CN103386980A - 车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车辆，该车辆具有发动机、上游离合器、电动机、下游离合器、变速器齿轮箱及控制器。控制器被构造成：（i）控制下游离合器的接合，（ii）监测车辆扭矩，（iii）当车辆扭矩改变方向且电动机在操作时以指定的率值控制电动机扭矩。还公开了一种用于控制混合动力车辆的方法，所述方法包括：使电动机下游的离合器接合；监测车辆扭矩；当车辆扭矩改变方向且电动机在操作时以指定的率值控制电动机扭矩。还公开了一种混合动力车辆***，所述混合动力车辆***具有电动机和控制器，控制器被构造成：（i）在一个时间段内以指定的率值控制电动机的扭矩；（ii）控制电动机扭矩和发动机扭矩中的至少一个，以满足在所述时间段之外的驾驶员需求。

Description

车辆
技术领域
各个实施例涉及一种混合动力车辆及控制混合动力车辆减小传动系中的齿隙的方法。
背景技术
在车辆中，可能在所有车辆扭矩经过整个传动系的齿隙区时关注操控性能，传动系可包括变速器齿轮***、传动系万向节和车轮。齿隙区是当总车辆扭矩改变方向，即，从正扭矩改变到负扭矩或者从负扭矩改变到正扭矩时产生。例如，当（例如）在驾驶员踩下踏板或松开踏板事件期间车辆扭矩改变方向时，由于由传动系的各个部件内的间隙或楔隙导致的空转，而可产生间隙或齿隙。车辆扭矩由道路负载扭矩和由车辆的原动机提供的扭矩构成。
在传统车辆中，分开的变矩器可用于帮助逐渐减少齿隙区振动及相关的燃料经济性的降低。在一些最近开发的没有变矩器的双离合器变速器中，需要控制发动机扭矩进入齿隙区和离开齿隙区，以减少齿隙区振动并提高之后的扭矩响应。还可使用减小齿隙的其它方法，所述其它方法包括发动机内的点火延迟，这可导致发动机的燃料效率降低且扭矩负荷或振动增加。在混合动力车辆中，控制传动系中的齿隙变得更加复杂，这是因为可能存在多于一个原动机在给传动系提供扭矩。
发明内容
在一个实施例中，一种车辆设置有发动机、通过上游离合器连接到发动机的电动机、通过下游离合器连接到电动机的变速器齿轮箱及控制器。控制器被构造成：（i）控制下游离合器的接合，（ii）监测车辆扭矩，（iii）当车辆扭矩改变方向且电动机在操作时以指定的率值控制电动机扭矩。
下游离合器、电动机、上游离合器、发动机彼此串联地布置。
所述车辆还包括变矩器，其中，下游离合器是用于变矩器的旁路离合器。
在驾驶员命令事件期间，车辆扭矩改变方向。
在车辆加速事件和车辆减速事件中的一个事件期间，车辆扭矩改变方向。
在另一实施例中，提供一种用于控制具有发动机和电动机的混合动力车辆的方法。使电动机下游的离合器接合。监测包括道路负载扭矩、电动机的输出扭矩和发动机的输出扭矩的车辆扭矩。当车辆扭矩改变方向且电动机在操作时以指定的率值控制电动机的输出扭矩。
在另一实施例中，提供一种设置有电动机和控制器的混合动力车辆***。控制器被构造成：（i）当下游离合器接合时，在一个时间段内以指定的率值控制电动机的输出扭矩，以减小传动系中的齿系，其中，所述时间段由车辆扭矩基本为零且车辆处于加速状态和减速状态中的一种状态来表征，（ii）控制电动机扭矩和发动机扭矩中的至少一个，以满足在所述时间段之外的驾驶员需求。
在另一实施例中，提供一种用于控制具有发动机和电动机的混合动力车辆的方法，所述方法包括：使电动机下游的离合器接合；当车辆扭矩改变方向且电动机在操作时以指定的变化率控制电动机的输出扭矩，其中，车辆扭矩包括道路负载扭矩、电动机的输出扭矩和发动机的输出扭矩。
当车辆以纯电动模式操作时，以指定的变化率控制电动机扭矩，从而减小传动系中的齿系，其中，在车辆扭矩基本为零的时间段内，发生车辆扭矩改变方向，在驾驶员命令事件之后产生所述时间段。所述方法还包括：在所述时间段之前和之后控制电动机扭矩以满足驾驶员的需求。
当车辆以混合模式操作且车辆扭矩改变方向时，以指定的变化率控制电动机扭矩，从而减小传动系中的齿系，其中，在车辆扭矩基本为零的时间段内，发生车辆扭矩改变方向，在驾驶员命令事件之后产生所述时间段。所述方法还包括：在所述时间段之前和之后控制电动机扭矩和发动机扭矩以满足驾驶员的需求。
