CN107521491B - 用于控制传动系转矩的方法和*** - Google Patents

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Abstract

本申请涉及用于控制传动系转矩的方法和***，描述了用于操作包括发动机和马达/发电机的混合动力传动***的***和方法。***和方法响应于马达/发电机是否可用于提供负转矩至传动系而调整变矩器离合器开度。此外，操作马达/发电机和车辆的发动机，以提供期望量的传动系制动。

Description

用于控制传动系转矩的方法和***
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***的方法和***。方法和***可以对于混合动力车辆特别有用，并且经由发动机和沿提供输入至变速器的轴定位的马达提供车轮转矩。
背景技术
期望车辆在选定的车辆工况下以预定的速率减速。例如，如果驾驶员完全释放加速器踏板，则期望车辆以预定速率减速直到车辆达到缓慢行进速度(creep speed)。车辆制动可以经由提供负转矩至车辆传动系(driveline)的发动机提供。负传动系转矩被施加到车辆车轮以使车辆减速。经由发动机施加负转矩至传动系的一种方式是进入减速燃料关闭模式(DFSO)或减速燃料切断模式。在DFSO模式下，供应至一个或多个发动机汽缸的燃料停止或者被关闭，使得汽缸内的燃烧由于燃料关闭而停止，从而停用所述汽缸。停用的汽缸可以将空气从发动机的进气歧管引入并将空气排放至发动机的排气***，其中没有空气参与燃烧。将空气泵送通过发动机可经由发动机提供负转矩至传动系，并且将车辆的动能转换为热和转矩，以保持发动机旋转。然而，当车辆的动能转换为热和转矩以旋转发动机时，车辆的动能不是可回收或可重复使用的。
发明内容
本发明者在此已经认识到上述问题并且已经开发了一种动力传动***操作方法，所述方法包括：响应于马达可用于供应负输入转矩并且驾驶员需求转矩比阈值小，经由马达提供负输入转矩至变速器；以及响应于马达不可用于供应负输入转矩并且驾驶员需求转矩比阈值小，经由在减速燃料切断模式下操作发动机提供负输入转矩至变速器。
当马达可用于提供负传动系转矩时经由马达提供负传动系转矩，车辆的动能可以作为电能存储以保存动力。然而，在马达不可用于将车辆的动能转换为电能的状况期间，车辆的发动机可以提供请求的传动系制动，使得车辆可以以期望的速率减速。此外，当马达可用于提供期望的制动转矩至传动系时，基于马达是否可用于提供负转矩至传动系的变矩器离合器解锁计划根据第一变矩器离合器解锁计划安排变矩器解锁。当马达不可用于提供期望的制动转矩至传动系时，根据第二变矩器离合器解锁计划安排变矩器解锁。
本说明书可以提供若干优点。例如，本方法可以提高车辆的动能的利用。此外，本方法可以减少传动系转矩扰动。另外，本方法可以提供改进的变矩器离合器控制。
当单独地或与附图结合考虑时，从下列具体实施方式，本说明书的上述优点及其他优点和特征将是显而易见的。
应该理解的是上述发明内容经提供以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。不意在识别所要求保护的主题的关键或必要特征，所述要求保护的主题的范围由随附的权利要求唯一限定。此外，所要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中指出的任何缺点的实施方式。
附图说明
当单独地或参照附图考虑时，本文所述的优点将通过阅读本文称为具体实施方式的实施例的示例更充分地理解，其中：
图1是发动机的示意图；
图2是混合动力车辆传动系的示意图；
图3A示出根据图4的方法的示例传动系操作顺序；
图3B是图3A中所示的传动系操作顺序的部分；以及
图4是用于操作混合动力车辆的传动系的示例方法。
具体实施方式
本说明书涉及操作混合动力车辆的传动系。该传动系可以包括发动机、马达和变矩器。混合动力车辆可以包括如图1中所示的发动机。图1中的发动机可以包括在如图2所示的传动系中。图1和图2的***可以提供图3A和图3B的操作顺序。图4的方法可以被包括在图1和图2的***中，以提供图3A和图3B的操作顺序。
参照图1，包括其中一个汽缸在图1中示出的多个汽缸的内燃发动机10由电子发动机控制器12控制。发动机10包括汽缸盖35和汽缸体33，汽缸体包括燃烧室30和汽缸壁32。活塞36定位在汽缸壁内并经由与曲轴40的连接进行往复运动。飞轮97和环形齿轮99耦接到曲轴40。起动机96(例如，低电压(以小于30伏的电压操作)电机)包括小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98可以选择性地推进小齿轮95，以接合环形齿轮99。起动机96可以直接地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可以经由带或链条选择性地供应转矩至曲轴40。在一个示例中，起动机96在未接合到发动机曲轴时处于基础状态。燃烧室30经示出经由相应的进气门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。进气门52可以由气门启动装置59选择性地启动和停用。排气门54可以由气门启动装置58选择性地启动和停用。气门启动装置58和59可以是电机械装置。
