CN103386969B - 为了增加再生制动针对降档的前置处理和增压处理 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种为了增加再生制动针对降档的前置处理和增压处理。一种混合动力车辆具有电池、再生制动系统、变速器和控制器。当电池的荷电状态允许再生制动并且响应于踏板致动时，控制器使即临离合器的液压缸增压并进行行程。在分离离合器打开并且变速器降档之前，控制器使即临离合器的液压缸增压并进行行程，以增加再生制动效率。

Description

为了增加再生制动针对降档的前置处理和增压处理

技术领域

本公开涉及一种用于增加再生制动时间的自动变速器降档方法。

背景技术

车辆制造商正在开发一种混合动力车辆，以满足对燃料效率更高的车辆的需求。一种混合动力车辆的配置可以被称为模块化混合动力变速器（MHT）车辆设计。在MHT车辆中，电机位于传统的有级自动变速器和引擎之间。电机附着到变速器叶轮或输入轴。引擎使用分离离合器选择性地与变速器脱离接合。分离离合器允许车辆在纯电动力模式下、在混合动力模式下或者在纯内燃机模式下被驱动，在混合动力模式下，电机和引擎二者驱动车辆，在纯内燃机模式下，车辆仅通过引擎驱动。

在MHT车辆中，再生制动提供一种增加范围和燃料经济性的方法。利用作为制动器和发电机的电机将车辆的动能转换为用于对高压电池充电的电力。由于再生制动效率在低速下降低，因此，MHT系统的多速自动变速器降档，以增加电机速度并增加可用转矩和效率。由于维持可接受的换档品质需要再生制动显著减少，因此使MHT系统降档所需的时间缩短了通过再生制动产生电力可用的时间。

本公开针对于提高再生制动效率的问题以及在下面概述的其它问题。

发明内容

根据本公开的一方面，提供了一种混合动力车辆，所述混合动力车辆具有电池、再生制动系统、变速器和控制器。变速器具有由多个均通过液压缸接合和脱离接合的离合器链接的多个齿轮。当电池的荷电状态允许再生制动并且踏板被致动时，控制器使即临离合器的液压缸增压并进行行程。在分离离合器打开并且变速器降档之前，控制器使液压缸增压并进行行程。

根据公开的车辆的其它方面，所述踏板可以是通过释放加速踏板被致动的加速踏板。降低水平的液压提供到即离离合器的液压缸。优选地，控制器可以选择从当前档位组合直接换档到的降档档位组合。

如果取代应用制动开始再生制动而是驾驶员通过压下加速踏板来踩下踏板，则可以跟随三个不同的控制方法。根据第一方法，如果基于车辆速度以及期望的档位组合与降档的档位组合相同，则可以完成降档。跟随第二方法，可以降低即临离合器的行程压力并且增加即离离合器的行程压力，以返回到初始的档位组合。根据第三方法，基于车辆速度和期望的档位组合，可以降低即临离合器的行程压力、可以增加即离离合器的行程压力，并且使选择的档位组合增压并进行行程，以返回为换档到所选择的档位组合。

本公开的另一方面涉及一种控制混合动力车辆的变速器的方法，该混合动力车辆具有电池、再生制动系统和变速器，变速器具有由多个均通过液压缸接合和脱离接合的离合器链接的多个齿轮。根据所述方法，当电池的荷电状态允许再生制动并且踏板被致动时，控制器使即临离合器的液压缸增压并进行行程。在分离离合器打开并且变速器降档之前液压缸增压并进行行程。

根据所述方法的其它方面，降低提供到即离离合器的液压缸的液压。控制器可以选择从当前档位组合直接换档到降档的档位组合。在通过释放踏板来使踏板致动并且没有施加制动之后，基于车速，如果期望的档位组合与降档的档位组合相同，则降档可以完成。如果期望的档位组合不需降档，则所述方法还可以包括降低即临离合器的行程压力并且增加即离离合器的行程压力，以返回到初始的档位组合。如果期望的档位组合需要降档到选择的档位组合，则所述方法还可以包括降低即临离合器的行程压力、增加即离离合器的行程压力，并且在换档到选择的档位组合之前使选择的档位组合增压并进行行程。

