CN105292105A - 用于管理混合动力电动车辆中的降档的系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于管理混合动力电动车辆中的降档的系统。该系统包括多级变速器，选择性地耦接到多级变速器的内燃发动机，耦接到多级变速器的电动马达，以及电子控制单元。电子控制单元编程为评估扭矩需求，启动内燃发动机，以及通过部分分离第二换档离合器和部分接合第一换档离合器来预分级降档换档顺序。电子控制单元还编程为中断降档换档顺序直到预定的扭矩补充事件发生，并且通过修改通过阀体的液压以利用第二换档离合器将第二齿轮组与输入轴完全分离并利用第一换档离合器将第一齿轮组与输入轴完全接合来随后完成降档换档顺序。

Description

用于管理混合动力电动车辆中的降档的系统

技术领域

本说明书总体涉及用于管理混合动力电动车辆中的降档的系统，并且更具体地涉及用于中断混合动力电动车辆中的变速器的降档的系统。

背景技术

包括内燃发动机和电动马达/发电机的混合动力电动车辆在多种操作模式中操作，多种操作模式包括电动操作模式、燃烧操作模式和燃烧/电动操作模式。通常，当来自混合动力电动车辆的驾驶员的扭矩需求增加时，混合动力电动车辆可以从电动操作模式切换到燃烧/电动操作模式或到燃烧操作模式。此外，来自驾驶员的增加的扭矩需求可以创始变速器的降档，使得内燃发动机和/或电动马达/发电机可以提供所请求的扭矩至混合动力电动车辆的驱动轮。由于驾驶员扭矩需求、车辆运行速度和车辆运行条件，使操作模式之间的转变变得复杂。

因此，用于管理混合动力电动车辆中的降档的系统可以是期望的。

发明内容

在一个实施例中，一种用于管理混合动力电动车辆中的降档的系统包括多级变速器，多级变速器具有输入轴、第一齿轮组、选择性地耦接第一齿轮组和输入轴的第一换档离合器、第二齿轮组、选择性地耦接第二齿轮组和输入轴的第二换档离合器、以及控制施加到第一换档离合器和第二换档离合器的液压以选择性地接合第一换档离合器和第二换档离合器的阀体。该系统还包括选择性地耦接到多级变速器的输入轴的内燃发动机，耦接到多级变速器的输入轴的电动马达，以及电子控制单元。电子控制单元编程为：评估扭矩需求，启动内燃发动机，以及通过修改通过阀体的液压以部分分离第二换档离合器并部分接合第一换档离合器来预分级降档换档顺序。电子控制单元还编程为中断所述降档换档顺序直到预定的扭矩补充事件发生，以及通过修改通过阀体的液压以利用第二换档离合器将第二齿轮组与输入轴完全分离并利用第一换档离合器将第一齿轮组与输入轴接合来完成降档换档顺序。

在另一个实施例中，一种用于管理混合动力电动车辆中的降档的系统包括多级变速器，多级变速器具有输入轴、第一齿轮组、选择性地耦接第一齿轮组和输入轴的第一换档离合器、第二齿轮组、选择性地耦接第二齿轮组和输入轴的第二换档离合器，以及控制施加到第一换档离合器和第二换档离合器的液压以选择性地接合第一换档离合器和第二换档离合器的阀体。该系统还包括选择性地耦接到多级变速器的输入轴的内燃发动机，耦接到多级变速器的输入轴的电动马达，以及电子控制单元。电子控制单元编程为：创始多级变速器的降档换档顺序，通过中断降档换档顺序和保持压力以部分分离第二换档离合器并部分接合第一换档离合器来创始降档换档顺序中的压力延迟，保持压力延迟直到预定的扭矩补充事件发生，以及通过利用第二换档离合器将第二齿轮组与输入轴完全分离并利用第一换档离合器将第一齿轮组与输入轴完全接合来完成降档换档顺序。

根据本发明的一个实施例，其中电子控制单元进一步编程为在内燃发动机产生净正扭矩之后，命令内燃发动机与输入轴的耦接。

根据本发明的一个实施例，其中当内燃发动机产生预定量的扭矩时，预定的扭矩补充事件发生。

根据本发明的一个实施例，其中中断降档换档顺序直到内燃发动机和电动马达产生扭矩以完成降档换档顺序而不降低车辆速度。

根据本发明的一个实施例，其中在从启动内燃发动机开始经过预定时间之后，预定的扭矩补充事件发生。

根据本发明的一个实施例，该系统进一步包含变速器控制器，变速器控制器包含计算机处理器和存储计算机可读指令集的存储器，当计算机处理器执行计算机可读指令集时，变速器控制器控制阀体内的液压。

