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CN105882642B - 用于运转车辆变速器的方法和系统 - Google Patents

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CN105882642B CN201610084692.1A CN201610084692A CN105882642B CN 105882642 B CN105882642 B CN 105882642B CN 201610084692 A CN201610084692 A CN 201610084692A CN 105882642 B CN105882642 B CN 105882642B
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Abstract

本发明涉及用于运转车辆变速器的方法和系统。呈现了用于运转包括发动机和马达的混合动力车辆传动系的系统和方法。在一个示例中，该系统和方法包括一个或多个速度控制模式，其中马达的扭矩输出在不同的控制模式下响应于不同的控制参数而被调整。

Description

用于运转车辆变速器的方法和系统
技术领域
本发明涉及用于控制混合动力车辆的传动系的运转的方法和系统。该方法和系统可以对包括可以在车辆运转期间充电和放电的电池的混合动力车辆尤其有用。
背景技术
当驾驶员要求的扭矩处于低水平时，车辆的传动系可以不时在速度控制模式下运转。通过在速度控制模式下运转，传动系可以避免在难以控制传动系扭矩的状况或传动系噪声和振动大于期望的状况下运转。当在传动系速度控制模式下，混合动力车辆可以以内燃发动机和电动马达运转。因为电动马达具有比发动机更高的扭矩带宽，所以它可以在传动系速度控制模式下运转，以平滑可能与内燃发动机中的汽缸点火事件相关的传动系扭矩脉冲。然而，可能存在即使在马达的更高的扭矩带宽的情况下也会在传动系速度控制模式下更难以维持期望的传动系速度的选定工况。
发明内容
发明人在此已经认识到上述问题并且已经开发了一种传动系运转方法，其包含：响应于电池荷电状态超过阈值水平，将马达的扭矩输出权限范围降至在速度控制模式下运转的传动系中的非零值。
通过将马达的扭矩输出权限范围降至非零值，即使在高电池荷电状态阻止经由马达的电池充电的状况下提供改善的传动系速度控制的技术效果也是可能的。例如，当电池荷电状态不处于高状态时，马达可以在其全部范围的扭矩(例如，在当前马达速度下从最大正马达扭矩到最大负马达扭矩)运转，以将传动系速度维持期望的传动系速度。然而，如果电池荷电状态处于更高的荷电状态，那么马达扭矩可以被限制为小于其全部范围的扭矩的范围，使得即使当电池可以接受更低的充电速率时，传动系速度控制也可以被改善。在一个示例中，可以基于传动系分离式离合器惯性和马达惯性来限制马达扭矩。传动系惯性可以被有效地电动地降低，使得由发动机速度控制器采取的措施可以改善传动系速度控制。
本发明可以提供若干优点。例如，该方法可以提供改善的传动系速度控制，尤其是当车辆电池处于高荷电状态时。此外，该方法可以在期望的传动系速度可以非恒定的变化工况下被应用。另外，该方法可以通过当电池正在更高的荷电状态下运转时降低电池充电速率来提高电池寿命。
当单独或结合附图，根据以下具体实施方式，本发明的上述优点和其他优点以及特征将是显而易见的。
应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围由随附的权利要求唯一地限定。此外，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提及的任何缺点的实施方式。
附图说明
当单独或参照附图考虑时，通过阅读实施例的示例(在本文中也被称为具体实施方式)，将会更充分地理解本文中所描述的优点，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3是混合动力车辆控制系统的方框图；
图4是用于使混合动力传动系运转的方法；以及
图5是示例传动系运转顺序。
具体实施方式
本发明涉及控制混合动力车辆的传动系在速度控制模式下运转。混合动力车辆可以包括如在图1中示出的发动机。图1的发动机可以被包括在如在图2中示出的动力传动系统或传动系中。图1和图2的车辆系统可以包括如在图3中示出的控制系统。图4示出了用于使混合动力传动系在两种速度控制模式中的一种速度控制模式下运转的方法。最后，图5示出了混合动力车辆传动系在两种不同的速度控制模式下运转的示例传动系运转顺序。
