车辆的制作方法_2

文档序号:9700281阅读:来源:国知局
递到连接至行星齿轮组24的扭矩输入轴22。可沿着输入轴22设置选择性地将发动机18连接到行星齿轮组24的单向离合器(未示出)。输入轴22向行星齿轮组24提供动力,所述行星齿轮组24包括环形齿轮26、中心齿轮28和行星架组件30。更具体地,输入轴22可驱动地连接到行星架组件30,以向行星齿轮组24的剩余部分提供动力。
[0028]发电机32 (M/G2)可驱动地连接到行星齿轮组24的中心齿轮28。发电机32可与中心齿轮28接合,使得发电机32可以随中心齿轮28旋转,也可以不随中心齿轮28旋转。当单向离合器将发动机18结合到行星齿轮组24时,发电机32可作为反作用(react1nary)元件产生对行星齿轮组24的运转起反作用的能量。发电机32产生的电能通过电连接36传递到电池14,电能储存在电池14中供以后使用(例如,推进车辆或驱动辅助元件)。电池14还可以以公知的方式通过再生制动接收和储存电能。
[0029]电池14、马达16和发电机32均通过电连接36以双向电流动路径互相连接,使得每个组件均被电连接以用于推进和再生。在一种推进模式中,电池14向马达16供应储存的电能,使得马达16使动力传动系统的下游组件(下面描述)转动。发动机18还可通过向发电机32供应一部分动力来推进车辆,所述发电机32能够将电能传递到电池或者直接地传递到马达16。在另一种推进模式中,发动机18向行星齿轮组24提供动力,使环形齿轮26将扭矩传递到动力传动系统的下游组件(下面描述)。在这种模式期间,发电机32可以与行星齿轮组24分离,使得发电机32不产生电力(例如,当电池具有高的荷电状态时)。如果不对发电机32设置选择性分离,则当电池14荷电状态高时,发电机32会提供反作用的或者负的扭矩。
[0030]连续扭矩传递部件40传递从发动机18或者马达16或者发动机18和马达16两者输出的扭矩。连续扭矩传递部件40可以是链、带或者具有输入(主动)区和输出(从动)区的其他机械环。连续扭矩传递部件40将发动机18和/或马达16的输出机械地结合到差速器42。更具体地,环形齿轮26和马达16均向延伸穿过主动部件46(诸如链轮等)的轴44提供机械输出。主动部件46可设置在环形齿轮26和马达16之间,使得主动部件46接收来自任一侧的扭矩。或者,可将马达16放置在主动部件46的与环形齿轮26处于同侧的一侧。主动部件46通过与连续扭矩传递部件40的机械结合来驱动从动部件48 (例如,另一个链轮)。在远离轴44的相对端而结合到连续扭矩传递部件40的是差速器,所述差速器接收扭矩,并将扭矩分配到车辆的车轮52并在车辆的车轮52之间分配扭矩。
[0031]鉴于上述的动力分流式混合动力,应清楚,传动系具有两个动力源。第一动力源是发动机18,其向行星齿轮组24传递扭矩。其他动力源只涉及电驱动系统,其包括马达16、发电机32和电池14,其中,电池14作为发电机32和马达16的能量储存介质。发电机32可以由行星齿轮组24驱动,或者可以作为马达向行星齿轮组24传递动力。
[0032]应理解,图1中的动力分流式车辆仅为示例,并不意味着本公开限于这种布置。可以设想本公开的控制策略的范围内的其他动力分流车辆。然而,应理解,在所有的实施例中,都设置连续扭矩传递部件(代替扭矩减速齿轮组),以将扭矩从扭矩产生元件传递到车轮。
[0033]当一个或两个动力源工作向车轮提供扭矩时,扭矩通过连续扭矩传递部件40传递。最终传递到车轮的组合扭矩是马达16提供的扭矩(马达扭矩)和环形齿轮26提供的扭矩(环形齿轮扭矩)之和,如下等式(1)中所示:
[0034]Twheel = T ring+Tmotor(1)
[0035]环形齿轮扭矩的量取决于发电机32提供的反作用扭矩,进而取决于发动机扭矩和命令的发动机转速的变化量。由此可见,当马达16和发动机18均传递全扭矩时,出现最大的可用车轮扭矩。
[0036]基于下面的等式(2)规划期望的发动机功率:
「0037! P = p+p +p _p(
L」.*.eng_des 1 wheel_des 1 losses 1 accessory 1 batteryK^1/