所述方法还包括：当车辆以纯发动机模式操作且车辆扭矩改变方向时，以指定的容量控制发动机下游的离合器，从而减小传动系中的齿系，其中，在车辆扭矩基本为零的时间段内，发生车辆扭矩改变方向，在驾驶员命令事件之后产生所述时间段；在所述时间段之前和之后控制发动机扭矩以满足驾驶员的需求。
在另一实施例中，提供一种混合动力车辆***，所述混合动力车辆***包括：电动机；控制器，被构造成：（i）当下游离合器接合时，在一个时间段内以指定的变化率控制电动机的输出扭矩，以减小传动系中的齿系，其中，所述时间段由车辆扭矩基本为零且车辆处于加速状态和减速状态中的一种状态来表征，（ii）控制电动机扭矩和发动机扭矩中的至少一个，以满足在所述时间段之外的驾驶员需求。
所述混合动力车辆***还包括具有旁路离合器的变矩器，其中，旁路离合器是下游离合器。
根据本公开的各个实施例具有相关的优点。例如，提供根据本公开的实施例，以在驾驶员命令事件之后当传动系经过齿隙区时控制车辆扭矩。通过控制车辆扭矩，可减小传动系的齿隙，且在车辆中连接动力传动系的部件的离合器可保持接合，从而提高车辆的燃料效率。电动机可用于控制车辆扭矩，这是因为电动机具有比发动机更快的响应速率。在传动系的齿隙区，以指定的率值控制电动机的输出扭矩，从而保持在齿隙区基本为零的车辆扭矩。在驾驶员命令事件之后，可根据车辆的操作模式以各种方式控制车辆，以减小齿隙。
附图说明
图1是能够实施实施例的混合动力车辆的示意图；
图2是示出根据实施例的控制混合动力车辆的方法的流程图；
图3是根据实施例的以纯电动模式操作的混合动力车辆的时序图；
图4是根据实施例的以混合模式操作的混合动力车辆的时序图；
图5是根据实施例的以纯发动机模式操作的混合动力车辆的时序图。
具体实施方式
根据需要，在此公开本发明的具体实施例；然而，应该理解的是，公开的实施例仅仅是本发明的示例性实施例，本发明可以以各种和可选的形式实施。附图不一定按照比例绘制；可能会夸大或最小化一些特征，以示出具体部件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能性细节不应该被解释为限制，而仅仅作为用于教导本领域的技术人员以各种方式实施本发明的代表性基础。
图1示出了根据实施例的混合动力车辆10的示意图。车辆10包括发动机12和电动机，在图1中示出的实施例中，所述电动机为电动机/发电机（M/G）14，且可选地，所述电动机可以是牵引电动机。M/G14被构造成将扭矩传递到发动机12或者传递到车辆车轮16。
M/G14利用第一离合器18（也被称为分离离合器或者上游离合器）连接到发动机12。离合器18还可包括减震机构（例如，一系列板和弹簧），减震机构被构造成帮助抑制在分离离合器18接合时在发动机12和M/G14之间传递的扭矩的变化。第二离合器22（也被称为起动离合器或者下游离合器）将M/G14连接到变速器24，到达变速器24的所有输入扭矩流过起动离合器22。虽然离合器18和22被描述并示出为液压离合器，但是还可使用其它类型的离合器，例如，机电式离合器。可选地，离合器22可被具有旁路离合器的变矩器替代，如下面进一步描述的。在不同的实施例中，下游离合器22指的是用于车辆10的各种结合装置，包括传统离合器以及具有旁路（锁止）离合器的变矩器。
发动机12的输出轴连接到分离离合器18，分离离合器18再连接到M/G14的输入轴。M/G14的输出轴连接到起动离合器22，起动离合器22再连接到变速器24。车辆10的各个部件彼此按顺序串联布置。起动离合器22将车辆的原动机连接到传动系26，传动系26包括变速器24、差速器28、车辆车轮16以及将它们互连的部件。在其它实施例中，在此描述的方法可应用于具有其它***架构的混合动力车辆。
在车辆10的另一实施例中，下游离合器22是用于变矩器的旁路离合器。来自M/G14的输入是变矩器的泵轮侧，从变矩器至变速器24的输出是变矩器的涡轮侧。变矩器利用其流体耦合传递扭矩，且可根据泵轮侧和涡轮侧之间的滑动的量实现扭矩倍增。用于变矩器的旁路离合器或锁止离合器可选择性地接合，以在泵轮侧和涡轮侧之间建立机械连接，而直接传递扭矩。旁路离合器可滑动和/或分开，以控制通过变矩器传递的扭矩的量。变矩器还可包括锁止离合器。
