專利名稱：混合動力車輛的控制系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于控制混合動力車輛的系統(tǒng)和方法，其在包括發(fā)動機、第一電動發(fā)電機和第二電動發(fā)電機的混合動力系統(tǒng)中控制發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，以使發(fā)動機能夠起動。
背景技術(shù)：
通常，自動變速器使用液壓以多級過程換檔，以便根據(jù)行駛狀況和駕駛者需求從發(fā)動機/電動機轉(zhuǎn)矩輸出適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩。一些混合動力車輛利用通過行星齒輪組連接的兩臺電動發(fā)電機(MG)和一臺發(fā)動機，并且控制電動發(fā)電機以實現(xiàn)連續(xù)可變換檔系統(tǒng)或CVT。發(fā)動機、第一和第二電動發(fā)電機以及兩個行星齒輪組，用于根據(jù)車輛行駛狀況和駕駛者需求連續(xù)地改變變速器的輸出速度。具體地，相應(yīng)控制第一和第二電動發(fā)電機各自的速度。更具體地，CVT可通過最大值與最小值之間的無限數(shù)目的有效變速比無級變速。這與具有固定數(shù)目變速比的傳統(tǒng)機械變速器非常不同。CVT允許傳動軸在一定的輸出速度范圍內(nèi)保持恒定角速度。這通過使發(fā)動機能夠在一定的車速范圍內(nèi)以最有效的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)運轉(zhuǎn)，而能夠提供比其它類型的變速器更好的燃油效率。CVT還能夠通過允許發(fā)動機以產(chǎn)生峰值功率的RPM旋轉(zhuǎn)而使車輛性能最大化。最后，CVT不嚴格要求離合器存在，而是允許離合器從整個系統(tǒng)中省略。通過省略離合器，維修費用和制造費用可顯著降低。在這些類型的系統(tǒng)中，通常根據(jù)發(fā)動機的驅(qū)動狀態(tài)對第一電動發(fā)電機進行速度控制，并且對第二電動發(fā)電機與發(fā)動機一起進行轉(zhuǎn)矩控制以控制整體輸出轉(zhuǎn)矩。然而，在空檔模式下，發(fā)動機與車輪軸分離，并且所有旋轉(zhuǎn)部件(即，車輪)不再強制旋轉(zhuǎn)。在本背景技術(shù)部分中公開的上述信息僅為了增強對本發(fā)明背景的理解，因此其可能包含不構(gòu)成本國內(nèi)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明已致力于提供一種混合動力車輛的控制系統(tǒng)和方法，具有提高發(fā)動機寒冷(-300C )時在空檔模式下發(fā)動機的起動性能的優(yōu)點。一種混合動力車輛的控制系統(tǒng)和方法，該混合動力車輛包括:第一和第二行星齒輪組、發(fā)動機、第一和第二電動發(fā)電機、輸出軸、第一和第二離合器以及第一和第二制動器。更具體地，第一行星齒輪組包括第一中心齒輪、第一行星齒輪、第一環(huán)形齒輪和第一支架，并且第二行星齒輪組包括第二中心齒輪、第二行星齒輪、第二環(huán)形齒輪和第二支架。發(fā)動機的輸出軸可直接連接于第一支架。第一電動發(fā)電機可配置成旋轉(zhuǎn)第一環(huán)形齒輪，并且第二電動發(fā)電機可直接連接于第二中心齒輪，以旋轉(zhuǎn)第二中心齒輪并通過第二中心齒輪旋轉(zhuǎn)第一中心齒輪。第一制動器可配置成對第一環(huán)形齒輪施加摩擦力以降低第一環(huán)形齒輪的轉(zhuǎn)速，并且第二制動器可配置成對第二環(huán)形齒輪施加摩擦力以降低第二環(huán)形齒輪的轉(zhuǎn)速。第一離合器可選擇性地連接第一環(huán)形齒輪與第一支架，并且第二離合器可選擇性地連接第一支架與第二環(huán)形齒輪。在本發(fā)明的示例性實施方式中，控制器可配置成確認第一和第二制動器以及第一和第二離合器被釋放以使系統(tǒng)處于空檔狀態(tài)，確認發(fā)動機已停止操作，并且操作/控制第一電動發(fā)電機和第二電動發(fā)電機以預(yù)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)發(fā)動機以便起動發(fā)動機。在本發(fā)明的一些示例性實施方式中，第二電動發(fā)電機的轉(zhuǎn)速可通過以下公式6控
制/計算。
權(quán)利要求
1.一種混合動力車輛的控制方法，所述混合動力車輛包括:具有第一中心齒輪、第一行星齒輪、第一環(huán)形齒輪和第一支架的第一行星齒輪組，具有第二中心齒輪、第二行星齒輪、第二環(huán)形齒輪和第二支架的第二行星齒輪組，直接連接于第一支架的發(fā)動機，配置成旋轉(zhuǎn)第一環(huán)形齒輪的第一電動發(fā)電機，直接連接于第二中心齒輪以旋轉(zhuǎn)第二中心齒輪和第一中心齒輪的第二電動發(fā)電機，配置成制動第一環(huán)形齒輪的第一制動器，配置成制動第二環(huán)形齒輪的第二制動器，配置成選擇性地連接第一環(huán)形齒輪與第一支架的第一離合器，以及配置成選擇性地連接第一支架與第二環(huán)形齒輪的第二離合器，所述控制方法包括: 通過控制器確認第一和第二制動器以及第一和第二離合器被釋放且處于空檔狀態(tài)； 通過控制器確認發(fā)動機停止；以及 通過控制器操作第一電動發(fā)電機和第二電動發(fā)電機以誘導(dǎo)發(fā)動機以預(yù)定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)以便起動發(fā)動機。
2.如權(quán)利要求1所述的混合動力車輛的控制方法，其中，第一電動發(fā)電機的轉(zhuǎn)速被控制成誘導(dǎo)發(fā)動機達到目標速度。
