CN103569096A - 用于控制多模式动力系统中的离合器停用的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于控制多模式动力系统中的离合器停用的方法和设备，具体提出一种动力系统，其包括内燃机、具有多个扭矩机器的多模式变速器以及传动系统。本发明还提出一种用于停用多模式变速器的扭矩传递离合器的方法，其包括对即将分离的离合器施加按优先顺序的离合器扭矩约束。所述约束包括优先等级依次上升的最小和最大长期需求离合器扭矩约束、最小和最大软离合器扭矩约束、最小和最大短期需求离合器扭矩约束、最小和最大硬离合器扭矩约束。即将分离的离合器响应于按优先顺序的离合器扭矩约束被控制。

Description

用于控制多模式动力系统中的离合器停用的方法和设备

技术领域

本发明涉及采用多个扭矩产生装置的多模式动力系统及与其相关的动态系统控制。

背景技术

本部分的叙述仅提供涉及本发明的背景信息。因此，这类叙述并非意在构成对现有技术的确认。

动力系统可以被配置为通过扭矩传递装置将源自多个扭矩产生装置的扭矩传递到可以联接到传动系统的输出构件。这类动力系统包括混合动力系统和增程式电动车系统。用于操作这类动力系统的控制系统在考虑燃料经济性、排放物、驾驶性能和其它因素的情况下响应于操作者命令的输出扭矩请求来操作扭矩产生装置并且应用变速器中的扭矩传递元件以便传递扭矩。示例性扭矩产生装置包括内燃机和非燃烧扭矩机器。非燃烧扭矩机器可以包括可作为电动机或发电机操作以便独立于来自内燃机的扭矩输入而产生输入到变速器的扭矩的电机。扭矩机器可以在所谓的再生操作中将通过车辆传动系统传递的车辆动能转化为电能，该电能可存储到电能存储装置中。控制系统监控来自车辆和操作者的各种输入，并且提供对混合动力系的操作控制，包括控制变速器操作状态和换档、控制扭矩产生装置以及调节电能存储装置和电机之间的电功率互换，以管理变速器的输出，包括扭矩和转速。

已知的变速器装置采用扭矩传递离合器装置来在发动机、扭矩机器和传动系统之间传递扭矩。动力系统的操作包括启用和停用离合器以实现选定操作状态下的操作。

发明内容

一种动力系统，包括内燃机、具有多个扭矩机器的多模式变速器以及传动系统。一种用于停用多模式变速器的扭矩传递离合器的方法，包括对即将分离的离合器施加按优先顺序的离合器扭矩约束。所述约束包括最小和最大长期需求离合器扭矩约束，最小和最大软离合器扭矩约束优先于所述最小和最大长期需求离合器扭矩约束，最小和最大短期需求离合器扭矩约束优先于所述最小和最大软离合器扭矩约束，而最小和最大硬离合器扭矩约束优先于所述最小和最大短期需求离合器扭矩约束。即将分离的离合器响应于按优先顺序的离合器扭矩约束被控制。

方案1. 一种用于停用多模式变速器的扭矩传递离合器的方法，包括：

对即将分离的离合器施加按优先顺序的离合器扭矩约束，所述约束包括优先等级依次上升的最小和最大长期需求离合器扭矩约束、最小和最大软离合器扭矩约束、最小和最大短期需求离合器扭矩约束、最小和最大硬离合器扭矩约束；以及

响应于所述按优先顺序的离合器扭矩约束控制即将分离的离合器的停用。

方案2. 根据方案1所述的方法，其中，对即将分离的离合器施加包括最小和最大长期需求离合器扭矩约束的按优先顺序的离合器扭矩约束包括：施加等于零扭矩的最大长期需求离合器扭矩约束。

方案3. 根据方案1所述的方法，其中，对即将分离的离合器施加包括最小和最大软离合器扭矩约束的按优先顺序的离合器扭矩约束包括：基于车辆操作者的输出扭矩感知施加最小和最大离合器扭矩约束。

方案4. 根据方案3所述的方法，其中，基于车辆操作者的输出扭矩感知施加最小和最大离合器扭矩约束包括施加使不利的传动系统扭矩失调最小化的离合器扭矩约束，该失调能够被操作者检测到并且令人反感。

方案5. 根据方案1所述的方法，其中，对即将分离的离合器施加包括最小和最大短期需求离合器扭矩约束的按优先顺序的离合器扭矩约束包括：施加用于在离合器停用期间控制离合器扭矩的最小和最大离合器扭矩约束，从而在预定时间段内实现离合器停用的完成。

