配备有向传动系提供驱动扭矩的内燃机和自动变速器的车辆通常 使用液力变矩器装置，该液力变矩器装置具有称为变矩器离合器 (“TCC”)的锁止装置。典型的变矩器离合器包括流体操作式摩擦装 置，当该流体操作式摩擦装置完全致动时，其机械地联接液力变矩器的 输入泵轮与输出涡轮，以允许在其间传递扭矩。输入泵轮通常机械地连 接到发动机的曲轴上，输出涡轮通常机械地连接到变速器的输入轴上。
当变矩器离合器完全致动时，发动机扭矩扰动可直接传到车辆传动 系，从而传到车辆。车辆校准器通常产生使传动系扰动(称为‘噪声、 振动和粗暴性’的NVH)最小的变矩器离合器应用/释放校准值(称为 脉谱图)。通常使用加速踏板位置或节气门位置(‘TPS’)的驾驶员 输入以及车速来校准TCC应用-释放图。当使用TPS和车速作为校准输 入时，因为某些TPS值依据发动机转速和负载产生可接受的和不可接受 的NVH水平，所以应用变矩器离合器的机会通常不是最大。当使用TPS 和车速作为校准输入时，在给定TPS和车速的单个不可接受的NVH情形 在特定TPS/车速点的所有负载情形下有效地阻止了变矩器离合器的应 用。
一些车辆系统使用混合动力系统，该混合动力系统从内燃机提供驱 动扭矩，并且能够使用存在的电能来辅助车辆操作，以获得降低油耗和 降低排放的效果。一种这样的系统为发动机停止-起动(ESS)系统， 其使用许多传统的动力系组件和子系统，并在出现减速和车辆停止期间 执行发动机燃料切断和发动机停止事件。随后，当车辆驾驶员指令重起 时，发动机重新起动。一个典型的ESS系统依靠高压电池系统、功率逆 变器和电动机-发电机来提供ESS功能。
包括ESS系统的混合动力车辆系统必须在行进中给车辆电能存储装 置重新充电，其中车辆电能存储装置通常包括高压电池系统或其它电能 存储装置。给电能存储装置重新充电可采用再生事件和充电事件的形 式，其中再生事件中电能得自车辆动能，充电事件中电能得自车辆发动 机动力。充电能量通常来自由驱动电机(即，发电机)的发动机旋转产 生的扭矩，其中电机可操作以产生存储在电能存储装置中的电能。再生 能量通常来自再生制动，其中通过使传动系将扭矩通过动力系传递到电 机来捕获车辆动能。
再生制动期间捕获的电能只限于可通过整个动力系传递到电机的 扭矩，这意味着变矩器离合器处于锁止模式或受控打滑模式的操作范 围。现在参考图2，线A示出了基于车速和节气门位置，四档自动变速器 从第二档至第三档的典型换档点。线B示出了对于三档基于车速和节气 门位置，变矩器离合器致动的典型操作线。在线B右侧的操作区域中， 变矩器离合器被应用。在线B左侧的操作区域中，变矩器离合器打开或 解锁，禁止了再生制动。如图所示，在线A与线B之间存在车辆可操作的 较大区域，但是其中由于与NVH及其它原因相关的限制，无法进行再生 制动。
需要增大使用再生制动的车辆上变矩器离合器的操作区域，以便在 不损害车辆NVH及其它驱动性能的情况下达到其效果。

提供了解决上述关注、并且允许车辆更全面利用液力变矩器离合器 更大操作区域可获得的优点的方法和系统。本发明包括基于驾驶员输入 (通常为节气门位置或加速踏板位置)、车速和发动机负载确定变矩器 离合器锁止和解锁，从而允许在再生制动期间更全面捕获能量、同时控 制传动系扰动的方法和系统。
为了实现本发明的目的，提供了一种方法和制品，其可操作以使用 车辆的动能电再生电能存储装置。典型的车辆具有内燃机，所述内燃机 可操作地联接到电机和液力变矩器上，所述液力变矩器可操作地联接到 变速器装置上。所述车辆动能可传递到电连接在所述电能存储装置上的 电机。所述方法包括监测驾驶员对动力的需求、车辆运行速度和发动机 负载。基于所述驾驶员对动力的需求、所述车辆运行速度和所述发动机 负载，致动所述液力变矩器的锁止离合器。
本发明的一方面包括当所述发动机负载低于第一校准发动机负载 时，致动所述液力变矩器的锁止离合器，其中所述第一校准发动机负载 基于所述驾驶员对动力的需求和所述车辆运行速度确定。
