CN103569123B - 减少混合动力电动车辆内的冲击沉闷声的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及减少混合动力电动车辆内的冲击沉闷声的方法。混合动力变速器包括变速器，该变速器具有可选离合器装置，其在被接合时有效地以固定的发动机转速与轴杆速度之比将内燃发动机机械联接到第一轴杆。用于起动发动机的方法包括执行发动机起动事件，其包括旋转发动机并给发动机加燃料以使发动机转速与轴杆速度之比超过所述固定的发动机转速与轴杆速度之比，以及在发动机转速与轴杆速度之比超过所述固定的发动机转速与轴杆速度之比后接合所述可选离合器装置。

Description

减少混合动力电动车辆内的冲击沉闷声的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年7月18日提交的美国临时申请序列号61/672,994的权益，其全部内容并入本文以供参考。

技术领域

本公开涉及使用两个或更多个扭矩生成装置的动力传动系统。

背景技术

这节中的陈述仅提供与本公开有关的背景信息。因此，这样的陈述不试图构成对现有技术的承认。

车辆动力传动系统系统包括联接到变速器的一个或更多个扭矩致动器，该变速器将扭矩传递到传动系以用于牵引。已知的扭矩致动器包括内燃发动机和电机。使用电机的已知混合动力传动系统包括联接到发动机的曲轴以用作扭矩致动器来代替交流发电机的电机。电机能够在发动机运转时再生电能以用于存储在电能存储装置中并且能够用作发动机的起动机。另一种使用电机的已知动力传动系统包括联接到车辆的第一轴杆的内燃发动机以及联接到车辆的第二轴杆的电机。电机能够提供牵引扭矩至车辆的第二轴杆以用于启用车辆操作的电动模式。

被接合的传动系部件，例如变速器花键、链、最终驱动件、差动器和/或行星齿轮组上的中间齿轮齿，具有由于制造容差和部件设计规格所导致的间隙。齿轮余隙（gearlash），即被接合传动系部件的相对旋转位置中的游隙或松弛，源自于被接合传动系部件之间的间隙。当通过电机向车辆的后轴杆提供牵引扭矩而使得车辆正以电动模式运转时，联接到发动机的前轴杆会拖拽车辆变速器以使齿轮余隙接触存在于被接合传动系部件的“制动”侧上。当发动机被起动并且选择了变速器的所需传动比时，齿轮余隙接触改变到被接合传动系部件的“驱动”侧上，从而导致不希望的传动系沉闷声。理想的是当混合动力传动系统从电动操作模式转变到需要发动机起动以提供牵引扭矩至车辆的前轴杆的操作模式时消除不希望的传动系沉闷声。

发明内容

混合动力变速器包括变速器，该变速器具有可选离合器装置，其在被接合时有效地以固定的发动机转速与轴杆速度之比将内燃发动机机械联接到第一轴杆。用于起动发动机的方法包括执行发动机起动事件，其包括旋转发动机并给发动机加燃料以使发动机转速与轴杆速度之比超过所述固定的发动机转速与轴杆速度之比，以及在发动机转速与轴杆速度之比超过所述固定的发动机转速与轴杆速度之比后接合所述可选离合器装置。

本发明还提供了以下技术方案。

方案1. 一种用于起动混合动力传动系统的内燃发动机的方法，所述混合动力传动系统包括变速器，所述变速器具有可选离合器装置，所述可选离合器装置在被接合时有效地以固定的发动机转速与轴杆速度之比将所述发动机机械联接到第一轴杆，所述方法包括：

执行发动机起动事件，包括：

旋转所述发动机并给所述发动机加燃料以使发动机转速与轴杆速度之比超过所述固定的发动机转速与轴杆速度之比；以及

在所述发动机转速与轴杆速度之比超过所述固定的发动机转速与轴杆速度之比后接合所述可选离合器装置。

方案2. 根据方案1所述的方法，其中所述固定的发动机转速与轴杆速度之比对应于基于监测的输出扭矩请求和监测的车辆速度而定的所述变速器的所需固定传动比。

方案3. 根据方案1所述的方法，其中当执行所述发动机起动事件时所述变速器处于中性状态并且牵引扭矩被电机提供给第一轴杆和第二轴杆中的一者。

方案4. 根据方案3所述的方法，其中当变速器处于中性状态时，所述可选离合器装置脱离接合并且所述发动机不被机械联接到所述第一轴杆。

方案5. 根据方案3所述的方法，其中所述第一轴杆包括前轴杆和后轴杆中的一个并且所述第二轴杆包括所述前轴杆和所述后轴杆中的另一个。

方案6. 根据方案1所述的方法，其中在所述发动机转速与轴杆速度之比超过所述固定的发动机转速与轴杆速度之比后接合所述可选离合器装置包括：

在所述发动机转速与轴杆速度之比超过所述固定的发动机转速与轴杆速度之比一预定幅值之后接合所述可选离合器装置。

方案7. 根据方案1所述的方法，其中响应监测的车辆速度超过预定车辆速度来执行所述发动机起动事件。

方案8. 根据方案1所述的方法，其中响应监测的输出扭矩请求超过预定输出扭矩请求来执行所述发动机起动事件。

方案9. 根据方案1所述的方法，其中响应电能存储装置（ESD）的监测充电状态（SOC）下降到低于预定SOC来执行所述发动机起动事件，所述ESD被构造成提供动力至电机以用于生成被提供给所述第一轴杆和第二轴杆中的一者的牵引扭矩。

方案10. 一种用于起动动力传动系统的内燃发动机的方法，所述动力传动系统包括混合动力变速器，所述混合动力变速器具有可选离合器装置，所述可选离合器装置在被接合时有效地以所需固定传动比将所述发动机机械联接到第一轴杆，所述方法包括：

监测输出扭矩请求和车辆速度；

以电动车辆模式操作所述混合动力变速器，包括：

结束发动机操作，

命令所述变速器为中性状态，和

控制电机提供牵引扭矩至第二轴杆；

在所述电动车辆模式中的操作期间响应探测到预定条件来执行发动机起动事件，所述发动机起动事件包括：

旋转所述发动机并给所述发动机加燃料以使发动机转速增加到超过预定发动机转速从而启动所述可选离合器装置的同步并且在所述可选离合器装置被接合时有效地实现所述所需固定传动比；以及

