混合動力車輛中基于扭矩的能量管理的制作方法
【技術領域】
[0001] 本公開涉及在混合動力車輛中管理牽引馬達和發動機之間的動力（功率）分配。
【背景技術】
[0002] 混合動力電動車輛包括發動機和牽引馬達兩者。響應于駕駛員動力（功率）請求， 控制器將駕駛員動力請求的一部分分配到發動機，并將駕駛員動力請求的一部分分配到牽 引馬達。
【發明內容】
[0003] -種用于控制動力傳動系統的系統和方法，所述方法包括：命令發動機以提供與 當前發動機轉速時的性能特性相對應的發動機扭矩。所述方法還包括：命令馬達以提供 馬達扭矩，所述馬達扭矩用于補償當前馬達轉速時的發動機扭矩和駕駛員扭矩請求之間的 差。所述當前馬達轉速與當前發動機轉速具有固定的轉速關系，并與當前車輛車輪轉速具 有可選擇的固定的轉速關系。
[0004] 在本方法的一個實施例中，性能特性是峰值發動機效率。在另一實施例中，從查找 表獲得與當前發動機轉速時的性能特性相對應的發動機扭矩。還在另一實施例中，響應于 電池荷電狀態大于第一可校準閾值或小于第二可校準閾值，可改變從查找表獲得的發動機 扭矩的大小。
[0005] 根據本發明，提供一種控制動力傳動系統的方法，所述方法包括：命令發動機以提 供發動機扭矩，所述發動機扭矩與當前發動機轉速時的性能特性相對應；命令牽引馬達以 提供馬達扭矩，所述馬達扭矩用于補償當前馬達轉速時的發動機扭矩和駕駛員扭矩請求之 間的差，所述當前馬達轉速與當前發動機速度具有固定的轉速關系，并與當前車輛車輪轉 速具有可選擇的固定的轉速關系。
[0006] 根據本發明的一個實施例，從查找表獲得與當前發動機轉速時的性能特性相對應 的發動機扭矩。
[0007] 根據本發明的一個實施例，性能特性是動力傳動系統的峰值效率。
[0008] 根據本發明的一個實施例，命令發動機以提供發動機扭矩的步驟包括：響應于電 池荷電狀態大于第一可校準閾值或小于第二可校準閾值，改變與當前發動機轉速時的性能 特性相對應的發動機扭矩的大小。
[0009] 一種混合動力電動車輛，所述混合動力電動車輛包括：發動機、牽引馬達以及至少 一個控制器。牽引馬達與發動機具有選擇性地固定的轉速關系，并與車輛牽引車輪具有可 選擇的固定的轉速關系。控制器被配置為命令發動機以提供發動機扭矩，并命令馬達以提 供馬達扭矩，其中，所述發動機扭矩與當前發動機轉速時的性能特性相對應，所述馬達扭矩 用于滿足駕駛員扭矩請求和命令的發動機扭矩之間的差。
[0010] 在一個實施例中，控制器進一步被配置為響應于電池荷電狀態大于第一可校準閾 值或小于第二可校準閾值而改變命令的發動機扭矩的大小。在另一實施例中，性能特性是 峰值發動機效率。還在另一實施例中，控制器還被配置為從查找表獲得與當前發動機轉速 時的性能特性相對應的扭矩。在另外的實施例中，發動機具有曲軸，牽引馬達具有轉子，曲 軸與轉子被構造為以共同的轉速旋轉。在這樣的實施例中，共同的轉速與車輛車輪轉速和 可選擇的固定的齒輪比兩者的乘積相對應。
[0011] 一種用于在混合動力電動車輛中控制動力傳動系統的方法，所述混合動力電動車 輛具有發動機和牽引馬達，所述方法包括：命令發動機以提供發動機扭矩，所述發動機扭矩 與基于當前發動機轉速和駕駛員扭矩請求的期望的動力傳動系統性能相對應。所述方法還 包括：命令馬達以提供馬達扭矩，所述馬達扭矩與基于當前發動機轉速和駕駛員扭矩請求 的期望的動力傳動系統性能特性相對應。其中，當前發動機轉速與當前馬達轉速具有固定 的速度關系，并與車輛牽引車輪轉速具有可選擇的固定的轉速關系。
[0012] 在一個實施例中，命令馬達以提供馬達扭矩的步驟包括：命令馬達以提供與駕駛 員扭矩請求和命令的發動機扭矩之間的差相等的馬達扭矩。在另一實施例中，命令馬達以 提供馬達扭矩的步驟包括：命令馬達以提供與峰值系統效率相對應并響應于電池荷電狀態 和駕駛員扭矩請求而改變大小的扭矩。在這樣的實施例中，其中，命令發動機以提供發動機 扭矩的步驟包括：命令發動機以提供用于補償駕駛員扭矩請求和命令的馬達扭矩之間的差 的扭矩。在一個這樣的實施例中，從第一查找表獲得與峰值系統效率相對應的扭矩。在這 樣的實施例中，響應于電池荷電狀態和駕駛員扭矩請求而改變大小的步驟包括：基于電池 荷電狀態和駕駛員扭矩請求中的至少一個從第二查找表獲得比例系數。從第二查找表獲得 的比例系數還可基于當前車輛動力。