燃料喷射器66经示出定位以将燃料直接地喷射到汽缸30中，这作为直接喷射为本领域的技术人员所知。燃料喷射器66与来自于控制器12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***(未示出)输送至燃料喷射器66。在一个示例中，高压双级燃料***可以用于产生较高的燃料压力。
另外，进气歧管44经示出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机械地耦接至涡轮增压器压缩机162。任选的电子节气门62调整节流板64的位置，以控制从压缩机162到进气歧管44的空气流。增压室45中的压力可以指节气门入口压力，因为节气门62的入口是在增压室45内。节气门出口是在进气歧管44中。在一些示例中，节气门62和节流板64可以定位在进气门52和进气歧管44之间，使得节气门62是进气道节气门。压缩机循环阀47可以选择性地调整至在完全打开和完全关闭之间的多个位置。废气门163可以经由控制器12调整，以允许排气选择性地旁通涡轮164来控制压缩机162的速度。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***88响应于控制器12经由火花塞92提供点火火花至燃烧室30。通用排气氧(UEGO)传感器126经示出在催化转换器70的上游耦接到排气歧管48。可替代地，双态排气氧传感器可以代替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，其中每个排放控制装置具有多个砖。在一个示例中，转化器70可以是三元型催化剂。
控制器12作为常规微型计算机在图1中示出，包括：微处理器单元102、输入/输出端口104、只读存储器106(例如，非临时性存储器)、随机存取存储器108、不失效存储器(KAM)110和常规数据总线。控制器12经示出从耦接到发动机10的传感器接收各种信息，除了前面讨论的那些信号，包括：来自于耦接到冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT)；耦接到加速器踏板130用于感测由足132施加的力的位置传感器134；耦接到制动器踏板150用于感测由足152施加的力的位置传感器154；来自于耦接到进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力(MAP)的测量；来自于感测曲轴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；和来自传感器68的节气门位置的测量。大气压力也可以被感测(传感器未示出)以用于控制器12处理。在本说明书的优选方面中，发动机位置传感器118在曲轴的每个旋转产生预定数量的等距脉冲，由此可以确定发动机转速(RPM)。
在操作期间，发动机10内的每个汽缸典型地经历四冲程循环：该循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。通常地，在进气冲程期间，排气门54关闭且进气门52打开。空气经由进气歧管44引入燃烧室30中，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。其中活塞36处于汽缸的底部附近且在其冲程结束时(例如，当燃烧室30处于其最大容积时)的位置典型地由本领域的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。其中活塞36在其冲程结束时并最接近汽缸盖(例如，当燃烧室30处于其最小容积时)的点典型地由本领域的技术人员称为上止点(TDC)。在下文称为喷射的过程中，燃料引入燃烧室中。在下文称为点火的过程中，所喷射的燃料由诸如火花塞92等已知的点火工具点火，导致燃烧。
在膨胀冲程期间，膨胀的气体推动活塞36回到BDC。曲轴40将活塞运动转换为旋转轴的旋转转矩。最后，在排气冲程期间，排气门54打开，以释放所燃烧的空气-燃料混合物至排气歧管48，并且该活塞返回到TDC。注意，上述仅作为示例示出，并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可以改变，诸如，以提供正或负气门重叠、进气门关闭延迟或各种其他示例。
图2是包括动力传动***或传动系200的车辆225的方框图。图2的动力传动***包括图1中所示的发动机10。动力传动***200经示出包括车辆***控制器255、发动机控制器12、电机控制器252、变速器控制器254、能量存储装置控制器253和制动器控制器250。控制器可以通过控制器局域网络(CAN)299通信。每个控制器可以向其他控制器提供信息，诸如转矩输出极限(例如，经控制不能超过的装置或组件的转矩输出)、转矩输入极限(例如，经控制不能超过的装置或组件的转矩输入)、被控制的装置的转矩输出、传感器和致动器数据、诊断信息(例如，关于劣化变速器的信息、关于劣化发动机的信息、关于劣化电机的信息、关于劣化制动器的信息)。此外，车辆***控制器255可以提供命令至发动机控制器12、电机控制器252、变速器控制器254和制动器控制器250，以实现驾驶员输入请求和基于车辆工况的其他请求。
