭矩变到离合器22扭矩容量以下而突然锁定，可减少对驾驶员的扰动。
在替代实施例中，可通过包括变矩器和锁止离合器或旁通离合器的变矩器单元代替离合器22。当在变矩器两边存在特定的转速差异时变矩器具有扭矩放大效果。在扭矩放大期间，由于变矩器两边的扭矩放大，变矩器的输出扭矩大于其输入扭矩。例如，扭矩放大存在于当车辆10从静止起动且至变矩器的输入轴开始旋转而变矩器的输出轴仍然处于静止或刚刚开始旋转时。
锁止离合器或旁通离合器用于锁定变矩器使得对于下游扭矩传输装置22其输入和输出扭矩彼此相等，并且对于装置22其输入和输出转速彼此相等。例如，当变矩器两边的转速比高于约0.8时锁定的离合器去除了变矩器两边的滑动和传动系的低效率。
M/G14可置于转速控制或扭矩控制模式，其中通过M/G14提供的扭矩允许为正或负或者双向的以保持M/G14的指定转速。本发明中的转速控制模式指控制M/G14以指定的转速运转，其可通过上述中的一种模式直接地控制M/G14转速或者通过提供必需扭矩的扭矩控制模式来控制M/G14至指定的转速而实现。
例如，为了在发动机12起动期间保持传动系26的分离以减少扭矩扰动，可通过将降低至离合器22的压力而以50rpm或100rpm滑动启动离合器22。通过M/G14的扭矩稍微高于传动系26转速来保持滑动。因此处于恒定压力时，M/G14的扭矩必须等于或稍微高于离合器22的扭矩容量。如果M/G14的扭矩下降到离合器22或者变矩配置中旁通离合器的扭矩容量以下，离合器22可能在不恰当的时刻锁定从而产生用户可能感觉到的扭矩扰动。
例如，当M/G14在速度控制中处于双向扭矩模式中且具有1500rpm的指定转速而M/G14的实际转速变到1500rpm以上时，可通过减少扭矩直到转速降到其1500rpm的指定值而控制M/G14。相反，如果在转速控制模式中M/G14的转速下降到其指定值以下，可指令M/G14扭矩增加使得M/G14的转速将增加至1500rpm。
在另一个示例中，当M/G14在转速控制中处于单向扭矩模式时，可控制扭矩使得它只在正向或负向改变，而不是双向改变。因此当M/G14在转速控制中处于只能正向的单向扭矩模式中具有1500rpm的指定转速而M/G14的实际转速达到1500rpm以上，扭矩将不会减小(或者变负)，并且M/G14的转速可继续升高。如果转速下降到1500rpm的指定值以下，将指令用于M/G14的正扭矩以增加转速回到其1500rpm的指定值。
在偏置扭矩模式中，如下文描述的，M/G14可置于具有扭矩阈值或偏置的转速控制模式中，该阈值或偏置可以是高的扭矩阈值(最大值)和/或低的扭矩阈值(最小值)。扭矩最大值可以是正的或负的扭矩值。扭矩最小值也可以是正的或负的扭矩值。M/G14可置于具有扭矩最大值和扭矩最小值或者仅该两者中的一者的转速控制中，并且可以基于车辆10的运转状态而区别地控制M/G。
例如，如果M/G14以-20Nm(牛顿-米)的低扭矩偏置或最小值运转且转速达到其1500rpm的指定值以上，将指令通过M/G14提供的扭矩减小以减小转速使转速回到1500rpm，但是扭矩只能减小至-20Nm且不低于该阈值或最小值。如果从0到-20Nm的范围内的负扭矩足够，则M/G14的转速将返回至1500rpm。然而，如果-20Nm的偏置不足以使M/G的转速回到1500rpm，则转速将继续增加。
相反，当M/G14处于具有最大值的偏置或阈值的转速控制模式中时，如果M/G14的转速下降到1500rpm以下，则指令扭矩增加以使M/G14的转速回到1500rpm。扭矩不能增加到它的扭矩最大值之外，即使这意味着M/G14将低于其指定转速运转。
在另一个示例中，扭矩最小值设置为正数，使得M/G14处于具有正的低偏置的转速控制模式中。最小值可设置为+80Nm，而M/G14的指定转速为1500rpm。如果M/G14的转速增加到1500rpm以上，指令扭矩下降以将转速减小至其+80Nm的最小值，该最小值可以或可能不可以将M/G14的转速降回至1500rpm。
例如当电机14处于转速控制且在它产生更多扭矩且增加总体转速时辅助发动机12升速而不阻碍发动机12时，可以在车辆中使用用于M/G14的偏置的转速控制模式。
