專利名稱：用于混合動力變速器的離合器致動的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及到用于車輛的混合動力系和其液壓控制。
背景技術(shù)：
機動車輛包括動力系，其可操作的推進(jìn)該車輛并為車載車輛電子設(shè)備提供功率。 該動力系或動力傳動系一般包括發(fā)動機，該發(fā)動機通過多級動力傳動裝置為主減速器提供 動力。許多車輛由往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(ICE)提供動力?；旌蟿恿囕v利用交替的動力源推進(jìn)車輛，從而最小化對發(fā)動機動力的依賴?；?合電動車輛(HEV)，例如，混合電能和化學(xué)能，并且將其轉(zhuǎn)換成機械動力以推進(jìn)車輛并且為 車輛系統(tǒng)提供動力。該混合電動車輛一般使用與內(nèi)燃機獨立地運行的或與內(nèi)燃機共同地運 行的一個或多個電機以推進(jìn)車輛。因為混合動力車輛能從除了發(fā)動機之外的能源獲得動 力，當(dāng)車輛停止或被替代的動力源推進(jìn)時混合動力車輛中的發(fā)動機可以關(guān)掉。并聯(lián)式混合動力結(jié)構(gòu)一般以內(nèi)燃機和一個或多個電動機/發(fā)電機裝置為特征，其 中所述內(nèi)燃機和所述電動機/發(fā)電機裝置都與傳動裝置的直接機械連接。并聯(lián)式混合動力 設(shè)計應(yīng)用組合電動機/發(fā)電機，其提供牽引力并且可以替代傳統(tǒng)的起動機馬達(dá)和交流發(fā)電 機。該電動機/發(fā)電機電氣連接于儲能裝置(ESD)。所述儲能裝置可以是化學(xué)電池?？刂?單元用于調(diào)節(jié)所述儲能裝置和電動機/發(fā)電機之間的電功率交換，以及第一和第二電動機 /發(fā)電機之間的電功率交換。電動可變傳動裝置(EVT)通過結(jié)合串聯(lián)和并聯(lián)混合動力系結(jié)構(gòu)的特點以及傳 統(tǒng)的非混合動力變速器的部件，實現(xiàn)連續(xù)可變的速比。EVT可被設(shè)計成能在固定檔位 (fixed-gear，即TO)模式和EVT模式下運行。當(dāng)在固定檔位模式下運行時，取決于選擇的子 差動齒輪組的布置，變速器輸出部件的轉(zhuǎn)速相對于來自發(fā)動機輸入部件轉(zhuǎn)速呈固定比。EVT 也可以配置用于與主減速器無機械關(guān)聯(lián)的發(fā)動機運行。所述電動變速傳動裝置能利用差動齒輪裝置通過電動機/發(fā)電機傳送一小部分 傳輸功率并且通過其他機械的并聯(lián)路徑傳送其余功率。使用的差動齒輪裝置的一種形式是 行星齒輪結(jié)構(gòu)。然而，有可能設(shè)計出沒有行星齒輪的功率分配式傳動裝置，例如通過使用錐 齒輪或其他的差動齒輪裝置。液壓驅(qū)動的扭矩傳遞機構(gòu)，比如離合器和制動器，將有選擇地接合以有選擇地致 動齒輪元件，用于在輸入和輸出軸之間建立不同的正反向速比和模式。在下文中使用的所 述術(shù)語"離合器"通常指的是扭矩傳遞機構(gòu)，包括但不限于，通常被稱為離合器和制動器 的裝置。從一種速比或模式轉(zhuǎn)換到另一種速比或模式可能是響應(yīng)于車輛工況和操作員(駕 駛員)的需要。所述“速比”一般地被定義為變速器輸入速度除以變速器輸出轉(zhuǎn)速。如此， 低檔范圍具有高速比，并且高檔范圍具有相對低的速比。因為電動變速傳動裝置不被限制 在單速傳動比，所述不同的運行狀態(tài)可稱為范圍或模式。

發(fā)明內(nèi)容
提供一種致動多模式混合動力變速器的離合器的方法。所述方法包括指令換檔， 監(jiān)測離合器的滑差速度以及通過移動所述滑差速度到零開始離合器的同步。離合器填充到 預(yù)填充目標(biāo)體積并保持在該預(yù)填充目標(biāo)體積。在滑差速度到達(dá)觸發(fā)點之后，離合器填充到 第一預(yù)測接觸點體積。第一預(yù)測接觸點體積大于預(yù)填充目標(biāo)體積。預(yù)填充目標(biāo)體積可在第 一預(yù)測接觸要點體積的大約百分之八十到九十的范圍內(nèi)。該方法可以包括確定轉(zhuǎn)差速度的時間變化率并且基于確定的轉(zhuǎn)差速度的時間變 化率設(shè)置觸發(fā)點。該方法可以監(jiān)測離合器的實際壓力并且從所監(jiān)測的實際壓力中計算實際 接觸點體積。然后基于該計算的實際接觸點體積計算出流動模型，該流動模型用來確定何 時當(dāng)離合器已經(jīng)填充到預(yù)填充目標(biāo)體積。填充離合器到預(yù)填充目標(biāo)體積可以與指令換檔大致同時開始。填充離合器包括通 過使用輔助泵產(chǎn)生壓力，該輔助泵的特點在于從除了內(nèi)燃機之外的能源中接收功率。該觸 發(fā)點可設(shè)置為與離合器同步完成大體上同時發(fā)生，這樣當(dāng)轉(zhuǎn)差速度到達(dá)零時觸發(fā)點發(fā)生。本發(fā)明提供以下技術(shù)方案方案1. 一種致動多模式混合動力變速器的離合器的方法，包括在多模式混合動 力變速器中命令換檔操作；監(jiān)測離合器的滑差速度；通過移動所述滑差速度到零，開始離 合器的同步；填充該離合器到預(yù)填充目標(biāo)體積；保持該離合器在所述預(yù)填充目標(biāo)體積；和 在所述滑差速度到達(dá)觸發(fā)點之后填充該離合器到第一預(yù)測接觸點體積，其中所述第一預(yù)測 接觸點體積大于所述預(yù)填充目標(biāo)體積。方案2.如方案1所述的方法，其中所述預(yù)填充目標(biāo)體積大于所述第一預(yù)測接觸點 體積的大約80%。方案3.如方案2所述的方法，進(jìn)一步包括確定所述滑差速度的時間變化率；和 基于所述確定的所述滑差速度的時間變化率設(shè)置所述觸發(fā)點。方案4.如方案3所述的方法，進(jìn)一步包括監(jiān)測離合器的實際壓力；由所述監(jiān)測的實際壓力計算實際接觸點體積；基于所述計算出的實際接觸點體積 計算流動模型；和基于所述流動模型確定何時離合器已經(jīng)被填充到所述預(yù)填充目標(biāo)體積。方案5.如方案4所述的方法，其中所述填充離合器到所述預(yù)填充目標(biāo)體積與所述 命令換擋操作大約同時開始。方案6.如方案5所述的方法，其中所述填充離合器包括通過使用輔助泵產(chǎn)生壓 力，其中所述輔助泵特點在于從內(nèi)燃機之外的能量源中接收動力。方案7.如方案2所述的方法，進(jìn)一步包括設(shè)置所述觸發(fā)點與所述離合器的同步 的完成基本同時發(fā)生，從而當(dāng)所述滑差速度到達(dá)零時觸發(fā)點發(fā)生。