在车辆10中，用于变矩器的旁路离合器或起动离合器22可锁止以增加燃料效率，且可在踏板踩下事件或踏板松开事件期间在经过齿隙区时锁止。在传动系内对于齿隙的控制和操控性能取决于对于来自发动机12和/或电动机14的动力传动系扭矩的控制。与发动机12的扭矩相比，M/G14的扭矩可更精确地控制且响应时间更快。在车辆10的纯电动模式操作期间，可在经过齿隙区时控制M/G14的扭矩。在车辆的混合模式操作（此时，发动机12和M/G14均操作）期间，M/G14的扭矩和发动机12的扭矩可一起被控制，以提高车辆10的操控性能并减小传动系中的齿隙。
发动机12是直接喷射式发动机。可选地，发动机12可以是另一类型的发动机或者另一类型的原动机（例如，进气口喷射式发动机），或者可以是燃料电池，或者可使用各种燃料源，例如，柴油、生物燃料、天然气、氢等。在一些实施例中，车辆10还包括（例如）通过带或者齿轮传动可操作地连接到发动机12的起动电动机30。例如，对于冷起动或某些高速起动事件，起动电动机30可用于提供扭矩以起动发动机12，而不需要添加来自M/G14的扭矩。
M/G14与电池32连通。电池32可以是高电压电池。M/G14可被构造成在再生模式下（例如，当车辆动力输出超过驾驶员的需求时）通过再生制动等对电池32充电。M/G14还可置于发电机构造下，以适当控制发动机12提供给传动系26的扭矩的量。在一个示例中，电池32被构造成连接到外部电网，例如，对于插电式混合动力电动车辆（PHEV），其能够从电网对电池进行再充电，所述电网将能量供应到充电站处的电出口。还可存在低电压电池，以将电力提供到起动电动机或其它车辆部件，或者可通过DC至DC转换器提供低电压电力。
在一些实施例中，变速器24是自动变速器，并以传统的方式连接到驱动车轮16，且可包括差速器28。车辆10还设置有一对非驱动车轮，然而，在可选实施例中，可使用分动器和第二差速器以正向驱动所有的车辆车轮。
M/G14及离合器18和22可位于电动机/发电机壳34内，电动机/发电机壳34可集成到变速器24的壳中，或者可选地，电动机/发电机壳34是车辆10内的单独的壳。变速器24具有齿轮箱，以给车辆10提供各种变速比。变速器24的齿轮箱可包括离合器和行星齿轮组或者本领域已知的离合器和齿轮系的其它配置方式。变速器24可以是六速自动变速器、其它速度自动变速器、或者本领域已知的其它齿轮箱。
使用变速器控制单元（TCU）36等控制变速器24按照换档规律（例如，品质换档规律）操作，TCU36连接和断开齿轮箱内的各个元件，以控制变速器输出和变速器输入之间的比率。TCU36还用于控制M/G14、离合器18和22以及电动机/发电机壳34内的任何其它部件。
发动机控制单元（ECU）38被构造成控制发动机12的操作。车辆***控制器（VSC）40在TCU36和ECU38之间传递数据，并且还与各个车辆传感器通信。车辆10的控制***42可包括任何数量的控制器，并可集成为单个控制器或者可具有各种模块。一些或者所有控制器可通过控制器局域网络（CAN）或者其它***连接。控制***42可被构造成在多种不同情况中的任何情况下（包括在踏板踩下事件或踏板松开事件期间按照最小化或者减小传动系26中的齿隙和对驾驶员的冲击的方式）控制发动机12、电动机/发电机壳34、起动电动机30和变速器24中的各个部件的操作。
在正常的动力传动系（不存在有故障的子***/部件）情况下，VSC40解释驾驶员的需求（例如，PRND和加速或者减速需求），接着基于驾驶员的需求和动力传动系限制来确定车轮扭矩命令。此外，VSC40确定每个动力源何时需要提供扭矩以及需要提供多少扭矩来满足驾驶员的扭矩需求，并实现发动机12和M/G14的操作点（扭矩和速度）。VSC40可解释总的车辆扭矩，所述总的车辆扭矩包括任何正的或负的发动机12或M/G14的扭矩以及道路负载扭矩。
虽然描述的离合器18和22的操作使用术语“压力”，从而暗示是液压离合器，但是还可使用其它类型的装置，例如，机电式离合器或者变矩器。在液压离合器的情况下，离合器板上的压力与扭矩容量有关。同样地，作用在非液压离合器的板上的力也与扭矩容量相关。因此，虽然应该理解的是还包括非液压力施加到非液压离合器的离合器板上的情况，但是为了术语一致，除非另外具体限定，否则在此描述的离合器18和22的操作用“压力”的措辞。