参照图1，内燃发动机10由电子发动机控制器12控制，其中发动机10包含多个汽缸，在图1中示出了多个汽缸中的一个汽缸。发动机10由汽缸盖35和汽缸体33组成，所述发动机10包括燃烧室30和汽缸壁32。活塞36被设置在其中并且经由到曲轴40的连接而往复运动。飞轮97和环形齿轮99被耦接至曲轴40。启动器96(例如，低电压(以小于30伏运转)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以啮合环形齿轮99。启动器96可以被直接安装在发动机的前面或发动机的后面。在一些示例中，启动器96可以通过带或链向曲轴40选择性地供应扭矩。在一个示例中，当不与发动机曲轴接合时，启动器96处于基本状态。燃烧室30被示为经由各自的进气门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通过进气凸轮51和排气凸轮53运转。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可以通过气门激活装置59被选择性地激活和停用。排气门54可以通过气门激活装置58被选择性地激活和停用。气门激活装置58和59可以是机电装置。
燃料喷射器66被示为被定位为将燃料直接喷射到燃烧室30内，本领域技术人员称之为直接喷射。燃料喷射器66与来自控制器12的脉冲宽度成比例地递送液体燃料。燃料通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨道(未示出)的燃料系统(未示出)被递送至燃料喷射器66。在一个示例中，高压、双级燃料系统可以用于产生更高的燃料压力。
此外，进气歧管44被示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机械地耦接至涡轮增压器压缩机162。可选电子节气门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。升压室45中的压力可以被称为节气门入口压力，因为节气门62的入口在升压室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可以被设置在进气门52与进气歧管44之间，使得节气门62是进气道节气门。压缩机再循环阀47可以被选择性地调整到完全打开与完全关闭之间的多个位置。废气门163可以经由控制器12来调整，以允许排气选择性地绕过涡轮164，从而控制压缩机162的速度。空气过滤器43清洁进入发动机进气装置42的空气。
响应于控制器12，无分电器电子点火系统88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被示为耦接至催化转化器70上游的排气歧管48。可替代地，双态排气氧传感器可以替代UEGO传感器126。
在一个示例中，转化器70可以包括多块催化剂砖。在另一示例中，能够使用每个均具有多块砖的多个排放控制装置。在一个示例中，转化器70能够是三元型催化剂。
控制器12在图1中被示为常规微型计算机，其包括：微处理单元(CPU)102、输入/输出端口(I/O)104、只读存储器(ROM)106(例如，非临时性存储器)、随机存取存储器(RAM)108、保活存取器(KAM)110和常规数据总线。控制器12被示为接收来自耦接至发动机10的传感器的各种信号，除了之前所讨论的那些信号外，还包括：来自耦接至冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT)；耦接至加速器踏板130的用于感测由足部132施加的力的位置传感器134；耦接至制动踏板150用于感测由足部152施加的力的位置传感器154；来自耦接至进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力(MAP)的测量值；来自感测曲轴40位置的霍尔效应传感器的发动机位置传感器118；来自传感器120的进入发动机的空气质量的测量值；以及来自传感器68的节气门位置的测量值。大气压也可以被感测(传感器未示出)，用于由控制器12进行处理。在本发明的优选方面，发动机位置传感器118在曲轴的每次旋转产生预定数量的等间距脉冲，根据其能够确定发动机速度(RPM)。
在运转期间，发动机10内的每个汽缸通常经历四个冲程循环：该循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。一般来说，在进气冲程期间，排气门54关闭，而进气门52打开。空气经由进气歧管44被引入燃烧室30，并且活塞36移动至汽缸的底部，以便增加燃烧室30内的容积。活塞36靠近汽缸的底部并在其冲程结束的位置(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内空气。活塞36在其冲程结束并最靠近汽缸盖的点(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)。在下文中被称为喷射的过程中，燃料被引入燃烧室。在下文中被称为点火的过程中，被喷射的燃料通过已知的点火手段(如火花塞92)点燃，从而导致燃烧。
在膨胀冲程期间，膨胀的气体将活塞36推回至BDC。曲轴40将活塞运动转换为旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程期间，排气门54打开，以便将已燃烧的空气-燃料混合气释放至排气歧管48，并且活塞返回至TDC。注意，上述内容仅作为示例示出，并且进气和排气门打开和/或关闭正时可以改变，诸如以提供正或负气门重叠、进气延迟关闭或各种其他示例。