方案6. 根据方案5所述的方法，其中，施加用于在离合器停用期间控制离合器扭矩的最小和最大离合器扭矩约束在0.5秒的时间段内实现离合器停用的完成。

方案7. 根据方案1所述的方法，其中，对即将分离的离合器施加包括最小和最大硬离合器扭矩约束的按优先顺序的离合器扭矩约束包括：施加防止引起的机械应力超过变速器部件的扭矩承载能力的扭矩传递变化的最小和最大离合器扭矩约束。

方案8. 根据方案1所述的方法，其中，对即将分离的离合器施加包括最小和最大软离合器扭矩约束的按优先顺序的离合器扭矩约束包括：基于车辆操作者的输出扭矩感知施加最大离合器扭矩约束。

方案9. 根据方案1所述的方法，其中，对即将分离的离合器施加包括最小和最大短期需求离合器扭矩约束的按优先顺序的离合器扭矩约束包括：施加用于在离合器停用期间控制离合器扭矩的最大离合器扭矩约束，从而在预定时间段内实现离合器停用的完成。

方案10. 根据方案1所述的方法，其中，对即将分离的离合器施加包括最小和最大硬离合器扭矩约束的按优先顺序的离合器扭矩约束包括：施加防止引起的机械应力超过变速器部件的扭矩承载能力的扭矩传递变化的离合器扭矩约束。

方案11. 一种用于控制多模式变速器的扭矩传递离合器的停用的方法，所述多模式变速器被配置为在发动机、扭矩机器和传动系统之间传递扭矩，所述方法包括：

确定包括最小和最大长期需求离合器扭矩约束、最小和最大软离合器扭矩约束、最小和最大短期需求离合器扭矩约束以及最小和最大硬离合器扭矩约束的离合器扭矩约束；

采用分层优先结构控制离合器扭矩进而停用即将分离的离合器，其中，所述离合器扭矩响应于最小和最大长期需求离合器扭矩约束、优先的最小和最大软离合器扭矩约束、更优先的最小和最大短期需求离合器扭矩约束、进一步更优先的最小和最大硬离合器扭矩约束而被控制。

方案12. 根据方案11所述的方法，其中，确定包括最小和最大长期需求离合器扭矩约束的离合器扭矩约束包括：确定最大长期需求离合器扭矩约束等于零扭矩。

方案13. 根据方案11所述的方法，其中，确定包括最小和最大软离合器扭矩约束的离合器扭矩约束包括：基于车辆操作者的输出扭矩感知确定离合器扭矩约束。

方案14. 根据方案13所述的方法，其中，基于车辆操作者的输出扭矩感知确定离合器扭矩约束包括确定使不利的传动系统扭矩失调最小化的离合器扭矩约束，该失调能够被操作者检测到并且令人反感。

方案15. 根据方案11所述的方法，其中，确定包括最小和最大短期需求离合器扭矩约束的离合器扭矩约束包括：确定用于在离合器停用期间控制离合器扭矩的离合器扭矩约束，从而在预定时间段内实现离合器停用的完成。

方案16. 根据方案15所述的方法，其中，在离合器停用期间控制离合器扭矩从而在预定时间段内实现离合器停用的完成包括控制离合器扭矩从而在0.5秒的时间段内实现离合器停用。

方案17. 根据方案11所述的方法，其中，确定包括最小和最大硬离合器扭矩约束的离合器扭矩约束包括：确定用于在离合器停用期间控制离合器扭矩以防止引起的机械应力超过变速器部件的扭矩承载能力的扭矩传递变化。

方案18. 根据方案11所述的方法，其中，采用分层优先结构控制离合器扭矩进而停用即将分离的离合器包括利用多个限制功能，所述限制功能被配置为采用离合器扭矩约束来确定最小和最大输出扭矩约束，以控制即将分离的离合器的离合器反作用扭矩。

附图说明

现在将参照附图通过举例方式描述一个或多个实施例，在附图中：

图1图示根据本发明的包括内燃机、变速器、传动系统和控制器的多模式动力系统；

图2图示根据本发明的控制方案，该方案包括用于建立在控制即将分离的离合器时采用的输出扭矩约束的分层上升优先结构；

图3-1至3-4图示根据本发明的响应于停用离合器的命令的可允许离合器扭矩。

具体实施方式

现在将参照附图，其中，所示附图仅是为了图示特定的示例性实施例，而不是为了限制本发明，图1描绘了非限制性动力系统100，其包括内燃机12、多模式变速器10、高压电气系统80、传动系统90和控制器5。变速器10分别机械地联接到发动机12以及第一扭矩机器60和第二扭矩机器62，并且被配置为在发动机12、扭矩机器60、62以及传动系统90之间传递扭矩。如图所示，第一扭矩机器60和第二扭矩机器62是电动机/发电机。

