用于混合动力车辆的方法和系统技术方案

本申请提供了用于操作包括内燃发动机、电机和变速器的混合动力车辆的传动系的方法和系统。在一个示例中，通过关闭双离合变速器的离合器来起动发动机并将其耦接到传动系。控制发动机速度和离合器压力以减少传动系扭矩扰动并提供期望的车轮扭矩。

Methods and systems for hybrid vehicles

The present application provides a method and system for operating a powertrain of a hybrid electric vehicle including an internal combustion engine, an electric motor and a transmission. In one example, by closing the clutch of the double clutch transmission, the engine is started and coupled to the transmission system. Control engine speed and clutch pressure to reduce torque disturbance and provide desired wheel torque.

【技术实现步骤摘要】
用于混合动力车辆的方法和系统相关申请的交叉引用本申请要求于2016年10月31日提交的题为“MethodsandSystemforaHybridVehicle”的美国临时专利申请No.62/415,392的优先权，上述申请的全部内容通过引用整体合并于此以用于所有目的。
本说明书总体涉及用于控制混合动力车辆的传动系的方法和系统。这些方法和系统对于包括双离合变速器的混合动力车辆可能特别有用。
技术介绍
混合动力车辆可以由发动机和电机推进。电机可以在低需求状况下向车轮提供扭矩，并且发动机可以在高需求状况下向车轮提供扭矩。混合动力车辆还可以包括位于发动机和变速箱之间的传动系中的液力变矩器。该液力变矩器减少传动系扭矩扰动，并允许发动机在车辆的车轮静止时转动。此外，该液力变矩器还可以在经由电机推进车辆时允许发动机速度为零。然而，液力变矩器是经由流体将扭矩从发动机传递到变速器齿轮箱的装置。因此，可能有时从发动机到变速器齿轮箱的能量传递比期望的效率低。例如，在车辆起步(launch)期间(例如，从零车辆速度到非零车辆速度的加速)，变速器叶轮的速度可能与变速器涡轮机的速度显著不同，导致液力变矩器效率降低。因此，可能需要通过改善发动机和变速器齿轮箱之间的能量传递来提高传动系效率。
技术实现思路
本专利技术人已经认识到上述问题，并且已经开发了一种传动系操作方法，其包括：当车辆的发动机与车辆的传动系解耦时，仅经由电机推进车辆，该电机位于变速器的传动系下游；在发动机停止转动时转换变速器的档位；并且响应于增加的需求扭矩而起动发动机并预置变速器的离合器，通过用流体部分地填充离合器并传递小于或等于阈值量的一定量的扭矩经过离合器来预置离合器。通过经由电机加速车辆并使混合动力车辆传动系的变速器准备好用于发动机起动，有可能在发动机耦接到变速器齿轮箱时增加发动机与变速器之间的能量传递效率。例如，双离合变速器的离合器可以保持在打开位置，同时期望的车轮扭矩低，使得发动机不必与传动系一起转动，从而提高传动系效率。双离合变速器中的两个离合器中的一个或两个可以从完全打开位置行进到离合器垫或摩擦元件几乎接触离合器板的位置，使得在发动机和变速器齿轮箱之间传递小于阈值量的扭矩。可替代地，离合器可以从完全打开位置行进到离合器垫刚好接触离合器板的位置，并且在发动机和变速器齿轮箱之间传递小于阈值量(例如，小于5N-m)的扭矩。在要求额外的车轮扭矩的情况下，预置变速器离合器将减少致动离合器的时间量。如果要求额外的车轮扭矩，则电机继续向车轮传递扭矩，并且两个离合器中的一个离合器闭合以将发动机耦接到变速器齿轮箱。与可能以不同速度转动较长时间段的液力变矩器的叶轮和涡轮机相比，该离合器可以在短时间段内闭合，以将发动机直接耦接到变速器齿轮箱。以此方式，双离合变速器可以被集成到混合动力车辆传动系中，以改善车辆起步期间的传动系效率。此外，双离合变速器可以在混合动力车辆沿道路行驶的同时在发动机从发动机不转动的状态起动时的时段期间提高混合动力车辆传动系效率。本说明书可以提供若干优点。例如，该方案可以提高传动系效率。此外，该方案可以通过改善对期望车轮扭矩的变化的传动系响应来改善车辆驾驶性能。此外，该方案可以在起动发动机并将发动机接合到转动的传动系之后提供发动机与双离合变速器之间的一致的能量传递。当单独考虑或结合附图考虑以下具体实施方式时，本申请的上述优点和其他优点以及特征将变得显而易见。应当理解，提供上述概要是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，其范围由随附于具体实施方式的权利要求唯一地定义。此外，所要求保护的主题不限于解决上述或本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。附图说明图1A是混合动力车辆传动系的示意图；图1B是混合动力车辆传动系的发动机的草图；图2是混合动力车辆的燃料蒸气管理系统的示意图；图3是包括各种传动系部件的控制器的混合动力车辆传动系的示意图；图4是位于混合动力车辆传动系中的双离合变速器的示意图；图5是用于在停车状态下接合双离合变速器的方法的流程图；图6是用于在停车状态下接合双离合变速器的模拟序列；图7是用于操作双离合变速器的停车棘爪的方法的流程图；图8是用于接合和释放双离合变速器的停车棘爪的模拟序列；图9是响应于车辆稳定性控制混合动力传动系的方法的流程图；图10是响应于车辆稳定性操作混合动力传动系的模拟序列；图11和图12是用于调适在混合动力车辆的传动系中操作的双离合变速器的离合器的方法的流程图；图13是示出离合器如何接合或脱离的方框图；图14A和图14B是用于调适混合动力车辆传动系的双离合变速器的离合器的模拟序列；图15是用于将混合动力车辆的双离合变速器换档的方法的流程图；图16A-16D是确定在发动机停止并且不燃烧空气和燃料期间用于将混合动力车辆的双离合变速器换档的补偿扭矩的方法的框图；图17A和图17B是用于将混合动力车辆的双离合变速器换档的模拟序列；图18A和图18B示出了起动发动机并将发动机接合到双离合变速器的方法的流程图；以及图19A和图19B是模拟的发动机起动序列。具体实施方式以下描述涉及用于操作混合动力车辆的传动系的系统和方法。图1A至图4示出一种示例性混合动力车辆系统，其包括具有马达的传动系、集成式起动器/发电机、双离合变速器以及位于双离合变速器下游的电机/电力机械(electricmachine)。图5至图8描述并示出了接合和脱离双离合变速器中的驻车状态的操作方式。图9和图10描述了可以提高车辆稳定性的控制混合动力车辆传动系的方式。可以在如图11-17B所述的双离合变速器的换档期间调适和使用双离合变速器的离合器。可以起动混合动力车辆的发动机可以被起动并接合到图18A-19B所描述的混合动力车辆传动系的其它部件。图1A示出了用于车辆121的示例性车辆推进系统100。车辆推进系统100包括至少两个动力源，所述动力源包括内燃发动机110和电机120。电机120可以被配置为利用或消耗与发动机100不同的能量源。例如，发动机110可以消耗液体燃料(例如汽油)以产生发动机输出，而电机120可以消耗电能以产生电机输出。因此，具有推进系统100的车辆可以被称为混合电动车辆(HEV)。在图1A的整个描述中，各种部件之间的机械连接被示为实线，而各种部件之间的电连接被示为虚线。车辆推进系统100具有前轴(未示出)和后轴122。在一些示例中，后轴可以包括两个半轴，例如第一半轴122a和第二半轴122b。车辆推进系统100进一步具有前轮130和后轮131。后轴122耦接到电机120和变速器125，由此可以驱动后轴122。后轴122可以经由电机120纯电气地和排他地(例如，仅电驱动或推进模式，发动机不燃烧空气和燃料或转动)驱动，以混合动力方式(例如，并行模式)经由电机120和发动机110驱动，或者以纯燃烧发动机操作的方式(例如，仅发动机推进模式)经由发动机10排他地驱动。后驱动单元136可以将动力从发动机110或电机120传递到轴122，导致驱动轮131的转动。后驱动单元136可以包括齿轮组和一个或多个离合器以将变速器125和电机120与车轮131解耦。变速器125在图1A中被示出为连接在发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传动系操作方法，包括：在车辆的发动机与所述车辆的传动系解耦时，仅经由电机推进所述车辆，所述电机位于变速器下游的所述传动系中；在所述发动机停止转动时转换所述变速器的档位；以及响应于增加的需求扭矩而起动所述发动机并预置所述变速器的离合器，通过用流体部分地填充所述离合器并传递小于或等于阈值量的一定量的扭矩经过所述离合器，预置所述离合器。