根据本公开的另一方面，该公开涉及用于降档的系统，提供了变速器、电池、再生制动系统、多级自动变速器和控制器。变速器具有由多个均通过液压缸接合和脱离接合的离合器链接的多个齿轮。当电池的荷电状态允许再生制动并且踏板致动时，控制器使即临离合器的液压缸增压并进行行程。在分离离合器打开并且变速器降档之前使液压缸增压并进行行程。

根据本公开的其它方面，本公开涉及一种系统，踏板可以是通过释放加速踏板被致动的加速踏板。可将降低水平的液压提供给即离离合器的液压缸。控制器可以选择从当前档位组合直接（同步）换档到降档的档位组合。

根据本公开的一方面，提供一种控制车辆的变速器的方法，所述车辆具有电池、再生制动系统、具有由多个均通过液压缸接合和脱离接合的离合器链接的多个齿轮的变速器以及控制器，所述方法包括：当电池的荷电状态允许再生制动并且响应于踏板被致动时，在分离离合器打开和变速器降档之前即临离合器的液压缸增压并进行行程。

踏板是通过释放加速踏板致动的加速踏板。

所述方法还包括：降低提供到即离离合器的液压缸的液压。

所述方法还包括：选择从当前档位组合直接换档的降档的档位组合。

所述方法还包括：在通过释放加速踏板致动所述踏板之后，当不施加制动并且期望的档位组合与降档的档位组合相同时，完成降档。

所述方法还包括：在通过释放加速踏板致动所述踏板之后，当不施加制动并且期望的档位组合不需要降档时，降低即临离合器的行程压力、增加即离离合器的行程压力，以返回到初始档位组合。

所述方法还包括：在通过释放加速踏板致动所述踏板之后，当不施加制动并且期望的档位组合需要降档到选择的档位组合时，降低即临离合器的行程压力、增加即离离合器的行程压力、对选择的档位组合增压和进行行程，并且换档到选择的档位组合。

根据本公开的另一方面，提供一种用于对变速器降档的系统，所述系统包括：电池；再生制动系统；多级自动变速器，具有通过多个离合器链接的多个齿轮，所述多个离合器均通过液压缸接合和脱离接合；控制器，被构造为当电池的荷电状态允许再生制动并且响应于踏板致动时在分离离合器打开并且变速器降档之前使即临离合器的液压缸增压并进行行程。

所述踏板是通过释放加速踏板致动的加速踏板。

所述控制器还被构造为选择从当前档位组合直接换档到的降档的档位组合。

附图说明

图1A是不包括变矩器的混合动力车辆的变速系统的示意图；

图1B是包括变矩器的混合动力车辆的变速系统的替代实施例的示意图；

图2是示出了即临离合器压力曲线的一个示例的图表；

图3是提高再生制动系统的效率的控制方法的一个示例的算法的流程图；

图4是离合器元件应用表的一个示例。

图5是自动变速器的一个示例的图解表示。

具体实施方式

参照附图公开了示出的实施例。然而，应该理解的是，公开的实施例仅仅是示例，而公开的实施例可以以各种及可选的形式实施。附图不一定按比例绘制，一些特征可能会被夸大或最小化，以示出具体部件的细节。公开的具体结构和功能性细节不应被解释为限制，而仅仅是用于教导本领域技术人员如何使用本发明的代表性基础。