高压电气系统80包括经由高压电力总线84电联接到变速器功率逆变器控制模块（TPIM）82的电能存储装置（ESD）85，并且被配置有用于监控电功率流的合适装置，包括用于监控电流和电压的装置和系统。ESD 85可以是任意合适的高压电能存储装置（例如高压电池），并且优选包括测量供应到高压电力总线84的电功率（包括电压和电流）的监控系统。

发动机12可以是任意适合的燃烧装置，并且包括在若干状态选择性地操作以经由输入构件14将扭矩传递到变速器10的多缸内燃机，并且可以是火花点火或压缩点火发动机。发动机12包括联接到变速器10的输入构件14的曲轴。转速传感器11监控输入构件14的曲轴角度和转速。由于在发动机12和变速器10之间的输入构件14上的扭矩消耗部件（例如扭矩管理装置）的布置，从发动机12输出的动力（即转速乘以发动机扭矩）可以不同于输入到变速器10的输入速度和输入扭矩。发动机12被配置为在动力系统进行操作期间响应于操作条件执行自动停止和自动起动操作。控制器5被配置为控制发动机12的致动器，以控制燃烧参数，包括控制吸入空气流量、火花点火正时、喷射燃料质量、燃料喷射正时、控制再循环废气流的EGR阀位置以及如此装配的发动机上的进气阀和/或排气阀的正时和定相。因而，通过控制燃烧参数（包括空气流扭矩和火花引起的扭矩）可以控制发动机速度。还可以通过以分别控制第一扭矩机器60和第二扭矩机器62的电动机扭矩的方式来控制输入构件14处的反作用扭矩，进而控制发动机速度。

所示的变速器10是四模式复合分流机电变速器10，其包括三个行星齿轮组20、30和40以及五个可接合扭矩传递装置，即离合器C1 52、C2 54、C3 56、C4 58和C5 50。可以预期变速器的其它实施例。变速器10分别联接到第一扭矩机器60和第二扭矩机器62。变速器10被配置为响应于输出扭矩请求在发动机12、扭矩机器60、62和输出构件92之间传递扭矩。在一个实施例中，第一扭矩机器60和第二扭矩机器62是采用电能来产生和作用扭矩的电动机/发电机。行星齿轮组20包括太阳齿轮构件22、环形齿轮构件26和联接到托架构件25上的行星齿轮24。托架构件25可旋转地支撑设置为与太阳齿轮构件22和环形齿轮构件26处于啮合关系的行星齿轮24，并且联接到可旋转的轴构件16。行星齿轮组30包括太阳齿轮构件32、环形齿轮构件36和联接到托架构件35上的行星齿轮34。行星齿轮34被安置为与太阳齿轮构件32和环形齿轮构件36处于啮合关系。托架构件35联接到可旋转的轴构件16。行星齿轮组40包括太阳齿轮构件42、环形齿轮构件46和联接到托架构件45上的行星齿轮44。如图所示，第一和第二组行星齿轮44联接到托架构件45。因此，行星齿轮组40是复合太阳齿轮构件-小齿轮-小齿轮-环形齿轮构件齿轮组。托架构件45可旋转地联接在离合器C1 52和C2 54之间。太阳齿轮构件42可旋转地联接到可旋转轴构件16。环形齿轮构件46可旋转地联接到输出构件92。

如在本文中使用的，离合器指的是可以响应于控制信号而选择性地被应用的扭矩传递装置，并且可以是任意合适的装置，包括例如单片或多片离合器或组合件、单向离合器以及带式离合器。液压回路72被配置为利用电动液压泵70供应的加压液压流体来控制每个离合器的离合器状态，所述液压泵70被控制器5可操作地控制。离合器C2 54和C4 58是液压地应用的旋转摩擦离合器。离合器C1 52、C3 56和C5 50是液压地控制的制动器装置，其可以固接到变速器壳体55。在此实施例中，利用液压控制回路72供应的加压液压流体液压地应用离合器C1 52、C2 54、C3 56和C4 58中的每个。控制器5可操作地控制液压回路72，以启用和停用前述离合器，提供用于冷却和润滑变速器元件的液压流体，并且提供用于冷却第一扭矩机器60和第二扭矩机器62的液压流体。可通过利用压力传感器进行测量、通过利用车载例程进行估计或利用其它合适的方法来确定液压回路72的液体压力。