本发明的另一方面包括当所述发动机负载大于第二校准发动机负 载时，停用被致动的所述液力变矩器的锁止离合器，其中所述第二校准 发动机负载基于所述驾驶员对动力的需求和所述车辆运行速度确定。
本发明的另一方面包括在每个监测的驾驶员对动力的需求和每个 监测的车辆运行速度，所述第一校准发动机负载都大于所述第二校准发 动机负载。
本发明的另一方面包括当所述驾驶员对动力的需求低于预定动力 阈值，并且所述发动机负载低于所述第二校准发动机负载时，在小于校 准的变速器换档车速的车速下停用所述被致动的液力变矩器的锁止离 合器。
本发明的另一方面包括致动所述液力变矩器的锁止离合器，使得离 合器打滑基本为零，和致动所述液力变矩器离合器的锁止离合器，使得 具有小于预定打滑量的受控离合器打滑。
本发明的另一方面包括基于所述驾驶员对的需求动力、所述发动机 运行速度、所述发动机负载、大气压力、以及巡航控制系统的操作来致 动所述液力变矩器的锁止离合器。
通过阅读和理解下面对实施例的详细描述，本领域的技术人员可清 楚理解本发明的这些及其它方面。
附图说明
本发明在某些部分和某些部分的布置中采用实物的形态，下面在形 成本发明一部分的附图中详细描述和示出本发明的优选实施例，其中：
图1为根据本发明的发动机和控制系统的示意图；
图2为根据本发明的典型数据曲线图；以及
图3和4为根据本发明的典型数据曲线图。

现在参考附图，其中其图示仅仅是示出本发明的目的，而不是限制 本发明的目的，图1示出了车辆推进系统的示意图，包括典型的内燃机 和根据本发明实施例构造的控制系统。描述为带式驱动交流发电机/起动 机(‘BAS’)系统的典型系统包括具有内燃机20、带液力变矩器22的 变速器24、电动机-发电机单元34和功率电子箱(‘PEB’)36的动力 系统，其中动力系统的每个组件都通过局域网络(LAN)总线6信号地 和/或可操作地连接到分布式控制系统。分布式控制系统包括发动机控制 模块(ECM)10、变速器控制模块(TCM)12、制动控制模块(BCM) 14、能量存储控制模块(ESCM)18、和供暖-通风-空调控制器(HVAC) 16等等。
动力系统包括内燃机20，该内燃机20可操作，以使用已知的动力传 动装置向驱动轮28提供牵引力，其中动力传动装置包括液力变矩器22 (包括变矩器离合器或TCC(未示出))、变速器24和车辆传动系26， 车辆传动系26通常包括用于前轮驱动车辆的变速驱动桥，或者可选地， 用于后轮驱动车辆的后差速单元，或者用于向车轮传递动力的其它已知 装置。可选择地，车辆可操作，以将车辆动能输入作为扭矩，通过车辆 驱动轮28、车辆传动系26传递到变速器24、液力变矩器22，再通过发动 机20传递到双向附件带式驱动系统32和电动机-发电机单元34。
电动机-发电机单元(‘MGU’)34包括可操作为扭矩产生装置和 发电装置的电机，其优选依赖于车辆操作以及从控制器10到功率电子箱 (‘PEB’)36的控制信号和其它控制信号。PEB36包括功率逆变器模 块(PIM)和辅助电源模块(APM)，并电联接到MGU34及优选操作 在36/42VDc的高压(‘HV’)电池40和传统的12伏电池38上，以在其 间有选择地传递电能。PEB可操作，以控制流体地连接在变速器24液压 回路上的电动辅助油泵30，从而于特定操作情形期间(包括发动机停机 和车辆停车)在液压回路中提供增压流体。应当理解，高压电池40和传 统12伏电池38可包括能够在车辆上提供电能存储容量的任意各种装置。
内燃机20可操作地连接到双向附件带式驱动系统32上，优选连接在 发动机曲轴(未示出)上。双向附件带式驱动系统32操作在包括电能产 生模式的第一操作情形和包括扭矩产生模式的第二操作情形。在第一电 能产生模式中，内燃机20向附件带式驱动系统32提供扭矩，将动力和能 量传递到电动机-发电机单元34(‘MGU’)和其它附件。在第一模式 中，MGU34用作电能产生装置，其使用发动机20产生的扭矩和/或车辆 的动能，给包括高压(‘HV’)电池40和12伏电池38的电能存储系统 补充电能或充电。在第二扭矩产生模式中，MGU34用作电动机，其使 用存储在电能存储系统内的电能产生通过附件带式驱动系统32传递到 内燃机20的扭矩，以起动发动机操作。MGU34还可用作产生传递到发 动机20的扭矩来稳定发动机操作、并给车辆传动系提供扭矩减振的电动 机。