方案8. —種致動合并入多模式混合動力變速器中的離合器的方法，包括執(zhí)行第 一換檔操作，包括命令所述第一換檔操作，監(jiān)測離合器的第一滑差速度，通過控制所述第 一滑差速度朝著零的幅度使離合器同步，填充離合器到預(yù)填充目標(biāo)體積，保持該離合器在 所述預(yù)填充目標(biāo)體積，和當(dāng)所述第一滑差速度到達(dá)第一觸發(fā)點時，填充離合器到第一預(yù)測 接觸點體積，其中所述第一預(yù)測接觸點體積大于所述預(yù)填充目標(biāo)體積；執(zhí)行第二換檔操作， 包括命令所述第二換檔操作，監(jiān)測離合器的實際壓力，監(jiān)測離合器的第二滑差速度，通過 控制所述第二滑差速度朝著零的幅度使離合器同步，和從所述第二換檔操作期間的所述監(jiān)測的實際壓力計算所述第二換檔操作的實際接觸點體積；設(shè)置第二預(yù)測接觸點體積，近似 等于所述計算出的實際接觸點體積；和執(zhí)行第三換檔操作，包括命令所述第三換檔操作， 監(jiān)測離合器的第三滑差速度，通過控制所述第三滑差速度朝著零的幅度使離合器同步，填 充該離合器到所述預(yù)填充目標(biāo)體積，保持該離合器在所述預(yù)填充目標(biāo)體積，和當(dāng)所述第三 滑差速度到達(dá)第二觸發(fā)點時，填充該離合器到所述計算出的實際接觸點體積。方案9.如方案8所述的方法，進(jìn)一步包括基于所述計算出的實際接觸點體積計 算流動模型；和，基于所述流動模型確定何時離合器已經(jīng)被填充到所述預(yù)填充目標(biāo)體積。方案10.如方案9所述的方法，進(jìn)一步包括確定所述第一滑差速度的時間變化 率；基于所述確定的所述第一滑差速度的時間變化率設(shè)置所述第一觸發(fā)點；確定所述第二 滑差速度的時間變化率；和，基于所述確定的所述第二滑差速度的時間變化率設(shè)置所述第 二觸發(fā)點。方案11.如方案10所述的方法，其中所述預(yù)填充目標(biāo)體積大于所述第一預(yù)測接觸 點體積的大約80%。方案12.如方案11所述的方法，其中當(dāng)執(zhí)行所述第一換檔操作時的所述填充離合 器到所述預(yù)填充目標(biāo)體積，與所述命令所述第一換檔操作大約同時開始，以及，當(dāng)執(zhí)行所述 第三換檔操作時的所述填充離合器到所述預(yù)填充目標(biāo)體積，與所述命令所述第三換檔操作 大約同時開始。方案13.如方案12所述的方法，其中所述填充該離合器包括通過使用輔助泵產(chǎn) 生壓力，其中所述輔助泵特點在于從內(nèi)燃機之外的能量源中接收動力。方案14.如方案13所述的方法，其中所述預(yù)填充目標(biāo)體積在所述第一預(yù)測接觸點 體積的大約80 %到90 %之間。結(jié)合附圖和所附權(quán)利要求，本發(fā)明的上述特色和優(yōu)點及其他特色和優(yōu)點將從優(yōu)選 實施例及用于執(zhí)行本發(fā)明的其他模式的以下詳細(xì)說明中變得顯而易見。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的帶有多模式電動可變混合動力變速器的示例性的車輛 動力系的示意框圖；圖2示出了對應(yīng)于圖1示出的變速器每個運行模式的接合扭矩傳遞機構(gòu)的真值表；圖3示出了關(guān)于圖1中示出的變速器的輸入和輸出速度的不同的運行范圍的圖 示；圖4示出了流程圖或方框圖，其示出根據(jù)本發(fā)明的換擋控制方法；圖5示出了換檔過程中關(guān)于時間繪制的離合器的選擇的特性的示意圖。
具體實施例方式所要求的發(fā)明在本文中是以具有多模式、多檔、電動可變的混合動力變速器的混 合式的車輛動力系的情況來描述的，其旨在僅提供本發(fā)明可被結(jié)合和實施的代表性應(yīng)用。 所要求的發(fā)明不局限于附圖示出的具體的動力系配置。此外，本申請示出的混合動力系已 經(jīng)被大大地簡化，應(yīng)理解為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能了解關(guān)于混合動力系或混合動力車輛的 標(biāo)準(zhǔn)運行的進(jìn)一步信息。
關(guān)于這些附圖，其中所有視圖中同樣的附圖標(biāo)記表示同樣的部件，圖1中示出了 示例性的車輛動力系系統(tǒng)的杠桿示意圖，總地標(biāo)記為10。該動力系10包括可再起動的發(fā)動 機12，其通過多模式電動可變混合式的動力傳動裝置14有選擇地傳動地連接到主減速器 16，或者有選擇地與主減速器16動力流通地連接。杠桿圖示出了例如自動變速器的機械裝置的部件的略圖。每個單獨的杠桿代表一 個行星齒輪組，其中行星齒輪的三個基本機械構(gòu)件中每個由一個節(jié)點表示。所以單個杠桿 包含三個節(jié)點一種用于太陽齒輪部件，一種用于行星齒輪架部件，還有一種用于環(huán)形齒輪 部件。每個杠桿的節(jié)點之間的相對長度可被用來代表每個相對應(yīng)的齒輪組的環(huán)形_太陽傳 動比。這些杠桿比依次用來改變變速器的傳動比，從而獲得適當(dāng)?shù)膫鲃颖群蛡鲃颖炔介L。不 同的行星齒輪組的節(jié)點及其他變速器部件(例如電動機/發(fā)電機)之間的機械聯(lián)接或互連 由水平細(xì)線表示。例如離合器和制動器這樣的扭矩傳遞裝置表示為交叉的手指狀物。如果 裝置是制動器，則手指狀物中的一組固定。變速器14設(shè)計成例如通過輸入部件18從發(fā)動機12接收驅(qū)動功率至少一部分。 該變速器輸入部件18，其具有軸的性質(zhì)，可以是發(fā)動機輸出軸(也被稱為"曲軸")?？蛇x 地，可在發(fā)動機12和變速器14的輸入部件18之間安裝瞬時扭矩阻尼器(未示出)。發(fā)動 機12傳遞動力到變速器14，其通過變速器輸出部件或軸20分配扭矩以驅(qū)動主減速器16， 由此推進(jìn)該車輛(未示出)。在圖1描述的實施例中，發(fā)動機12可以是為數(shù)眾多的石油燃料原動機的任何形 式，例如往復(fù)活塞式內(nèi)燃機，其包括火花點火汽油發(fā)動機和壓縮點火柴油發(fā)動機。發(fā)動 機12適合于在運行速度范圍內(nèi)，例如，從處于或接近600轉(zhuǎn)數(shù)/分(RPM)的怠速到超過 6，000RPM，提供可用動力到變速器14。不論發(fā)動機12采用什么方式連接于變速器14，輸入 部件18連接于裝入變速器14內(nèi)的差動齒輪組，本文將更詳細(xì)描述。仍參考圖1，混合動力變速器14采用一個或多個差動齒輪布置，優(yōu)選為三個互連 行星齒輪組，總的分別由24，26和28表示。每個齒輪組包括三個齒輪部件第一，第二和第 三部件。參看說明書和權(quán)利要求中的第一第二和第三齒輪組，這些組在附圖中可以任意順 序記為"第一"到〃第三"(例如，從左到右，從右到左等等)。同樣地，參看說明書和權(quán)利 要求中的每個齒輪組的第一，第二和第三部件，這些部件對于每個齒輪組而言可以在附圖 中以任意順序記為"第一"到〃第三"(例如，上到下，下到上等等)。第一行星齒輪組24具有三個齒輪部件依次各為第一，第二和第三部件30，32和 34 ；在一個優(yōu)選實施例中，第一部件30包括一個外包圍第三部件34的外齒輪部件(其可表 示為環(huán)形齒輪)，第三部件34可以包括的一個內(nèi)齒輪部件(其可表示為太陽齒輪)。在這 一情況下，第二部件32作為行星齒輪架部件。也就是說，多個行星齒輪部件(其可稱為“小 齒輪”)可轉(zhuǎn)動地安裝在第二部件即行星齒輪架32上。每個行星齒輪部件與第一部件即環(huán) 形齒輪30和第三部件即太陽齒輪34相嚙合。第二行星齒輪組26也具有三個齒輪部件依次各為第一，第二和第三部件40，42 和44。在上述討論到的關(guān)于第一行星齒輪組24的一個優(yōu)選實施例中，第二行星齒輪組26 的第一部件40是外包圍第三部件44的外環(huán)形齒輪部件，所述第三部件是內(nèi)太陽齒輪部件。 