根据本发明的一个实施例，其中电子控制单元进一步编程为：

评估扭矩需求；

确定电动马达是否具有足够的额外扭矩容量以满足扭矩需求；以及

启动内燃发动机。

根据本发明的一个实施例，其中电子控制单元进一步编程为确定电动马达是否具有足够的额外扭矩容量以完成从第二齿轮组到第一齿轮组的降档换档顺序。

根据本发明的一个实施例，其中确定电动马达是否具有足够的额外扭矩容量以完成降档换档顺序是通过评估车辆速度、电动马达扭矩生产以及电动马达的额外扭矩输出容量来评估的。

考虑以下具体实施方式连同附图将更完全地理解通过在此所描述的实施例提供的这些和附加特征。

附图说明

在附图中所阐明的实施例本质上是说明性和示例性的，并非旨在限制由权利要求所限定的主题。当连同以下附图阅读时，可以理解说明性实施例的以下具体实施方式，在附图中，相同的结构用相同的附图标记表示，并且其中：

图1示意性地描绘了用于具有根据在此所示或所描述的一个或多个的实施例的模块化混合动力技术的混合动力电动车辆的动力传动系统；

图2示意性地描绘了用于根据在此所示或所描述的一个或多个实施例的混合动力电动车辆的多级变速器；

图3示意性地描绘了根据在此所示或所描述的一个或多个实施例的电动马达的假设扭矩输出曲线；

图4示意性地描绘了根据在此所示或所描述的一个或多个实施例的降档换档顺序；

图5示意性地描绘了根据在此所示或所描述的一个或多个实施例的降档换档顺序；以及

图6示意性地描绘了用于根据在此所示或所描述的一个或多个实施例控制降档换档顺序的逻辑。

具体实施方式

现在将详细参照用于管理混合动力电动车辆的降档的系统的实施例。该系统包括具有选择性地接合齿轮组和输入轴的液压操作的离合器的多级变速器，选择性地耦接到多级变速器的输入轴的内燃发动机，以及耦接到多级变速器的输入轴的电动马达。该系统进一步包括与电动马达、内燃发动机的组件、以及多级变速器的阀体电子通信的电子控制单元，其引导多级变速器内的液压流体以实现多个齿轮组之间的换档。当混合动力电动车辆正在电动操作模式中操作且驾驶员需求增加的扭矩时，电子控制单元评估扭矩需求并确定电动马达是否具有足够的额外扭矩输出容量以满足驾驶员的扭矩需求。如果电动马达不能满足扭矩需求，则电子控制单元启动内燃发动机并通过修改阀体中的液压以部分分离第二换档离合器并部分接合第一换档离合器来预分级降档换档顺序。电子控制单元中断降档换档顺序，保持第一和第二换档离合器的部分接合直到预定的扭矩补充事件发生，例如，内燃发动机产生预定的扭矩量或在预定的时间量之后。在预定的扭矩补充事件发生之后，电子控制单元通过修改阀体中的液压以利用第二离合器将第二齿轮组与输入轴完全分离并利用第一离合器将第一齿轮组与输入轴完全接合来完成降档换档顺序。用于管理混合动力电动车辆中的降档的系统的各个实施例将在此进行更详细地描述。

现在参照图1，示出了包含模块化混合动力技术(MHT)的混合动力电动车辆100的动力传动系统110的一个实施例。具有MHT的混合动力电动车辆100包括具有输出轴122的内燃发动机120，输出轴122通过发动机离合器124耦接到电动马达130的输入轴132。在一些实施例中，内燃发动机120也耦接到电动启动马达112，电动启动马达112电耦接到电池136。

混合动力电动车辆100的电动马达130包括输出轴134，输出轴134耦接到电动马达130的转子。电动马达130的输出轴134通过马达离合器138选择性地耦接到多级变速器140的输入轴142。马达离合器138提供电动马达130的输出轴134与多级变速器140的输入轴142的选择性耦接。电动马达130也耦接到电池136。在一些实施例中，电动马达130耦接到的电池136不同于混合动力电动车辆100的附加电气组件耦接到的电池136，使得混合动力电动车辆100可以在多种电压下操作电气组件。