第一扭矩机器60和第二扭矩机器62是三相交流电动机/发电机，它们每个都包括定子、转子和解析器。扭矩机器60、62中的每个的电动机定子被固接到变速器壳体55的外部，并且包括定子芯，该定子芯具有从其延伸的线圈电绕组。用于第一扭矩机器60的转子被支撑在机械地附接到与第一行星齿轮组20联接的套轴18的毂板齿轮上。用于第二扭矩机器62的转子固定地附接到套筒轴毂19，该套筒轴毂19机械地附接到第二行星齿轮30。每个解析器以能发送信号的方式可操作地连接到变速器功率逆变器控制模块（TPIM）82，并且每个解析器都感测和监控解析器转子相对于解析器定子的旋转位置，由此监控第一扭矩机器60和第二扭矩机器62中相应的一个的旋转位置。此外，从解析器输出的信号可以用于确定第一扭矩机器60和第二扭矩机器62的转速。

变速器10的输出构件92可旋转地连接到传动系统90，以向传动系统90提供输出动力，该输出动力经由差动齿轮或驱动桥或另一合适的装置传递到多个车轮。由输出转速和输出扭矩限定输出构件92处的输出动力。变速器输出速度传感器93监控输出构件92的转速和旋转方向。每个车轮优选装配有被配置为监控车轮速度以确定车辆速度以及用于制动控制、牵引力控制和车轮加速度管理的绝对和相对车轮速度的传感器。

来自发动机12的输入扭矩以及来自第一扭矩机器60和第二扭矩机器62的电动机扭矩通过燃料或存储在电能存储装置（ESD）85中的电势的能量转化而产生。ESD 85经由高压电力总线84高压直流联接到TPIM 82，高压电力总线84优选包括允许或禁止ESD 85和TPIM 82之间的电流流动的触头开关。TPIM 82优选包括一对功率逆变器和相应的电动机控制模块，电动机控制模块被配置为接收扭矩命令并根据其控制逆变器状态，以便提供电动机驱动或再生功能以满足电动机扭矩命令。功率逆变器包括互补的三相功率电子器件(three-phase power electronics devices)，并且每个都包括多个绝缘栅双极晶体管，所述绝缘栅双极晶体管用于将来自ESD 85的直流功率变换为交流功率以便通过高频切换为第一扭矩机器60和第二扭矩机器62中相应的一个提供动力。绝缘栅双极晶体管形成被配置为接收控制命令的开关模式电源。每个三相电机的每个相具有一对绝缘栅双极晶体管。控制绝缘栅双极晶体管的状态，以提供电动机驱动机械功率产生或电功率再生功能。三相逆变器经由直流传输导体27接收或供应直流电功率并且将其转化为三相交流功率或从三相交流功率转化为直流电功率，该三相交流功率经由传输导体传导到第一扭矩机器60和第二扭矩机器62或从第一扭矩机器60和第二扭矩机器62传导出以便作为电动机或发电机操作。TPIM 82响应于电动机扭矩命令通过功率逆变器和相应的电动机控制模块将电功率传输到第一扭矩机器60和第二扭矩机器62或从第一扭矩机器60和第二扭矩机器62传输电功率。经由高压电力总线84将电流传送到ESD 85或从ESD 85传送电流，以对ESD 85进行充电和放电。

控制器5经由通信链路15以可发送信号的方式可操作地链接到动力系统中的各个致动器和传感器，以监控和控制动力系统的操作，包括合成信息和输入以及执行程序从而控制致动器以满足与燃料经济性、排放物、性能、驾驶性能和硬件（包括ESD 85的电池以及第一扭矩机器60和第二扭矩机器62）保护相关的控制目标。控制器5是整体车辆控制架构的子集，并且提供对动力系统的协调的系统控制。控制器5可以包括分布式控制模块系统，该系统包括单独的控制模块，这些模块包括监督控制模块、发动机控制模块、变速器控制模块、电池组控制模块和TPIM 82。用户界面13优选可发送信号地连接到多个装置，车辆操作者通过所述装置指挥和命令动力系统的操作。所述装置优选包括加速器踏板112、操作者制动器踏板113、变速器换档杆114（PRNDL）和车辆速度巡航控制系统116。变速器换档杆114可以具有离散数量的操作者可选择位置，包括指示操作者意图车辆行驶的方向，并因此指示输出构件92的优选旋转方向（向前或向后方向）。应该理解，由于车辆位置（例如在山上）导致的后退，因此车辆仍可能沿不同于操作者意图行驶的指示方向的方向移动。用户界面13可以包括如图所示的单个装置，或者替代地可以包括与各个控制模块直接连接的多个用户接口装置。