環(huán)形齒輪部件40與太陽齒輪部件44相對可旋轉(zhuǎn)的同軸對齊。多個行星齒輪部件可轉(zhuǎn)動地 安裝在作為行星齒輪架部件的第二部件42上，這樣就使每個行星齒輪與環(huán)形齒輪部件40和太陽齒輪部件44都嚙合。類似于第一和第二齒輪組24、26的第三行星齒輪組28也分別具有第一，第二和第 三部件50，52和54?？墒?，在這種布置中，第三行星齒輪組28的杠桿中間節(jié)點所示的第二 部件52是外環(huán)形齒輪。該環(huán)形齒輪(第二部件52)與太陽齒輪即第三部件54相對可旋轉(zhuǎn) 的同軸對齊。在具體齒輪組中第一部件50是行星齒輪架，在頂端節(jié)點處示出。同樣地，多 個行星齒輪或小齒輪部件可轉(zhuǎn)動地安裝在第一部件50即行星齒輪架上。每個小齒輪部件 被對齊以便與環(huán)形齒輪(第二部件52)和相鄰的小齒輪部件或者太陽齒輪(第三部件54) 和相鄰的小齒輪部件相嚙合。在一個實施例中，第一和第二行星齒輪組24、26都包含簡單的行星齒輪組，而第 三行星齒輪組28包括組合的行星齒輪組。但是，如上所述的每個行星齒輪架部件可以是由 單個小齒輪(簡單)支架裝置或者雙小齒輪(組合的)支架裝置。具有長行星小齒輪的實 施例也是可能的。第一、第二和第三行星齒輪組24、26、28如此組合第一行星齒輪組24的第二部件 32與第二行星齒輪組26的第二部件42以及第三行星齒輪組28的第三部件54通過中心軸 36聯(lián)接(即連續(xù)地連接)。同樣地、這三個齒輪部件32、42、54剛性地連接用于共同轉(zhuǎn)動。發(fā)動機12通過例如整體的轂襯38連續(xù)地連接于第一行星齒輪組24，即第一部件 30，用于共同轉(zhuǎn)動。第一行星齒輪組24的第三部件34通過例如第一筒形軸46連續(xù)地連接 于第一電動機/發(fā)電機裝置56，在本申請中表示為"電動機A"。第二行星齒輪組26的第 三部件44通過例如第二筒形軸48連續(xù)地連接于第二電動機/發(fā)電機裝置58，在本申請中 表示為"電動機B"。第三行星齒輪組28的第二部件52 (環(huán)形齒輪)通過例如整體轂襯連 續(xù)地連接于變速器輸出部件20。第一以及第二筒形軸46，48可以外包圍中心軸36。第一扭矩傳遞裝置70-其在本申請中可替換地被稱為離合器"Cl"有選擇地將 第一齒輪部件50和固定構(gòu)件相連接，該固定構(gòu)件在圖1中表示為變速箱殼60。通過第二扭 矩傳遞裝置72-其在本申請中可替換地被稱為離合器〃 C2" _有選擇性的接合，第二筒形 軸48以及齒輪部件44和電動機/發(fā)電機58有選擇地連接到第三行星齒輪組28的第一部 件50。第三扭矩傳遞裝置74-其在本申請中可替換地被稱為離合器"C3"-有選擇地將 第二行星齒輪組26的第一齒輪部件40連接于變速箱殼60。第一筒形軸46以及第三齒輪 部件34和第一電動機/發(fā)電機56，通過第四扭矩傳遞裝置76-其在本申請中可替換地被稱 為離合器"C4" _的有選擇性的接合，也有選擇地連接于第二行星齒輪組26的第一部件 40。第五扭矩傳遞裝置78-其由在本申請中可替換地被稱為離合器"C5"有選擇地 將發(fā)動機12的輸入部件18和第一行星齒輪組24的第一齒輪部件30連接于變速箱殼60。 離合器C5是輸入制動離合器，其當(dāng)發(fā)動機12停機時選擇性地鎖定輸入部件18。鎖定輸入 部件18為再生制動能量提供了更多反作用力。如下圖所示，參見圖2，C5不包含于變速器 14的模式/檔位/空檔換擋策略中。第一和第二扭矩傳遞裝置70，72 (Cl和C2)可稱為〃輸出離合器〃。第三和第四扭矩傳遞裝置74，76 (C3和C4)可稱為“保持離合器〃。在圖1所示的示例性實施例中，不同的扭矩傳遞裝置70，72，74，76，78(C1_C5)全 部是摩擦離合器。但是，也可使用其他的傳統(tǒng)的離合器配置，例如爪形離合器，搖桿離合器以及其它本領(lǐng)域普通技術(shù)的人員可認(rèn)識的其它離合器。離合器C1-C5可液壓驅(qū)動，從一個 或多個泵接收加壓液壓流體。主泵(未示出)可操作性地連接于發(fā)動機12并且由發(fā)動機 輸出或輸入部件18提供動力。但是，當(dāng)發(fā)動機12關(guān)閉或運行速度過低不足以為主泵提供動力并且為變速器14 加壓時，該主泵不運行。包括輔助泵90從而提供液壓流體到變速器14。因為輔助泵90不 從發(fā)動機12獲得動力，而是從電池或儲能裝置的其中一種獲得動力，所以當(dāng)車輛處于發(fā)動 機關(guān)閉模式時輔助泵90能夠供應(yīng)加壓流體。輔助泵90可用于但不限制為，用于致動離合 器C1-C5，部件潤滑以及冷卻變速器14的各個元件。在本申請中描述的示例性實施例中，其中混合動力系10被用作陸地車輛，變速器 輸出軸20操作性地連接于主減速器(或"傳動系統(tǒng)")。該傳動系統(tǒng)可以包括前方或后方 差速器，或其他的扭矩傳遞裝置，其通過相對應(yīng)的車輛輪軸或半軸(未示出)提供輸出扭矩 到一個或多個車輪。車輪可以是車輛使用的前輪或后輪，或者它們可以是有軌車輛的傳動 齒輪。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員會認(rèn)識到在不改變發(fā)明的保護(hù)范圍的情況下，主減速器可包括 任何已知的構(gòu)造，包括前輪驅(qū)動(FWD)，后輪驅(qū)動(RWD)，四輪驅(qū)動(4WD)或全輪驅(qū)動(AWD)。所有行星齒輪組24，26，28以及第一和第二電動機/發(fā)電機56，58 (電動機A和電 動機B)優(yōu)選地關(guān)于中間中心軸36或別的軸線同軸定位。電動機A或電動機B可具有環(huán)形 的構(gòu)造，允許一個或兩個電動機一般地外包圍三個行星齒輪組24，26，28。這種構(gòu)造可減少 整體封裝，即混合動力變速器14的徑向的和縱向的尺寸減到最少?；旌蟿恿ψ兯倨?4從多個扭矩產(chǎn)生裝置接收輸入原動扭矩。由于從燃料箱(未示 出)存儲的燃料或電能存儲裝置(未示出)存儲的電勢進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，“扭矩產(chǎn)生裝置" 包括發(fā)動機12和電動機/發(fā)電機56、58。發(fā)動機12，電動機A (56)和電動機B (58)通過與行星齒輪組協(xié)作可獨立地或共同 地操作，并且有選擇地接合扭矩傳遞機構(gòu)以旋轉(zhuǎn)變速器輸出軸20。此外，電動機A和電動 機B優(yōu)選地配置為有選擇地作為電動機和發(fā)電機運行。例如，電動機A和電動機桿B能將 電能轉(zhuǎn)換為機械能(例如，在車輛推動期間)，并且還能夠?qū)C械能轉(zhuǎn)換為電能(例如，在再 生制動期間或者發(fā)動機12供給多余功率期間)。繼續(xù)參考圖1，具有分布式控制器結(jié)構(gòu)的電子控制裝置(或“控制器“)在一個示 例性實施例示為基于微處理器的電子控制單元80 (ECU)示出。ECU 80包括具有合適數(shù)量的 可編程存儲器的存儲介質(zhì)，共同地表示為82，其編程為包括，不作為限制，用于調(diào)節(jié)多模式 混合動力變速器的運行的算法或方法100，下文將結(jié)合圖4進(jìn)行詳細(xì)描述。該控制裝置是可操作的，在下文中進(jìn)行描述，以提供動力系10的坐標(biāo)體系控制， 其在本申請中通過示意圖進(jìn)行描述。該控制裝置的組成部件可以是整個車輛控制系統(tǒng)的子 設(shè)備。該控制系統(tǒng)可操作以合成相關(guān)的信息和輸入，并且執(zhí)行控制方法和算法以控制各個 致動器以獲得控制目標(biāo)。該控制系統(tǒng)監(jiān)控目標(biāo)和參數(shù)，包括但不僅限于燃料效率，排放，性 能，驅(qū)動性能以及動力傳動系硬件的保護(hù)_所述動力傳動系硬件例如，但不僅限于，發(fā)動機 12、變速器14、電動機A、電動機B和主減速器16。分布式控制器結(jié)構(gòu)(ECU80)可以包括變速器控制模塊(TCM)，發(fā)動機控制模塊 (ECM)，變速器功率逆變器模塊(TPIM)以及電池組控制模塊(BPCM)。混合控制模塊(HCP) 可被集成以提供上述的控制器的全面控制和協(xié)調(diào)。
