CN105383480A - 用于改进混合动力传动系统操作的方法和系统 - Google Patents

Abstract

示出了用于改进混合动力车辆的变速器档位换挡的系统和方法。该系统和方法使混合动力车为请求的档位换挡执行之后可发生的情况做准备。在一个实例中，如果允许发生降档，那么在降档之后将会发生的马达转速可被确定，并且响应预测马达转速可采取控制动作。

Description

用于改进混合动力传动系统操作的方法和系统

技术领域

本发明涉及用于操作混合动力车辆的动力传动系统的方法和系统。本方法对于包括动力传动系统断开离合器以及包括分级传动比的自动变速器的混合动力车辆是尤其地有用的。

背景技术

混合动力车辆可包括用于将发动机选择性地机械地连接至马达和变速器的动力传动系统断开离合器。当发动机停止时断开离合器可允许马达推进车辆，以减少用于推进混合动力车辆的能量的量。在车辆以较低速度操作以及较低驾驶员需求扭矩等级的情况下，马达可比发动机更有效地操作。因此，所期望的是，在低车速与低驾驶员需求扭矩等级的情况下不运行发动机，以保存烃基燃料。然而，如果驾驶员增加驾驶员需求扭矩，动力传动系统断开离合器可闭合，用来增加来自车辆的动力传动系统的扭矩输出，以满足驾驶员需求扭矩。为了降低动力传动系统劣化的可能性，需要具有较大惯量的动力传动系统断开离合器以允许动力传动系统断开离合器在较宽的动力传动系统操作条件的范围中运行。然而，如果动力传动系统断开离合器具有较大惯量并且安装在混合动力车辆中，那么车辆燃料经济性会降级。因此，期望的是提供包括更小惯量的动力传动系统断开离合器，但是显示降低的动力传动系统劣化的可能性的混合动力车辆。

发明内容

本文的发明人已经认识到以上提到的缺点并且已经开发出了一种动力传动系统方法，包括：在请求的变速器档位降档之后响应估计的马达转速闭合打开的动力传动系统断开离合器。

通过响应请求的变速器档位降档而估计马达的转速，可能提供减少动力传动系统断开劣化的技术效果。具体地，在新档位被接合之后马达立即旋转的转速可为用于判断是否在新档位被实际地接合之前闭合动力传动系统断开离合器的基础。如果在与新档位接合之后的马达转速将大于阈值转速，那么在新档位被接合之前可闭合打开的动力传动系统断开离合器，以降低动力传动系统断开离合器劣化的可能性。例如，如果驾驶员手动地请求比当前档位更低的档位，那么，如果与更低齿轮接合将会使马达转速增加到当动力传动系统断开离合器闭合时可呈现动力传动系统断开离合器劣化的速度，则可闭合打开的动力传动系统断开离合器。在动力传动系统断开离合器闭合之后，更低的档位可被接合。以这种方式，可避免以闭合动力传动系统断开离合器可造成其劣化的速度操作动力传动系统断开离合器。因此，可能通过具有更低惯量的动力传动系统断开离合器来操作动力传动系统。

在另一个实施例中，动力传动系统方法包括：在请求的档位响应变速器降档请求被接合之前时，预测在请求的齿轮被接合之后发生的马达转速；响应预测马达转速超过阈值而阻止降档；以及响应预测马达转速小于阈值而闭合打开的动力传动系统断开离合器。

在另一个实施例中，打开的动力传动系统断开离合器进一步响应在闭合打开的动力传动系统断开离合器之后通过打开的动力传动系统断开离合器被转移的断开离合器功率的估计。

在另一个实施例中，该方法进一步包括响应变速器降档请求以及预测马达转速小于阈值而接合档位。

在另一个实施例中，预测马达转速基于档位。

在另一个实施例中，在请求的变速器档位降档期间以及当打开的动力传动系统断开离合器被闭合时驾驶员不使用油门踏板。

在另一个实施例中，提供了动力传动系统。该动力传动系统包括：发动机；电机；自动变速器；控制器，该控制器包括存储在永久存储器中的可执行指令，该可执行指令用于响应电机的预测转速而降低自动变速器的请求的档位降档或用于响应预测电机转速而允许自动变速器的请求的档位降档。

在另一个实施例中，请求的齿轮降档响应预测电机转速大于阈值转速而下降，以及请求的档位降档响应预测电机转速小于阈值而被允许。

在另一个实施例中，动力传动系统进一步包括动力传动系统断开离合器和额外的指令，该额外的指令用于当动力传动系统断开离合器响应请求的档位降档以及预测电机转速不小于阈值转速而打开时闭合动力传动系统断开离合器。

在另一个实施例中，动力传动系统进一步包括额外的指令，该额外的指令用于响应闭合动力传动系统断开离合器以及使发动机旋转而供应火花和燃料至发动机。

在另一个实施例中，动力传动系统进一步包括额外的指令，该额外的指令用于当预测电机转速低于阈值转速以及当预测电机输出扭矩在预定扭矩范围之内时，响应请求的档位降档而允许新档位的接合。

