[发明专利]用于在混合动力车辆中控制换档阶段的方法和相应的变速器系统

说明书

公开了一种用于在混合动力车辆中控制换档阶段的方法，车辆包括电动马达(12)，具有齿轮箱(20)和摩擦离合器(22)的自动手动变速器(14)，以及电动马达(16)，其中在摩擦离合器(22)打开期间，控制电动马达(16)以向车辆的车轮(30)传递逐渐增加的扭矩(Csubgt;E/subgt;，C'subgt;E/subgt;)，以便补偿由热力发动机(12)传递到车轮(30)的扭矩(Csubgt;T/subgt;，C'subgt;T/subgt;)的减小，并且其中在摩擦离合器(22)关闭期间，控制电动马达(16)以向车轮(30)传递逐渐减小的扭矩(Csubgt;E/subgt;，C'subgt;E/subgt;)，以便补偿由热力发动机(12)传递到车轮(30)的扭矩(Csubgt;T/subgt;，C'subgt;T/subgt;)中的增加。

技术领域

本发明涉及一种用于在混合动力车辆中控制换档阶段的方法，以及涉及用于混合动力车辆的相应变速器系统(transmission system)，其中术语“混合动力车辆”旨在表示一种车辆，其除了吸热式原动机(此后简称为热力发动机)之外包括一种电动马达，该电动马达布置成除了热力发动机之外或代替热力发动机将扭矩传送到车轮。

背景技术

通常而言，混合动力车辆可以设置有不同种类的变速器系统，例如纯手动变速器、自动手动变速器(通常用首字母缩略词称为AMT)，双离合变速器(通常用首字母缩略词称为DCT)或无级变速器(通常用首字母缩略词称为CVT)。

本发明具体涉及一种设置有自动手动变速器(AMT)的混合动力车辆。如已知的那样，在这种变速器中，摩擦离合器的打开和关闭操作由控制单元适当地控制，以控制扭矩从热力发动机到车轮的传递。自动手动变速器中的换档阶段的持续时间甚至可以大约等于1秒。这样的持续时间被驾驶员和乘客清楚地感知为车辆的纵向加速度中的变化，这是由于下述事实，即在一定的时间间隔内，在换档阶段期间，热力发动机完全与车轮断开，因此并不会将扭矩传递给车轮(所谓的“扭矩洞”)。

在混合动力车辆上使用的自动手动变速器的情况下，例如将电动马达连接到齿轮箱的副轴上，已知借助于电动马达“填补”扭矩洞。在某时间间隔(在该时间间隔期间摩擦离合器打开并且因此热力发动机不向车轮传递扭矩)，电动马达产生辅助扭矩，以便补偿未由热力发动机传送的扭矩，从而传递到驱动轮的总扭矩保持恒定，因此避免了在设置有AMT的车辆中否则将不可避免的不舒适的驾驶感觉和加速度变化。

为了使在换档阶段期间传送的扭矩保持恒定水平，电动马达必须被设计成能够向车轮传送扭矩，该扭矩等于在换档阶段开始时由热力发动机传递到车轮的扭矩。然而，同时需要使用具有较低功率的电动马达和/或以低于由电动马达可传送的最大扭矩水平的扭矩水平来操作电动马达，以便减少电动马达的能量消耗。

发明内容

本发明的目的是在设置有上述类型的自动手动变速器的混合动力车辆中的换档阶段期间最小化由车辆乘员感知的车辆减速，并且同时减少在换档阶段期间电动马达的能量消耗。

根据本发明，借助于如本文要求保护的方法和变速器系统完全实现该目的。

简而言之，本发明基于如下构思：估算由热力发动机传递到车轮的扭矩，一旦由车辆的电子控制系统确立即将开始换档阶段以便从当前接合的档位换档到新档位，就评估电动马达是否能够向车轮传递这样的扭矩值(下文中被称为“初始扭矩值”)，并且取决于电动马达是否能够传递初始扭矩值，分别使用以下方式来执行换档操作：

-第一扭矩控制策略，根据如下：

I)在第一时间间隔内，摩擦离合器逐渐打开，并且同时，由热力发动机传递到车轮的扭矩从初始扭矩值逐渐减小到零，并且由电动马达传递到车轮的扭矩从零逐渐增加到初始扭矩值，以便保持由热力发动机和电动马达传递到车轮的总扭矩恒定，其值等于初始扭矩值；

II)在第二时间间隔内，在摩擦离合器打开并且电动马达向车轮传递其值等于初始扭矩值的恒定扭矩时，当前档位脱开并且接合新档位；以及