專利名稱：混合動(dòng)力電動(dòng)車輛動(dòng)力系及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有傳動(dòng)裝置的混合動(dòng)力電動(dòng)車輛動(dòng)力系及其控制方法，該傳動(dòng)裝置具有用于建立從兩個(gè)動(dòng)力源到車輛牽引輪的分開的動(dòng)力流路徑的齒輪元件。
背景技術(shù)：
已知的具有雙動(dòng)力流路徑的混合動(dòng)力電動(dòng)車輛動(dòng)力系將通過管理來自每個(gè)動(dòng)力源的動(dòng)力分配而允許車輛以最高性能運(yùn)行，其中，所述雙動(dòng)力流路徑位于引擎與車輛牽引輪之間以及電動(dòng)機(jī)與車輛牽引輪之間。這包括管理引擎、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和電池的運(yùn)行狀態(tài)。電池、發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)電連接。車輛系統(tǒng)控制器與變速器控制模塊交互，以保證保持最佳的性能和駕駛性能的動(dòng)力管理。 所述動(dòng)力系可包括限定并聯(lián)動(dòng)力流配置的傳動(dòng)裝置，在所述并聯(lián)動(dòng)力流配置中，電動(dòng)機(jī)扭矩和引擎扭矩相互協(xié)調(diào)來滿足車輪扭矩命令。車輛系統(tǒng)控制器可在特定的運(yùn)行條件(例如，在車輛的穩(wěn)態(tài)高速公路巡航模式期間)下使引擎停止運(yùn)轉(zhuǎn)，從而可由電動(dòng)機(jī)單獨(dú)地向車輛提供動(dòng)力。此時(shí)，電池用作電動(dòng)機(jī)的電源。如果在全電驅(qū)動(dòng)模式期間電池荷電狀態(tài)減小至校準(zhǔn)的閾值以下，則可啟動(dòng)引擎，以給電池充電并提供機(jī)械動(dòng)力源來補(bǔ)充電動(dòng)機(jī)扭矩。這種類型的混合動(dòng)力電動(dòng)車輛動(dòng)力系的示例可包括用于將引擎動(dòng)力引導(dǎo)至電力流路徑或機(jī)械動(dòng)力流路徑的行星齒輪組。例如，在轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人的第7，268，442號(hào)美國(guó)專利中公開了這樣的動(dòng)力系。該動(dòng)力系包括行星齒輪組，其中，行星齒輪組的恒星齒輪可驅(qū)動(dòng)地連接到發(fā)電機(jī)，引擎可驅(qū)動(dòng)地連接到行星齒輪組的行星架，電動(dòng)機(jī)可驅(qū)動(dòng)地連接到行星齒輪組的環(huán)形齒輪。當(dāng)引擎和電動(dòng)機(jī)都起作用時(shí)，動(dòng)力流路徑被行星齒輪組分開。如果混合動(dòng)力電動(dòng)車輛動(dòng)力系是所謂的“插電式”動(dòng)力系，則電動(dòng)機(jī)將在引擎關(guān)閉時(shí)在整個(gè)駕駛事件內(nèi)運(yùn)行相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間。然后，使用電池載流耗盡(chargedepletion)策略向電動(dòng)機(jī)提供電能，直至達(dá)到電池荷電狀態(tài)耗盡閾值為止。在載流耗盡之后，接著可通過公用電網(wǎng)給電池充電，以為隨后的駕駛事件作準(zhǔn)備。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種控制混合動(dòng)力電動(dòng)車輛動(dòng)力系的方法，所述混合動(dòng)力電動(dòng)車輛動(dòng)力系包括引擎、電池、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和具有行星齒輪單元的變速器，所述行星齒輪單元將引擎、電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)機(jī)械地連接，以將動(dòng)力傳遞到車輛牽引輪，所述方法包括下述步驟將儲(chǔ)存的電力傳遞到電動(dòng)機(jī)，以在純電操作模式下驅(qū)動(dòng)牽引輪；利用發(fā)電機(jī)將第一扭矩量施加到行星齒輪單元，以減小行星齒輪單元在純電操作模式下的磨損。所述方法還可包括下述步驟確定由于發(fā)電機(jī)施加到行星齒輪單元的第一扭矩量而施加到電動(dòng)機(jī)的第一反作用扭矩量；確定期望的牽引輪扭矩；響應(yīng)于施加到電動(dòng)機(jī)的第一反作用扭矩量確定施加到牽引輪的電動(dòng)機(jī)扭矩，以維持期望的牽引輪扭矩。