用戶接口(UI)可操作地連接于多個裝置(未示)，車輛操作員通過用戶接口典型 地控制或直接操作動力系。向用戶接口的示例性的車輛操作員輸入包括加速踏板、剎車踏 板、變速器檔位選擇器、車輛速度巡航操縱及本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可知曉的其他輸入。上述的每個控制器與其他的控制器、傳感器、致動器等通過控制區(qū)域網(wǎng)(CAN)總 線或通信體系結(jié)構(gòu)通信。該控制區(qū)域網(wǎng)總線允許各個控制器之間的控制參數(shù)和指令的結(jié)構(gòu) 化通信。所采用的通信協(xié)議是專用的。例如，不作為限制，一種可用的通信協(xié)議是汽車工程 師學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)J1939。該控制區(qū)域網(wǎng)總線和合適的協(xié)議用于為上述的控制器及其他提供例如 防鎖定制動，牽引控制和車輛穩(wěn)定性功能的控制器之間提供穩(wěn)定的通信和多控制器接口連 接。發(fā)動機控制模塊可操作地與發(fā)動機12相連接并與之通信。發(fā)動機控制模塊配置 為從各種傳感器中獲取數(shù)據(jù)并且控制在多條分立線上的發(fā)動機12的各種致動器。該發(fā)動 機控制模塊從混合控制模塊接收發(fā)動機扭矩指令，產(chǎn)生期望的輪軸扭矩以及實際的發(fā)動機 扭矩指示，所述實際的發(fā)動機扭矩指示被傳達(dá)到混合控制模塊。各種其他的可被發(fā)動機控 制模塊檢測到的參數(shù)包括發(fā)動機冷卻液溫度，發(fā)動機到變速器的輸入速度，歧管壓力以及 環(huán)境氣溫和壓力。各種可被發(fā)動機控制模塊控制的致動器包括，但不僅限于，燃料噴射器、 點火模塊和節(jié)流控制模塊。變速器控制模塊可操作地連接于變速器14，作用是從各種傳感器中獲取數(shù)據(jù)并 提供指令信號到變速器14。從變速器控制模塊到混合控制模塊的輸入可包括各個離合器 C1-C5的離合器扭矩估計值和變速器輸出軸20的轉(zhuǎn)速。為了控制目的，可以采用附加的致 動器和傳感器提供從變速器控制模塊到混合控制模塊的附加信息。上述的各個控制器可以是通用數(shù)字計算機，其一般地包括微處理器或中央處理單 元，只讀存儲器(ROM)，隨機存取存儲器(RAM)，電可編程序只讀存儲器(EPROM)，高速時鐘， 模擬到數(shù)字的(A/D)和數(shù)字到模擬(D/A)電路以及輸入/輸出電路和裝置(1/0)，以及合適 的信號調(diào)節(jié)和緩沖電路。每個控制器具有一組控制算法，包括存儲于ROM中的常駐程序指 令和校準(zhǔn)值，其被執(zhí)行以提供各個計算機的各自功能。各種計算機之間的信息傳遞可以使 用前述的控制區(qū)域網(wǎng)完成。響應(yīng)于由用戶接口捕獲的操作員輸入，監(jiān)控的混合控制模塊控制器和根據(jù)圖1所 描述的一個或多個其他的控制器確定請求的變速器輸出扭矩。適當(dāng)?shù)乜刂坪筒僮骰旌蟿恿?變速器14的選擇性的運行部件以對操作員需求做出反應(yīng)。例如，在圖1示出的實施例中， 當(dāng)操作員選定前進(jìn)驅(qū)動范圍并且操作加速踏板或剎車踏板時，混合控制模塊確定用于變速 器的輸出扭矩，其影響車輛加速或者減速的方式和時間。最終車輛加速受其他變量，例如道 路負(fù)荷、道路坡度和車輛質(zhì)量等因素的影響。混合控制模塊監(jiān)測扭矩產(chǎn)生裝置的參數(shù)狀態(tài) 并且根據(jù)需要達(dá)到的輸出扭矩期望值確定變速器的輸出。在混合控制模塊控制下，變速器 14在從慢到快的輸出速度范圍內(nèi)運行以滿足操作員的需求。E⑶80也從傳感器接收頻率信號進(jìn)行處理成輸入部件18速度Ni,和輸出部件20速 度N。，以用于變速器14的控制。系統(tǒng)控制器還可以接收并且處理來自壓力開關(guān)(未示出) 的壓力信號用于監(jiān)測離合器作用室壓力?？蛇x地，可以使用用于寬量程壓力監(jiān)測的壓力傳 感器。脈寬調(diào)制(PWM)和/或二進(jìn)制控制信號通過控制器80傳輸?shù)阶兯倨?4用于控制離 合器C1-C5的填充和排出用于離合器的應(yīng)用和釋放。
另外，控制器80可以接收傳動流體槽溫度數(shù)據(jù)，例如從熱敏電阻輸入(未示出) 以獲得槽溫度?？刂破?0可以提供來源于輸入速度Ni的脈寬調(diào)制信號以及槽溫度，通過 一個或多個調(diào)節(jié)器控制管線壓力。例如通過響應(yīng)于脈寬調(diào)制和二進(jìn)制控制信號的螺線管控制柱形滑閥實現(xiàn)離合器 C1-C5的填充和排出?？刹捎檬褂每勺兣懦雎菥€管的調(diào)整閥以在離合器應(yīng)用期間提供閥體 內(nèi)線軸的精確放置，從而提供離合器壓力的精確控制。同樣地，可以采用一個或多個管線壓 力調(diào)節(jié)器(未示出)根據(jù)控制信號確立調(diào)節(jié)管線壓力。離合器兩側(cè)的離合器滑轉(zhuǎn)速度可以 由下列變量導(dǎo)出，例如變速器輸入速度，輸出速度，電動機A速度和/或電動機B速度。所述多模式電動可變混合動力變速器14配置為幾個變速器運行模式。圖2的真 值表給出了扭矩傳遞機構(gòu)C1-C4的示例性的接合安排表從而獲得一系列運行狀態(tài)或模式。 表格中描述的各種傳動運行模式表示各個運行模式下具體離合器C1-C4中哪幾個接合(致 動)，哪些脫離接合(停用)。通常，可在變速器14中執(zhí)行傳動比變化以使扭矩干擾最小化，并且換擋平滑而不 會引起車輛乘客不適。另外，執(zhí)行離合器C1-C4釋放和應(yīng)用的方式應(yīng)消耗最小的能量并且 對離合器的耐久性無負(fù)面影響。影響這些考慮的一個主要因素是受控離合器的扭矩，其可 根據(jù)如加速和車輛負(fù)荷的性能需求顯著地變化。改善換擋可通過離合器應(yīng)用或釋放時離 合器處的零或接近于零的反作用扭矩狀態(tài)實現(xiàn)，該狀態(tài)緊接著離合器兩側(cè)的零滑差之后出 現(xiàn)。具有離合器兩側(cè)的基本為零滑差的離合器可認(rèn)為是同步運行。