分布式控制系统包括集成的车辆控制系统，其中控制器(包括ECM 10、TCM12、BCM14、HVAC16)通过LAN6信号地连接，以完成各 种任务。上述各控制处理器优选为通用数字计算机，通常包括微处理器 或中央处理单元、ROM、RAM和I/O，包括A/D和D/A。各控制处理器包 括一组控制算法，包括存储在ROM内并被执行以提供各自功能的常驻程 序指令和校准值。各种控制处理器之间的信息传递优选借助于上述LAN 完成。
分布式车辆控制系统信号地连接到多个感测装置上，并可操作地连 接到多个输出装置上，以便实时监测和控制发动机20、变速器24、以及 MGU34和PEB36的操作。这包括监测HV电池40的情形和确定HV电池 40的荷电状态。受控输出装置优选包括用于发动机20的恰当控制和操作 的子系统，包括例如具有节气门控制系统的进气系统、燃料喷射系统、 火花点火系统(当使用火花点燃式发动机时)、废气再循环系统、和汽 化控制系统。感测装置(未示出)包括可操作以监测发动机操作的装置， 其中发动机操作包括发动机曲轴速度(RPM)、发动机负载(包括歧管 压力(‘MAP’)和/或空气流量(‘MAF’))。ECM10优选能够基 于监测的发动机操作定期地确定发动机操作点。其它传感器包括那些可 操作以监测外部条件和驾驶员需求的传感器，它们通常通过线束信号地 连接到系统控制器10上。驾驶员输入包括根据加速踏板4位置或节气门 位置传感器(未示出)确定的驾驶员动力需求，以及驾驶员对制动踏板 的输入(车辆减速或制动需求)和驾驶员对巡航控制装置的输入(恒定 车辆速度的需求)。
各控制处理器内的控制算法通常在预定循环期间执行，使得各控制 算法在各循环内执行至少一次。存储在非易失性存储器装置内的算法由 各自的中央处理单元执行，这些算法可操作以监测感测装置的输入，并 执行控制和诊断程序，从而使用预定的校准值控制各自装置的操作。在 发动机和车辆操作期间，循环通常每3.125、6.25、12.5、25和100毫秒执 行一次。可选择地，可响应于事件的发生来执行控制算法。每个发动机 循环内可执行循环事件，例如计算发动机燃料供应。在发动机停止之后， 优选响应于某个事件执行起动发动机20的动作，例如，通过监测驾驶员 对加速踏板4的输入而检测到的驾驶员加速需求。可选择地，在发动机 20停止之后起动发动机20的动作可为准循环事件，其中动力系控制器10 周期性地监测车辆状况(例如，环境大气温度)，并在随后的循环执行 发动机起动，以提供额外的功能。
集成的车辆控制系统信号地连接到上述传感器和其它感测装置上， 并且可操作地连接到输出装置上，以监测和控制发动机和车辆操作。输 出装置优选包括提供车辆(包括发动机、变速器和制动器)恰当控制和 操作的子系统。向车辆提供信号输入的感测装置包括可操作以监测车辆 操作、外部和环境状况、以及驾驶员需求的装置。
在整个操作中，ECM10依据所需的混合动力功能，以扭矩、速度、 或电压控制指令的形式向PEB36发送控制指令。PEB发送关键的控制参 数，例如电动机速度、传递的扭矩、温度和诊断。ESCM18监测关键输 入，以便除了支持自动风扇和断开控制之外，还支持混合动力电池(即， HV电池40)的状态最优化。ECM和TCM互相作用以协调换档和TCC操 作，从而使燃料经济性最大化，并使驱动性能最优。这些控制动作的每 一个都优选在BCM与HVAC一体操作时执行。典型系统的混合动力系操 作优选包括：发动机起动/停止；使用电机34减速车辆期间，切断燃料以 提供传动系扭矩的平稳性；电池充电/放电的控制；再生制动；电力辅助； 以及电动爬行。
内燃机20包括多种已知内燃机构造中的任一种，例如，包括四缸四 冲程火花点燃式发动机。其操作主要由ECM10控制。