在另一个实施例中，动力传动系统进一步包括动力传动系统断开离合器和额外的指令，该额外的指令用于以巡航控制模式操作车辆以及响应响应于请求的档位降档的预测电机转速而闭合动力传动系统断开离合器。

本发明可提供几个优势。例如，该方法可降低动力传动系统断开离合器劣化的可能性。进一步地，该方法可通过降低动力传动系统惯量然而仍然允许动力传动系统在较宽范围的操作条件中操作来提高车辆效率。此外，该方法还提供了预期和准备更高驾驶员需求扭矩的可能性的方法。

当单独或结合附图时，以上优势和其他优势，以及本发明的特征将在阅读了下面的具体实施方式之后变得更加显而易见。

应当理解，提供以上内容以便以简化的形式引入一部分概念，这些概念将在详细的说明书中进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征，其范围唯一地由跟随详细的说明书的权利要求限定。此外，所要求保护的主题并不局限于解决在上文或本公开任意部分记载的任何缺点的实施方式。

附图说明

当单独参照详细的说明书或参考附图参照详细的说明书时，通过阅读实施例的实例将会更完整地理解本文所描述的优势，其中；

图1是发动机的示意图；

图2示出了车辆动力传动系统构造的实例；

图3示出了车辆动力传动系统顺序的实例；以及

图4A和图4B示出了用于操作混合动力车辆动力传动系统的方法的实例。

具体实施方式

本发明涉及改进混合动力车辆动力传动系统操作。例如，动力传动系统方法可包括在要求的变速器档位降档之后响应估计的马达转速闭合打开的动力传动系统断开离合器。例如，从打开的动力传动系统断开离合器到完全地闭合的动力传动系统断开离合器的闭合可不仅仅响应于估计的马达转速，而是还响应于要求的变速器档位降档。在第一种情况中，当不存在要求的变速器档位降档时，离合器可不响应于估计的马达转速闭合(例如，保持打开)，但是在第二种情况中，只有当接收到要求的变速器档位降档时离合器才可响应于估计的马达转速而闭合。在另一种情况中，当不存在要求的变速器档位降档时，离合器可响应于除了估计的马达转速之外的其他不同参数而闭合。

转向图1，混合动力车辆可包括如示出的发动机。进一步地，该发动机可被包括在如图2所示的混合动力车辆的动力传动系统中。车辆可如图3中的顺序操作。根据图4A和图4B的方法，动力传动系统断开离合器可响应于要求的档位变化而被控制。

参照图1，内燃发动机10包括多个汽缸，其中的一个汽缸在图1中示出，由电子发动机控制器12控制。发动机10包括燃烧室30和汽缸壁32，其中活塞36安置在汽缸壁32中并且连接至曲轴40。飞轮97和环形齿轮99连接至曲轴40。起动机96(例如，低压(低于30伏特操作)电机)包括小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98可选择性地推进小齿轮95与环形齿轮99接合。起动机96可直接地安装至发动机的前部或发动机的后部。在一些实例中，起动机96可选择性地通过带或链条为曲轴40供应扭矩。在一个是实例中，当不与发动机曲轴接合时，起动机处于基本状态。燃烧室30被示出分别通过进气气门52和排气气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。每个进气气门和排气气门可通过进气凸轮51和排气凸轮53操作。进气凸轮51的位置可由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可由排气凸轮传感器57确定。

燃料喷射器66被示出被定位成将燃料直接地喷射进入汽缸30，这被本领域的技术人员称为直接喷射。可替代地，燃料可被喷射至进气道，这被本领域的技术人员称为进气道喷射。燃料喷射器66与来自控制器12的脉冲宽度成比例地输送液体燃料。燃料通过包括燃料箱、燃料泵、以及燃料轨的燃料系统(未示出)输送至燃料喷射器66。

此外，进气歧管44被示出与涡轮增压器压缩机162连通。轴161将涡轮增压器涡轮机164机械地连接至涡轮增压器压缩机162。可选的电子节气门62调节节气门板64的位置，以控制从进气口42到压缩机162和进气歧管44的空气流量。在一个实例中，可使用高压、双阶段燃料系统以产生更高的燃料压力。在一些实例中，节气门62和节气门板64可安置在进气气门52与进气歧管44之间以使节气门62为进气道节气门。

无分电盘的点火系统88响应于控制器12通过火花塞92为燃烧室30提供点火火花。宽域排气氧(UEGO)传感器126被示出连接至催化转化器70上游的排气歧管48。可替代地，双态排气氧传感器可替代UEGO传感器126。

