CN109664872A

CN109664872A - 用于操作传动系分离离合器的方法和系统

Info

Publication number: CN109664872A
Application number: CN201811196791.4A
Authority: CN
Inventors: 拉吉特·约里; 法扎尔·阿拉曼·赛义德; 贾斯廷·旁汉斯; 李闵堀
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-10-16
Filing date: 2018-10-15
Publication date: 2019-04-23
Also published as: US10704618B2; DE102018125536A1; US20190113087A1

Abstract

描述了用于操作混合动力传动系的系统和方法，所述混合动力传动系包括发动机、马达/发电机和传动系分离离合器。所述系统和方法可以在提供预期的车辆操作和性能的同时提高车辆效率。在一个示例中，调节传动管线压力以使传动系分离离合器扭矩容量与驾驶员需求扭矩匹配。

Description

用于操作传动系分离离合器的方法和系统

技术领域

本说明书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。所述方法和系统对于包括传动系分离离合器的混合动力车辆尤其有用。

背景技术和发明内容

混合动力车辆的传动系可以包括传动系分离离合器。传动系分离离合器可以位于发动机与一体式起动机/发电机之间的传动系中。当驾驶员需求扭矩请求水平较高或者当正在对电能存储装置充电时，可以闭合传动系分离离合器。当驾驶员需求扭矩请求水平较低并且当一体式起动机/发电机单独推进混合动力车辆时，可以断开传动系分离离合器。传动系分离离合器可以液压地应用和释放，并且传动泵可以供应压力以应用传动系分离离合器。然而，操作传动泵以将传动系分离离合器维持在闭合状态可以增加用于操作传动系的能量。因此，可能期望开发一种操作方式，以可以提高传动系效率的方式来操作传动系分离离合器。

本文的发明人已经认识到上面提及的问题并且已经开发了一种传动系操作方法，所述方法包括：将驾驶员需求扭矩接收到控制器；以及响应于所述驾驶员需求扭矩和补偿扭矩，通过所述控制器调节传动系分离离合器的扭矩容量。

通过响应于驾驶员需求扭矩调节传动系分离离合器的扭矩容量，可能可以在提供预期的传动系分离离合器操作的同时提高传动系效率。特别地，可以调节传动管线压力(例如，传动泵的液压输出，其可以通过压力调节器或通过调节传动泵效率而被调节)以提供作为驾驶员需求扭矩和扭矩补偿的函数的传动系分离离合器扭矩容量。在一个示例中，分离离合器扭矩容量是所请求的发动机扭矩和实际发动机扭矩中的较大者加上补偿扭矩，并且所请求的发动机扭矩是驾驶员需求扭矩减去能量管理扭矩。以这种方式，可以控制传动管线压力以闭合传动系分离离合器并且维持传动系分离离合器闭合而不打滑，同时不必以最大值的传动管线压力来进行操作。换句话说，可以调节传动管线压力以保持传动系分离离合器闭合，从而几乎不需要额外的力来保持传动系分离离合器闭合。

本说明书可以提供若干优点。具体地，该方案可以提供增加的传动系效率。另外，该方案可以延长传动系部件的寿命周期的持续时间。另外，该方案在静态和动态驾驶员需求扭矩条件期间保持传动系分离离合器闭合。

当单独或结合附图理解时，从下面的“具体实施方式”中，本说明书的上述优点和其他优点以及特征将变得显而易见。

应当理解，提供上述发明内容部分是为了以简化的形式来介绍一系列概念，这些概念将在具体实施方式部分中进一步描述。这并不意味着明确所要求保护的主题的关键或基本特征，其范围由具体实施方式之后的权利要求书唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上述或本公开的任何部分中提到的任何缺点的实现方式。

附图说明

当单独或参考附图理解时，通过阅读本文中称为具体实施方式的实施例的示例，将更全面地理解本文描述的优点，在附图中：

图1是发动机的示意图；

图2是混合动力车辆动力传动系统的示意图；

图3是示出示例性预测传动系操作序列的曲线图；

图4示出了用于操作图1和图2中示出的系统的示例性方法的流程图。

具体实施方式

本说明书涉及在提供预期功能的同时提高混合动力车辆的传动系效率。可以调节传动装置液压管线压力以保持传动系分离离合器闭合，同时使传动系分离离合器的扭矩容量与发动机输出扭矩相匹配。在一个示例中，发动机可以是图1中所示出的类型。发动机和一体式起动机/发电机可以并入传动系中，如图2中所示。传动系可以如图3中所示以及根据图4的方法进行操作，以提供期望的传动系分离离合器操作，同时提高传动系效率。

参照图1，包括多个汽缸的内燃发动机10由电子发动机控制器12控制，其中一个汽缸在图1中示出。发动机10由汽缸盖35和缸体33组成，其包括燃烧室30和汽缸壁32。活塞36位于其中并且通过与曲轴40的连接而往复运动。飞轮97和环形齿轮99耦接到曲轴40。起动机96(例如，低压(以小于30伏操作)电机)包括小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98可以选择性地使小齿轮95前进以接合环形齿轮99。起动机96可以直接安装到发动机的前部或发动机的后部。在一些示例中，起动机96可以经由皮带或链条选择性地向曲轴40供应扭矩。在一个示例中，起动机96在未接合到发动机曲轴时处于基本状态。燃烧室30被示出为分别经由进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。每个进气门和排气门可以由进气凸轮51和排气凸轮53来操作。进气凸轮51的位置可以由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可以由排气凸轮传感器57确定。可以通过气门激活装置59选择性地激活和停用进气门52。可以通过气门激活装置58选择性地激活和停用排气门54。气门激活装置58和59可以是机电装置。