图2是包括传动系200的车辆225的方框图。液压管道或管路以虚线示出。电气和机械连接经由实线示出。
图2的传动系包括在图1中示出的发动机10。传动系200可以由发动机10提供动力。发动机10可以用在图1中示出的发动机启动系统或经由传动系集成的启动器/发电机(DISG)240来启动。DISG 240(例如，高电压(以大于30伏运转)电机)也可以被称为电机、马达、和/或发电机。另外，发动机10的扭矩可以经由扭矩致动器204(诸如燃料喷射器、节气门等)来调整。
发动机输出扭矩可以通过双质量飞轮215被传输至传动系分离式离合器236的输入侧。分离式离合器236可以被电动或液压致动。分离式离合器236的下游侧被示为机械地耦接至DISG输入轴237。
DISG240可以被运转为向传动系200提供扭矩，或将传动系扭矩转换为电能存储在电能存储装置275中。DISG 240具有比图1所示的启动器96更高的输出扭矩能力。另外，DISG240直接驱动传动系200或直接被传动系200驱动。不存在将DISG 240耦接至传动系200的带、齿轮或链。而是，DISG 240以与传动系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。DISG 240的下游侧经由轴241机械地耦接至液力变矩器206的叶轮285。DISG 240的上游侧被机械地耦接至分离式离合器236。当发动机10正在运转或停止旋转时，DISG可以为车轮216提供扭矩。
液力变矩器206包括涡轮286，以便将扭矩输出至输入轴270。输入轴270将液力变矩器206机械地耦接至自动变速器208。液力变矩器206还包括液力变矩器旁通锁止离合器212(TCC)。当TCC被锁紧时，扭矩从叶轮285直接转移至涡轮286。TCC通过控制器12被电动地运转。替代地，TCC可以被液压地锁定。在一个示例中，液力变矩器可以被称为变速器的部件。
当液力变矩器旁通锁止离合器212完全分离时，液力变矩器206经由液力变矩器涡轮286与液力变矩器叶轮285之间的流体转移将发动机扭矩传输至自动变速器208，由此实现扭矩倍增。相比之下，当液力变矩器旁通锁止离合器212完全接合时，发动机输出扭矩经由液力变矩器离合器直接转移至变速器208的输入轴(未示出)。可替代地，液力变矩器旁通锁止离合器212可以部分接合，由此使直接传递至变速器的扭矩量能被调整。控制器12可以被配置为，响应于各种发动机工况或基于驾驶员的发动机运转需求，通过调整液力变矩器旁通锁止离合器212来调整通过液力变矩器传输的扭矩量。
自动变速器208包括挡位离合器(例如，挡位1-6)211和前进离合器210。挡位离合器211(例如，1-10)与前进离合器210可以选择性接合，以推动车辆。自动变速器208扭矩输出同样依次传递至车轮216，以便经由输出轴260推动车辆。具体地，在将输出的驱动扭矩传输至车轮216之前，响应于车辆行进状况，自动变速器208可以在输入轴270处转移输入的驱动扭矩。
另外，可以通过接合车轮制动器218将摩擦力施加于车轮216。在一个示例中，可以响应于驾驶员将其足部压在制动器踏板(未示出)上而接合车轮制动器218。在其他示例中，控制器12或链接至控制器12的控制器可以申请接合车轮制动器。以相同的方式，响应于驾驶员从制动器踏板释放其足部，通过使车轮制动器218分离，可以减小至车轮216的摩擦力。另外，车辆制动器可以经由作为自动发动机停止程序的组成部分的控制器12将摩擦力施加于车轮216。
控制器12可以被配置为接收来自如在图1中更详细地示出的发动机10的输入，并且相应地控制发动机的扭矩输出、和/或液力变矩器、变速器、DISG、离合器和/或制动器的运转。作为一个示例，可以通过调整火花正时、燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和/或空气充气的组合，通过控制节气门打开和/或气门正时、气门升程和用于涡轮增压或机械增压的发动机的升压，控制发动机扭矩输出。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、燃料脉冲正时和空气充气的组合而控制发动机扭矩输出。在任何情况下，可以在逐缸(cylinder-by-cylinder)基础上执行发动机控制，以控制发动机扭矩输出。控制器12也可以通过调整流至以及来自DISG的场和/或电枢绕组的电流控制扭矩输出和从DISG产生的电能，这在本领域中是已知的。控制器12经由位置传感器271接收DISG位置。控制器12可以经由区别来自位置传感器271的信号而将变速器输入轴位置转换为输入轴速度。控制器12可以从扭矩传感器272接收变速器输出轴扭矩。替代地，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，那么控制器12区别位置信号以确定变速器输出轴速度。控制器12还可以区别变速器输出轴速度以确定变速器输出轴加速度。