在一个实例中，转化器70可包括多个催化剂载体。在另一个实例中，能够使用每一个都带有多个催化剂载体的多个排放控制装置。在一个实例中，转化器70可为三效催化器。

控制器12在图1中作为常规的微型计算机被示出，其包括：微型处理器单元(CPU)102、输入/输出端口(I/O)104、只读存储器(ROM)106(例如，永久存储器)、随机存取存储器(RAM)108、保持活跃存储器(KAM)110以及常规的数据总线。控制器12被示出接收来自连接至发动机10的传感器的信号，除之前所讨论的信号之外，还包括：来自连接至冷却套管114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)；连接至油门踏板(acceleratorpedal)130的位置传感器134，用于感测由脚132施加的力；连接至制动踏板150的位置传感器154，用于感测由脚152施加的力；来自连接至进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力(MAP)的测量值；来自霍尔效应传感器118的发动机位置传感器，感测曲轴40的位置；来自传感器120的进入发动机的空气质量的测量值；以及来自传感器58的节气门位置的测量值。大气压可也被感测(传感器未示出)用于由控制器12处理。在本发明的优选的方面，发动机位置传感器118在曲轴的每个循环产生预定数量的等间距脉冲，由此可确定发动机转速(RPM)。

在一些实例中，发动机可连接至如图2中所示的混合动力车辆的电动马达/电池系统。进一步地，在一些实例中，可使用其他的发动机配置，例如柴油发动机。

在操作过程中，发动机10内的每个汽缸通常经历四冲程循环：该循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程以及排气冲程。通常，在进气冲程过程中，排气气门54关闭而进气气门52打开。通过进气歧管44将空气引入燃烧室30，并且活塞36移动至汽缸的底部从而增加燃烧室30内的容积。活塞36靠近汽缸底部且在其冲程结束时(例如当燃烧室30处于其最大容积时)的位置通常被本领域技术人员称为下止点(BDC)。在压缩冲程过程中，进气气门52和排气气门54关闭。活塞36朝向汽缸盖移动，从而压缩燃烧室30内的空气。活塞36在其冲程结束时且位于最靠近汽缸盖的点(例如，当燃烧室30处于其最小容积时)通常被本领域技术人员成为上止点(TDC)。在下文中被称为喷射的过程中，燃料被引入到燃烧室中。在下文中被称为点火的过程中，通过已知的点火装置(诸如火花塞92)对喷射的燃料进行点火，从而导致燃烧。在膨胀冲程过程中，膨胀的气体推动活塞36返回BDC。曲轴40将活塞运动转化成旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程过程中，排气气门54打开以将燃烧后的空气-燃料混合物释放至排气歧管48，并且活塞返回至TDC。应当注意，以上仅仅作为实例示出，并且进气气门和排气气门的打开和/或关闭正时可变化，诸如以提供正或负气门重叠、延迟进气气门关闭或各种其他实例。

图2是包括动力传动系统200的车辆225的框图。图2的动力传动系统包括图1中所示的发动机10。动力传动系统200可由发动机10提供动力。发动机10可通过图1中所示的发动机启动系统启动或经由动力传动系统集成的起动机/发电机(DISG)240启动。DISG240(例如，高压(大于30伏特操作)电机)还可称作电机、马达和/或发电机。进一步地，可通过扭矩致动器204调节发动机10的扭矩，例如燃料喷射器、节气门等等。

可通过双质量体飞轮215将发动机输出扭矩输送至动力传动系统断开离合器236的输入侧。可机械地或液压地致动断开离合器236。断开离合器236的下游侧被示出机械地连接至DISG输入轴237。

可操作DISG240以为动力传动系统200提供扭矩，或者将动力传动系统扭矩转化为存储在电能存储装置275中的电能。DISG240具有比图1中所示的起动机96更高的输出扭矩能力。进一步地，DISG240直接地驱动传动系统200或直接地由传动系统200驱动。没有带、齿轮或链条将DISG240连接至动力传动系统200。然而，DISG240以与传动系统200相同的速率旋转。电能存储装置275(例如，高压电池或电源)可为电池、电容器或电感器。DISG240的下游侧通过轴241机械地连接至扭矩转换器206的叶轮285。DISG240的上游侧机械地连接至断开离合器236。

扭矩转换器206包括输出扭矩至输入轴270的涡轮机286。输入轴270将扭矩转换器206机械地连接至自动变速器208。扭矩转换器206还包括扭矩转换器旁通锁定离合器212(TCC)。当TCC锁定时，扭矩直接地从叶轮285传输至涡轮机286。TCC由控制器12电子地操作。可替换地，TCC可被液压地锁定。在一个实例中，扭矩转换器可称作变速器的部件。

当扭矩转换器锁定离合器212完全地分离时，扭矩转换器206通过在扭矩转换器涡轮机286与扭矩转换器叶轮285之间的流体传输将发动机扭矩传输至自动变速器208，因此使得扭矩能够倍增。相对照地，当扭矩转换器锁定离合器212完全地接合时，发动机输出扭矩通过扭矩转换器离合器直接地传输至变速器208的输入轴(未示出)。可替代地，扭矩转换器锁定离合器212可部分地接合，因此使得直接地输送至变速器的扭矩的量能够被调节。控制器12可构造成响应于不同的发动机操作条件，或基于以驾驶员为基础的发动机操作要求，通过调节扭矩转换器锁定离合器，由扭矩转换器212调节输送扭矩的量。

