[发明专利]用于混合动力自动变速箱中能量率平衡的系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求享有2013年3月15日提交的美国临时申请61/786,669的优先权，其全部内容通过引用并入到本文中。

背景技术

本发明大体上涉及一种混合动力车辆传动系，且特别涉及一种调节传动系的扭矩输出以匹配目标功率分布(target power profile)的方法。

在过去的几年里，由二氧化碳浓度上升造成的全球气候变化以及油料供应短缺受到日益增多的关注。结果，汽车制造商和消费者对具有低排放和高燃料效率的机动车产生了极大的兴趣。一个可行的选择是混合动力电动车，其允许由电动机、内燃机或是二者的组合来驱动车辆。

混合动力传动系(hybrid drive trains)中的变速箱通过传递和操纵扭矩而发挥很多功能，以便将扭矩提供给输出构件。驾驶员通过启动加速器、制动踏板以及辅助制动选择器来指令发动机和/或电动机提供需要的功率(power)到车辆传动系。变速箱被寄希望精确地执行驾驶员的指令。由于变速箱改变传动比，驾驶员的意图不是总能够实现。变速箱中的换挡常常会造成传动系功率输出值的紊乱。所述紊乱表现为驾驶员和乘客可感知到的振动。这样的紊乱会造成驾驶员和乘客不舒服，或者还会产生不期望的驾驶体验。

混合动力车辆传动系为基于使用者的特定需求来调整功率输出值提供了附加的选择。例如，可调整功率分布来提供多种不同的功能，例如优化燃料经济性、加速度最大化、减小或消除换挡产生的振动，或者针对驾驶员和乘客的舒适性而使传动系功率分布变得平稳。然而，在将传动系功率输入转换为期望的传动系功率时存在一些问题。

因此，需要在该领域中进行改进。

发明内容

这里所描述的混合动力系统(hybrid system)解决了上面提到的一些问题以及其他的问题。在一个实施例中，用于操作包括具有变速箱和功率源(power source)的传动系的混合动力车辆的方法包括下列步骤：接收驾驶员输入的指令、确定车辆的当前状态、确定传动系的损耗参数、根据输入指令建立目标传动系输出功率分布、根据损耗参数的函数建立传动系内的功率损耗、根据损耗参数的函数和目标传动系输出功率分布建立达到目标传动系输出功率分布所需的必要的输入功率，以及供应必要的输入功率到传动系。损耗参数可包括液压功率损耗(hydraulic power loss)、动能功率损耗(kinetic power loss)和离合器功率损耗(clutch power loss)。

液压功率损耗可根据变速箱内的液压损耗参数的函数来计算。液压损耗参数可包括液压流体的温度、液压流体的压力以及液压流体的流速。

动能功率损耗可根据传动系内的转动惯量损耗参数的函数来计算。转动惯量损耗参数包括变速箱内的至少一个主体的转动惯量、主体的转动速度以及主体的转动加速度。动能功率损耗(P_K)通过公式(i＝1-N个主体)来计算，其中J是主体的转动惯量，ω是主体的转速，是主体的转动加速度。

离合器功率损耗则根据变速箱内的离合器损耗参数的函数来计算。离合器损耗参数包括在两个离合器片接合期间经离合器而传递的扭矩和每个离合器片的转动速度。离合器功率损耗(P_离合器)通过公式(m＝1-K个主体)来计算，其中T_离合器是在两个离合器片接合期间经离合器而传递的扭矩，以及|ω₁-ω₂|是每个离合器片的转速之间的差的绝对值。

功率源可包括混合动力模块(hybrid module)中的发动机。必要的输入功率可表示成P_发动机+P_{混合动力模块}，并且通过公式：

来计算，其中P_dl是目标传动系输出功率分布，J是变速箱中的i＝1-N个主体的转动惯量，ω是变速箱中的i＝1-N个主体的转速，是变速箱中的i＝1-N主体的转动加速度，T_离合器是在两个离合器片接合期间经m＝1-K个离合器而传递的扭矩，以及|ω₁-ω₂|是m＝1-K个离合器中的两个离合器片的转速之间的差的大小。所述计算可由变速箱/混合动力控制模块(transmission/hybrid control module)执行。