典型的变速器优选包括已知的离合器-离合器四档自动变速器装 置，该自动变速器可操作以在发动机和液力变矩器以及传动系之间传递 扭矩。变速器24具有多个传动比，通常提供了范围从约3.0/1到0.74/1的 变速器输入/输出速比。其操作主要由TCM12控制。
液力变矩器22包括已知的可锁止的变矩器离合器(未示出)。变矩 器离合器可控制为打开位置、锁止位置和受控打滑情形。当变矩器离合 器处于锁止位置时，输入到变速器24的转速等于发动机转速，其中发动 机转速通常根据发动机曲轴的转速以转数每分或“RPM”测量。当变矩 器离合器处于受控打滑情形时，输入到变速器244的转速处于发动机转 速的特定转速范围内，通常为约20RPM的差值。当变矩器离合器处于打 开位置时，输入到变速器24的转速与发动机转速之间没有固定的关系。 变矩器离合器通常由被TCM12控制的电磁式致动器控制。
TCM12优选包括可用于控制变速器24和变矩器离合器22的实时操 作的控制算法和预定校准值，优选与其它控制处理器协调控制。变速器 校准值优选包括预定的换档模式，其基于包括对加速踏板输入的驾驶员 扭矩需求、发动机运行速度和车速来控制变速器内的换档。在配备有电 子节气门控制的系统内，其中具有发送加速信号以操作节气门电机的加 速踏板4，加速踏板位置(APS)从节气门位置(TPS)有效地解耦。例 如，依据车速和驾驶员对APS的瞬时动作，APS可具有小的值，TPS和发 动机负载(MAP)可具有大的值。并且，在加速踏板内翻(压下)期间， APS可具有小的值，TPS和MAP可具有大的值，而在准稳态操作下，由 于驾驶员缓慢地外翻(松开)与MAP的小值相关联的节气门(但不是APS ＝0)，所以APS可具有小的值。
再参考图1，并参考图2-4，现在详细描述本发明的实施例，其中上 述车辆推进系统如这里所述地操作。分布式车辆控制系统包括编码在其 中的计算机程序，用以实施使用车辆动能再生电能存储装置的方法。如 这里所述，使用车辆动能再生电能存储装置与给电能存储装置充电的不 同之处在于，再生能量来自车辆动能，而给电能存储装置充电的能量来 自内燃机操作产生的动力。计算机程序包括监测驾驶员对动力的需求 (优选使用对加速踏板4的输入)和车速。另外，优选使用前述MAP传 感器，通过监测发动机绝对压力(kPa)来确定发动机负载。基于驾驶 员对动力的需求、车辆运行速度和发动机负载来致动变矩器离合器或 TCC。致动TCC包括当发动机负载低于第一校准发动机负载时，致动液 力变矩器的锁止离合器，其中第一校准发动机负载可基于驾驶员对动力 的需求和车辆运行速度来确定。现在参考图2和3示出TCC致动，其包括 具有在上述典型车辆系统的第三档中致动变矩器离合器的典型校准值 的典型数据曲线。图2示出了对于特定车速当驾驶员对动力或扭矩的需 求APS低于预定水平时致动TCC的校准值。线C示出了驾驶员对动力的 需求和车速的校准值。车辆控制系统致动TCC的最终决定还基于发动机 负载，如图3中所示，该图示出了在一定车速范围内第三挡操作的TCC 锁止(即致动)、受控打滑和TCC打开(即停用)。在当发动机负载大 于可确定的第二校准发动机负载时所确定的操作点处，致动的TCC随后 被停用，其中第二校准发动机负载可基于驾驶员对动力的需求和车辆运 行速度确定。第一校准发动机负载优选在每个监测的驾驶员对动力的需 求和每个监测的车辆运行速度处都大于第二校准发动机负载。虽然进行 了描述，但是此致动/停用的滞后未图示出。参考图2示出了所述控制系 统的具体特征，其中当驾驶员对动力的需求低于预定动力阈值、并且发 动机负载低于第二校准发动机负载时，TCC可在小于校准的变速器换档 车速(线A)的车速下保持致动(线C)。现在参考图2和3描述该系统的 操作，其中进一步详细描述典型系统的操作。
