CN111186427A - 用于操作带手动换挡变速器的混合动力车辆的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了“用于操作带手动换挡变速器的混合动力车辆的系统和方法”。提出了用于操作包括手动变速器的车辆的系统和方法。在一个示例中，在所述手动变速器的换挡期间，响应于在所述换挡期间正在分离的挡位和正在接合的挡位，调整传动系扭矩源的速度变化率。所述扭矩源可以是电机和/或内燃发动机。

Description

用于操作带手动换挡变速器的混合动力车辆的系统和方法

技术领域

本说明书涉及用于操作具有可以选择性地联接到扭矩源的变速器的车辆的系统和方法。所述方法和系统对于改进手动换挡可能特别有用。

背景技术

手动操作的变速器允许车辆的人类驾驶员选择性地将扭矩源接合到变速器以及使扭矩源与变速器分离，使得变速器可以在挡位之间切换。然而，为了从第一变速器挡位平稳地改变到第二变速器挡位，人类驾驶员可能必须执行比简单地踩下离合器踏板更多的操作。例如，在从较高的挡位到较低的挡位的降挡期间，驾驶员还可能需要在离合器断开期间增加发动机速度，使得发动机速度与变速器输入轴速度匹配。使发动机速度与变速器输入轴速度匹配，可以在松开离合器踏板时降低出现传动系扭矩扰动的可能性。但是，如果驾驶员在进行降挡时还在使用车辆制动器和离合器，则驾驶员可能需要同时调整制动踏板和加速踏板。对于一些驾驶员而言，可能很难用一只脚同时踩下制动踏板和加速踏板。因此，当离合器完全松开时，降挡可能导致传动系扭矩扰动和意外的车辆制动。因此，可能期望提供一种辅助驾驶员执行手动变速器换挡的方式，使得可以减小在换挡期间手动离合器上的速度差，而不必让人类驾驶员控制发动机速度。

发明内容

本文的发明人已经认识到上述缺点，并且已经开发了一种车辆操作方法，所述车辆操作方法包括：响应于期望的速度变化率，经由控制器调整至少一个扭矩源的速度，所述期望的速度变化率是当手动操作的离合器断开时在手动换挡之前的接合挡位和在所述手动换挡之后所接合的挡位的函数。

通过响应于作为手动换挡之前的接合挡位和手动换挡之后所接合的挡位的函数的期望的速度变化率而调整至少一个扭矩源的速度，可以提供这样的技术效果：改进经验不足的驾驶员对手动变速器的换挡。具体地，至少一个扭矩源的速度可以以作为正在分离的挡位(例如，旧挡位)和正在接合的挡位(例如，新挡位)的函数的速率增加或减小，使得手动操作的离合器上的速度差可以减小，并且使得可以及时执行换挡。由于扭矩源和变速器输入轴以类似的速度旋转，因此可以闭合手动操作的离合器，而不会产生大的传动系扭矩扰动。在一个示例中，至少一个扭矩源的速度可以经由调整电机的速度来调整。另外，当变速器在较低挡位(例如，第一挡位和第二挡位)之间升挡或降挡时，期望的速度变化率可能较高，因为变速器输入轴速度变化可能较高。相反，在较高档位(例如，五档和六档)之间换档的期望速度变化率可能较低，因为变速器输入轴速度变化可能较低。

本说明书可以提供若干优点。具体地，所述方法可以减少传动系扭矩扰动和离合器磨损。此外，所述方法可以提高驾驶员在对手动变速器进行换挡时的置信度。另外，所述方法可以在手动变速器换挡期间提高传动系效率。

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，提供以上发明内容部分是为了以简化的形式介绍将在具体实施方式部分中进一步描述的一系列概念。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或本质特征，所要求保护的主题的范围由具体实施方式之后的权利要求书唯一地限定。此外，所要求保护的主题并不局限于解决以上或本公开中任何部分所指出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是示例性车辆传动系配置的示意图；

图3示出了手动变速器的示例性换挡序列；

图4和图5示出了用于操作车辆的传动系的示例性方法；并且

图6示出了用于对手动变速器进行换挡的示例性控制器框图。

具体实施方式

本说明书涉及操作包括内燃发动机、电机和手动变速器的车辆。控制器可以帮助人类驾驶员对手动变速器进行平稳换挡，使得可以减少传动系扭矩扰动，并且使得人类驾驶员可以专注于车辆的行驶路径。所述车辆可以包括如图1所示的发动机。如图2所示，发动机可以机械地联接到传动系配置。车辆可以根据图3所示的序列进行操作。车辆可以包括图4和图5的方法并且根据所述方法操作。图6中示出了图2的车辆的控制器框图。

参考图1，内燃发动机10由电子发动机控制器12控制，所述内燃发动机包括多个气缸，其中一个气缸在图1中示出。控制器12接收来自图1至图3所示的各种传感器的信号并且采用图1至图3的各种致动器，以基于接收信号和存储在控制器12的存储器上的指令来调整发动机和传动系操作。向车辆传动系提供扭矩的本文所述的发动机10和电机可以称为传动系扭矩源。

发动机10包括燃烧室30和气缸壁32，活塞36位于其中并连接到曲轴40。飞轮97和环形齿轮99联接到曲轴40。替代地，曲轴30可以联接到电机，并且电机可以联接到飞轮97，使得发动机、电机和飞轮一起旋转。曲轴40旋转并且经由传动系选择性地向车轮提供动力。起动机96包括小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98可以选择性地推进小齿轮95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可以通过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的位置可以通过进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可以由排气凸轮传感器57确定。

液体燃料喷射器66被示出为定位成将燃料直接喷射到气缸30中，这是本领域技术人员已知的直接喷射。替代地，液体燃料可以被喷射到进气道，这是本领域技术人员已知的进气道喷射。燃料喷射器66与从控制器12提供的脉冲宽度成比例地输送液体燃料。燃料由包括燃料箱、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。

进气歧管44被示出为与任选的电子节气门62连通，该电子节气门调整节流板64的位置以控制从进气口42到进气歧管44的气流。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，使得节气门62是进气道节气门。

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

在一个示例中，转化器70可以包括多个催化剂砖。在另一个示例中，可以使用多个排放控制装置，每个排放控制装置具有多个砖。在一个示例中，转化器70可以为三元型催化剂。

人类驾驶员132经由加速踏板130和加速踏板位置传感器134将驾驶员需求扭矩输入到控制器12。驾驶员需求扭矩可以是车辆速度和加速踏板位置的函数。

图1中将控制器12示出为常规微计算机，其包括：微处理器单元102、输入/输出端口104、非暂时性存储器106、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从联接到发动机10的传感器接收各种信号，包括：来自联接到冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)；来自联接到进气歧管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58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。在本说明书的优选方面，发动机位置传感器118在曲轴的每转中产生预定数量的等距脉冲，根据其可以确定发动机速度(RPM)。

在操作期间，发动机10内的每个气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。在进气冲程期间，一般来说，排气门54关闭，而进气门52打开。空气经由进气歧管44被引入到燃烧室30中，并且活塞36移动到气缸的底部，以便增大燃烧室30内的容积。活塞36靠近气缸底部并在其冲程结束时(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)。在压缩冲程期间，进气门52和排气门54关闭。活塞36朝气缸盖移动，以便压缩燃烧室30内的空气。活塞36在其冲程结束时并且最靠近气缸盖的点(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称为上止点(TDC)。在下文称为喷射的过程中，将燃料引入到燃烧室中。在下文称为点火的过程中，喷射的燃料由诸如火花塞92之类的已知点火装置点燃，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打开以将燃烧过的空气-燃料混合物释放到排气歧管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/或关闭正时可以发生变化，诸如以提供正的或负的气门重叠、迟进气门关闭或各种其他示例。

