用于混合動(dòng)力電動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的牽引控制的制作方法
【專利說(shuō)明】
【背景技術(shù)】
[0001]本發(fā)明涉及一種控制機(jī)動(dòng)車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的方法，以及具體涉及一種用于混合動(dòng)力電動(dòng)車輛動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的牽引控制。
[0002]對(duì)于機(jī)動(dòng)車輛，當(dāng)車輪由于道路摩擦力過(guò)低而打滑時(shí)，發(fā)生牽引力損失。在使用傳統(tǒng)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的車輛中，通過(guò)減小由內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的扭矩、調(diào)節(jié)制動(dòng)、或通過(guò)二者來(lái)執(zhí)行緩解牽引力損失的牽引控制。相比于在傳統(tǒng)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中使用發(fā)動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器，混合動(dòng)力動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中的電動(dòng)牽引馬達(dá)擁有更大的控制帶寬和更高的傳遞扭矩的精確度。用于電機(jī)的更大的控制帶寬和更高的扭矩傳遞的精確度允許使用混合動(dòng)力動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的車輛較之使用傳統(tǒng)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的車輛更高效地進(jìn)行牽引控制。
[0003]然而，電機(jī)在給定時(shí)間的輸出扭矩比發(fā)動(dòng)機(jī)的多變。例如，可以影響電機(jī)的輸出扭矩的因素包括，蓄電池功率極限、電力電子系統(tǒng)扭矩極限、混合動(dòng)力動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的操作溫度、以及電機(jī)和動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的操作狀態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]一實(shí)施例提出了一種控制機(jī)動(dòng)車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的方法。在檢測(cè)到輪胎牽引力損失時(shí)設(shè)置推進(jìn)扭矩極限(propulsive torque limit)。響應(yīng)于牽引力損失而控制發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)。當(dāng)電機(jī)扭矩極限超出推進(jìn)極限時(shí)停止發(fā)動(dòng)機(jī)。確定未來(lái)電機(jī)扭矩極限，并且在推進(jìn)極限超出未來(lái)極限時(shí)重新啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0005]根據(jù)本發(fā)明，提供一種控制機(jī)動(dòng)車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的方法，包含:
[0006]基于隨牽引力損失變化的推進(jìn)扭矩極限來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)；
[0007]在電機(jī)扭矩極限超出推進(jìn)極限時(shí)停止發(fā)動(dòng)機(jī)；
[0008]在推進(jìn)極限超出未來(lái)電機(jī)扭矩極限時(shí)重新啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，未來(lái)電機(jī)扭矩極限隨未來(lái)蓄電池放電功率極限和預(yù)測(cè)的車輛速度而變化。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，未來(lái)放電功率極限隨當(dāng)前蓄電池的荷電狀態(tài)、當(dāng)前蓄電池溫度、蓄電池荷電狀態(tài)的平均變化速率、以及蓄電池溫度的平均變化速率而變化。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，預(yù)測(cè)的車輛速度隨當(dāng)前車輛速度和當(dāng)前車輛加速度而變化。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，基于推進(jìn)扭矩極限來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的步驟的條件是車輛速度小于速度閥值并且估算的道路摩擦情況小于道路摩擦閥值。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，電機(jī)扭矩極限等于正扭矩極限減去正扭矩補(bǔ)償。
[0014]又一實(shí)施例提出了一種控制機(jī)動(dòng)車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的方法。在檢測(cè)到輪胎牽引力損失時(shí)設(shè)置推進(jìn)扭矩極限。響應(yīng)于牽引力損失而控制發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)。確定推進(jìn)極限是否超出電機(jī)扭矩極限。限制發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，同時(shí)使用發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)補(bǔ)充電機(jī)以滿足推進(jìn)極限。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，提供一種控制機(jī)動(dòng)車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的方法，包含:
[0016]基于隨牽引力損失變化的推進(jìn)扭矩極限來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)；
[0017]在推進(jìn)極限超出電機(jī)扭矩極限時(shí)，限制發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，同時(shí)使用發(fā)動(dòng)機(jī)補(bǔ)充電機(jī)。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩被限制為，通過(guò)低通濾波器過(guò)濾的推進(jìn)扭矩極限減去電機(jī)的正扭矩極限并加上發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩補(bǔ)償余量。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，電機(jī)扭矩極限被限制為，推進(jìn)扭矩極限減去通過(guò)低通濾波器過(guò)濾的推進(jìn)扭矩極限，加上電機(jī)的正扭矩極限，并減去發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩補(bǔ)償余量。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，基于推進(jìn)扭矩極限來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的步驟的條件是，車輛速度小于速度閥值并且估算的道路摩擦情況小于道路摩擦閥值。