自动变速器208包括档位离合器(例如，档位1-6)211和前进离合器210。档位离合器211(例如，1-10)和前进离合器210可选择性地接合以推进车辆。来自自动变速器208的扭矩输出可随后被传输至车轮216，以通过输出轴260推进车辆。具体地，自动变速器208可在将输出驱动扭矩传输至车轮216之前响应于车辆行驶条件，在输入轴270处传输输入驱动扭矩。

进一步地，通过接合车轮制动器218可在车轮216上施加摩擦力。在一个实例中，车轮制动器218可响应驾驶员将脚按压在制动踏板(未示出)上而被接合。在其他的实例中，控制器12或连接到控制器12的控制器可应用接合车轮制动器。以相同的方式，可通过响应于驾驶员将脚从制动踏板上的释放而将车轮制动器218分离来减小施加至车轮216的摩擦力。进一步地，作为自动发动机停止步骤的一部分，车辆制动器可通过控制器12在车轮216上施加摩擦力。

控制器12可构造成接收来自发动机10的输入，如图1中更细节地所示，并且相应地控制发动机的扭矩输出和/或扭矩转换器、变速器、DISG、离合器和/或制动器的操作。如一个实例，可通过调节火花正时、燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和/或充气的组合，通过控制节气门打开和/或气门正时、气门升程和用于涡轮增压发动机或机械增压发动机的增压来控制发动机扭矩输出。在柴油发动机的情况中，可通过控制燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和充气的组合来控制发动机扭矩输出。在所有的情况中，可在一个汽缸接一个汽缸的基础上执行发动机控制，以控制发动机扭矩输出。控制器12还可通过调节流至如本领技术中已知的DISG的场和/或电枢绕组的电流或来自DISG的场和/或电枢绕组的电流来控制来自DISG的扭矩输出和电能产出。

当满足怠速停止条件时，控制器12可通过切断至发动机的燃料和火花开始发动机停止。然而，在一些实例中发动机可继续旋转。进一步地，为了保持在变速器中的一定量的扭矩，控制器12可将变速器208的旋转元件固定至变速器的壳体259，从而固定至车辆框架。当满足发动机重新启动条件时，和/或车辆操作者想要启动车辆时，控制器12可通过启动发动机10以及恢复汽缸燃烧来使发动机10恢复工作。

因此，图1和图2的系统提供了一种动力传动系统，包括：发动机；电机；自动变速器；控制器，该控制器包括存储在永久存储器中的可执行指令，该指令用于响应电机的预测转速而降低自动变速器的要求的档位降档或响应电机的预测转速而允许自动变速器的要求的档位降档。动力传动系统包括在此系统中响应电机的预测转速大于阈值转速而降低要求的档位降档，以及在此系统中响应电机的预测转速小于阈值转速而允许要求的档位降档。

在一些实例中，动力传动系统进一步包括动力传动系统断开离合器以及额外的指令，该额外的指令用于在动力传动系统断开离合器打开时响应于要求的档位降档以及电机的预测转速不小于阈值转速，而闭合动力传动系统断开离合器。动力传动系统进一步包括额外的指令，用于响应闭合动力传动系统断开离合器和使发动机旋转而为发动机供应火花和燃料。动力传动系统进一步包括额外的指令，用于当电机的预测转速小于阈值转速时以及当电机的预测输出扭矩在预定扭矩范围之内时，响应要求的档位降档而允许新档位的接合。动力传动系统进一步包括动力传动系统断开离合器和额外的指令，该额外的指令用于响应电机的预测转速、响应要求的档位降档而以巡航控制模式操作车辆以及闭合动力传动系统断开离合器。

现参照图3，示出了根据图4A和图4B的方法的车辆驱动顺序的实例。图3的顺序可由图1和图2的系统执行图4A和图4B的方法提供。

从图3顶端的第一个图是车辆模式与时间的图。车辆模式可为巡航控制模式或驾驶员需求模式。当轨迹接近Y轴箭头时，车辆是巡航控制模式。当轨迹接近X轴箭头时，车辆是驾驶员需求模式。在巡航控制模式中，驾驶员提供期望的车辆速度，并且控制器调节发动机和/或DISG扭矩以将车辆速度维持在期望的车辆速度。可允许车辆速度关于期望的车辆速度改变很小的量(例如，±5KPH)。在驾驶员需求模式中，驾驶员经由油门踏板或相似的装置提供扭矩值。油门踏板位置和车辆速度是确定驾驶员需求扭矩的基础。驾驶员需求扭矩在发动机和DISG之间拆分并且由发动机和DISG提供。X轴表示时间，并且从图3的左侧到图3的右侧时间增加。

从图3顶端的第二个图是变速器档位与时间的图。Y轴代表变速器档位，并且档位数沿Y轴在不同水平被示出。档位数在Y轴箭头的方向增加。实线轨迹302表示选定的档位。虚线轨迹304表示启用的或接合的档位。当只有轨迹302是可见的时，接合的档位与选定的档位是相同的。选定的档位与启用的档位由在沿Y轴的特定档位水平的选定的轨迹和主动轨迹表示。X轴表示时间，并且从图3的左侧到图3的右侧时间增加。