前述控制模块经由通信链路15与其它控制模块、传感器和致动器通信，从而实现不同控制模块之间的结构通信。具体的通信协议是专用(application-specific)的。通信链路15和合适的协议提供前述控制模块和其它控制模块之间的可靠的信息发送和多控制模块交互(interfacing)，从而提供包括例如防抱死制动、牵引力控制和车辆稳定等功能。可以使用多种通信总线，以提高通信速度和提供一定程度的信号冗余和完整性，包括直接链路和串行外围接口（SPI）总线。还可以利用无线链路，例如短程无线电通信总线，来实现各个控制模块之间的通信。也可以直接连接各个装置。

控制模块、模块、控制系统、控制器、控制单元、处理器和类似术语意指下列各项中的一种或多种的任一个或各种组合：专用集成电路（ASIC）、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序或例程的中央处理单元（优选是微处理器）以及相关存储器和存储设备（只读、可编程只读、随机存取、硬盘驱动等）、组合逻辑电路、输入/输出电路和装置、合适的信号调节和缓冲电路和提供所述功能的其它部件。软件、固件、程序、指令、例程、编码、算法和类似用语意指包括校准值和查询表的任意控制器可执行指令组。控制模块具有被执行以提供所描述的功能的一组控制例程。例程被执行（诸如被中央处理单元执行）以监控来自感测装置和其它联网控制模块的输入，并且执行控制和诊断例程以控制致动器的操作。可以在发动机和车辆正在操作期间按固定间隔执行例程，例如每3.125、6.25、12.5、25和100毫秒。或者，可以响应于事件的发生来执行例程。

动力系统100被配置为在多个动力系统状态（包括多个变速器范围和发动机状态）之一中操作，以产生扭矩并将扭矩传递到传动系统90。发动机状态包括开（ON）状态、关（OFF）状态和燃料停给（FCO）状态。当发动机在关状态中操作时，其未被供应以燃料、未点火并且不转动。当发动机在开状态操作时，其被供应以燃料、点火并转动。当发动机处于FCO状态时，其转动但是未被供应以燃料并且未点火。发动机开状态还可以包括全部气缸都被供应以燃料并点火的全气缸状态和部分气缸被供应以燃料并点火而其它气缸未被供应以燃料并且未点火的气缸停用状态。变速器范围包括通过选择性启用离合器C1 150、C2 152、C3 154、C4 156和C5 158来实现的多个空档（空档）、固定档位（Gear#）、可变模式（EVT模式#）、电动车辆（EV#）和过渡（EV过渡范围#和假档位#）范围。假档位范围是可变模式变速器范围，其中，在考虑与输入构件14上的扭矩消耗部件相关的扭矩损失的情况下，来自变速器10的扭矩输出对应于来自发动机12的输入扭矩。在EVT模式范围之间进行换档时，主要采用假档位范围作为中间变速器范围。表1描述了用于操作动力系统100的多个变速器范围和发动机状态。

表1

范围

发动机状态

C1

C2

C3

C4

C5

空档 1

ON/OFF

空档 2

ON/OFF

x

空档 3

ON/OFF

x

假档位 1

ON/OFF

x

假档位 2

ON/OFF

x

空档

OFF

x

EVT模式 1

ON/OFF

x

x

EVT模式 2

ON/OFF

x

x

EVT模式 3

ON/OFF

x

x

EVT模式 4

ON/OFF

x

x

EV过渡状态 1

OFF

x

x

EV过渡状态 2

OFF

x

x

档位 1

ON

x

x

x

档位 2

ON

x

x

x

档位 3

ON

x

x

x

EV1

OFF

x

x

x

EV2

OFF

x

x

x

EV3

OFF

x

x

x

EV4

OFF

x

x

x

EV过渡状态 3

OFF

x

x

x

空档

ON/OFF

x

x

假档位 3

ON/OFF

x

x

空档

OFF

x

x

空档

OFF

x

x

图2示意性地示出例如在从第一变速器范围过渡到第二变速器范围期间，用于向即将分离的离合器施加优先化的离合器扭矩约束的控制方案200的实施例。此方案包括用于建立在控制即将分离的离合器时采用的输出扭矩约束的分层上升优先结构，包括控制离合器的扭矩能力以停用即将分离的离合器。参照结合图1描述的动力系统100的实施例来描述控制方案200，并且该控制方案可以被本文描述的理念所应用的任何合适的动力系统采用。图3-1、3-2、3-3和3-4以图表示出在本文描述的不同情况下y轴301上的离合器扭矩大小和离合器扭矩约束与x轴303上的时间的关系。