图2是车辆传动系200的框图。传动系200可以由车辆290中的发动机10和/或电机274提供动力。发动机10可以利用图1所示的发动机起动系统来起动。此外，发动机10可以产生扭矩，所述扭矩可以经由扭矩致动器204(诸如燃料喷射器、凸轮、节气门等)调整。电机274可以直接联接到发动机10的曲轴40。电机274可以产生正扭矩以推进车辆290。替代地，电机274可以通过对抗传动系200的旋转并产生电能来产生负扭矩，该电能可以存储在电池或其他电能存储装置(例如，电容器)211中。逆变器275可以将来自电能存储装置211的直流(DC)电力转换成交流(AC)电力以操作电机274。此外，逆变器275可以将来自电机274的AC电力转换成DC电力，所述DC电力被存储在电能存储装置211中。

发动机输出扭矩和电机输出扭矩可以从飞轮97传递到手动操作的离合器206。曲轴40直接联接到电机274，并且电机274直接联接到飞轮97。手动操作的离合器206选择性地接合飞轮97以将发动机扭矩和/或电机扭矩传递到变速器输入轴270。手动操作的离合器206的输入侧261可以接合飞轮97以将发动机和/或电机扭矩传递到变速器输入轴270。手动操作的离合器206经由花键(未示出)直接联接到变速器208的输入轴270。致动器205在纵向方向上移动手动操作的离合器板206a，以使变速器输入轴270与飞轮97接合或分离。离合器致动器205可以由机械、电气和液压部件的组合构成。在一种模式中，致动器205的位置被调整成与离合器踏板234的位置成比例地移动，使得可以踩下和松开离合器206。离合器踏板234的位置经由传感器232中继到控制器。当人类驾驶员132未接触离合器踏板234时，离合器踏板234处于基础位置。驾驶员132施加力以使离合器踏板从其基础位置移动，使得当踩下离合器踏板234时可断开手动操作的离合器206。当松开离合器踏板234时，可以闭合手动操作的离合器206。

手动操作的变速器208的输入轴270可以选择性地联接到挡位(例如，挡位1-6)215。挡位215是固定比挡位，其在变速器输入轴270与输出轴262之间提供不同的比率。挡位215可以围绕输出轴262自由旋转，并且同步器216可以用于将挡位锁定到输出轴262。当手动离合器260分离时，同步器216允许输入轴270与输出轴262一起旋转，使得可以接合新挡位。通过断开离合器206以及人类驾驶员132移动手动挡位选择器217以经由换挡叉213和同步器216单独地接合挡位215，可以手动接合和分离挡位215。因此，手动变速器208的挡位不会经由诸如螺线管的非人类致动器而自动改变或改变。当挡位215中的一个经由手动挡位选择器或换挡器217接合时，闭合离合器206将动力从发动机10和电机274传递到车轮225。挡位位置经由挡位位置传感器275报告给控制器12。输出轴262将手动变速器208链接到车轮225。输出轴262的旋转速度可以经由输出轴速度传感器235确定。在一些示例中，车桥和具有挡位的差速器227可以定位在手动变速器208和车轮225之间。

控制器12还可以经由机/人接口299从驾驶员接收输入并且向驾驶员提供状态和数据。机/人接口299可以为键盘或触摸屏装置以及用于听觉通知驾驶员的扬声器。

因此，图1和图2的系统提供了一种车辆系统，所述车辆系统包括：联接到电机的发动机；联接到电机的手动变速器，所述手动变速器包括离合器，所述离合器响应于离合器踏板而移动；以及控制器，其包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，所述可执行指令用于根据从离合器完全断开时电机的速度到离合器完全闭合时手动变速器的预期输入速度的期望的速度变化率来调整发动机和电机的速度。所述车辆系统包括：其中所述手动变速器的预期输入速度是当所述离合器断开时新接合的挡位和变速器输出轴速度的函数。所述车辆系统还包括附加指令，所述附加指令用于进一步根据所述离合器断开时所述电机的速度下所述电机的最大扭矩，来调整所述发动机和所述电机的速度。所述车辆系统还包括附加指令，所述附加指令用于进一步根据所述离合器断开时所述发动机的速度下所述发动机的最大扭矩，来调整所述发动机和所述电机的速度。所述车辆系统还包括附加指令，所述附加指令用于进一步根据车辆的操作模式来调整所述发动机和所述电机的速度。所述车辆系统包括：其中操作模式是运动模式或旅行模式，并且其中当在换挡期间车辆以所述运动模式操作时的期望的速度变化率大于当在所述换挡期间车辆以所述旅行模式操作时的期望的速度变化率。

现在参考图3，示出了示例性先知的手动换挡序列。图4和图5的方法以及图1和图2的系统可以提供图3的序列。图3的曲线图同时发生，并且所述曲线图在时间上对齐。在t0-t12处的竖直线表示序列期间的感兴趣的时间。沿着每个曲线图的每个横轴的SS标记表示时间中断，并且时间中断可以为长的或短的持续时间。

自图3的顶部起的第一个曲线图是所请求的车轮扭矩相对于时间的曲线图。竖轴表示所请求的车轮扭矩，并且车轮扭矩的量沿竖轴箭头方向增加。横轴表示时间并且时间从曲线图的左侧到曲线图的右侧增加。轨迹302表示所请求的车轮扭矩。可以根据加速踏板位置和车辆速度来确定所请求的车轮扭矩。在一个示例中，加速踏板位置和车辆速度索引或参考以经验确定的车轮扭矩值的函数，并且该函数输出所请求的车轮扭矩。表中的值可以经由踩下加速踏板并在滚筒式底盘测功机上监测车轮扭矩来确定。

从图3的顶部起的第二个曲线图是基本发动机扭矩相对于时间的曲线图。竖轴表示基本发动机扭矩并且基本发动机扭矩的量沿竖轴箭头方向增加。横轴表示时间并且时间从曲线图的左侧到曲线图的右侧增加。轨迹304表示基本发动机扭矩。基本发动机扭矩是发动机提供给传动系的扭矩量，并且其是基于所请求的车轮扭矩。基本发动机扭矩加上基本电机扭矩可以提供所请求的车轮扭矩。在一个示例中，所请求的车轮扭矩被分为经由发动机提供的第一扭矩(例如，基本发动机扭矩)和由电机提供的第二扭矩(例如，基本电机扭矩)。基本发动机扭矩加上基本电机扭矩乘以变速器挡位比并乘以车桥挡位比可以等于所请求的车轮扭矩。第一扭矩可以是所请求的车轮扭矩、电池荷电状态和其他车辆工况的函数。

从图3的顶部起的第三曲线图是电机扭矩相对于时间的曲线图。竖轴表示基本电机扭矩，并且基本电机扭矩沿竖轴箭头方向增加。横轴表示时间并且时间从曲线图的左侧到曲线图的右侧增加。轨迹306表示基本电机扭矩。基本电机扭矩是由电机提供给传动系的扭矩量，并且其是基于所请求的车轮扭矩。在一个示例中，所请求的车轮扭矩被分为经由发动机提供的第一扭矩(例如，基本发动机扭矩)和由电机提供的第二扭矩(例如，基本电机扭矩)。第二扭矩可以是所请求的车轮扭矩、电池荷电状态、电机温度、电池温度和其他车辆工况的函数。