[0013] 根據本公開的實施例提供了許多優點。例如，本公開提供了一種用于在牽引馬達 和發動機之間分配駕駛員扭矩請求以增加動力傳動系統效率或其它期望的動力傳動系統 性能特性的系統和方法。此外，本公開提供了一種用于在車輛的發動機曲軸和牽引馬達轉 子具有共同的轉速時在該車輛中的牽引馬達和發動機之間分配駕駛員扭矩請求的系統和 方法。
[0014] 通過下面結合附圖對優選實施例進行的詳細描述，本公開的上述優點和其它優點 和特征將是清楚的。
【附圖說明】
[0015] 圖1是具有模塊化動力傳動系統構造的混合動力電動車輛的示意性示出。
[0016] 圖2示出了根據本公開的用于混合動力車輛的控制邏輯。
[0017] 圖3是示出控制混合動力車輛的方法的流程圖。
[0018] 圖4是示出控制混合動力車輛的另一方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0019] 在此描述了本公開的實施例。然而，應理解的是，公開的實施例僅僅是示例，并且 其它實施例可采用多種和可替代的形式。附圖不一定按照比例繪制；可夸大或最小化一些 特征以顯示特定組件的細節。因此，在此所公開的具體結構和功能性細節不應被解釋為限 制，而僅僅作為用于教導本領域技術人員以多種形式實施本實施例的代表性基礎。如本領 域的普通技術人員將理解的，參照任一附圖示出和描述的多個特征可與一個或更多個其它 附圖中示出的特征相結合，以產生未被明確示出或描述的實施例。示出的特征的結合提供 用于典型應用的代表性實施例。然而，與本公開的教導一致的特征的多種組合和變型可被 期望的用于特定應用或實施。
[0020] 參照圖1，示出了根據本公開的實施例的混合動力電動車輛（HEV) 10的示意圖。圖 1示出了組件之間的代表性的關系。在車輛內組件的實際布局和朝向可變化。HEV 10包括 動力傳動系統12。動力傳動系統12包括驅動傳動裝置16的發動機14,傳動裝置16可被 稱作模塊化混合動力傳動裝置（MHT)。如將要在下面進一步詳細地描述的，傳動裝置16包 括諸如馬達/發電機（M/G) 18的電機、關聯的牽引電池20、變矩器22以及多級傳動比自動 變速器或齒輪箱24。
[0021] 發動機14和M/G 18都是用于HEV 10的驅動源。發動機14通常代表可包括內燃 機（例如，由汽油、柴油或天然氣驅動的發動機）或者燃料電池的動力源。發動機14產生 發動機功率和對應的發動機扭矩，該發動機扭矩在位于發動機14與M/G 18之間的分離離 合器26至少部分地接合時供應到M/G 18。M/G 18可通過多種類型的電機中的任何一個來 實施。例如，M/G 18可以是永磁同步馬達。電力電子器件56使由電池20提供的直流（DC) 功率適應于M/G18的請求，如將在下面描述的。例如，電力電子器件可向M/G 18提供三相 交流電（AC)。
[0022] 當分離離合器26至少部分地接合時，可能的是功率從發動機14流到M/G18或從 M/G 18流到發動機14。例如，分離離合器26可被接合并且M/G 18可操作為發電機，以將 由曲軸28和Μ/G軸30提供的旋轉能轉換為將存儲在電池20中的電能。分離離合器26還 可不接合，以使發動機14與動力傳動系統12的剩余部分隔離，從而M/G 18可充當用于HEV 10的唯一的驅動源。軸30延伸穿過M/G 18。M/G 18持續可驅動地連接到軸30,然而僅在 分離離合器26至少部分地被接合時發動機14才可驅動地連接到軸30。當分離離合器接合 時，發動機14的轉速和M/G 18的轉速之間存在固定的轉速關系。
[0023] M/G 18經由軸30連接到變矩器22。因此，在分離離合器26至少部分地被接合時 變矩器22連接