燃料喷射器66被示出为被定位成将燃料直接喷射到汽缸30中，这是本领域技术人员已知的直接喷射。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、燃料泵和燃料轨(未示出)的燃料系统(未示出)输送到燃料喷射器66。在一个示例中，高压双级燃料系统可用于生成更高的燃料压力。

另外，进气歧管44被示出为与涡轮增压器压缩机162和发动机进气装置42连通。在其他示例中，压缩机162可以是机械增压器压缩机。轴161将涡轮增压器涡轮164机械地耦接到涡轮增压器压缩机162。任选的电子节气门62调节节流板64的位置以控制从压缩机162到进气歧管44的空气流动。增压室45中的压力可以被称为节气门入口压力，因为节气门62的入口在增压室45内。节气门出口在进气歧管44中。在一些示例中，节气门62和节流板64可以位于进气门52与进气歧管44之间，以使得节气门62是端口节气门。压缩机再循环阀47可以被选择性地调节到完全打开与完全关闭之间的多个位置。可以经由控制器12调节废气门163，以允许排气选择性地绕过涡轮164以控制压缩机162的转速。空气滤清器43清洁进入发动机进气装置42的空气。

无分电器点火系统88响应于控制器12经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。通用排气氧(UEGO)传感器126被示出为耦接到催化转化器70上游的排气歧管48。或者，可以用双态排气氧传感器代替UEGO传感器126。

在一个示例中，转换器70可以包括多个催化砖。在另一示例中，可以使用多个排放控制装置，每个排放控制装置具有多个催化砖。在一个示例中，转换器70可以是三元催化器。

控制器12在图1中示出为常规微型计算机，包括：微处理器单元102、输入/输出端口104、只读存储器106(例如，非瞬态存储器)、随机存取存储器108、保活存储器110和常规数据总线。除了先前讨论的那些信号之外，还示出了控制器12从耦接到发动机10的传感器接收各种信号，包括：来自耦接到冷却套114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)；耦接到加速踏板130的位置传感器134，用于感测由人脚132所施加的力；耦接到制动踏板150的位置传感器154，用于感测由人脚132所施加的力；来自耦接到进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力(MAP)测量结果：来自感测曲轴40位置的霍尔效应传感器118的发动机位置传感器；来自传感器120的进入发动机的空气质量的测量结果；以及来自传感器68的节气门位置测量结果。还可以感测大气压力(传感器未示出)以供控制器12处理。在本说明书的一个优选方面，发动机位置传感器118针对曲轴的每一次旋转产生预定数量的等间隔脉冲，由此可以确定发动机转速(RPM)。

在操作期间，发动机10内的每个汽缸通常经历四冲程循环：所述循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。通常，在进气冲程期间，排气门54关闭，进气门52打开。空气经由进气歧管44被引入燃烧室30，并且活塞36移动到汽缸的底部，以便增加燃烧室30内的容积。活塞36靠近汽缸底部并且位于其冲程终点处的位置(例如，当燃烧室30处于其最大容积时)通常被本领域技术人员称为下止点(BDC)。

在压缩冲程期间，进气门52和排气门54关闭。活塞36朝向汽缸盖移动，以便压缩燃烧室30内的空气。活塞36位于其冲程终点处并且最接近汽缸盖的位置(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称为上止点(TDC)。在下文称为喷射的过程中，燃料被引入燃烧室。在下文称为点火的过程中，喷射的燃料由诸如火花塞92等已知点火装置点燃，从而引起燃烧。

在膨胀冲程期间，膨胀的气体将活塞36推回到BDC。曲轴40将活塞运动转换成旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程期间，排气门54打开以将经燃烧的空气燃料混合气释放到排气歧管48，并且活塞返回到TDC。应当注意，以上仅作为示例示出，并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可以变化，例如以提供正或负气门重叠、进气门延迟关闭或各种其他示例。

图2是包括动力传动系统或传动系200的车辆225的框图。图2的动力传动系统包括图1中示出的发动机10。传动系200被示出为包括车辆系统控制器255、发动机控制器12、电机控制器252、传动装置控制器254、能量存储装置控制器253和制动控制器250。控制器可以通过控制器局域网(CAN)299进行通信。控制器中的每一个可以向其他控制器提供信息，诸如：扭矩输出极限(例如，装置或部件的被控制以不被超过的扭矩输出)，扭矩输入极限(例如，装置或部件的被控制以不被超过的扭矩输入)，传感器和致动器数据，诊断信息(例如，关于劣化的传动装置的信息，关于劣化的发动机的信息，关于劣化的电机的信息，关于劣化的制动器的信息)。另外，车辆系统控制器可以向发动机控制器12、电机控制器252、传动装置控制器254和制动控制器250提供命令，以实现驾驶员输入请求和基于车辆操作条件的其他请求。可以经由人/机接口256(例如，键盘和显示器)向驾驶员提供状态信息。

例如，响应于驾驶员释放加速踏板和车速，车辆系统控制器255可以请求期望的车轮扭矩或车轮功率水平，以提供期望的车辆减速率。期望的车轮扭矩可以由车辆系统控制器255提供，其请求来自电机控制器252的第一制动扭矩和来自制动控制器250的第二制动扭矩，所述第一扭矩和所述第二扭矩在车轮216处提供期望的制动扭矩。

在其他示例中，动力传动系统控制装置可以以不同于图2中所示出的方式进行划分。例如，单个控制器可代替车辆系统控制器255、发动机控制器12、电机控制器252、传动装置控制器254和制动控制器250。