从图3的顶部起的第四个曲线图是发动机附加扭矩(或替代地称为附加发动机扭矩)相对于时间的曲线图。竖轴表示发动机附加扭矩并且发动机附加扭矩的量沿竖轴箭头方向增加。横轴表示时间并且时间从曲线图的左侧到曲线图的右侧增加。轨迹308表示附加发动机扭矩。发动机附加扭矩可以是对基本发动机扭矩的扭矩调整，用于改进手动变速器的换挡。发动机附加扭矩可以增加或减小基本发动机扭矩，使得在手动变速器换挡期间，发动机速度和电机速度可以接近预期或预计的变速器输入轴速度。

从图3的顶部起的第五个曲线图是电机附加扭矩(或替代地称为附加电机扭矩)相对于时间的曲线图。竖轴表示电机附加扭矩并且电机附加扭矩的量沿竖轴箭头方向增加。横轴表示时间并且时间从曲线图的左侧到曲线图的右侧增加。轨迹310表示附加电机扭矩。电机附加扭矩可以是对基本电机扭矩的扭矩调整，用于改进手动变速器的换挡。电机附加扭矩可以增加或减小基本电机扭矩，使得在手动变速器换挡期间，发动机速度和电机速度可以接近预期或预计的变速器输入轴速度。

从图3的顶部起的第六个曲线图是在变速器换挡期间期望的发动机和电机加速速率相对于时间的曲线图。竖轴表示在变速器换挡期间期望的发动机和电机加速速率，并且在变速器换挡期间期望的发动机和电机加速速率沿竖轴箭头的方向增加。横轴表示时间并且时间从曲线图的左侧到曲线图的右侧增加。轨迹312表示在变速器换挡期间期望的发动机和电机加速速率。

从图3的顶部起的第七个曲线图是变速器挡位选择器位置相对于时间的曲线图。竖轴表示变速器挡位选择器的位置并且变速器挡位沿竖轴指示。横轴表示时间并且时间从曲线图的左侧到曲线图的右侧增加。轨迹314表示变速器挡位选择器位置。

从图3的顶部起的第八个曲线图是手动离合器位置相对于时间的曲线图。竖轴表示手动离合器位置，并且当轨迹316在横轴附近时，手动离合器完全闭合。当轨迹316接近竖轴箭头的水平时，手动离合器完全断开。横轴表示时间并且时间从曲线图的左侧到曲线图的右侧增加。轨迹316表示手动离合器位置。

从图3的顶部起的第九个曲线图是发动机速度相对于时间的曲线图。竖轴表示发动机速度并且发动机速度沿竖轴箭头的方向增加。横轴表示时间并且时间从曲线图的左侧到曲线图的右侧增加。轨迹318表示发动机速度。

从图3的顶部起的第十个曲线图是车辆操作模式相对于时间的曲线图。竖轴表示车辆操作模式，并且当轨迹320处于竖轴箭头附近的水平时，车辆操作模式是运动或性能模式。当轨迹320在横轴附近时，车辆以经济模式操作。横轴表示时间并且时间从曲线图的左侧到曲线图的右侧增加。轨迹320表示车辆操作模式。

在时刻t0，所请求的车轮扭矩处于中间水平，并且基本发动机扭矩处于中间水平。基本电机扭矩处于中间水平，并且附加发动机扭矩和附加电机扭矩为零。变速器换挡期间期望的发动机和电机加速速率为零，并且挡位选择器处于第三挡位。手动离合器完全闭合，并且发动机速度处于中间水平。车辆以经济模式操作。

在时刻t1，所请求的车轮扭矩保持在中间水平，并且基本发动机扭矩保持在中间水平。基本电机扭矩也保持在中间水平，并且附加发动机和电机扭矩为零。当开始松开离合器时，期望的发动机和电机加速速率为零。人类驾驶员开始将挡位选择器从第三挡位移开，并且人类驾驶员开始断开手动离合器。车辆继续以经济模式操作。

在时刻t1和时刻t2之间，人类驾驶员完全断开离合器并继续移动换挡杆。其他车辆的工况保持在其先前水平。

在时刻t2，所请求的车轮扭矩保持在中间水平，并且基本发动机扭矩保持在中间水平。基本电机扭矩也保持在中间水平。人类驾驶员将挡位选择器移动到其最终位置第二挡位，并且离合器完全断开。一旦接合了第二挡位(例如，变速器输出轴经由第二挡位联接到变速器输入轴)，期望的发动机和电机加速速率就会增加，使得发动机可以加速到变速器输入轴的预计或预期速度。在控制器确定降挡正在进行并且目标挡位为第二挡位后，附加发动机扭矩和电机扭矩开始增加。发动机速度在时刻t2处于其先前水平，但是随着附加发动机和电机扭矩的增加而开始增加，以将发动机和电机加速到变速器输入轴的预计或预期速度。车辆继续以经济模式操作。

在时刻t2和时刻t3之间，期望的发动机加速速率增加，并且然后其随着发动机速度接近变速器输入轴速度而减小。当发动机旋转速度在变速器输入轴旋转速度的阈值内时，附加发动机扭矩和附加电机扭矩增加，并且然后减小。当手动离合器断开时，发动机速度已增加到与在第二挡位完全接合时发生的变速器输入轴旋转速度的增加相匹配。所请求的车轮扭矩和基本发动机扭矩保持在其相应的先前水平。基本电机扭矩保持在其先前水平，并且挡位选择器保持接合在第二挡位。车辆保持在经济模式。

在时刻t3，人类驾驶员开始松开(例如，闭合)手动离合器，并且附加发动机和附加电机扭矩减小到零。基本发动机扭矩和电机扭矩保持在其各自先前的水平。期望的发动机加速速率降至零。挡位选择器保持接合在第二挡位，并且随着车辆减速发动机速度开始降低。车辆保持接合在经济模式。

在时刻t4，人类驾驶员开始第二次降挡。所请求的车轮扭矩保持在中间水平，并且基本发动机扭矩保持在中间水平。基本电机扭矩也保持在中间水平，并且附加发动机和电机扭矩为零。当开始松开离合器时，期望的发动机和电机加速速率为零。人类驾驶员开始将挡位选择器从第二挡位移开，并且人类驾驶员开始断开手动离合器。车辆继续以经济模式操作。

在时刻t4和时刻t5之间，人类驾驶员完全断开离合器并继续移动变速杆。其他车辆的工况保持在其先前水平。

在时刻t5，所请求的车轮扭矩保持在中间水平，并且基本发动机扭矩保持在中间水平。基本电机扭矩也保持在中间水平。人类驾驶员将挡位选择器移动到其最终位置第一挡位，并且离合器完全断开。一旦接合了第一挡位，期望的发动机和电机加速速率就增加，使得发动机可以加速到变速器输入轴的预计或预期速度。然而，期望的发动机加速速率在时刻t5之后大于在时刻t2之后。较高的发动机加速速率可以基于退出的挡位(例如，第二挡位)和被接合的挡位(例如，第一挡位)。在更快的降挡可能是优选的情况下，较高的发动机加速速率可以允许更快地降挡在较低的挡位中。在控制器确定降挡正在进行并且目标挡位为第一挡位后，附加发动机扭矩和电机扭矩开始增加。在时刻t5之后的附加发动机扭矩和电机扭矩大于在时刻t2之后的附加发动机扭矩和电机扭矩，使得可以执行更快的降挡。发动机速度在时刻t5处于其先前水平，但是随着附加发动机和电机扭矩的增加而开始增加，以将发动机和电机加速到变速器输入轴的预计或预期速度。车辆继续以经济模式操作。

在时刻t5和时刻t6之间，期望的发动机加速速率增加，并且然后其随着发动机速度接近变速器输入轴速度而减小。当发动机旋转速度在变速器输入轴旋转速度的阈值内时，附加发动机扭矩和附加电机扭矩增加，并且然后减小。当手动离合器断开时，发动机速度已增加到与在第一挡位完全接合时发生的变速器输入轴旋转速度的增加相匹配。所请求的车轮扭矩和基本发动机扭矩保持在其相应的先前水平。基本电机扭矩保持在其先前水平，并且挡位选择器保持接合在第二挡位。车辆保持在经济模式。