当离合器18和22中的一个离合器被锁止或接合时，所述一个离合器的两侧的传动系部件的转速相同。打滑是离合器的一侧与另一侧存在速度差，从而当离合器中的一个打滑时，这个离合器的一侧的速度与另一侧的速度不同。例如，如果M/G14的输出转速是1500rpm，起动离合器22按照100rpm打滑，则起动离合器22的变速器24侧按照1600rpm旋转。当下游离合器22是用于变矩器的旁路离合器时，当下游离合器22完全分开时，也可认为下游离合器22打滑，这是因为即使没有扭矩通过旁路离合器传递，在离合器上也存在速度差。
当离合器18和22中的一个离合器的压力增加时，可通过离合器18和22传递更大的扭矩。如果离合器的压力恒定，一个离合器可将该离合器的一侧上的扭矩增加到该离合器的两侧开始打滑的点。对于离合器18和22中的一个离合器，在给定的压力，在离合器开始打滑之前可通过离合器传递的扭矩的最大量是离合器的扭矩容量或静容量。在所述压力处离合器开始打滑之后，扭矩容量保持恒定。在给定的扭矩容量，如果在离合器的输入侧上的扭矩增加，则在离合器的所述侧上的速度将增加（即，打滑将增加），且由于离合器处于给定的扭矩容量，所以通过离合器传递的扭矩将保持恒定。可选地，如果离合器打滑并且处于恒定压力，则减小离合器的输入侧上的扭矩（从而减小所述侧上的转速）将使打滑减小或者停止打滑。对于给定的扭矩通过离合器，如果离合器压力降低，则离合器将开始打滑或者打滑增加。当离合器在全压力被锁止时，通常设计成使得离合器在扭矩增加时不打滑。
换句话说，离合器的一侧上的速度（及扭矩发生器的扭矩）可变化并被干扰，且当离合器打滑时，离合器的另一侧基于离合器的扭矩容量被隔离并接收扭矩。
在可选实施例中，离合器22可被包括变矩器和锁止离合器或旁路离合器的变矩器单元替代。当在变矩器上存在特定的转速差时，变矩器具有扭矩倍增效果。在扭矩倍增期间，由于变矩器上的扭矩倍增而使得变矩器的输出扭矩大于其输入扭矩。例如，当车辆10从静止起动、连接到变矩器的输入轴开始旋转、从变矩器出来的输出轴仍然静止或者刚刚开始旋转时存在扭矩倍增。
锁止离合器或旁路离合器用于锁止变矩器，使得起动离合器（下游扭矩传递装置）22的输入扭矩和输出扭矩彼此相等，以及起动离合器22的输入转速和输出转速彼此相等。例如，当变矩器上的转速比大于约0.8时，锁止离合器消除了变矩器上的滑动和传动系的低效率，并可提高车辆10的燃料效率。
图2示出了控制车辆10的动力传动系以减小传动系26的齿隙的流程图。当扭矩的量和/或方向改变时，在传动系26中可产生齿隙，从而导致传动系26振动。通常的齿隙条件是在传动系26中的扭矩或者总的车辆扭矩从经过传动系的正扭矩改变到经过传动系26的负扭矩或者从经过传动系26的负扭矩改变到经过传动系26的正扭矩时产生。在产生齿隙的时间段内，总的车辆扭矩可以等于零或接近零，或者基本上为零。车辆扭矩是道路负载扭矩与由发动机12和/或M/G14提供的正扭矩或负扭矩之和。道路负载扭矩通常是负值。例如，在导致总的车辆扭矩从负转到正或者从正转到负的车辆加速事件或者车辆减速事件（例如踏板踩下或踏板松开）期间，可产生用于改变车辆扭矩的齿隙条件。
在步骤50处开始，控制器42确定车辆10是否在正常驱动情况下操作，在正常驱动情况下起动离合器22锁止或接合，或者用于变矩器***的旁路离合器锁止或接合。在步骤52处，控制器42（例如）通过监测由加速踏板接收的踏板踩下或踏板松开命令或其它输入来确定是否由于驾驶员的需求事件而可产生齿隙控制事件。
如果由于驾驶员的需求事件而可产生齿隙控制事件，则控制器42前进到步骤54，以确定针对车辆10的当前状态的操作模式。在纯电动操作模式下，只有M/G14操作。在混合操作模式下，发动机12和M/G14操作。在纯电动模式或混合模式下，M/G14可用作电动机以提供输出扭矩，或者可用作发电机以接收输入扭矩并给电池32充电。在纯发动机操作模式下，只有发动机12操作。在纯发动机模式下，（例如）当电池在其最大充电容量之上且M/G可基于车辆操作另外发电时，或者在M/G14不操作的维修模式下，电池32的充电状态可能不允许M/G14操作。