在该示例中，动力传动系统200可以由发动机10和电机240提供动力。发动机10可以用图1中所示出的发动机起动系统或经由一体式起动机/发电机(ISG)240来起动。ISG240(例如，高压(以大于30伏操作)电机)也可以称为电机、马达、和/或发电机。另外，发动机10的扭矩可以经由诸如燃料喷射器、节气门等扭矩致动器204来调节。

发动机输出扭矩可以经由双质量飞轮215传输到动力传动系统分离离合器235的输入侧或第一侧。分离离合器236可以是电动或液压致动的。分离离合器236的下游侧或第二侧234被示出为机械地耦接到ISG输入轴237。在该示例中，分离离合器236可以通过由机械地驱动的传动泵230供应的液压流体而被液压地致动。或者，液压流体可以经由电动泵242供应到分离离合器236。机械传动泵230或电动泵242经由管道239以管线压力供应液压流体。可以通过调节供应给电动泵242的电压和/或电流来控制经由电动泵242输送的管线压力。经由机械传动泵230输送的管线压力可以经由泵效率控制装置或致动器231(例如，旋转斜盘、叶片位置调节装置、挡位调节装置等)或任选的调节器232来控制。管道239还可以以管线压力将液压流体供应到挡位传动离合器211。

可以操作ISG 240以向动力传动系统200提供扭矩，或者在再生模式中将动力传动系统扭矩转换成电能，所述电能将存储在电能存储装置275中。ISG 240具有比图1中所示出的起动机96更高的输出扭矩容量。另外，ISG 240直接驱动动力传动系统200或由动力传动系统200直接驱动。没有皮带、齿轮或链条将ISG 240耦接到动力传动系统200。而是，ISG240以与动力传动系统200相同的速率旋转。电能存储装置275(例如，高压电池或电源)可以是电池、电容器或电感器。ISG 240的下游侧经由轴241机械地耦接到变矩器206的泵轮285。ISG 240的上游侧机械地耦接到分离离合器236。按照电机控制器252所指示的，通过作为马达或发电机进行操作，ISG 240可以向动力传动系统200提供正扭矩或负扭矩。

变矩器206包括涡轮286以将扭矩输出到输入轴270。输入轴270将变矩器206机械地耦接到自动传动装置208。变矩器206还包括变矩器旁路锁止离合器212(TCC)。当TCC被锁定时，扭矩从泵轮285直接传递到涡轮286。TCC由控制器12电动地操作。或者，TCC可以是液压锁定的。在一个示例中，变矩器可以被称为传动装置的部件。

当变矩器锁止离合器212完全断开时，变矩器206经由变矩器涡轮286与变矩器泵轮285之间的流体传递将发动机扭矩传递到自动传动装置208，从而实现扭矩倍增。相反，当变矩器锁止离合器212完全接合时，发动机输出扭矩经由变矩器离合器被直接传递到传动装置208的输入轴(未示出)。或者，变矩器锁止离合器212可以部分地接合，从而使得直接传送到传动装置的扭矩量能够被调节。控制器12可以被配置成通过响应于各种发动机操作条件或根据基于驾驶员的发动机操作请求而调节变矩器锁止离合器来调节由变矩器212传输的扭矩量。

自动传动装置208包括挡位离合器(例如，挡位1-10)211和前进离合器210。自动传动装置208是固定比率传动装置。挡位离合器211和前进离合器210可以选择性地接合，以改变输入轴270的实际总转数与车轮216的实际总转数的比率。通过经由换挡控制电磁阀209调节供应到离合器的流体，可以使挡位离合器211接合或断开。来自自动传动装置208的扭矩输出也可以经由输出轴260传送到车轮216，以推进车辆。具体地，自动传动装置208可以在将输出驱动扭矩传输到车轮216之前响应于车辆行驶条件而在输入轴270处传递输入驱动扭矩。传动装置控制器254选择性地激活或接合TCC 212、挡位离合器211和前进离合器210。传动装置控制器还选择性地停用或断开TCC 212、挡位离合器211和前进离合器210。

另外，可以通过接合摩擦轮制动器218来将摩擦力施加到车轮216。在一个示例中，摩擦轮制动器218可以响应于驾驶员将他的脚压在制动踏板(未示出)上和/或响应于制动控制器250内的指令而接合。另外，制动控制器250可以响应于由车辆系统控制器255给出的信息和/或请求而应用制动器218。以相同的方式，通过响应于人类驾驶员将他/她的脚从制动踏板释放、制动控制器指令、和/或车辆系统控制器指令和/或信息而使车轮制动器218断开，可以减小对车轮216的摩擦力。例如，作为自动化发动机停止程序的一部分，车辆制动器可以经由控制器250向车轮216施加摩擦力。

响应于使车辆225加速的请求，车辆系统控制器可以从加速踏板或其他装置获得驾驶员需求扭矩或动力请求。然后，车辆系统控制器255将所请求的驾驶员需求扭矩的一部分分配给发动机，并且将剩余部分分配给ISG。车辆系统控制器255请求来自发动机控制器12的发动机扭矩和来自电机控制器252的ISG扭矩。如果ISG扭矩加上发动机扭矩小于传动装置输入扭矩极限(例如，不应超过的阈值)，则扭矩被输送到变矩器206，变矩器206随后将所请求的扭矩的至少一部分传送给传动装置输入轴270。传动装置控制器254响应于可以基于输入轴扭矩和车速的换挡规律和TCC锁止规律而选择性地锁定变矩器离合器212并通过挡位离合器211接合挡位。在一些情况下，当可能需要对电能存储装置275充电时，可以在存在非零驾驶员需求扭矩的同时请求充电扭矩(例如，负ISG扭矩)。车辆系统控制器255可以请求增加的发动机扭矩，从而克服充电扭矩以满足驾驶员需求扭矩。