在时刻t6，人类驾驶员开始松开(例如，闭合)手动离合器，并且附加发动机和附加电机扭矩减小到零。基本发动机扭矩和电机扭矩保持在其各自先前的水平。期望的发动机加速速率降至零。挡位选择器保持接合在第一挡位，并且随着车辆减速发动机速度开始降低。车辆保持接合在经济模式。

在时刻t6和时刻t7之间出现时间中断。车辆可能会继续操作，或者其可能在时间中断期间停止。恰在时刻t7之前，示出了车辆在类似于时刻t0处车辆所处的操作状况的状况下操作，除了车辆现在正在以运动或性能模式操作(其中人类驾驶员可能期望更快的手动换挡)之外。

在时刻t7，所请求的车轮扭矩保持在中间水平，并且基本发动机扭矩保持在中间水平。基本电机扭矩也保持在中间水平，并且附加发动机和电机扭矩为零。当开始松开离合器时，期望的发动机和电机加速速率为零。人类驾驶员开始将挡位选择器从第三挡位移开，并且人类驾驶员开始断开手动离合器。车辆继续以运动模式操作。

在时刻t7和时刻t8之间，人类驾驶员完全断开离合器并继续移动变速杆。其他车辆的工况保持在其先前水平。

在时刻t8，所请求的车轮扭矩保持在中间水平，并且基本发动机扭矩保持在中间水平。基本电机扭矩也保持在中间水平。人类驾驶员将挡位选择器移动到其最终位置第二挡位，并且离合器完全断开。一旦接合了第二挡位(例如，变速器输出轴经由第二挡位联接到变速器输入轴)，期望的发动机和电机加速速率就会增加，使得发动机可以加速到变速器输入轴的预计或预期速度。由于车辆以性能模式运行，因此期望的发动机和电机加速速率增加到比其在时刻t2处更高的水平。在控制器确定降挡正在进行并且目标挡位为第二挡位后，附加发动机扭矩和附加电机扭矩开始增加。与时刻t2之后相比，在时刻t8之后，附加发动机扭矩和附加电机扭矩增加到更高的水平，因为期望的发动机加速速率在时刻t8处高于在时刻t2处。发动机速度在时刻t8处于其先前水平，但是随着附加发动机和电机扭矩的增加而开始增加，以将发动机和电机加速到变速器输入轴的预计或预期速度。车辆继续以运动模式操作。

在时刻t8和时刻t9之间，期望的发动机加速速率增加，并且然后其随着发动机速度接近变速器输入轴速度而减小。当发动机旋转速度在变速器输入轴旋转速度的阈值内时，附加发动机扭矩和附加电机扭矩增加，并且然后减小。当手动离合器断开时，发动机速度已增加到与在第二挡位完全接合时发生的变速器输入轴旋转速度的增加相匹配。所请求的车轮扭矩和基本发动机扭矩保持在其相应的先前水平。基本电机扭矩保持在其先前水平，并且挡位选择器保持接合在第二挡位。车辆保持在运动模式。

在时刻t9，人类驾驶员开始松开(例如，闭合)手动离合器，并且附加发动机和附加电机扭矩减小到零。基本发动机扭矩和电机扭矩保持在其各自先前的水平。期望的发动机加速速率降至零。挡位选择器保持接合在第二挡位，并且随着车辆减速发动机速度开始降低。车辆保持以运动模式运行。

在时刻t10，人类驾驶员开始第二次降挡。所请求的车轮扭矩保持在中间水平，并且基本发动机扭矩保持在中间水平。基本电机扭矩也保持在中间水平，并且附加发动机和电机扭矩为零。当开始松开离合器时，期望的发动机和电机加速速率为零。人类驾驶员开始将挡位选择器从第二挡位移开，并且人类驾驶员开始断开手动离合器。车辆继续以运动模式操作。

在时刻t10和时刻t11之间，人类驾驶员完全断开离合器并继续移动变速杆。其他车辆的工况保持在其先前水平。

在时刻t11，所请求的车轮扭矩保持在中间水平，并且基本发动机扭矩保持在中间水平。基本电机扭矩也保持在中间水平。人类驾驶员将挡位选择器移动到其最终位置第一挡位，并且离合器完全断开。一旦接合了第一挡位，期望的发动机和电机加速速率就增加，使得发动机可以加速到变速器输入轴的预计或预期速度。然而，期望的发动机加速速率在时刻t11之后大于在时刻t5之后。较高的发动机加速速率可以基于车辆处于运动模式。在更快的降挡可能是优选的情况下，较高的发动机加速速率可以允许甚至更快地降挡在较低的挡位中。在控制器确定降挡正在进行并且目标挡位为第一挡位后，附加发动机扭矩和电机扭矩开始增加。在时刻t11之后的附加发动机扭矩和电机扭矩大于在时刻t5之后的附加发动机扭矩和电机扭矩，使得可以执行更快的降挡。发动机速度在时刻t11处于其先前水平，但是随着附加发动机和电机扭矩的增加而开始增加，以将发动机和电机加速到变速器输入轴的预计或预期速度。车辆继续以运动模式操作。

在时刻t11和时刻t12之间，期望的发动机加速速率增加，并且然后其随着发动机速度接近变速器输入轴速度而减小。当发动机旋转速度在变速器输入轴旋转速度的阈值内时，附加发动机扭矩和附加电机扭矩增加，并且然后减小。当手动离合器断开时，发动机速度已增加到与在第一挡位完全接合时发生的变速器输入轴旋转速度的增加相匹配。所请求的车轮扭矩和基本发动机扭矩保持在其相应的先前水平。基本电机扭矩保持在其先前水平，并且挡位选择器保持接合在第二挡位。车辆保持在运动模式。

在时刻t12，驾驶员开始释放(例如，关闭)手动离合器，并且附加发动机和附加电机扭矩减小到零。基本发动机扭矩和电机扭矩保持在其各自先前的水平。期望的发动机加速速率降至零。挡位选择器保持接合在第一挡位，并且随着车辆减速发动机速度开始降低。车辆保持以运动模式运行。

因此，可以根据驾驶模式以及退出挡位和进入挡位来调整发动机和电机加速速率。发动机和电机加速速率可能影响可以执行平稳换挡的时间量。然而，增加发动机和电机加速速率可能影响车辆的能量消耗。这样，车辆的人类操作员可能能够优先选择车辆的操作模式以实现期望的车辆性能水平和能量消耗水平。

现在参考图4和图5，示出了一种用于操作车辆的方法。图4和图5的方法可以至少部分地实施为存储在非暂时性控制器存储器中的可执行指令。图4和图5的方法可以与图1和图2的系统配合并且是所述系统的一部分。图4和图5的方法的至少一些部分可以是经由控制器12在物理世界中采取的用于变换车辆的工况的动作。此外，图4和图5的方法连同图1和图2的系统一起可以提供图3中所示的序列。发动机和电机在图4和图5的方法期间操作。

在402处，方法400确定车辆工况。可以经由从车辆传感器和致动器输入到控制器的数据来确定车辆工况。车辆工况可以包括但不限于发动机速度、车辆速度、当前所选的变速器挡位、电机速度、变速器输入轴速度、变速器输出轴速度、加速踏板位置、离合器踏板位置、所请求的车轮扭矩以及制动踏板位置。可以经由加速踏板位置和车辆速度来确定所请求的车轮扭矩。特定地，可以经由加速踏板位置和车辆速度参考或索引以经验确定的请求的车轮扭矩值的表或函数。在确定车辆工况之后，方法400前进至406。