参照图1A和图1B，以图解的形式示出了变速器系统10。引擎12可操作地连接到起动器14，当需要额外的扭矩时，使用起动器14起动引擎12。电动机16可操作地连接到传动系18。分离离合器20设置在传动系18上并位于引擎12和电动机16之间。有级自动变速器（step shift gearedautomatic transmission）22或者齿轮箱也设置在传动系18上。从引擎12和电动机16传递的扭矩通过传动系18提供到向车轮24提供扭矩的变速器22。如图1A中所示，起动离合器26A设置在变速器22与引擎12和/或电动机16之间，以通过变速器22向车轮24提供扭矩。如图1B中所示，变矩器26B设置在变速器22与引擎12和/或电动机16之间，以通过变速器22向车轮24提供扭矩。尽管去除变矩器是图1A中的实施例的优点，但是本公开还有利于减小在具有像图1B中的实施例中示出的变矩器26B的系统中的振动。车辆包括用于控制各种车辆系统和子系统的车辆系统控制（VSC）并且总体上由图1中的框27表示。VSC27包括多个相关算法，所述多个相关算法分布在车辆内的多个控制器中。例如，用于控制MHT动力传动系的算法分布在引擎控制单元（ECU）28和变速器控制单元（TCU）29之间。ECU28电连接到引擎12，以控制引擎12的操作。TCU29电连接到电动机16和变速器22，以控制电动机16和变速器22。根据一个或更多实施例，ECU28和TCU29通过硬线（hard-line）车辆连接使用通用总线协议（例如，CAN）彼此通信并与其它控制器（未示出）通信。虽然示出的实施例描述了用于控制MHT动力传动系的VSC27功能包括在两个控制器（ECU28和TCU29）中，但是HEV的其它实施例包括单个VSC控制器或者多于两个的控制器，以控制MHT动力传动系。

继续参照图1A和图1B，提供再生制动系统30，再生制动系统30将车辆的动能转换成为用于对电池32再充电的电能。电池32向用于在特定情形下推进车辆的电机供电。

驾驶员通常通过操作加速踏板34或制动踏板36向模块化混合动力变速系统提供输入来操作车辆。

参照图2，提供了用于变速器22的即临离合器的压力曲线。压力曲线从40处的离合器分离并且压力为零开始。在现有技术系统中，当驾驶员压下制动踏板时，提供到与降档档位相关的液压缸的液压增加到42处的增压的水平，以填充液压缸。通过压下制动踏板，驾驶员还释放可操作地连接在引擎12和电动机16之间的分离离合器20。然后，在44处，液压缸进行行程，以将液压缸移动到与选择的降档档位开始接合的点。随着分离离合器的释放，在46处，与选择的降档档位关联的液压缸在起动空隙阶段提供增加的液压，随后是48处的OL阶段，在OL阶段，液压以稍微更大的率值增加。在50处，最终斜升阶段由液压以进一步增加的率值增加来表征，在52处，当即临离合器接上或者完全接合时，所述液压的增加结束。

根据该公开，跟随的是与如在图2中示出的压力曲线相同的压力曲线，但是所述系统持续监控电池32的荷电状态。如果电池32的荷电状态适于通过再生制动系统30来充电，则当驾驶员通过松开加速踏板34来松开踏板时，在42处，提供到与降档档位关联的液压缸的液压增加到增压水平，以填充液压缸。然后在44处，液压缸进行行程，以将液压缸移动到与选择的降档档位开始接合的点。位于该点的液压缸完全增压并进行行程，以通过接合即临离合器而准备换档到选择的降档档位。在这个阶段，变速器22不改变它的率值而是准备好，或是处于用于降档的前置阶段。

制动踏板36致动并且释放分离离合器20，以将引擎12与电动机16分开。提供到即离离合器的液压可以同时降低，以在维持用于维持当前速比的充足的压力的同时降低扭矩容量。剩余压力曲线阶段46-52如上所述地进行。