[0038]其中,Pwhf3el—des是期望的车轮功率,Plcisses是预计的电损失,P a(:rassOTy是电附件载荷(例如,HVAC,收音机等),以及PbattCTy是用于荷电状态(S0C)管理的电池充电或放电的期望水平。
[0039]给定期望的发动机功率,通过映射图来规划发动机转速和扭矩,所述映射图被设计为在高效的发动机转速设定点处传递规划后的发动机转速和扭矩。图2A示出了预定的发动机转速映射图,图2B示出了在给定上述标准的操作期间选择的规划后的发动机扭矩映射图。(图2B还包括下面将进一步描述的最小发动机扭矩极限和最小发动机功率线。)
[0040]特别是在低车速下,可能出现车轮功率的量相对较小而车轮扭矩需求却相对较大的情况。例如,这种情况出现在当车辆停止时车辆的操作者需要快速完全加速(完全踩下加速踏板)时。在加速需求初期,车轮转速为零,因而车轮功率也为零,但是车轮扭矩需求处于最大。可能出现另一种类似的情况,当车辆在沙地或砂砾上车速低或为零时,车辆操作者急速地踩下加速踏板。根据本公开的各个实施例,控制器12被配置为使在上述的这些情况下传递的车轮扭矩最大化。
[0041]假设完全踩下加速踏板时请求的车轮扭矩至少与最大的可用马达扭矩和最大的可用发动机扭矩之和一样大,在此提供的控制策略将确保在完全踩下加速踏板时的车轮扭矩是最大的。控制策略还将确保在部分地踩踏板的操作下可获得所请求的车轮功率。参照图3和图4示出和描述了由控制器12使用并实施的算法的一个例子。
[0042]图3和图4是示出了根据本公开实施例的用于控制车辆的系统或方法的操作。如本领域普通技术人员将理解的,可以根据特定的应用或实施由软件和/或硬件来执行图3和图4中代表的操作或功能。可以以不同于明确示出或描述的顺序或序列来执行各个操作或功能,其可取决于特定的过程策略(诸如,事件驱动、中断驱动等)。同样地,虽然未明确示出,但在特定的操作条件下或特定的应用中,可重复地执行、并行地执行和/或省略一个或更多个操作、任务或功能。在一个实施例中,示出的操作可主要由软件、指令或代码实施,这些软件、指令或代码存储在永久性计算机可读存储装置中并由一个或更多个基于微处理器的计算机或用于控制关联的车辆组件的运转的控制器来执行。
[0043]参照图3,例如,一个示例性算法100在102处响应于(例如)低车速和低车轮功率下的高扭矩需求(如上面解释的)而开始。首先,在104处,确定最小发动机扭矩输出极限(TOTglM—_)。最小发动机扭矩输出极限确保发动机输出的扭矩足以满足所需求的车轮扭矩。利用最大马达扭矩极限(TMtOT—_),并假定发动机转速是恒定的,对于给定的车轮扭矩需求,发动机扭矩应超过传动比与车轮扭矩和马达扭矩极限之差的乘积,由下列关系式所示:
[0044]Tengine—传动比 *(T
wheel '^'motor_max )(3)
[0045]其中,如果设置齿轮,则传动比是主动部件46和从动部件48之间的差值的函数。当然,能够使用在轴44和差速器输入之间提供应该被计算在方程式(3)中的转速变化的其它机构。如果主动部件46和从动部件48之间没有传动差并且连续扭矩传递部件以1:1的传动比传递扭矩,则可以去掉传动差这个术语。在这种情况下,最小发动机扭矩输出极限直接与车轮扭矩和最大马达扭矩极限之差对应。
[0046]在106处,利用所确定的最小发动机扭矩,能够使用图2B中的映射图来确定最小发动机功率(P_)。最小发动机功率代表了在期望的加速事件期间满足车轮扭矩需求所需的功率的最小量。
[0047]在108处,确定防止电池过充电的发动机功率的最大极限(POTglM—_)。这个值代表了在考虑电池所能够接受的最大充电速率同时允许发动机传递的发动机功率的最大量。可以使用下面的等式(4)计算防止电池过充电的最大发动机功率并将所述最大发动机功率设定成极限:「0048! p= p_p_|_p _|_p( λ')
L」.*.engine_max 1 whe
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