用于混合动力车辆的动力传动系统的控制装置和方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种动力传动系统的控制装置和方法。更具体地，本发明设及运样一 种动力传动系统的控制装置和方法，其中该动力传动系统利用一个行星齿轮组和两个摩擦 部件来使用发动机和电动机/发电机的动力。
【背景技术】
[0002] 环保型车辆技术是未来车辆产业的重要技术，并且为了满足环境保护条例的要求 W及提高燃料效率，汽车制造商已经开发了环保型车辆。因此，汽车制造商已致力于开发电 动车巧V Electric Vehicle)、混合动力电动车化EV:Hyb;rid Electric Vehicle) W及燃 料电池电动车（FCEV:Riel Cell Electric Vehicle)作为未来车辆技术。
[0003] 存在诸如重量和成本等未来车辆的各种技术限制，使得汽车制造商对将混合动力 车辆作为满足排气法规W及提高燃料效率等实际问题的可选方案感兴趣。混合动力车是使 用两个或多个能量源（例如，动力源）并且可各种方式来实现的车辆，其中在上述实现 方式中，通常组合使用在现有技术中一般利用矿物燃料作为动力源的汽油发动机或柴油发 动机W及由电能驱动的电动机/发电机。
[0004] 特别地，混合动力车辆利用具有相对高的低速转矩特性的电动机/发电机作为低 速时的主动力源，而利用具有相对高的高速转矩特性的发动机作为高速时的主动力源。因 此，混合动力车辆在低速范围内，停止使用矿物燃料的发动机而使用电动机/发电机，W便 有利于提高燃料效率W及减少废气。 阳〇化]混合动力车辆的动力传动系统的取决于联接配置的耐用性、动力传动效率W及尺 寸是不同的，使得已开展用于实现具有最小动力损失的紧凑型动力传动系统的研究。此外， 也进行了关于动力传动系统的有效控制方法的研究。
[0006] 本节公开的上述信息仅用来增强对本发明的背景的理解，因此可能包括未形成已 由本国本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
【发明内容】
[0007] 本发明提供一种动力传动系统的控制装置和方法，该动力传动系统使用发动机和 电动机/发电机的动力W及一个行星齿轮组和两个摩擦部件，从而具有能够充当电子无级 变速器W实现在发动机的最佳工作点行驶的优点。
[0008] 根据本发明的示例性实施例的动力传动系统的控制装置可包括：输入轴，其中来 自作为动力源的发动机的转矩可通过该输入轴输入；第一电动机/发电机和第二电动机/ 发电机，作为独立的动力源，具有电动机和发电机二者的功能；行星齿轮组，布置在输入轴 的轴线上，并且包括与第一电动机/发电机直接连接并选择性地连接至变速器壳体的太阳 齿轮、与输入轴直接连接并选择性地连接至变速器壳体的行星架、W及被配置为作为输出 元件工作并与第二电动机/发电机连接的齿圈；输出轴，被配置为从行星齿轮组和第二电 动机/发电机通过差速器将转矩传递至驱动轮；第一制动器，布置在行星架和变速器壳体 之间；第二制动器，布置在太阳齿轮和变速器壳体之间；电池，被配置为向第一电动机/发 电机和第二电动机/发电机供电，并且存储由第一电动机/发电机和第二电动机/发电机 所生成的电力；W及控制器，被配置为根据机械最大效率范围、所需要的发动机的动力、变 速器的速度比W及电池的荷电状态（SOC)，对肥V模式1或肥V模式2进行转换，其中在肥V 模式1下，第一制动器和第二制动器的操作被释放，在肥V模式2下，第二制动器的操作被 执行。
[0009] 控制器可被配置为当速度比处于机械最大效率范围内时，将操作模式转换到肥V 模式2,并且当速度比超出机械最大效率范围时，将操作模式转换到肥V模式1。控制器还 可配置为，当电池的S0C处于正常范围内时，将操作模式保持为肥V模式2。此外，控制器可 配置为，当电池的S0C是过放电状态，并且所需动力大于最佳工作点动力时，将操作模式转 换到肥V模式1。控制器还可配置为当电池的S0C是过充电状态，并且所需动力小于最佳工 作点动力时，将操作模式转换到肥V模式1。