从图3顶端的第三个图是动力传动系统断开离合器状态与时间的图。Y轴表示动力传动系统断开离合器状态。当轨迹在接近Y轴箭头的水平时，动力传动系统断开离合器闭合。当轨迹在接近X轴的水平时，动力传动系统断开离合器打开。X轴表示时间，并且从图3的左侧到图3的右侧时间增加。水平线310表示表示阈值转速。如果预测DISG转速大于阈值310，那么动力传动系统断开离合器在新档位接合之前闭合。

从图3顶端的第四个图是发动机转速与时间的图。Y轴代表发动机转速，并且发动机转速在Y轴箭头的方向上增加。X轴表示时间，并且从图3的左侧到图3的右侧时间增加。

从图3顶端的第五个图是预测DISG转速或马达转速与时间的图。除非新档位被选定，否则预测DISG转速等于实际DISG转速。如果新档位被选定，那么预测DISG转速基于在图4A和图4B的更加细节的说明中所描述的传动比变化和其它参数。一旦换挡完成，预测DISG转速就过渡到实际DISG转速。X轴表示时间，并且从图3的左侧到图3的右侧时间增加。

在时间T0，车辆处于巡航控制模式，并且车辆速度通过图1中所示的控制器12维持在期望的车辆速度。控制器12调节供应至DISG的电流以控制DISG扭矩，并且自从发动机转速为零并且发动机停止旋转之后维持期望的车辆速度。如果车辆开始登高斜坡时，可增大DISG扭矩以维持车辆速度。进一步地，变速器可基于DISG扭矩和车辆速度自动地换挡。变速器处在第十档位并且动力传动系统断开离合器打开以使DISG不必使发动机旋转。在该实例中，车辆在登高斜坡，且DISG转速会降低，因为DISG不具有维持车辆速度的扭矩能力。

在时间T1，当车辆保持在巡航控制模式中时，为了维持车辆速度，要求从第十档位降档到第九档位。响应选定的或要求的新档位(例如，第九档位)，预测DISG转速增加。响应于预测DISG转速小于阈值310，变速器在没有闭合动力传动系统断开离合器的情况下降档并且启动发动机。

在时间T1和时间T2之间，预测DISG转速保持恒定，但是DISG扭矩增加，为了当车辆登高斜坡时将车辆速度维持在期望的车辆速度附近。发动机保持关闭(例如，未燃烧并且零转速)并且动力传动系统断开离合器保持在打开状态。

在时间T2，响应从登高斜坡阶段(未示出)车辆速度的降低，选定的或要求的档位从第九档位过渡到第八档位。预测DISG转速增加到大于阈值310的转速。动力传动系统断开离合器闭合，并且响应降档请求以及预测DISG转速大于阈值310而通过DISG供应火花和燃料以启动发动机。当动力传动系统断开离合器闭合并且发动机已经启动时，变速器保持在第九档位。在一个实例中，变速器保持在当前档位或旧档位，直到发动机转速匹配DISG转速以及动力传动系统断开离合器完全地闭合为止。

在时间T2之后不久，发动机转速加速到DISG转速，动力传动系统断开离合器完全地闭合，并且变速器降档至新档位(例如，第八档位)。发动机和DISG为动力传动系统供应扭矩，以维持期望的车辆速度。

在时间T3，响应驾驶员停用巡航模式(未示出)，车辆离开巡航控制模式进入驾驶员需求模式。变速器保持在第八档位并且发动机继续运行。动力传动系统断开离合器也保持闭合。当驾驶员降低驾驶员需求扭矩(未示出)时，发动机转速和DISG转速降低。

在时间T4，响应减少的驾驶员需求扭矩(未示出)，动力传动系统断开离合器打开并且发动机被停用(例如，停止旋转)。变速器保持在第八档位并且发动机转速朝零转速下降。响应减少的驾驶员需求扭矩(未示出)，预测DISG转速继续降低。

在时间T4和时间T5之间，预测驾驶员需求扭矩继续减小。车辆保持在驾驶员需求模式并且变速器保持在第八档位。发动机转速达到零。

在时间T5，驾驶员手动地选择第七档位。响应降档请求，预测DISG转速增大。进一步地，预测DISG转速保持小于阈值310。因此，动力传动系统断开离合器保持打开以及发动机保持停止并且不旋转。此外，响应于预测DISG转速低于阈值310，变速器换挡至第七齿轮。

在时间T6，驾驶员手动地请求降档至第六档位。响应降档至第六档位的手动的请求，预测DISG转速增大。进一步地，响应降档请求，动力传动系统断开离合器闭合以及火花和燃料被供应以启动发动机，以及预测DISG转速超过阈值310。直到动力传动系统断开离合器闭合并且发动机转速等于DISG转速之后，变速器才换挡至第六档位。因此，降档被延迟直到动力传动系统断开离合器闭合并且启动发动机为止。