响应于使车辆225减速并提供再生制动的请求，车辆系统控制器可基于车速和制动踏板位置而提供负的期望车轮扭矩。然后，车辆系统控制器255将负的期望车轮扭矩的一部分分配给ISG 240(例如，期望的动力传动系统车轮扭矩)，并且将剩余部分分配给摩擦制动器218(例如，期望的摩擦制动轮扭矩)。另外，车辆系统控制器可以向传动装置控制器254通知车辆处于再生制动模式，以使得传动装置控制器254基于唯一的换挡规律来变换挡位211，以提高再生效率。虽然ISG 240向传动装置输入轴270供应负扭矩，但是由ISG 240提供的负扭矩可以由传动装置控制器254限制，传动装置控制器254输出传动装置输入轴负扭矩极限(例如，不应超过的阈值)。另外，基于电能存储设备275的操作条件，车辆系统控制器255或电机控制器252可以限制ISG 240的负扭矩(例如，约束到小于阈值负阈值扭矩)。由于传动或ISG限制而任何可能不由ISG 240提供的期望负车轮扭矩部分可以被分配给摩擦制动器218，以使得通过来自摩擦制动器218和ISG 240的负车轮扭矩的组合来提供期望的车轮扭矩。

因此，各种动力传动系统部件的扭矩控制可以由车辆系统控制器255监控，其中对发动机10、传动装置208、电机240和制动器218的局部扭矩控制经由发动机控制器12、电机控制器252、传动装置控制器254和制动控制器250提供。

作为一个示例，可以通过控制节气门开度和/或气门正时、气门升程和涡轮增压或机械增压发动机的增压来调节火花正时、燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和/或进气的组合，从而控制发动机扭矩输出。在柴油发动机的情况中，控制器12可以通过控制燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和进气的组合来控制发动机扭矩输出。在所有情况下，可以逐缸执行发动机控制以控制发动机扭矩输出。

如本领域已知的，电机控制器252可以通过调节流入和流出ISG的场和/或电枢绕组的电流来控制来自ISG 240的扭矩输出和电能产生。

传动装置控制器254经由位置传感器271接收传动装置输入轴位置。传动装置控制器254可以通过对来自位置传感器271的信号求导或者在预定时间间隔内对若干已知的角距离脉冲进行计数，将传动装置输入轴位置转换成输入轴转速。传动装置控制器254可以从扭矩传感器272接收传动装置输出轴扭矩。或者，传感器272可以是位置传感器或扭矩和位置传感器。如果传感器272是位置传感器，则控制器254可以在预定时间间隔内对轴位置脉冲进行计数，以确定传动装置输出轴速度。传动装置控制器254还可以对传动装置输出轴速度求导，以确定传动装置输出轴加速度。

制动控制器250经由车轮速度传感器221接收车轮速度信息，并且从车辆系统控制器255接收制动请求。制动控制器250还可以直接或通过CAN 299从图1中所示出的制动踏板传感器154接收制动踏板位置信息。制动控制器250可以响应于来自车辆系统控制器255的车轮扭矩命令而提供制动。制动控制器250还可以提供防滑和车辆稳定性制动，以改善车辆制动和稳定性。为此，制动控制器250可以向车辆系统控制器255提供车轮扭矩极限(例如，不应超过的阈值负车轮扭矩)，以使得负ISG扭矩不会导致超过车轮扭矩极限。例如，如果控制器250给出50Nm的负车轮扭矩极限，则调节ISG扭矩以在车轮处提供小于50Nm(例如，49Nm)的负扭矩，包括考虑传动装置齿轮连接。

图1和图2的系统提供了一种传动系系统，所述传动系系统包括：发动机；一体式起动机/发电机；传动系分离离合器，所述传动系分离离合器在传动系中位于发动机与一体式起动机/发电机之间；传动装置，所述传动装置包括泵；以及控制器，所述控制器包括存储在非瞬态存储器中的可执行指令，以响应于驾驶员需求扭矩和第一补偿扭矩而调节泵的出口压力。所述系统还包括将泵的出口压力施加到传动系分离离合器的附加指令。所述系统包括其中泵的出口压力调节传动系分离离合器的扭矩容量。所述系统包括其中通过压力调节器控制所述出口压力。所述系统包括其中通过调节所述泵的效率来控制所述出口压力。所述系统包括其中通过供应到所述泵的电压或电流来控制所述出口压力。

现在参看图3，示出了根据图4的方法的传动系操作序列的示例性曲线图。图3示出了调节传动系分离离合器扭矩容量(例如，当施加了传动管线压力以闭合传动系分离离合器时，传动系分离离合器可以传递的上限阈值(例如，最大)扭矩量)的方式。竖线T0-T3表示操作序列期间的关注时刻。这些图在时间上是对准的，并且同时发生。

从图3的顶部数的第一个曲线图是驾驶员需求扭矩随时间变化的曲线图。横轴表示时间和从曲线图的左侧到曲线图的右侧的时间增加。竖轴表示驾驶员需求扭矩和沿竖轴箭头方向的驾驶员需求扭矩增加。在一个示例中，驾驶员需求扭矩基于加速踏板位置和车速。例如，来自传感器的加速踏板位置和车速可以参考以经验确定的驾驶员需求扭矩值的表格或函数，并且所述表格或函数输出驾驶员需求值。驾驶员需求扭矩可以是车轮扭矩、传动装置的输入扭矩或沿传动系的另一位置处的期望扭矩或扭矩请求。迹线302表示驾驶员需求扭矩。