多级变速器140包括可以接合或分离以修改多级变速器140的输入轴142和输出轴144的旋转的相对速率的多个可选择的齿轮组146a，146b，146c，146d，如将在以下更详细地描述。多级变速器140的输出轴144可以与差速器160配合，引导扭矩从多级变速器140通过轮轴162至驱动轮170。在一些实施例中，多级变速器140的组件，输出轴144，差速器160和轮轴162的配合元件可以并入到驱动桥(未示出)中。

混合动力电动车辆100可以在多种操作模式中操作，多种操作模式包括在通过电动马达130提供扭矩至多级变速器140的输入轴142的电动操作模式中操作，在通过内燃发动机120提供扭矩至多级变速器140的输入轴142的燃烧操作模式中操作，或在通过内燃发动机120和电动马达130二者提供扭矩至多级变速器140的输入轴142的混合电动/燃烧操作模式中操作。在一些操作模式中，例如当混合动力电动车辆100在燃烧操作模式中操作时，可以修改电动马达130的操作使得电动马达130从内燃发动机120的输出轴122提取能量并产生引导至电池136用于储存的电能。

内燃发动机120，电动马达130和多级变速器140与电子控制单元180电通信。电子控制单元180包括计算机处理器182和永久存储器184，计算机可读指令集存储在永久存储器中。当计算机处理器182执行计算机可读指令集时，电子控制单元180发送信号至内燃发动机120、电动马达130和多级变速器140并从内燃发动机120、电动马达130和多级变速器140接收信号以控制动力传动系统组件的操作。

在一些实施例中，混合动力电动车辆100还可以包括与电子控制单元180电通信的变速器控制器190。在这些实施例中，变速器控制器190控制多级变速器140的操作。变速器控制器190具有计算机处理器192和永久存储器194。存储在变速器控制器190的永久存储器194中的计算机可读指令集由计算机处理器192执行并控制多级变速器140的组件的操作。

现在参照图2，示意性地描绘了多级变速器140。在本实施例中，多级变速器140包括多个齿轮组146a，146b，146c，146d。在所描绘的实施例中，可以选择齿轮组146a，146b，146c，146d中的每个以指定的齿轮比耦接多级变速器140的输入轴142和输出轴144。在图2所描绘的实施例中，多个齿轮组146a，146b，146c，146d中的每个是与输入轴142和输出轴144持续啮合的行星齿轮组，并且指定齿轮组的选择是基于多个换档离合器148a，148b，148c，148d之一的驱动来修改的，多个换档离合器148a，148b，148c，148d选择性地耦接各自的齿轮组146a，146b，146c，146d与变速箱。多个换档离合器148a，148b，148c，148d可以是在一个方向传递扭矩且在另一方向空转的斜撑超越离合器，使得扭矩可以在多个换档离合器148a，148b，148c，148d和至少部分接合的多于一个换档离合器148a，148b，148c，148d之间传递。

多级变速器140进一步包括从泵接收加压流体并在多级变速器140内引导加压流体的阀体152。在图2所描绘的实施例中，多级变速器140包括合并到阀体152中的多个换档螺线管154a，154b，154c，154d。换档螺线管154a，154b，154c，154d电子耦接到电子控制单元180，并适于从电子控制单元180接收命令。当命令多级变速器140的升档时，例如，从第一齿轮组146a至第二齿轮组146b的换档接合，阀体152通过换档螺线管154a，154b可以重新定向加压流体使得第一换档离合器148a的接合降低，同时第二换档离合器148b的接合增加。换档螺线管154a，154b调节施加到第一和第二换档离合器148a，148b的压力，使得可以实现平稳转变，使第二齿轮组146b与多级变速器140的输入轴142和输出轴144接合。

类似地，当命令多级变速器140的降档换档顺序时，例如，从第二齿轮组146b到第一齿轮组146a的换档接合，阀体152通过换档螺线管154a，154b可以重新定向加压流体使得第二换档离合器148b的接合降低，同时第一换档离合器148a的接合增加。换档螺线管154a，154b调节施加到第一和第二换档离合器148a，148b的压力，使得可以实现平稳转变，使第一齿轮组146a与多级变速器140的输入轴142和输出轴144接合。

虽然在此具体提到了多级变速器140的配置，但是应当理解的是，在此所述的用于管理降档的系统可以并入到具有多种动力传动系统配置的混合动力电动车辆100中。

如通常已知的，多级变速器140允许内燃发动机120和/或电动马达130在预定的速度范围内操作。电子控制单元180可以基于车辆的运行速度、功率输出和内燃发动机120和电动马达130的操作速度，以及来自混合动力电动车辆100的驾驶员的扭矩需求来命令多级变速器140的升档和降档。