当怠速停止条件满足时，控制器12可以通过切断到发动机的燃料和火花而开始发动机关闭。然而，在一些示例中，发动机可以继续旋转。另外，为了维持变速器中的扭矩量，控制器12可以使变速器208的旋转元件接地到(ground)变速器箱259，并且由此接地到车辆的框架。当发动机的重启动条件满足，和/或车辆操作者想要发动车辆时，控制器12可以通过起动转动发动机10并且恢复汽缸燃烧来重新激活发动机10。
图1和图2的系统提供了一种传动系，其包含：发动机；马达；电耦接至马达的电池；分离式离合器，其被设置在发动机与马达之间的传动系中；耦接至马达的变速器；以及控制器，所述控制器包括被存储在非临时性存储器中的用于使传动系在第一传动系速度控制模式和第二传动系速度控制模式下运转的可执行指令和用于响应于电池的电荷超过阈值电荷而在第一传动系速度控制模式与第二传动系速度控制模式之间转变的指令。该传动系包括，其中在第一传动系速度控制模式下，传动系中的马达的扭矩响应于液力变矩器叶轮速度而被调整。
在一些示例中，该传动系包括，其中在第二传动系速度控制模式下，传动系中的马达的扭矩响应于液力变矩器叶轮角加速度、传动系分离式离合器惯性和马达惯性而被调整。该传动系包括，其中在第一传动系速度控制模式下，传动系中的发动机的扭矩响应于驾驶员要求的扭矩而被调整。该传动系包括，其中在第二传动系速度控制模式下，传动系中的发动机的扭矩响应于液力变矩器叶轮速度而被调整。该传动系包括，其中当变速器处于泊车或空挡时，第一传动系速度控制模式或第二传动系速度控制模式被调用。
现在参照图3，示出了用于图1和图2的系统的控制系统方框图，其中马达以受限的速度控制模式运转。车辆系统控制(VSC)单元308解读驾驶员要求，在一些示例中车辆系统控制(VSC)单元308可以是在图1和图2中示出的控制器12。例如，车辆系统控制器可以基于加速器踏板的位置和车辆速度确定驾驶员要求的扭矩(例如，期望的车轮扭矩)。VSC 308还可以基于制动器踏板的位置调整期望的车轮扭矩。VSC 308还确定来自在图2中示出的发动机10和DISG 240的正或负扭矩输出，以满足驾驶员要求的扭矩和制动扭矩。VSC 308向马达控制器302和发动机控制器306发送速度和/或扭矩需求，马达控制器302和发动机控制器306两者都可以在图2中示出的控制器12内。马达控制器302包括传递函数304，所述传递函数304接收所述期望的液力变矩器叶轮速度并且输出期望的马达扭矩。发动机控制器306包括传递函数310，所述传递函数310从求和点312接收液力变矩器叶轮速度误差并且输出期望的发动机扭矩。
现在参照图4，示出了用于使传动系运转的方法。该方法可以作为被存储在非临时性存储器中的可执行指令被并入到图1和图2的系统内。此外，图4的方法可以提供图5的运转顺序。
在402处，方法400确定车辆工况。车辆工况可以包括但不限于电池荷电状态、驾驶员要求的扭矩、车辆速度、发动机运转状态、马达运转状态、环境温度、电池充电速率限制、电池温度和液力变矩器叶轮速度。在工况被确定之后，方法400进入到404。
在404处，方法400判断液力变矩器叶轮速度控制是否被期望。当车辆处于车辆制动器未被使用、驾驶员要求的扭矩小于阈值并且车辆速度小于阈值的缓行模式下时，液力变矩器叶轮速度控制会是期望的。在车辆被停止、制动器踏板被释放并且加速器踏板未被压下之后，车辆和传动系可以进入缓行模式。当驾驶员要求的扭矩小于阈值同时车辆速度大于阈值时，液力变矩器叶轮速度控制模式也会是期望的。例如，当加速器踏板未被作用并且车辆正在减速时，液力变矩器叶轮速度控制会被期望。当车辆被停止并且车辆的变速器处于空挡或泊车时，传动系和车辆可以进入液力变矩器叶轮速度控制模式。此外，传动系可以在其他选定的状况下进入液力变矩器叶轮速度控制模式。如果方法400判断期望在液力变矩器叶轮速度控制模式下，那么回答为是，并且方法400进入到406。否则，回答为否，并且方法400退出。
在406处，方法400确定受限的液力变矩器叶轮速度控制是否被期望。当电池荷电状态大于阈值时，受限的液力变矩器叶轮速度控制会被期望。替代地或额外地，如果期望电池以小于阈值充电速率接收电荷，那么方法400可以判断受限的液力变矩器叶轮速度控制被期望。如果电池荷电状态大于第一阈值，那么不会期望电池以最大电荷被充电，所述最大电荷可以由以发电机的方式在马达的当前速度下运转的马达输出。如果电池被充电至大于第二阈值的水平，那么电池性能会退化，所述第二阈值大于第一阈值。另外，会期望以小于阈值速率的速率从马达向电池提供电荷，以降低电池退化的可能性。如果方法400判断期望将提供给电池的电荷量和/或将电池充电的速率降至小于阈值，那么回答为是，并且方法400进入到408。否则，回答为否，并且方法400进入到420。
在420处，方法400确定马达提供给传动系的扭矩量。马达扭矩量可以为正(例如，向传动系添加扭矩)或负(例如，吸收传动系扭矩并且给电池充电)。马达扭矩可以被表示为：
TM＝(NIDES-NI)Kp+∫(NIDES-NI)Kidt