例如，响应于驾驶员释放加速器踏板和车辆速度，车辆***控制器255可以请求期望的车轮转矩或车辆动力水平，以提供期望的车辆减速速率。期望的车轮转矩可以通过车辆***控制器255向电机控制器252请求第一制动转矩和向制动器控制器250请求第二制动转矩来提供，所述第一转矩和第二转矩在车辆车轮216处提供期望的制动转矩。
在其他示例中，控制动力传动***装置的分开(partitioning)可以与图2中所示的不同地分开。例如，单个控制器可以代替车辆***控制器255、发动机控制器12、电机控制器252、变速器控制器254和制动器控制器250。可替代地，车辆***控制器255和发动机控制器12可以是单个单元，而电机控制器252、变速器控制器254和制动器控制器250是独立式控制器。
在此示例中，动力传动***200可以由发动机10和电机240提供动力。在其他示例中，发动机10可以省略。发动机10可以用图1中所示的发动机起动***或经由也作为马达/发电机已知的集成起动机/发电机(ISG)240起动。ISG 240(例如，高电压(以大于30伏的电压操作)电机)也可以指代电机、马达和/或发电机。此外，发动机10的转矩可以经由诸如燃料喷射器、节气门等转矩致动器204调整。
发动机输出转矩可以通过双质量飞轮215传输至动力传动***分离离合器235的输入侧或第一侧。分离离合器236可以被电气地或液压地致动。分离离合器236的下游侧或第二侧234经示出机械地耦接到ISG输入轴237。
ISG 240可以***作以提供转矩至动力传动***200，或者以再生模式将动力传动***转矩转换为待存储在电能存储装置275中的电能。ISG 240与能量存储装置275电连通。ISG 240具有比图1中所示的起动机96更高的输出转矩容量。此外，ISG 240直接地驱动动力传动***200或者由动力传动***200直接地驱动。可以不用带、齿轮或链条将ISG 240耦接到动力传动***200。相反，ISG 240以与动力传动***200相同的速率旋转。电能存储装置275(例如，高电压电池或电源)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。ISG240可以根据电机控制器252的指示作为马达或发电机操作以提供正转矩或负转矩至动力传动***200。
变矩器206包括涡轮286，以输出转矩至输入轴270。输入轴270机械地耦接变矩器206至自动变速器208。变矩器206还包括变矩器旁通锁止离合器212(TCC)。当TCC锁定时，转矩从泵轮285直接地转移至涡轮286。TCC由控制器12电气地操作。可替代地，TCC可以被液压地锁定。在一个示例中，变矩器可以指变速器的组件。
当变矩器锁止离合器212完全脱开时，变矩器206经由在变矩器涡轮286和变矩器泵轮285之间的流体转移传输发动机转矩至自动变速器208，从而允许转矩倍增。相比之下，当变矩器锁止离合器212完全接合时，发动机输出转矩经由变矩器离合器直接地转移至变速器208的输入轴(未示出)。可替代地，变矩器锁止离合器212可以部分地接合，从而允许调整直接地传递至变速器的转矩量。变速器控制器254可以经配置通过响应于各种发动机工况或者基于驾驶员的发动机操作请求调整变矩器锁止离合器以调整由变矩器212传输的转矩量。
自动变速器208包括齿式离合器(例如，档位1-10)211和前进离合器210。自动变速器208是固定比的变速器。齿式离合器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。齿式离合器211可以通过经由换档控制电磁阀209调整供应至离合器的流体来接合或者脱开。来自于自动变速器208的转矩输出也可以经由输出轴260传递至车轮216以推进车辆。具体地，自动变速器208可以在传送输出驱动转矩至车轮216之前响应于车辆行进状况转移输入轴270处的输入驱动转矩。变速器控制器254选择性地启动或接合TCC 212、齿式离合器211和前进离合器210。变速器控制器也选择性地停用或脱开TCC 212、齿式离合器211和前进离合器210。
此外，摩擦力可以通过接合摩擦轮制动器218施加于车轮216。在一个示例中，摩擦轮制动器218可以响应于驾驶员将其足压在制动踏板(未示出)上和/或响应于在制动器控制器250内的指令进行接合。此外，制动器控制器250可以响应于由车辆***控制器255作出的信息和/或请求施加制动器218。以相同的方式，响应于驾驶员从制动踏板释放其足、制动器控制器指令和/或车辆***控制器指令和/或信息而脱开车轮制动器218，可以减小至车轮216的摩擦力。例如，作为自动发动机停止过程的一部分，车辆制动器可以经由控制器250施加摩擦力至车轮216。
响应于加速车辆225的请求，车辆***控制器可以从加速器踏板或其他装置获得驾驶员需求转矩或动力请求。车辆***控制器255然后分配所请求的驾驶员需求转矩的一小部分至发动机并分配剩余的部分至ISG。车辆***控制器255请求来自于发动机控制器12的发动机转矩和来自于电机控制器252的ISG转矩。如果ISG转矩加上发动机转矩小于变速器输入转矩极限(例如，不超过的阈值)，转矩被输送至变矩器206，所述变矩器206然后传送所请求的转矩的至少一小部分至变速器输入轴270。变速器控制器254响应于换挡计划和可基于输入轴转矩和车辆速度的TCC锁止计划选择性锁定变矩器离合器212和经由齿式离合器211接合齿轮。在一些状况下，当可以期望给电能存储装置275充电时，可以在非零驾驶员需求转矩存在时请求充电转矩(例如，负ISG转矩)。车辆***控制器255可以请求增加发动机转矩，以克服充电转矩来满足驾驶员需求转矩。