从图3的顶部数的第二个曲线图是能量管理扭矩随时间变化的曲线图。横轴表示时间和从曲线图的左侧到曲线图的右侧的时间增加。竖轴表示能量管理扭矩。当迹线304在横轴上方时，请求正能量管理扭矩。当迹线304在横轴下方时，请求负能量管理扭矩。当迹线304不可见时，迹线304的值为零。能量管理扭矩是可以通过电能存储装置(例如，275)提供给传动系或由传动系供应的扭矩。例如，如果电能存储装置电量低并且请求对电能存储装置进行充电，则可以请求负能量管理扭矩。相反，如果电能存储装置电量高并且请求对电能存储装置进行放电，则可以请求正能量管理扭矩。迹线304表示发动机管理扭矩。

从图3的顶部数的第三个曲线图是传动系分离离合器扭矩容量随时间变化的曲线图。竖轴表示传动系分离离合器扭矩容量和沿竖轴箭头方向的传动系分离离合器扭矩容量增加。横轴表示时间和从曲线图的左侧到曲线图的右侧的时间增加。迹线306表示传动系分离离合器扭矩容量。

从图3的顶部数的第四个曲线图是传动管线压力随时间变化的曲线图。竖轴表示传动管线压力和沿竖轴箭头方向的传动管线压力增加。横轴表示时间和从曲线图的左侧到曲线图的右侧的时间增加。迹线308表示传动管线压力。

从图3的顶部数的第五个曲线图是实际发动机扭矩(例如，由发动机产生的扭矩)随时间变化的曲线图。横轴表示时间和从曲线图的左侧到曲线图的右侧的时间增加。竖轴表示实际发动机扭矩和沿竖轴箭头方向的实际发动机扭矩增加。迹线310表示实际发动机扭矩。

在时刻T0，驾驶员需求扭矩处于较低水平并且能量管理扭矩为零。传动系分离离合器扭矩容量处于较低值，所述值等于驾驶员需求扭矩加上预定的补偿扭矩(例如，20牛米(Nm))。传动管线压力被调节到提供传动系分离离合器扭矩容量的压力。实际发动机扭矩几乎等于驾驶员需求扭矩。

在时刻T0与时刻T1之间，驾驶员需求扭矩响应于加速踏板位置和车速(未示出)的变化而改变。传动系分离离合器扭矩容量遵循驾驶员需求扭矩的变化，并且还包括扭矩补偿。调节传动管线压力，以使得传动系分离离合器扭矩容量遵循驾驶员需求扭矩加上补偿扭矩。实际发动机扭矩跟随驾驶员需求扭矩。

在时刻T1，请求负能量管理扭矩，以使得车辆的电能存储装置可以被充电。能量管理扭矩是负的，因为扭矩被从传动系统吸收以对电能存储装置进行充电。传动系分离离合器扭矩容量增加到等于驾驶员需求扭矩减去负能量管理扭矩，这增加了传动系分离离合器扭矩容量。补偿扭矩也被添加到传动系分离离合器扭矩容量中。通过调节传动泵输出或管线压力调节器输出来调节传动管线压力，以使得传动系分离离合器扭矩遵循驾驶员需求扭矩减去负能量管理扭矩加上补偿扭矩。实际发动机扭矩遵循驾驶员需求扭矩减去负能量管理扭矩。补偿扭矩由发动机输送，使得传动系分离离合器大于实际发动机扭矩，以使得传动系分离离合器不会打滑。

在时刻T2，驾驶员在能量管理扭矩被请求的同时减小了驾驶员需求扭矩。响应于驾驶员需求扭矩的减小，开始使传动系分离离合器扭矩容量和传动管线压力减小。实际发动机扭矩等于驾驶员需求扭矩减去当驾驶员需求扭矩减小时的能量管理扭矩。

在时刻T2与时刻T3之间，驾驶员需求扭矩快速下降，但实际发动机扭矩不会像驾驶员需求扭矩那样快地下降。实际发动机扭矩的滞后可能归因于发动机消耗来自发动机进气歧管的空气。传动系分离离合器扭矩遵循实际发动机扭矩加上补偿扭矩，而不是遵循驾驶员需求扭矩减去能量管理扭矩加上补偿扭矩。传动系分离离合器扭矩遵循实际发动机扭矩加上补偿扭矩，因为其大于驾驶员需求扭矩减去能量管理扭矩加上补偿扭矩。这允许使传动系分离离合器扭矩容量减小而不会使传动系分离离合器打滑。使传动管线压力被调节成一定压力，所述压力提供等于实际发动机扭矩加上补偿扭矩的传动系分离离合器扭矩容量。

在时刻T3，能量管理扭矩减小到零，并且使传动系分离离合器扭矩容量减小相应量的扭矩容量。传动管线压力也减小，以使得传动系分离离合器扭矩容量等于驾驶员需求扭矩加上补偿扭矩。实际发动机扭矩遵循驾驶员需求扭矩。在时刻T3，驾驶员需求扭矩响应于加速踏板位置和车速而改变。传动系分离离合器扭矩容量和传动管线压力被调节，以遵循驾驶员需求扭矩加上补偿扭矩。实际发动机扭矩遵循驾驶员需求扭矩。

现在参看图4，示出了用于操作混合动力车辆的传动系的示例性流程图。图4的方法的至少某些部分可以作为存储在图1和图2中所示出的系统的非瞬态存储器中的可执行指令被并入。另外，图4的方法的某些部分可以作为由控制器执行以转换一个或多个装置的操作状态的操作或动作在物理世界中发生。图4的方法也可以提供图3中所示出的操作序列。