在所述发动机转速超过所述预定发动机转速之后接合所述可选离合器装置。

方案11. 根据方案10所述的方法，其中在所述发动机转速超过所述预定发动机转速之后接合所述可选离合器装置包括：

在所述发动机转速超过所述预定发动机转速一预定幅值之后接合所述可选离合器装置。

方案12. 根据方案10所述的方法，还包括：

在接合所述可选离合器装置之后，以所述所需固定传动比将牵引扭矩从所述发动机提供到所述第一轴杆。

方案13. 根据方案10所述的方法，还包括：

在接合所述可选离合器装置之后，以所述所需固定传动比将牵引扭矩从所述发动机提供到所述第一轴杆并且将辅助牵引扭矩从所述电机提供到所述第二轴杆。

方案14. 根据方案10所述的方法，其中当所述监测的车辆速度超过预定车辆速度时探测到所述预定条件。

方案15. 根据方案10所述的方法，其中当所述监测的输出扭矩请求超过预定输出扭矩请求时探测到所述预定条件。

方案16. 根据方案10所述的方法，其中当电能存储装置（ESD）的监测充电状态（SOC）小于预定SOC时探测到所述预定条件，所述ESD提供动力至所述电机以用于生成被提供给第二轴杆的辅助牵引扭矩。

方案17. 一种设备，所述设备包括：

内燃发动机；

变速器，所述变速器包括可选离合器装置，所述可选离合器装置在被接合时有效地以固定的发动机转速与轴杆速度之比将所述发动机机械联接到第一轴杆；

第一电机，所述第一电机被机械联接到第二轴杆并且被构造成提供牵引扭矩至所述第二轴杆；

电能存储装置（ESD），所述电能存储装置被构造成提供动力至所述第一电机；和

控制模块，所述控制模块：

监控操作者扭矩请求、车辆速度和所述ESD的充电状态（SOC）；

结束发动机操作、命令所述变速器为中性状态以及控制所述电机提供牵引扭矩至所述第二轴杆；和

当所述变速器处于所述中性状态并且牵引扭矩被所述第一电机提供给所述第二轴杆时，响应于探测到预定条件来执行发动机起动事件，所述发动机起动事件包括：

旋转所述发动机并给所述发动机加燃料以使发动机转速与轴杆速度之比超过所述固定的发动机转速与轴杆速度之比；以及

在所述发动机转速与轴杆速度之比超过所述固定的发动机转速与轴杆速度之比一预定幅值之后接合所述可选离合器装置。

方案18. 根据方案17所述的设备，还包括：

第二电机，所述第二电机被构造成将来自所述发动机的机械动力转换成电能以便存储在所述ESD中并且响应执行所述发动机起动事件来旋转所述发动机。

方案19. 根据方案17所述的设备，其中在如下至少一种情况时探测到所述预定条件：

所述监测的车辆速度超过预定车辆速度阈值；

所述监测的输出扭矩请求超过预定输出扭矩请求；和

所述ESD的监测的SOC小于预定SOC。

方案20. 根据方案17所述的设备，其中所述固定的发动机转速与轴杆速度之比对应于基于所述监测的输出扭矩请求和所述监测的车辆速度而定的所述变速器的所需固定传动比。

附图说明

参考附图，现在通过示例方式描述了一种或更多种实施例，附图中：

图1-1和图1-2举例说明了根据本公开的车辆，其包括混合动力传动系统，该系统具有被机械联接到内燃发动机的第一电机和机械联接到车辆的轴杆的第二电机；

图2示出了在电动车辆（EV）模式期间当传动系的余隙元件的制动侧上发生余隙接触时根据本公开的图1-1的混合动力传动系统10；

图3示出了在从EV模式转变到扭矩辅助模式和固定挡状态中的一者之后当传动系的余隙元件的驱动侧上发生余隙接触时根据本公开的图1-1的混合动力传动系统10；

图4示出了根据本公开的在动力传动系统的发动机起动事件期间发动机转速与时间的关系；

图5示出了根据本公开的利用动力传动系统的收敛的发动机转速攀升曲线来示出发动机起动事件的实验性的导出数据；

图6用图表示出了根据本公开的利用动力传动系统的过冲发动机转速攀升曲线来描述发动机起动事件的实验性导出数据；

图7示出了根据本公开的用于起动变速器的内燃发动机的示例性流程图700，该变速器包括可选离合器装置，该可选离合器装置在被接合时有效地以固定的发动机转速与轴杆速度之比将发动机机械联接到第一轴杆。

具体实施方式

现在参考附图，其中图释是仅为了示出某些示例性实施例的目的，并不是为了限制所述实施例的目的，图1-1示出了根据本公开的包括混合动力传动系统10的车辆，该系统10包括机械联接到车辆的第二轴杆32的第一电机18和机械联接到内燃发动机12的第二电机16。动力传动系统10受控制模块5的控制，该控制模块5包括用于分别控制第一和第二电机18、16以及发动机12的操作的控制方案。

在示例性实施例中，混合动力传动系统10包括机械联接到发动机12的第二电机16，该发动机12经由自动变速器内的变矩器55或自动化手动变速器或双离合变速器内的摩擦离合器组机械联接到混合动力变速器14。第二电机16优选地经由机构21机械联接到发动机12，该机构21机械联接到发动机12的曲轴17并且在其间提供机械动力路径。机构21可以是传动机构或者旋转轴。发动机12的曲轴17被机械联接到输出构件15，该输出构件15经由变矩器55机械联接到变速器14。变速器14包括输出构件（例如，参见图2和图3的输出构件27），该输出构件联接到车辆传动系的第一轴杆30。第一轴杆30的旋转使前车轮40旋转。在另一实施例中，机构21可以是带-交流发电机-起动机（BAS）机构，其包括在附接到发动机12的曲轴17的滑轮和附接到联接于第一电机16的转子的旋转轴的另一滑轮之间绕行的蜿蜒带。在示例性实施例中，BAS机构是再生BAS系统，其中当第二电机16不用作马达时该第二电机16能够被启用来再生电能以用于存储在电能存储（ESD）装置20中。在示例性实施例中，第一轴杆30对应于前轴杆（前桥）并且第二轴杆32对应于后轴杆（后桥）。替代性实施例能够包括对应于后轴杆的第一轴杆30以及对应于前轴杆的第二轴杆32。