响应于减速车辆225并提供再生制动的请求，车辆***控制器可以基于车辆速度和制动踏板位置提供期望的负车轮转矩。车辆***控制器255然后分配期望的负车轮转矩的一小部分至ISG 240(例如，期望的动力传动***车轮转矩)并分配剩余的部分至摩擦制动器218(例如，期望的摩擦制动器车轮转矩)。此外，车辆***控制器可以通知变速器控制器254车辆处于再生制动模式，使得变速器控制器254基于唯一的换档计划转换档位211，以增加再生效率。ISG 240供应负转矩至变速器输入轴270，但是由ISG 240提供的负转矩可以由输出变速器输入轴负转矩极限(例如不超过的阈值)的变速器控制器254限制。此外，ISG240的负转矩可以由车辆***控制器255或电机控制器252基于电能存储装置275的工况而被限制(例如，被约束到小于阈值负阈值转矩)。由于变速器或ISG限制，不可以由ISG 240提供的期望的负车轮转矩的任何部分可以被分配至摩擦制动器218，使得期望的车轮转矩由来自于摩擦制动器218和ISG 240的负车轮转矩的组合提供。
因此，各种动力传动***组件的转矩控制可以由车辆***控制器255监督，其中经由发动机控制器12、电机控制器252、变速器控制器254和制动器控制器250提供用于发动机10、变速器208、电机240和的制动器218的局部转矩控制。
作为一个示例，发动机转矩输出可以通过调整火花正时、燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和/或充气的组合，通过控制节气门开度和/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升压进行控制。在柴油发动机的情况下，控制器12可以通过控制燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和充气的组合控制发动机转矩输出。在所有情况下，发动机控制可以在逐缸的基础上执行，以控制发动机转矩输出。
如本领域中已知的，电机控制器252可以通过调整流入或流出ISG的场和/或电枢绕组的电流来控制来自于ISG 240的转矩输出和电能产生。
变速器控制器254经由位置传感器271接收变速器输入轴位置。变速器控制器254可以经由微分来自位置传感器271的信号或在预定时间间隔计数已知角距离脉冲的数量将变速器输入轴位置转换为输入轴速度。变速器控制器254可以从转矩传感器272接收变速器输出轴转矩。可替代地，传感器272可以是位置传感器或者转矩和位置传感器。如果传感器272是位置传感器，控制器254可以计数在预定时间间隔内的轴位置脉冲，以确定变速器输出轴速度。变速器控制器254也可以微分变速器输出轴速度，以确定变速器输出轴加速度。
制动器控制器250经由车轮速度传感器221接收车轮速度信息，并且从车辆***控制器255接收制动请求。制动器控制器250也可以直接地或通过CAN 299从图1中所示的制动踏板传感器154接收制动踏板位置信息。制动器控制器250可以响应于来自于车辆***控制器255的车轮转矩命令提供制动。制动器控制器250也可以提供防滑和车辆稳定性制动，以提高车辆制动和稳定性。因此，制动器控制器250可以提供车轮转矩极限(例如，不超过的阈值负车轮转矩)至车辆***控制器255，使得负ISG转矩不使车轮转矩极限被超过。例如，如果控制器250发出50N-m的负车轮转矩极限，则调整ISG转矩以在车轮处提供小于50N-m(例如，49N-m)的负转矩，包括考虑到变速器齿轮传动。
图1和图2的***提供一种***，所述***包括：发动机；马达/发电机；与马达/发电机电连通的马达/发电机控制器；动力传动***中定位在发动机和马达之间的分离离合器；包括变矩器锁止离合器的变速器，所述变速器耦接到马达/发电机；和车辆***控制器，其包括存储在非临时性存储器中以响应于马达/发电机可用于供应负动力传动***转矩以及加速器踏板的释放基于第一计划解锁变矩器离合器的可执行指令和响应于马达/发电机不可用于供应负动力传动***转矩以及加速器踏板的释放基于第二计划解锁变矩器离合器的附加可执行指令。
在一些示例中，该***还包括附加指令，以响应于马达/发电机不可用于供应负动力传动***转矩和加速器踏板的释放经由发动机提供负转矩至变速器。该***还包括附加指令，以响应于马达/发电机可用于供应负动力传动***转矩和加速器踏板的释放断开分离离合器。该***还包括附加指令，以基于第三计划断开变矩器离合器。该***包括其中第三计划响应于接合具有大于阈值的比率的齿轮的请求断开变矩器离合器。该***包括其中大于阈值的比率是大于2.5:1。该***还包括附加指令，以在马达/发电机不可用于供应负动力传动***转矩时使发动机进入减速燃料关闭模式。
现在参照图3A和图3B，示出了车辆操作顺序的示例曲线图。该操作顺序可以与图4的方法配合经由图1和图2的***执行。在时间T0-T13处的竖直线表示在该顺序期间的关注时间。图3A和图3B中的曲线是经过时间对准的并且在相同时间发生。沿水平轴线的SS表示该顺序在时间上的中断。