其中，TM是马达扭矩，NIDES是期望的液力变矩器叶轮速度，NI是实际的液力变矩器叶轮速度，Kp是比例增益，而Ki是积分增益。因此，液力变矩器叶轮速度误差应用于比例/积分控制器，以在液力变矩器叶轮速度控制模式下提供马达扭矩控制，其中马达扭矩不受电池荷电状态限制或约束。在马达扭矩被确定之后，方法400进入到422。
在422处，方法400确定发动机提供给传动系的扭矩量。发动机扭矩量可以被表示为：
TE＝f(TDD)
其中，TE是发动机扭矩，而TDD是根据加速器踏板位置和车辆速度确定的驾驶员要求的扭矩。发动机扭矩可以与驾驶员要求的扭矩成比例，或发动机扭矩可以相对于驾驶员要求的扭矩是分段线性的。在马达扭矩被确定之后，方法400进入到450。
在450处，方法400将发动机和马达命令至经确定的期望的扭矩。可以经由调整节气门、燃料量、火花正时和凸轮正时中的一个或多个来调整发动机扭矩。马达扭矩可以经由调整向马达供应的电流并且使马达作为发电机运转来调整以向传动系提供负扭矩。在发动机扭矩和马达扭矩被调整之后，方法400退出。
在408处，方法400确定发动机是否正在运行(例如，正在旋转并且正在燃烧空气和燃料混合气)。在一个示例中，如果发动机速度为零转动速度，那么方法400可以判断发动机未正在运行。另外，如果发动机正在被供应燃料并且正在产生正扭矩，那么方法400可以判断发动机正在运行。如果方法400判断发动机正在运行，那么回答为是，并且方法400进入到412。否则，回答为否，并且方法400进入到410。
在410处，方法400经由启动器或经由DISG启动发动机。在燃料被输送以启动发动机之前，发动机可以以期望的速度被旋转。如果发动机速度大于阈值，那么发动机可以被确定为启动。在发动机被启动之后，方法400进入到412。
在412处，方法400确定提供给传动系的马达扭矩量。马达扭矩量可以为正(例如，向传动系添加扭矩)或负(例如，吸收传动系扭矩并且给电池充电)。马达扭矩可以被表示为：
Figure GDA0002277200250000101
其中TM是马达扭矩，IDCL是传动系分离式离合器惯性，IM是马达惯性，而
Figure GDA0002277200250000102
是液力变矩器叶轮角加速度。因此，马达扭矩为传动系分离式离合器惯性和马达惯性的和乘以液力变矩器叶轮的角加速度。因此，在两种不同的液力变矩器速度控制模式下的马达扭矩是不同的，并且基于不同的控制参数。在马达扭矩被确定之后，方法400进入到414。
在414处，方法400确定发动机提供给传动系的扭矩量。发动机扭矩量可以被表示为：
TE＝(NIDES-NI)Kp+∫(NIDES-NI)Kidt
其中TE是发动机扭矩，NIDES是期望的液力变矩器叶轮速度，NI是实际的液力变矩器叶轮速度，Kp是比例增益，而Ki是积分增益。因此，液力变矩器叶轮速度误差应用于比例/积分控制器，以在液力变矩器叶轮速度控制模式下提供发动机扭矩控制，其中马达扭矩受电池荷电状态限制或约束。注意，414处和420处的Kp和Ki增益项可以是不同的值。在马达扭矩被确定之后，方法400进入到450。
因此，马达扭矩可以被限制为基于在电池荷电状态高于阈值的液力变矩器叶轮速度控制模式下的传动系分离式离合器惯性和马达惯性的扭矩。另一方面，当传动系在电池荷电状态低于阈值的液力变矩器叶轮速度控制模式下时，马达扭矩可以在马达的全容量(例如，在马达的当前速度下的最大正和负扭矩)内。当马达扭矩范围较小同时电池荷电状态由于系统损失(诸如液力变矩器和变速器流体泵中的寄生传动系损失)而大于阈值时，马达将会运转从而更经常输出正扭矩而不是负扭矩。因此，电池荷电状态可以被降低，使得传动系最终可以以马达的全扭矩权限范围运转。
因此，图4的方法提供了一种传动系运转方法，其包含：响应于电池荷电状态超过阈值水平，将马达的扭矩输出权限范围降至在液力变矩器叶轮速度控制模式下运转的传动系中的非零值。通过使马达扭矩权限范围为非零，马达可以吸收扭矩并为传动系提供扭矩。该方法包括，其中传动系在液力变矩器叶轮速度控制模式下运转包括发动机在速度控制模式下运转，并且其中当传动系正在液力变矩器叶轮速度控制模式下运转时，马达正在扭矩控制模式下运转。该方法包括，其中经由调整发动机扭矩来维持期望的传动系速度而使发动机在速度控制模式下运转，并且其中马达在扭矩控制模式下运转，其中马达扭矩被维持在扭矩输出权限范围内并且马达速度不是控制马达的基础。
在一些示例中，该方法包括，其中扭矩权限范围自从最大正马达扭矩延伸到最大负马达扭矩的范围减小。该方法还包括，其中当传动系的变速器处于空挡或泊车时，传动系在速度控制模式下运转。该方法包括，其中扭矩输出权限范围基于传动系分离式离合器惯性和马达惯性。该方法包括，其中扭矩输出权限范围进一步基于传动系角加速度。
图4的方法还提供了一种传动系运转方法，其包含：响应于电池第一荷电状态而使传动系在第一液力变矩器叶轮速度控制模式下运转；以及响应于电池第二荷电状态而使传动系在第二液力变矩器叶轮速度控制模式下运转。该方法包括，其中在第一液力变矩器叶轮速度控制模式下，传动系中的马达的扭矩响应于液力变矩器叶轮速度而被调整。该方法包括，其中在第二液力变矩器叶轮速度控制模式下，马达的扭矩响应于液力变矩器叶轮角加速度、传动系分离惯性和马达惯性而被调整。该方法还包括，其中在第一液力变矩器叶轮速度控制模式下，发动机的扭矩响应于响应于驾驶员要求的扭矩而被调整。