发动机12优选地是多缸内燃发动机，其通过燃烧过程将燃料转换成机械动力。发动机12装备有多个致动器和感测装置以用于监测操作并输送燃料以形成燃烧充料来产生响应于操作者扭矩请求的扭矩。发动机12被设置成在车辆的进行中（ongoing）操作期间执行自动起动和自动停止控制方案以及燃料截断（FCO）控制方案。在示例性实施例中，优选地响应发动机起动事件通过第二电机16来起动发动机12。在替代性实施例中，低压螺线管致动的电动起动机能够被用于响应发动机起动事件来起动发动机。当发动机12没有被加燃料且没有旋转时该发动机12被看作处于OFF状态。当发动机12旋转但没有被加燃料时该发动机12被看作处于FCO状态。因此，当发动机在被加燃料或没有加燃料的情况下旋转时，第二电机16能够作为发电机运转。自动起动事件可以在执行自动停止事件之后被执行以便在进行中的动力传动系统操作期间起动或重新起动发动机操作。发动机12可以被起动以将牵引扭矩传递到第一轴杆30和/或提供动力至第二电机16从而产生可以被存储在ESD 20内的电能。ESD 20能够是高压电池。动力传动系统10能够使用高压和低压能量存储装置的任意组合来给车辆的任意装置提供动力。

第二电机16优选地是多相电动马达/发电机，其被构造成将存储的电能转换成机械动力并且将机械动力转换成可以被存储在ESD 20中的电能。在一种实施例中，第二电机16通过将来自发动机12的机械动力转换成可以被存储在ESD 20内的电能来用作交流发电机，其中发动机12能够处于ON状态（即旋转且被加燃料）或者FCO状态（即旋转且未加燃料）。在另一实施例中，第二电机16通过将来自变速器14的机械动力转换成可以被存储在ESD 20内的电能从而在再生控制方案期间用作发电机。在另一实施例中，第二电机16用作起动机以用于响应发动机起动事件来起动发动机12。第二电机16包括转子和定子以及伴随的解析器。解析器是可变磁阻装置，其包括解析器定子和解析器转子，其被分别组装到第二电机16的转子和定子上。

第一电机18优选地是多相电动马达/发电机，其被构造成将存储的电能转换成机械动力并且将机械动力转换成可以被存储在ESD 20（例如高压电池）中的电能。第一电机18经由传动装置26被机械联接到车辆的第二轴杆32。第一电机18被构造成提供牵引扭矩至被机械联接到后车轮42的第二轴杆32以便驱动车辆。当发动机处于OFF状态时，车辆可以利用第二电机18以电动车辆（EV）模式操作。在一种实施例中，在EV模式期间响应发动机起动事件，例如当操作者踩下加速器踏板从而请求附加扭矩时，能够起动发动机12。同时，在起动发动机12时，变速器14能够从中性状态（neutral state）换挡到所需固定挡状态（fixedgear state）。如这里所用，术语“固定挡状态”指的是在变速器输入速度和变速器输出速度之间的固定传动比，其中变速器的每个固定挡状态包括相应的固定传动比。因此，除非另有说明，否则术语“固定挡状态”和“固定传动比”在此可以互换地使用。第一电机18包括转子和定子以及伴随的解析器。解析器是可变磁阻装置，其包括被分别组装到第一电机18的转子和定子上的解析器定子和解析器转子。

ESD 20经由高压DC总线29电连接到第一逆变器模块24和第二逆变器模块22以响应于源自控制模块5的控制信号122和124来提供高压DC电力。第一逆变器24经由第一多相动力总线180电连接第一电机18。第二逆变器22经由第二多相动力总线160电连接第二电机16。第一和第二逆变器24、22分别地被构造成具有适当控制电路，其包括功率晶体管以用于将高压DC电力变换成高压AC电力并且将高压AC电力变换成高压DC电力。第一和第二逆变器24、22分别优选地使用脉宽调制控制以便将源自ESD 20（例如高压电池）的存储的DC电力转换成AC电力以便分别驱动第一和第二电机18、16以产生扭矩。类似地，第一和第二逆变器24、22分别将传输给第一和第二电机18、16中相应一者的机械动力分别转换成DC电力以便产生可存储在ESD 20内的电能，作为再生控制策略的一部分。应该意识到的是，第一和第二逆变器24、22分别被构造成分别经由信号124和信号122接收马达控制命令以用于控制逆变器状态来提供马达驱动和再生功能。

变速器14优选地包括一个或更多个差动齿轮组和可控离合器，其被构造成实现在发动机12和第一轴杆30的轴杆速度之间的一定范围的速度比上的多个固定挡操作状态之一中的扭矩传递。将意识到轴杆速度能够对应于变速器14的输出速度。每个固定挡操作状态包括相应的固定的发动机转速与轴杆速度之比。变速器14包括任何适当的构造，并且优选地被构造成自动变速器，其包括两个离合器以便在固定挡操作状态之间自动换挡从而以实现操作者扭矩请求和发动机操作点之间的优选匹配的固定传动比运转。将意识到在以固定挡操作状态中的每一个操作时接合至少一个所述离合器，其中每个固定挡操作状态包括相应的固定传动比。上述发动机操作点能够基于车辆速度而定。在示例性实施例中，当车辆在EV模式期间运动的同时响应于发动机起动事件而起动发动机时，变速器14可以从中性状态换挡到所需固定传动比。术语“所需固定传动比”能够被互换地称为“所需固定的发动机转速与轴杆速度之比”。变速器14自动地执行升挡以便换挡到具有在发动机转速和第一轴杆30的轴杆速度之间的较低数值倍增比（例如固定传动比）的固定挡操作状态，并且执行降挡以便换挡到具有较高数值倍增比的固定挡操作状态。变速器升挡需要发动机转速的减小，以便发动机转速匹配变速器输出速度（例如，轴杆速度）乘以与所需固定挡操作状态相关联的传动比处的固定传动比。变速器降挡需要发动机转速的增加，以便发动机转速匹配变速器输出速度（例如，轴杆速度）乘以与所需固定挡操作状态相关联的传动比处的传动比。发动机转速和扭矩与变速器速度和扭矩的不准确匹配会导致车辆速度或扭矩输出的拖拽或拉扯，或者在执行变速器换挡事件时的离合器滑移。将进一步意识到，虽然使用术语“固定挡操作状态”，不过这里的实施例可以包括诸如扭矩辅助模式的操作模式，在此模式，除了处于变速器14的固定传动比之一的发动机12所提供的牵引扭矩之外，第一电机18还向第二轴杆32提供辅助的牵引扭矩。