在406处，方法400判断手动变速器的离合器是否被踩下(例如，分离和断开)。在一个示例中，方法400可以基于离合器踏板位置传感器的输出来判断手动变速器离合器分离。如果方法400判断手动操作的离合器分离，则回答为是，并且方法400前进至408。否则，回答为否，并且方法400前进至444。

在444处，方法400命令发动机扭矩和电机扭矩而没有附加的发动机扭矩和电机扭矩。在一个示例中，向基本发动机扭矩(ETq_base)命令发动机扭矩并且向基本电机扭矩(MTq_base)命令电机扭矩，其是基于所请求的车轮扭矩。所请求的车轮扭矩可以被划分为基本发动机扭矩和基本电机扭矩。可以经由表或函数来确定基本发动机扭矩命令和基本电机扭矩命令，所述表或函数响应于所请求的车轮扭矩、电池荷电状态(SOC)、电池温度、发动机温度和其他车辆工况而输出基本发动机扭矩和基本电机扭矩。向发动机和电机输出基本发动机扭矩命令和基本电机扭矩命令。基本电机扭矩可以经由以下等式确定：

MTq_base＝fnMTq_base(WhlTq_req/TQr/FDr,SOC,batt_pwr_limits)

其中MTq_base是基本电机扭矩，fnMTq_base是一个函数，其输出当被所请求的车轮扭矩除以当前接合的挡位的扭矩比再除以最终传动比(WhlTq_rq/TQr/FDr)引用时的基本电机扭矩、电池荷电状态(SOC)和电池电量极限(batt_pwr_limits)。基本发动机扭矩可以经由以下等式提供：

ETq_base＝(WhlTq_req/TQr/FDr)-MTq_base

其中ETq_base是基本发动机扭矩。发动机和电机提供基本发动机扭矩和基本电机扭矩。在输出动力传动系统扭矩之后，方法400继续退出。

在408处，方法400确定新的变速器挡位(例如，在手动变速器换挡期间接合使得新的变速器挡位可以将扭矩从变速器输入轴传递到变速器输出轴的变速器挡位)。可以根据换挡选择器(例如，图2的217)的位置以及认识到换挡选择器处于与恰在应用手动离合器之前所处的位置不同的位置确定新的变速器挡位。在确定新的变速器挡位之后，方法400前进至410。

在410处，方法400确定期望的变速器输入轴速度。期望的变速器输入轴速度可以经由以下等式确定：

ωin_des＝ωout·SR_New

其中ωin_des是变速器输入轴的期望旋转速度，ωout是变速器输出轴的旋转速度，SR_New是新选择的变速器挡位的速比(例如，输入速度/输出速度)。方法400前进至412。

在412处，方法400根据所请求的车轮扭矩确定新接合的变速器挡位中的期望的变速器输入扭矩(例如，传递到变速器输入轴的扭矩)。期望的变速器输入扭矩可以经由以下等式确定：

其中Tqi_new是新选择的挡位中的期望的变速器输入扭矩，WhlTq_req是所请求的车轮扭矩，TQr_new是新选择的挡位的扭矩比，并且FDr是最终传动的比率(例如，车桥比)。应注意，涉及新挡位的计算可能被延迟，直到换挡选择器指示新挡位为止。方法400前进至414。

在414处，方法400确定旧挡位或恰在手动离合器断开之前接合的挡位中的当前变速器输入扭矩(例如，恰在应用手动离合器之前传递到变速器输入轴的扭矩)。当前的变速器输入扭矩可以经由以下等式确定：

其中Tql是旧挡位中的当前变速器输入扭矩，WhlTq_req是所请求的车轮扭矩，TQr是之前选择的挡位的扭矩比，并且FDr是最终传动的比率(例如，车桥比)。方法400前进至416。

在416处，方法400确定当前变速器输入轴速度下的最大和最小发动机扭矩。当刚刚断开手动离合器时，当前变速器输入旋转速度和当前发动机旋转速度可以相等或几乎相等。当前变速器速度下的最大和最小发动机扭矩可以经由以下等式确定：

Etq_max＝fn_etq_max_table＝(ωin,air_temp,bp)

Etq_min＝fn_etq_min_table＝(ωin,air_temp,bp)

其中Etq_max是最大发动机扭矩，Etq_min是最小发动机扭矩，fn_etq_max_table是存储以经验确定的最大发动机扭矩值的表，fn_etq_min_table是存储以经验确定的最小发动机扭矩值的表。变量ωin是变速器输入轴旋转速度，air_temp是环境空气温度，并且bp是当前的大气压力。方法400前进至418。

在418处，方法400确定当前变速器输入轴速度下的最大和最小电机扭矩。当前变速器速度下的最大和最小电机扭矩可以经由以下等式确定：

Mtq_max＝fn_mtq_max_table＝(ωin,SOC,batt_pwr_limits,mot_coil_temp)

Mtq_min＝fn_mtq_min_table＝(ωin,SOC,batt_pwr_limits,mot_coil_temp)

其中Mtq_max是最大电机扭矩，Mtq_min是最小电机扭矩，fn_mtq_max_table是存储以经验确定的最大电机扭矩值的表，fn_mtq_min_table是存储以经验确定的最小电机扭矩值的表。变量SOC是电池荷电状态，batt_pwr_lim是电池功率极限，并且mot_coil_temp是电机线圈温度。方法400前进至420。

在420处，方法400确定期望的变速器输入轴速度下的最大和最小发动机扭矩。期望的变速器输入速度下的最大和最小发动机扭矩可以经由以下等式确定：

Etq_max＝fn_etq_max_table＝(ωin_des,air_temp,bp)

Etq_min＝fn_etq_min_table＝(ωin_des,air_temp,bp)

其中Etq_max是最大发动机扭矩，Etq_min是最小发动机扭矩，fn_etq_max_table是存储以经验确定的最大发动机扭矩值的表，fn_etq_min_table是存储以经验确定的最小发动机扭矩值的表。变量ωin_des是期望的变速器输入轴旋转速度，air_temp是环境空气温度，并且bp是当前的大气压力。方法400前进至418。

在422处，方法400确定期望的变速器输入轴速度下的最大和最小电机扭矩。期望的变速器输入速度下的最大和最小电机扭矩可以经由以下等式确定：

Mtq_max＝fn_mtq_max_table＝(ωin_des,SOC,batt_pwr_limits,mot_coil_temp)

Mtq_min＝fn_mtq_min_table＝(ωin_des,SOC,batt_pwr_limits,mot_coil_temp)

其中Mtq_max是最大电机扭矩，Mtq_min是最小电机扭矩，fn_mtq_max_table是存储以经验确定的最大电机扭矩值的表，fn_mtq_min_table是存储以经验确定的最小电机扭矩值的表。变量SOC是电池荷电状态，batt_pwr_lim是电池功率极限，ωin_des是期望的变速器输入轴速度，并且mot_coil_temp是电机线圈温度。方法400前进至424。

在424处，方法确定当手动离合器仍然断开时从旧挡位被接合时的发动机速度到当新挡位被接合时的变速器输入轴的旋转速度的期望的发动机旋转速度变化率。在一个示例中，可以经由以下等式确定从恰在手动离合器断开之前的发动机速度到恰在经由换挡杆接合新挡位之后的变速器输入轴的速度的期望的发动机速度变化率：

