CN103807425B - 用于机械摩擦元件的控制和诊断 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于机械摩擦元件的控制和诊断。动力系系统包括内燃机，至少一个电机和操作位传递转矩至传动线路的电力-机械变速器。用于控制动力系系统的方法包括执行仅在第一方向上具有能力的单向离合器装置的接合策略。接合策略包括根据加载步变化曲线对单向离合器装置的能力建模，直到到达单向离合器装置的第一能力极限为止。连续的反作用的负载在第一方向上被应用到单向离合器装置上以保持接合并且防止单向离合器装置的急速甩动。

Description

用于机械摩擦元件的控制和诊断

技术领域

本发明涉及一种用于电力-机械变速器的控制系统，并且更具体地为管理机械二极管的能力。

背景技术

在本部分的陈述仅仅提供与本发明相关的背景信息。因此，这样的陈述并不旨在构成现有技术的认可。

混合动力动力系结构包括转矩再生装置，其包括内燃机和电力机器，其通过变速器装置传递转矩至车辆传动系。示例性的电力机械变速器通过转矩传递离合器的致动在固定齿轮模式和连续可变模式中有选择地操作。当变速器输出构件的转速是来自发动机的输入构件的转速的固定比率时，典型地由于一个或多个转矩传递离合器的致动，固定齿轮模式发生。当基于一个或多个电力机器的工作速度变速器输出构件的转速可变时，连续可变模式发生。电力机器可以经由离合器的致动，或通过直接连接连接至输出轴。离合器致动和停用典型地通过包括由控制模块控制的电力致动液压流动管理阀，压力控制螺线管，和压力监测装置的液压回路起作用。

公知的是使用单向离合器将可转动的驱动构件或输入构件，例如输入座圈或第一连接板，接地（ground）至变速器机架/壳体。应用中，当驱动构件在第一方向上转动时离合器接合。当驱动构件在相反或第二方向时，离合器将驱动构件与接地的释放或分离。一旦释放，驱动构件在第二相反方向上自由地转动。在该模式中，单向离合器自由地过速或“自由飞轮（freewheel）”。驱动构件可以包括连接到发动机的变速器输入构件。由于单向离合器的接合，当驱动构件在第一方向上转动时其接地，并且因此，防止了应用到发动机的反转矩。

公知的是对于液压致动离合器，假定当前滑动诊断直接地独立。因而，作出假设，液压致动离合器在任一方向上具有相同能力。然而，单向离合器，例如机械二极管，仅在一个方向具有能力并且在另一相反方向上自由飞轮。因此，当负载在自由飞轮方向上应用时，不需要对机械二极管应用基于滑差速度的离合器滑动检测。

发明内容

动力系系统包括内燃机，至少一个电机和操作位传递转矩至传动线路的电力-机械变速器。用于控制动力系系统的方法包括执行仅在第一方向上具有能力的单向离合器装置的接合策略。接合策略包括根据加载步变化曲线对单向离合器装置的能力建模，直到到达单向离合器装置的第一能力极限为止。连续的反作用的负载在第一方向上被应用到单向离合器装置上以保持接合并且防止单向离合器装置的急速甩动。

本发明还提供了以下方案：

1.一种用于控制动力系系统的方法，所述动力系系统包括内燃机，至少一个电机和操作为传递转矩至传动系的电力-机械变速器，所述方法包括：

执行仅在第一方向具有能力的单向离合器装置的接合策略，包括：

根据加载步变化曲线对单向离合器装置的能力建模，直到到达单向离合器装置的第一能力极限；以及

在第一方向上应用连续的反作用负载到单向离合器装置上以保持接合并且防止单向离合器装置的急速甩动。

2.根据方案1所述的方法，其中单向离合器装置包括机械二极管，当机械二极管接合时防止机械地连接到发动机的变速器输入构件在第一方向上的转动并且总是允许变速器输入构件在相反的第二方向上的转动；其中防止变速器输入构件在第一方向上的转动禁止应用到发动机上的反转矩。

