混合動力傳動系及其控制方法
【技術領域】
[0001 ] 本教導總體包括混合動力傳動系，及控制混合動力傳動系的方法。
【背景技術】
[0002]利用電馬達/發電機和內燃發動機二者作為動力源的混合動力電動車輛通常具有車載控制器，其編程為在不同的驅動條件過程中改變發動機和馬達/發電機每一個的使用，以實現峰值效率。一種類型的混合動力電動車輛稱為帶式-交流發電機-起動器混合動力車輛。該類型的車輛可具有馬達/發電機，其通過帶和帶輪系統操作地連接到發動機曲軸。帶式-交流發電機-起動器混合動力車輛中的馬達/發電機可用于從鑰匙起動來起動發動機，且可在再生制動過程中通過發動機進行再充電。
【發明內容】
[0003]混合動力傳動系包括具有曲軸的發動機，和馬達/發電機。帶式傳動系可操作地連接到曲軸和連接到馬達/發電機，且可通過帶式傳動系建立發動機與馬達/發電機之間的傳動連接。齒輪系獨立于帶式傳動系而操作地連接到曲軸。起動器機構可控制為通過齒輪系而選擇性地建立與曲軸的傳動連接。混合動力傳動系包括第一能量存儲裝置，其在第一操作電壓范圍內可操作。第一開關裝置可控制用于選擇性地建立第一能量存儲裝置與馬達/發電機之間的電功率流。
[0004]混合動力傳動系包括控制系統，其具有至少一個電子控制器，該至少一個電子控制器操作地連接到且控制發動機、馬達/發電機、選擇性聯接裝置、起動器機構、第一開關裝置、和至少一個促動器，所述至少一個促動器可激勵以經由齒輪系建立發動機與馬達/發電機之間的傳動連接。
[0005]所述至少一個電子控制器可操作為執行存儲的算法，且根據該存儲的算法來控制混合動力傳動系，以至少部分地取決于第一能量存儲裝置的參數、控制系統的參數、馬達/發電機的參數、和所述至少一個促動器的參數中的至少一個，建立多個操作模式中的任一個。例如，存儲的算法可基于第一能量存儲裝置、所述至少一個電子控制器、馬達/發電機、起動器機構、和/或所述至少一個促動器的重新起動發動機的能力而控制混合動力傳動系。重新起動發動機的能力可包括以下中的至少一個:第一能量存儲裝置的溫度、第一能量存儲裝置的充電狀態、控制系統的溫度、控制系統的健康狀態、馬達/發電機的溫度、馬達/發電機的健康狀態、所述至少一個促動器的狀態以及所述至少一個促動器的促動時間。
[0006]在一些實施例中，第二能量存儲裝置和第二開關裝置可被控制以建立附加的操作模式。此外，所述一個或多個電子控制器可在不同實施例中配置為包括發動機控制模塊、混合動力控制處理器、和馬達控制處理器。在這樣的實施例中，混合動力控制處理器可執行扭矩分割算法，并分別經由發動機控制模塊和馬達控制處理器來命令發動機和馬達/發電機的扭矩。在其他實施例中，所述一個或多個電子控制器包括發動機控制模塊和馬達控制處理器，發動機控制模塊執行扭矩分割算法。
[0007]齒輪系具有多個齒輪；其中所述至少一個促動器包括第一線性促動器，該第一線性促動器配置為運動到促動位置以由此令所述齒輪的第一個與所述齒輪的第二個接合，且包括第二線性促動器，該第二線性促動器配置為運動到促動位置以由此令所述齒輪的第三個與所述齒輪的第四個接合；其中僅當第一線性促動器和第二線性促動器二者都運動到相應促動位置時，起動器機構通過齒輪系建立馬達/發電機與曲軸之間的傳動連接。
[0008]起動器機構包括可選擇性接合的離合器，其在接合時通過齒輪系建立從馬達/發電機到曲軸的傳動連接。
[0009]起動器機構包括起動器馬達，所述起動器馬達可控制為通過齒輪系提供到曲軸的傳動扭矩。