其中ωin_des_rt是从变速器接合在旧挡位时恰在手动离合器断开之前的发动机旋转速度到当手动离合器仍然断开时在换挡器接合新挡位时的变速器输入轴的旋转速度的期望的发动机旋转速度变化率。变速器输入轴的旋转速度是车辆速度和新挡位比的函数。变量ωin是当变速器接合在旧挡位中时恰在手动离合器断开之前的变速器输入轴旋转速度，该旋转速度与发动机速度相同。变量ωin_des是变速器输入轴的期望的旋转速度(例如，当手动离合器断开时经由换挡杆接合新挡位时的变速器输入轴的旋转速度)。变量fn_des_time(args)是一个函数，其输出使发动机从ωin加速到ωin_des的请求的时间量，并且其中变量args表示引用该函数的参数。参数包括Gear_n(新挡位的编号)、Gear(恰在手动离合器断开之前接合的挡位的编号)、Tqi(恰在手动离合器断开之前旧挡位中的变速器输入扭矩)、Tqi_new(新选择的挡位中的期望的变速器输入扭矩)、Etq_max(例如，是恰在手动离合器断开之前的发动机速度下的最大发动机扭矩)、Etq_min(例如，是恰在手动离合器断开之前的发动机速度下的最小发动机扭矩)、Etq_max_new(例如，是在换挡器接合新挡位和手动离合器完全断开时变速器输入轴的速度下的最大发动机扭矩)、Etq_min_new(例如，是换挡器接合新挡位且手动离合器完全断开时变速器输入轴速度下的最小发动机扭矩)、Mtq_max(例如，是恰在手动离合器完全断开之前的变速器输入轴的速度下的最大电机扭矩)、Mtq_min(例如，是恰在手动离合器完全断开之前的变速器输入轴的速度下的最小电机扭矩)、Mtq_max_new(例如，是在换挡器接合新挡位且手动离合器完全断开时的变速器输入轴的速度下的最大电机扭矩)、Mtq_min_new(例如，是在换挡器接合新挡位且手动离合器完全断开时的变速器输入轴的速度下的最小电机扭矩)。ωin_des_rt的值可以在手动离合器完全断开时经由换挡杆接合新挡位之后的换挡期间确定一次。方法400前进至426。

在426处，方法400确定在手动离合器完全断开时用于将发动机和电机加速到已经经由换挡杆接合新挡位之后的变速器输入轴速度的附加扭矩量。方法400可以经由以下等式确定在手动离合器完全断开时用于将发动机和电机加速到已经经由换挡杆接合新挡位之后的变速器输入轴速度的附加扭矩量：

Tq_add＝fn_ttq(Iin,rt)

其中Tq_add是在手动离合器完全断开时用于将发动机和电机加速到已经经由换挡杆接合新挡位之后的变速器输入轴速度的扭矩量，fn_ttq是在手动离合器完全断开时用于将发动机和电机加速到已经经由换挡杆接合新挡位之后的变速器输入轴速度的计算得出或以经验确定的扭矩量的函数或表，Iin是发动机和电机的惯性，并且ωin_des_rt是从变速器在旧挡位中接合时恰在手动离合器断开之前的发动机旋转速度到当手动离合器仍然断开时换挡器接合新挡位时的变速器输入轴的旋转速度的期望的发动机旋转速度变化率。方法400前进至428。

在428处，方法400确定实际的发动机和电机速度变化率。在一个示例中，经由以下等式确定实际的发动机和电机速度变化率：

其中ωin_rt是实际的发动机和电机速度变化率，并且dωin/dt是实际发动机和电机旋转速度的导数。方法400前进至430。

在430处，方法400将在人类驾驶员在换挡期间改变所请求的车辆扭矩的情况下由发动机和电机提供的附加扭矩限制或约束在阈值水平。可以经由以下等式将由发动机和/或电机提供的用于加速发动机和电机的扭矩的附加量限制或约束为小于阈值扭矩量：

Tq_add＝Tq_add·fn(ωin_rt,ωin_des_rt)

其中Tq_add是在手动换挡期间用于将发动机和电机加速或减速的附加扭矩，fn是返回标量实数乘数(例如0.9)的函数，并且该函数中的值经由索引或引用，ωin_des_rt是从当变速器在旧挡位中接合时恰在手动离合器断开之前的发动机旋转速度到当手动离合器仍然断开时换挡器接合新挡位时的变速器输入轴的旋转速度的期望的发动机旋转速度变化率，并且ωin_rt是实际的发动机和电机速度变化率。方法400前进至432。

在432处，方法400确定在手动离合器完全断开时用于将电机和发动机加速或减速到挡位选择器接合新挡位之后的变速器输入轴的速度的附加电机扭矩量。方法400经由以下等式确定附加的电机扭矩量：

Mtq_cmd_add＝fn_mot_portion(Tq_add,Mtq_max,Mtq_min,Etq_max,Etq_min)

其中Mtq_cmd_add是在当前手动换挡期间向电机命令提供的附加扭矩量，fn_mot_portion是一个函数，该函数返回在手动换挡期间加到基本电机扭矩的电机扭矩，Tq_add是用于将发动机和电机加速或减速到变速器输入轴速度的附加扭矩，Mtq_max是最大电机扭矩，Mtq_min是最小电机扭矩，Etq_max是最大发动机扭矩，并且Etq_min是最小发动机扭矩。函数fn_mot_portion中的值可以经由在滚筒式底盘测功机上操作车辆并手动换挡来以经验确定。如在440处所描述的，将电机命令为基本电机扭矩加上Mtq_cmd_add扭矩量。方法400前进至434。

在434处，方法400确定在手动离合器完全断开时用于将电机和发动机加速或减速到挡位选择器接合新挡位之后的变速器输入轴的速度的附加发动机扭矩量。方法400经由以下等式确定附加的发动机扭矩量：

Etq_cmd_add＝Tq_add-Mtq_cmd_add

其中Etq_cmd_add是在当前手动换挡期间向发动机命令的附加扭矩量，Tq_add是如430处所述的附加扭矩，并且Mtq_cmd_add是在当前手动换挡期间向电机命令提供的附加扭矩量。如在440处所述，将发动机命令为基本发动机扭矩加上Etq_cmd_add扭矩量。方法400前进至436。

在436处，方法400判断在换挡器接合新挡位之后发动机速度是否在变速器输入轴速度的阈值速度内。例如，如果变速器降挡并且变速器输入轴速度从2000RPM增加到2600RPM，并且阈值速度为100RPM，则方法400在发动机速度大于2500RPM且小于2600RPM时判断发动机速度在2600RPM阈值速度内。如果方法400判断发动机速度在变速器输入轴速度的阈值速度内，则回答为是，并且方法400前进至438。否则，回答为否并且方法400返回至428。

在438处，方法400将附加发动机扭矩和附加电机扭矩混合，以在换挡杆接合新挡位和手动离合器完全断开时将发动机速度和电机速度改变为变速器输入轴的速度。方法400首先经由以下等式确定混合比：

Tot_blend_ratio＝fn_tot_blend(ωin,ωin_des,Tq_add)

其中Tot_blend_ratio是用于调整发动机附加扭矩和电机附加扭矩的混合比，fn_tot_blend是返回以经验确定的混合比值的函数，ωin是实际的发动机和电机旋转速度，ωin_des是当接合了新挡位时期望的变速器输入轴旋转速度，Tq_add是在手动离合器完全断开时将发动机和电机加速到已经经由换挡杆接合新挡位之后的变速器输入轴速度的附加扭矩量。fn_tot_blend中的值可以经由在底盘测功机上操作车辆并执行手动换挡来确定。当电机和发动机速度接近变速器的期望输入速度时，可以监测电机和发动机速度。可以调整fn_tot_blend函数中的值，直到发动机和电机速度在期望的时间量中收敛到期望的变速器输入轴速度为止。在一个示例中，可以调整函数fn_tot_blend中的值，使得它们随着ωin接近ωin_des而减小。