3.根据方案1所述的方法，其中反作用负载选择为足以维持单向离合器装置的第一能力极限。

4.根据方案1所述的方法，其中响应于发动机OFF命令执行单向离合器装置的接合策略。

5.根据方案1所述的方法，其中对单向离合器装置的能力建模包括：

根据加载步变化曲线在第一方向递增地应用接合负载，直到到达第一能力极限。

6.根据方案1所述的方法，其中对单向离合器装置的能力建模包括：

监控发动机转速；以及

仅当监控的发动机转速等于零时根据加载步变化曲线对单向离合器装置的能力建模。

7.根据方案1所述的方法，其中对单向离合器装置的能力建模包括：

监控单向离合器装置上的相对转速；以及

仅当监控的单向离合器装置上的相对转速等于零时根据加载步变化曲线对单向离合器装置的能力建模。

8.根据方案1所述的方法，还包括：

在单向离合器装置接合之后监控单向离合器装置上的相对转速；

当在第一方向中检测到单向离合器装置上的滑动时，执行故障检测策略，包括：

将第一方向上的单向离合器装置上的滑动与第一方向转速阈值相比较；以及

如果在第一方向上单向离合器装置上的滑动的大小大于第一方向转速阈值，则检测单向离合器装置中的故障。

9.根据方案8所述的方法，还包括：

当在与第一方向相反的第二方向中检测到单向离合器装置上的滑动时，忽略故障检测策略的执行并且从不检测单向离合器装置中的故障。

10.根据方案1所述的方法，还包括：

执行单向离合器装置的分离策略，包括：

从第一能力极限直到到达单向离合器装置的零能力，根据未加载步变化曲线对单向离合器装置的能力建模；以及

当单向离合器装置的建模的能力等于零能力时，命令发动机ON状态。

11.根据方案10所述的方法，其中当需要发动机ON状态时执行单向离合器装置的分离策略。

12.根据方案10所述的方法，其中对单向离合器装置的大小能力建模包括：

根据未加载的步变化曲线在第一方向递减地应用接合负载，直到到达单向离合器装置的零能力。

13.根据方案10所述的方法，还包括：

在获得发动机ON状态之后，在与第一方向相反的第二方向监控单向离合器装置上的滑动；

将第二方向上的单向离合器装置上的滑动与第二方向转速阈值相比较；以及

如果在第二方向上单向离合器装置的滑动的大小小于第二方向转速阈值，则检测单向离合器装置的卡住条件。

14.根据方案1所述的方法，其中第一能力极限对应于接合所需要的单向离合器装置的最小能力的大小。

15.一种用于控制动力系系统的方法，所述动力系系统包括内燃机，至少一个电机和操作为传递转矩至传动系的电力-机械变速器，所述方法包括：

监控在单向离合器装置的输入和输出部件之间的相对转速，所述单向离合器装置仅在第一方向上具有能力；

响应于发动机OFF命令，执行单向离合器装置的接合策略，包括：

仅当输入和输出部件之间的相对转速等于零时，根据加载步变化曲线递增地在第一方向应用接合负载，直到到达单向离合器装置的第一能力极限；

在第一方向上应用连续的反作用负载到单向离合器装置上以保持接合并且防止单向离合器装置的急速甩动；

当需要发动机ON状态时，执行单向离合器装置的分离策略，包括：

从第一能力极限直到到达单向离合器装置的零能力，根据未加载的步变化曲线在第一方向递减地应用接合负载；以及

当单向离合器装置的建模的能力等于零能力时，命令发动机ON状态。

16.根据方案15所述的方法，其中单向离合器装置的输入部件可转动地连接到变速器输入构件并且包括构成为接合连接到变速器的静止壳体上的输出部件的至少一个接合元件，单向离合器装置当接合时防止变速器输入构件在第一方向上转动并且总是允许变速器输入构件在相反的第二方向上的转动。

17.根据方案15所述的方法，还包括：

当在第一方向中检测到输入和输出部件之间的滑动时，执行故障检测策略，包括：

将第一方向上的输入和输出部件之间的滑动与第一方向转速阈值相比较；以及

如果在第一方向上单向离合器装置上的滑动的大小大于第一方向转速阈值，则检测单向离合器装置中的故障。

18.根据方案17所述的方法，还包括：

当在与第一方向相反的第二方向中检测到输入和输出部件之间的滑动时，忽略故障检测策略的执行并且从不检测单向离合器装置中的故障。

19.根据方案15所述的方法，还包括：

在获得发动机ON状态之后，将在与第一方向相反的第二方向上的输入和输出部件之间的滑动与第二方向转速阈值相比较；

如果在第二方向上输入和输出部件之间的滑动的大小小于第二方向转速阈值，则检测单向离合器装置的卡住条件。

20.一种用于控制动力系的设备，所述动力系包括电力-机械变速器，所述电力-机械变速器机械操作地连接到内燃机和适于经由多个液压应用的转矩传递离合器的有选择的应用有选择地传递机械动力至输出构件的至少一个电机，所述设备包括：

机械地连接发动机和变速器的输入构件；

单向离合器装置，其包括机械二极管，当机械二极管接合时防止变速器输入构件在第一方向上的转动并且总是允许变速器输入构件在相反的第二方向上的转动，其中防止输入构件在第一方向上的转动禁止应用到发动机上的反转矩；

控制模块，其执行仅在第一方向具有能力的单向离合器装置的接合策略，包括：

根据加载步变化曲线对单向离合器装置的能力建模，直到到达单向离合器装置的第一能力极限；以及

在第一方向上应用连续的反作用负载到单向离合器装置上以保持接合并且防止单向离合器装置的急速甩动。

附图说明

参照附图，通过示例，现在将描述一个或多个实施例，其中：

图1示出了根据本发明的具有驱动地连接到电力-机械变速器，传动系，和控制器的内燃机的动力系系统；

图2示出了根据本发明的包括图1中所示的动力系系统的的杆图解；

图3示出了根据本发明的用于执行仅在第一方向上具有能力的示例性单向离合器装置的接合策略并且保持接合和防止单向离合器装置的急速甩动的示例性流程图；

图4示出了根据本发明的用于执行仅在第一方向上具有能力的示例性单向离合器装置的分离策略的示例性流程图；以及

图5图解地描述了根据本发明的发动机转速，所需发动机状态，命令的发动机状态，建模的单向离合器装置的转矩能力和建模的液压离合器装置的转矩能力之间关系的第一绘图510，第二绘图520和第三绘图530。