如果车辆以纯电动模式操作，则控制器42前进到步骤56。针对踏板踩下情况，M/G14的扭矩快速倾斜增加，或者针对踏板松开情况，M/G14的扭矩快速倾斜减小，来满足驾驶员的需求，直到车辆扭矩接近齿隙区进入点。在齿隙区（在齿隙区，总的车辆扭矩位于从正值转到负值或者从负值转到正值的交界处且总的车辆扭矩接近零），在步骤58处以指定的率值控制M/G14的扭矩，从而减少传动系26的振动和齿隙。在步骤60处，一旦离开齿隙区，则针对踏板踩下情况，M/G14的扭矩可快速倾斜增加，或者针对踏板松开情况，M/G14的扭矩快速倾斜减小，来满足驾驶员的需求。在步骤62处，齿隙控制算法结束。
图3a至图3e示出了在纯电动模式操作期间齿隙控制的示例的图。图3b示出了恒定的道路负载扭矩64。在其它示例中，道路负载扭矩可变。图3e在66处示出了锁止的用于变矩器的旁路离合器或者起动离合器22，在68处示出了未锁止的或分开的分离离合器18，在68处，离合器22处于其锁止压力。分离离合器18分开，这是因为车辆10处于纯电动模式且发动机12未操作并可与M/G14脱离接合。图3a在70处示出了针对踏板踩下情况和踏板松开情况的加速踏板输入。最初，例如在72处在稳态巡航期间，加速踏板可以位于驾驶员的需求低的位置。在74处发生踏板踩下事件。现在参照图3c，M/G14的输出扭矩76增加，以满足由于在区域78内踏板踩下而增加的驾驶员需求，这与步骤56相关。注意的是，当在图3d中示出的总的车辆扭矩80是道路负载扭矩64和M/G14的输出扭矩76的组合时，总的车辆扭矩80随着M/G14的输出扭矩76的增加而增加。在81处，车辆扭矩接近零，且接近从负扭矩转到正扭矩的交界，从而指示接近齿隙区82。在齿隙区82内，在84处且在图2中的步骤58处，以指定的率值控制M/G14的输出扭矩76。所述指定的率值使得总的车辆扭矩80在齿隙区82不会改变或具有小的变化率，从而减小由于突然的或快速的扭矩变化而导致的传动系中的齿隙。在齿隙区82的结束处，M/G14的输出扭矩76可倾斜上升或增加（如在86处所示），以满足将踏板踩下命令70用作输入的驾驶员需求，这在图2中的步骤60处描述。
在88处产生踏板松开命令同时处于纯电动模式。在90处，M/G14的输出扭矩76倾斜下降或减小，这与步骤56相关。注意的是，在图3d中示出的总的车辆扭矩80随着M/G14的输出扭矩76的减小而减小。在92处，车辆扭矩80接近零，且接近从正扭矩转到负扭矩的交界，从而指示接近齿隙区94。在齿隙区94内，在96处，以指定的率值控制M/G14的输出扭矩76，这与图2中的步骤58相关。在齿隙区94的结束处，M/G14的输出扭矩76可进一步倾斜下降或减小（如在98处所示），以满足将踏板松开命令70用作输入的驾驶员需求，这在图2中的步骤60处描述。注意的是，在踏板踩下命令和踏板松开命令期间，分别发生车辆加速或减速，这还意味着可能的齿隙事件。
返回参照图2，如果车辆以混合模式操作，则控制器42前进到步骤100，在步骤100处控制器42确定是否发生踏板踩下事件或踏板松开事件。对于踏板踩下事件，在步骤102处，控制器42继续使发动机12的扭矩和M/G14的扭矩倾斜上升，直到车辆扭矩接近齿隙区进入点。在步骤104处，在齿隙区（在齿隙区，总的车辆扭矩位于从负值转到正值的交界处），以渐进控制的方式使发动机12的扭矩继续倾斜上升以增加发动机12的输出扭矩，同时减小M/G14的扭矩。以指定的率值控制M/G14的扭矩，使得在齿隙区M/G14的扭矩将抵消增加的发动机12的扭矩，以保持在齿隙区基本为零的总的车辆扭矩，从而减少传动系26的振动和齿隙。M/G14的扭矩甚至可转到负值，使得M/G14发电和给电池充电，以抵消发动机12的扭矩。由于与发动机12的扭矩控制相比，M/G14的扭矩精度更高且响应更快，所以实时控制M/G14的扭矩。因此，发动机扭矩可被控制到更加精确的扭矩值。在步骤106处，一旦离开齿隙区，则发动机12的扭矩可进一步增加，M/G14的扭矩可被控制从而满足驾驶员的需求。然后，在步骤108处，控制器42可基于车辆10的状态和车辆操作而优化动力传动系在发动机12的操作和M/G14的操作以及发动机12和M/G14的贡献之间的操作。在步骤62处，齿隙控制算法结束。
