混合动力传动系及其控制方法
【技术领域】
[0001 ] 本教导总体包括混合动力传动系，及控制混合动力传动系的方法。
【背景技术】
[0002]利用电马达/发电机和内燃发动机二者作为动力源的混合动力电动车辆通常具有车载控制器，其编程为在不同的驱动条件过程中改变发动机和马达/发电机每一个的使用，以实现峰值效率。一种类型的混合动力电动车辆称为带式-交流发电机-起动器混合动力车辆。该类型的车辆可具有马达/发电机，其通过带和带轮系统操作地连接到发动机曲轴。带式-交流发电机-起动器混合动力车辆中的马达/发电机可用于从钥匙起动来起动发动机，且可在再生制动过程中通过发动机进行再充电。
【发明内容】
[0003]混合动力传动系包括具有曲轴的发动机，和马达/发电机。带式传动系可操作地连接到曲轴和连接到马达/发电机，且可通过带式传动系建立发动机与马达/发电机之间的传动连接。齿轮系独立于带式传动系而操作地连接到曲轴。起动器机构可控制为通过齿轮系而选择性地建立与曲轴的传动连接。混合动力传动系包括第一能量存储装置，其在第一操作电压范围内可操作。第一开关装置可控制用于选择性地建立第一能量存储装置与马达/发电机之间的电功率流。
[0004]混合动力传动系包括控制系统，其具有至少一个电子控制器，该至少一个电子控制器操作地连接到且控制发动机、马达/发电机、选择性联接装置、起动器机构、第一开关装置、和至少一个促动器，所述至少一个促动器可激励以经由齿轮系建立发动机与马达/发电机之间的传动连接。
[0005]所述至少一个电子控制器可操作为执行存储的算法，且根据该存储的算法来控制混合动力传动系，以至少部分地取决于第一能量存储装置的参数、控制系统的参数、马达/发电机的参数、和所述至少一个促动器的参数中的至少一个，建立多个操作模式中的任一个。例如，存储的算法可基于第一能量存储装置、所述至少一个电子控制器、马达/发电机、起动器机构、和/或所述至少一个促动器的重新起动发动机的能力而控制混合动力传动系。重新起动发动机的能力可包括以下中的至少一个:第一能量存储装置的温度、第一能量存储装置的充电状态、控制系统的温度、控制系统的健康状态、马达/发电机的温度、马达/发电机的健康状态、所述至少一个促动器的状态以及所述至少一个促动器的促动时间。
[0006]在一些实施例中，第二能量存储装置和第二开关装置可被控制以建立附加的操作模式。此外，所述一个或多个电子控制器可在不同实施例中配置为包括发动机控制模块、混合动力控制处理器、和马达控制处理器。在这样的实施例中，混合动力控制处理器可执行扭矩分割算法，并分别经由发动机控制模块和马达控制处理器来命令发动机和马达/发电机的扭矩。在其他实施例中，所述一个或多个电子控制器包括发动机控制模块和马达控制处理器，发动机控制模块执行扭矩分割算法。
[0007]齿轮系具有多个齿轮；其中所述至少一个促动器包括第一线性促动器，该第一线性促动器配置为运动到促动位置以由此令所述齿轮的第一个与所述齿轮的第二个接合，且包括第二线性促动器，该第二线性促动器配置为运动到促动位置以由此令所述齿轮的第三个与所述齿轮的第四个接合；其中仅当第一线性促动器和第二线性促动器二者都运动到相应促动位置时，起动器机构通过齿轮系建立马达/发电机与曲轴之间的传动连接。
[0008]起动器机构包括可选择性接合的离合器，其在接合时通过齿轮系建立从马达/发电机到曲轴的传动连接。
[0009]起动器机构包括起动器马达，所述起动器马达可控制为通过齿轮系提供到曲轴的传动扭矩。
[0010]混合动力传动系进一步包括:选择性联接装置，通过带式传动系选择性地建立曲轴与马达/发电机之间的传动连接；其中所述多个操作模式包括发动机点火器关闭模式和第一钥匙起动模式；其中所述至少一个电子控制器控制混合动力传动系，使得在发动机点火器关闭模式和第一钥匙起动模式的每一个中，马达/发电机用作马达，选择性联接装置脱开，起动器机构通过齿轮系建立与曲轴的传动连接，第一开关装置不建立第一能量存储装置与马达/发电机之间的电功率流；且第二开关装置建立到马达/发电机的电功率流；其中仅在第二能量存储装置的充电状态满足预定充电状态水平且第二能量存储装置的温度满足预定温度水平的情况下，所述至少一个电子控制器控制混合动力传动系以建立发动机点火器关闭模式或建立第一钥匙起动模式。
[0011]所述多个操作模式包括自动停止模式、第二钥匙起动模式、和自动起动模式；其中所述至少一个电子控制器控制混合动力传动系，使得在自动停止模式、第二钥匙起动模式和自动起动模式的每一个中，马达/发电机用作马达，选择性联接装置脱开，起动器机构通过齿轮系建立与曲轴的传动连接，第二开关装置不建立第二能量存储装置与马达/发电机之间的电功率流；且第一开关装置建立从第一能量存储装置到马达/发电机的电功率流；和其中，仅在第二能量存储装置的充电状态处于不同于在第二钥匙起动模式中所要求的预定充电状态的预定充电状态的情况下，所述至少一个控制器产生建立自动起动模式的控制信号。