[0010] 机械最大效率范围可处于由行星齿轮组的速度比所定义的机械最大效率点的预 定范围内。机械最大效率点可由下式算出：
[0011]
[0012] 其中，Zf是齿圈的齿数，而Zs是太阳齿轮的齿数。
[0013] 根据本发明的另一示例性实施例的动力传动系统的控制方法可包括：输入轴，其 中来自作为动力源的发动机的转矩可通过该输入轴输入；第一电动机/发电机和第二电动 机/发电机，作为独立的动力源，具有电动机和发电机二者的功能；行星齿轮组，布置在输 入轴的轴线上，并且包括与第一电动机/发电机直接连接并选择性地连接至变速器壳体的 太阳齿轮、与输入轴直接连接并选择性地连接至变速器壳体的行星架、W及被配置为作为 输出元件工作并与第二电动机/发电机连接的齿圈；输出轴，被配置为从行星齿轮组和第 二电动机/发电机通过差速器将转矩传递至驱动轮；第一制动器，布置在行星架和变速器 壳体之间；第二制动器，布置在太阳齿轮和变速器壳体之间；电池，被配置为向第一电动机 /发电机和第二电动机/发电机供电，并且存储由第一电动机/发电机和第二电动机/发电 机所生成的电力；W及控制器，被配置为对肥V模式1或肥V模式2进行转换，其中在肥V 模式1下，第一制动器和第二制动器的操作被释放，在肥V模式2下，第二制动器的操作被 执行。
[0014] 此外，控制器可被配置为执行一系列命令，该命令可包括：根据行星齿轮组的传动 比来确定机械最大效率范围；根据车速和所需转矩来确定所需要的发动机的动力；根据所 需动力和车速确定速度比；检测电池的S0C ;确定速度比是否处于机械最大效率范围内；W 及当速度比超出机械最大效率范围时，将操作模式转换到肥V模式1。
[0015] 动力传动系统的控制方法还可包括：确定电池的S0C是否处于正常范围内；并且 当电池的S0C处于正常范围内，并且速度比处于机械最大效率范围内时，将操作模式转换 到肥V模式2。此外，上述控制方法还可包括：当电池的S0C处于过放电状态时，确定所需 要的发动机的动力是否大于最佳工作点动力；并且当所需要的发动机的动力大于最佳工作 点动力时，将操作模式转换到HEV模式1。
[0016] 动力传动系统的控制方法还可包括：当电池的S0C处于过充电状态时，确定所需 要的发动机的动力是否小于最佳工作点动力；并且当所需要的发动机的动力小于最佳工作 点动力时，将操作模式转换到肥V模式1。机械最大效率范围可处于由行星齿轮组的速度比 所定义的机械最大效率点的预定范围内。机械最大效率点可由下式算出：
[0017]
[0018] 其中，Zf是齿圈的齿数，而Z g是太阳齿轮的齿数。
[0019] 根据本发明的示例性实施例，根据电池的S0C和车辆的行驶状况，能够建立混合 动力车辆的模式转换方法。此外，通过基于电池的S0C和车辆的行驶状况恰当地转换操作 模式，能够减小车辆的燃料消耗W及提高驾驶性能。
【附图说明】
[0020] 为了提供对本发明更深入的理解而包括在内的附图示出本发明的示例性实施例， 但本发明的示例性实施例不应解释为局限于附图，其中：
[0021] 图1是示出根据本发明的示例性实施例的动力传动系统的示例性示意图；
[0022] 图2是在根据本发明的示例性实施例的动力传动系统中所使用的摩擦部件的每 个操作模式的示例性操作表；
[002引图3是示出在EV模式1下的动力传动路径W及示出根据本发明的示例性实施例 的动力传动系统的结构的示例性示意图；
[0024] 图4是示出在EV模式2下的动力传动路径W及示出根据本发明的示例性实施例 的动力传动系统的结构的示例性示意图；
[0025] 图5是示出在肥V模式1下的动力传动路径W及示出根据本发明的示例性实施例 的动力传动系统的结构的示例性示意图；
[0026] 图6是示出在肥V模式2下的动力传动路径W及示出根据本发明的示例性实施例 的动力传动系统的结构的示例性示意图；
[0027] 图7是示出速度比和动力传动系统的电效率之间的关系的示例性曲线图；W及
[0028] 图8是示出根据本发明的示例性实施例的动力传动系统的控制方法的示例性流 程图。
[0029] 附图标记说明： 阳〇3〇] ENG :发动机 阳0川服1 :第一制动器