[0010]混合動力傳動系進一步包括:選擇性聯接裝置，通過帶式傳動系選擇性地建立曲軸與馬達/發電機之間的傳動連接；其中所述多個操作模式包括發動機點火器關閉模式和第一鑰匙起動模式；其中所述至少一個電子控制器控制混合動力傳動系，使得在發動機點火器關閉模式和第一鑰匙起動模式的每一個中，馬達/發電機用作馬達，選擇性聯接裝置脫開，起動器機構通過齒輪系建立與曲軸的傳動連接，第一開關裝置不建立第一能量存儲裝置與馬達/發電機之間的電功率流；且第二開關裝置建立到馬達/發電機的電功率流；其中僅在第二能量存儲裝置的充電狀態滿足預定充電狀態水平且第二能量存儲裝置的溫度滿足預定溫度水平的情況下，所述至少一個電子控制器控制混合動力傳動系以建立發動機點火器關閉模式或建立第一鑰匙起動模式。
[0011]所述多個操作模式包括自動停止模式、第二鑰匙起動模式、和自動起動模式；其中所述至少一個電子控制器控制混合動力傳動系，使得在自動停止模式、第二鑰匙起動模式和自動起動模式的每一個中，馬達/發電機用作馬達，選擇性聯接裝置脫開，起動器機構通過齒輪系建立與曲軸的傳動連接，第二開關裝置不建立第二能量存儲裝置與馬達/發電機之間的電功率流；且第一開關裝置建立從第一能量存儲裝置到馬達/發電機的電功率流；和其中，僅在第二能量存儲裝置的充電狀態處于不同于在第二鑰匙起動模式中所要求的預定充電狀態的預定充電狀態的情況下，所述至少一個控制器產生建立自動起動模式的控制信號。
[0012]所述多個操作模式包括第一扭矩提高模式和第二扭矩提高模式；其中所述至少一個電子控制器控制混合動力傳動系，使得在第一扭矩提高模式中，馬達/發電機用作馬達，選擇性聯接裝置通過帶傳動系提供發動機與馬達/發電機之間的傳動連接，起動器機構不通過齒輪系建立與曲軸的傳動連接，第一開關裝置建立從第一能量存儲裝置到馬達/發電機的電功率流，且第二開關裝置建立從第二能量存儲裝置到馬達/發電機的電功率流；其中所述至少一個電子控制器控制混合動力傳動系，使得在第二扭矩提高模式中，馬達/發電機用作馬達，聯接裝置通過帶傳動系提供發動機與馬達/發電機之間的傳動連接，起動器機構不通過齒輪系建立馬達/發電機與曲軸之間的傳動連接，第一開關裝置建立從第一能量存儲裝置到馬達/發電機的電功率流，且第二開關裝置不建立從第二能量存儲裝置到馬達/發電機的電功率流；且其中僅在能量存儲裝置的預定充電狀態和溫度水平被滿足的情況下，所述至少一個電子控制器控制混合動力傳動系以建立扭矩提高模式中的任一個。
[0013]所述多個操作模式包括第一再生制動模式；其中所述至少一個電子控制器控制混合動力傳動系，使得在第一再生制動模式中，馬達/發電機用作發電機，選擇性聯接裝置接合，起動器機構不通過齒輪系建立馬達/發電機與曲軸之間的傳動連接，第一開關裝置建立從馬達/發電機到第一能量存儲裝置的電功率流，且第二開關裝置不建立馬達/發電機與第二能量存儲裝置之間的電功率流。
[0014]所述多個操作模式包括至少一個附加的再生制動模式；其中所述至少一個電子控制器控制混合動力傳動系，使得在所述至少一個附加的再生制動模式中，馬達/發電機用作發電機，選擇性聯接裝置接合，起動器機構不通過齒輪系建立馬達/發電機與曲軸之間的傳動連接，第一開關裝置建立從馬達/發電機到第一能量存儲裝置的電功率流，且第二開關裝置建立馬達/發電機與第二能量存儲裝置之間的電功率流；且其中在所述至少一個附加的再生制動模式中，第一開關裝置在開/關模式的位置中操作，且第二開關裝置以線性模式操作。