以这种方式，响应预测DISG转速超过阈值转速，动力传动系统断开离合器可闭合以及启动发动机。通过闭合动力传动系统断开离合器，可能避免在闭合动力传动系统断开离合器会造成动力传动系统断开离合器劣化的较高转速下操作DISG。进一步地，通过启用发动机以及使发动机加速到DISG转速，动力传动系统做好准备以防驾驶员增大驾驶员需求负载以加速或保持车辆速度。从发动机运行并且升高到DISG转速，动力传动系统可响应驾驶员需求扭矩的增加，而没有闭合动力传动系统断开离合器以及使发动机转速运转升高到DISG转速的延迟。

现参照图4A和图4B，示出了用于操作混合动力车辆动力传动系统的方法。图4A和4B的方法可提供图3中的操作顺序。此外，图4A和图4B的方法可包括在图1和图2的系统中，如可执行的指令存储在永久存储器中。

在402，方法400判断车辆是否处于巡航控制模式。当驾驶员操作开关或显示器，并且存储器的一个比特被设定为“1”的值以表明巡航控制模式被启用时，可判断车辆处于巡航控制模式中。在巡航控制模式中，可调节DISG扭矩和/或发动机扭矩以将车辆速度维持在恒定速度。如果方法400判断出车辆处于巡航控制模式，那么答案为是，并且方法400进入404。否则，答案为否，方法400进入420。当答案为否时车辆处于驾驶员需求模式。在驾驶员需求模式中，驾驶员通过油门踏板或其他装置从动力传动系统请求扭矩，其中扭矩经由DISG、DISG和发动机或发动机提供。

在420，方法400判断是否存在改变变速器档位的手动请求。驾驶员可通过选择器或应用开关手动地请求档位改变。在一些实例中，当请求档位降档(例如，转变至更低档位，诸如从第四档位转到第三档位)时，方法400可以进入422。如果方法400判断出手动换挡被选则，答案为是，方法400进入422。否则，答案为否，方法400进入离开。

在422，方法400判断是否预测新档位转速低于阈值转速。如果请求的档位或新档位接合，那么新档位转速可为DISG将会处在的转速。在一个实例中，预测转速由以下等式确定：

$N_{pred}=({\mathrm{Ratio}}_{cur}-{\mathrm{Ratio}}_{new})\·(N_{DISG}+f(N_{DISG},\frac{d}{dt}{N}_{DISG},T_{\max \_eng},J_{eng}))$

其中，N_pred是在换挡之后的DISG转速，Ratio_cur是当前传动比，Ratio_new是新传动比，N_DISG是DISG转速，T_{max_eng}是最大发动机扭矩，J_eng是发动机惯量，以及其中f是根据经验地确定的N_DISG输入的函数。在一个实例中，阈值转速可为DISG的最大转速或额定转速(ratedspeed)。如果预测DISG转速不小于阈值转速，那么答案为否，方法400进入424。否则，答案为是，方法400进入426。在一些实例中，方法400还可要求驾驶员需求扭矩小于阈值水平或为零，以进入426。

在424，方法400阻止变速器换挡至要求的新档位。在一个实例中，方法400通过不允许工作流体流动到致动要求的档位的离合器来阻止换挡。进一步地，当前接合的档位保持接合。在换挡被阻止之后方法400进入离开。

在426，方法400判断是否预期的新档位转速或DISG转速小于阈值动力传动系统断开离合器转速。在一个实例中，阈值动力传动系统断开离合器转速为额定DISG转速或不能被超过的最大容许DISG转速。如果方法400判断出预测DISG转速小于阈值转速，那么答案为是，方法400进入428。否则，答案为否，方法400进入430。

可替代地，或此外，在一些实例中，方法400判断是否预测的动力传动系统断开离合器功率低于阈值水平。如果预测的动力传动系统断开离合器功率低于阈值水平，那么答案为是，方法400进入428。预测的动力传动系统断开离合器功率由预测的DISG转速与预测的动力传动系统断开离合器扭矩的乘积确定。预测的动力传动系统断开离合器扭矩可通过以下的等式确定：

$I_{impeller}\·{\stackrel{\·}{N}}_{impeller}=T_{clutch}+T_{elec\_mach}-T_{conv}$

其中：

$T_{conv}=\frac{N_{impeller}^2}{{\mathrm{cpc}}^2\left(\frac{N_{turbine}}{N_{impeller}}\right)}+T_{conv\_clutch}$

解出动力传动系统断开离合器扭矩：

其中，I_impeller是扭矩转换器叶轮惯量，N_impeller是扭矩转换器叶轮转速，T_clutch是动力传动系统断开离合器的扭矩，T_{elec_machine}是DISG扭矩，T_conv是扭矩转换器叶轮扭矩，cpc是扭矩转换器容量系数，N_turbine是扭矩转换器涡轮机转速，以及T_{conv_clutch}是扭矩转换器离合器扭矩。