在一些示例中，该方法包括，其中在第二液力变矩器叶轮速度控制模式下，发动机的扭矩响应于液力变矩器叶轮速度而被调整。该方法进一步包含，如果当传动系进入第二液力变矩器叶轮速度控制模式时发动机被停止，则启动发动机。该方法包括，其中电池第二荷电状态大于电池第一荷电状态。
现在参照图5，示出了传动系运转顺序。图5的传动系运转顺序可以经由图1和图2的系统提供。传动系运转顺序还可以基于图4的方法提供。沿着水平绘制的轴线指示的双斜线(例如，//)表示时间中断。双斜线之间的时间量可以改变，并且传动系可以在双斜线之间表示的时间期间推进车辆。垂直标记T0-T7表示顺序中的关注时间。
自图5的顶部的第一曲线图是电池荷电状态(SOC)随着时间变化的曲线图。垂直轴线表示电池荷电状态，并且电池荷电状态沿垂直轴线箭头的方向增加。水平轴线表示时间，并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。水平线502表示阈值SOC。
自图5的顶部的第二曲线图是马达或DISG运转模式随着时间变化的曲线图。垂直轴线表示当传动系在液力变矩器速度控制模式下时马达运转模式。当迹线处于垂直轴线的中等水平时，传动系不在液力变矩器叶轮速度控制模式下。当迹线处于更低水平时，马达扭矩基于惯性(IN)。当传动系处于液力变矩器叶轮速度控制并且电池SOC大于阈值SOC时，马达可以进入IN模式。当迹线处于更高水平时，马达扭矩基于比例/积分控制(PI)。当传动系处于液力变矩器叶轮速度控制并且电池SOC小于阈值SOC时，马达可以进入PI模式。水平轴线表示时间，并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。水平线504表示当传动系不在液力变矩器叶轮速度控制模式下时的迹线水平。
自图5的顶部的第三曲线图是发动机运转模式随着时间变化的曲线图。垂直轴线表示当传动系在液力变矩器速度控制模式下时的发动机运转模式。当迹线处于更高水平时，发动机扭矩基于基于驾驶员要求的扭矩控制(DD)。当传动系在扭矩控制模式下时或当传动系处于液力变矩器叶轮速度控制并且电池SOC小于阈值SOC时，发动机可以进入DD控制模式。当传动系处于液力变矩器叶轮速度控制并且电池SOC大于阈值SOC时，发动机扭矩基于比例/积分控制(PI)。水平轴线表示时间，并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。
自图5的顶部的第四曲线图是液力变矩器叶轮或传动系模式随着时间变化的曲线图。垂直轴线表示液力变矩器叶轮或传动系模式。当迹线处于更高水平时，传动系在液力变矩器叶轮速度控制模式下(例如，液力变矩器叶轮扭矩被允许改变，并且液力变矩器叶轮速度被维持在期望的速度)。当迹线处于更低水平时，传动系或液力变矩器叶轮在扭矩控制模式下(例如，液力变矩器叶轮扭矩被控制为期望的扭矩，同时液力变矩器叶轮速度被允许改变)。水平轴线表示时间，并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。
在时间T0处，电池SOC处于中等水平，并且传动系未正在液力变矩器叶轮速度控制模式下运转。马达可以正在为传动系提供扭矩或从传动系吸收扭矩。发动机正在驾驶员要求模式下运转，其中发动机扭矩基于驾驶员要求的扭矩或为驾驶员要求的扭矩的函数。驾驶员要求的扭矩可以基于加速器踏板位置和车辆速度。如通过液力变矩器叶轮模式处于更低水平指示的，传动系正在扭矩控制模式下运转。当驾驶员作用于加速器踏板并且车辆正在沿道路向下行进时，传动系可以在扭矩控制模式下。
在时间T1处，电池SOC保持在中等水平，但马达进入PI模式并且发动机维持在驾驶员要求控制模式下。马达进入PI控制模式，以为传动系提供高达最大正和负扭矩，从而控制液力变矩器叶轮速度(例如，在当前马达速度下的全部范围的马达扭矩)。发动机保持在DD模式下。马达和发动机模式基于电池SOC和进入液力变矩器叶轮速度控制模式的传动系。传动系可以在当变速器处于空挡或泊车时的传动系缓行状况下或在会期望遵循期望的液力变矩器叶轮速度分布图的其他状况下进入液力变矩器叶轮速度控制模式。如通过自图5顶部的第四曲线图中处于更高水平的迹线所指示的，传动系在液力变矩器叶轮速度控制模式下。由于马达的高扭矩带宽和大的扭矩范围，传动系或液力变矩器叶轮速度可以在该模式下被很好地调节。
在时间T2处，传动系退出液力变矩器叶轮速度控制模式，如通过自图5顶部的第四曲线图中的迹线转变为更低水平所指示的。传动系可以响应于驾驶员作用于加速器而退出液力变矩器叶轮速度控制。电池SOC保持在中等水平，并且马达转变离开液力变矩器速度控制。发动机保持在驾驶员要求的扭矩控制模式下。
在时间T2与时间T3之间，传动系可以继续在扭矩控制模式下运转，其中电池被充电并且驾驶员要求的扭矩被遵循。时间T2与时间T3之间的持续时间可以长或短。