例如，如图1中显示的车辆10，如果启动离合器22被锁定且至传动系的扭矩为75Nm，离合器22必须具有75Nm的最小扭矩容量以避免滑动。为了分离传动系26，通过降低离合器压力和扭矩容量直到离合器22开始滑动或者通过增加M/G14的扭矩输出高于75Nm(离合器22的扭矩容量)而使离合器22滑动。当离合器22正在滑动且传动系26正在被分离时，可指令车辆的传动系26保持在75Nm处使得离合器22的扭矩容量约为75Nm。如果电机14的扭矩输出增加或减小(但是保持在75Nm以上)，离合器22在M/G14一侧的转速将增加或减小，但是因为离合器正在滑动所以在传动系26一侧的转速和通过离合器22的扭矩将保持相同。如果允许M/G14扭矩输出下降到75Nm以下，由于那时扭矩输入将低于离合器22的扭矩容量则离合器22将锁定。
为了防止离合器22不需要的锁定或接合，M/G14扭矩可限制在+80Nm的扭矩最小值或低偏置或稍微高于离合器22扭矩容量(即75Nm)的一些其它值。该偏置提供了保持离合器22滑动和传动系26转速的储备，同时防止由于来自M/G14的低扭矩输出导致的离合器22的锁定。所以，当发动机12开始运转且M/G14转速增加而没有将扭矩减小以变回其指定的转速值时，离合器22的滑动将增加，但是由于离合器22滑动且它的容量传输75Nm以满足车辆需求用户并没有意识到。由于一旦发动机12开始运转且通过分离离合器18连接至M/G14，M/G14转速增加是瞬间的事情，可增加离合器22的压力和扭矩容量以增加M/G14上的负荷且车辆10正常运转。
相对于传统离合器22设置描述下文描述的用于车辆10以及车辆10的控制的多个实施例；然而，可以使用变矩器装置代替离合器22且适当地描述了一些实施上的差异。
图2说明了当车辆10在移动中时发动机12起动的示例。车辆在移动中时，变速器24需要通过启动离合器22的扭矩使得车辆10继续被推进。由于发动机12还没有运转，程序通过打开分离离合器18而开始，并且M/G14通过接合的启动(或旁通)离合器22或变矩器推进车辆10。滑动启动离合器22以分离传动系26。可通过起动机马达30起动发动机12同时分离离合器18保持打开。然后控制分离离合器18的接合以连接发动机12和M/G14。可替代地，M/G14可提供带动发动机12转速上升的扭矩，其中当M/G14带动发动机12转速上升时分离离合器18滑动，并且在发动机12起动之后，可以接合分离离合器18以连接发动机12和M/G14。M/G14将会提供满足驾驶员需求的扭矩和带动发动机12转速上升的扭矩两者。在该程序期间M/G14处于速度控制模式以提供至传动系26的扭矩来满足驾驶员需求并且提供带动发动机12转速上升的扭矩。
当启动离合器22正在滑动时发生发动机12的起动和分离离合器18的接合。当启动离合器22正在滑动时需要满足至启动离合器22的最小扭矩以满足车辆需求。此外，需要提供足够的扭矩至启动离合器22使得其不会因为降到离合器22的扭矩容量以下而锁定，当滑动时需要通过分离离合器18带动发动机12转速上升的扭矩较少，从而保持传动系26的分离。
通过线50说明相对于通过转速控制模式确定的指定目标马达转速52的M/G14转速。M/G14还可具有可控制的马达转速极限54。M/G14在初期处于其指定的目标转速，而随着发动机12被带动转速上升，如扭矩线56所示至启动离合器22的扭矩开始减小。允许扭矩减小直到它达到58处的低扭矩偏置。58处的低扭矩偏置设置为高于离合器22的扭矩容量或从该扭矩容量偏移，从而防止接合。如通过60显示的扭矩修剪至偏置，如线50所示马达转速增加。该点处发动机12可能正在控制其转速。控制发动机12的转速使得它不过扭矩(overtorque)。
一旦发动机12开始运转且通过分离离合器18连接，可以减小发动机12和M/G14的转速，而扭矩将从低偏置58增加。可以控制启动离合器22的接合用于至传动系26的直接扭矩传输。
在区域60，其中扭矩56修剪至低偏置58，即使M/G14处于速度控制中M/G14的转速也不可控制地上升。因为带动发动机转速上升的短时间和瞬变特性，这是可接受的。
当车辆10具有变矩器装置22时，在发动机12被带动转速上升期间打开旁通离合器且进入变矩器的转速需要被控制至目标转速，从而控制至传动系的扭矩。对于变矩器也可以有通过线62显示的高扭矩偏置。这防止用于变矩器的旁通离合器或任何变速器离合器超负荷运转。
图3说明了当车辆10不动或静止时发动机12起动的示例，其中需要滑动启动离合器22使得发动机12能够起动且达到怠速而仅滑移扭矩(creeptorque)提供至车辆传动系26。滑移扭矩是以缓慢的或非常低的速度推进车辆10需要的扭矩，比如当用户释放制动器且没有作出动力需求时。