電動可變運行模式可分成四個一般種類輸入分配模式，輸出分配模式，混合分配 模式以及串聯(lián)模式。在輸入分配模式中，一個電動機/發(fā)電機(例如電動機A或電動機B) 調(diào)整為使它的速度與變速器輸出成正比例變化，并且另一個電動機/發(fā)電機(例如另一個 電動機A或者電動機B)調(diào)整為使它的速度是輸入和輸出部件速度的線性組合。在輸出分 配模式中，一個電動機/發(fā)電機調(diào)整為使它的速度與變速器輸入部件成正比例變化，并且 另一個電動機/發(fā)電機調(diào)整為使它的速度是輸入部件和輸出部件速度的線性組合。然而， 在混合分配模式中，兩個電動機/發(fā)電機調(diào)整為使它們的速度為輸入和輸出部件速度的線 性組合，但都不與輸入部件的速度及輸出部件的速度中的任何一個成正比。最后，當(dāng)在串聯(lián)模式中運行時，一個電動機/發(fā)電機調(diào)整為使它的速度與變速器 輸入部件的速度成正比變化，另一個電動機/發(fā)電機調(diào)整為使它的速度與變速器輸出部件 的速度成正比變化。當(dāng)在串聯(lián)模式中運行時，輸入和輸出部件之間沒有直接的機械動力傳 輸路徑，因此全部的動力必須電動地傳遞。在如上所述的四個總的類型的電動可變運行模式中，電動機的速度是輸入和輸出 速度的線性組合。這樣，這些模式具有兩個速度自由度(其可縮寫簡化為"D0F")。數(shù)學(xué) 上，這一種類模式的扭矩(T)和速度(N)方程采用如下方式 其中a和b是由傳動齒輪確定的系數(shù)。EVT模式類型可從b系數(shù)的矩陣的結(jié)構(gòu)來 確定。也即是說，如果I^1 = K2 = O或者K1 = I^2 = O,該模式為串聯(lián)模式。如果bia = 0或<2 = 0，模式為輸入分配模式。如果I^1 = O或者b2,2 = 0，模式為輸出分配模式。如 果bu，bu，b2a和b2,2均非零，則該模式為混合分配模式。
電動可變傳動裝置還可包括一個或多個固定檔位(FG)模式。一般來說，由于比選 擇電動可變模式需要閉合(即致動)的離合器的數(shù)目再多閉合一個離合器，導(dǎo)致固定檔位 模式。在固定檔位模式中，輸入速度和各個電動機的速度與輸出速度成比例。這樣，這些模 式都只有一個速度自由度。數(shù)學(xué)上，此種類型模式的扭矩和速度方程如下所示

其中a和b還是由傳動齒輪確定的系數(shù)。如果bu非零，電動機A能夠在固定檔位 模式下運行期間用于輸出扭矩。如果b1>2非零，電動機B能夠在固定檔位模式下運行期間 用于輸出扭矩。如果b1>3非零，發(fā)動機能夠在固定檔位模式下運行期間用于輸出扭矩。如 果b1>3為零，該模式為純電動的固定檔位模式。電動可變傳動裝置還可配置為具有三個速度自由度的一個或多種模式。這些模式 可以包括或不包括反作用扭矩源從而使傳動裝置能夠產(chǎn)生與發(fā)動機扭矩或電動機扭矩成 比例的輸出扭矩。如果具有三個速度自由度的模式能夠產(chǎn)生輸出扭矩，則發(fā)動機扭矩及被 連接為對發(fā)動機扭矩起反作用的任何電動機的扭矩將大體與輸出扭矩成比例。如果電動機 沒有被連接為對發(fā)動機扭矩起反作用，則它的扭矩可被命令用來獨立于變速器輸入和輸出 速度控制它的速度。在具有三個速度自由度的模式中，一般不可能獨立于輸出扭矩容易地控制電池電 力。此種類型的模式產(chǎn)生與系統(tǒng)中的反作用扭矩源成比例的輸出扭矩。由三個扭矩源提供 的總輸出動力的一部分可以通過改變電動機速度和輸入速度來進(jìn)行調(diào)節(jié)。這些模式在本 文中稱為電動扭矩變換器(ETC)模式，其按照作為輸出扭矩、發(fā)動機速度、輸出速度以及其 中一個電動機速度的函數(shù)將動力從能源存儲裝置傳遞出來或者傳遞到能源存儲裝置。數(shù)學(xué) 上，此種類型模式的扭矩和速度方程如下所示 其中a和b是由傳動齒輪確定的系數(shù)。如果非零，電動機A作為反作用部件 使用并且當(dāng)運行于ETC模式下時它的扭矩成比例于輸出扭矩。如果ay為零，電動機A斷 開連接并且其扭矩不再由輸出扭矩確定。如果^2非零，電動機B作為反作用部件使用并 且當(dāng)運行于ETC模式下時它的扭矩成比例于輸出扭矩。如果、2為零，電動機B斷開連接 并且其扭矩不再由輸出扭矩確定。如果^3非零，發(fā)動機能夠在固定檔位模式下運行期間 用于輸出扭矩。如果a1>3為零，輸入斷開并且其扭矩不再由輸出扭矩確定。如果所有^,” B1,2和均為零，則模式為空檔模式不能產(chǎn)生輸出扭矩。圖2示出了四種空檔模式?？諜n模式1中，所有離合器都釋放。當(dāng)整個車輛停止 并且處于斷開狀態(tài)時可采用空檔模式1，這樣整個動力系10中沒有主動分配的電、機械或 其它方式的動力分配。在空檔模式1中，12伏的起動火花點火(SLI)電池可被用來發(fā)動機 起動。在空檔模式2中，只有離合器C3處于接合狀態(tài)，并且電動機A和電動機B可以反作用于發(fā)動機12用于啟動或為儲能裝置充電。類似于空檔模式2，當(dāng)變速器14處于空檔模 式3時，電動機A和電動機B可以反作用于發(fā)動機12用于啟動或為儲能裝置充電，并且僅 有離合器C4作為接合的扭矩傳遞裝置。在空檔模式4中，第三和第四離合器C3、C4兩個都 處于被致動狀態(tài)。在這一情況下，電動機A被鎖定或"接地"，電動機B與發(fā)動機12以齒 輪相連接用于發(fā)動機啟動。第一和第二行星齒輪組24，26協(xié)同第一和第二電動機/發(fā)電機56，58操作，與第 一和第二離合器C1，C2有選擇性的接合一道，構(gòu)成電動扭矩變換器(ETC)。例如，當(dāng)變速器 14運行在ETC模式時，電動機A和/或電動機B取決于主動控制方案的電輸出能適合于控 制扭矩從發(fā)動機12通過變速器差動齒輪裝置傳遞到輸出部件20。當(dāng)車輛啟動時，ETCl模 式通過接合第一離合器Cl確立。在ETCl模式中，電動機A通過第一和第三行星齒輪組24， 28反作用于發(fā)動機12，電動機B自由地操作。在ETCl模式中，具有發(fā)動機12的靜止車輛 能以通過逐漸地增加電動機A產(chǎn)生定量的電功率-即電動機A.的反作用力，保持合適速度 平滑地啟動。本申請中還有兩個可選的ETC模式可用于變速器配置中。ETC2模式又名“復(fù)合 ETC”，能通過接合離合器C2啟動，并且分離剩余離合器。在ETC2模式中，電動機A通過第 一和第三行星齒輪組24，28反作用于發(fā)動機12，同時電動機B反作用于發(fā)動機12和電動機 A以至輸出部件20。發(fā)動機扭矩的分配通過電動機A和電動機B產(chǎn)生電功率輸出量的共同 管理而操作。所述第三ETC模式，ETC12模式，能通過接合離合器Cl和離合器C2啟動。類似于 ETCl模式，電動機A通過第一和第三行星齒輪組24，28反作用于發(fā)動機12。但是，在這一 情況下，電動機B固接到變速箱殼60。在ETC12模式中，通過逐漸地增加電動機A產(chǎn)生的反 作用力使發(fā)動機12保持合適的速度，車輛可以平滑加速；所述電動機A產(chǎn)生的反作用力可 與電動機A產(chǎn)生的電力成比例。當(dāng)發(fā)動機12處于斷開狀態(tài)時，變速器14能利用ETC模式離合器控制方案以改變 由電動機A產(chǎn)生的發(fā)電量使得逐漸地增加電動機A和/或電動機B的傳動扭矩。