[发明专利]混合动力车辆以及控制混合动力车辆的方法

说明书

本申请要求于2012年5月7日提交的第61/643,900号美国临时申请的权益以及要求于2013年3月15日提交的第13/834,976号美国申请的优先权，这两个申请的公开通过引用被完全包含于此。

技术领域

本公开涉及具有选择性地结合到牵引电动机和自动变速器的发动机的混合动力车辆的换档控制。

背景技术

机动车辆的动力系中的多档有级自动变速器利用多个摩擦元件来实现自动齿轮速比换档。虽然更常见的是这些摩擦元件被称为离合器或制动器，但是通常这些摩擦元件可被描述为扭矩建立元件。摩擦元件建立从诸如内燃发动机或牵引电动机的扭矩源到车辆牵引车轮的功率流动路径。在车辆加速期间，由于给定的加速踏板需求要求车速增加，所以变速器通过各个速比升档，使得作为变速器输入轴速度与变速器输出轴速度之比的总速比减小。

在同步升档的情况下，被称为待分离离合器（off-going clutch，OGC）的第一扭矩建立元件释放，同时被称为待接合离合器（on-coming clutch，OCC）的第二扭矩建立元件接合，以减小变速器齿轮速比并改变经过变速器的扭矩流动路径。典型的升档事件被分成预备阶段、扭矩阶段和惯性阶段。在预备阶段期间，OCC开始行程以准备使OCC接合，同时OGC扭矩保持容量减小，以朝着OGC的释放迈出一步。在扭矩阶段（可被称为扭矩传递阶段）期间，OGC扭矩朝着零值或不显著的水平减小，以准备使OGC脱离接合。同时，根据传统的升档控制策略，OCC扭矩从不显著的水平增加，从而启动OCC的接合。OCC接合和OGC脱离接合的时序导致短暂地产生两个扭矩流动路径经过齿轮传动装置，从而导致在变速器输出轴上传递的扭矩短暂地降低。在OGC脱离接合之前产生这种状况（可被称为“扭矩孔”）。车辆乘员可将“扭矩孔”感觉成令人不舒适的换档冲击。当OCC形成足够的扭矩时，OGC释放，标志着扭矩阶段的结束和惯性阶段的开始。在惯性阶段期间，调节OCC扭矩，以朝着零减小OCC的滑动速度。当OCC的滑动速度达到零时，完成换档事件。

扭矩孔填充是这样一个过程，通过该过程，在升档事件期间，变速器控制策略尝试减小和/或消除变速器输出扭矩孔。用于减小扭矩扰动的控制策略包括：在升档的扭矩阶段期间提供增加的变速器输入扭矩。变速器输入扭矩的增加必须与OCC和OGC同步，以提供一致的换档感觉。各种技术和/或策略可用于增加变速器输入扭矩，例如，发动机的节气门和点火时序控制。节气门可以比要求的开度更大程度地打开以实现驾驶员需求的扭矩，并且可延迟点火以保持相同的发动机扭矩。该策略产生扭矩储备，这样，发动机可快速地提供更大的变速器输入扭矩。然而，存在与该方法的使用相关的各种限制，例如，外部状况（例如，高海拔）可阻止发动机产生期望的扭矩储备，这可降低扭矩孔填充策略的总效力。因此，需要提供一种强有力的和系统的方法，以在升档期间减小从动力系传递到车身的扭矩扰动。

发明内容

提供一种用于在混合动力车辆的换档事件期间减小扭矩扰动的系统和方法，所述混合动力车辆具有发动机，发动机选择性地结合到牵引电动机和自动变速器，所述系统和方法基于测量的变速器输入扭矩通过控制诸如电动机扭矩的扭矩源，而控制或补偿实际的变速器输入轴扭矩。本公开的实施例可用于期望提高换档质量的各种换档控制应用。

在一个实施例中，提供一种混合动力车辆，该混合动力车辆包括：发动机；变速器，具有齿轮装置，所述齿轮装置限定从变速器的输入轴到变速器的输出轴的多个扭矩流动路径；牵引电动机，设置在发动机和变速器之间，其中，发动机通过分离离合器选择性地结合到电动机和变速器。混合动力车辆还包括控制器，控制器被构造成在变速器换档事件期间控制电动机扭矩，以使得实际的变速器输入轴扭矩达到目标变速器输入轴扭矩。

在另一实施例中，提供一种用于控制混合动力车辆的方法，所述混合动力车辆具有设置在发动机和变速器之间的牵引电动机，其中，发动机通过分离离合器选择性地结合到电动机和变速器，所述方法包括：在变速器换档事件期间，控制电动机扭矩，以使得实际的变速器输入轴扭矩达到目标变速器输入轴扭矩。所述方法还包括：检测变速器换档事件的扭矩阶段的开始；在扭矩阶段期间，基于测量的变速器输入轴扭矩反馈，利用闭环控制来控制电动机扭矩。所述方法还包括：在变速器换档事件期间，当可用的电动机扭矩小于减小变速器输出扭矩孔所需要的期望的变速器输入轴扭矩增加量时，使发动机扭矩储备增加到期望的水平。