具体实施方式

现在参见附图，其中仅仅是为了示出某些示例性实施例并且不是为了进行限制，图1示出了具有驱动地连接到电力-机械变速器114的内燃机12的动力系110。连接发动机12的输出构件，用于驱动变速器114的输入构件116。

第一电机20和第二电机22包裹在壳体机架/地面24内并且可操作地连接在输入构件116和与传动系700起作用的变速器输出构件126之间。传动系700可以共同地包括链传动，该链传动包括连接到输出构件126的、驱动连接到传递应用转矩至车辆车轮的末级传动上的从动链轮的主动链轮。第一电机20包括接地至变速器壳体24的环形定子30，支承在可转动的转子轮毂134上并且与可转动的转子轮毂134一起转动的环形转子32。高压电池36，功率逆变器38和电子控制器39操作地经由传递导体41与定子30连接以控制第一电机20的功能，作为马达时，其中存储的电力由电池36提供至定子30或当第二电机22作为发电机时电力可以由路途提供，作为发电机时，其中转动的转子32的转矩转换为存储在电池36中的电力或由第二电机使用的电力。

类似地，第二电机22包括接地至变速箱壳体24的环形定子31，支承在可转动的转子轮毂135上的环形转子33。电池36，功率逆变器38和电子控制器39经由传递导体43操作地与定子31连接以控制作为马达和发电机的第二电机22的功能。

变速器114还分别包括第一和第二行星齿轮组40，50。行星齿轮组40具有是太阳齿轮42的第一构件，是转动地支承与太阳齿轮42啮合的多个小齿轮46的托架构件44的第二构件，以及是与小齿轮46啮合的环形齿轮48的第三构件。

行星齿轮组50具有是太阳齿轮52的第一构件，是转动地支承与太阳齿轮52啮合的多个小齿轮56的托架构件54的第二构件，以及是与小齿轮56啮合的环形齿轮58的第三构件。连接转子轮毂135，用于通过中间套筒轴164与太阳齿轮52一起转动。

变速器114包括第一离合器154和第二离合器152。第一离合器154，也被称作接地离合器或制动器，有选择地启动以将环形齿轮58接地至变速器壳体24。输入构件116与轴160间隔开并且不与轴160同心，该轴160连接第一行星齿轮组40的托架构件44和第二行星齿轮组50的托架构件54。轴162经由轮毂构件137和轴向延伸部分139将转子轮毂134与太阳齿轮42连接。第二离合器152嵌套在轴向延伸部分139，轮毂137和轴之间。轮毂构件177与第二离合器152连接。与轴162同心的单独的套筒轴160将托架构件54和轮毂构件168和169连接至托架构件44。套筒轴164将转子轮毂135与太阳齿轮52连接。轴向延伸部分178，轮毂177和为环形轴的轴向延伸部分179将第二离合器152与第一离合器154和环形齿轮58连接。轴向延伸部分178限制行星齿轮组50。将要理解，当第二离合器152停止时，环形齿轮构件58与太阳齿轮构件42分离。

输入构件116可以包括阻尼元件65，单向离合器装置75和位于发动机12与变速器114之间的转矩限制器装置85。在示例性实施例中，单向离合器装置75包括机械二极管，当机械二极管接合时防止输入构件116在一个方向上转动的机械二极管并且允许输入构件116在另一相反方向上自由飞轮。转矩限制器装置85可以包括变矩器。

发动机控制模块（ECM）23操作地连接到发动机12，并且起到在多个离散线路上获取来自传感器的数据并且控制发动机12的致动器的作用。ECM23基于通信至混合控制模块（HCP）5的、监控的发动机转速和负载，监控在该时间点提供至变速器114的实际发动机输入转矩，T_I。电子控制器39监控第一电机20的第一马达转矩和第二电机22的第二马达转矩。可替换地，可以使用两个电子控制器，每个控制器分别监控第一和第二电机20，22中的各自一个。HCP5提供对ECM23和电子控制器39和操作地连接到接收来自车辆操作者的输入的用户界面6的监督控制。HCP5可以进一步分别控制第一和第二离合器154，152的启动和停止。HCP可以进一步控制接合和管理单向离合器装置75的转矩能力。HCP5分别在发动机12和第一和第二电机20，22之间协调转矩命令以响应于操作者至用户界面6的输入建立所需的变速器114的操作。用户界面6可以包括加速器踏板，制动踏板，巡航控制和/或齿轮选择器杆。