仅当分离离合器被命令打开时之后，完成降档。如果压下制动踏板并且允许再生制动，则一完成降档就可以开始再生。通过使选择的降档档位的液压经过前置阶段，起动间隙阶段46的开始和最终斜升阶段50的结束之间的持续时间是用于完成降档的时长。前置阶段减少了由降档引起的时间延迟，使其减少使选择的降档档位的液压缸增压和进行行程所需的时长。通过减少延迟，每次电池32的荷电状态允许再生制动，可用于再生制动的时间量均增加。增加的再生制动时间使得更多动能被回收。

参照图3，示出了用于增加再生制动系统的效率的算法的一个示例。在步骤54中，该系统持续监控电池的荷电状态，以确定电池是否需要通过再生制动系统充电。在步骤56中，通过驾驶员释放加速踏板，该过程开始。然后在步骤58中，控制器基于车辆的速度以及通过仅将一个齿轮组接合且将一个齿轮组脱离接合从高档位配给到低档位配给的“直接换档”的可用性确定哪个降档档位是合适的。然后，在步骤60中，系统针对选择的即临档位使液压缸增压，然后，在步骤62中，使相同的液压缸进行行程。

在步骤64中，系统确定制动踏板是否被压下。如果驾驶员没有压下制动踏板而是决定踩下加速踏板，则换档过程停止。这时候，可以跟随三个控制方法。在步骤66中，如果基于车辆速度和期望的档位组合与降档的档位组合相同，则可以完成降档。在步骤68中，如果车辆速度基本上没有改变，则即临离合器的行程压力可以降低，即离离合器的行程压力可以增加，以返回到初始的档位组合。在步骤70中，基于车辆速度和期望的档位组合，即临离合器的行程压力可以降低，即离离合器的行程压力可以增加，以换档到选择的档位组合，针对选择的档位组合进行增压并进行行程，以换档到选择的档位组合。

在步骤64，如果压下制动踏板，则在步骤72中系统使液压继续斜升，以接合即临离合器。在步骤74，释放分离离合器20，以将引擎12与电动机16脱离接合，从而当完成降档时，来自再生制动系统的能量将直接到达电动机，进而对电池32充电。在步骤76，完成降档，在步骤78，执行再生制动。

参照图4和图5，参照提供的离合器元件应用表和自动变速器的图来描述直接降档的示例。具体参照图5，变速器22通过变矩器26B从电动机16接收扭矩。变速器22具有第一行星齿轮组80、第二行星齿轮组82和第三行星齿轮组84。离合器制动（CB1234）由标号86标识。单向离合器（OWC1）由标号88标识。离合器制动（CBLR）由标号90指示。离合器制动（CB26）由标号92标识。离合器（C35R）由标号96标识。离合器（C456）由标号98标识，环形齿轮的输出总体上由标号100指示。

直接降档或者同步降档是可以通过改变单个元件来实现的降档。在示出的六速变速器中，如果当前档位是6，那么直接目的降档档位可以是2。第6档需要应用离合器98（C456）和离合器制动92（CB26）。到第2档的换档通过应用离合器86（CB1234）和离合器制动92（CB26）来实现。第6档到第2档的换档需要释放作为即离元件的离合器98（C456）并且应用作为即临元件的离合器86（CB1234）。在这种情况下，命令离合器86（CB1234）在压下制动踏板36（在图1B中示出）之前释放加速踏板34（在图1B中示出）之后进行增压并进行行程。同时，由作为即离元件离合器98（C456）的离合器施加的压力可以降低，从而扭矩容量降低，但是仍足够维持当前速率。在该阶段，变速器22不会从当前速率改变，而是处于用于降档到第2档的前置阶段。

当命令分离离合器20（在图1B中示出）打开时，变速器22可以进行到完成到第2档的降档。然后，可以压下制动踏板36，以施加制动，再生制动可以起动，并且再生制动可以在降档一完成就开始。降档的持续时间可以显著少于没有前置阶段的情形并且由于该方法回收更多的动能。