通常，电子控制单元180可以命令多级变速器140的操作以尽可能快地完成升档或降档，使得从内燃发动机120和/或电动马达130到驱动轮170的扭矩施加最大化。减少升档或换档的时间可以通过提高混合动力电动车辆100对驾驶员输入的响应性来改善驾驶员感知的驾驶性能。

然而，在一些驾驶条件下，尽可能快地完成升档或降档可以不利地影响感知的驾驶性能。这样的驾驶条件可以存在，例如，在“踩加速器踏板(tip-in)”加速事件过程中，其中驾驶员需求电动马达130产生增加的扭矩同时电动马达130用有限的额外扭矩输出容量和/或速度输出容量操作，使得电动马达130不能产生足够的扭矩和/或速度以满足驾驶员的扭矩需求。此外，电动马达130可以不具有足够的扭矩输出容量和/或速度输出容量以完成降档并在混合动力电动车辆100的期望的操作特性下继续多级变速器140的较低的齿轮组操作。电动马达130的操作范围(operatingenvelope)的示例在图3中进行描绘。在存在有限的额外扭矩容量的电动马达130的操作范围内的点处，额外转速降低电动马达130的输出扭矩。因此，需要补充扭矩来完成多级变速器140的降档。

在这样的驾驶条件下，电子控制单元180可以命令内燃发动机120启动并开始产生扭矩。然而，当电子控制单元180命令内燃发动机120启动时和内燃发动机120产生正的净扭矩以供应至多级变速器140以完成降档换档顺序时之间的滞后时间可以是显著的。这种延迟可能会被驾驶员认为是混合动力电动车辆100的不良驾驶性能。

作为选择，电子控制单元180命令多级变速器140的降档和降档换档顺序的完成之间的时间延迟可以通过引导由电动马达130产生的扭矩远离驱动轮170并朝向多级变速器140来加速。然而，减少来自混合动力电动车辆100的驱动轮170的动扭矩可以降低混合动力电动车辆100的速度。当多级变速器140完成降档换档顺序时和/或当内燃发动机120产生传递至动力传动系统的净正扭矩时，混合动力电动车辆100的减速之后，将是混合动力电动车辆100的加速。

导致混合动力电动车辆100的减速或加速的中断的由电动马达130和内燃发动机120提供的扭矩的缺乏可以称为混合动力电动车辆100的操作范围内的“扭矩洞(torquehole)”。扭矩洞可以被驾驶员认为是混合动力电动车辆100的不良驾驶性能。因此，混合动力电动车辆100的操作范围内这样的“扭矩洞”的最小化可以是期望的。

现在参照图4和5，描绘了根据本发明的混合动力电动车辆100的换档顺序。参照图4，描绘了常规的换档降档顺序，其中电动马达130具有足够的额外扭矩输出容量以支持多级变速器140的立即降档。在本实施例中，在时间t＝-1，混合动力电动车辆100的驾驶员需求增加传递至驱动轮170的扭矩。在时间t＝0，电子控制单元180确定需要多级变速器140的降档。在时间t＝1，创始多级变速器140的预换档。多级变速器140的阀体152减小传递到要解离的换档离合器(这里是第二换挡离合器148b)的压力，使得要解离的换档离合器被加压以保持要解离的齿轮组(这里是第二齿轮组146b)的完全接合。电子控制单元180还命令内燃发动机120启动。发动机离合器124被加压，使得内燃发动机120与多级变速器140的输入轴132至少部分接合。在本实施例中，电动马达130可以传递扭矩到内燃发动机120以辅助内燃发动机120的启动。

在时间t＝2，开始降档换档顺序。命令多级变速器140的阀体152开始逐渐减小传递到要解离的换档离合器148b的压力，直到压力减小到预定的要解离的压力极限。也命令多级变速器140的阀体152冲击引导至要接合的换档离合器的压力。在要解离的换档离合器148b上的压力达到预定要解离的压力极限之后，在时间t＝3，开始比率变化顺序。随着比率变化顺序开始，要接合的换档离合器148a的压力保持在提高的值，使得要接合的齿轮组146a与多级变速器140的输入轴132部分接合。在时间t＝3之后的时间，要解离的换档离合器148b的压力通过阀体152减小。在被指定为同步点的时间t＝3之后的时间，由于要解离的换档离合器148b的压力减小，要接合的换档离合器148a的压力增加。引入到要接合的换档离合器148a的压力迅速增加，同时要解离的换档离合器148b的压力继续被拉低。