控制模块，模块，控制，控制器，控制单元，处理器和类似的术语意思是一个或多个专用集成电路（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器（优选地微处理器）和相关的内存和存储器（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，适当的信号调节和缓冲电路，以及其它部件以提供所描述的功能。软件，固件，程序，指令，例程，代码，算法和类似的术语意思是包括校准和检查表的任意指令组。控制模块具有执行以提供所需功能的一组控制例行程序。例程诸如通过中央处理器执行并且可操作以监控来自感测装置和其它网络控制模块的输入，并且执行控制和诊断例程以控制致动器的操作。例程可以每隔一定间隔执行，例如在运行中的发动机和车辆操作期间每3.125，6.25，12.5，25和100毫秒。可替换地，例程可以响应于时间的发生而执行。

根据本发明，图2示出了用于图1中所示的动力系系统110的杆图解。变速器214构成为分别在内燃机，第一和第二电机200，220，连接到车辆的传动系的输出构件270之间传递转矩。变速器214包括各自的第一和第二行星齿轮组240，250，第一离合器254和接地箱体260。因而，参照图1，第二行星齿轮组250对应于第二行星齿轮组50，第一行星齿轮组240对应于第一行星齿轮组40，第一离合器254对应于第一离合器154以及第二离合器252对应于第二离合器152以及接地箱体260对应于变速器壳体24。

第一行星齿轮组240包括第一元件248，第二元件246和第三元件242。第三元件242连接到第一电机200上并且连接到第二离合器252的一个元件上。第二元件连接到转动轴230上并且第一元件248经由输入构件216连接到发动机212上。在按照图1的示例性实施例中，第一元件248对应于环形齿轮48，第二元件246对应于托架构件46，第三元件242对应于太阳齿轮42，第一电机200对应于第一电机20，转动轴230对应于轴160并且发动机120对应于内燃机12。

类似地，第一行星齿轮组250包括第一元件258，第二元件256和第三元件251。第一元件258连接到第二离合器252的其它元件上并且连接到第一离合器的一个元件上。因此，当第二离合器252启动并且当第二离合器停止时与第一电机200分离时，第一元件258连接到第一电机200上。第二元件256连接到转动轴230和输出构件270。第三元件251连接到第二电机220。第一离合器254的其它元件连接到壳体接地250。因此，第一离合器254是构成为将第二行星齿轮组250的第一元件258接地的接地离合器。关于图1，第一元件258对应于环形齿轮58，第二元件256对应于托架构件56，第三元件251对应于太阳齿轮52，第二电机220对应于第二电机22并且输出构件270对应于输出构件126。将要理解，第一和第二离合器154，152分别是液压控制的。

输入构件216包括阻尼装置285，单向离合器装置275和位于发动机220与变速器214之间的转矩限制器装置265。在参照图1的示例性实施例中，阻尼部件285对应于阻尼部件85，单向离合器装置275对应于单向离合器装置75以及转矩限制器装置285对应于转矩限制器装置85。在示例性实施例中，转矩限制器装置265是变矩器。单向离合器装置275包括机械二极管，该机械二极管当单向离合器装置275接合时防止输入构件216在第一方向290上转动，即输入构件216在第一方向290上接地。防止输入构件在第一方向上转动禁止当发动机在OFF状态时应用到发动机212上的反转矩。当该发动机在OFF状态时，第一电机200可以操作为马达以提供应用用于驱动车辆的转矩至输出构件270。因此，在第一方向290上应用到单向离合器装置275上的负载将单向离合器装置275接合至壳体260，使得输入构件216变为接地。在示例性的实施例中，第一电机200可以在第一方向上提供负载以接合单向离合器装置275而第二电机应用负负载以抵销由在第一方向290上提供负载的第一电机200引起的任意输出转矩。在第一方向290上的转动转矩，负载和速度是负的。

单向离合器装置275的接合通过接合可以包括当负载在第一方向290应用到单向离合器装置275上时，能够自由地接合在相邻构件，即，变速器壳体260中的一个或多个凸轮，凹口，凹部，或类似的特征的滚子，挡圈，摇臂或支撑等的单向离合器装置275的接合元件提供。预想了能够起到单向离合器装置应用的许多离合器设计，并且本发明并不旨在限于在此描述的具体的示例性实施例。

总是允许在相反的第二方向295中的输入构件216的转动。当输入构件216的转动方向，包括转速和转矩/负载在第二方向上时，单向离合器装置275释放并且与壳体260脱离。因而，输入构件216未接地并且总是在第二方向295上自由地转动或自由飞轮。在示例性的实施例中，当发动机应用应用转矩至变速器214时，输入构件216在第二方向上转动。在第二方向上的转动转矩，负载和速度是正的。

