用于控制混合动力车辆中的牵引电机的方法_2

文档序号:8466188阅读:来源:国知局
的一个不例;对于本公开的实施例而言,接收来自发动机和/或电动机的输入扭矩,然后以不同传动比将该扭矩提供至输出轴的任何多级传动比齿轮箱都是可接受的。例如,齿轮箱24可通过机械式自动(或手动)变速器(AMT)而实施,该AMT包括一个或更多个伺服电动机以沿拨叉导轨移动/旋转换档拨叉,从而选择期望的传动比。如本领域的普通技术人员通常地理解,AMT可用在(例如)具有更高扭矩需求的应用中。
[0022]如图1的代表性实施例所示,输出轴36连接到差速器40。差速器40经由连接到差速器40的各自的车轴44驱动一对车轮42。差速器40在允许轻微的转速差异的同时(例如,在车辆转弯时)向每个车轮42传递大体上相等的扭矩。不同类型的差速器或类似的装置可用于将扭矩从动力传动系分配到一个或更多个车轮。在一些应用中,扭矩分配可根据(例如)特定的操作模式或条件而变化。
[0023]动力传动系12还包括关联的动力传动系控制单元(P⑶)50。虽然示出为一个控制器,但是PCU 50可以是更大的控制系统的一部分并且可由遍布车辆10的多种其它的控制器(例如,车辆系统控制器(VSC))来控制。因此,应理解的是,动力传动系控制单元50和一个或更多个其它的控制器能够共同地被称作“控制器”,该“控制器”响应于来自多种传感器的信号而控制各个致动器,以控制多个功能,诸如起动/停止发动机14、操作M/G 18以提供车轮扭矩或给电池20充电、选择变速器档位或规划变速器换档等。控制器50可包括与各种类型的计算机可读存储装置或介质通信的微处理器或中央处理单元(CPU)。计算机可读存储装置或介质可包括易失性存储器和非易失性存储器,例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和保活存储器(KAM)。KAM是一种可用于在CPU断电时存储各种操作变量的持久性存储器或非易失性存储器。计算机可读存储装置或介质可采用任何数量的已知的存储装置(例如,PROM(可编程只读存储器)、EPROM(电可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、闪速存储器或能够存储数据(这些数据中的一些代表由控制器使用来控制发动机或车辆的可执行指令)的任何其它电的、磁的、光学的或它们相结合的存储装置)中的任意存储装置来实现。
[0024]控制器经由输入/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接口可实现为提供各种原始数据或信号调节、处理和/或转换、短路保护等的单独集成接口。可选地,一个或更多个专用的硬件或固件芯片可用于在特定的信号被供应到CPU之前调节并处理所述特定的信号。如图1的代表性实施例通常所示出的,PCU 50可将信号发送至发动机14、分离式离合器26、M/G 18、起步离合器34、变速器齿轮箱24和电力电子器件56和/或从发动机14、分离式离合器26、M/G 18、起步离合器34、变速器齿轮箱24和电力电子器件56接收信号。虽然没有明确地示出,但是本领域的普通技术人员将意识到,可由PCU 50控制的各种功能或组件位于以上标示的子系统中的每个子系统中。可使用由控制器执行的控制逻辑而直接或间接地致动的参数、系统和/或组件的代表性示例包括燃料喷射正时、速率和持续时间、节气门位置、火花塞点火时间(用于火花点火式发动机)、进气阀/排气阀正时和持续时间、前端附件驱动(FEAD)组件(诸如交流发电机、空调压缩机)、电池充电、再生制动、Μ/G操作、用于分离式离合器26、起步离合器34和变速器齿轮箱24的离合器压力等。通过I/O接口传递输入的传感器可用于指示(例如)涡轮增压器增压压力、曲轴位置(PIP)、发动机转速(RPM)、车轮转速(WS1、WS2)、车速(VSS)、冷却液温度(ECT)、进气歧管压力(MAP)、加速踏板位置(PPS)、点火开关位置(IGN)、节气门位置(TP)、空气温度(TMP)、废气氧气(EGO)或其它废气组分浓度或存在度、进气流量(MAF)、变速器档位、传动比或模式、传动装置油温(TOT)、传动装置涡轮转速(TS)、变矩器旁通离合器34状态(TCC)、减速或换档模式(MDE)。