由于发动机12还没有运转，程序通过打开分离离合器18而开始。滑动启动离合器22以分离传动系26且提供用于滑移扭矩的容量。可通过起动机马达30起动发动机12同时分离离合器18保持打开。然后控制分离离合器18的接合以连接发动机12和M/G14。可替代地，M/G14可用于通过滑动分离离合器18而提供带动发动机转速上升并起动发动机12的扭矩，在发动机12起动之后，可接合分离离合器18以连接发动机12和M/G14。M/G14将会提供满足驾驶员需求的扭矩(滑移扭矩)以及带动发动机12需要的扭矩两者。在该程序期间M/G14处于转速控制模式以提供滑移扭矩以及带动发动机12转速上升需要的扭矩。
当启动离合器22滑动时发生带动发动机12转速上升以及分离离合器18的接合。滑动启动离合器22以允许发动机12达到它的怠速而不移动车辆10。随着发动机12开始运转而成为扭矩产生者，保持怠速的M/G14扭矩开始下降，并且如果M/G14扭矩下降得太低，可通过降低至离合器22的扭矩容量之下而锁定启动离合器22。
通过线70说明相对于通过转速控制确定的指定目标马达转速72的M/G14转速。M/G14还可具有可控制的马达转速极限74。M/G14初期处于它的目标转速72，并且随着发动机12被带动转速上升而成为扭矩产生者，如扭矩线76所示至启动离合器22的M/G14扭矩开始减小。允许扭矩减小直到它达到78处的低扭矩偏置。低扭矩偏置78设置为偏置高于在离合器22的扭矩容量，从而防止接合。当M/G14扭矩76接近零时可认为起动了发动机12。
如通过80显示的扭矩修剪至偏置，如线70所示M/G14转速增加。此时可控制发动机12的转速。可以控制发动机12的转速使得它不过扭矩。在区域80，其中扭矩76修剪至低偏置，M/G14转速不可控地上升。由于发动机12的带动转速上升的短时间和瞬变特性，这是可接受的。一旦发动机12开始运转且通过分离离合器18连接，发动机12和M/G14的转速可减小至怠速，并且扭矩从低偏置78增加。继续控制启动离合器22至发动机12处于怠速的容量使得车辆10保持不动且适当的滑移扭矩可用于传动系26。
图4说明了在再生事件期间发动机12不加燃料而被马达带动(motoredunfueled)以提供动力传动系统制动的示例，比如当电池32处于其最大的指定蓄电量而车辆10正在下坡时。
由于需要马达带动(motor)发动机12，启动离合器22需要滑动使得发动机12可使用分离离合器18连接至传动系26的其它部件。由于发动机12没有运转，程序通过打开分离离合器18而开始。滑动启动离合器22以分离传动系26同时允许发动机12转速上升至大体同步的转速。可通过起动机马达30旋转发动机12同时分离离合器18保持打开。然后控制分离离合器18的接合以连接发动机12和M/G14。可替代地，可滑动分离离合器18以使用M/G14来旋转发动机12至大体同步的转速，并且然后可接合分离离合器18以连接发动机12和M/G14。在该程序期间M/G14处于速度控制模式并且如果M/G14扭矩上升得太高，可通过降低至离合器的扭矩容量之下而锁定启动离合器22，其可能从而引起对于驾驶员是明显的扰动。
当发动机被马达带动至同步速度时启动离合器22滑动同时发生分离离合器18的接合。通过线90说明相对于转速控制模式确定的指定目标马达转速92的M/G14转速。M/G14还可具有可控的马达转速极限94。注意，由于M/G14作为发电机运转而提供负扭矩，所以极限94显示为处于在控制目标92之下。
M/G14初期处于它的指定目标转速，并且由于发动机12是马达带动的，如通过扭矩线96所示至启动离合器22的M/G14负扭矩开始趋向于零。允许扭矩升高或变为负的更少直到它达到98处的高扭矩偏置。扭矩偏置98设置为高扭矩偏置，因为它在负扭矩一侧。98处的高扭矩偏置设置为比离合器22的扭矩容量负的更多，从而防止接合。
如通过100显示的扭矩修剪至偏置，由于M/G14比传动系26旋转的更慢，所以如线90所示M/G14转速降低。在区域100中，由于发动机12扭矩通过分离离合器18连接变得可用且M/G14扭矩趋向零，可以变化、控制以及改变高偏置98。可控制启动离合器22以接合使得马达带动的发动机12提供必需的制动扭矩。
当车辆10具有变矩器时，当扭矩从车轮16、通过传动系26而传递至M/G14时不发生扭矩放大；然而，还可打开旁通离合器通过变矩器引导再生。
例如，根据本发明的多个实施例提供了用于当起动发动机时发动机和电机的连接而没有引起下游离合器接合导致的传动系扰动。在带动发动机转速上升期间滑动下游离合器以分离系统。当带动发动机时在速度控制模式中控制电机，但是电机具有从下游离合器的静态容量偏移的扭矩阈值以防止电机在速度控制模式中试着维持其指定速度时产生可导致离合器接合的扭矩。