液压离合器通过输入和输出部件的第一同步离合器连接表面启动并且然后应用夹持力以锁定离合器，由此在离合器中产生离合器转矩能力，并且然后通过离合器传递反作用转矩。夹持力通过用于填充离合器容积腔并且在活塞上作用力以提供夹持力的液压提供。离合器转矩能力是双向的，具有最小能力和最大能力。因此，应用在正向方向的负载超过最大能力可能导致在离合器的输入和输出部件之间的正向方向上的滑动并且应用在负向方向的负载超过最小能力可能导致在输入和输出部件之间的负向方向的滑动。因此，用于液压致动离合器的滑动检测策略需要监控负向和正向方向两者的滑动。如果任意方向上的滑动超过阈值，可以确定离合器中的故障。

单向离合器装置是非液压的并且仅在一个方向上具有能力（例如，第一方向290）。为简单起见，单向离合器装置具有能力的一个方向是负向。当负载在一个方向应用时，单向离合器装置的接合元件提供接合，并且能力迅速地获得。可以应用反作用负载以保持单向离合器装置的能力。当在一个方向应用的负载的大小超过能力极限时，可以产生在一个方向（例如，负向方向）上的滑动。如果在一个方向上的滑动超过转速阈值，可以确定离合器中的故障。不需要监控在另一方向（例如，第二方向295）上的滑动，因为单向离合器装置被允许在该方向上自由飞轮。实施例被预想为不考虑在自由方向上的离合器中的监控的滑动为零以避免实施用于检测故障的策略。

根据本发明，图3示出了用于执行仅在第一方向上具有能力的示例性单向离合器装置的接合策略并且保持接合和防止单向离合器装置的急速甩动的示例性流程图。将要理解，示例性流程图可以在图1中示出的HCP5内实施。表1提供作为图3的关键，其中数字标号和对应功能阐述如下。

表1

示例性流程图在块301开始并且进行至决定块302，其中确定是否需要发动机OFF状态。发动机OFF状态可以响应于至用户界面6的使用者输入而进行需求。“0”表示发动机OFF状态不需要并且流程图返回到决定块302。“1”表示需要发动机OFF状态并且流程图转到块304，并且同时命令发动机OFF状态。响应于命令的发动机OFF状态，执行图2的仅在第一方向290行具有能力的单向离合器装置275的接合策略。

在块306，监控单向离合器装置275中的相对转速。单向离合器装置275中的相对转速可以基于单向离合器装置275的输入和输出部件之间的差值确定。将要理解，单向离合器装置275设计为同步或没有滑动地工作，当接合负载和反作用转矩在第一方向290上通过离合器传递时在输入和输出部件之间需要实质上为零的相对速度。将要进一步理解，可以使用变速器214内的公知构件的公知转速以基于变速器内存在多少自由度确定未知构件的转速。因此，可以监控单向离合器装置的输入和输出部件的转速。在示例性实施例中，单向离合器装置275中的相对转速可以基于发动机转速确定。

决定块308确定单向离合器装置中的相对转速是否等于零。“0”表示单向离合器装置中的相对转速，即，输入和输出部件之间的相对转速，不等于零，并且流程图返回到块306。“1”表示单向离合器装置中的相对转速等于零，并且流程图转到块309。在一个实施例中，单向离合器装置中的相对转速仅需要在零邻近内，例如在-30RPM与30RPM之间。

在块309，执行接合策略包括根据加载步变化曲线对单向离合器装置的能力建模，直到到达单向离合器装置的第一能力极限为止。对单向离合器装置的能力建模包括根据加载步变化曲线在第一方向递增地应用接合负载，直到到达第一能力极限为止。在示例性的实施例中，第一能力极限对应于接合所需要的单向离合器装置275的最小能力的大小。一旦到达第一能力极限，流程图进行到块310。在第一方向上递增地应用接合负载考虑到单向离合器装置275的接合元件，其可以包括滚子，挡圈，摇臂或支撑等以在初始较小的负载时自由地接合在相邻构件，即，变速器壳体260中的一个或多个凸轮，凹口，凹部，或类似的特征，并且在越来越大的负载的情况下保证接合，直到到达第一能力极限为止。

在块310，连续的反作用的负载在第一方向上被应用到单向离合器装置上以保持接合并且防止单向离合器装置的急速甩动。在示例性实施例中，反作用负载足以维持单向离合器装置的第一能力极限。因而，反作用负载处理在单向离合器装置中的急速甩动。在图1中，反作用的以及在第一方向290中应用的接合负载两者都由第一电机20产生。图2中，第一电机200可以构成为在第一方向290上应用反作用和接合负载至单向离合器装置275，而第二电机220可以构成为驱动车辆。当第一电机200在第一方向290上应用反作用和接合负载至单向离合器装置275时，第二电机220可以构成为通过与第一离合器装置254反作用产生负输出转矩以在连接到车辆的传动系的输出构件270处产生零输出转矩。