在402处，方法400判断混合动力车辆的发动机是否正在运行。在一个示例中，如果发动机转速大于阈值并且燃料正被供应到发动机，则可以判断发动机正在运行(例如，燃烧空气和燃料)。如果方法400判断车辆的发动机正在运行，则回答为“是”并且方法400前进到404。否则，回答为“否”，并且方法400前进到420。

在420处，方法400调节传动管线压力以提供传动装置挡位离合器的扭矩容量，所述扭矩容量在传动装置离合器被命令闭合时使传动装置离合器保持闭合。在一个示例中，接合的传动装置离合器的扭矩容量等于电机扭矩输出的绝对值加上第二补偿扭矩乘以变矩器增扭系数乘以变矩器与接合的挡位离合器之间的任何传动比。例如，如果电机的输出扭矩是100Nm，第二补偿值是10Nm，变矩器增扭系数是1，并且在接合的挡位离合器与变矩器之间不存在齿轮，则接合的传动装置离合器的扭矩容量被调节成110Nm。方法400继而退出。

在404处，方法400确定驾驶员需求扭矩。在一个示例中，通过将加速踏板的位置和车速接收到控制器中来确定驾驶员需求扭矩。然后，控制器参考存储在控制器存储器中的以经验确定值的表格或函数，并且所述表格或函数输出驾驶员需求扭矩。另外，在一些示例中，驾驶员需求扭矩也可以基于制动踏板位置。例如，驾驶员需求扭矩可以通过下面的等式来表示：

τ_dd＝τ_{acc_ped}+τ_{brk_ped}

其中τ_dd是驾驶员需求扭矩，τ_{acc_ped}是加速踏板请求的扭矩，并且τ_{brk_ped}是制动踏板请求的扭矩(负值)。因此，如果应用了加速踏板位置并且其指示300Nm的正请求扭矩，并且随加速踏板同时应用了制动踏板并且其指示50Nm的负请求，则驾驶员需求扭矩为250Nm。驾驶员需求扭矩可以是请求的车轮扭矩、传动装置输入扭矩或传动系的另一位置处的扭矩。方法400前进到406。

在406处，方法400确定能量管理扭矩。能量管理扭矩通过响应于驾驶员需求扭矩、电池荷电状态、电池温度和其他车辆操作条件的逻辑来确定。能量管理扭矩确定通过ISG和电能存储装置输送到传动系或从传动系吸收的扭矩量。通过电机从传动系统吸收并且作为电量存储在电能存储装置中的扭矩可以被称为负扭矩。通过电机和电能存储装置供应到传动系的扭矩可以被称为正扭矩。在一个示例中，如果驾驶员需求扭矩是300Nm并且发动机具有输出250Nm的容量，则能量管理扭矩可以是通过电机供应到传动系的50Nm。如果电池荷电状态低，则可以通过电机向传动系施加25Nm的负扭矩。电机可以将扭矩转换为电量，存储在电能存储装置中。方法400前进到408。

在408处，方法400确定期望的发动机扭矩。在一个示例中，期望的发动机扭矩可以通过下面的等式确定：

τ_{des_eng}＝τ_dd-τ_EM

其中τ_{des_eng}是期望的发动机扭矩，τ_dd是驾驶员需求扭矩，并且τ_EM是能量管理扭矩。在确定期望的发动机扭矩之后，方法400前进到410。

在410处，方法400确定期望的传动系分离离合器扭矩容量(例如，当施加了传动管线压力到传动系分离离合器时，传动系分离离合器可以传递的上限阈值扭矩量)。在一个示例中，方法400通过下面的等式确定期望的传动系分离离合器：

τ_{des_ddc}＝max(τ_{des_eng}，τ_{act_eng})+补偿_扭矩

其中τ_{des_ddc}是期望的传动系分离离合器扭矩容量，max是返回自变量τ_{des_eng}和τ_{act_eng}中的较大值的函数，τ_{des_eng}是期望的发动机扭矩，τ_{act_eng}是实际发动机扭矩(例如，发动机当前输出的扭矩)，并且补偿_扭矩是第一补偿扭矩。

在一个示例中，第一补偿扭矩可以基于传动系分离离合器上的正扭矩变化的上限阈值(例如，最大)速率。例如，如果电机关闭并且最大发动机扭矩变化速率为每秒100Nm，则补偿值可以选择为50Nm，以使得发动机至少需要0.5秒来达到以下条件：传动系分离离合器上的扭矩变化速率克服了补偿值，并且传动系分离离合器开始打滑。因此，补偿扭矩可以是允许传动系分离离合器的输入侧减去传动系分离离合器的输出侧上的扭矩的扭矩差增加而在预定时间量内不使传动系分离离合器打滑的扭矩。

在另一示例中，第一补偿可以是预定值(例如，40Nm)并且传动系分离离合器扭矩容量可以以每秒50Nm的上限阈值速率(例如，最大速率)增加，但是发动机扭矩可以以每秒100Nm的速率增加，然后可以允许发动机机器扭矩以每秒100Nm的速率增加0.2秒，同时传动系分离离合器扭矩容量响应于驾驶员需求扭矩每秒增加100Nm而以每秒50Nm的速率增加。此后，发动机扭矩可以被限制为每秒50Nm的阈值速率，或者传动系分离离合器的扭矩容量的最大增加速率。可以通过限制节气门开度和/或燃料喷射量来限制发动机扭矩。这允许发动机扭矩增加20Nm，同时传动系分离离合器扭矩容量增加10Nm，但是分离离合器扭矩容量仍然大于发动机扭矩输出30Nm，使得传动系分离离合器不会打滑。以此方式，可以限制传动系分离离合器上的扭矩变化，以减小当传动系分离离合器上的扭矩增加速率超过传动系分离离合器的扭矩容量可能增加的速率时传动系分离离合器打滑的可能性。方法400前进到412。