扭矩传递离合器被用于控制变速器10的操作，以便在表1的范围之一内（包括在离合器启用和停用期间）在发动机12、第一扭矩机器60和第二扭矩机器62以及输出构件92之间传递扭矩。离合器启用包括提供离合器扭矩能力以经由离合器（优选在不打滑的情况下）传递扭矩。离合器扭矩约束包括各个最小和最大长期需求离合器扭矩约束310和312，各个最小和最大软离合器扭矩约束320和322，各个最小和最大短期需求离合器扭矩约束330和332，以及各个最小和最大硬离合器扭矩约束340和342。输出扭矩约束包括各个最小和最大长期输出扭矩约束360和362以及各个最小和最大短期输出扭矩约束370和372。

最小和最大长期需求离合器扭矩约束310和312是用于在离合器启用或停用事件结束时控制离合器扭矩的离合器扭矩约束。因此，在离合器停用事件结束时最小和最大长期需求离合器扭矩约束310和312包括等于零的最大长期需求离合器扭矩约束312。

最小和最大软离合器扭矩约束320和322是用于在离合器启用或停用事件期间基于车辆操作者的认知或感觉控制离合器扭矩的离合器扭矩约束。因此，在停用事件期间最小和最大软离合器扭矩约束被选择用于最小化不利的传动系统扭矩失调，该失调对于车辆操作者来说可检测并且令人反感。

最小和最大短期需求离合器扭矩约束330和332是用于在离合器启用或停用事件期间控制离合器扭矩以在预定时间段内完成离合器启用或停用事件的离合器扭矩约束。因此，用于在离合器停用事件期间控制离合器扭矩的最小和最大短期需求离合器扭矩约束被校准以在预定时间段内实现停用离合器，即零扭矩能力。在一个实施例中，实现停用离合器的预定时间段为0.5秒。

最小和最大硬离合器扭矩约束340和342是在离合器启用或停用事件期间用于控制离合器扭矩以防止扭矩传递的变化引起的机械应力超过变速器的一个或多个部件或者其它动力系统或传动系统部件的扭矩承载能力的离合器扭矩约束。最小和最大硬离合器扭矩约束340和342可用于改变扭矩变化，该扭矩变化由动力系统100的不同致动器的扭矩输出的不同的基于时间的变化导致。举例来说，内燃机12可以具有100ms量级的响应时间，而第一扭矩机器60和第二扭矩机器62可以具有10ms量级的响应时间。因此，最小和最大硬离合器扭矩约束340和342被用于管理向第一扭矩机器60和第二扭矩机器62下达的扭矩命令的基于时间的变化（该变化与向发动机10下达的扭矩命令的变化相关），以避免过大的机械应力作用于发动机12、变速器10和传动系统90的各个部件。

包括最小和最大长期需求离合器扭矩约束、最小和最大短期需求离合器扭矩约束、最小和最大软离合器扭矩约束以及最小和最大硬离合器扭矩约束的离合器扭矩约束应用于分层优先结构中，以确定包括最小和最大短期输出扭矩约束360和362以及最小和最大长期输出扭矩约束370和372的输出扭矩约束，所述输出扭矩约束被用于控制即将分离的离合器的扭矩的反作用扭矩。

再次参照图2并进一步参照图3-1、3-2、3-3和3-4，控制方案200被配置为包括限制功能210、220和230的分层上升优先结构，限制功能210、220和230采用前述离合器扭矩约束中的各种约束以确定用于控制即将分离的离合器的离合器反作用扭矩的最小和最大输出扭矩约束。限制功能210、220和230以上升顺序应用。限制功能210、220和230中的每个可以引入最小和最大扭矩，尽管在离合器停用期间可以采用最小和最大扭矩值中的一个。分层上升优先结构用于基于即将分离的离合器的扭矩相对输出扭矩的影响（即车辆操作者所感觉到的）控制即将分离的离合器的扭矩相，而不考虑限制性约束的来源。这种操作允许基于对输出扭矩的影响和驾驶员的感觉的柔性即将分离扭矩相，因此避免产生换档感觉的离合器扭矩升降率。以此方式，可以立即完成大多数换档，而不必每次换档都等待预定的标定时间。此外，可以适应需要一定时间（接近一秒）来传递输出扭矩的其它换档。图3-1、3-2、3-3和3-4各自示出相应的可允许离合器扭矩350，其是由按上升优先顺序应用限制功能210、220和230而引入的最小和最大扭矩的基于时间施加的顶点。

第一限制功能210用于产生初始可允许离合器扭矩212，其被定义为受限于最小和最大软离合器扭矩约束320、322内的最小和最大长期需求离合器扭矩约束310、312。停用离合器的命令包括将最大长期需求离合器扭矩约束312设置为零，这发生在各个图3-1、3-2、3-3和3-4中的时间点305处。初始可允许离合器扭矩212包括受最小软离合器扭矩约束320（其可以如图3-1所示的小于零，或者可以如各图3-2、3-3和3-4所示的最初大于零）限制的最大长期需求离合器扭矩约束312。