在428，方法400判断是否新档位输出扭矩在驾驶员期望扭矩范围内。驾驶员期望扭矩可基于是DISG转速的函数的DISG扭矩曲线。在一个实例中，如果DISG预测转速小于DISG从提供恒定最大扭矩过渡到提供恒定最大功率的转速，那么新档位输出扭矩在期望的范围内。因此，如果预测DISG转速小于阈值转速，那么新档位输出扭矩在期望的范围内。如果方法400判断出新档位输出扭矩在驾驶员期望扭矩范围内，答案为是，方法400进入432。否则，答案为否，方法400进入430。

在432，无论动力传动系统断开离合器被接合还是分离，方法400都允许变速器换挡至要求的档位或新档位。如果动力传动系统断开离合器未被接合，那么它保持未接合状态。变速器可通过允许工作流体流动至应用新档位的离合器而降档至要求的档位或新档位。在应用新档位后，方法400进入离开。

在430，方法400判断是否动力传动系统断开离合器闭合。在一个实例中，如果在存储器中的一变量的值为“1”，那么方法400可判断出动力传动系统断开离合器闭合。如果该变量值为“1”，那么方法400可判断出动力传动系统断开离合器打开。在其他实例中，如果施加至动力传动系统断开离合器的工作流体压力大于阈值压力，那么方法400可判断出动力传动系统断开离合器闭合。如果方法400判断出动力传动系统断开离合器被接合或闭合，那么答案为是，方法400进入432。否则，答案为否，方法400进入434。

在434，方法400闭合动力传动系统断开离合器，启动发动机，以及使发动机加速到DISG转速。动力传动系统断开离合器可最初部分地闭合，打开，并且然后当发动机转速达到DISG转速时完全地闭合。可替换地，当火花和燃料输送至发动机时，动力传动系统断开离合器可闭合以使发动机加速到DISG转速。在动力传动系统断开离合器闭合之后，方法400返回430。

在404，方法400判断是否存在将变速器档位改变为新档位的请求。新档位可通过控制器试图保持恒定车辆速度被请求。在一些实例中，当档位降档(例如，换挡至更低档位，诸如从第四档位换挡至第三档位)被请求时，方法400可进入406。如果方法400判断出存在新档位的请求，那么答案为是，方法400进入406。否则，答案为否，方法400进入离开。

在406，方法400判断是否预测的新档位转速低于阈值转速。新档位转速可为如果要求的档位或新档位在此接合时DISG将会处在的转速。方法400如在422处所描述的预测新DISG转速。如果预测的DISG转速不小于阈值转速，那么答案为否，方法400进入408。否则，答案为是，方法400进入410。在一些实例中，方法400还可要求驾驶员需求扭矩小于阈值水平或为零，以进入410。

在408，方法400阻止变速器换挡至要求的新档位。在一个实例中，方法400可通过不允许工作流体流动至致动要求的档位的离合器来阻止换挡。进一步地，当前接合的档位保持接合。在换挡被阻止之后，方法400进入离开。

在410，方法400判断是否预测的新档位转速或DISG转速小于阈值动力传动系统断开离合器转速。在一个实例中，阈值动力传动系统断开离合器转速为额定DISG转速或不能被超过的最大容许DISG转速。如果方法400判断出预测的DISG转速小于阈值转速，那么答案为是，方法400进入411。否则，答案为否，方法400进入414。

可替代地，或此外，在一些实例中，方法400判断是否预测的动力传动系统断开离合器功率低于阈值水平。预测的动力传动系统断开离合器功率如在426所述的被确定。如果预测的动力传动系统断开离合器功率小于阈值水平，那么答案为是，方法400进入411。

在411，方法400判断是否新档位输出扭矩在驾驶员期望扭矩范围内。驾驶员期望扭矩可基于是DISG转速的函数的DISG扭矩曲线。在一个实例中，如果DISG预测转速小于DISG从提供恒定最大扭矩过渡到提供恒定最大功率的转速，那么新档位输出扭矩在期望的范围内。因此，如果预测DISG转速小于阈值转速，那么新档位输出扭矩在期望的范围内。如果方法400判断出新档位输出扭矩在驾驶员期望扭矩范围内，答案为是，方法400进入412。否则，答案为否，方法400进入414。

在412，无论动力传动系统断开离合器被接合还是分离，方法400都允许变速器换挡至要求的档位或新档位。如果动力传动系统断开离合器未被接合，那么它保持未接合状态。如果动力传动系统断开离合器被接合，那么它保持被接合。变速器可通过允许工作流体流动至应用新档位的离合器而降档至要求的档位或新档位。在应用新档位后，方法400进入离开。

在414，方法400判断是否动力传动系统断开离合器闭合。在一个实例中，如果在存储器中的一变量的值为“1”，那么方法400可判断出动力传动系统断开离合器闭合。如果该变量的值为“1”，那么方法400可判断出动力传动系统断开离合器打开。在其他实例中，如果施加至动力传动系统断开离合器的工作流体压力大于阈值压力，那么方法400可判断出动力传动系统断开离合器闭合。如果方法400判断出动力传动系统断开离合器被接合或闭合，那么答案为是，方法400进入412。否则，答案为否，方法400进入416。