在412处，方法400调节传动管线压力以提供期望的传动系分离离合器扭矩容量。在一个示例中，可以调节压力调节器的输出以提供管线压力，当所述管线压力被施加到传动系分离离合器时提供期望的传动系分离离合器扭矩容量。在另一个示例中，可以调节(机械的或电动的)传动泵的输出压力以提供期望的传动系分离离合器扭矩容量。在一个示例中，期望的传动系分离离合器扭矩容量被输入到输出传动管线压力的函数。例如，期望传动系分离离合器扭矩容量是保持以经验确定的提供期望传动系分离离合器扭矩容量的管线压力值的函数的输入，并且每个管线压力值与相应的期望传动系分离离合器扭矩容量相关联。然后，所述函数输出期望的传动管线压力，并且通过调节传动泵的输出来调节传动管线压力，以提供期望的管线压力。特别地，控制器通过供应用于调节传动泵的输出的电压或电流来调节泵输出。如果传动泵是电力驱动泵，则调节到泵的电压输入来改变传动管线压力。如果泵是机械驱动的，则泵内的致动器调节泵效率来改变传动管线压力。类似地，如果通过压力调节器调节传动管线压力，则期望传动系分离离合器扭矩容量是保持以经验确定的提供期望传动系分离离合器扭矩容量的管线压力值的函数的输入，并且所述函数输出调节器控制电压或信号占空比，并且所述控制器通过电压或占空比信号命令压力调节器。函数中的值可以是以经验确定的，并且存储在控制器存储器中。方法400继而退出。

以此方式，当车辆在道路上行驶并且驾驶员需求扭矩改变时，可以调节传动系分离离合器扭矩容量。调节传动系分离离合器扭矩容量以允许驾驶员需求扭矩加上少量的额外扭矩在传动系分离离合器上传递。这确保了传动系分离离合器保持闭合并且不会打滑，同时将传动管线压力降低到小于上限阈值传动管线压力。因此，可以减少用来操作传动系的能量。

因此，方法400提供了一种传动系操作方法，所述方法包括：将驾驶员需求扭矩接收到控制器；以及响应于所述驾驶员需求扭矩和补偿扭矩，通过所述控制器调节传动系分离离合器的扭矩容量。所述方法包括其中所述补偿扭矩是基于发动机扭矩的上限阈值变化速率的扭矩。所述方法包括其中所述驾驶员需求扭矩随加速踏板位置而变化。所述方法包括其中所述驾驶员需求扭矩也随制动踏板位置而变化。所述方法包括其中使所述传动系分离离合器在传动系中位于发动机与电机之间。所述方法包括其中使所述电机在所述传动系中位于所述分离离合器与传动装置之间。所述方法包括其中通过所述控制器响应于所述驾驶员需求扭矩和补偿扭矩来调节传动系分离离合器的扭矩容量发生在传动系的发动机正在运行时，并且其中当一体式起动机/发电机正在运行而所述传动系的所述发动机未运行时，不通过所述控制器响应于所述驾驶员需求扭矩和所述补偿扭矩来调节所述传动系分离离合器的所述扭矩容量。

图4的方法还提供了一种传动系操作方法，所述方法包括：将驾驶员需求扭矩接收到控制器；以及响应于驾驶员需求扭矩和第一补偿扭矩，通过调节来自传动泵和控制器的管线压力输出来调节传动系分离离合器的扭矩容量。所述方法还包括进一步响应于能量管理扭矩而调节来自所述传动泵的所述管线压力输出。所述方法还包括进一步响应于实际发动机扭矩而调节来自所述传动泵的所述管线压力输出。所述方法包括其中所述传动泵是电动泵。所述方法包括其中所述传动泵是机械地驱动的泵。所述方法还包括当一体式起动机/发电机正在运行而所述传动系的发动机未运行时响应于驾驶员需求扭矩和第二补偿扭矩来调节传动装置挡位离合器的扭矩容量。所述方法还包括基于所述第一补偿扭矩而约束所述传动系分离离合器上的扭矩变化速率。

注意，本文所包括的示例控制和估计程序可以与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非瞬态存储器中，并且可以由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来执行。本文所描述的特定程序可以表示任何数量的诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等处理策略中的一个或多个。如此，所示出的各种动作、操作和/或功能可以以所示出的序列并行地执行，或者在一些情况下被省略。同样地，处理顺序不一定是实现本文描述的示例性实施例的特征和优点所必需的，而是为了便于说明和描述而提供的。可以根据所使用的具体策略重复执行所示出的动作、操作和/或功能中的一个或多个。此外，所描述的动作、操作和/或功能中的至少一部分可以图形地表示要被编程到控制系统中的计算机可读存储介质的非瞬态存储器中的代码。当通过在包括各种发动机硬件部件以及一个或多个控制器的系统中执行指令来实现所描述的动作时，控制动作还可以变换物理世界中的一个或多个传感器或致动器的操作状态。

以下是对本说明书进行的总结。在不脱离本说明书的精神和范围的情况下，本领域技术人员对本说明书进行阅读将会想到许多变化和修改。例如，以天然气、汽油、柴油或替代燃料配置来操作的I3、I4、I5、V6、V8、V10和V12发动机可以利用本说明书。