第二限制功能220用于产生中间可允许离合器扭矩222，其被定义为受限于最小和最大短期需求离合器扭矩约束330、332内的最初可允许离合器扭矩212。中间可允许离合器扭矩222包括受最小和最大软离合器扭矩约束320、322限制并且还受最小和最大短期需求离合器扭矩约束330、332限制的最大长期需求离合器扭矩约束312。最小和最大短期需求离合器扭矩约束330、332优先于之前的约束。图3-3示出了这种操作的作用之一。中间可允许离合器扭矩222被用作最小和最大长期输出扭矩约束360、362。

第三限制功能230用于产生最终可允许离合器扭矩232，其被定义为受限于最小和最大硬离合器扭矩约束340、342内的中间可允许离合器扭矩222。最小和最大硬离合器扭矩约束340、342优先于之前的约束。图3-4示出了这种操作的作用之一。

最终可允许离合器扭矩232被用作最小和最大短期输出扭矩约束370、372。利用最小和最大长期输出扭矩约束360、362以及最小和最大短期输出扭矩约束370、372实现对动力系统100的操作，包括控制可允许离合器扭矩350以及用于第一扭矩机器和第二扭矩机器和发动机扭矩的扭矩命令。

图3-1以图表示出响应于停用离合器的命令（包括在时间点305处将最大长期需求离合器扭矩约束312设置为零）的可允许离合器扭矩350。所述约束包括最小和最大软离合器扭矩约束320、322、最小和最大短期需求离合器扭矩约束330、332以及最小和最大硬离合器扭矩约束340、342，这些约束每个都具有上升的优先顺序。如图所示，所有约束都不对系统的操作施加额外的约束，因此设置为零的最大长期需求离合器扭矩约束312的约束转化和变为最小长期输出扭矩约束360和最小短期输出扭矩约束370，最小长期输出扭矩约束360和最小短期输出扭矩约束370用于控制可允许离合器扭矩350以及用于第一和第二扭矩机器和发动机扭矩的扭矩命令。

图3-2以图表示出响应于停用离合器的命令（包括在时间点305处将最大长期需求离合器扭矩约束312设置为零）的可允许离合器扭矩350。所述约束包括最小和最大软离合器扭矩约束320、322、最小和最大短期需求离合器扭矩约束330、332以及最小和最大硬离合器扭矩约束340、342，它们每个都具有上升的优先顺序。如图所示，最小软离合器扭矩约束320对系统的操作施加额外的约束，因此设置为零的最大长期需求离合器扭矩约束312的约束受最小软离合器扭矩约束322的限制，最小软离合器扭矩约束322随时间下降至零扭矩。最小和最大短期需求离合器扭矩约束330、332以及最小和最大硬离合器扭矩约束340、342都不对系统的操作施加额外的约束。因此，在时间点305处最大长期需求离合器扭矩约束312的约束被设置为零并且受最小软离合器扭矩约束322的约束，后者转化和变为最小长期输出扭矩约束360和最小短期输出扭矩约束370。这些约束的结果用于控制可允许离合器扭矩350以及用于第一和第二扭矩机器和发动机扭矩的扭矩命令。

图3-3以图表示出响应于停用离合器的命令（包括在时间点305处将最大长期需求离合器扭矩约束312设置为零）的可允许离合器扭矩350。所述约束包括最小和最大软离合器扭矩约束320、322、最小和最大短期需求离合器扭矩约束330、332以及最小和最大硬离合器扭矩约束340、342，它们每个都具有上升的优先顺序。如图所示，最小软离合器扭矩约束320对系统的操作施加额外的约束，因此在时间点305处设置为零的最大长期需求离合器扭矩约束312的约束受最小软离合器扭矩约束322的约束。在此情形中，在时间点306处最大短期需求离合器扭矩约束332对系统的操作施加优先于最小软离合器扭矩约束322的额外约束。这转化和变为最小长期输出扭矩约束360和最小短期输出扭矩约束370。这些约束的结果用于控制可允许离合器扭矩350以及用于第一和第二扭矩机器和发动机扭矩的扭矩命令。

