混合动力车辆阶梯传动比变速器控制的制作方法_2

文档序号:9256043阅读:来源:国知局
流还是正在产生电流的变化触发。
[0030] 根据本发明的一个实施例,所述方法还包括:发送信号而不遵循第一换档计划或 第二换档计划,使得变速器换档,以使叶轮转速接近目标叶轮转速,从而提高燃料经济性, 所述目标叶轮转速是根据驾驶员扭矩需求的大小、马达扭矩可用范围和马达是正在消耗电 流还是正在产生电流而进行选择的。
[0031] 下面将参照附图对本公开的上述方面和其他方面进行更加详细的说明。
【附图说明】
[0032] 图1是并联式混合动力车辆的动力传动系统的示意图。
[0033] 图2是示出并联式混合动力车辆中的动力传动系统的能量管理的框图。
[0034] 图3是示出用于选择目标发动机和马达扭矩的算法的流程图。
[0035] 图4是示出用于选择目标马达转速的算法的流程图。
【具体实施方式】
[0036] 参照附图公开了说明的实施例。然而,应理解,公开的实施例意在仅为可以以多种 和替代的形式实施的示例。附图不一定按比例绘制,并且可夸大或最小化一些特征以显示 特定组件的细节。公开的具体结构和功能细节不应解释为限制,而仅为用于教导本领域技 术人员如何实践公开的构思的代表性基础。
[0037] 图1示出了混合动力电动车辆(HEV) 10的示意图,并示出了车辆10的一些组件之 间的代表性关系。组件在车辆10内的实体布局(physical placement)和方位可改变。车 辆10按照传统的并联式混合动力动力传动系统12被示出。动力传动系统12包括驱动传 动系统16的发动机14,传动系统16也可被称为模块化混合动力传动装置(MHT) 16。传动 系统16包括连接到关联的牵引电池20的电机(诸如,电动马达/发电机(M/G)) 18 (以下 简称为马达18)、变矩器22以及自动变速器24。分离离合器26也可以是传动系统16的一 部分(如在此所示出的),或者分离离合器26可不包含在传动系统16内。
[0038] 发动机14和马达18两者均为车辆10的驱动源。发动机14通常表示可包括内燃 发动机(诸如,汽油、柴油或天然气驱动的发动机)的动力源。当发动机14和马达18之间 的分离离合器26至少部分地接合时,发动机14产生提供至传动系统16的发动机功率和对 应的发动机扭矩t mg(也可被表示为τ_)。发动机14在运转时还具有发动机转速ω_。 发动机14可具有曲轴28或发动机输出轴28,发动机输出轴28提供发动机扭矩t eng并具有 发动机转速。
[0039] 当分离离合器26至少部分地接合时,动力可从发动机14流向马达18或者从马达 18流向发动机14。例如,分离离合器26可接合,并且马达18可作为发电机运转,以将由发 动机输出轴28和马达输入轴29提供的旋转能转换成电能储存在电池20中。分离离合器 26也可分离,以使发动机14与动力传动系统12的其余部分隔离,使得马达18可用作车辆 10的唯一驱动源。马达输入轴29可穿过马达18延伸到马达输出轴30。马达输入轴29和 马达输出轴30可以是一个单一的马达轴30。在这种构造中,马达18持续可驱动地连接至 轴30,而发动机14仅在分离离合器26至少部分地接合时才可驱动地连接至轴30。
[0040] 马达18可被实现为多种类型的电机中的任何一种。例如,马达18可以是永磁同 步马达。马达18可具有连接到马达轴30的电枢或转子35。当马达18消耗由电池20提供 的电流时,马达18产生提供至传动系统16的马达功率和对应的马达扭矩(也可被表示 为T mta)。马达18具有转速,该转速可被称为转子(35)转速〇_或马达轴(30)转速 ω_。当分离离合器26完全接合时,发动机14的转速《eng和马达转速ω mt身相等,并且 发动机14的转速Omg和马达转速ω _可被称为发动机/马达转速ω。
[0041] 马达18经由轴30连接至变矩器22。因此,当分离离合器26至少部分地接合时, 变矩器22连接至发动机14。变矩器22包括固定至马达轴30的泵轮31以及固定至变速 器输入轴33的涡轮32。变矩器22在轴30和变速器输入轴33之间提供液力耦合。当泵 轮31旋转得比涡轮32快时,变矩器22将动力从泵轮31传递至涡轮32。涡轮扭矩的大小 通常取决于相对转速。当泵轮转速与涡轮转速之比足够高时,涡轮扭矩是泵轮扭矩的倍数。 变矩器22的输出是变速器输入轴33,变速器输入轴33传递变速器输入扭矩t in并具有变 速器输入转速ω in。变矩器22也可被包括在变速器24内,并且变速器输入轴33可以是内 部传动轴。连接到马达输出轴30的泵轮31与马达具有相同的转速ω_。