在同步点，传递至多级变速器140的输出轴122的扭矩的平衡在要接合的齿轮组146a和要解离的齿轮组之间过渡。在比率变化顺序期间，在要解离的换档离合器148b和要接合的换档离合器148a上保持的压力分别保持要解离的齿轮组146b和要接合的齿轮组146a的部分接合。在同步点之前的时间，施加到要解离的换档离合器148b和要接合的换档离合器148a的压力平衡通过要解离的齿轮组146b和要接合的齿轮组146a引导的扭矩，使得通过多级变速器140引导的大部分扭矩引导通过要解离的齿轮组146b。在同步点，通过要解离的齿轮组146b和要接合的齿轮组146a引导的扭矩大致相等。在同步点之后的时间，通过多级变速器140引导的大部分扭矩引导通过要接合的齿轮组146a。

在同步点之后，多级变速器140的阀体152继续增加要接合的换档离合器148a上的压力并减少要解离的换档离合器148b中的压力。阀体152可以迅速地调节要解离的换档离合器148b中的压力，使得向要接合的齿轮组146a的扭矩传递在换档事件期间平稳地发生。当施加到要接合的换档离合器148a的压力达到多级变速器140的输出轴122的速度由多级变速器的要接合的齿轮组146a来控制的水平，比率变化可以被认为是在时间t＝4完成。在时间t＝4之后，多级变速器140的阀体152继续降低传递到要解离的换档离合器148b的压力并继续增加传递到要接合的离合器的压力。在时间t＝6时，传递到要接合的换档离合器148a的压力是在稳定状态操作期间传递到要接合的换档离合器148a的最大压力的约95％的范围内，并且换档事件可以被认为是已完成。在时间t＝6之后，传递至要解离的换档离合器148b的任何剩余压力继续被拉低。

用于混合动力电动车辆100的降档的另一个换档顺序在图5中进行了描绘。与图4所描绘和上文所描述的降档换档顺序相比，图5所描绘的降档换档顺序包括在换档事件期间的压力控制延迟。这样的降档换档顺序可以在电动马达130不具有足够的额外扭矩输出容量以完成降档换档顺序同时保持混合动力电动车辆100的操作特性的操作范围内的条件下选择性地实施。通过在换档事件中引入压力控制延迟，完成降档换档顺序的时间相比于图4所描绘的不包括压力控制延迟的降档换档顺序将会增加。然而，包括压力控制延迟的换档事件可以为内燃发动机120启动并开始产生用于传递到多级变速器140的净正扭矩提供时间，从而最小化扭矩洞对车辆驾驶性能的任何影响。

详细参照图5，在时间t＝-1，混合动力电动车辆100的驾驶员需求增加传递到驱动轮170的扭矩。在时间t＝0，电子控制单元180确定需要多级变速器140的降档。在时间t＝1，创始多级变速器140的预换档。多级变速器140的阀体152减小传递到要解离的换档离合器(这里是第二换档离合器148b)的压力，使得要解离的换档离合器被加压以保持要解离的齿轮组(这里是第二齿轮组146b)的完全接合。电子控制单元180还命令内燃发动机120启动。发动机离合器124被加压，使得内燃发动机120与多级变速器140的输入轴132至少部分接合。在本实施例中，电动马达130可以传递扭矩至内燃发动机120以辅助启动。

在此预分级换档配置中保持多级变速器140直到内燃发动机120具有启动并开始传递净正扭矩到多级变速器140的时间。比较图5所描绘的换档顺序和图4的常规换档顺序，在预分级换档配置中保持多级变速器140的t＝1和t＝2之间的持续时间比在图5所描绘的换档顺序中的长。然而，在预分级换档配置中保持多级变速器140的持续时间的增加允许动力传动系统最小化驾驶员可以认为是对驾驶性能不利的扭矩洞的影响。

在时间t＝2——在该时间，在多级变速器140中开始降档换档——相比于图4所描绘的常规降档，发生在从时间t＝1延迟的时间。然而，在图5所描绘的换档顺序的时间t＝2，内燃发动机120产生净正扭矩，由此传递扭矩至多级变速器140以完成降档换档顺序。在一些实施例中，内燃发动机120将继续增加至多级变速器140的扭矩的传递，从而降低电动马达130的扭矩输出需求。作为选择，电动马达130可以继续以完全扭矩输出操作以快速完成降档换档顺序并提供扭矩至驱动轮170以满足驾驶员的扭矩需求。