决定块312确定是否在第一方向上检测到单向离合器装置中的滑动。如果超过单向离合器装置的第二能力极限，可以导致滑动。第二能力极限对应于考虑到维持单向离合器装置的接合的单向离合器装置的最大能力的大小。对应于最大能力的第二能力限度可以基于单向离合器装置的硬件具体转矩极限而确定。“0”表示在第一方向上未检测到单向离合器装置中的滑动并且流程图返回到块310并且继续在第一方向应用反作用负载。“1”表示检测到在第一方向上的滑动，并且流程图转到决定块314。如果在第一方向上检测到滑动，则执行用于单向离合器装置的故障检测策略。如上所述，单向离合器装置包括总是允许输入构件216在第二方向上的转动的机械二极管，并且因此，第二方向中检测到的任意滑动是可接受的。因此，如果在第二方向上检测到滑动，任意故障检测策略的开始被忽略并且在单向离合器装置中从未检测到故障，即，在第二方向上检测到的任意滑动被当做检测到的零滑动。

决定块314，即，故障检测策略，将在第一方向上的输入和输出部件之间的滑动与第一方向转速阈值相比较。“0”表示在第一方向上单向离合器装置中的滑动的大小不超过第一方向转速阈值，并且流程图返回到块310。“1”表示在第一方向上单向离合器装置中的滑动的大小超过第一方向转速阈值并且进行到块316。

在块316，检测单向离合器装置中的故障。因此，在第一方向上应用反作用负载至单向离合器装置的转矩致动器可以减少应用的负载以防止滑动超过第一方向转速阈值。

根据本发明，图4示出了用于执行仅在第一方向上具有能力的示例性单向离合器装置的分离策略的示例性流程图。将要理解，示例性流程图可以在图1中示出的HCP5内实施。表2提供作为图4的关键，其中数字标号和对应功能阐述如下。

表2

示例性的流程图400在块410开始并且进行到块402。在车辆工作期间流程图可以与图3的流程图同时执行。

在决定块402，确定是否需要发动机ON状态。响应于至用户界面6的使用者输入可以需要发动机ON状态。“0”表示不需要发动机ON状态并且流程图返回到决定块402。“1”表示需要发动机ON状态并且流程图进行到块404。响应于需要的发动机ON状态执行单向离合器装置的分离策略。

在块404，根据未加载步变化曲线，从初始能力极限开始直到到达单向离合器装置的零能力为止，建模单向离合器装置的能力。根据未加载的步变化曲线建模能力包括根据未加载的步变化曲线在第一方向递减地应用接合负载，直到到达单向离合器装置的零能力为止。

在块406，当单向离合器装置的建模能力等于零能力时，命令发动机ON状态。换句话说，发动机ON状态不命令，直到在第二方向应用到单向离合器装置的接合负载完全卸载为止。

在块408，在获得发动机ON状态之后，监控单向离合器装置在第二相反方向上的滑动。在示例性的实施例中，当发动机得到燃料并且旋转时，获得发动机ON状态。监控滑动可以包括监控零滑动。

在决定块410，确定在第二相反方向上单向离合器装置中的滑动是否小于第二方向转速阈值。“0”表示在第二方向上单向离合器装置中的滑动至少为第二方向转速阈值，并且流程图返回到块408。由于单向离合器总是允许输入构件在第二方向上转动，适当地操作单向离合器将总是显示在第二方向上滑动超过第二方向转速阈值。“1”表示在第二方向单向离合器装置中的滑动小于第二方向转速阈值并且流程图转到块412，其中检测单向离合器的卡住条件。因此，“1”表示单向离合器装置不允许如所期望的那样在第二方向上转动。

根据本发明，图5图解了描述了发动机转速，所需发动机状态，命令的发动机状态，建模的单向离合器装置的转矩能力和建模的液压离合器装置的转矩能力之间关系的第一绘图510，第二绘图520和第三绘图530。绘图510，520，530将参照图2的动力系系统210描述。在每个绘图510，520，530中水平x轴表示以秒为单位的时间。虚线垂线501，502，503，504分别表示用于管理单向离合器装置的转矩能力的第一，第二，第三和第四时间。

参照绘图510，示出了命令的发动机状态的第一控制顺序511，所需发动机状态的第二控制顺序512，以及发动机转速曲线515。垂线y轴表示以RPM为单位的发动机转速，其中在水平x轴的发动机转速等于0RPM。对应于值“1”的命令的发动机状态的第一控制顺序511表示发动机命令未发动机ON状态。值"0"表示发动机命令至发动机OFF状态。对应于值“1”的命令的所需发动机状态的第二控制顺序512表示动力系需要发动机ON状态。值"0"表示动力系210需要发动机OFF状态。动力系210的所需发动机状态可以基于至用户界面6的操作者输入确定。

