[发明专利]用于改善基于减速的同步换档进程的方法和装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求了2007年11月2日提交的美国临时申请No.60/984,980 的优先权，该申请的内容在此作为引用并入。

技术领域

本申请涉及机电变速器的控制系统。

背景技术

该部分的说明仅提供与本发明相关的背景信息，并且可能不构成现 有技术。

公知的动力系结构包括转矩发生装置(包括内燃机和电机)，该装置 通过变速器装置将转矩传递给输出元件。一个典型动力系包括双模式、复合-分 离、机电变速器，上述变速器利用输入元件以及输出元件，输入元件用于接收 来自主动力源(优选地为内燃机)的驱动转矩。输出元件可操作地连接至机动 车传动系统，以便于将牵引转矩传送给传动系统。电机，操作为电动机或发电 机，产生到变速器的输入转矩，而与内燃机的输入转矩无关。电机可以通过车 辆传动系统将车辆动能转换为能够存储在电能存储装置中的电能。控制系统监 控各种来自车辆和操作者的各种输入，并且提供动力系的操作控制，包括控制 变速器运行范围状态与换档，控制转矩发生装置，以及调整在电能存储装置和 电机之间的功率互换，以控制变速器的输出，该输出包括转矩与转速。

如上所述，为了向输出元件提供转矩，混合动力系中的变速器通过 传递与管理转矩而承担许多功能。为了满足所需要的特定功能，变速器在变速 器的多个运行范围状态或限定出通过变速器传递的转矩的内部结构之间选择。 公知的变速器利用运行范围状态，该运行范围状态包括固定档位状态或具有限 定传动比的状态。例如，变速器能够利用四个顺次设置的固定档位状态，并且 允许在四个档位状态之间选择，从而通过大范围的输出元件转速提供输出转矩。 附加地或可替换地，公知的变速器允许连续可变的运行范围状态或模式状态(例 如通过使用行星齿轮组允许)，其中，为了调整由特定组输入提供的输出速度与 输出转矩，由变速器提供的传动比可以跨一定范围变化。此外，变速器以空档 状态工作，终止所有通过变速器传递的转矩。此外，变速器能够以倒档模式工 作，接收用于正常向前运行的特定旋转方向的转矩，并且颠倒输出元件的旋转 方向。通过不同运行范围状态的选择，变速器能够对给定输入提供一定范围的 输出。

在混合动力系统车辆中的上述装置的运行需要管理许多转矩支承轴 或表示到上述发动机、电机以及传动系统的连接的装置。来自发动机的输入转 矩与来自电机的输入转矩可单独或共同施加，以提供输出转矩。然而，例如由 于操作者踏板位置的变化或由于运行范围状态转换所引起的变速器所需输出转 矩的变化必须平稳地处理。管理特别困难的是，对控制输入具有不同的反应时 间的输入转矩同时作用于变速器。基于单个控制输入，不同装置可以在不同时 刻改变各自的输入转矩，使得通过变速器作用的总转矩的突然改变增多。作用 于变速器的各种输入转矩的突变或不协调变化会导致加速性能的明显变化或车 辆的颠簸，这会不利的影响车辆的驾驶性能。

已知多种控制方案以及混合动力驱动系统上述各种元件之间的操作 连接，并且为了实现混合动力系统的功能，控制系统必须能够将上述各种元件 与变速器接合与分离。公知的是，接合与分离在变速器中通过使用可选择性操 作的离合器来完成。离合器是本领域公知的用于接合与分离轴的装置，其包括 对轴之间的转速与转矩差的管理。接合或锁定，分离或解锁，接合或锁定操作 时的操作，以及分离或解锁操作时的操作都是必须管理的离合器状态，以使车 辆正确平顺地运行。

公知的离合器有各种设计与控制方法。一种公知类型的离合器是机 械式离合器，其通过分离或接合两个连接表面(例如，离合器片)而操作，当 离合器片接合时，在彼此之间施加摩擦转矩。操作这种机械式离合器的一种控 制方法包括使用液压控制系统，该系统使用通过液压管线传递的液体压力施加 或释放两个连接表面之间的夹紧力。如此地操作，离合器不以二元方式操作， 而是能够具有从完全分离，到同步但不接合，到仅以最小夹紧力接合，到以某 些最大夹紧力接合的接合状态范围。应用于离合器的夹紧力决定在离合器打滑 之前离合器能够承载多大的反作用转矩。通过调整夹紧力的各种离合器的控制 允许锁定与解锁状态之间的转换，并且进一步允许管理锁定的变速器中的打滑。 另外，通过液压管线作用的最大夹紧力还能随车辆运行状态改变，并且能基于 控制策略调整。