在时间t＝2，命令多级变速器140的阀体152开始逐渐减小传递到要解离的换档离合器148b的压力，直到压力减小到预定的要解离的压力极限。也命令多级变速器140的阀体152冲击被引导至要接合的换档离合器的压力。在要解离的换档离合器148b上的压力达到预定的要解离的压力极限之后，在时间t＝3，开始比率变化顺序。随着比率变化顺序开始，要接合的换档离合器的压力保持在升高的值，使得要接合的齿轮组146a与多级变速器140的输入轴132部分接合。在时间t＝3之后的时间，要解离的换档离合器148b的压力通过阀体152减小。在被指定为同步点的t＝3之后的时间，由于要解离的换档离合器148b的压力降低，要接合的离合器148a的压力增加。引入到要接合的换档离合器148a的压力迅速增加，同时要解离的换档离合器148b的压力继续被拉低。

在同步点，传递到多级变速器140的输出轴122的扭矩的平衡在要接合的齿轮组146a和要解离的齿轮组之间过渡。在比率变化顺序期间，在要解离的换档离合器148b和要接合的换档离合器148a上保持的压力分别保持要解离的齿轮组146b和要接合的齿轮组146a的部分接合。在同步点之前的时间，施加到要解离的换档离合器148b和要接合的换档离合器148a的压力平衡通过要解离的齿轮组146b和要接合的齿轮组146a引导的扭矩，使得通过多级变速器140引导的大部分扭矩引导通过要解离的齿轮组146b。在同步点，通过要解离的齿轮组146b和要接合的齿轮组146a引导的扭矩大致相等。在同步点之后的时间，通过多级变速器140引导的大部分扭矩引导通过要接合的齿轮组146a。

在同步点之后，多级变速器140的阀体152继续增加要接合的换档离合器148a上的压力并减少要解离的换档离合器148b中的压力。阀体152可以迅速调节要解离的换档离合器148b中的压力，使得向要接合的齿轮组146a的扭矩传递在换档事件期间平稳发生。当施加到要接合的换档离合器148a的压力达到多级变速器140的输出轴122的速度由多级变速器的要接合的齿轮组146a来控制的水平，比率变化可以被认为是在时间t＝4完成。在时间t＝4之后，多级变速器140的阀体152继续降低传递到要解离的换档离合器148b的压力并继续增加传递到要接合的离合器的压力。在时间t＝6，传递到要接合的换档离合器148a的压力是在稳态操作期间传递到要接合的换档离合器148a的最大压力的约95％的范围内，并且换档事件可以被认为是已完成。在时间t＝6之后，传递到要解离的换档离合器148b的任何剩余压力继续被拉低。在包含在此所述的压力控制延迟的降档换档顺序中，在电动马达不具有足够的额外扭矩容量以完成降档的情况下，时间t＝2和时间t＝5之间的持续时间相比于常规降档的时间t＝2和时间t＝5之间的持续时间减少。由于在这些操作条件下额外扭矩容量的缺乏，降档换档顺序被保持直到内燃发动机可以产生足够的扭矩来完成降档换档顺序。

如图4和5所描绘的，本申请的压力控制延迟可以为电动马达130不具有足够的额外扭矩输出容量以完成降档换档顺序同时启动并使内燃发动机120联机以产生动扭矩时的操作条件延迟降档换档顺序的完成。然而，通过调节传递到要解离的换档离合器148b和要接合的换档离合器148a的压力预分级降档换档顺序基于内燃发动机120能够提供净正扭矩至多级变速器140使多级变速器140做好准备以快速完成换档顺序。

相比之下，在电动马达130不具有足够的额外扭矩输出容量以完成降档且混合动力电动车辆100不具有包含到电子控制单元180中的压力控制延迟的情况下的操作范围内的位置发生的降档换档顺序可以代替降档换档顺序的延迟开始，启动内燃发动机120并延迟换档顺序，直到内燃发动机120具有提供净正扭矩至多级变速器140的时间。在这些实施例中，评估的开始于驾驶员的增加的扭矩需求且结束于时间t＝6的完成降档换档顺序的时间对于不包括压力控制延迟的混合动力电动车辆相比于包括压力控制延迟的混合动力电动车辆将更长，如在此所描述的。