在确定混合比值之后，可以根据以下等式经由混合比调整电机附加扭矩和发动机附加扭矩：

Mtq_cmd_add＝Mtq_cmd_add·Tot_blend_ratio

Etq_cmd_add＝Etq_cmd_add·Tot_blend_ratio

其中tot_blend_ratio是总混合比，Mtq_cmd_add是附加电机扭矩，并且Etq_cmd_add是附加发动机扭矩。方法400前进至440。

在440处，方法400命令电机扭矩和发动机扭矩。电机扭矩和发动机扭矩根据以下等式进行命令：

Mtq_tot_cmd＝MTq_base+Mtq_cmd_add

其中Mtq_tot_cmd是向电机命令的总扭矩，MTq_base是基本电机扭矩，并且Mtq_cmd_add是用于改善手动换挡的附加电机扭矩。通过以下等式来命令发动机扭矩：

Etq_tot_cmd＝ETq_base+Etq_cmd_add

其中Etq_tot_cmd是向发动机命令的总扭矩，ETq_base是基本发动机扭矩，并且Etq_cmd_add是用于改善手动换挡的附加发动机扭矩。方法400前进至442。

在442处，方法400判断手动换挡是否完成。当接合了新挡位并且手动离合器完全闭合时，可以判断手动换挡完成。如果方法400判断手动换挡完成，则回答为是，并且方法400进行至444。否则，回答为否并且方法400返回至438。

以这种方式，电机扭矩命令和发动机扭矩命令可以包括基本扭矩加上调整扭矩，所述调整扭矩可以在手动换挡期间施加以减少手动换挡时间和传动系扭矩扰动。

因此，图4和图5的方法提供了一种车辆操作方法，所述车辆操作方法包括：响应于期望的速度变化率，经由控制器调整至少一个扭矩源的速度，所述期望的速度变化率是当手动操作的离合器断开时手动换挡之前的接合挡位和所述手动换挡之后所接合的挡位的函数。所述方法包括：其中所述期望的速度变化率也是车辆驾驶模式的函数。所述方法包括：其中所述期望的速度变化率也是在电机的当前速度下所述电机的额定扭矩的函数。所述方法包括：其中所述速度变化率也是在发动机的当前速度下最大发动机扭矩的函数。所述方法包括：其中所述速度变化率也是在手动换挡之前施加到手动操作的离合器的扭矩的函数。所述方法包括：其中调整所述至少一个扭矩源的速度包括调整电机的扭矩。所述方法包括：其中调整所述至少一个扭矩源的速度包括调整内燃发动机的扭矩。所述方法包括：其中手动操作的离合器选择性地将所述至少一个扭矩源联接到变速器输入轴。

图4和图5的方法还提供了一种用于操作车辆的方法，所述方法包括：经由控制器，响应于至少一个扭矩源的惯性和至少一个扭矩源的期望的速度变化率，而经由调整至少一个扭矩源的扭矩来调整所述至少一个扭矩源的速度。所述方法包括：其中在选择性地将至少一个扭矩源联接到变速器输入轴的手动操作的离合器完全断开时调整速度。所述方法包括：其中期望的速度变化率是手动换挡之前的接合挡位和手动换挡之后的接合挡位的函数。所述方法包括：其中手动换挡至少部分地经由人类驾驶员来执行。所述方法包括：其中期望的速度变化率是最大电机扭矩的函数。所述方法包括：其中期望的速度变化率是当手动操作的离合器分离时在内燃发动机速度下最大内燃发动机扭矩的函数。

现在参考图6，示出了用于对手动变速器进行换挡的控制器框图。控制器可以表现为存储在控制器存储器中的可执行指令，并且控制器的一些部分可以包括在图4和图5的方法中。此外，控制器的各方面与现实世界中的装置交互以操作车辆。

框601表示：其中控制器执行计算以确定期望的变速器输入轴速度。该计算利用在手动换挡期间接合的新挡位和变速器输出轴速度的速比(SR)。框601将期望的变速器输入轴速度ωin_des输出到框610。

框602表示：其中控制器执行计算以确定在手动换挡期间输入到新挡位中的变速器输入轴的期望扭矩。该计算利用所请求的车轮扭矩、最终传动比和新接合的挡位的扭矩比。框602将新挡位中的期望的变速器输入轴扭矩Tqi_new输出到框610。

框603表示：其中控制器执行计算以确定在手动换挡期间输入到旧挡位中的变速器输入轴的期望扭矩。该计算利用所请求的车轮扭矩、最终传动比和先前接合的挡位的扭矩比。框603将新挡位中的期望的变速器输入轴扭矩Tqi输出到框610。

框604表示在当前发动机速度下输出最大发动机扭矩Etq_max的函数fn_etq_max_table和在当前发动机速度下输出最小发动机扭矩Etq_min的fn_etq_min_table。大气压力、空气温度和当前发动机速度输入至所述函数。框604将最大发动机扭矩和最小发动机扭矩输出到框610。

框605表示在当前电机速度下输出最大电机扭矩Mtq_max的函数fn_mtq_max_table和在当前电机速度下输出最小电机扭矩Mtq_min的函数fn_mtq_min_table。电池SOC、电池功率极限、电机速度和电机线圈温度输入至函数。框605将最大电机扭矩和最小电机扭矩输出到框610。

框606表示在新挡位中在当前发动机速度下输出最大发动机扭矩Etq_max的函数fn_etq_max_table和在新挡位中在当前发动机速度下输出最小发动机扭矩Etq_min的函数fn_etq_min_table。大气压力、空气温度和当前发动机速度输入至所述函数。框606将新挡位中的最大发动机扭矩和新挡位中的最小发动机扭矩输出到框610。

框607表示在新挡位中在当前电机速度下输出最大电机扭矩Mtq_max的函数fn_mtq_max_table和在新挡位中在当前电机速度下输出最小电机扭矩Mtq_min的函数fn_mtq_min_table。电池SOC、电池功率极限、电机速度和电机线圈温度输入至函数。框607将新挡位中的最大电机扭矩和新挡位中的最小电机扭矩输出到框610。

框610表示函数fn_des_time和应用该函数以确定期望的发动机速度变化率的计算。函数fn_des_time中的值可以经由以下方式确定：在观察完成换挡所用的时间、旧挡位、新挡位、所请求的扭矩以及该函数的其他输入的同时，在底盘测功机上操作车辆并执行手动变速器换挡。该函数中的值然后可以被操纵为使得该函数输出执行变速器换挡的期望时间。然后将执行手动换挡的期望时间用作除数和变速器输入轴速度，以确定期望的发动机和电机速度变化率。输出被传送到框612。

框612表示：其中由控制器执行计算以确定在新挡位的变速器输入速度下使发动机和电机旋转的附加扭矩。该计算利用发动机和电机的惯性以及期望的发动机和电机速度变化率。框612将附加扭矩量输出到框616。

框614表示：其中控制器执行计算以确定实际的发动机和电机速度变化率。该计算利用发动机和变速器的速度和时间。框614将实际的发动机和电机速度变化输出到框616。

框616表示函数fn和应用该函数以确定被施加来使发动机和电机加速的有限的附加扭矩量的计算。在框612处确定的附加扭矩以及当前发动机和电机速度变化率包括在计算中。框616将有限的附加扭矩值输出到框618。

框618表示函数fn_mot_portion，并且计算根据在616处确定的附加扭矩量确定附加的电机扭矩量。函数fn_mot_portion中的值可以经由以下方式确定：在底盘测功机上操作车辆并执行手动变速器换挡，同时调整电机扭矩以实现期望的发动机和电机加速度。电机附加扭矩量输出到框622和求和点640。