【技术特征摘要】
2016.10.31 US 62/415,392;2017.10.26 US 15/794,5441.一种传动系操作方法，包括：在车辆的发动机与所述车辆的传动系解耦时，仅经由电机推进所述车辆，所述电机位于变速器下游的所述传动系中；在所述发动机停止转动时转换所述变速器的档位；以及响应于增加的需求扭矩而起动所述发动机并预置所述变速器的离合器，通过用流体部分地填充所述离合器并传递小于或等于阈值量的一定量的扭矩经过所述离合器，预置所述离合器。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述变速器是双离合变速器，并且其中所述阈值量为零扭矩。3.根据权利要求1所述的方法，其中在所有变速器离合器处于打开状态的情况下发生档位的转换。4.根据权利要求1所述的方法，其中根据车辆速度执行所述档位的转换。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述离合器选择性地耦接到副轴上的多个齿轮中的一个。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述车辆响应于所述增加的需求扭矩从零速度加速。7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括以在速度控制模式中将所述发动机加速到用于车辆起步的发动机速度，用于车辆起步的所述发动机速度大于发动机怠速速度。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述变速器基于期望的发动机速度转换到一个档位，用于经由所述离合器将所述发动机连接到所述变速器。9.一种传动系操作方法，包括：在车辆的发动机与所述车辆的传动系解耦时，仅经由电机推进所述车辆，所述电机位于变速器下游的所述传动系中；响应于增加的需求扭矩而起动所述发动机并预置所述变速器的离合器，通过用流体部分地填充所述离合器并传递小于或等于阈值量的一定量的扭矩经过所述离合器，预置所述离合器；以及响应于所述电机的输出扭矩超过阈值，在速度控制模式中将所述发动机加速到大于期望的变速器输入轴速度的速度。10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括增加所述离合器的扭矩传递能力，同时将所述发动机加速到...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·鲁伯尔，J·A·多林，J·梅耶，M·付多尔，王小勇，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US