是否将压力控制延迟实施到降档换档顺序的确定编程到电子控制单元180中，并且可以并入到由电子控制单元180执行以控制动力传动系统操作的计算机可读指令中。描绘并入到当驾驶员需求额外的扭矩时评估的计算机可读指令集中的逻辑的框图在图6中进行了描绘。详细参照图6，在驾驶员踩加速器踏板事件中，当驾驶员需求额外的扭矩同时车辆处于运行时，混合动力电动车辆100的控制逻辑可以创始评估程序。电子控制单元180从加速器踏板位置传感器106确定驾驶员需求额外扭矩。电子控制单元180可以设定驾驶员需求扭矩变量，其反映需要由动力传动系统产生以满足驾驶员的需求的扭矩。驾驶员需求扭矩变量可以基于电动马达130的当前操作扭矩、加速器踏板104的位置变化、和/或当由驾驶员驱动时加速器踏板104的回程速度的各种组合来计算。通过至混合动力电动车辆100以产生额外动力的驾驶员的输入，电子控制单元180可以估计驾驶员的扭矩需求来加速混合动力电动车辆100。

电子控制单元180可以确定驾驶员的扭矩需求超过电动马达130的额外扭矩输出容量。如果电动马达130具有足够的额外扭矩容量以满足所计算的扭矩需求，则电子控制单元180可以命令电动马达130来提供额外扭矩。如果电子控制单元180确定电动马达130不具有足够的额外扭矩输出容量以满足所计算的扭矩需求，则电子控制单元180可以命令内燃发动机120启动。

在一些实施例中，电子控制单元180可以利用决策矩阵编程，决策矩阵是基于对应于混合动力电动车辆100和/或电动马达130的操作范围的操作范围地图。在这些实施例中，是否将压力控制延迟实施到特定的降档换档顺序的决策可以评估电动马达130的操作条件，例如，操作速度和扭矩输出。电子控制单元180还可以通过用踏板传感器106评估加速器踏板104的位置和/或加速器踏板104回程速度来计算驾驶员的扭矩需求变量。驾驶员的扭矩需求变量的计算可以由电子控制单元180来解释以估计驾驶员需要多少额外扭矩输出，以及额外扭矩输出是否有可能是驾驶员的持续需求。然后，电子控制单元180可以评估电动马达130的操作范围以确定电动马达130是否具有足够的额外扭矩输出容量以满足驾驶员的扭矩需求。

电子控制单元180还可以命令多级变速器140来执行降档换档顺序，使得电动马达130和/或内燃发动机120可以在额外扭矩可以用来供应至驱动轮170的操作条件下操作。通常，降档换档顺序的完成需要供应至多级变速器140的涡轮的额外扭矩。多级变速器140中的内部损耗在升档和降档换档顺序期间比在多级变速器140的稳态操作期间更大。因此，来自电动马达130的额外扭矩可以引导至多级变速器140以完成换档顺序。在电动马达130不具有足够的额外扭矩容量的操作条件下，可以以其他方式传递到驱动轮170以加速或保持混合动力电动车辆100的速度的扭矩反而引导至多级变速器140。这种扭矩从驱动轮170至多级变速器140的重新定向导致混合动力电动车辆100操作速度的降低并形成可以被驾驶员认为是不利影响混合动力电动车辆100的驾驶性能的扭矩洞。

如果电子控制单元180确定电动马达130不具有足够的额外扭矩容量以完成多级变速器140的降档换档顺序，则电子控制单元180可以创始根据本发明的压力延迟控制顺序。电子控制单元180可以通过命令阀体152增加传递到对应于要接合的齿轮组146a的要接合的换档离合器148a的压力并降低传递到对应于要解离的齿轮组146b的要解离的换档离合器148b的压力来创始降档换档顺序。电子控制单元180可以保持传递到要接合和要解离的换档离合器148a，148b，148c，148d的压力的平衡，直到从内燃发动机120的启动以来预定的时间已经过去，或直到内燃发动机120产生预定的扭矩量，预定的扭矩量可以由电子控制单元180基于内燃发动机120的操作速度，输送到内燃发动机120的燃料量，进入内燃发动机120的空气流量和/或通过发动机离合器124施加的扭矩的方向和大小的测量值来估计。

在各种实施例中，电子控制单元180可以终止压力延迟控制顺序，从而在各种预定的时间和/或内燃发动机120的各种预定的输出扭矩继续降档换档顺序。在一个实施例中，一旦内燃发动机120产生用于传递至多级变速器140的净正扭矩，电子控制单元180可以终止压力延迟控制顺序。在另一个实施例中，一旦内燃发动机120产生足够的扭矩以消除混合动力电动车辆100的操作范围中的任何扭矩洞，电子控制单元180可以终止压力延迟控制顺序。在另一个实施例中，当内燃发动机120产生足够的扭矩，混合动力电动车辆100的驾驶员最低限度地感知通过继续降档换档顺序引起的扭矩洞时，电子控制单元180可以终止压力延迟控制顺序。