关于绘图520，示出了单向离合器装置的建模的转矩能力曲线525和建模的阈值能力曲线526。垂线y轴表示以Nm为单位的、从0至200Nm的负载，其中在水平x轴负载等于0Nm。在示例性实施例中，单向离合器装置包括在负的第一方向具有能力的图2的单向离合器装置175。虚线水平线521表示对应于接合所需要的单向离合器装置的最小能力的大小的第一能力极限。虚线水平线523表示对应于考虑到保持单向离合器装置的接合的单向离合器装置的最大能力的大小的第二能力极限。在非限制性的示例中，第二极限等于对应200Nm的大小在第一方向应用到单向离合器装置上的200Nm。将要理解，尽管图5所示的示例性实施例示出了虚线水平线521大于虚线水平线523，但虚线水平线523的大小大于虚线水平线521的大小。将要进一步理解，对于在相反的正的第二方向上具有能力的单向离合器，建模的转矩能力曲线525和建模的阈值能力曲线526将相对于水平x轴镜像。

关于绘图530，示出了用于液压离合器装置的建模的最大转矩能力曲线535，建模的最小转矩能力曲线537，以及液压曲线538。垂线y轴表示以Nm为单位的负载，其中水平x轴等于0Nm。仅为了比较的目的示出了绘图530从而描绘了液压离合器装置的双向转矩能力相对于单向离合器装置的单向转矩能力。

在第一时间501，需要发动机OFF状态并且命令了发动机ON状态。响应于发动机OFF命令，当发动机转速曲线515开始减速直到速度在第二时间502为0为止，执行单向离合器装置的接合策略。分别在第一和第二时间501，502之间，单向离合器装置脱离并且不加载。因而，在第一和第二时间501，502之间，建模的转矩能力曲线525和建模的阈值能力曲线526分别为零Nm。

在第二时间502，发动机速度曲线为零并且单向离合器装置的接合发生。将要理解，为了接合单向离合器装置，需要在单向离合器装置的输入和输出部件之间的单向离合器装置中的相对速度，即，相对转动速度。在示例性的实施例中，当发动机转速等于零并且没有负载在负的第一方向应用到单向离合器装置上时，单向离合器装置175中的相对转速等于零。转矩能力曲线525根据加载步变化曲线建模，直到到达对应于单向离合器装置的最小能力的大小的第一能量极限（虚线水平线521）为止，仅当发动机速度曲线515等于零时加载步变化曲线开始。换句话说，根据加载步变化曲线接合负载在第一方向递增地应用，直到到达最小能力的大小为止。将要理解，尽管在绘图520中转矩能力曲线525朝向第一能力极限减小，但在第一方向的接合大小增加。反作用负载连续地在第一方向上应用到单向离合器上以维持接合并且禁止单向离合器装置的急速甩动，直到第三时间503为止。

在第三时间，需要发动机ON状态。响应于所需的发动机ON状态，执行单向离合器装置的分离策略并且转矩能力曲线525从第一能力极限（例如，虚线水平线531）到在第四时间504到达单向离合器装置的零能力为止根据步变化曲线建模。换句话说，在第一方向的接合负载递减地应用，直到在第四时间504到达单向离合器的零能力为止。

在第四时间，命令发动机ON状态。因此，发动机ON状态被延迟直到单向离合器装置未加载/卸载为止。发动机转速曲线515的加速度差生在第二正方向中的加载并且脱离单向离合器装置。如上所述，单向离合器装置总是允许在正的第二方向上转动，并且因此，输入构件不接地并且在正向第二方向上转动。

本发明描述了某些优选实施例和其修改。基于阅读和理解说明书，其它人可以进行进一步修改和改变。因此，本发明并不旨在限制为作为实施本发明的最佳模式的公开的具体实施例，而是本发明将包括落入所附权利要求范围内的全部实施例。

Claims (20)

1.一种用于控制动力系系统的方法，所述动力系系统包括内燃机，至少一个电机和操作为传递转矩至传动系的电力-机械变速器，其特征在于，所述方法包括：

执行仅在第一方向具有能力的单向离合器装置的接合策略，包括：

根据加载步变化曲线对单向离合器装置的能力建模，直到到达单向离合器装置的第一能力极限；以及

在第一方向上应用连续的反作用负载到单向离合器装置上以保持接合并且防止单向离合器装置的急速甩动。

2.根据权利要求1所述的方法，其中单向离合器装置包括机械二极管，当机械二极管接合时防止机械地连接到发动机的变速器输入构件在第一方向上的转动并且总是允许变速器输入构件在相反的第二方向上的转动；其中防止变速器输入构件在第一方向上的转动禁止应用到发动机上的反转矩。

3.根据权利要求1所述的方法，其中反作用负载选择为足以维持单向离合器装置的第一能力极限。

4.根据权利要求1所述的方法，其中响应于发动机OFF命令执行单向离合器装置的接合策略。

5.根据权利要求1所述的方法，其中对单向离合器装置的能力建模包括：

根据加载步变化曲线在第一方向递增地应用接合负载，直到到达第一能力极限。

6.根据权利要求1所述的方法，其中对单向离合器装置的能力建模包括：

监控发动机转速；以及

仅当监控的发动机转速等于零时根据加载步变化曲线对单向离合器装置的能力建模。

7.根据权利要求1所述的方法，其中对单向离合器装置的能力建模包括：

监控单向离合器装置上的相对转速；以及

仅当监控的单向离合器装置上的相对转速等于零时根据加载步变化曲线对单向离合器装置的能力建模。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在单向离合器装置接合之后监控单向离合器装置上的相对转速；