从图3A的顶部的第一曲线图是加速器踏板位置随时间变化的曲线图。竖直轴线表示加速器踏板位置，并且加速器踏板位置在竖直轴线箭头的方向上增加。水平轴线表示时间，并且时间从该图的左侧至该图的右侧增大。加速器踏板位置可以经由转移函数转换为驾驶员需求转矩。加速器踏板位置和车辆速度是到转移函数的输入并且该转移函数在车辆车轮处或在沿传动系的长度的另一位置处(例如，在变速器输入轴处)输出驾驶员需求转矩。
从图3A的顶部的第二曲线图是ISG可用状态随时间变化的曲线图。当轨迹接近竖直轴线箭头时，ISG可用于提供负转矩至传动系。当轨迹接近水平轴线时，ISG不可用于提供负转矩至传动系。水平轴线表示时间，并且时间从该图的左侧至该图的右侧增大。竖直轴线表示ISG转矩，并且ISG转矩在竖直轴线箭头的方向上增大。水平轴线表示时间，并且时间从该图的左侧至该图的右侧增大。
从图3A的顶部的第三曲线图是变矩器离合器(TCC)操作状态随时间变化的曲线图。当轨迹接近竖直轴线箭头时，TCC被锁定。当轨迹接近水平轴线时，TCC被解锁。水平轴线表示时间，并且时间从该图的左侧至该图的右侧增大。
从图3A的顶部的第四曲线图是接合的变速器档位随时间变化的曲线图。竖直轴线表示接合的变速器档位，并且接合的变速器档位沿竖直轴线识别。水平轴线表示时间，并且时间从该图的左侧至该图的右侧增大。
从图3A的顶部的第五曲线图是发动机操作状态随时间变化的曲线图。竖直轴线表示发动机操作状态。当轨迹接近竖直轴线箭头时，发动机正在操作并燃烧空气和燃料。当轨迹在水平轴线处时，发动机关闭并且不旋转。当轨迹低于水平轴线时，发动机处于减速燃料切断模式。在减速燃料切断模式下，发动机旋转，但不燃烧空气和燃料。水平轴线表示时间，并且时间从该图的左侧至该图的右侧增大。
从图3B的顶部的第一曲线图是车辆速度随时间变化的曲线图。竖直轴线表示车辆速度，并且车辆速度在竖直轴线箭头的方向上增大。水平轴线表示时间，并且时间从该图的左侧至该图的右侧增大。
从图3B的顶部的第二曲线图是ISG状态随时间变化的曲线图。当轨迹接近靠近马达标记的竖直轴线箭头时，ISG正作为马达操作。当轨迹接近靠近发电机标记的竖直轴线箭头时，ISG正作为发电机操作。当轨迹接近水平轴线时，ISG未在操作。
在时间T0处，加速器踏板被施加到中等水平，并且ISG可用于供应负转矩至传动系。加速器踏板位置可以转换为驾驶员需求转矩。驾驶员需求转矩可以是在沿传动系的长度的位置处的请求转矩(例如，车轮转矩或变速器输入轴转矩)。加速器踏板位置可以通过将加速器踏板位置和车辆速度输入到查找表中而被转换为驾驶员需求转矩。
ISG可以在各种状况期间不可用于提供负转矩至传动系。例如，当电池的荷电状态大于阈值时，马达/发电机可以不是可用的。此外，当ISG温度大于阈值时，ISG可以是不可用的。此外，当电池温度大于阈值时，ISG可以是不可用的。
变矩器锁止离合器(TCC)在时间T0处也被锁定，并且车辆的变速器被接合在第三档位。发动机打开并燃烧空气和燃料。ISG关闭并且车辆速度处于中等水平。
在时间T1处，驾驶员完全释放加速器踏板，并且ISG仍然可用于提供负转矩至传动系。TCC保持锁定，使得车辆的动能可以从车辆的车轮转移至ISG，ISG正作为发电机操作时将动能转换为电力。ISG开始作为发电机操作并且经由ISG产生的电力被存储到电池或电存储装置中。当ISG作为发电机操作时，ISG施加负转矩至传动系。因此，车辆速度经由ISG减小。变速器在低档位下接合。具体地，变速器在第三档位下接合，并且发动机通过打开传动系分离离合器(未示出)并停止供应燃料至发动机而停止旋转。
由于在时间T1处ISG可用于提供负转矩至传动系，车辆的动能的至少一部分作为电荷存储用于稍迟使用。锁定的TCC允许车轮转矩通过变矩器传送至ISG。此外，由ISG供应至传动系的负转矩是可变的，使得甚至当变速器在低档位(例如，档位1-3)中接合时，ISG转矩可以被调整，允许车辆遵循期望的减速轨迹，其中唯一地经由发动机提供负转矩可以引起车辆减速大于期望的车辆减速。
在时间T2处，车辆变速器从第三档位降档至第二档位，而TCC保持锁定并且ISG保持可用于提供负转矩至传动系。ISG作为发电机操作，施加负转矩至传动系使得车辆速度继续降低。发动机保持停止，并且加速器踏板未施加。
在时间T3处，车辆的变速器从第二档位降档至第一档位。TCC预计所请求的传动系转矩的预期增加而解锁，以使车辆加速。ISG关闭并且发动机保持停止，以存储能量。加速器踏板未施加并且车辆速度接近零速度。
当ISG作为传动系中包括的施加转矩至传动系的唯一转矩源时，变速器档位可以根据唯一减速模式换档计划而换挡以便提供转矩至传动系。在由驾驶员需求转矩小于阈值而导致的减速期间，与发动机提供转矩至传动系时使变速器降档的换挡计划相比，唯一减速模式变速器换档计划可以以不同车辆速度使变速器降低至各个档位。以这种方式，当ISG可用于提供负转矩至传动系时，传动系的变速器和ISG可以操作以将车辆的动能转换为电能，以提高车辆效率。
在时间T10处，第二传动系操作顺序在时间中断之后开始。加速器踏板在较高水平下施加，并且ISG不可用于提供负转矩至传动系。TCC锁定并且变速器在第五档位下接合。在车辆以中等水平速度行进时，发动机正在操作并燃烧空气和燃料。在车辆正在行进时，ISG关闭。
在时间T11处，驾驶员在ISG仍然不可用于提供负转矩至传动系的时间处完全释放加速器踏板。发动机正在燃烧空气和燃料，并且变速器保持在第五档位(例如，中间档位)中。TCC保持锁定，使得车辆的动能可以从车辆的车轮转移至发动机，这保持发动机转速升高，即使发动机转矩响应于加速器踏板位置而减小。ISG不操作，并且车辆速度响应于加速器踏板位置减小而开始降低。