[0012]所述多个操作模式包括第一扭矩提高模式和第二扭矩提高模式；其中所述至少一个电子控制器控制混合动力传动系，使得在第一扭矩提高模式中，马达/发电机用作马达，选择性联接装置通过带传动系提供发动机与马达/发电机之间的传动连接，起动器机构不通过齿轮系建立与曲轴的传动连接，第一开关装置建立从第一能量存储装置到马达/发电机的电功率流，且第二开关装置建立从第二能量存储装置到马达/发电机的电功率流；其中所述至少一个电子控制器控制混合动力传动系，使得在第二扭矩提高模式中，马达/发电机用作马达，联接装置通过带传动系提供发动机与马达/发电机之间的传动连接，起动器机构不通过齿轮系建立马达/发电机与曲轴之间的传动连接，第一开关装置建立从第一能量存储装置到马达/发电机的电功率流，且第二开关装置不建立从第二能量存储装置到马达/发电机的电功率流；且其中仅在能量存储装置的预定充电状态和温度水平被满足的情况下，所述至少一个电子控制器控制混合动力传动系以建立扭矩提高模式中的任一个。
[0013]所述多个操作模式包括第一再生制动模式；其中所述至少一个电子控制器控制混合动力传动系，使得在第一再生制动模式中，马达/发电机用作发电机，选择性联接装置接合，起动器机构不通过齿轮系建立马达/发电机与曲轴之间的传动连接，第一开关装置建立从马达/发电机到第一能量存储装置的电功率流，且第二开关装置不建立马达/发电机与第二能量存储装置之间的电功率流。
[0014]所述多个操作模式包括至少一个附加的再生制动模式；其中所述至少一个电子控制器控制混合动力传动系，使得在所述至少一个附加的再生制动模式中，马达/发电机用作发电机，选择性联接装置接合，起动器机构不通过齿轮系建立马达/发电机与曲轴之间的传动连接，第一开关装置建立从马达/发电机到第一能量存储装置的电功率流，且第二开关装置建立马达/发电机与第二能量存储装置之间的电功率流；且其中在所述至少一个附加的再生制动模式中，第一开关装置在开/关模式的位置中操作，且第二开关装置以线性模式操作。
[0015]所述至少一个附加的再生制动模式包括第二再生制动模式和第三再生制动模式；其中第一能量存储装置的所述至少一个参数包括第一能量存储装置的充电状态；其中第二能量存储装置的所述至少一个参数包括第二能量存储装置的充电状态；其中在第二再生制动模式中，第一能量存储装置的充电状态大于用于第一能量存储装置的第一预定充电状态阈值，且第二能量存储装置的充电状态小于用于第一能量存储装置的第二充电状态阈值；其中在第三再生制动模式中，第一能量存储装置的充电状态大于第一充电状态阈值且第二能量存储装置的充电状态大于第二充电状态阈值；且其中第一能量存储装置的充电状态阈值随着第一能量存储装置的温度而变化。
[0016]混合动力传动系，进一步包括:选择性联接装置，通过带式传动系选择性地建立曲轴与马达/发电机之间的传动连接；其中选择性联接装置包括离合器和可变张紧系统中的至少一个，所述离合器具有接合状态，在所述接合状态中，该离合器通过带式传动系将马达/发电机操作地连接到发动机，所述张紧系统可控制用于调整带式传动系的张力。
[0017]混合动力传动系，进一步包括:辅助太阳能动力系统，其具有一体的动力控制单元，该动力控制单元与马达/发电机且与所述至少一个电子控制器电连通；和其中当建立所述多个操作模式时，存储的算法将由辅助太阳能动力系统所提供的电功率计入考量。
[0018]混合动力传动系，进一步包括:辅助电系统，其建立电负载且可操作地连接到马达/发电机，而与开关装置是否建立能量存储装置与马达/发电机之间的电功率流无关。
[0019]还提供了一种控制车辆上的混合动力传动系的方法，其中混合动力传动系具有发动机和马达/发电机，该方法包括:确定车辆操作参数；通过至少部分地基于车辆操作参数经由至少一个电子控制器来控制发动机、马达/发电机、起动器机构、至少一个促动器、和第一开关装置，从而建立动力传动系的各操作模式；。车辆操作参数包括以下中的至少一个:第一能量存储装置的参数、控制系统的参数、马达/发电机的参数、和所述至少一个促动器的参数；其中各操作模式包括一操作模式，在该操作模式中第一开关装置建立第一能量存储装置与马达/发电机之间的电功率流；其中通过带式传动系在曲轴与马达/发电机之间建立传动连接，所述带式传动系可操作地连接到发动机的曲轴和连接到马达/发电机；其中起动器机构独立于带式传动系而通过齿轮系选择性地建立与曲轴的传动连接；和其中所述至少一个促动器可激励，以经由齿轮系建立发动机与马达/发电机之间的传动连接。
[0020]各操作模式包括自动起动模式和钥匙起动模式，其中马达/发电机用作马达，第一开关装置建立从第一能量存储装置到马达/发电机的电功率流，且起动器机构传递扭矩到曲轴；其中第一能量存储装置的参数是第一能量存储装置的温度和第一能量存储装置的充电状态中的至少一个；其中控制系统的参数是控制系统的温度和控制系统的健康状态中的至少一个；其中马达/发电机的参数是马达/发电机的温度和马达/发电机的健康状态中的至少一个；且其中所述至少一个促动器的参数是激励状态、去激励状态和促动时间中的至少一个。
[0021]各操作模式中的至少一些通过进一步经由控制器控制第二开关装置而被建立，所述第二开关装置选择性地建立第二能量存储装置与马达/发电机之间的电功率流；其中各操作模式进一步包括附加的钥匙起动模式，在该附加的钥匙起动模式中马达/发电机用作马达；第一开关装置阻止从第一能量存储装置到马达/发电机的电功率流；第二开关装置建立从第二能量存储装置