3.如權(quán)利要求1所述的混合動力車輛的控制方法，其中，第二環(huán)形齒輪的角加速度被控制成使得傳遞至連接于第二環(huán)形齒輪的輸出軸的轉(zhuǎn)矩達到O。
4.如權(quán)利要求2所述的混合動力車輛的控制方法，其中，第一電動發(fā)電機的目標速度通過以下用于發(fā)動機的目標速度的公式2進行計算，
5.如權(quán)利要求3所述的混合動力車輛的控制方法，其中，第二環(huán)形齒輪的角加速度通過以下公式3進行計算，^
6.如權(quán)利要求1所述的混合動力車輛的控制方法，其中，第二電動發(fā)電機的轉(zhuǎn)速通過以下公式6進行控制和計算，
7.—種混合動力車輛的系統(tǒng),包括: 第一行星齒輪組，具有第一中心齒輪、第一行星齒輪、第一環(huán)形齒輪和第一支架； 第二行星齒輪組，具有第二中心齒輪、第二行星齒輪、第二環(huán)形齒輪和第二支架； 發(fā)動機，通過發(fā)動機的輸出軸直接連接于第一支架； 第一電動發(fā)電機，直接連接于第一環(huán)形齒輪，且配置成旋轉(zhuǎn)第一環(huán)形齒輪； 第二電動發(fā)電機，直接連接于第二中心齒輪，且配置成旋轉(zhuǎn)第二中心齒輪和第一中心齒輪； 第一制動器，配置成制動第一環(huán)形齒輪； 第二制動器，配置成制動第二環(huán)形齒輪； 第一離合器，配置成選擇性地連接第一環(huán)形齒輪與第一支架； 第二離合器，配置成選擇性地連接第一支架與第二環(huán)形齒輪；以及 控制器，配置成確認第一和第二制動器以及第一和第二離合器被釋放且處于空檔狀態(tài)，確認發(fā)動機停止，并且控制第一電動發(fā)電機和第二電動發(fā)電機以誘導(dǎo)發(fā)動機以預(yù)定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)以便起動發(fā)動機。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，第一電動發(fā)電機的轉(zhuǎn)速被控制成誘導(dǎo)發(fā)動機達到目標速度。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，第一電動發(fā)電機的目標速度通過以下用于發(fā)動機的目標速度的公式2進行計算，
10.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，第二環(huán)形齒輪的角加速度被控制成使得傳遞至連接于第二環(huán)形齒輪的輸出軸的轉(zhuǎn)矩達到O。
11.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，第二環(huán)形齒輪的角加速度通過以下公式3進行計算，
12.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，第二電動發(fā)電機的轉(zhuǎn)速通過以下公式6進行控制和計算，
13.一種包含由處理器或控制器執(zhí)行的程序指令的非短暫性計算機可讀介質(zhì)，所述計算機可讀介質(zhì)包括: 確認第一和第二制動器以及第一和第二離合器被釋放且處于空檔狀態(tài)的程序指令； 確認發(fā)動機停止的程序指令；以及 控制第一電動發(fā)電機和第二電動發(fā)電機以誘導(dǎo)發(fā)動機以預(yù)定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)以便起動發(fā)動機的程序指令。
14.如權(quán)利要求13所述的非短暫性計算機可讀介質(zhì)，其中，第一電動發(fā)電機的轉(zhuǎn)速被控制成誘導(dǎo)發(fā)動機達到目標速度。
15.如權(quán)利要求14所述的非短暫性計算機可讀介質(zhì)，其中，第一電動發(fā)電機的目標速度通過以下用于發(fā)動機的目標速度的公式2進行計算，
16.如權(quán)利要求13所述的非短暫性計算機可讀介質(zhì)，其中，第二環(huán)形齒輪的角加速度被控制成使得傳遞至連接于第二環(huán)形齒輪的輸出軸的轉(zhuǎn)矩達到O。
17.如權(quán)利要求16所述的非短暫性計算機可讀介質(zhì)，其中，第二環(huán)形齒輪的角加速度通過以下公式3進行計算，
18.如權(quán)利要求13所述的非短暫性計算機可讀介質(zhì)，其中，第二電動發(fā)電機的轉(zhuǎn)速通過以下公式6進行控制和計算，
全文摘要
公開了一種混合動力車輛的控制系統(tǒng)和方法。更具體地，包括第一行星齒輪組；第二行星齒輪組；直接連接于第一支架的發(fā)動機；直接連接于且旋轉(zhuǎn)第一環(huán)形齒輪的第一電動發(fā)電機；直接連接于第二中心齒輪且旋轉(zhuǎn)第二中心齒輪和第一中心齒輪的第二電動發(fā)電機；制動第一環(huán)形齒輪的第一制動器；制動第二環(huán)形齒輪的第二制動器；選擇性地連接第一環(huán)形齒輪與第一支架的第一離合器；選擇性地連接第一支架與第二環(huán)形齒輪的第二離合器；以及控制器，確認第一和第二制動器以及第一和第二離合器被釋放且處于空檔狀態(tài)，確認發(fā)動機停止，并且控制第一電動發(fā)電機和第二電動發(fā)電機以預(yù)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)發(fā)動機以便起動發(fā)動機。
文檔編號B60W20/00GK103158697SQ20121044202
公開日2013年6月19日 申請日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月12日
發(fā)明者權(quán)己永, 金尚準, 樸成翼 申請人:現(xiàn)代自動車株式會社, 起亞自動車株式會社