第一扭矩量可不大于使引擎旋轉(zhuǎn)所需的扭矩量。第一扭矩量可不大于引擎的摩擦扭矩。第一扭矩量可被施加到行星齒輪單元的可驅(qū)動(dòng)地連接到發(fā)電機(jī)的第一元件。行星齒輪單元的第一元件可以是可驅(qū)動(dòng)地連接到發(fā)電機(jī)的恒星齒輪。第一反作用扭矩量可以是由于將扭矩施加到行星齒輪單元而施加到行星齒輪單元的可驅(qū)動(dòng)地連接到電動(dòng)機(jī)的第二元件的扭矩量。行星齒輪單元的第二元件可以是可驅(qū)動(dòng)地連接到電動(dòng)機(jī)的環(huán)形齒輪。所述方法還可包括下述步驟測(cè)量引擎轉(zhuǎn)速；如果引擎轉(zhuǎn)速大于閾值，則將由發(fā)電機(jī)施加到行星齒輪單元的扭矩減小到第二扭矩量，從而第二扭矩量小于第一扭矩量。 可利用曲軸位置傳感器測(cè)量引擎轉(zhuǎn)速。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種混合動(dòng)力電動(dòng)車輛動(dòng)力系，所述混合動(dòng)力電動(dòng)車輛動(dòng)力系包括引擎、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和具有齒輪元件的變速器，所述變速器包括行星齒輪單元，所述行星齒輪單元將引擎、電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)機(jī)械地連接，以將動(dòng)力傳遞到車輛牽引輪，所述行星齒輪單元包括恒星齒輪，可驅(qū)動(dòng)地連接到發(fā)電機(jī)；環(huán)形齒輪，可驅(qū)動(dòng)地連接到電動(dòng)機(jī)；行星架，可驅(qū)動(dòng)地連接到引擎；控制器，被配置為當(dāng)車輛在純電操作模式下時(shí)命令發(fā)電機(jī)將扭矩施加到恒星齒輪，由此減小行星齒輪單元的磨損。


圖I是具有分開的動(dòng)力流路徑的混合動(dòng)力電動(dòng)車輛動(dòng)力系的示意圖；圖2是圖I的行星齒輪單元的示意圖；圖3是將被用于描述引擎開啟時(shí)行星齒輪單元的功能的杠桿模擬示圖；圖4是引擎關(guān)閉時(shí)行星齒輪單元的杠桿模擬示圖；圖5是示出圖I的混合動(dòng)力電動(dòng)車輛動(dòng)力系的控制策略的流程圖。
具體實(shí)施例方式根據(jù)需要，在此公開了本發(fā)明的詳細(xì)實(shí)施例；然而，應(yīng)該理解的是，公開的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的示例，而本發(fā)明可以以各種及替代的形式體現(xiàn)。附圖不一定按比例繪制；一些特征可能會(huì)被放大或縮小，以示出具體組件的細(xì)節(jié)。因此，在此公開的具體結(jié)構(gòu)上和功能上的細(xì)節(jié)不應(yīng)被解釋為限制，而僅僅被解釋為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以各種方式應(yīng)用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。在圖I中示出了混合動(dòng)力電動(dòng)車輛動(dòng)力系的結(jié)構(gòu)的示意圖。混合動(dòng)力電動(dòng)車輛動(dòng)力系包括具有轉(zhuǎn)子12和定子14的電動(dòng)機(jī)10。轉(zhuǎn)子12可驅(qū)動(dòng)地連接到齒輪16，齒輪16與副軸齒輪18相哨合。配對(duì)式逆向齒輪(companion countershaft gear) 20可驅(qū)動(dòng)地卩齒合差速器-車橋總成24的齒輪22，差速器-車橋總成24進(jìn)而驅(qū)動(dòng)車輛牽引輪。引擎26連接到行星齒輪單元30的動(dòng)力輸入軸28，引擎26可以是內(nèi)燃機(jī)或者任何其他合適的車輛引擎(例如，火花點(diǎn)火式引擎或柴油機(jī))。變速器油泵(transmission oil pump) 31可通過齒輪連接到軸28。