实施例涉及当车辆在EV模式期间运动的同时在发动机起动时变速器14从中性状态换挡到所需固定传动比。控制策略被实施成减少由于从传动系的余隙元件（lashelement）的“制动”侧到“驱动”侧的齿轮余隙接触（gear lash contact）的改变所导致的不良传动系沉闷声。齿轮余隙接触的改变能够导致任意时刻在变速器14的至少一个离合器同步并接合以实现所需固定传动比时在自动起动事件期间发动机被起动并且变速器14从中性状态改变到所需固定传动比。

在一种实施例中，第一和第二轴杆30、32分别可以包括差动齿轮装置，其被机械联接到机械联接相应车轮40或42的相应轴杆的半轴。第一轴杆30在变速器14和道路表面之间传递牵引动力。第二轴杆32在第一电机18和道路表面之间传递牵引动力。

控制模块5优选直接地或经由通信总线信号地且可操作地连接到混合动力传动系统10的各元件。控制模块5经由信号200信号地连接到ESD 20的感测装置、经由信号124信号地连接到第一逆变器模块24的感测装置、经由信号122信号地连接到第二逆变器模块22的感测装置、经由信号182信号地连接到第一电机18的感测装置、经由信号184信号地连接到第二电机16的感测装置、经由信号120信号地连接到发动机12的感测装置以及经由信号140信号地连接到变速器14的感测装置，以便监控操作并确定其参数状态。车辆的操作者界面13包括多个人/机界面装置，通过该装置，车辆操作者命令车辆的操作，包括，例如，使操作者能够发动和起动发动机12的点火开关、加速器踏板、制动踏板、变速器挡位选择器（PRNDL）、方向盘和前照灯开关。一个车辆操作者感兴趣命令是输出扭矩请求，其可以经由操作者向加速器踏板和制动踏板的输入被确定。能够通过监控一个或更多个感测装置来确定车辆速度。例如，能够通过测量变速器的输出轴的旋转速度来确定车辆速度。

混合动力传动系统10包括以控制模块5和动力传动系统10的元件之间的传感器信号和致动器命令信号的形式实现通信的通信方案。应该意识到，通信方案实现使用一个或更多个通信系统和装置向控制模块5传递信息和从控制模块5传递信息，所述通信系统和装置包括例如通信总线、直接连接、局域网总线、串行外围接口总线和无线通信。

控制模块、模块、控制件、控制器、控制单元、处理器和类似术语意味着如下各项中一种或更多种的任何合适的一种或者各种组合：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（优选地是微处理器）和相关的记忆体和存储器（只读、可编程只读、随机存取、硬盘驱动等等）、组合逻辑电路、输入/输出电路和装置、适当的信号调制和缓冲电路以及提供所述功能性的其他合适的部件。软件、固件、程序、指令、例程、代码、算法和类似术语意味着包括校准和查找表的任意指令集。控制模块具有被执行以提供所需功能的一组控制例程。例程例如通过中央处理单元被执行并且可操作成监测来自感测装置和其他网络化控制模块的输入，并且执行控制和诊断例程以便控制致动器的操作。在进行中的发动机和车辆操作期间，例程可以以规则间隔被执行，例如每3.125、6.25、12.5、25和100毫秒。替代性地，可以响应事件的发生来执行例程。替代性地，可以随机地执行例程。

动力传动系统10被构造成以多个操作模式中的一种操作，所述模式包括EV模式、扭矩辅助模式和固定挡状态。在EV模式中，第一电机18提供牵引扭矩至第二轴杆32以驱动后车轮42。发动机不提供任何扭矩至变速器14或第一轴杆30，并且因此处于OFF状态或者FCO状态。变速器14处于中性状态。因此，当控制模块5经由信号140命令EV模式时发动机操作被中止并且变速器14被命令到中性状态。将意识到，当车辆处于预定速度范围内时，车辆可以以EV模式操作。在以EV模式操作期间，能够响应探测到预定条件执行发动机起动事件。在一种实施例中，当需要超过预定速度范围的上限（例如车辆速度阈值）的较高速度时，能够探测到预定条件。因此，当车辆速度超过车辆速度阈值时，在EV模式期间能够实时起动发动机。在另一实施例中，当不考虑车辆速度是否超出车辆速度阈值，输出扭矩请求超出预定输出扭矩请求时，能够探测到预定条件。在又一实施例中，当ESD 20的充电状态（SOC）小于SOC阈值时能够探测到预定条件。因此，当ESD的SOC小于SOC阈值时，能够执行/命令对发动机起动事件的执行。将意识到，这里的实施例涉及在车辆以EV模式运动的任意时刻对发动机起动事件的执行。本公开不限于探测可以表明发动机起动事件的上述预定条件中的一个。在扭矩辅助模式中，发动机12通过变速器14内的固定传动比提供牵引扭矩至前车轮40，并且第一电机18提供辅助牵引扭矩至后车轮42。动力传动系统10能够被进一步构造成在仅通过发动机12提供牵引扭矩的情况下以固定传动比（例如，固定挡状态）操作。这里讨论的实施例涉及减少或消除一旦发动机被起动并且通过变速器内的至少一个旋转离合器的同步和接合实现变速器14内的所需固定传动比则在余隙接触从EV模式期间的传动系的余隙元件的制动侧转变到传动系的余隙元件的驱动侧时所发生的沉闷声。所需固定传动比能够是基于匹配操作者扭矩请求和车辆速度在变速器14内的任何一个固定传动比。如上所述，每个固定传动比对应于固定的发动机转速与轴杆速度之比。