[0021]又一實(shí)施例提出了一種控制機(jī)動(dòng)車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的方法。在檢測(cè)到輪胎牽引力損失時(shí)設(shè)置推進(jìn)扭矩極限。響應(yīng)于牽引力損失而控制發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)。計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)補(bǔ)償余量。命令電機(jī)作為發(fā)電機(jī)來(lái)操作，同時(shí)通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩補(bǔ)償余量(engine torque offsetmargin)來(lái)增加發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩極限。
[0022]根據(jù)本發(fā)明，提供一種控制機(jī)動(dòng)車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的方法，包含:
[0023]基于隨牽引力損失變化的推進(jìn)扭矩極限來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)；
[0024]命令電機(jī)作為發(fā)電機(jī)來(lái)操作，同時(shí)通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩補(bǔ)償余量來(lái)增加發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩極限。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，電機(jī)扭矩極限被限制為，推進(jìn)扭矩極限減去通過(guò)低通濾波器過(guò)濾的推進(jìn)扭矩極限，加上電機(jī)的正扭矩極限，并減去發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩補(bǔ)償余量。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，基于推進(jìn)扭矩極限來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的步驟的條件是，車輛速度小于速度閥值并且估算的道路摩擦情況小于道路摩擦閥值。
[0027]實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于用于牽引控制的電機(jī)的使用與發(fā)動(dòng)機(jī)相協(xié)調(diào)。這減少了車輪打滑，進(jìn)而提高了推動(dòng)車輛的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的效率。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1是混合動(dòng)力電動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的示意圖；
[0029]圖2是用于混合動(dòng)力電動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的控制程序的流程圖；
[0030]圖3是用于混合動(dòng)力電動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的控制程序的流程圖；
[0031]圖4是用于混合動(dòng)力電動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的控制程序的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]圖1示意地說(shuō)明了用于機(jī)動(dòng)車輛12的混合動(dòng)力電動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)10。該動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)10僅僅是示例性的，并且可以采取其他形式，可以是前輪驅(qū)動(dòng)、后輪驅(qū)動(dòng)以及全輪驅(qū)動(dòng)類型的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)。正如所描述的，動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)10是帶有內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的混合動(dòng)力電動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，但也可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的其他合適的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)。
[0033]動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)10包括為曲軸16提供動(dòng)力的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)14。曲軸16從發(fā)動(dòng)機(jī)14傳遞扭矩至行星齒輪組18。同樣通過(guò)扭矩傳遞輸入20連接至行星齒輪組18的還有第一電機(jī)22，該第一電機(jī)22可以是發(fā)電機(jī)或馬達(dá)/發(fā)電機(jī)。扭矩通過(guò)行星齒輪組18和齒輪傳動(dòng)裝置26之間的軸24傳遞?？梢允请妱?dòng)馬達(dá)或馬達(dá)/發(fā)電機(jī)的第二電機(jī)28通過(guò)電力總線32連接至蓄電池30。電力總線32同樣將第二電機(jī)28和蓄電池30連接至第一電機(jī)22。第二電機(jī)28通過(guò)扭矩傳動(dòng)軸34連接至齒輪傳動(dòng)裝置36。輸出38從齒輪傳動(dòng)裝置36傳遞扭矩至差速器40。差速器分別將扭矩傳遞至第一和第二車橋42和44，該第一和第二車橋42和44分別驅(qū)動(dòng)第一和第二車輪46和48?？刂破?0指導(dǎo)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)10的操作?？刂破?0部分地通過(guò)與發(fā)動(dòng)機(jī)14、第一電機(jī)22和第二電機(jī)28相接合并指導(dǎo)其操作來(lái)指導(dǎo)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)10的操作。
[0034]控制器50可以在檢測(cè)到牽引力損失時(shí)執(zhí)行牽引控制程序。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的那樣，牽引控制程序可以調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)14和第二電機(jī)28的扭矩輸出，無(wú)需使用制動(dòng)，以促進(jìn)車輛12在牽引力損失期間的推進(jìn)。
[0035]用于車輛12的推進(jìn)扭矩等于由發(fā)動(dòng)機(jī)14所產(chǎn)生的扭矩和由第二電機(jī)28所產(chǎn)生的扭矩的總和。第二電機(jī)扭矩受到正和負(fù)扭矩極限的制約。正和負(fù)扭矩極限由控制器50設(shè)置為隨車輛當(dāng)前速度、蓄電池30的放電和充電功率極限、以及蓄電池30的當(dāng)前荷電狀態(tài)和溫度而變化。在牽引力損失期間，控制器50設(shè)置推進(jìn)扭矩極限作為扭矩需求的最小值和牽引控制扭矩極限。
[0036]扭矩需求的來(lái)源可以包括駕駛員或車輛12的巡航控制系統(tǒng)。牽引控制扭矩極限是期望傳遞到第一和第二車輪46和48上的車輪扭矩。車輪扭矩將不會(huì)超出牽引控制扭矩極限。然而，如果駕駛員要求向第一和第二車輪46和48傳遞附加扭矩，則車輪扭矩將不小于牽引控制扭矩極限。當(dāng)?shù)诙姍C(jī)扭矩不足以滿足限制的推進(jìn)扭矩時(shí)，控制器50協(xié)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的操作來(lái)補(bǔ)充第二電機(jī)扭矩。
[0037]圖2-4說(shuō)明了圖1的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)10的操作方法。評(píng)估第二電機(jī)28是否可以滿足牽引控制需求。如果可以從第二電機(jī)28得到的扭矩大于或等于推進(jìn)扭矩極限，則隨后方法隨圖2的步驟繼續(xù)。否則，當(dāng)可以從第二電機(jī)28得到的扭矩小于推進(jìn)扭矩極限時(shí)，方法隨圖3的步驟繼續(xù)。如果可以從第二電機(jī)28得到的扭矩小于推進(jìn)扭