[发明专利]用于混合动力车辆变速器的控制系统和方法

说明书

一种用于混合动力驱动系统的变速器控制系统至少包括换档执行模块以控制特定齿轮的啮合和离合器执行模块以控制将发动机耦联到变速器的离合器的离合。混合动力驱动系统的发动机和电机中的每个都需要换档。控制系统最小化发动机或电机换档时导致的动力缺失。通过选择性地控制离合器和特定齿轮的啮合，与这两个动力源之一换档相关的动力缺失可利用另一动力源直接弥补。

技术领域

本申请涉及一种车辆混合动力驱动系统。特别地讲，本申请中描述的车辆混合动力驱动系统可包含至少一个控制系统，其能够协调传输来自发动机和电机的动力。

背景技术

随着环境污染加剧、石油需求增多和对车辆排放处理设备的要求的提高，混合动力车辆受到制造商和消费者越来越多的关注。典型地，混合动力车辆采用发动机(ICE)和电机(EM)提供动力。通过采用电机提供一部分动力，这样的混合动力车辆同仅依靠发动机的车辆相比，所需的碳基燃料较少。其结果是，混合动力车辆产生的碳排放量减少，且运行成本较低。然而，目前混合动力车辆中的变速器控制系统通常是在传统变速器控制系统的基础上进行改造。这种系统不适合于实现混合动力车辆特别需要的各式各样的变速器功能。特别地讲，这些改造的系统不适合于单离合器和单电机类型的电驱混合动力变速器。

除非另加指出，否则技术领域和背景技术部分中描述的各种内容并不认为属于所要保护的技术方案的现有技术，也不因包含于本节中就被认为承认是现有技术。

发明内容

本申请描述了若干示例性实施方式，它们中的至少一些属于混合动力驱动系统(HPDS)及其组成，包含，但不限于，变速器控制系统，其能够协调传输来自发动机(ICE)和电机(EM)的动力。

举例而言，变速器控制系统至少包含换档执行模块，用以控制特定齿轮的啮合，和离合器执行模块，用以控制将发动机耦联到变速器的离合器的离合。在HPDS的操作期间，发动机和电机二者中的每个都会发生换档。变速器控制系统可实现发动机或电机换档时的动力缺失最小化。通过一个选择性地控制离合器的离合以及特定齿轮的啮合的换档过程，与这两个动力源之一(例如发动机)的换档相关的动力缺失可通过采用另一动力源(例如电机)弥补。这样，同传统变速器的离合器离合换档过程相比，本发明的换档过程更直接、更稳定，并且因而示例性实施方式的换档质量优于传统变速器。

此外，当车辆初始仅由电机供能时，通过另一个选择性地控制离合器的离合以及特定齿轮的啮合的换档过程，变速器控制系统可启动发动机。在这种情况下，通过启动发动机，可将车辆从纯电机驱动模式(PMDM)切换到混合驱动模式(HDM)。另外，变速器控制系统可在车辆处在驻车状态时启动发动机，以将车辆置于电机的电池充电模式。

根据一个示例性实施方式，一种HPDS包含变速器。变速器包括多个轴，其中包含输入轴、电机轴和输出轴。输入轴耦联于离合器，离合器被构造成选择性地接合发动机以将输入轴耦联到发动机，发动机被构造成产生发动机扭矩，该扭矩可经离合器传输到输入轴。电机轴耦联于电机，电机被构造成产生电机扭矩，所述电机扭矩可传输到电机轴。输出轴从变速器传输输出扭矩。变速器还包含多个齿轮，它们被配置成提供发动机扭矩传递路线和电机扭矩传递路线的多种组合，所述组合中的一种为现用的，并且包含现用发动机扭矩传递路线，用以将发动机扭矩从输入轴传输到输出轴以便输出扭矩，和现用电机扭矩传递路线，用以将电机扭矩从电机轴传输到输出轴以便输出扭矩。另外，变速器包含多个同步器，它们布置在所述多个轴上并且可操作而结合第一组选定齿轮，其中对应于第一组选定齿轮，现用发动机扭矩传递路线为第一发动机扭矩传递路线，并且现用电机扭矩传递路线为第一电机扭矩传递路线。HPDS还包含变速器控制系统。变速器控制系统包含离合器执行模块，其被构造成控制离合器。变速器控制系统还包含换档执行模块，其被构造成移动所述多个同步器中的至少一个，以导致所述多个同步器结合第二组选定齿轮而不再结合第一组选定齿轮，其中通过结合第二组选定齿轮，要么(i)现用发动机扭矩传递路线被改变到第二发动机扭矩传递路线，而现用电机扭矩传递路线保持不变，要么(ii)现用发动机扭矩传递路线保持不变，而现用电机扭矩传递路线被改变到第二电机扭矩传递路线。