图1-2示出了根据本公开的车辆的另一示例性实施例，该车辆包括混合动力传动系统10'，该系统包括被机械联接到车辆的第一轴杆30'的第一电机18和被机械联接到内燃发动机12′的第二电机16'。图1-2的相同附图标记指代图1-1的相同特征。图1-2的所示实施例基本类似于图1-1中所示的实施例，只不过第一电机18′被机械联接到第一轴杆30′，而不是机械联接到第二轴杆32′。例如，第一电机18′经由传动装置26′被机械联接到车辆的第一轴杆30′。第一电机18′被构造成提供牵引扭矩至被机械联接到车轮42的第一轴杆30′以便驱动车辆。如上所述，第一轴杆30′包括前轴杆和后轴杆中的一个。这里描述的实施例将参考图1-1的混合动力传动系统10；不过，将意识到，这里描述的实施例同样可应用到图1-2的混合动力传动系统10′。

图2示出了根据本公开的在EV模式期间当在传动系的余隙元件80的制动侧上发生余隙接触时图1-1的动力传动系统10。余隙元件80是非限制性的并且仅描述成用于说明目的。余隙元件80能够包括啮合的传动系部件中的任意元件，例如变速器花键、链、最终驱动件、差动器和/或行星齿轮组上的中间齿轮齿。在该说明性实施例中，当余隙元件80在竖直虚线250的右侧并且接触制动元件82时，在余隙元件80的“制动侧”发生余隙接触。为了说明目的以便在余隙元件80和制动元件82之间进行区分，在余隙元件80和制动元件82之间存在小间隙；不过应该意识到余隙元件和制动元件82彼此接触。制动元件82和驱动元件81能够是变速器14的输出轴27和最终驱动部件45中任意一者的元件。相同附图标记指代图1-1的相同元件。动力传动系统10进一步包括被置于发动机12和变速器14之间的发动机阻尼部件50、传动系的最终驱动部件45、传动系的差动器52以及联接到变速器14的输出轴27的传动系的非限制示意性余隙元件80。最终驱动部件45 能够包括链、最终驱动件和/或行星齿轮组上的中间齿轮齿。在所示实施例中，余隙元件80在第一端处被联接到变速器14的输出轴27并且在第二端处被联接到最终驱动部件45。传动系可以总体地包括余隙元件80、最终驱动部件45和差动器52。在图2的EV模式中，第一电机18提供机动扭矩或牵引扭矩至第二轴杆32以推进车辆。因此，驱动力200被提供给后车轮42。同时，前车轮40提供拖拽力202，该拖拽力202拖拽变速器14，导致存在于传动系的余隙元件80的制动侧上的齿轮余隙接触74。在所示的实施例中，变速器14处于中性状态，从而没有在变速器14中接合的旋转离合器。如上所述，齿轮余隙是啮合的传动系部件的相对旋转位置的游隙或松弛，所述部件例如变速器花键、链、最终驱动件、差动器和行星齿轮组上的中间齿轮齿。

图3示出了在从EV模式转变到扭矩辅助模式和固定挡状态中的一者之后当传动系的非限制性余隙元件80的驱动侧上发生余隙接触时根据本公开的图1-1的动力传动系统10。从EV模式的转变需要在车辆处于运动中的同时发动机被实时（on the fly）起动并且基于车辆速度和请求的扭矩来选择所需固定传动比。如上所述，所需固定传动比包括基于监测的输出扭矩请求和监测的车辆速度而定的所需固定的发动机转速与轴杆速度之比。发动机12能够利用第二电机16来起动并且遵循速度攀升曲线来实现同步的输入速度。因此，同步的输入速度必须被实现以便变速器14内的至少一个旋转离合器被同步接合以实现所需固定传动比。发动机扭矩300被提供给变速器14。在该说明性实施例中，该转变响应探测到上述预定条件中的至少一个需要从EV模式向扭矩辅助模式和固定挡状态中的一者转变。一旦实现所需固定传动比，即所述至少一个离合器被接合，则响应于发动机扭矩300，存在于传动系的余隙元件80的制动侧上的齿轮余隙接触74（图2）改变成传动系的余隙元件80的驱动侧上的齿轮余隙接触76。在该说明性实施例中，当余隙元件80在竖直虚线350的左侧并且接触驱动元件81时，在余隙元件80的“驱动侧”上发生余隙接触。为了说明目的以便在余隙元件80和驱动元件81之间进行区分，在余隙元件80和驱动元件81之间存在小间隙；不过应该意识到余隙元件80和驱动元件81彼此接触。如上所述，制动元件82和驱动元件81能够是输出轴27和最终驱动部件45中的任意一者的元件。当在接合所述至少一个旋转离合器时突然发生向余隙元件80的驱动侧上的齿轮余隙接触76的改变时，发生不希望的变速器沉闷声，从而导致车辆驾驶性的降低。因此，希望的是消除当动力传动系统10从EV模式向扭矩辅助模式和固定挡状态中的一者转变时的这种不希望的变速器沉闷声。

图4示出了根据本公开的在动力传动系统的发动机起动事件期间用于控制输入至车辆变速器的发动机输入速度的绘图。动力传动系统能够包括参考图1-1描述的混合动力传动系统10。绘图400分别示出了过冲（overshoot）和收敛的发动机转速攀升曲线（rampingprofile）405、410以用于当执行从EV模式向扭矩辅助模式和固定挡状态中的一者的转变时实时地起动发动机。水平x轴线以秒为单位表示时间并且竖直y轴线以RPM为单位表示发动机转速。在竖直线415处执行发动机起动事件，并且在竖直线425处实现所需固定传动比，例如所述至少一个离合器被接合。如这里所用，术语“所需固定传动比”指的是所需固定的发动机转速与轴杆速度之比。同步发动机输入速度曲线402代表输入到变速器的所需发动机转速以便启动所述变速器的至少一个旋转离合器的同步从而当所述至少一个旋转离合器被接合时实现所需固定传动比。同步发动机输入速度曲线402能够被确定如下：

同步输入速度=输出速度*所需固定传动比[1]