行星齒輪單元30包括環(huán)形齒輪32、恒星齒輪34和行星架36。恒星齒輪34可驅(qū)動(dòng)地連接到發(fā)電機(jī)40的轉(zhuǎn)子38。如圖2中更加詳細(xì)地示出的，行星齒輪單元30可包括安裝到行星架36的多個(gè)行星齒輪35。如圖2所示，安裝到行星架36的行星齒輪35具有轉(zhuǎn)速ω。和扭矩τ。。同樣地,另外如圖2所示,恒星齒輪34具有轉(zhuǎn)速(Os和扭矩Ts，環(huán)形齒輪32具有轉(zhuǎn)速和扭矩τ-返回至圖1，如所示，發(fā)電機(jī)40的定子42電連接到高電壓逆變器44和DC/DC高電壓轉(zhuǎn)換器46，DC/DC高電壓轉(zhuǎn)換器46進(jìn)而電連接到電池。在圖I中還示出了被標(biāo)為BCM的電池控制模塊。高電壓逆變器48連接到電動(dòng)機(jī)10的定子14。引擎26通過減震器總成52可驅(qū)動(dòng)地連接到軸28。差速器-車橋總成24可驅(qū)動(dòng)地連接到車輛牽引輪。動(dòng)力流元件受變速器控制模塊(TCM)的控制，TCM受車輛系統(tǒng)控制器(VSC)的監(jiān)控。TCM和VSC是控制器局域網(wǎng)(CAN)的一部分。VSC的輸入變量可包括駕駛員操作范圍選擇器(PRNDL)信號(hào)、加速踏板位置(APP)信號(hào)和制動(dòng)踏板信號(hào)(BPS)。當(dāng)在向前驅(qū)動(dòng)車輛啟動(dòng)期間命令發(fā)電機(jī)40輔助引擎26時(shí)，可控制發(fā)電機(jī)40用作電動(dòng)機(jī)，從而行星架36沿車 輛行駛方向轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)發(fā)電機(jī)40用作發(fā)電機(jī)給電池充電時(shí)，隨著電力用于補(bǔ)充引擎26的動(dòng)力，發(fā)電機(jī)40用作反作用元件。當(dāng)在車輛運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)電機(jī)40用于起動(dòng)引擎26時(shí)，控制發(fā)電機(jī)40用作發(fā)電機(jī)，這導(dǎo)致傳遞到恒星齒輪34的扭矩使恒星齒輪減速。其結(jié)果是，隨著環(huán)形齒輪32的轉(zhuǎn)速增加，行星架36的轉(zhuǎn)速和引擎26的轉(zhuǎn)速增加。此時(shí)，電動(dòng)機(jī)10也提供扭矩以驅(qū)動(dòng)環(huán)形齒輪32。隨后，部分電力被用于起動(dòng)引擎26。如果環(huán)形齒輪32的轉(zhuǎn)速足夠高，則在發(fā)電機(jī)40的轉(zhuǎn)速減速到零之前，行星架36的轉(zhuǎn)速達(dá)到引擎26的點(diǎn)火轉(zhuǎn)速。如果車輛速度低，則即使發(fā)電機(jī)40的轉(zhuǎn)速已經(jīng)降低到零，引擎26的轉(zhuǎn)速也可能將達(dá)不到點(diǎn)火轉(zhuǎn)速。在這種情況下，控制發(fā)電機(jī)40用作電動(dòng)機(jī)。當(dāng)圖I的變速器結(jié)構(gòu)用于所謂的“插電式”混合動(dòng)力車輛中時(shí)，針對(duì)任何給定的駕駛事件，在引擎關(guān)閉的情況下，在整個(gè)運(yùn)行時(shí)間的相當(dāng)大比重的時(shí)間內(nèi)使用電動(dòng)機(jī)10。此時(shí)，在電動(dòng)機(jī)10和發(fā)電機(jī)40之間存在直接的機(jī)械連接。因此，當(dāng)車輛速度處于中等水平或高水平時(shí)，發(fā)電機(jī)40的轉(zhuǎn)速變高。當(dāng)在全電驅(qū)動(dòng)期間引擎26的轉(zhuǎn)速等于零時(shí)，根據(jù)行星齒輪單元30的總傳動(dòng)比，發(fā)電機(jī)40將以是電動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)速的倍數(shù)的轉(zhuǎn)速運(yùn)動(dòng)。這會(huì)產(chǎn)生與行星齒輪單元30以及發(fā)電機(jī)40的軸承的耐久性相關(guān)的問題。該問題會(huì)將車輛的道路速度限制在低于最佳值的值。這還會(huì)使得在存在使用公用電網(wǎng)給電池再充電的機(jī)會(huì)之前在給定的駕駛事件期間電池荷電狀態(tài)降低到預(yù)定閾值以下時(shí)啟動(dòng)引擎所需的可用扭矩減小。