根据本发明，提供了一种传动系操作方法：将驾驶员需求扭矩接收到控制器；以及响应于所述驾驶员需求扭矩和补偿扭矩，通过所述控制器调节传动系分离离合器的扭矩容量。

根据一个实施例，所述补偿扭矩是基于发动机扭矩的上限阈值变化速率的扭矩。

根据一个实施例，所述驾驶员需求扭矩随加速踏板位置而变化。

根据一个实施例，所述驾驶员需求扭矩也随制动踏板位置而变化。

根据一个实施例，所述传动系分离离合器在传动系中位于发动机与电机之间。

根据一个实施例，所述电机在所述传动系中位于所述分离离合器与传动装置之间。

根据一个实施例，通过所述控制器响应于所述驾驶员需求扭矩和补偿扭矩来调节传动系分离离合器的扭矩容量发生在传动系的发动机正在运行时，并且其中当一体式起动机/发电机正在运行而所述传动系的所述发动机未运行时，不通过所述控制器响应于所述驾驶员需求扭矩和所述补偿扭矩来调节所述传动系分离离合器的所述扭矩容量。

根据本发明，提供了一种传动系操作方法：将驾驶员需求扭矩接收到控制器；以及响应于所述驾驶员需求扭矩和第一补偿扭矩，通过调节来自传动泵和所述控制器的管线压力输出来调节传动系分离离合器的扭矩容量。

根据一个实施例，以上发明的特征还在于进一步响应于能量管理扭矩而调节来自所述传动泵的管线压力输出。

根据一个实施例，以上发明的特征还在于进一步响应于实际发动机扭矩而调节来自所述传动泵的所述管线压力输出。

根据一个实施例，所述传动泵是电动泵。

根据一个实施例，所述传动泵是机械地驱动的泵。

根据一个实施例，以上发明的特征还在于当一体式起动机/发电机正在运行而所述传动系的发动机未运行时响应于驾驶员需求扭矩和第二补偿扭矩来调节传动装置挡位离合器的扭矩容量。

根据一个实施例，以上发明的特征还在于基于所述第一补偿扭矩而约束所述传动系分离离合器上的扭矩变化速率。

根据本发明，提供了一种传动系系统，所述传动系系统具有：发动机；一体式起动机/发电机；传动系分离离合器，所述传动系分离离合器在传动系中位于所述发动机与所述一体式起动机/发电机之间；传动装置，所述传动装置包括泵；以及控制器，所述控制器包括存储在非瞬态存储器中的可执行指令，以响应于驾驶员需求扭矩和第一补偿扭矩而调节所述泵的出口压力。

根据一个实施例，以上发明的特征还在于将所述泵的出口压力施加到所述传动系分离离合器的附加指令。

根据一个实施例，所述泵的出口压力调节所述传动系分离离合器的扭矩容量。

根据一个实施例，通过压力调节器控制所述出口压力。

根据一个实施例，通过调节所述泵的效率来控制所述出口压力。

根据一个实施例，通过供应到所述泵的电压或电流来控制所述出口压力。

Claims

1.一种传动系操作方法，所述方法包括：

将驾驶员需求扭矩接收到控制器；以及

响应于所述驾驶员需求扭矩和补偿扭矩，通过所述控制器调节传动系分离离合器的扭矩容量。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述补偿扭矩是基于发动机扭矩的上限阈值变化速率的扭矩。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述驾驶员需求扭矩随加速踏板位置而变化。

4.如权利要求3所述的方法，其中所述驾驶员需求扭矩也随制动踏板位置而变化。

5.如权利要求1所述的方法，其中使所述传动系分离离合器在传动系中位于发动机与电机之间。

6.如权利要求5所述的方法，其中使所述电机在所述传动系中位于所述分离离合器与传动装置之间。

7.如权利要求1所述的方法，其中通过所述控制器响应于所述驾驶员需求扭矩和补偿扭矩来调节传动系分离离合器的扭矩容量发生在传动系的发动机正在运行时，并且其中当一体式起动机/发电机正在运行而所述传动系的所述发动机未运行时，不通过所述控制器响应于所述驾驶员需求扭矩和所述补偿扭矩来调节所述传动系分离离合器的所述扭矩容量。

8.如权利要求1所述的传动系操作方法，其中调节所述传动系分离离合器的所述扭矩容量包括调节来自传动泵的管线压力输出。

9.如权利要求8所述的方法，所述方法还包括进一步响应于能量管理扭矩而调节来自所述传动泵的所述管线压力输出。

10.如权利要求8所述的方法，所述方法还包括进一步响应于实际发动机扭矩而调节来自所述传动泵的所述管线压力输出。

11.一种传动系系统，所述传动系系统包括：

发动机；

一体式起动机/发电机；

传动系分离离合器，所述传动系分离离合器在传动系中位于所述发动机与所述一体式起动机/发电机之间；

传动装置，所述传动装置包括泵；和

控制器，所述控制器包括存储在非瞬态存储器中的可执行指令，以响应于驾驶员需求扭矩和第一补偿扭矩而调节所述泵的出口压力。

12.如权利要求11所述的系统，所述系统还包括将所述泵的所述出口压力施加到所述传动系分离离合器的附加指令。

13.如权利要求11所述的系统，其中所述泵的所述出口压力调节所述传动系分离离合器的扭矩容量。

14.如权利要求11所述的系统，其中通过压力调节器控制所述出口压力。

15.如权利要求11所述的系统，其中通过调节所述泵的效率来控制所述出口压力。