[0015]所述至少一個附加的再生制動模式包括第二再生制動模式和第三再生制動模式；其中第一能量存儲裝置的所述至少一個參數包括第一能量存儲裝置的充電狀態；其中第二能量存儲裝置的所述至少一個參數包括第二能量存儲裝置的充電狀態；其中在第二再生制動模式中，第一能量存儲裝置的充電狀態大于用于第一能量存儲裝置的第一預定充電狀態閾值，且第二能量存儲裝置的充電狀態小于用于第一能量存儲裝置的第二充電狀態閾值；其中在第三再生制動模式中，第一能量存儲裝置的充電狀態大于第一充電狀態閾值且第二能量存儲裝置的充電狀態大于第二充電狀態閾值；且其中第一能量存儲裝置的充電狀態閾值隨著第一能量存儲裝置的溫度而變化。
[0016]混合動力傳動系，進一步包括:選擇性聯接裝置，通過帶式傳動系選擇性地建立曲軸與馬達/發電機之間的傳動連接；其中選擇性聯接裝置包括離合器和可變張緊系統中的至少一個，所述離合器具有接合狀態，在所述接合狀態中，該離合器通過帶式傳動系將馬達/發電機操作地連接到發動機，所述張緊系統可控制用于調整帶式傳動系的張力。
[0017]混合動力傳動系，進一步包括:輔助太陽能動力系統，其具有一體的動力控制單元，該動力控制單元與馬達/發電機且與所述至少一個電子控制器電連通；和其中當建立所述多個操作模式時，存儲的算法將由輔助太陽能動力系統所提供的電功率計入考量。
[0018]混合動力傳動系，進一步包括:輔助電系統，其建立電負載且可操作地連接到馬達/發電機，而與開關裝置是否建立能量存儲裝置與馬達/發電機之間的電功率流無關。
[0019]還提供了一種控制車輛上的混合動力傳動系的方法，其中混合動力傳動系具有發動機和馬達/發電機，該方法包括:確定車輛操作參數；通過至少部分地基于車輛操作參數經由至少一個電子控制器來控制發動機、馬達/發電機、起動器機構、至少一個促動器、和第一開關裝置，從而建立動力傳動系的各操作模式；。車輛操作參數包括以下中的至少一個:第一能量存儲裝置的參數、控制系統的參數、馬達/發電機的參數、和所述至少一個促動器的參數；其中各操作模式包括一操作模式，在該操作模式中第一開關裝置建立第一能量存儲裝置與馬達/發電機之間的電功率流；其中通過帶式傳動系在曲軸與馬達/發電機之間建立傳動連接，所述帶式傳動系可操作地連接到發動機的曲軸和連接到馬達/發電機；其中起動器機構獨立于帶式傳動系而通過齒輪系選擇性地建立與曲軸的傳動連接；和其中所述至少一個促動器可激勵，以經由齒輪系建立發動機與馬達/發電機之間的傳動連接。
[0020]各操作模式包括自動起動模式和鑰匙起動模式，其中馬達/發電機用作馬達，第一開關裝置建立從第一能量存儲裝置到馬達/發電機的電功率流，且起動器機構傳遞扭矩到曲軸；其中第一能量存儲裝置的參數是第一能量存儲裝置的溫度和第一能量存儲裝置的充電狀態中的至少一個；其中控制系統的參數是控制系統的溫度和控制系統的健康狀態中的至少一個；其中馬達/發電機的參數是馬達/發電機的溫度和馬達/發電機的健康狀態中的至少一個；且其中所述至少一個促動器的參數是激勵狀態、去激勵狀態和促動時間中的至少一個。
[0021]各操作模式中的至少一些通過進一步經由控制器控制第二開關裝置而被建立，所述第二開關裝置選擇性地建立第二能量存儲裝置與馬達/發電機之間的電功率流；其中各操作模式進一步包括附加的鑰匙起動模式，在該附加的鑰匙起動模式中馬達/發電機用作馬達；第一開關裝置阻止從第一能量存儲裝置到馬達/發電機的電功率流；第二開關裝置建立從第二能量存儲裝置