因此，需要這樣一種動(dòng)力系結(jié)構(gòu)，該動(dòng)力系結(jié)構(gòu)將被設(shè)計(jì)為避免在全電驅(qū)動(dòng)模式下運(yùn)行期間發(fā)電機(jī)過速。圖3和圖4中示出的杠桿模擬示圖分別示出了引擎開啟狀態(tài)和引擎關(guān)閉狀態(tài)。圖3示出了針對(duì)圖I中示出的動(dòng)力系在引擎26開啟時(shí)電動(dòng)機(jī)10驅(qū)動(dòng)期間存在的速度向量和扭矩向量。在圖3中，是環(huán)形齒輪32的轉(zhuǎn)速，環(huán)形齒輪32通過齒輪60、18和16連接到牽引電動(dòng)機(jī)10。符號(hào)是引擎26的轉(zhuǎn)速，引擎26連接到行星架36。符號(hào)《8是發(fā)電機(jī)40的轉(zhuǎn)速，發(fā)電機(jī)40連接到恒星齒輪34，從而發(fā)電機(jī)40的轉(zhuǎn)速大體上等于恒星齒輪34的轉(zhuǎn)速ω3。圖3中的符號(hào)τ,表示環(huán)形齒輪32的扭矩。符號(hào)\表示引擎26的扭矩，引擎26的扭矩大體上等于行星架36的扭矩τ。。同樣地，符號(hào) ' 表示發(fā)電機(jī)40的扭矩，在引擎開啟時(shí)運(yùn)行期間，發(fā)電機(jī)40的扭矩大體上等于恒星齒輪34的扭矩τ s。就插電式混合動(dòng)力系而言，如果在純電驅(qū)動(dòng)模式下引擎26關(guān)閉并由電動(dòng)機(jī)10單獨(dú)地向動(dòng)力系提供動(dòng)力，則使用公用電網(wǎng)給電池充電，并且電池被設(shè)計(jì)為具有顯著增加的容量。這樣可更多地使用純電驅(qū)動(dòng)模式。發(fā)電機(jī)40到車輪的直接齒輪連接(在圖I中示出)使得發(fā)電機(jī)40在車輛在引擎26關(guān)閉的情況下運(yùn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)車輛速度增加時(shí)，發(fā)電機(jī)40的轉(zhuǎn)速會(huì)變得過高，并且可用于啟動(dòng)引擎26的扭矩降低。圖4中示出了這種情況，在圖4中，《8是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速。當(dāng)引擎26關(guān)閉時(shí)驅(qū)動(dòng)環(huán)形齒輪32所沿的方向與當(dāng)引擎開啟時(shí)圖3中示出的方向相反。當(dāng)然，如圖4所示，當(dāng)引擎關(guān)閉時(shí)，引擎轉(zhuǎn)速A為零。此時(shí)，環(huán)形齒輪32的轉(zhuǎn)速為ωρ 的值等于圖3中的環(huán)形齒輪32的轉(zhuǎn)速的值。當(dāng)車輛處于純電操作模式下時(shí)，引擎26和發(fā)電機(jī)40提供阻力矩，該阻力矩抵消經(jīng)過環(huán)形齒輪32的反驅(qū)動(dòng)扭矩。因?yàn)閺囊?6和發(fā)電機(jī)40經(jīng)過行星齒輪單元30的阻力矩僅表示寄生損失，所以從引擎26和發(fā)電機(jī)40經(jīng)過行星齒輪單元30的扭矩小，從而使得行星齒輪單元30中的行星齒輪軸承的負(fù)荷最低。因此，在插電式混合動(dòng)力車輛中，當(dāng)在純電操作模式下驅(qū)動(dòng)車輛時(shí)，行星齒輪單元30以高速空載運(yùn)行。因此，在純電操作模式下，車輛速度越高，行星齒輪單元30的轉(zhuǎn)速越 高，因此，發(fā)電機(jī)40的轉(zhuǎn)速越高。因此，當(dāng)在純電操作模式下驅(qū)動(dòng)車輛時(shí)，行星齒輪單元30以高速空載運(yùn)行，這會(huì)導(dǎo)致行星齒輪單元30的以低負(fù)荷運(yùn)行的小齒輪軸承劣化并趨于打滑和磨損。因此，這還會(huì)限制車輛可在純電操作模式下驅(qū)動(dòng)的速度，并且會(huì)在需要打開引擎26時(shí)產(chǎn)生較多的碳?xì)浠衔锱欧盼?。為了向行星齒輪單元30中的行星小齒輪軸承提供少量偏置負(fù)荷(biasingload)，發(fā)電機(jī)40可以向行星齒輪單元30施加一定量的扭矩。通過向行星齒輪單元30施加扭矩，負(fù)荷被強(qiáng)加于行星齒輪單元30的軸承上。