[0025]由PCU 50执行的控制逻辑或功能可通过一个或更多个图中的流程表或类似的图表表示。这些图提供可使用一个或更多个处理策略(例如,事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等)实现的代表性的控制策略和/或逻辑。这样,示出的多个步骤或功能可以以示出的顺序执行、并行执行或在一些情况下被省略。虽然一直没有明确地示出,但是本领域的普通技术人员将意识到,一个或更多个示出的步骤或功能可根据正在使用的特定的处理策略而重复地执行。类似地,处理的顺序不一定需要获得在此描述的特征和优势,提供处理的顺序仅仅是为了便于说明和描述。控制逻辑可以主要由软件实施,该软件由基于车载微处理器、发动机和/或动力传动系控制器(例如,PCU 50)执行。当然,控制逻辑可根据特定的应用而由一个或更多个控制器中的软件、硬件或软件与硬件的结合实施。当由软件实施时,控制逻辑可设置在一个或更多个计算机可读存储装置或介质中,该计算机可读存储装置或介质存储了代表由计算机执行以控制车辆或其子系统的指令或代码的数据。计算机可读存储装置或介质可包括多个已知的物理装置中一个或更多个,该物理装置采用电的、磁的和/或光学的存储器以保持可执行指令和相关的校准信息、操作变量等。
[0026]车辆的驾驶员使用加速踏板52来提供需要的扭矩、动力或驱动命令以推进车辆。通常,踩下和释放踏板52分别产生可被控制器50解释为需要增大动力或减小动力的加速踏板位置信号。至少基于来自踏板的输入,控制器50控制来自发动机14和/或M/G 18的扭矩。控制器50还控制齿轮箱24中的换档正时,以及分离式离合器26与变矩器旁通离合器34的接合或分离。与分离式离合器26 —样,变矩器旁通离合器34能够在接合位置与分离位置之间的范围内调节。除了由泵轮与涡轮之间的液力耦合产生可变打滑之外,这在变矩器22中也产生了可变打滑。可选地,根据特定的应用,变矩器旁通离合器34可操作为锁止或分离,而不使用被调节的操作模式。
[0027]为了利用发动机14驱动车辆,分离式离合器26至少部分地接合,以通过分离式离合器26向M/G 18传递发动机扭矩τ e的至少一部分,然后这部分发动机扭矩τ jM/G 18经过变矩器22和齿轮箱24传递。M/G 18可通过提供额外电机扭矩τ m来辅助发动机14而使轴30转动。向轴30提供的组合扭矩τ shaft可从以下的等式获得,该等式为:
[0028]Tshaft= τ e+xm
[0029]这种操作模式可被称作“混合动力模式”或“电力辅助模式”。
[0030]为了利用用作唯一动力源的M/G 18驱动车辆,除了分离式离合器26使发动机14与动力传动系12的剩余部分断开以外动力流保持不变。在此期间,发动机14中的燃烧可被禁用或以其它方式关闭以节省燃料。牵引电池20通过线路54向可包括(例如)转换器的电力电子器件56传递所存储的电能。电力电子器件56将来自电池20的DC电压转换为供M/G 18使用的AC电压。PCU 50命令电力电子器件56将来自电池20的电压转换为提供到M/G 18的AC电压,以向轴30提供正扭矩或负扭矩。这种操作模式可被称作“纯电动”操作模式。
[0031]在任何操作模式中,M/G 18可作为电动机并提供用于动力传动系12的驱动力。可选地,M/G 18可作为发电机并将来自动力传动系12的动能转换为将存储在电池20中的电能。M/G 18可在(例如)发动机14提供用于车辆10的推进动力期间作为发电机。此外,M/G 18可在再生制动期间作为发电机,其中,在再生制动期间来自旋转的车轮42的旋转能通过齿轮箱24往回传递并被转换成电能而存储在电池20中。
[0032]应理解的是,图1中的示意性示出仅仅是示例性的而并没有意图是限定性的。可预期采用发动机与电动
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