对于踏板松开事件，控制器42从步骤100前进到步骤110，在步骤110处，控制器42使发动机12的扭矩和M/G14的扭矩倾斜下降，直到车辆扭矩减小并接近齿隙区进入点。与发动机12相比，M/G14更快的响应可允许快速到达齿隙区进入点。在步骤112处，在齿隙区（在齿隙区，总的车辆扭矩位于从正值转到负值的交界处），以扭矩控制渐进的方式使发动机12的扭矩继续倾斜下降以减小发动机12的输出扭矩，同时使M/G14的扭矩倾斜上升。以指定的率值控制M/G14的扭矩，使得在齿隙区M/G14的扭矩将抵消持续减小的发动机12的扭矩，以保持在齿隙区基本为零的总的车辆扭矩，从而减少传动系26的振动和齿隙。M/G14的扭矩甚至可转到正值，使得M/G14用作电动机以抵消减小的发动机12的扭矩。由于与发动机扭矩相比，M/G14的扭矩响应更快且控制精度更高，所以实时控制M/G14的扭矩。在步骤114处，一旦离开齿隙区，则发动机12的扭矩可进一步减小，M/G14的扭矩可被控制从而满足驾驶员的需求。然后，在步骤108处，控制器42可基于车辆10的状态和车辆操作而优化动力传动系在发动机12的操作和M/G14的操作以及发动机12和M/G14的贡献之间的操作。在步骤62处，齿隙控制算法结束。
图4a至图4e示出了在混合模式操作期间齿隙控制的示例的图。图4b示出了恒定的道路负载扭矩120。在其他示例中，道路负载扭矩可变。图4e在122处示出了锁止的用于变矩器的旁路离合器或者起动离合器22，在124处示出了锁止的分离离合器18，在图4e中离合器18和22处于它们各自的锁止压力。图4a在126处示出了针对踏板踩下情况和踏板松开情况的加速踏板输入。最初，例如在128处在稳态巡航期间，加速踏板可以位于驾驶员的需求低的位置。
在130处发生踏板踩下事件。现在参照图4c，在踏板踩下之后，在134处发动机的扭矩132开始倾斜上升，在138处M/G14的输出扭矩136也增加，以满足由于在区域140内踏板踩下而增加的驾驶员需求，这与步骤102相关。在本示例中，在踏板踩下事件之前M/G14处于再生模式。注意的是，由于M/G14的响应时间更快，所以M/G14的扭矩138可以以比发动机的扭矩134增加的速率快得多的速率增加。还注意的是，在图4d中示出的总的车辆扭矩142随着发动机的输出扭矩134和M/G14的输出扭矩138的增加而增加，这是因为车辆扭矩142是道路负载扭矩120、发动机扭矩132和M/G14的扭矩136的组合。
在144处，车辆扭矩142接近零，且接近从负值转到正值的交界，从而指示接近齿隙区146。在齿隙区146内，发动机扭矩继续增加（如在148处所示），在150处M/G14的扭矩以指定的率值控制，这与图2中的步骤104相关。用于M/G14的扭矩150的指定的率值使得总的车辆扭矩142在齿隙区146不会改变或具有小的变化率，从而减小由于扭矩突然地或快速地从负侧改变到正侧而导致的传动系中的齿隙。在齿隙区146的结束处，在152处发动机12的扭矩可进一步增加，在154处M/G14的扭矩可被控制从而满足驾驶员的需求，这与步骤106相关。然后，可基于与步骤108相关的车辆操作，在156处控制发动机的输出扭矩以及在158处控制M/G14的输出扭矩。
在160处发生踏板松开事件。参照图4c，在踏板松开之后，在162处发动机的扭矩132开始倾斜下降，在164处M/G14的输出扭矩136也减小，以满足由于踏板松开而减小的驾驶员需求，这与步骤110相关。注意的是，由于M/G14的响应时间更快，所以M/G14的扭矩164可以以比发动机的扭矩162减小的速率快得多的速率减小。还注意的是，在图4d中示出的总的车辆扭矩142随着发动机的输出扭矩162和M/G14的输出扭矩164的减小而减小，这是因为车辆扭矩142是道路负载扭矩120、发动机扭矩132和M/G14的扭矩136的组合。