框630表示函数fnMTq_base，该函数输出由所请求的车轮扭矩、SOC、最终传动比和当前接合的变速器挡位的扭矩比所参考的基本电机扭矩。该函数的值可以经由在底盘测功机上操作车辆并调整电机扭矩值以提高传动系效率和性能来以经验确定。基本电机扭矩量输出到求和点640。

框632表示函数fnETq_base，该函数输出由所请求的车轮扭矩、最终传动比和当前接合的变速器挡位的扭矩比所参考的基本发动机扭矩。该函数的值可以经由在底盘测功机上操作车辆并调整发动机扭矩值以提高传动系效率和性能来以经验确定。基本发动机扭矩量输出到求和点650。

框622表示：其中执行确定在变速器换挡期间施加的附加的发动机扭矩量的计算。该计算应用附加的电机扭矩量和在框616处确定的附加扭矩量。框622将有限的附加扭矩值输出到求和点650。

在求和点640处将框618的输出和框630的输出相加，以生成包括附加电机扭矩和基本电机扭矩的总电机扭矩命令。同样，在求和点650处将框622的输出和框632的输出相加，以生成包括附加发动机扭矩和基本发动机扭矩的总发动机扭矩命令。

尽管在该示例中未示出，但是可以操纵框618和622的输出，使得当发动机和电机速度接近变速器输入轴速度时减小附加扭矩值。

如本领域普通技术人员将理解的，本文描述的方法可以表示任何数量的处理策略(诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的等)中的一个或多个。此外，本文描述的方法可以是物理世界中控制器采取的动作以及控制器内的指令的组合。本文公开的控制方法和例程的至少一些部分可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，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。因此，所示的各种步骤或功能可以按所示顺序执行、并行地执行、或者在某些情况下可以省略。同样地，处理顺序不一定是实现本文所描述的目标、特征和优点所必需的，而是为了易于说明和描述而提供的。尽管没有明确示出，但是本领域普通技术人员将认识到，可以根据所使用的特定策略来重复地执行所示步骤或功能中的一个或多个。此外，所描述的动作、操作、方法和/或功能可以通过图形表示要编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时存储器中的代码。

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，本领域技术人员在阅读了本说明书之后，将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发动机可以使用本说明书来获益。

根据本发明，一种车辆操作方法包括：响应于期望的速度变化率，经由控制器调整至少一个扭矩源的速度，所述期望的速度变化率是当手动操作的离合器断开时手动换挡之前的接合挡位和所述手动换挡之后所接合的挡位的函数。

根据一个实施例，期望的速度变化率也是车辆驾驶模式的函数。

根据一个实施例，期望的速度变化率也是在电机的当前速度下所述电机的额定扭矩的函数。

根据一个实施例，所述速度变化率也是在发动机的当前速度下最大发动机扭矩的函数。

根据一个实施例，所述速度变化率也是在手动换挡之前施加到手动操作的离合器的扭矩的函数。

根据一个实施例，调整至少一个扭矩源的速度包括调整电机的扭矩。

根据一个实施例，调整至少一个扭矩源的速度包括调整内燃发动机的扭矩。

根据一个实施例，手动操作的离合器选择性地将所述至少一个扭矩源联接到变速器输入轴。

根据本发明，提供了一种用于操作车辆的方法，所述方法包括：经由控制器，响应于至少一个扭矩源的惯性和至少一个扭矩源的期望的速度变化率，而经由调整至少一个扭矩源的扭矩来调整至少一个扭矩源的速度。

根据一个实施例，在选择性地将至少一个扭矩源联接到变速器输入轴的手动操作的离合器完全断开时调整速度。

根据一个实施例，期望的速度变化率是手动换挡之前的接合挡位和手动换挡之后的接合挡位的函数。

根据一个实施例，手动换挡至少部分地经由人类驾驶员来执行。

根据一个实施例，期望的速度变化率是最大电机扭矩的函数。

根据一个实施例，期望的速度变化率是当手动操作的离合器分离时在内燃发动机速度下的最大内燃发动机扭矩的函数。

根据本发明，提供了一种车辆系统，所述车辆系统具有：联接到电机的发动机；联接到电机的手动变速器，所述手动变速器包括离合器，所述离合器响应于离合器踏板而移动；以及控制器，其包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，所述可执行指令用于根据从离合器完全断开时电机的速度到离合器完全闭合时手动变速器的预期输入速度的期望的速度变化率来调整发动机和电机的速度。

根据一个实施例，所述手动变速器的预期输入速度是当所述离合器断开时新接合的挡位和变速器输出轴速度的函数。

根据一个实施例，本发明的特征还在于附加指令，所述附加指令用于进一步根据离合器断开时电机的速度下电机的最大扭矩，来调整发动机和电机的速度。

根据一个实施例，本发明的特征还在于附加指令，所述附加指令用于进一步根据离合器断开时发动机的速度下发动机的最大扭矩，来调整发动机和电机的速度。

根据一个实施例，本发明的特征还在于附加指令，所述附加指令用于进一步根据车辆的操作模式来调整发动机和电机的速度。

根据一个实施例，所述操作模式是运动模式或旅行模式，并且其中当在换挡期间车辆以所述运动模式操作时的期望的速度变化率大于当在所述换挡期间车辆以所述旅行模式操作时的期望的速度变化率。

Claims (14)

1.一种车辆操作方法，其包括：

响应于期望的速度变化率，经由控制器调整至少一个扭矩源的速度，所述期望的速度变化率是当手动操作的离合器断开时在手动换挡之前的接合挡位和在所述手动换挡之后所接合的挡位的函数。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述期望的速度变化率也是车辆驾驶模式的函数。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述期望的速度变化率也是在电机的当前速度下所述电机的额定扭矩的函数。

4.如权利要求3所述的方法，其中所述速度变化率也是在发动机的当前速度下最大发动机扭矩的函数。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述速度变化率也是在所述手动换挡之前施加到所述手动操作的离合器的扭矩的函数。

6.如权利要求1所述的方法，其中调整所述至少一个扭矩源的速度包括：调整电机的扭矩。

7.如权利要求1所述的方法，其中调整所述至少一个扭矩源的速度包括：调整内燃发动机的扭矩。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述手动操作的离合器选择性地将所述至少一个扭矩源联接到变速器输入轴。

9.一种车辆系统，其包括：

联接到电机的发动机；

手动变速器，其联接到所述电机，所述手动变速器包括响应于离合器踏板而移动的离合器；和

控制器，其包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，所述可执行指令用于根据从所述离合器完全断开时所述电机的速度到所述离合器完全闭合时所述手动变速器的预期输入速度的期望的速度变化率来调整所述发动机和所述电机的速度。

10.如权利要求9所述的车辆系统，其中所述手动变速器的所述预期输入速度是当所述离合器断开时新接合的挡位和变速器输出轴速度的函数。

11.如权利要求9所述的车辆系统，其还包括附加指令，所述附加指令用于进一步根据所述离合器断开时所述电机的速度下所述电机的最大扭矩，来调整所述发动机和所述电机的所述速度。

12.如权利要求9所述的车辆系统，其还包括附加指令，所述附加指令用于进一步根据所述离合器断开时所述发动机的速度下所述发动机的最大扭矩，来调整所述发动机和所述电机的所述速度。

13.如权利要求9所述的车辆系统，其还包括附加指令，所述附加指令用于进一步根据车辆的操作模式来调整所述发动机和所述电机的所述速度。

14.如权利要求13所述的车辆系统，其中所述操作模式是运动模式或旅行模式，并且其中当在换挡期间所述车辆以所述运动模式操作时的所述期望的速度变化率大于当在所述换挡期间所述车辆以所述旅行模式操作时的所述期望的速度变化率。

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