[0042] 还可提供在接合时摩擦地或机械地连接变矩器22的泵轮31和涡轮32的变矩器 旁通离合器34 (有时被称为锁止离合器),从而允许更高效的动力传输。变矩器旁通离合 器34可作为起步离合器运转,以提供平稳的车辆起步。可替代地或者组合地,对于不包括 变矩器22或变矩器旁通离合器34的应用,可以在马达18和变速器24之间提供类似于分 离离合器26的起步离合器。在一些应用中,分离离合器26通常被称为上游离合器,而起步 离合器(可以是变矩器旁通离合器34)通常被称为下游离合器。
[0043] 变速器24可以是阶梯传动比变速器24,其包括通过摩擦元件(诸如离合器和制动 器(未示出))的选择性接合而选择性地置于不同齿轮比以建立期望的多个离散或阶梯传 动比的离散的齿轮组(未示出)。可通过连接和分离齿轮组的特定元件以控制变速器输出 轴36和变速器输入轴33之间的传动比的换档计划来控制摩擦元件。变速器24也可以是 无级变速器(CVT) 24, CVT24的"换档"将引起变化的输入输出转速比。CVT 24也可被配置 为模仿阶梯传动比变速器24,在此所使用的方法可使CVT 24从一个模拟的齿轮比"换档" 至另一模拟的齿轮比。然后,变速器24向变速器输出轴36提供动力传动系统输出扭矩twt 和转速ω_。
[0044] 输出轴36被示出为连接至差速器40。差速器40经由连接至差速器40的各个轴 44驱动一对车轮42。当车辆10的行驶轨迹为直线时,差速器可向每个车轮42传递大约相 等的扭矩t final和转速ω final。例如当车辆转弯时,差速器40允许在车轮42之间有扭矩差 和转速差。可使用不同类型的差速器或类似装置将扭矩从动力传动系统分配至一个或更多 个车轮。在一些应用中,根据特定的运转模式或状况,扭矩分配可变化。尽管差速器40、车 轮42和轴44类似于整体轴后轮驱动构造,但是附图仅仅是代表性的,车轮42可以被独立 地悬挂,轴44可以是包括等速万向节的半轴,车轮42可来自于前轮驱动构造或来自于四轮 驱动构造。
[0045] 动力传动系统12还包括关联的动力传动系统控制单元(P⑶)50。虽然rcu 50被 示出为一个控制器,但是PCU 50可以是较大的控制系统的一部分并且可以由车辆10中的 各种其他控制器(诸如车辆系统控制器(VSC)、HEV能量管理控制器和传动比管理控制器 等)控制。因此,应理解,PCU 50和一个或更多个其他控制器可以统称为响应于来自各种 传感器的信号而控制各种致动器以控制多种功能(比方说,诸如起动/停止发动机14、运转 马达18以消耗电流并提供车轮扭矩或产生电流以给电池20充电、选择或计划变速器换档 等)的控制器50。
[0046] 控制器50可经由输入/输出(I/O)接口与各种发动机/车辆传感器和致动器通 信,该I/O接口可以实现为提供各种原始数据、信息或信号调节、处理和/或转换、短路保护 等的单个集成接口。可替代地,在将特定信号提供至CPU之前,一个或更多个专用硬件或固 件芯片可用于调节和处理所述特定信号。
[0047] 控制器50可经由通信线52向发动机14发送信号并从发动机14接收信号,控制 器50可经由通信线54向分离离合器26发送信号并从分离离合器26接收信号,控制器50 可经由通信线56向马达18发送信号并从马达18接收信号,控制器50可经由通信线58向 起步离合器34和/或变矩器22发送信号并从起步离合器34和/或变矩器22接收信号, 控制器50可经由通信线60向变速器24发送信号并从变速器24接收信号,控制器50可经 由通信线62向驱动车轮42发送信号并从驱动车轮42接收信号,并且控制器50可经由通 信线66向其他电力电子器件64发送信号并从其他电力电子器件64接收信号等。控制器 50与组件之间的通信可通过硬线来实现或无线地实现。通信可以不是直接的,并且可经过 其他系统。例如,控制器可经由硬线连接的通信线52从曲轴位置或转速传感器(未示出) 或者发动机扭矩传感器(未示出)直接接收发动机扭矩t mg和发动机转速ω mg,或者从车 辆通信系统(诸如CAN总线(未示出))接收发动机扭矩tmg和发动机转速ω mg。类似地, 动力传动系统12可具有位于上述组件中的每个组件上的转速传感器和扭矩传感器,诸如, 马达转子转速传感器(未示出)、变矩器泵轮转速传感器(未示出)和车轮转速传感器(未 示出)。
[0048] 此外,尽管未明确说明,但是控制器50可控制各种其他功
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