在时间T3处，传动系进入液力变矩器叶轮速度控制模式。传动系可以响应于驾驶员要求的扭矩的变化(未示出)而进入液力变矩器叶轮速度控制模式。电池SOC处于比502更高的水平，因此马达进入IN模式并且发动机进入PI模式。通过进入IN模式，马达扭矩输出范围被减小(例如，基于马达和传动系分离式离合器惯性，马达扭矩范围被约束为+20Nm)，使得马达可以在当前马达速度下提供并且吸收小于最大正和负扭矩。相比于当马达正在PI模式下运转，由于马达扭矩范围更小，传动系速度会在该模式下被更不好地调节，但是电池退化的可能性会被降低。在时间T3与时间T4之间马达使用电池电荷。
在时间T4处，电池SOC降至小于502的值。因此，马达从IN模式改变为PI模式，其中马达的扭矩范围被增加(例如，马达扭矩范围被增加至+80Nm)，以改善液力变矩器叶轮速度控制。发动机运转模式还转变为使发动机进入DD模式，其中发动机扭矩基于驾驶员要求的扭矩。传动系保持在液力变矩器叶轮速度控制模式下。
在时间T5处，传动系退出液力变矩器叶轮速度控制模式，并且进入传动系液力变矩器叶轮扭矩控制模式。传动系可以响应于驾驶员要求的改变(未示出)而切换模式。响应于传动系改变模式，马达退出PI模式并且发动机保持在DD模式下。电池SOC保持在阈值502之下。
在时间T5与时间T6之间，传动系可以继续在扭矩控制模式下运转，其中电池被充电并且驾驶员要求的扭矩被遵循。时间T5与时间T6之间的持续时间可以长或短。
在时间T6处，传动系进入液力变矩器叶轮速度控制模式。传动系可以响应于驾驶员要求的扭矩的改变(未示出)而进入液力变矩器叶轮速度控制模式。电池SOC处于比502更高的水平，因此马达进入IN模式并且发动机进入PI模式。通过进入IN模式，马达扭矩输出范围被减小(例如，马达扭矩范围被约束为±20Nm)，使得马达可以在当前马达速度下提供并且吸收小于最大正和负扭矩。相比于当马达正在PI模式下运转，由于马达扭矩范围更小，传动系速度会在该模式下被更不好地调节，但是电池退化的可能性会被降低。
在时间T7处，传动系退出液力变矩器叶轮速度控制模式，并且进入传动系液力变矩器叶轮扭矩控制模式。传动系可以响应于驾驶员要求的改变(未示出)而切换模式。响应于传动系改变模式，马达退出PI模式并且发动机保持在DD模式下。电池SOC保持在阈值502之下。
因此，当传动系正在液力变矩器叶轮速度控制模式下运转时，马达和发动机运转模式可以响应于电池SOC而改变。如果电池可以接受更高的充电速率或如果电池SOC低于阈值SOC，那么马达可以以其全部范围的扭矩(例如，在当前马达速度下的最大正和负扭矩输出)运转。另一方面，如果电池不能接受更高的充电速率或如果电池SOC大于阈值SOC，那么马达可以以小于其全部范围的扭矩(例如，在当前马达速度下的最大正和负扭矩输出的10％)运转。
注意，本文中包括的示例控制和估计程序能够与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。在本文中所公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非临时性存储器中并且可以有包括控制器与各种传感器、致动器和其他发动机硬件的结合的控制系统执行。在本文中所描述的具体程序可以代表任意数量的处理策略中的一种或多种，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所描述的各种动作、操作或功能可以所示顺序、并行地被执行，或者在一些情况下被省略。同样，实现在本文中所描述的本发明的示例实施例的特征和优点不一定需要所述处理顺序，但是为了便于图释和说明而提供了所述处理顺序。根据所使用的特定策略，所示出的动作、操作或功能中的一个或多个可以被重复执行。另外，所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示被编入发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非临时性存储器的代码，其中通过结合电子控制器执行包括各种发动机硬件部件的系统中的指令而使所描述的动作得以实现。
在此结束本说明书。本领域技术人员阅读本说明书将会想到不违背本发明的精神实质和范围的许多变化和修改。例如，以天然气、汽油、柴油或可替代的燃料配置运行的I3、I4、I5、V6、V8、V10和V12发动机可以利用本说明书以受益。

Claims (20)

1.一种传动系运转方法，其包含：
响应于电池荷电状态低于阈值电荷，使传动系在第一模式下运转，在所述第一模式中，耦接在发动机和液力变矩器的叶轮之间的所述传动系中的马达以第一期望的马达扭矩运转，所述第一期望的马达扭矩根据期望的液力变矩器叶轮速度被确定，并且发动机以根据驾驶员要求的扭矩确定的第一期望的发动机扭矩运转；以及