图3-4以图表示出响应于停用离合器的命令（包括在时间点305处将最大长期需求离合器扭矩约束312设置为零）的可允许离合器扭矩350。所述约束包括最小和最大软离合器扭矩约束320、322、最小和最大短期需求离合器扭矩约束330、332以及最小和最大硬离合器扭矩约束340、342，它们每个都具有上升的优先顺序。如图所示，在时间点305处最小软离合器扭矩约束320对系统的操作施加额外的约束，因此设置为零的最大长期需求离合器扭矩约束312的约束受最小软离合器扭矩约束322的约束。在此情形中，在时间点306处最大短期需求离合器扭矩约束332对系统的操作施加优先于最小软离合器扭矩约束322的额外约束。此外，在时间点307处最小硬离合器扭矩约束340对系统的操作施加优先于最大短期需求离合器扭矩约束332的额外约束。这转化和变为最小长期输出扭矩约束360和最小短期输出扭矩约束370，并且其结果用于控制可允许离合器扭矩350以及用于第一和第二扭矩机器和发动机扭矩的扭矩命令。

因此，当执行时，控制方案200可以通过采用输出扭矩作为扭矩致动器经由第一扭矩机器60和第二扭矩机器62控制即将分离的离合器的扭矩升降率，以在考虑到该升降率对输出扭矩的影响的情况下完成换档。对于大多数换档，对输出扭矩没有影响，并且即将分离扭矩相几乎可以立即发生。对于可以巧妙处理输出扭矩以卸载即将分离的离合器的换档，包括在卸载离合器之前等待较慢的致动器（诸如发动机）的扭矩输出变化。

本发明已经描述了某些优选实施例及其改型。通过阅读和理解说明书读者可以想到其它改型和改变。因此，本发明不限于作为执行本发明而构想出的最佳实施方式而公开的特定实施例，相反本发明将包括落在所附权利要求范围内的所有实施例。

Claims (10)

1.一种用于停用多模式变速器的扭矩传递离合器的方法，包括：

对即将分离的离合器施加按优先顺序的离合器扭矩约束，所述约束包括优先等级依次上升的最小和最大长期需求离合器扭矩约束、最小和最大软离合器扭矩约束、最小和最大短期需求离合器扭矩约束、最小和最大硬离合器扭矩约束；以及

响应于所述按优先顺序的离合器扭矩约束控制即将分离的离合器的停用。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，对即将分离的离合器施加包括最小和最大长期需求离合器扭矩约束的按优先顺序的离合器扭矩约束包括：施加等于零扭矩的最大长期需求离合器扭矩约束。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，对即将分离的离合器施加包括最小和最大软离合器扭矩约束的按优先顺序的离合器扭矩约束包括：基于车辆操作者的输出扭矩感知施加最小和最大离合器扭矩约束。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，基于车辆操作者的输出扭矩感知施加最小和最大离合器扭矩约束包括施加使不利的传动系统扭矩失调最小化的离合器扭矩约束，该失调能够被操作者检测到并且令人反感。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，对即将分离的离合器施加包括最小和最大短期需求离合器扭矩约束的按优先顺序的离合器扭矩约束包括：施加用于在离合器停用期间控制离合器扭矩的最小和最大离合器扭矩约束，从而在预定时间段内实现离合器停用的完成。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，施加用于在离合器停用期间控制离合器扭矩的最小和最大离合器扭矩约束在0.5秒的时间段内实现离合器停用的完成。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，对即将分离的离合器施加包括最小和最大硬离合器扭矩约束的按优先顺序的离合器扭矩约束包括：施加防止引起的机械应力超过变速器部件的扭矩承载能力的扭矩传递变化的最小和最大离合器扭矩约束。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，对即将分离的离合器施加包括最小和最大软离合器扭矩约束的按优先顺序的离合器扭矩约束包括：基于车辆操作者的输出扭矩感知施加最大离合器扭矩约束。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，对即将分离的离合器施加包括最小和最大短期需求离合器扭矩约束的按优先顺序的离合器扭矩约束包括：施加用于在离合器停用期间控制离合器扭矩的最大离合器扭矩约束，从而在预定时间段内实现离合器停用的完成。

10.一种用于控制多模式变速器的扭矩传递离合器的停用的方法，所述多模式变速器被配置为在发动机、扭矩机器和传动系统之间传递扭矩，所述方法包括：

确定包括最小和最大长期需求离合器扭矩约束、最小和最大软离合器扭矩约束、最小和最大短期需求离合器扭矩约束以及最小和最大硬离合器扭矩约束的离合器扭矩约束；

采用分层优先结构控制离合器扭矩进而停用即将分离的离合器，其中，所述离合器扭矩响应于最小和最大长期需求离合器扭矩约束、优先的最小和最大软离合器扭矩约束、更优先的最小和最大短期需求离合器扭矩约束、进一步更优先的最小和最大硬离合器扭矩约束而被控制。

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