现在应当理解的是，根据本发明用于管理混合动力电动车辆的降档的系统包括电子控制单元，电子控制单元编程为评估驾驶员需求的扭矩，确定是否需要多级变速器的降档，以及确定电动马达是否具有足够的额外扭矩容量以完成降档换档顺序。如果电子控制单元确定电动马达不具有足够的额外扭矩容量以完成降档换档顺序，则电子控制单元创始中断降档换档顺序的压力延迟顺序，为混合动力电动车辆的内燃发动机提供启动和达到操作条件以提供扭矩来补充电动马达的时间。通过用压力延迟顺序预分级和中断降档换档顺序，完成降档换档顺序的总时间可以最小化同时最小化驾驶员对混合动力电动车辆的驾驶性能的不良感知。

应当注意的是，在本文中使用术语“实质上”可以用于表示可以归因于任何定量比较、值、测量值、或其它表示的固有不确定程度。本文中也使用该术语表示定量表示可以从规定参照值改变而不引起正在讨论的主题的基本功能的变化的程度。

虽然在此已经说明和描述了特定的实施例，但是应当理解的是，在不脱离所要求保护的主题的精神和范围的前提下，可以做出各种其它变化和修改。此外，虽然所要求保护的主题的各个方面已经在此进行了描述，但是这些方面不必组合使用。因此，所附权利要求覆盖所有这样的变化和修改旨在在所要求保护的主题的范围之内。

Claims (11)

1.一种用于管理混合动力电动车辆中的降档的系统，包含：

多级变速器，其具有输入轴、第一齿轮组、选择性地耦接所述第一齿轮组和所述输入轴的第一换档离合器、第二齿轮组、选择性地耦接所述第二齿轮组和所述输入轴的第二换档离合器、以及控制施加到所述第一换档离合器和所述第二换档离合器的液压以选择性地接合所述第一换档离合器和所述第二换档离合器的阀体；

内燃发动机，其选择性地耦接到所述多级变速器的所述输入轴；

电动马达，其耦接到所述多级变速器的所述输入轴；以及

电子控制单元，其编程为：

评估扭矩需求；

启动所述内燃发动机；

通过修改通过所述阀体的所述液压以部分分离所述第二换档离合器并部分接合所述第一换档离合器来预分级降档换档顺序；

中断所述降档换档顺序直到预定的扭矩补充事件发生；以及

通过修改通过所述阀体的所述液压以利用所述第二换档离合器将所述第二齿轮组与所述输入轴完全分离并利用所述第一换档离合器将所述第一齿轮组与所述输入轴完全接合来完成所述降档换档顺序。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述电子控制单元基于所述扭矩需求来进一步计算驾驶员需求扭矩变量，并且在所述电动马达和所述内燃发动机产生等于所述驾驶员需求扭矩变量的扭矩量之后，所述电子控制单元开始完成所述降档换档顺序。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述电子控制单元进一步编程为在所述内燃发动机产生净正扭矩之后，命令所述内燃发动机与所述输入轴的耦接。

4.根据权利要求1所述的系统，其中当所述内燃发动机产生预定量的扭矩时，所述预定的扭矩补充事件发生。

5.根据权利要求4所述的系统，其中中断所述降档换档顺序直到所述内燃发动机和所述电动马达产生足够的扭矩以完成所述降档换档顺序而不降低车辆速度。

6.根据权利要求1所述的系统，其中在从启动所述内燃发动机开始经过预定时间之后，所述预定的扭矩补充事件发生。

7.根据权利要求1所述的系统，进一步包含变速器控制器，其具有计算机处理器和存储计算机可读指令集的存储器，当所述计算机处理器执行所述计算机可读指令集时，所述变速器控制器控制所述阀体内的液压。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述扭矩需求是基于加速器踏板的位置来确定的。

9.根据权利要求8所述的系统，其中所述电子控制单元基于所述加速器踏板的回程速度进一步计算所述扭矩需求。

10.根据权利要求1所述的系统，其中所述电子控制单元进一步确定所述电动马达是否具有足够的额外扭矩容量以完成从所述第二齿轮组到所述第一齿轮组的所述降档换档顺序。

11.根据权利要求10所述的系统，其中确定所述电动马达是否具有足够的额外扭矩容量以完成所述降档换档顺序是通过评估车辆速度、电动马达扭矩生产、以及所述电动马达的额外扭矩输出容量来评估的。