虽然在上面描述了示例性实施例，但是这些实施例不意在描述本发明的所有可能的形式。相反，在说明书中使用的词语是描述性的词语而非限制性的词语，并且应理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变。另外，可以结合各种实施的实施例的特征以形成本发明的进一步实施例。

Claims (18)

1.一种车辆，包括：

电池；

再生制动系统；

变速器，具有通过多个离合器连接的多个齿轮，所述多个离合器均通过液压缸接合和脱离接合；

控制器，被构造为当电池的荷电状态允许再生制动并且踏板致动时在分离离合器打开并且变速器降档之前，使即临离合器的液压缸增压并进行行程。

2.如权利要求1所述的车辆，其中，所述踏板是通过释放加速踏板致动的加速踏板。

3.如权利要求2所述的车辆，其中，所述车辆还包括制动踏板，压下制动踏板来完成即临降档档位的接合。

4.如权利要求1所述的车辆，其中，控制器还被构造为降低提供到即离离合器的液压缸的液压。

5.如权利要求1所述的车辆，其中，控制器还被构造为选择从当前档位组合直接换档到的降档档位组合。

6.如权利要求5所述的车辆，其中，变速器还被构造为：在通过释放加速踏板使所述踏板致动之后，当不施加制动并且期望的档位组合与降档档位组合相同时，完成降档。

7.如权利要求5所述的车辆，其中，控制器还被构造为：在通过释放加速踏板使所述踏板致动之后，当不施加制动并且期望的档位组合不需要降档时，降低即临离合器的行程压力并且增加即离离合器的行程压力，以返回到初始档位组合。

8.如权利要求5所述的车辆，其中，控制器还被构造为：在通过释放加速踏板使所述踏板致动之后，当不施加制动并且期望的档位组合需要降档到选择的档位组合时，降低即临离合器的行程压力、增加即离离合器的行程压力并且使选择的档位组合增压并进行行程，以返回为换档到选择的档位组合。

9.一种控制车辆的变速器的方法，所述车辆具有电池、再生制动系统、具有由多个均通过液压缸接合和脱离接合的离合器连接的多个齿轮的变速器以及控制器，所述方法包括：

当电池的荷电状态允许再生制动并且响应于踏板被致动时，在分离离合器打开和变速器降档之前即临离合器的液压缸增压并进行行程。

10.如权利要求9所述的方法，其中，踏板是通过释放加速踏板致动的加速踏板。

11.如权利要求9所述的方法，所述方法还包括：降低提供到即离离合器的液压缸的液压。

12.如权利要求9所述的方法，所述方法还包括：选择从当前档位组合直接换档的降档档位组合。

13.如权利要求12所述的方法，所述方法还包括：在通过释放踏板致动踏板之后，当不施加制动并且期望的档位组合与降档档位组合相同时，完成降档。

14.如权利要求12所述的方法，所述方法还包括：在通过释放踏板致动踏板之后，当不施加制动并且期望的档位组合不需要降档时，降低即临离合器的行程压力、增加即离离合器的行程压力，并返回到初始档位组合。

15.如权利要求12所述的方法，所述方法还包括：在通过释放踏板致动踏板之后，当不施加制动并且期望的档位组合需要降档到选择的档位组合时，降低即临离合器的行程压力、增加即离离合器的行程压力、对选择的档位组合增压和进行行程，并且换档到选择的档位组合。

16.一种用于对变速器降档的系统，所述系统包括：

电池；

再生制动系统；

多级自动变速器，具有通过多个离合器连接的多个齿轮，所述多个离合器均通过液压缸接合和脱离接合；

控制器，被构造为当电池的荷电状态允许再生制动并且响应于踏板被致动时在分离离合器打开并且变速器降档之前使即临离合器的液压缸增压并进行行程。

17.如权利要求16所述的系统，其中，所述踏板是通过释放加速踏板致动的加速踏板。

18.如权利要求16所述的系统，其中，所述控制器还被构造为选择从当前档位组合直接换档到的降档档位组合。