在166处，车辆扭矩142接近零，且接近从正值转到负值的交界，从而指示接近齿隙区168。在齿隙区168内，发动机扭矩继续减小（如在170处所示），在172处M/G14的扭矩以指定的率值控制，这与图2中的步骤112相关。用于M/G14的扭矩172的指定的率值使得总的车辆扭矩142在齿隙区168不会改变或具有小的变化率，从而减小由于扭矩突然地或快速地改变而导致的传动系中的齿隙。在齿隙区168的结束处，在174处发动机12的扭矩可进一步减小，在176处M/G14的扭矩可被控制从而满足驾驶员的需求，这与步骤114相关。然后，可基于与步骤108相关的车辆操作，控制发动机的输出扭矩132和M/G14的输出扭矩136。
返回参照图2，如果车辆以纯发动机模式操作，则控制器42前进到步骤180。发动机12的扭矩由于踏板踩下而倾斜上升，或者由于踏板松开而倾斜下降，直到车辆的扭矩接近齿隙区进入点。在步骤182处，在齿隙区（在齿隙区，总的车辆扭矩位于从正值转到负值或者从负值转到正值的交界），发动机12的扭矩基于踏板踩下命令而继续增加或者基于踏板松开命令而继续减小。在182处，发动机12的下游离合器以减小的扭矩容量操作，从而限制通过下游离合器传递到传动系26的发动机12的扭矩，并减少传动系26的振动和齿隙。离合器的扭矩容量被控制，使得通过离合器传递的发动机扭矩总体上抵消道路负载扭矩，由此保持在齿隙区基本为零的总的车辆扭矩。可使用各种构造来控制离合器扭矩容量。在一个示例中，用于变矩器的旁路离合器或起动离合器22保持锁止，同时变速器内的换档离合器或分离离合器18的扭矩容量以减小的控制容量操作。在另一示例中，对于仅具有起动离合器22而没有变矩器的车辆，起动离合器22的扭矩容量可减小并被控制。在另一示例中，用于变矩器装置22的旁路离合器可控制到减小的容量，然而，在这种情况下，扭矩将经过变矩器到达传动系26，且在总的控制策略方面可能需要考虑扭矩倍增效果、变矩器的扭矩比等。在184处，一旦离开齿隙区，则具有减小容量的离合器可接合或锁止，针对踏板踩下情况，发动机12的扭矩可倾斜上升，或者针对踏板松开情况，发动机12的扭矩可倾斜下降，来满足驾驶员的需求。在62处，齿隙控制算法结束。
图5a至图5e示出了在纯发动机模式操作期间齿隙控制的示例的图。图5b示出了恒定的道路负载扭矩190。在其它示例中，道路负载扭矩可变。图5e在192处示出了锁止的用于变矩器的旁路离合器或者起动离合器22，在194处示出了锁止的分离离合器18，在图4e中离合器18和22处于它们各自的锁止压力。图5a在196处示出了加速踏板输入以针对踏板踩下情况和踏板松开情况。最初，例如在198处在稳态巡航期间，加速踏板可以位于驾驶员的需求低的位置。
在200处发生踏板踩下事件。现在参照图5c，发动机12的输出扭矩202增加，以满足由于在区域204内踏板踩下而增加的驾驶员需求，这与图2中的步骤180相关。注意的是，在图5d中示出的总的车辆扭矩206随着发动机的输出扭矩的增加而增加，这是因为车辆扭矩206是道路负载扭矩190和发动机扭矩202的组合。在208处，车辆扭矩接近零，且接近从负值转到正值的交界，从而指示接近齿隙区210。在齿隙区210内，发动机扭矩212继续增加，以满足总的驾驶员需求。发动机12的下游离合器的扭矩容量减小，从而控制从发动机12通过下游离合器传递到传动系26的扭矩。分离离合器（或变速器换档离合器）的扭矩容量减小（如在214处所示），或者可选地，在216处用于变矩器的旁路离合器或起动离合器22的扭矩容量减小。虽然为了说明性目的而示出这两种情况，但是在一些实施例中，只有一个离合器的容量减小，同时另一个离合器保持锁止。选择指定的扭矩容量，使得总的车辆扭矩206在齿隙区210不会改变或具有小的变化率，从而减小由于扭矩突然地或快速地改变而导致的传动系中的齿隙。在齿隙区210的结束处，离合器锁止，且控制发动机12的扭矩以满足驾驶员的需求，这在图2中的步骤184处描述。