其中输出速度是变速器输出的速度，和

所需固定传动比是基于输出速度和操作者扭矩请求而定的变速器的固定传动比之一。

等式1的“输出速度”项能够被表达成图1-1的第一轴杆30的轴杆速度。收敛的发动机转速攀升曲线410被设置成增加，直到其会聚于同步发动机输入速度曲线402，其中所述至少一个旋转离合器被同步并且随后在竖直线425处接合。当利用收敛的发动机转速攀升曲线410时，将意识到拖拽力（即图2的拖拽力202）正在拖拽变速器从而导致在竖直线425处接合所述至少一个旋转离合器之前齿轮余隙接触存在于余隙元件80的制动侧上。随后，当所述至少一个旋转离合器在竖直线425处接合时，由于发动机扭矩（即图3的发动机扭矩300）引起的在传动系的余隙元件的制动侧上存在的齿轮余隙接触转变成在传动系的余隙元件的驱动侧上存在的齿轮余隙接触，从而导致不希望的变速器沉闷声。

过冲发动机转速攀升曲线405被设置成过冲同步发动机输入速度曲线402，其中所述至少一个旋转离合器被同步，并且随后，在发动机转速大于同步发动机输入速度曲线402（例如，所需发动机转速）之后接合。将意识到所需发动机转速能够利用等式1被表达成当所述至少一个旋转离合器被接合时有效地实现所需固定的发动机转速与输出速度（例如，轴杆速度）之比。在一种实施例中，在发动机转速超过所需发动机转速（例如，同步发动机输入速度曲线402）预定幅值时所述至少一个旋转离合器被接合。在非限制性例子中，预定幅值是50 RPM。将意识到，当利用过冲发动机转速攀升曲线405时当所述至少一个旋转离合器在竖直线425处被接合时，所述至少一个离合器的接合已经抢占了发动机侧并且发动机惯性扭矩将确保余隙接触存在于图2和图3的余隙元件80的驱动侧上。因此，当利用过冲发动机转速攀升曲线时减少或消除了变速器沉闷声。

图5用图表示出了根据本公开的利用动力传动系统（例如参考图1-1描述的混合动力传动系统10）的收敛的发动机转速攀升曲线来描述发动机起动事件的实验性导出数据。参考图4的收敛的发动机转速攀升曲线410来描述收敛的发动机转速攀升曲线。在每个绘图502、504、506和508中的水平x轴线以秒为单位表示时间。竖直虚线501代表发动机起动事件的执行。能够响应探测到至少一个上述预定条件来执行发动机起动事件。发动机在虚线501的左侧处于OFF状态或FCO状态并且变速器处于中性状态。竖直虚线503代表被接合用于实现所需固定传动比的所述至少一个旋转离合器的同步的结束。竖直虚线503能够代表所述至少一个旋转离合器被接合以实现所需固定传动比（例如，所需固定的发动机转速与轴杆速度之比）时的时间点。发动机在竖直虚线503的右侧处于ON状态并且变速器基于输出速度处于所需固定传动比。因此，动力传动系统在竖直虚线503的右侧能够以扭矩辅助模式和固定挡状态中的一者操作。

参考绘图502，竖直y轴线以RPM表示速度。速度曲线520是发动机转速，速度曲线522是输出速度，速度曲线524是第一旋转离合器的速度，速度曲线526是变速器输入速度并且速度曲线528是第二旋转离合器的速度。发动机转速的速度曲线520是收敛的发动机转速攀升曲线。将意识到，一旦发动机起动，则第一和第二旋转离合器中的至少一个将在变速器内被接合以实现固定的发动机转速与轴杆速度（即变速器输出速度）之比，其对应于基于监测的输出扭矩请求和监测的车辆速度而定的变速器的所需固定传动比。能够利用等式1基于输出速度曲线522和所需固定传动比来确定所需发动机转速，即同步发动机输入速度。随着其开始被第一电机（例如图1-1的第一电机16）旋转，速度曲线520（即发动机转速）开始增加。由于变矩器机械地联接在发动机和变速器之间，所以速度曲线526（即变速器输入速度）紧密模仿速度曲线520但并不相同。

参考绘图504，竖直y轴线以牛顿米（Nm）为单位表示扭矩。扭矩曲线540是来自诸如图1-1的第一电机18的电机的扭矩输出。扭矩曲线541是第二旋转离合器的扭矩容量，扭矩曲线542是电机的输出扭矩并且扭矩曲线544是发动机的输出扭矩。扭矩曲线540是正的，这是因为动力传动系统在竖直线501之前以EV模式操作，并且因此，机动扭矩被电机施加到车辆的第二轴杆，例如图1-1的第二轴杆32。在2.0秒处，扭矩曲线542渐增地攀升以表明电机正在施加输出扭矩至发动机以便在发动机起动事件期间旋转并发动发动机。在2.2秒处，扭矩曲线544渐增地攀升以表明在发动机内开始燃烧。在3.3秒处，扭矩曲线544在所述至少一个旋转离合器接合之后再次渐增地攀升以表明发动机操作处于ON状态。因此，参考绘图502，根据在2.0秒处开始的收敛的攀升曲线，发动机的速度曲线520增加。

参考绘图506，竖直y轴线以G为单位表示重力。曲线560代表车辆加速度。如在大约3.3秒处所示，由于在第二旋转离合器接合之后的发动机扭矩攀升以及余隙接触转变到传动系的余隙元件（例如图2和图3的余隙元件80）的驱动侧，区域570内存在变速器沉闷声。

参考绘图508，竖直y轴线以度为单位表示竖直力。曲线580代表变速器余隙（transmission lash）。负值表示在余隙元件（例如图2和图3的余隙元件80）的制动侧上的余隙接触。正值表示在余隙元件的驱动侧上的余隙接触。在大约3.3秒处，由于在第二旋转离合器接合之后发动机扭矩攀升，发生从余隙元件的制动侧上的余隙接触向余隙元件的驱动侧上的余隙接触的转变590。将理解，余隙接触的这种转变590导致绘图506中所示的区域570内的变速器沉闷声。如上所述，变速器沉闷声是不希望的，因为这会影响驾驶性。