在时间T11和时间T12之间，发动机进入减速燃料关闭(DFSO)模式，其中到发动机汽缸的燃料输送响应于释放加速器踏板而停止。TCC保持锁定，使得发动机以一速度旋转，所述速度是车辆速度的齿轮比倍数。在车辆速度继续减小时，ISG保持不可用于提供负转矩至传动系并且关闭。
在时间T12处，在变速器降档至第二档位(例如，低档位)之前，TCC解锁。使TCC解锁允许变速器用较少的车辆减速换档，因为打开的变矩器允许发动机以与车轮速度的倍速不同的速度旋转。此外，与如果TCC锁定关闭相比较，打开的变矩器抑制发动机和车辆车轮之间的转矩流动，以减少车辆减速。发动机在DFSO下继续，同时ISG关闭且不可用于提供负转矩至传动系。
在时间T12和时间T13之间，变速器降档至第二档位，但是由于TCC是打开的，与如果TCC锁定相比较，车俩减速减少。发动机也停止旋转，因为发动机未加燃料且TCC解锁。ISG保持不可用于供应负转矩至传动系，并且车辆速度继续减小。
在时间T13处，变速器降档至第一档位。TCC保持解锁并且ISG保持不可用于提供负转矩至传动系。车辆继续减速，并且ISG保持关闭。在时间T13之后短时间内，车辆速度达到零。
以这种方式，TCC解锁和变速器换档的计划可以基于ISG是否可用于提供负转矩至传动系。此外，发动机操作状态和传动系分离离合器操作可以基于ISG是否可用于提供负转矩至传动系。
现在参照图4，示出了用于操作混合动力车辆传动系的方法的示例流程图。图4的方法可以并入并且可以与图1和图2的***配合操作。此外，图4的方法的至少部分可以作为存储在非临时性存储器中的可执行指令并入，而该方法的其他部分可以经由控制器执行以转换物理世界中的装置和致动器的操作状态。
在402处，方法400判断加速器踏板是否被释放或者正在被释放。方法400可以判断如果加速器踏板被部分地释放或完全释放，则加速器踏板被释放。例如，如果加速器踏板从100％施加(例如，加速器踏板完全压下)移动至10％施加(例如，全范围的10％)，方法400可以判断加速器踏板被释放。方法400可以基于加速器踏板位置传感器的输出判断加速器踏板被释放。如果方法400判断加速器踏板被释放，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440。
此外，在一些示例中，方法400可以还需要如从加速器踏板位置确定的驾驶员需求转矩小于阈值，以前进到404。驾驶员需求转矩可以凭经验确定为经由加速器踏板位置和车辆速度索引的表格的输出。
在404处，方法400判断ISG是否可用于提供负转矩至传动系。在一个示例中，如果ISG的温度大于阈值，ISG可以经确定不可用于提供负转矩至传动系。此外，如果车辆的电池的温度大于阈值，ISG可以不可用于提供负转矩至传动系。此外，如果车辆的电池荷电状态大于阈值，ISG可以不可用于提供负转矩至传动系。如果方法400判断ISG可用于提供负转矩至传动系，回答为是并且方法400前进到406。否则，回答为否并且方法400前进到420。
在406处，方法400经由传动系转矩装置提供请求转矩。在一个示例中，请求转矩可以通过ISG、ISG和发动机，或仅由发动机提供。请求转矩是各转矩之和。例如，请求转矩可以是驾驶员需求转矩、传动系制动转矩和缓慢行进转矩之和。驾驶员需求转矩可以基于加速器踏板位置和车辆速度通过索引凭经验确定的转矩值的表格确定。缓慢行进转矩是当驾驶员需求转矩是零且车辆的变速器在第一档位时以低速度(例如，3km/hr(千米每小时))推动车辆的正转矩值。传动系制动转矩是当驾驶员需求是零且车辆在比第一档位高的档位中时以期望的减速速率使车辆减慢的负转矩。发动机和/或马达基于工况提供请求转矩至传动系。此外，传动系分离离合器可以响应于车辆工况打开和关闭，以节约燃料并允许提供发动机转矩至车辆车轮。在经由发动机和/或马达提供期望的转矩至传动系之后，方法400前进到408。
在408处，方法400根据第二TCC计划操作TCC。在一个示例中，第二TCC计划在车辆速度高于阈值速度(例如，8km/hr)时至少部分地关闭TCC，并当车辆速度是零或在零阈值(例如，5km/hr)内并且变速器在第一档位中接合时打开关闭的TCC(例如，没有转矩通过TCC转移)。在车辆速度大于加速器踏板释放时的阈值时，TCC在诸如档位1-3的低档位下被至少部分地关闭。在一些示例中，TCC关闭并锁定。当变矩器涡轮速度和变矩器泵轮速度之间的速度差小于阈值(例如，20RPM)时，TCC关闭并锁定。在一些示例中，TCC可以部分地关闭，而不锁定，使得转矩通过变矩器离合器转移；然而，变矩器泵轮和变矩器涡轮之间的速度差大于阈值(例如，大于200RPM)。关闭但不锁定TCC可以减少传动系振动，允许传动系的发动机制动。在根据第二TCC计划操作TCC之后，方法400前进到退出。
另外在408处，变速器可以根据第二换档计划换档。第二换档计划可以根据ISG电荷产生效率使变速器档位换档，使得ISG在与其他ISG速度相比较可以产生更多电荷的速度范围内操作。此外，当ISG可用于供应负转矩至传动系时，传动系分离离合器可以打开并且发动机旋转可以通过停止供应燃料至发动机而停止以节约发动机燃料。