發(fā)電機(jī)40施加的扭矩的量可以是少量扭矩，該扭矩小于或者等于當(dāng)施加到引擎26時(shí)不會(huì)導(dǎo)致引擎26旋轉(zhuǎn)的扭矩。在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)電機(jī)40施加到行星齒輪單元30的扭矩大體上等于引擎26的摩擦扭矩。在另一實(shí)施例中，發(fā)電機(jī)40施加到行星齒輪單元30的扭矩不大于使引擎26旋轉(zhuǎn)所需的扭矩的量。對(duì)于典型的熱引擎，引擎26的摩擦扭矩在引擎26處為大約10牛頓米(Nm)并且在發(fā)電機(jī)40處為大約3Nm。對(duì)于冷引擎26，引擎26的摩擦扭矩在正常溫度下可以是大約30Nm。因此，引擎26的摩擦扭矩和發(fā)電機(jī)40的扭矩可以根據(jù)溫度或引擎結(jié)構(gòu)以及其他因素而變化。控制系統(tǒng)可以僅在車輛處于純電操作模式下時(shí)命令發(fā)電機(jī)40將扭矩施加到行星齒輪單元30。在替代實(shí)施例中，發(fā)電機(jī)40僅在純電操作模式期間當(dāng)行星齒輪單元30達(dá)到閾值轉(zhuǎn)速時(shí)將扭矩施加到行星齒輪單元30。將扭矩施加到行星齒輪單元30的控制系統(tǒng)可以由閉環(huán)控制器70進(jìn)行控制。如圖I所示，閉環(huán)控制器70可以是車輛系統(tǒng)控制器(VSC)模塊的一部分?？蛇x地，閉環(huán)控制器可以是變速器控制模塊(TCM)或者其他車輛控制模塊的一部分。在另一實(shí)施例中，控制器70可以是任何其他獨(dú)立的控制器。圖5示出了用于混合動(dòng)力電動(dòng)車輛動(dòng)力系的控制系統(tǒng)的流程圖。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的，由流程圖框表示的功能可以通過軟件和/或硬件來執(zhí)行。另外，所述功能可以以不同于圖5中所示的順序或次序的順序或次序執(zhí)行。類似地，雖然未明確示出，但是可以重復(fù)執(zhí)行步驟或功能中的一個(gè)或多個(gè)。同樣地，在一些應(yīng)用中，可以省略示出的功能的代表性步驟中的一個(gè)或多個(gè)。在一個(gè)實(shí)施例中，示出的功能主要通過儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中的軟件指令、代碼或者控制邏輯來實(shí)現(xiàn)，并且通過基于微處理器的計(jì)算機(jī)或者控制器(諸如所述控制器70)執(zhí)行。
如圖5所不，在步驟110中，控制系統(tǒng)監(jiān)測(cè)混合動(dòng)力電動(dòng)車輛動(dòng)力系。在弟_■步112中，控制系統(tǒng)確定車輛是否處于純電操作模式下。如果車輛不處于純電操作模式下，則車輛繼續(xù)在正常模式下運(yùn)行(步驟114)。如果車輛處于純電操作模式下，則在步驟116中，控制系統(tǒng)確定行星齒輪轉(zhuǎn)速或者發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速是否大于或等于預(yù)定值X。如果行星齒輪轉(zhuǎn)速或者發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速小于預(yù)定值X，則車輛繼續(xù)在正常模式下運(yùn)行(步驟114)。然而，如果行星齒輪轉(zhuǎn)速或發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速大于或等于預(yù)定值X，則在步驟118中，控制系統(tǒng)命令發(fā)電機(jī)將扭矩施加到行星齒輪。發(fā)電機(jī)施加扭矩使得對(duì)引擎輸入軸的反作用扭矩小于或者等于預(yù)定值Y。在接下來的步驟120中，控 制系統(tǒng)監(jiān)測(cè)引擎運(yùn)動(dòng)。如圖I所示，可以通過裝置80來監(jiān)測(cè)引擎運(yùn)動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，通過監(jiān)測(cè)引擎26的轉(zhuǎn)速來監(jiān)測(cè)引擎運(yùn)動(dòng)。通過監(jiān)測(cè)引擎轉(zhuǎn)速，閉環(huán)控制系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上監(jiān)測(cè)是否由于發(fā)電機(jī)40施加到行星齒輪單元30的扭矩而導(dǎo)致引擎26運(yùn)動(dòng)。