例如，如 果當(dāng)發(fā)動機12處于斷開狀態(tài)時變速器14換擋為ETCl模式，發(fā)動機12會經(jīng)由輸入部件18 造成反作用力。電動機A的動力輸出能因此被控制，無需啟動發(fā)動機12即可以維持連續(xù)的 不中斷的變速器輸出扭矩。在本文描述的示例性的動力系10具有三個固定檔位(re)或"直接的"運行模 式。在變速器14的該實施例的全部的固定檔位模式中，車輛通過發(fā)動機12的運行向前行 駛。離合器C1，C3和C4的有選擇性的接合將變速器14轉(zhuǎn)換為rei模式。rei中，電動機A 接地，并且發(fā)動機驅(qū)動第一行星齒輪組24到第三行星齒輪組28以及輸出部件20。TO2模 式通過離合器Cl，C2和C4的有選擇性的接合獲得。TO2中，電動機B接地，并且發(fā)動機驅(qū) 動第一和第二行星齒輪組24，26到第三行星齒輪組28以及輸出部件20。同樣地，TO3模式 通過離合器C2、C3和C4的有選擇性的接合獲得。TO3中，電動機A鎖定，并且發(fā)動機驅(qū)動 第一行星齒輪組24到第二和第三行星齒輪組26，28以及輸出部件20。當(dāng)在固定檔位模式 下運行時，輸出部件速度N。與輸入部件速度Ni以及選定傳動比成正比。Ni = N。XGR。繼續(xù)參考圖2，變速器14還可以在四種電動可變傳動裝置(EVT)模式下運行。在 EVT 1和EVT4中，變速器14在輸入分配模式下運行，其中變速器14的輸出速度N。與一個電動機/發(fā)電機56，58 (電動機A或電動機B)的速度成比例。特別地，EVTl模式通過第一 和第三離合器Cl和C3的有選擇性的接合獲得。在EVTl中，電動機A通過第一行星齒輪組 24反作用于發(fā)動機12，再作用到第三行星齒輪組28和輸出部件20 ；同時電動機B驅(qū)動第 二和第三行星齒輪組26，28。在EVTl模式下電動機A推進(jìn)車輛?？蛇x地，變速器14通過致 動離合器C2和離合器C3選擇性的變換到EVT4模式。在EVT4中，電動機A通過第一行星 齒輪組24反作用于發(fā)動機12，作用到第二和第三行星齒輪組26，28和輸出部件20，同時電 動機B驅(qū)動第二和第三行星齒輪組26，28。EVT4模式下電動機B推進(jìn)車輛。在EVT2和EVT3中，變速器14在混合分配模式下運行，其中變速器14的輸出速度 N0不與單個電動機/發(fā)電機的速度成比例，而是兩個電動機/發(fā)電機的速度的代數(shù)的線性 組合。特別地，通過第一和第四離合器C1，C4的有選擇性的接合獲得EVT2。在此模式下，電 動機A和電動機B運行以通過第一和第二行星齒輪組反作用于發(fā)動機12?？蛇x地，變速器 14通過驅(qū)動離合器C2和離合器C4選擇性的變換到EVT3模式。當(dāng)在EVT3模式下運行時， 兩個電動機/發(fā)電機裝置56，58通過所有三個行星齒輪組24，26，28反作用于發(fā)動機12。參考圖3，示出了沿水平軸的變速器輸出速度N。對垂直軸上的輸入速度M的圖 示。圖3只是根據(jù)變速器14的這個實施例的輸入和輸出速度的各自運行模式示例性的運 行范圍的圖示。FGl模式下的同步操作_即離合器Cl、C3和C4基本上以零滑差速度的運行時的 輸入速度與輸出速度關(guān)系_由直線91表示。同樣地，線91表示EVT模式之間可發(fā)生基本 上同步變換時輸入和輸出速度的關(guān)系。rei模式還是從輸入到輸出的直接機械連接可通過 同時應(yīng)用離合器Cl，C3和C4來實現(xiàn)的范圍-即固定或直接的傳動比的范圍。FG2模式下的同步操作_即離合器Cl，C2和C4基本上零滑差速度的運行時的輸 入速度與輸出速度關(guān)系_由直線93表示，其中。同樣地，F(xiàn)G3模式下運行期間輸入和輸出 速度之間的關(guān)系由線條95表示，其中離合器C2，C3和C4基本上以零滑差速度同時運行。變換傳動比線91的左側(cè)是第一 EVT模式即EVTl的一個示例性的運行區(qū)，其中應(yīng) 用Cl和C3，而C2和C4被釋放。變換傳動比線91的右側(cè)和變換傳動比線93的左側(cè)是第二 EVT模式即EVT2的一個示例性的運行區(qū)，其中應(yīng)用Cl和C4，而C2和C3被釋放。變換傳動比線93的右側(cè)和變換傳動比線95的左側(cè)是第三EVT模式即EVT3的一 個示例性的運行區(qū)，其中應(yīng)用C2和C4，而Cl和C3被釋放。變換傳動比線95的右側(cè)是第四 EVT模式即EVT4的一個示例性的運行區(qū)，其中應(yīng)用C2和C3，而Cl和C4被釋放。對于本申 請中使用的離合器C1-C5，術(shù)語"應(yīng)用"或"致動"表示穿過相應(yīng)的離合器的實質(zhì)性的扭 矩傳遞載量。對照地，術(shù)語"釋放"或"停用"表示無實質(zhì)的或沒有穿過相應(yīng)的離合器的 扭矩傳遞載置。雖然對于混合動力變速器14運行優(yōu)選為在上述運行區(qū)，但其不意味著暗示圖3中 描述的各種EVT運行區(qū)不能或不重疊。然而一般地，可能優(yōu)選為在上述特定區(qū)運行，因為各 個具體運行模式優(yōu)選地采用對于特定區(qū)域在各個方面(例如，質(zhì)量、大小、成本、慣性能力 等)特別合適的齒輪組和電動機硬件。同樣地，雖然上述的獨立運行區(qū)通常優(yōu)選地用于特 定運行模式時，但這并不意味暗示該用于獨立EVT模式的運行區(qū)不能轉(zhuǎn)換。一般地，轉(zhuǎn)換到模式1的變換可被認(rèn)為是減檔并且與根據(jù)隊/N。關(guān)系的一個較高的 傳動比相聯(lián)系。相反，轉(zhuǎn)換到模式4的變換可被認(rèn)為是換高速檔并且與根據(jù)隊/N。關(guān)系的一個較低的傳動比相聯(lián)系。如本申請所討論，其他模式到模式之間的轉(zhuǎn)換順序都是可行的。 例如從EVTl到EVT3的變換也是換高速檔，從EVT4到EVT2被認(rèn)為是減檔。現(xiàn)在參考圖4示出的流程圖和圖5示出的示意圖表，然后繼續(xù)參考圖1-3，其描述 了換檔操作期間多模式混合動力變速器的離合器的控制和致動。圖4示出用于調(diào)節(jié)多模式 混合動力變速器的一個離合器或多個離合器的運行的控制算法或方法100。圖5示出了在一個換檔操作200期間離合器選定的特征相對于時間的坐標(biāo)圖，其 可以與圖4示出的方法100部分一致。自上而下，圖5示出離合器滑轉(zhuǎn)速度N。；離合器滑轉(zhuǎn) 速度的時間變化率(一階導(dǎo)數(shù))N。dot ；離合器的壓力P。；以及壓力開關(guān)或可變排出螺線管 監(jiān)控和流動到離合器的控制液壓流體的狀態(tài)。為了說明的目的，方法100和換擋操作200是參照關(guān)于圖1示出和說明的很多結(jié) 構(gòu)進(jìn)行描述的。但是，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員會認(rèn)識到可被用來實行根據(jù)所附權(quán)利要求限定 的本發(fā)明的其他結(jié)構(gòu)。方法100從開始或啟動102開始，其可以與車輛操作員打開車輛的點火相符，或可 能與別的起始事件相符。在方法100的全過程期間，混合控制模塊和ECU 80可以監(jiān)測車輛 和混合動力系10的各種特征。僅用于說明目的，將參考特定離合器C3說明方法100。