响应于所述电池荷电状态超过所述阈值电荷，使所述传动系在第二模式下运转，在所述第二模式中，所述传动系中的所述发动机以根据所述期望的液力变矩器叶轮速度确定的第二期望的发动机扭矩运转，并且将马达的扭矩输出权限范围降至非零值。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述第二模式下，所述马达以基于传动系惯性确定的第二期望的马达扭矩运转。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述第二模式下，所述第二期望的发动机扭矩是所述期望的液力变矩器叶轮速度和实际的液力变矩器叶轮速度之间的差的函数。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述扭矩输出权限范围自从最大正马达扭矩延伸到最大负马达扭矩的范围减小。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，当所述传动系的变速器处于空挡或泊车时，所述第一模式或所述第二模式被调用。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述扭矩输出权限范围基于传动系分离式离合器惯性和马达惯性。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述扭矩输出权限范围进一步基于液力变矩器叶轮角加速度。
8.一种传动系运转方法，其包含：
响应于电池荷电状态低于阈值电荷，使传动系在第一液力变矩器叶轮速度控制模式下运转，在所述第一液力变矩器叶轮速度控制模式中，耦接在发动机和液力变矩器的叶轮之间的所述传动系中的马达以第一期望的马达扭矩运转，所述第一期望的马达扭矩根据期望的液力变矩器叶轮速度被确定，并且发动机以根据驾驶员要求的扭矩确定的第一期望的发动机扭矩运转；以及
响应于所述电池荷电状态高于所述阈值电荷，使所述传动系在第二液力变矩器叶轮速度控制模式下运转，在所述第二液力变矩器叶轮速度控制模式中，所述传动系中的所述发动机以根据所述期望的液力变矩器叶轮速度确定的第二期望的发动机扭矩运转。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，在所述第二液力变矩器叶轮速度控制模式下，所述第二期望的发动机扭矩是所述期望的液力变矩器叶轮速度和实际的液力变矩器叶轮速度之间的差的函数。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，在所述第二液力变矩器叶轮速度控制模式下，所述马达以第二期望的马达扭矩被运转，所述马达的所述第二期望的马达扭矩响应于液力变矩器叶轮角加速度、传动系分离式离合器惯性和马达惯性而被调整。
11.根据权利要求8所述的方法，其中，在所述第一液力变矩器叶轮速度控制模式下，所述第一期望的发动机扭矩相对于所述驾驶员要求的扭矩是分段线性的。
12.根据权利要求8所述的方法，其中，在所述第二液力变矩器叶轮速度控制模式下，所述马达以基于传动系惯性确定的第二期望的马达扭矩运转。
13.根据权利要求8所述的方法，其进一步包含，如果当所述传动系进入所述第二液力变矩器叶轮速度控制模式时所述发动机被停止，则启动所述发动机。
14.根据权利要求8所述的方法，其中，当所述传动系的变速器处于泊车或空挡时，所述第一液力变矩器叶轮速度控制模式或所述第二液力变矩器叶轮速度控制模式被调用。
15.一种传动系，其包含：
发动机；
马达；
液力变矩器，其包括涡轮和叶轮，所述叶轮经由轴直接耦接到所述马达；
电池，其被电耦接至所述马达；
分离式离合器，其被设置在所述发动机与所述马达之间的传动系中；
变速器，其被耦接至所述液力变矩器；和
控制器，其包括被存储在非临时性存储器中的用于使所述传动系在第一传动系速度控制模式和第二传动系速度控制模式下运转的可执行指令，和用于响应于所述电池的电荷超过阈值电荷而在所述第一传动系速度控制模式与所述第二传动系速度控制模式之间转变的指令，在所述第一传动系速度控制模式下，所述发动机以根据驾驶员要求的扭矩确定的第一期望的发动机扭矩运转，在所述第二传动系速度控制模式下，所述发动机以根据期望的液力变矩器叶轮速度确定的第二期望的发动机扭矩运转。
16.根据权利要求15所述的传动系，其中，在所述第一传动系速度控制模式下，所述传动系中的所述马达的扭矩响应于液力变矩器叶轮速度而被调整。
17.根据权利要求15所述的传动系，其中，在所述第二传动系速度控制模式下，所述马达以第二期望的马达扭矩被运转，所述马达的所述第二期望的马达扭矩响应于液力变矩器叶轮角加速度、传动系分离式离合器惯性和马达惯性而被调整。
18.根据权利要求15所述的传动系，其中，在所述第一传动系速度控制模式下，所述第一期望的发动机扭矩相对于所述驾驶员要求的扭矩是分段线性的。
19.根据权利要求15所述的传动系，其中在所述第二传动系速度控制模式下，所述马达以基于传动系惯性确定的第二期望的马达扭矩被运转。
20.根据权利要求15所述的传动系，其中当所述变速器处于泊车或空挡时，所述第一传动系速度控制模式或所述第二传动系速度控制模式被调用。
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