在另一實(shí)施例中，通過檢測(cè)引擎26的位移來測(cè)量引擎26的運(yùn)動(dòng)。裝置80可以是測(cè)量引擎26的運(yùn)動(dòng)的任何可接受的裝置，諸如，曲軸位置傳感器。在另一實(shí)施例中，可以通過引擎轉(zhuǎn)速計(jì)輸出脈沖或者適于檢測(cè)引擎轉(zhuǎn)速和/或位移的任何其他引擎?zhèn)鞲衅鱽頇z測(cè)引擎26的運(yùn)動(dòng)。如果在步驟122中檢測(cè)到任何引擎運(yùn)動(dòng)，則在步驟124中，控制系統(tǒng)確定引擎運(yùn)動(dòng)的方向。如果引擎轉(zhuǎn)速或位移是沿正向的，則在步驟126中，減小發(fā)電機(jī)施加的扭矩的量，使得發(fā)電機(jī)施加到行星齒輪單元的扭矩小于預(yù)定值Y。如果引擎轉(zhuǎn)速或位移是沿反向的，則在步驟128中，可增加發(fā)電機(jī)施加到行星齒輪單元的扭矩，使得該扭矩大于預(yù)定值Y。發(fā)電機(jī)施加的扭矩的量可以是恒定的扭矩值，或者所述扭矩可以是標(biāo)稱扭矩值等于預(yù)定值的預(yù)先描述的隨機(jī)模式。在引擎運(yùn)動(dòng)沿反向進(jìn)行的情況下，在步驟128中，發(fā)電機(jī)施加的扭矩的增加可以僅增加在預(yù)先描述的隨機(jī)模式下施加的標(biāo)稱扭矩。通過增加或減小發(fā)電機(jī)施加的扭矩的量，引擎的運(yùn)動(dòng)被最小化，使得引擎轉(zhuǎn)速和引擎位移大體上等于零，從而排放和車輛駕駛性能不會(huì)受到不利影響。如圖5所示，發(fā)電機(jī)40可以僅在純電操作模式期間行星齒輪單元30達(dá)到閾值轉(zhuǎn)速時(shí)將扭矩施加到行星齒輪單元30。在另一實(shí)施例中，還考慮的是，每當(dāng)車輛處于純電操作模式下，控制系統(tǒng)都可以將扭矩施加到行星齒輪單元30?？刂葡到y(tǒng)還可以被用于維持期望的牽引輪扭矩。在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)電機(jī)40連接到恒星齒輪34，并且電動(dòng)機(jī)10連接到環(huán)形齒輪32。因此，由于發(fā)電機(jī)40施加到恒星齒輪34的扭矩而使反作用扭矩施加到電動(dòng)機(jī)10。響應(yīng)于由發(fā)電機(jī)40通過行星齒輪單元30施加到電動(dòng)機(jī)10的反作用扭矩，控制系統(tǒng)可以確定需要施加到牽引輪的電動(dòng)機(jī)10的扭矩，以維持期望的牽引輪扭矩。牽引電動(dòng)機(jī)10應(yīng)當(dāng)施加扭矩，以消除由于發(fā)電機(jī)施加到行星齒輪單元30的扭矩而對(duì)車輪扭矩造成的任何反作用影響?？刂葡到y(tǒng)可以采用算法，以基于發(fā)電機(jī)40施加到行星齒輪單元30的扭矩以及其他靜態(tài)和動(dòng)態(tài)操作因素來確定對(duì)電動(dòng)機(jī)10的反作用扭矩。雖然以上描述了各實(shí)施例，但是這些實(shí)施例并不意在描述了本發(fā)明的所有可能的形式。相反，說明書中使用的詞語(yǔ)為描述性詞語(yǔ)而非限制性詞語(yǔ)，并且應(yīng)當(dāng)理解的是，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行各種改變。另外，可將實(shí)現(xiàn)的各實(shí)施例的特征結(jié)合，以形成本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1. 一種控制混合動(dòng)力電動(dòng)車輛動(dòng)力系的方法，所述混合動(dòng)力電動(dòng)車輛動(dòng)力系包括引擎、電池、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和具有行星齒輪單元的變速器，所述行星齒輪單元將引擎、電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)機(jī)械地連接，以將動(dòng)力傳遞到車輛牽引輪，所述方法包括下述步驟 將儲(chǔ)存的電力傳遞到電動(dòng)機(jī)，以在純電操作模式下驅(qū)動(dòng)牽引輪； 利用發(fā)電機(jī)將第一扭矩量施加到行星齒輪單元，以減小行星齒輪單元在純電操作模式下的磨損。