在416，方法400闭合动力传动系统断开离合器，启动发动机，以及使发动机加速到DISG转速。动力传动系统断开离合器可最初部分地闭合，打开，并且然后当发动机转速达到DISG转速时完全地闭合。可替换地，当火花和燃料输送至发动机时，动力传动系统断开离合器可闭合以使发动机加速到DISG转速。在动力传动系统断开离合器闭合之后，方法400进入414。

以这种方式，打开的动力传动系统断开离合器可选择性的闭合，以使动力传动系统断开离合器在可减少劣化的转速和负载的范围中操作。进一步地，动力传动系统断开离合器可在随后的更高驾驶员需求扭矩的预期中闭合。因此，如果驾驶员需求扭矩随后增大，动力传动系统可提供增大的扭矩。另一方面，如果在预期到更高的需求扭矩时，动力传动系统断开离合器未闭合，那么动力传动系统断开离合器在其能够被劣化的情况期间可能被闭合。

因此，图4A和图4B的方法提供了一种动力传动系统的方法，包括：响应在请求的变速器档位降档之后的估计的马达转速而闭合动力传动系统断开离合器，马达转速估计在请求的档位降档之前发生。该方法包括在请求的变速器档位降档期间驾驶员不使用油门踏板。该方法包括请求的变速器档位降档是手动地请求降档。该方法包括请求的变速器档位降档是在车辆巡航控制模式中请求的降档。

在一些实例中，该方法包括请求的变速器档位降档是换挡至更低档位的请求，并且其中，在更低的档位被接合之前打开的动力传动系统断开离合器闭合。该方法进一步包括响应闭合动力传动系统断开离合器而供应火花和燃料至发动机。该方法进一步包括响应估计的马达转速超过阈值转速以及未闭合动力传动系统断开离合器而阻止降档。

图4A和图4B的方法还提供了一种动力传动系统方法，包括：在请求的档位响应变速器降档请求被接合之前时，预测在所述请求的档位被接合之后发生的马达转速；响应预测马达转速超过阈值而阻止降档；以及响应预测马达转速小于阈值而闭合打开的动力传动系统断开离合器。该方法包括打开的动力传动系统断开离合器进一步响应预测马达转速低于动力传动系统断开离合器阈值转速而闭合。该方法包括动力传动系统断开离合器阈值转速是动力传动系统断开离合器额定转速(例如，最大容许值)。

在一些实例中，该方法包括进一步响应于在打开的动力传动系统断开离合器闭合之后通过动力传动系统断开离合器被转移的估计的断开离合器功率，将打开的动力传动系统断开离合器闭合。该方法进一步包括响应变速器降档请求以及预测马达转速小于阈值转速而使档位接合。该方法包括预测的马达转速基于档位。该方法还包括在请求的变速器档位降档期间以及当打开的动力传动系统断开离合器正在闭合时，驾驶员不使用油门踏板。

本领域的技术人员应当理解，图4A和图4B中所描述的方法可代表任意数量的处理策略(诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等)中的一个或多个。这样，可以并行的方式或在一些情况下以省略的方式通过所示顺序来执行所示的各种步骤或功能。类似地，处理的顺序并非必要地需要以实现本文中描述的示例性实施例的特征和优点，而是出于易于示出和说明的目的提供。尽管未明确地示出，本领域的技术人员将会认识到，取决于所使用的特定策略，可重复执行所示动作或功能中的一个或多个。此外，所描述的动作、操作、方法和/或功能可生动地表示编程到发动机控制系统中的计算机可读存储器媒介中的代码。

在此总结本发明。本领域的技术人员通过阅读将会想到许多在不违背本发明的本精神和范围的情况下的替代和修改。例如，以天然气、汽油、柴油或可替代燃料操作的I3、I4、I5、V6、V8、V10和V12发动机配置能够在本发明中使用以获得优势。

Claims (10)

1.一种动力传动系统方法，包括：

在请求的变速器档位降档之后响应估计的马达转速闭合打开的动力传动系统断开离合器。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述请求的变速器档位降档期间驾驶员未使用油门踏板。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述请求的变速器档位降档是手动地请求的降档。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述请求的变速器档位降档是在车辆巡航控制模式中所请求的降档。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述请求的变速器档位降档是换挡至较低档位的请求，并且其中在所述较低档位被接合之前所述打开的动力传动系统断开离合器闭合。

6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括响应闭合所述打开的动力传动系统断开离合器供应火花和燃料至发动机。

7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括响应所述估计的马达转速超过阈值转速以及未闭合所述动力传动系统断开离合器而阻止降档。

8.一种动力传动系统方法，包括：

在请求的档位响应变速器降档请求被接合之前时，预测在所述请求的档位被接合之后发生的马达转速；

响应预测的马达转速超过阈值而阻止降档；以及

响应所述预测的马达转速小于所述阈值而闭合打开的动力传动系统断开离合器。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述打开的动力传动系统断开离合器进一步地响应所述预测的马达转速小于动力传动系统断开离合器阈值转速而闭合。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述动力传动系统断开离合器阈值转速是动力传动系统断开离合器额定转速。