在440处，方法400根据第一或基本TCC计划操作TCC。在一个示例中，第一TCC计划在车辆速度高于阈值速度(例如，45km/hr)时关闭TCC，并在车辆速度小于阈值(例如，20km/hr)时，在变速器换档期间和在低档位(例如，档位1-3)时打开关闭的TCC。此外，TCC可以在一些状况期间部分地关闭或打开，以控制通过变矩器的转矩流。在根据第一或基本TCC计划操作TCC之后，方法400前进到442。
另外在440处，变速器可以根据第一换档计划换档。第一换档计划可以根据ISG转矩产生效率使变速器档位换挡，使得ISG在与其他ISG速度相比较可以产生更多转矩的速度范围内操作。
在442处，方法400经由传动系转矩装置提供请求转矩。在一个示例中，请求转矩可以由ISG、ISG和发动机或仅由发动机提供。请求转矩可以是各转矩之和。例如，请求转矩可以如在406处描述提供。在经由发动机和/或马达提供期望的转矩至传动系之后，方法400前进到退出。
在420处，方法400判断变速器是否在低档位接合或经请求进入低档位。在一个示例中，低档位是具有大于阈值齿轮比的齿轮比的档位。例如，低档位(例如，第一档位至第三档位)可以是齿轮比大于或高于1.28:1(例如，2.98:1)的档位，并且高档位(例如，第四档位至第十档位)可以是齿轮比小于或低于1.28:1(例如，1:1)的档位。如果方法400判断变速器在低档位接合或经请求进入低档位，回答为是并且方法400前进到430。否则，回答为否并且方法400前进到422。
注意在换挡到所请求的低档位之前，方法400打开TCC以便避免传动系振动。然而，在高变速器档位中，TCC可以保持锁定。
在422处，方法400经由DFSO模式下的发动机操作提供所请求的转矩。通过经由停止到一个或多个汽缸的燃料流而停止在一个或多个发动机汽缸中的燃烧，发动机泵送功可以提供负传动系转矩。此外，发动机气门正时可以被调整以增大或减小发动机泵送功，以增大或减小传动系制动转矩。此外，TCC保持在锁定状态下，或者TCC锁定使得发动机经由变速器直接地耦接到车辆车轮。传动系分离离合器也关闭或者保持关闭。在所请求的传动系转矩由发动机提供之后，方法400前进到退出。
另外在422处，变速器可以根据第三换档计划转换。第三换档计划可以根据发动机振动使变速器档位换挡，使得变速器换档来避免发动机共振模式(例如，发动机速度小于600RPM)。此外，当低变速器档位未接合或未请求时，TCC保持在关闭的锁定状态下。
在430处，方法400打开TCC。通过打开TCC，车辆不会以比在低档位(例如，第一档位至第三档位)中期望的速率更大的速率减速。在一些示例中，TCC可以部分地打开，使得至少部分转矩通过TCC转移，使得发动机可以保持旋转以免重新请求发动机起动。因此，TCC可以根据第三TCC计划操作。在第三TCC计划中，TCC在低档位下被至少部分地打开并在高档位下被关闭和锁定。此外，至少部分地打开TCC允许发动机以与变速器输入轴的速度不同的速度旋转，使得发动机转速可以维持处于或高于期望的发动机怠速速度。在一些示例中，TCC可以被完全打开，使得没有转矩经由TCC转移。方法400前进到432。
在432处，方法400在速度控制模式下操作发动机或ISG。在速度控制模式下，ISG或发动机的速度维持处于期望的速度，而ISG和发动机转矩可以改变，以维持ISG或发动机速度。在一个示例中，发动机转速维持处于期望的怠速速度。如果发动机与ISG断开，ISG可以用车辆车轮降速操作至零速度。在速度控制模式下操作发动机或ISG之后，方法400前进到退出。
以这种方式，可以根据ISG是否可用于提供负转矩至传动系和变速器是否在低档位而锁定和解锁TCC。此外，发动机可以响应于ISG不可用于提供负转矩至传动系而进入DFSO模式，使得负转矩可以由发动机提供。
因此，图4的方法提供一种动力传动***操作方法，所述方法包括：响应于马达可用于供应负输入转矩并且驾驶员需求转矩小于阈值，经由马达提供负输入转矩至变速器；以及响应于马达不可用于供应负输入转矩且驾驶员需求转矩小于阈值，经由在减速燃料切断模式下操作发动机提供负输入转矩至变速器。该方法包括当与马达电连通的电池的荷电状态大于阈值时，马达不可用。
在一些示例中，该方法包括当马达的温度大于阈值时，马达是不可用的。该方法包括当电池的温度大于阈值时，马达是不可用的。该方法还包括响应于进入具有大于阈值的比率的档位的请求且马达是不可用的，打开变矩器离合器。该方法包括减速燃料切断模式包括停止提供燃料至发动机汽缸和旋转发动机。
图4的方法也提供一种动力传动***操作方法，所述方法包括：响应于马达可用于供应负动力传动***转矩且驾驶员需求转矩小于阈值，根据第一计划打开变矩器离合器；以及响应于马达不可用于提供负动力传动***转矩且驾驶员需求转矩小于阈值，根据第二计划打开变矩器离合器。
在一些示例中，该方法包括其中第一计划响应于车辆速度小于阈值在第一档位下打开变矩器离合器。该方法还包括其中第二计划响应于接合具有大于阈值的比率的档位的请求打开变矩器离合器。该方法包括其中与第二计划相比，第一计划在较低的变速器档位下打开变矩器离合器。该方法还包括当马达是可用的且驾驶员需求转矩小于阈值时，经由马达和发动机提供请求的传动系转矩。该方法进一步包括响应于马达是不可用的且驾驶员需求转矩小于阈值，仅经由发动机提供请求的传动系转矩，所述请求的传动系转矩提供传动系制动。该方法进一步包括响应于加速器踏板未释放，根据第三计划打开变矩器离合器。