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，所述方法還包括下述步驟 確定由于發(fā)電機(jī)施加到行星齒輪單元的第一扭矩量而施加到電動(dòng)機(jī)的第一反作用扭矩量; 確定期望的牽引輪扭矩； 響應(yīng)于施加到電動(dòng)機(jī)的第一反作用扭矩量確定施加到牽引輪的電動(dòng)機(jī)扭矩，以維持期望的牽引輪扭矩。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，第一扭矩量不大于使引擎旋轉(zhuǎn)所需的扭矩量。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，第一扭矩量不大于引擎的摩擦扭矩。
5.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，第一扭矩量被施加到行星齒輪單元的可驅(qū)動(dòng)地連接到發(fā)電機(jī)的第一元件。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，行星齒輪單元的第一元件是可驅(qū)動(dòng)地連接到發(fā)電機(jī)的恒星齒輪。
7.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，第一反作用扭矩量是由于將扭矩施加到行星齒輪單元而施加到行星齒輪單元的可驅(qū)動(dòng)地連接到電動(dòng)機(jī)的第二元件的扭矩量。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，行星齒輪單元的第二元件是可驅(qū)動(dòng)地連接到電動(dòng)機(jī)的環(huán)形齒輪。
9.如權(quán)利要求I所述的方法，所述方法還包括下述步驟 測(cè)量引擎轉(zhuǎn)速； 如果引擎轉(zhuǎn)速大于閾值，則將由發(fā)電機(jī)施加到行星齒輪單元的扭矩減小到第二扭矩量，從而第二扭矩量小于第一扭矩量。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，利用曲軸位置傳感器測(cè)量引擎轉(zhuǎn)速。
11.一種混合動(dòng)力電動(dòng)車輛動(dòng)力系，所述混合動(dòng)力電動(dòng)車輛動(dòng)力系包括引擎、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和具有齒輪元件的變速器，所述變速器包括行星齒輪單元，所述行星齒輪單元將引擎、電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)機(jī)械地連接，以將動(dòng)力傳遞到車輛牽引輪，所述行星齒輪單元包括 恒星齒輪，可驅(qū)動(dòng)地連接到發(fā)電機(jī)； 環(huán)形齒輪，可驅(qū)動(dòng)地連接到電動(dòng)機(jī)； 行星架，可驅(qū)動(dòng)地連接到引擎； 控制器，被配置為當(dāng)車輛在純電操作模式下時(shí)命令發(fā)電機(jī)將扭矩施加到恒星齒輪，由此減小行星齒輪單元的磨損。
全文摘要
提供一種控制混合動(dòng)力電動(dòng)車輛動(dòng)力系的系統(tǒng)及方法。所述混合動(dòng)力電動(dòng)車輛動(dòng)力系包括引擎、電池、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和具有行星齒輪單元的變速器。行星齒輪單元將引擎、電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)機(jī)械地連接，以將動(dòng)力傳遞到車輛牽引輪。將儲(chǔ)存的電力傳遞到電動(dòng)機(jī)，以在純電操作模式下驅(qū)動(dòng)牽引輪。利用發(fā)電機(jī)將第一扭矩量施加到行星齒輪單元，以減小行星齒輪單元在純電操作模式下的磨損量。
文檔編號(hào)B60W10/08GK102910164SQ20121027524
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月5日
發(fā)明者沙雷斯·斯坎特·柯扎雷卡爾, 格雷戈里·迪恩·加德納 申請(qǐng)人:福特全球技術(shù)公司