图6用图表示出了根据本公开的利用动力传动系统（例如参考图1-1描述的动力传动系统10）的过冲发动机转速攀升曲线来示出描述发动机起动事件的实验性导出数据。参考图4的过冲发动机转速攀升曲线405来描述过冲发动机转速攀升曲线。在每个绘图602、604、606和608中的水平x轴线以秒为单位表示时间。将意识到，绘图602、604、606和608描述了与图5的相应绘图502、504、506和508相同的数据观测。因此，相同的附图标记指代图5的相同元件，除非另有说明。

发动机转速的速度曲线620是过冲发动机转速攀升曲线。如上所述，能够利用等式1基于输出速度曲线622和所需固定传动比来确定所需发动机转速，即同步发动机输入速度。因此，发动机转速的速度曲线620（即过冲发动机转速攀升曲线）被设置成过冲（超过）所需发动机转速。参考在竖直虚线603处的绘图604，如具有最大扭矩容量的第二旋转离合器的扭矩曲线641所示，第二旋转离合器接合。利用过冲发动机转速攀升曲线，在发动机转速的速度曲线620超过所需发动机转速之后接合第二旋转离合器。在一种实施例中，在发动机转速超过所需发动机转速一预定幅值时所述第二旋转离合器被接合。在非限制性例子中，发动机转速超过所需发动机转速50 RPM的预定幅值。

参考绘图608，区域690示出了当第二旋转离合器在竖直虚线603处接合之后发动机扭矩攀升时不存在从余隙元件的制动侧上的余隙接触向余隙元件的驱动侧上的余隙接触的转变，这是因为由于利用了过冲发动机转速攀升曲线在大约1.9秒处在第二旋转离合器接合之前已经发生了在驱动侧上的余隙接触。因此，因为区域690示出了不存在余隙接触的转变，所以消除了在绘图606中所示的区域670内的变速器沉闷声。

图7示出了根据本公开的用于起动变速器的内燃发动机的示例性流程图700，该变速器包括可选离合器装置，该可选离合器装置在被接合时有效地以固定的发动机转速与轴杆速度之比将发动机机械联接到第一轴杆。能够在图1-1所示的控制模块5中实施示例性流程图700。参考图1-1的混合动力传动系统10和图4的示例性过冲发动机转速攀升曲线405来描述流程图700。提供表1作为图7的关键，其中如下列出了数字标示的框和对应功能。

表1

框	框内容
		701	开始。
702	监测输出扭矩请求和车辆速度。
		704	以电动车辆模式操作混合动力传动系统。
706	已经执行了发动机起动事件？
		708	旋转发动机并给其加燃料以使发动机转速被增加到超过所需发动机转速。
710	在发动机转速超过所需发动机转速之后接合所述可选离合器装置。

流程图700开始于框701并且前进到框702，其中监测输出扭矩请求和车辆速度。能够通过监测经由用户界面13通向加速器踏板和制动踏板的操作者输入来确定监测的输出扭矩请求。能够通过监测一个或更多个感测装置和操作者扭矩请求来确定监测的速度。例如，能够通过测量变速器的输出轴的旋转速度来确定车辆速度。在框704，动力传动系统以电动车辆（EV）模式操作。在EV模式，发动机操作终止于发动机处于OFF状态或FCO状态，变速器被命令到中性状态，并且电机（例如，第一电机18）被控制成提供牵引扭矩至第二轴杆。提供牵引扭矩至第二轴杆的电机能够包括被机械联接到第二轴杆的第一电机18。将理解的是，当变速器处于中性状态时，所述可选离合器装置脱离接合，并且发动机不被机械联接到第一轴杆。在示例性实施例中，第一轴杆包括前轴杆并且第二轴杆包括后轴杆。在替代性实施例中，第一轴杆包括后轴杆并且第二轴杆包括前轴杆。

参考判定框706，其确定是否已经执行了发动机起动事件。具体地，判定框706确定在框704的EV模式操作期间是否已经执行了发动机起动事件。因此，当牵引扭矩被电机施加到第二轴杆、变速器处于中性状态并且发动机处于OFF状态或FCO状态时发生发动机起动事件的执行。如果发动机起动事件如“1”所表示的已被执行，则流程图前进到框708。如果发动机起动事件如“0”所表示还没有被执行，则流程图700返回到框704，其中保持动力传动系统以EV模式的操作。在一些实施例中，能够响应探测到动力传动系统的一个或更多个预定条件来执行发动机起动事件。例如，能够响应监测的车辆速度超过车辆速度阈值来执行发动机起动事件。在另一实施例中，能够响应监测的输出扭矩请求超过输出扭矩请求阈值来执行发动机起动事件。在又一实施例中，能够响应ESD的监测SOC下降到低于SOC阈值来执行发动机起动事件。

参考框708，发动机被旋转并被加燃料以便发动机转速被增加到超过所需发动机转速。在一种实施例中，在执行发动机起动事件期间，被联接到发动机曲轴的第二电机（例如，第二电机16）用作起动机来旋转和发动该发动机。在另一实施例中，起动机马达被用于旋转和发动发动机。具体地，根据图4的过冲发动机转速攀升曲线405，发动机转速增加。所需发动机转速被选择成启动可选离合器装置的同步以在该可选离合器装置被接合时有效地实现所需固定传动比。所需固定传动比包括基于监测的输出扭矩请求和监测的车辆速度确定的变速器的相应固定挡状态。因此，所需发动机转速（例如，同步的发动机输入速度）能够利用等式1来表达。类似地，所需固定传动比能够被表达成所需固定的发动机转速与轴杆速度之比。

参考框710，在发动机转速超过所需发动机转速之后接合所述可选离合器装置。在一种实施例中，在发动机转速超过所需发动机转速一预定幅值时所述可选离合器装置被接合。在非限制性实施例中，预定幅值是50 RPM。因此，当可选离合器装置接合之后发动机扭矩攀升时不存在从余隙元件（例如图2和图3的余隙元件80）的制动侧上的余隙接触向余隙元件的驱动侧上的余隙接触的转变，这是因为由于发动机转速超过了所需发动机转速所以在可选离合器接合之前已经发生了在驱动侧上的余隙接触。

已经参考某些优选实施例及其改型描述了本公开。在阅读并理解说明书的情况下可意识到进一步的改型和修改。因此，本公开不旨在被限制于被公开作为构想成实施本公开的最佳模式的具体实施例，而是本公开将包括落入所附权利要求范围内的所有实施例。