在220处发生踏板松开事件。参照图5c，发动机12的输出扭矩202减小或倾斜下降，以满足由于在区域222内踏板松开而减小的驾驶员需求，这与图2中的步骤180相关。注意的是，在图5d中示出的总的车辆扭矩206随着发动机的输出扭矩的减小而减小，这是因为总的车辆扭矩206是道路负载扭矩190和发动机扭矩202的组合。在区域222内，发动机扭矩快速减小，以快速接近齿隙区。在224处，车辆扭矩206接近零，且接近从正值转到负值的交界，从而指示接近齿隙区226。在齿隙区226内，针对踏板松开事件，发动机扭矩228继续减小，以能够满足总的驾驶员需求。发动机12的下游离合器的扭矩容量减小，从而控制从发动机12通过下游离合器传递到传动系26的扭矩。分离离合器（或变速器换档离合器）的扭矩容量减小（如在230处所示），或者可选地，在232处用于变矩器的旁路离合器或起动离合器22的扭矩容量减小。虽然为了说明性目的而示出这两种情况，但是在一些实施例中，只有一个离合器的容量将减小，类似于之前描述的踏板踩下情况。为离合器选择指定的减小扭矩容量，使得总的车辆扭矩206在齿隙区226不会改变或具有小的变化率。例如，可选择扭矩容量以抵消那个时间内的道路负载。在齿隙区226的结束处，离合器锁止，且控制发动机12的扭矩以满足驾驶员的需求，这在图2中的步骤184处描述。
例如，提供根据本公开的各个实施例，以在驾驶员的需求事件之后当传动系经过齿隙区时控制车辆扭矩。通过控制车辆扭矩，可减小传动系齿隙，且在车辆中连接在动力传动系的部件之间的离合器可保持接合，从而提高车辆的燃料效率。电动机可用于控制车辆扭矩，这是因为电动机具有比发动机快的响应率。在传动系齿隙区，电动机的输出扭矩以指定的率值控制，从而保持在齿隙区基本为零的车辆扭矩。在驾驶员需求事件之后，根据车辆的操作模式，车辆可以以各种方式被控制以减小齿隙。
虽然在上面描述了示例性实施例，但是并不意味着这些实施例描述了本发明的所有可能形式。相反，在说明书中使用的词语是描述性词语而非限定性词语，而且应该理解到，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可进行各种改变。另外，各个实施的实施例的特征可被组合以形成本发明的进一步的实施例。

Claims (10)

1.一种车辆，包括：
发动机；
电动机，通过上游离合器连接到发动机；
变速器齿轮箱，通过下游离合器连接到电动机；
控制器，被构造成：（i）控制下游离合器的接合，（ii）监测车辆扭矩，（iii）当车辆扭矩改变方向且电动机在操作时以指定的变化率控制电动机扭矩。
2.根据权利要求1所述的车辆，所述车辆还包括连接到齿轮箱的一对车轮，车轮和所述齿轮箱提供传动系。
3.根据权利要求2所述的车辆，其中，道路负载扭矩通过车轮提供到传动系，
其中，车辆扭矩是道路负载扭矩、发动机扭矩和电动机扭矩之和。
4.根据权利要求2所述的车辆，其中，控制器被构造成：当发动机与电动机脱离接合且车辆扭矩改变方向时，以指定的变化率控制电动机扭矩，从而减小传动系中的齿系。
5.根据权利要求4所述的车辆，其中，在车辆扭矩基本为零的时间段内，发生车辆扭矩改变方向，在驾驶员命令事件之后产生所述时间段，
其中，控制器被构造成：在所述时间段之前和之后控制电动机扭矩以满足驾驶员的需求。
6.根据权利要求2所述的车辆，其中，控制器被构造成：当发动机与电动机接合且车辆扭矩改变方向时，以指定的变化率控制电动机扭矩，从而减小传动系中的齿系。
7.根据权利要求6所述的车辆，其中，在车辆扭矩基本为零的时间段内，发生车辆扭矩改变方向，在驾驶员命令事件之后产生所述时间段，
其中，控制器被构造成：在所述时间段之前和之后控制电动机扭矩和发动机扭矩以满足驾驶员的需求。
8.根据权利要求2所述的车辆，其中，控制器被构造成：当发动机与电动机接合，电动机扭矩基本为零且车辆扭矩改变方向时，以指定的容量控制发动机下游的接合机构，从而减小传动系中的齿系。
9.根据权利要求8所述的车辆，其中，在车辆扭矩基本为零的时间段内，发生车辆扭矩改变方向，在驾驶员命令事件之后产生所述时间段，
其中，控制器被构造成：在所述时间段之前和之后控制发动机扭矩以满足驾驶员的需求。
10.根据权利要求8所述的车辆，其中，接合机构是上游离合器、下游离合器、齿轮箱中的换档离合器中的一个。
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