注意本文包括的示例控制和估计例程可以与各种发动机和/或车辆***配置使用。本文公开的控制方法和例程可以作为可执行指令存储在非临时性存储器中，并且可以由包括控制器的控制***与各种传感器、致动器和其他发动机硬件结合实行。本文所述的具体例程可以表示任何数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所示的各种动作、操作和/或功能可以以所示的顺序执行、并行执行或在一些情况下被省略。同样地，处理顺序不是实现本文所述的示例实施例的特征和优点所必须的，而是为了便于说明和描述被提供。所示的动作、操作和/或功能中的一个或多个可以根据正在使用的特定策略重复地执行。此外，所描述的动作、操作和/或功能的至少一部分可以以图形方式表示要编入控制***中的计算机可读存储介质的非临时性存储器中的代码。当结合一个或多个控制器执行在包括各种发动机硬件组件的***中的指令以完成所描述的动作时，控制动作也可以转换自然世界中的一个或多个传感器或致动器的操作状态。
本说明书到此结束。由本领域的技术人员对本说明书的阅读将使人想起许多改变和修改，而不背离本说明书的精神和范围。例如，在用天然气、汽油、柴油或可替代的燃料配置操作的I3、I4、I5、V6、V8、V10和V12发动机可以使用本说明书来获得益处。

Claims (18)

1.一种动力传动***操作方法，所述方法包括：
响应于马达可用于供应负输入转矩且驾驶员需求转矩小于阈值，经由所述马达提供负输入转矩至变速器；
响应于所述马达不可用于供应所述负输入转矩且所述驾驶员需求转矩小于所述阈值，经由在减速燃料切断模式下操作发动机，提供所述负输入转矩至所述变速器；以及
响应于进入具有大于阈值的比率的档位的请求且所述马达不可用于供应所述负输入转矩，打开变矩器锁止离合器。
2.根据权利要求1所述的方法，其中当与所述马达电连通的电池的荷电状态大于阈值时，所述马达不可用。
3.根据权利要求2所述的方法，其中当所述马达的温度大于阈值时，所述马达不可用。
4.根据权利要求2所述的方法，其中当所述电池的温度大于阈值时，所述马达不可用。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述减速燃料切断模式包括停止供应燃料至发动机汽缸并旋转所述发动机。
6.一种动力传动***操作方法，所述方法包括：
响应于马达可用于供应负动力传动***转矩且驾驶员需求转矩小于阈值，根据第一计划操作变矩器锁止离合器；
响应于所述马达不可用于供应所述负动力传动***转矩且所述驾驶员需求转矩小于所述阈值，根据第二计划操作所述变矩器锁止离合器；以及
响应于接合具有大于阈值的比率的档位的请求，所述第二计划打开所述变矩器锁止离合器。
7.根据权利要求6所述的方法，其中响应于车辆速度小于阈值，所述第一计划在第一档位中打开所述变矩器锁止离合器。
8.根据权利要求6所述的方法，其中与所述第二计划相比，所述第一计划在较低的变速器档位中打开所述变矩器锁止离合器。
9.根据权利要求6所述的方法，所述方法还包括当所述马达可用并且驾驶员需求转矩小于所述阈值时，经由所述马达和发动机提供请求的传动系转矩。
10.根据权利要求6所述的方法，所述方法还包括响应于所述马达不可用并且所述驾驶员需求转矩小于所述阈值，仅经由发动机提供请求的传动系转矩，所述请求的传动系转矩提供传动系制动。
11.根据权利要求6所述的方法，所述方法还包括响应于加速器踏板未释放，根据第三计划操作所述变矩器离合器。
12.一种动力传动***，包括：
发动机；
马达/发电机；
与所述马达/发电机电连通的马达/发电机控制器；
在所述动力传动***中定位在所述发动机和所述马达之间的分离离合器；
包括变矩器锁止离合器的变速器，所述变速器耦接到所述马达/发电机；和
车辆***控制器，其包括存储在非临时性存储器中以响应于所述马达/发电机可用于供应负动力传动***转矩和加速器踏板的释放基于第一计划解锁所述变矩器锁止离合器的可执行指令、响应于所述马达/发电机不可用于供应负动力传动***转矩和加速器踏板的释放基于第二计划解锁所述变矩器锁止离合器的附加可执行指令以及响应于接合具有大于阈值的比率的档位的请求所述第二计划打开所述变矩器锁止离合器的附加可执行指令。
13.根据权利要求12所述的动力传动***，所述动力传动***还包括附加指令，以响应于所述马达/发电机不可用于供应负动力传动***转矩和所述加速器踏板的释放经由所述发动机提供负转矩至所述变速器。
14.根据权利要求12所述的动力传动***，所述动力传动***还包括附加指令，以响应于所述马达/发电机可用于供应负动力传动***转矩和所述加速器踏板的释放打开所述分离离合器。
15.根据权利要求12所述的动力传动***，所述***还包括附加指令，以基于第三计划打开所述变矩器离合器。
16.根据权利要求15所述的动力传动***，其中所述第三计划响应于接合具有大于阈值的比率的档位的请求，打开所述变矩器离合器。
17.根据权利要求16所述的动力传动***，其中所述阈值为2.5:1。
18.根据权利要求12所述的动力传动***，所述动力传动***还包括附加指令，以当所述马达/发电机不可用于供应所述负动力传动***转矩时使所述发动机进入减速燃料关闭模式。
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