尽管上文描述了示例性实施例，并非意味着这些实施例说明并描述了本发明的所有可能形式。相反，说明书中使用的词语为描述性词语而非限定，并且应理解可作出各种改变而不脱离本发明的精神和范围。此外，可组合各种执行实施例的特征以形成本发明进一步的实施例。

Claims (19)

1.一种车辆，包含：
发动机；
通过上游离合器连接至所述发动机的电机；
通过下游离合器连接至所述电机的变速箱；以及
控制器，配置用于：(i)滑动下游离合器，(ii)将电机的扭矩输出限制至阈值以分离下游离合器上游的传动系并防止当下游离合器压力被保持时锁定下游离合器，(iii)当所述下游离合器正在滑动时接合上游离合器，以及(iv)接合所述下游离合器。
2.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述下游离合器、所述电机、所述上游离合器以及所述发动机彼此串联设置。
3.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述控制器配置用于当所述电机的所述扭矩输出没有达到所述阈值时控制电机至指定转速。
4.根据权利要求3所述的车辆，其特征在于，所述控制器配置用于通过允许所述电机的所述转速从所述指定转速改变而将电机的扭矩输出限制至阈值。
5.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述阈值是从所述下游离合器的扭矩容量偏移的偏置。
6.根据权利要求1所述的车辆，进一步包含变矩器，其中所述下游离合器是用于所述变矩器的旁通离合器。
7.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述下游离合器的输出转速是变速箱输入转速。
8.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述控制器配置用于设置所述阈值为正；以及
其中所述控制器配置用于当所述车辆在移动中时限制所述电机的所述扭矩输出至所述阈值之上。
9.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述控制器配置用于设置所述阈值为零；以及
其中所述控制器配置用于当所述车辆从静止启动时限制所述电机的所述扭矩输出至所述阈值之上。
10.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述控制器配置用于设置所述阈值为负；以及
其中所述控制器配置用于在再生事件期间限制所述电机的所述扭矩输出至所述阈值之下。
11.一种在上游扭矩扰动期间控制车辆中电机的方法，所述车辆包括：发动机；所述电机，通过上游离合器连接至所述发动机；变速箱，通过下游离合器连接至所述电机，其中，所述方法包含：
滑动下游离合器；
限制电机的扭矩输出至阈值，以分离下游离合器上游的传动系并防止当保持下游离合器压力时锁定下游离合器；
当下游离合器正在滑动时接合上游离合器；以及
接合下游离合器。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，阈值是从下游离合器的扭矩容量偏移的偏置。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，阈值为正；并且其中当车辆在移动中时电机的扭矩输出限制至阈值之上。
14.根据权利要求11所述的方法，其中，阈值为零；并且其中当车辆从静止启动时电机的扭矩输出限制至阈值之上。
15.根据权利要求11所述的方法，其中，阈值为负；并且其中在车辆再生事件期间电机的扭矩输出限制在阈值之下。
16.根据权利要求11所述的方法，进一步包含将电机的扭矩输出限制至第二阈值使得电机的扭矩输出位于第一和第二阈值之间。
17.根据权利要求11所述的方法，其中，下游扭矩扰动是起动发动机以及使用上游离合器连接发动机至电机导致的。
18.根据权利要求11所述的方法，其中，下游离合器是用于变矩器的旁通离合器。
19.一种在混合动力车辆中使用电机起动发动机的方法，包含：
当起动发动机时滑动第一离合器，第一离合器连接电机和发动机；
运转电机使得电机的扭矩输出被偏置为在预定的扭矩值的一侧上运转以维持第二离合器的滑动，第二离合器连接电机和变速器；
当电机的转速和发动机的转速同步时接合第一离合器；以及
在接合第一离合器之后接合第二离合器。
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