Claims (20)

1.一种用于起动混合动力传动系统的内燃发动机的方法，所述混合动力传动系统包括变速器，所述变速器具有可选离合器装置，所述可选离合器装置在被接合时有效地以固定的发动机转速与轴杆速度之比将所述发动机机械联接到第一轴杆，所述方法包括：

执行发动机起动事件，包括：

旋转所述发动机并给所述发动机加燃料以使发动机转速与轴杆速度之比超过所述固定的发动机转速与轴杆速度之比；以及

在所述发动机转速与轴杆速度之比超过所述固定的发动机转速与轴杆速度之比后接合所述可选离合器装置。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述固定的发动机转速与轴杆速度之比对应于基于监测的输出扭矩请求和监测的车辆速度而定的所述变速器的所需固定传动比。

3.根据权利要求1所述的方法，其中当执行所述发动机起动事件时所述变速器处于中性状态并且牵引扭矩被电机提供给第一轴杆和第二轴杆中的一者。

4.根据权利要求3所述的方法，其中当变速器处于中性状态时，所述可选离合器装置脱离接合并且所述发动机不被机械联接到所述第一轴杆。

5.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一轴杆包括前轴杆和后轴杆中的一个并且所述第二轴杆包括所述前轴杆和所述后轴杆中的另一个。

6.根据权利要求1所述的方法，其中在所述发动机转速与轴杆速度之比超过所述固定的发动机转速与轴杆速度之比后接合所述可选离合器装置包括：

在所述发动机转速与轴杆速度之比超过所述固定的发动机转速与轴杆速度之比一预定幅值之后接合所述可选离合器装置。

7.根据权利要求1所述的方法，其中响应监测的车辆速度超过预定车辆速度来执行所述发动机起动事件。

8.根据权利要求1所述的方法，其中响应监测的输出扭矩请求超过预定输出扭矩请求来执行所述发动机起动事件。

9.根据权利要求1所述的方法，其中响应电能存储装置（ESD）的监测充电状态（SOC）下降到低于预定SOC来执行所述发动机起动事件，所述ESD被构造成提供动力至电机以用于生成被提供给所述第一轴杆和第二轴杆中的一者的牵引扭矩。

10.一种用于起动动力传动系统的内燃发动机的方法，所述动力传动系统包括混合动力变速器，所述混合动力变速器具有可选离合器装置，所述可选离合器装置在被接合时有效地以所需固定传动比将所述发动机机械联接到第一轴杆，所述方法包括：

监测输出扭矩请求和车辆速度；

以电动车辆模式操作所述混合动力变速器，包括：

结束发动机操作，

命令所述变速器为中性状态，和

控制电机提供牵引扭矩至第二轴杆；

在所述电动车辆模式中的操作期间响应探测到预定条件来执行发动机起动事件，所述发动机起动事件包括：

旋转所述发动机并给所述发动机加燃料以使发动机转速增加到超过预定发动机转速从而启动所述可选离合器装置的同步并且在所述可选离合器装置被接合时有效地实现所述所需固定传动比；以及

在所述发动机转速超过所述预定发动机转速之后接合所述可选离合器装置。

11.根据权利要求10所述的方法，其中在所述发动机转速超过所述预定发动机转速之后接合所述可选离合器装置包括：

在所述发动机转速超过所述预定发动机转速一预定幅值之后接合所述可选离合器装置。

12.根据权利要求10所述的方法，还包括：

在接合所述可选离合器装置之后，以所述所需固定传动比将牵引扭矩从所述发动机提供到所述第一轴杆。

13.根据权利要求10所述的方法，还包括：

在接合所述可选离合器装置之后，以所述所需固定传动比将牵引扭矩从所述发动机提供到所述第一轴杆并且将辅助牵引扭矩从所述电机提供到所述第二轴杆。

14.根据权利要求10所述的方法，其中当所述监测的车辆速度超过预定车辆速度时探测到所述预定条件。

15.根据权利要求10所述的方法，其中当所述监测的输出扭矩请求超过预定输出扭矩请求时探测到所述预定条件。

16.根据权利要求10所述的方法，其中当电能存储装置（ESD）的监测充电状态（SOC）小于预定SOC时探测到所述预定条件，所述ESD提供动力至所述电机以用于生成被提供给第二轴杆的辅助牵引扭矩。

17.一种设备，所述设备包括：

内燃发动机；

变速器，所述变速器包括可选离合器装置，所述可选离合器装置在被接合时有效地以固定的发动机转速与轴杆速度之比将所述发动机机械联接到第一轴杆；

第一电机，所述第一电机被机械联接到第二轴杆并且被构造成提供牵引扭矩至所述第二轴杆；

电能存储装置（ESD），所述电能存储装置被构造成提供动力至所述第一电机；和

控制模块，所述控制模块：

监控操作者扭矩请求、车辆速度和所述ESD的充电状态（SOC）；

结束发动机操作、命令所述变速器为中性状态以及控制所述电机提供牵引扭矩至所述第二轴杆；和

当所述变速器处于所述中性状态并且牵引扭矩被所述第一电机提供给所述第二轴杆时，响应于探测到预定条件来执行发动机起动事件，所述发动机起动事件包括：

旋转所述发动机并给所述发动机加燃料以使发动机转速与轴杆速度之比超过所述固定的发动机转速与轴杆速度之比；以及

在所述发动机转速与轴杆速度之比超过所述固定的发动机转速与轴杆速度之比一预定幅值之后接合所述可选离合器装置。

18.根据权利要求17所述的设备，还包括：

第二电机，所述第二电机被构造成将来自所述发动机的机械动力转换成电能以便存储在所述ESD中并且响应执行所述发动机起动事件来旋转所述发动机。

19.根据权利要求17所述的设备，其中在如下至少一种情况时探测到所述预定条件：

所述监测的车辆速度超过预定车辆速度阈值；

所述监测的输出扭矩请求超过预定输出扭矩请求；和

所述ESD的监测的SOC小于预定SOC。

20.根据权利要求17所述的设备，其中所述固定的发动机转速与轴杆速度之比对应于基于所述监测的输出扭矩请求和所述监测的车辆速度而定的所述变速器的所需固定传动比。