但 是，所述方法100可以用來對C1-C5中任何離合器執(zhí)行控制和致動。當(dāng)混合控制模塊監(jiān)測車輛運行特征時，它可能在步驟104請求或指令變速器14執(zhí) 行一個換檔操作(例如圖5的換檔操作200)。然后在步驟106，方法100繼續(xù)指令離合器 C3通過控制滑差速度的大小到零而開始同步。控制滑差速度到零可包括減少或增加由離合 器C3可控制的元件的實際速度。選擇性地，方法100可包括在步驟108指令輔助泵90開 啟，其可在步驟104中與指令換擋同時或在之后執(zhí)行。在離合器C3傳統(tǒng)的控制方式中，混合控制系統(tǒng)在指令換檔后等待一個預(yù)定的時 間量，然后開始以高流量填充離合器。這可能致使離合器過早或過遲接合，其取決于將離合 器從空狀態(tài)(完全地分離)到滿狀態(tài)(完全地接合)所需的填充時間。而且可用于填充離 合器的泵壓力可能影響填充時間，如果用于傳統(tǒng)液壓離合器控制的壓力不足會導(dǎo)致較遲的接合。步驟106中指令離合器C3的同步發(fā)生在圖5中線210上或附近。此時，當(dāng)變速器 14開始準(zhǔn)備好離合器C3的接合，離合器C3的以前的或基線特征結(jié)束?；钏俣萅。在曲線 202上顯示，并開始朝零滑差(N。= 0)移動。因為在圖1示出的實施例中離合器C3是制動 類型離合器，同步包括停止第二行星齒輪組26的第一部件40 (P2的環(huán)形齒輪)的轉(zhuǎn)動。如 圖5中曲線204所示，離合器C3的同步致使N。dot隨著N。減速而從零移動到一個非零值。然后在步驟110中方法100開始填充離合器C3到預(yù)填充目標(biāo)體積。這致使流體 傳送入離合器C3的活塞中并且提高了離合器C3的壓力P。，如圖5的曲線206所示。離合 器C3的壓力開關(guān)狀態(tài)在圖5的曲線208上示出。開始填充離合器C3致使壓力開關(guān)從“關(guān) 閉”狀態(tài)或調(diào)節(jié)流動狀態(tài)移動到“打開”狀態(tài)或全供給的狀態(tài)。注意壓力開關(guān)信號經(jīng)常以0 或1的數(shù)字邏輯信號進(jìn)行通信。圖5示出的壓力開關(guān)打開或關(guān)閉狀態(tài)的任一個可以與開關(guān) 信號的0或1數(shù)字邏輯狀態(tài)相應(yīng)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員會了解，在圖5中的換檔操作200期 間示出的曲線是非常示意性的，并且離合器C3的實際特征不一定以完全地線性方式變化。與為了實現(xiàn)接合而填充空的離合器相比，預(yù)填充離合器C3到預(yù)填充目標(biāo)體積使離合器C3做好準(zhǔn)備以減少的延遲時間或延遲而完全致動并接合。穿過離合器C3的完全扭 矩傳遞直到離合器C3已經(jīng)被填充到實際的接觸點體積后才發(fā)生。如可選擇的步驟112所示，預(yù)填充目標(biāo)體積可以設(shè)置為第一預(yù)測接觸點體積的大 約80 %。但是，作為基于體積控制離合器C3的替代，注意到離合器還可以基于與離合器 體積相關(guān)的離合器壓力P。進(jìn)行控制。此外，預(yù)填充目標(biāo)體積可設(shè)置成預(yù)測接觸點體積的 80% -90%之間的一個更具體的水平。第一預(yù)測接觸點體積(以及壓力)可以通過實驗或在動力系10的設(shè)計階段中被 確定。如下所述，所述方法100可以調(diào)整預(yù)測接觸點體積以適應(yīng)離合器C3和變速器14的
變化工況。在步驟114中，離合器C3保持在預(yù)填充目標(biāo)體積直到混合控制系統(tǒng)確定離合器C3 的換檔操作200即將完成。在步驟114中方法100保持C3的體積直到到達(dá)觸發(fā)點。所述 觸發(fā)點在圖5中線212示出，其通過完成填充離合器C3到接觸點體積所需要的時間量進(jìn)行 計算或確定。保持離合器C3在預(yù)填充目標(biāo)體積(直到到達(dá)觸發(fā)點212)示出在圖5的線218處 開始，其通過關(guān)閉壓力開關(guān)和調(diào)節(jié)或維持Pc在基本上定壓來實現(xiàn)。接觸點體積與離合器C3 到達(dá)接觸點相一致，其在圖5的214處示出，此時離合器C3開始在環(huán)形齒輪40和變速箱殼 60之間傳遞完全扭矩。當(dāng)使用預(yù)填充致動方法時，觸發(fā)點212和接觸點214之間的差值是 離合器C3的有效填充時間。在到達(dá)所述觸發(fā)點212之后，方法100在步驟116中開始通過填充離合器C3到第 一預(yù)測接觸點體積完成換檔操作200。由于液壓流體的溫度變化、離合器C3中或變速器14 的別處中的泄露、或泵壓變化，可能無法知道實際接觸點體積，所以方法100采用第一預(yù)測 接觸點體積。第一預(yù)測接觸點體積大于預(yù)填充目標(biāo)體積。到達(dá)所述接觸點214之后，在步驟120中，離合器C3的壓力足夠用于通過C3進(jìn)行 扭矩傳遞，并且離合器接合。在接觸點214之后，當(dāng)扭矩傳遞通過離合器C2時離合器壓力 Pc會增加。如線208所示，壓力開關(guān)維持打開狀態(tài)或全供給的狀態(tài)以維持到離合器C3的最 大可用的流體壓力，并且繼續(xù)接合。在一些換檔操作中，實際接觸點體積可以大于或小于第一預(yù)測接觸點體積。如果 第一預(yù)測接觸點不導(dǎo)致離合器C3實際完全接合，壓力開關(guān)保持打開并且會繼續(xù)填充離合 器活塞直到實際接觸點。如果離合器C3尚未完全地同步，方法100可以-在步驟120中完全地接合離合器 之前_通過使滑差速度達(dá)到基本為零-完成同步。圖4示出了完成同步的可選步驟118，其 可在步驟116中填充離合器C3到預(yù)測接觸點之前、同時或之后執(zhí)行。在方法100的一個實施例中，觸發(fā)點212可以被計算或設(shè)置為與離合器C3的同步 完成基本同時發(fā)生。在這樣一個實施例中，當(dāng)滑差速度N。到達(dá)零時，觸發(fā)點212，和步驟116 中填充離合器到預(yù)測接觸點的開始，發(fā)生。如圖5所示，預(yù)填充離合器C3到預(yù)填充目標(biāo)體積(步驟110)可與線210所示的 指令換檔同時開始。在此實施例中，一旦得到換檔指令，混合控制系統(tǒng)開始為換擋準(zhǔn)備離合 器C3。但是，如果填充時間縮短，混合控制系統(tǒng)可以延遲預(yù)填充離合器C3直到指令換檔之 后以及同步已經(jīng)開始。
