[发明专利]具有发动机扭矩平滑转变控制逻辑的混合动力电动动力系

说明书

一种用于车辆的混合动力电动动力系包括：内燃发动机；电机；变矩器，其具有泵、涡轮和和变矩器离合器（“TCC”），该TCC被构造成在被应用时将泵锁定到涡轮；单向发动机断连离合器，其连接到涡轮；变速器；以及控制器。变速器输入轴直接联接到电机并且经由断连离合器选择性地联接到发动机。输出轴可连接到车辆的道路车轮。控制器响应于发动机关闭请求来分别确定涡轮的涡轮速度和泵的泵速度；当泵速度小于涡轮速度时，登记发动机处于发动机关闭状态；以及当在发动机关闭状态期间泵速度为零时，使用来自电机的电机扭矩来执行电动车辆（“EV”）模式换档。

技术领域

本公开涉及对一种混合动力电动动力系的控制，该混合动力电动动力系具有以内燃发动机和一个或多个旋转电机形式的多个扭矩源。在机动车辆应用中，所生成的发动机扭矩可经由多档自动变速器和主减速器单元传递到一组道路车轮。混合动力操作系统或控制器用来自（一个或多个）旋转电机的电机扭矩补充或替代可获得的发动机扭矩的能力减少了化石燃料的消耗并由此相对于使用发动机作为唯一原动机的动力系而改善了整体燃料经济性。

背景技术

具有自动变速器的动力系在发动机和变速器之间采用流体动力学变矩器。如本领域普通技术人员将了解的，变矩器包括定子，该定子安置在连接发动机的叶轮或泵和连接到变速器的输入轴的涡轮之间。泵和涡轮的大的转速差导致了扭矩倍增，例如在随发动机运转而从静止加速时。

P2混合动力电动动力系是其中发动机和电机以并行扭矩路径连接到变速器输入轴的混合动力电动动力系。在具有上述变矩器的典型的P2动力系中，发动机可经由专用的发动机断连离合器连接到变速器输入轴或与其断连，同时电机保持连接到变速器输入轴。这种构造允许变速器在某些操作模式中仅由电机提供功率。当动力系用于机动车辆上时，这种操作模式在本领域中被称为电动车辆（“EV”）模式。由于在EV模式中以及在发动机停下来时的发动机自动停止事件期间发动机被关闭，因此混合动力控制器必须考虑来自发动机和电机的可获得的扭矩。在P2动力系中插入变矩器使扭矩融合（blending）操作复杂化。用于在模式转变期间执行EV换档或将发动机与变速器输入构件连接或断开的次优化方法可导致不期望的传动系扭矩扰动。

发明内容

本文中描述了用于改善在具有P2构造的混合动力电动动力系中的模式转变和EV换档的方法和相关联的动力架构。如上文总体上所描述，P2动力系包括内燃发动机、流体动力学变矩器、发动机断连离合器、旋转电机和自动变速器。

变矩器包括定子、泵、涡轮和变矩器离合器（“TCC”）。在某些条件下选择性地应用TCC以将泵牢固地锁定到涡轮，由此消除跨越变矩器的打滑。当TCC打开时，可跨越变矩器存在泵-涡轮速度差以实现扭矩倍增，如本领域普通技术人员将了解的。

作为所公开的动力系的一部分，被动式单向离合器用作变矩器的涡轮侧上的发动机断连离合器。当发动机断连离合器断开时，无论TCC的状态如何，发动机都与变速器的输入轴完全断连。在一些实施例中，发动机断连离合器是变矩器的整体部件，这是由于缺乏对发动机断连离合器的主动控制而需要执行所公开的逻辑的一种构造。

旋转电机直接连接到变速器输入轴。在本公开中，特别是在EV换档期间，对变速器的换档进程的控制与发动机和TCC的当前状态联系在一起，其中控制器被构造成根据本文中所公开的示例性换档控制逻辑来控制变速器的换档和发动机ON/OFF转变。同样，控制器被构造成选择性地超控现有的控制算法以在某些模式中迫使TCC进入打开状态。该能力允许控制器确保在发动机断连离合器之前TCC不会闭合。

在示例性实施例中，动力系包括内燃发动机、旋转电机、变矩器、单向发动机断连离合器、自动变速器和控制器。变矩器包括泵、涡轮和变矩器离合器（“TCC”）。TCC在被应用时将泵锁定到涡轮。发动机断连离合器连接到涡轮。变速器具有输入轴，该输入轴直接联接到电机并且经由发动机断连离合器选择性地联接到发动机。变速器的输出轴被构造成连接到车辆的一组道路车轮。