当在第一方向中检测到单向离合器装置上的滑动时，执行故障检测策略，包括：

将第一方向上的单向离合器装置上的滑动与第一方向转速阈值相比较；以及

如果在第一方向上单向离合器装置上的滑动的大小大于第一方向转速阈值，则检测单向离合器装置中的故障。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括：

当在与第一方向相反的第二方向中检测到单向离合器装置上的滑动时，忽略故障检测策略的执行并且从不检测单向离合器装置中的故障。

10.根据权利要求1所述的方法，还包括：

执行单向离合器装置的分离策略，包括：

从第一能力极限直到到达单向离合器装置的零能力，根据未加载步变化曲线对单向离合器装置的能力建模；以及

当单向离合器装置的建模的能力等于零能力时，命令发动机ON状态。

11.根据权利要求10所述的方法，其中当需要发动机ON状态时执行单向离合器装置的分离策略。

12.根据权利要求10所述的方法，其中对单向离合器装置的大小能力建模包括：

根据未加载的步变化曲线在第一方向递减地应用接合负载，直到到达单向离合器装置的零能力。

13.根据权利要求10所述的方法，还包括：

在获得发动机ON状态之后，在与第一方向相反的第二方向监控单向离合器装置上的滑动；

将第二方向上的单向离合器装置上的滑动与第二方向转速阈值相比较；以及

如果在第二方向上单向离合器装置的滑动的大小小于第二方向转速阈值，则检测单向离合器装置的卡住条件。

14.根据权利要求1所述的方法，其中第一能力极限对应于接合所需要的单向离合器装置的最小能力的大小。

15.一种用于控制动力系系统的方法，所述动力系系统包括内燃机，至少一个电机和操作为传递转矩至传动系的电力-机械变速器，其特征在于，所述方法包括：

监控在单向离合器装置的输入和输出部件之间的相对转速，所述单向离合器装置仅在第一方向上具有能力；

响应于发动机OFF命令，执行单向离合器装置的接合策略，包括：

仅当输入和输出部件之间的相对转速等于零时，根据加载步变化曲线递增地在第一方向应用接合负载，直到到达单向离合器装置的第一能力极限；

在第一方向上应用连续的反作用负载到单向离合器装置上以保持接合并且防止单向离合器装置的急速甩动；

当需要发动机ON状态时，执行单向离合器装置的分离策略，包括：

从第一能力极限直到到达单向离合器装置的零能力，根据未加载的步变化曲线在第一方向递减地应用接合负载；以及

当单向离合器装置的建模的能力等于零能力时，命令发动机ON状态。

16.根据权利要求15所述的方法，其中单向离合器装置的输入部件可转动地连接到变速器输入构件并且包括构成为接合连接到变速器的静止壳体上的输出部件的至少一个接合元件，单向离合器装置当接合时防止变速器输入构件在第一方向上转动并且总是允许变速器输入构件在相反的第二方向上的转动。

17.根据权利要求15所述的方法，还包括：

当在第一方向中检测到输入和输出部件之间的滑动时，执行故障检测策略，包括：

将第一方向上的输入和输出部件之间的滑动与第一方向转速阈值相比较；以及

如果在第一方向上单向离合器装置上的滑动的大小大于第一方向转速阈值，则检测单向离合器装置中的故障。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括：

当在与第一方向相反的第二方向中检测到输入和输出部件之间的滑动时，忽略故障检测策略的执行并且从不检测单向离合器装置中的故障。

19.根据权利要求15所述的方法，还包括：

在获得发动机ON状态之后，将在与第一方向相反的第二方向上的输入和输出部件之间的滑动与第二方向转速阈值相比较；

如果在第二方向上输入和输出部件之间的滑动的大小小于第二方向转速阈值，则检测单向离合器装置的卡住条件。

20.一种用于控制动力系的设备，所述动力系包括电力-机械变速器，所述电力-机械变速器机械操作地连接到内燃机和适于经由多个液压应用的转矩传递离合器的有选择的应用有选择地传递机械动力至输出构件的至少一个电机，其特征在于，所述设备包括：

机械地连接发动机和变速器的输入构件；

单向离合器装置，其包括机械二极管，当机械二极管接合时防止变速器输入构件在第一方向上的转动并且总是允许变速器输入构件在相反的第二方向上的转动，其中防止输入构件在第一方向上的转动禁止应用到发动机上的反转矩；

控制模块，其执行仅在第一方向具有能力的单向离合器装置的接合策略，包括：

根据加载步变化曲线对单向离合器装置的能力建模，直到到达单向离合器装置的第一能力极限；以及

在第一方向上应用连续的反作用负载到单向离合器装置上以保持接合并且防止单向离合器装置的急速甩动。