所述觸發(fā)點212可以在換檔操作200期間調(diào)整或計算出。如圖4所示，所述方法 100可以確定可選步驟122中的滑差速度的時間變化率。然后在步驟124中滑差速度的一 階導(dǎo)數(shù)N。dot用于設(shè)置觸發(fā)點212。步驟124通過計算滑差速度N。到達(dá)零的時間并且從預(yù) 測到達(dá)零滑差速度中減去有效填充時間來設(shè)定出發(fā)點212。在此實施例中，達(dá)到預(yù)測接觸體 積基本上與離合器C3的完成同步相一致，其是同步換擋能發(fā)生的最早時間點。為進(jìn)一步改進(jìn)或調(diào)整用于換擋正時的控制算法，方法100可選擇地監(jiān)測離合器C3 的實際壓力(P。)。通過監(jiān)測實際換檔操作期間離合器C3的壓力(P。)和開關(guān)狀態(tài)，能計算 或估算換檔操作通過監(jiān)測實際換檔操作期間離合器C3的壓力(P。)和開關(guān)狀態(tài)，方法100能 計算或估算換檔操作的實際接觸點體積。這在圖4中步驟126示出。這些被監(jiān)測的換檔可 以是使用預(yù)填充致動方案的換檔或者可使用標(biāo)準(zhǔn)離合器致動技術(shù)。從被監(jiān)測的換檔操作中，方法100計算出流動模型，如可選步驟130所示，其每當(dāng) 一次換擋操作進(jìn)行更新以更好地確定離合器C3的實際接觸點體積。然后該流動模型可用 來確定積聚在離合器活塞中的流體量，從而確定何時足夠量的流體已進(jìn)入離合器活塞以移 動離合器C3到預(yù)填充體積。忽略方法100中的某些步驟，在方法100中包括附加步驟，和/或修改圖4中所示 步驟的次序，都在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍中。應(yīng)該注意到方法100僅一般地表示一個換 擋順序或操作。但是，如前文所述，期望方法100可以以系統(tǒng)的和重復(fù)的方式被應(yīng)用。對于 “感測”，“檢測”，“測量”，“計算”或“確定”這些術(shù)語的使用都不作為限制并應(yīng)被看作是可替 換的。雖然用于執(zhí)行本發(fā)明的最佳實施方式和其他方式已進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但對本領(lǐng) 域熟悉的人員根據(jù)本發(fā)明會認(rèn)識到在本發(fā)明所要求保護(hù)的權(quán)利要求范圍內(nèi)的多種可替代 的設(shè)計和實施例來實施本發(fā)明。
權(quán)利要求
一種致動多模式混合動力變速器的離合器的方法，包括在多模式混合動力變速器中命令換檔操作；監(jiān)測離合器的滑差速度；通過移動所述滑差速度到零，開始離合器的同步；填充該離合器到預(yù)填充目標(biāo)體積；保持該離合器在所述預(yù)填充目標(biāo)體積；和在所述滑差速度到達(dá)觸發(fā)點之后填充該離合器到第一預(yù)測接觸點體積，其中所述第一預(yù)測接觸點體積大于所述預(yù)填充目標(biāo)體積。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述預(yù)填充目標(biāo)體積大于所述第一預(yù)測接觸點體積 的大約80%。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，進(jìn)一步包括確定所述滑差速度的時間變化率；和基于所 述確定的所述滑差速度的時間變化率設(shè)置所述觸發(fā)點。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，進(jìn)一步包括 監(jiān)測離合器的實際壓力；由所述監(jiān)測的實際壓力計算實際接觸點體積；基于所述計算出的實際接觸點體積計算流動模型；和基于所述流動模型確定何時離合器已經(jīng)被填充到所述預(yù)填充目標(biāo)體積。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述填充離合器到所述預(yù)填充目標(biāo)體積與所述命令 換擋操作大約同時開始。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述填充離合器包括通過使用輔助泵產(chǎn)生壓力，其 中所述輔助泵特點在于從內(nèi)燃機之外的能量源中接收動力。
7.如權(quán)利要求2所述的方法，進(jìn)一步包括設(shè)置所述觸發(fā)點與所述離合器的同步的完 成基本同時發(fā)生，從而當(dāng)所述滑差速度到達(dá)零時觸發(fā)點發(fā)生。
8.一種致動合并入多模式混合動力變速器中的離合器的方法，包括 執(zhí)行第一換檔操作，包括命令所述第一換檔操作， 監(jiān)測離合器的第一滑差速度，通過控制所述第一滑差速度朝著零的幅度使離合器同步，填充離合器到預(yù)填充目標(biāo)體積，保持該離合器在所述預(yù)填充目標(biāo)體積，和當(dāng)所述第一滑差速度到達(dá)第一觸發(fā)點時，填充離合器到第一預(yù)測接觸點體積，其中所 述第一預(yù)測接觸點體積大于所述預(yù)填充目標(biāo)體積； 執(zhí)行第二換檔操作，包括 命令所述第二換檔操作， 監(jiān)測離合器的實際壓力， 監(jiān)測離合器的第二滑差速度，通過控制所述第二滑差速度朝著零的幅度使離合器同步，和從所述第二換檔操作期間的所述監(jiān)測的實際壓力計算所述第二換檔操作的實際接觸 點體積；設(shè)置第二預(yù)測接觸點體積，近似等于所述計算出的實際接觸點體積；和 執(zhí)行第三換檔操作，包括 命令所述第三換檔操作， 監(jiān)測離合器的第三滑差速度，通過控制所述第三滑差速度朝著零的幅度使離合器同步， 填充該離合器到所述預(yù)填充目標(biāo)體積， 保持該離合器在所述預(yù)填充目標(biāo)體積，和當(dāng)所述第三滑差速度到達(dá)第二觸發(fā)點時，填充該離合器到所述計算出的實際接觸點體積。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，進(jìn)一步包括基于所述計算出的實際接觸點體積計算流 動模型；和，基于所述流動模型確定何時離合器已經(jīng)被填充到所述預(yù)填充目標(biāo)體積。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括確定所述第一滑差速度的時間變化率；基 于所述確定的所述第一滑差速度的時間變化率設(shè)置所述第一觸發(fā)點；確定所述第二滑差速 度的時間變化率；和，基于所述確定的所述第二滑差速度的時間變化率設(shè)置所述第二觸發(fā) 點ο
全文摘要
本發(fā)明涉及用于混合動力變速器的離合器致動的方法。一種致動離合器的方法包括命令執(zhí)行換檔，監(jiān)測滑差速度，開始同步，填充到預(yù)填充體積，然后保持在該預(yù)填充體積。在滑差速度到達(dá)觸發(fā)點之后，離合器填充到第一預(yù)測接觸點體積，其大于所述預(yù)填充體積。預(yù)填充體積是第一預(yù)測接觸點體積的大約80％到90％。該方法可確定滑差速度導(dǎo)數(shù)并且基于此設(shè)置觸發(fā)點。該方法可監(jiān)測實際接觸點體積并且計算出流動模型，其用來確定何時已經(jīng)到達(dá)該預(yù)填充體積。填充離合器到預(yù)填充體積可以與指令換檔同時開始。通過輔助泵產(chǎn)生壓力，該輔助泵從內(nèi)燃機之外的能量源接收動力。
文檔編號B60W10/02GK101890955SQ20101018656
公開日2010年11月24日 申請日期2010年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月19日
發(fā)明者J-J·F·薩 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司