图3和4包括具有用于控制变矩器离合器锁止的典型校准值的典型 数据曲线。图3示出了典型变速器24在第三档的操作的校准值。图4示出 了典型变速器24在第四档的操作的校准值。其校准值控制变矩器离合器 处于锁止位置的锁止、受控打滑情形，并且还控制TCC的打开，如图3 和4中所示。当TCC锁止时，变矩器离合器的操作基于车速(kph)和发 动机负载(MAP)确定。当发动机负载低于或高于TCC锁止校准线时， 致动变矩器离合器，允许再生制动。当发动机负载大于TCC打开校准线 时，即，低于TCC锁止校准线但高于TCC打开校准线时，变矩器离合器 致动于受控打滑操作，并且可继续进行再生制动。当发动机负载大于 TCC打开校准线时，TCC打开，不再进行再生制动。
再参考图2，线A包括用于基于车速(千米每小时或kph)和驾驶员 扭矩需求(其为前述APS)在第二和第三档之间换档的典型校准线。线 B包括作为车速(kph)和驾驶员扭矩需求APS的函数的典型传统现有校 准线，用于在第三档的操作中应用变矩器离合器。线C示出了根据本发 明应用已通过增加发动机负载或MAP大小而进行调整的变矩器离合器 的校准线。变矩器离合器校准线C显示了TCC的扩大操作范围，尤其是 在低水平的驾驶员扭矩需求时。这包括当驾驶员扭矩需求低时，使TCC 穿过2-3换档点(根据线A示出)致动或有效的能力。这扩大了TCC的 潜在操作范围，因而允许车辆有更大的机会来进行再生制动。
在点E示出了根据本发明的示例操作点，其中变速器在约48kph的 车速，约为15％节气门位置或APS操作在第三档中。在这种情形下，如 参考图3中的校准值所示，变矩器离合器的操作基于发动机负载(MAP)。 在现有技术中，参考图2中线B所示的传统控制系统，TCC将不致动。在 参考图2和图3所示的基于负载的TCC锁止校准值中，TCC可被致动。在 这种情形下，具体参考图3，将基于发动机负载致动TCC。当发动机负 载为50kPa或更小时，TCC将锁止。当发动机负载在50kPa与约90kPa 之间时，将发生受控打滑情形。前述各情形将允许一定水平的再生制动。 只有当发动机负载大于约90kPa时，TCC才会打开，从而不允许发生任 何形式的再生制动。
因此，形式为节气门位置或加速踏板位置的驾驶员输入、车速和发 动机负载每个都将用来确定是否致动变矩器离合器。一但致动，那么当 驾驶员对动力的需求、车速或发动机负载中任意一个落在校准值之外 时，就停用变矩器离合器。
在本发明的另一改进中，系统中引入延迟，其中控制系统进行了校 准，所以最初锁止变矩器离合器所需的驾驶员输入、车速和发动机负载 阈值水平大于解锁该锁止的变矩器离合器所需的阈值水平。该延迟优选 应用到驾驶员输入，即，驾驶员对动力的需求，但是它也可应用到车速、 发动机负载和驾驶员输入中的任意一个。
优选地，致动变矩器离合器包括在这样的车辆/发动机操作点致动锁 止离合器，其中离合器打滑量基本上为零，即，发动机曲轴输出与变速 器输入之间没有转速差。致动液力变矩器的锁止离合器还可以包括致动 液力变矩器的锁止离合器，使得对于一定的时间，具有小于预定打滑量 的受控离合器打滑，其中在发动机曲轴速度与变速器输入轴速度之间具 有在20转每分钟(20RPM)范围内的差。
所述系统还包括基于员对动力的需求、车速、发动机负载，及大气 压力和巡航控制系统的操作致动液力变矩器的锁止离合器。该操作优选 包括MAP或负载阈值及用来操作巡航控制系统的补偿，其中MAP或负载 阈值应用了大气压力的因数，该大气压力的因数可通过ECM使用MAP 传感器确定。在典型的系统中，对于在高海拔的节气门响应，TCC打滑 或打开的MAP阈值优选基于大气压力降低预定值。类似地，当巡航控制 被允许以提高在坡路表面上的速度操控性时，MAP阈值优选降低预定 值。
虽然上述具体实施例元件部分的具体方面对于技术人员是已知的， 但是应当理解，使用新元件部分的可选实施例也落入本文所述发明的范 围内。虽然其描述于具有BAS混合动力系统的车辆的情形中，但是应当 理解，本发明的可选实施例可包括具有带固定档变速器和锁止液力变矩 器的混合动力或非混合动力结构的其它车辆系统中。这包括可操作以将 车辆动能转换为电能电势的车辆系统。
已经参考优选实施例及其变形描述了本发明。通过阅读和理解说明 书，还可进行其它改进和替代。由于它们落入本发明的范围内，所以其 包括了所有这种变化和替代。