用于控制多模式動(dòng)力系統(tǒng)中的發(fā)動(dòng)機(jī)操作的方法及設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于控制多模式動(dòng)力系統(tǒng)中的發(fā)動(dòng)機(jī)操作的方法及設(shè)備。動(dòng)力系統(tǒng)包括多模式變速器，其構(gòu)造成在多個(gè)變速器范圍中的一個(gè)中在發(fā)動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)矩機(jī)器和輸出部件之間傳遞轉(zhuǎn)矩。一種用于操作動(dòng)力系統(tǒng)的方法包括，響應(yīng)于停用轉(zhuǎn)矩機(jī)器中的一個(gè)的命令，響應(yīng)于轉(zhuǎn)矩機(jī)器中的一個(gè)的最小和最大轉(zhuǎn)矩能力極限和輸出轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求，將轉(zhuǎn)矩機(jī)器中的一個(gè)的最小和最大轉(zhuǎn)矩能力匯聚至零并且將最小和最大發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩系統(tǒng)約束匯聚至單個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩命令?？刂苼碜园l(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出包括采用快速發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器以響應(yīng)于輸出轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求控制發(fā)動(dòng)機(jī)，并且將來自轉(zhuǎn)矩機(jī)器中的一個(gè)的轉(zhuǎn)矩輸出維持在零。
【專利說明】用于控制多模式動(dòng)力系統(tǒng)中的發(fā)動(dòng)機(jī)操作的方法及設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開內(nèi)容涉及采用多個(gè)轉(zhuǎn)矩生成裝置的多模式動(dòng)力系統(tǒng)，以及與其相關(guān)的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)控制。
【背景技術(shù)】
[0002]本節(jié)中的陳述僅提供與本公開內(nèi)容相關(guān)的背景信息。因此，此陳述并非旨在構(gòu)成對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的承認(rèn)。
[0003]動(dòng)力系統(tǒng)可構(gòu)造成將源于多個(gè)轉(zhuǎn)矩致動(dòng)器的轉(zhuǎn)矩經(jīng)由轉(zhuǎn)矩傳遞裝置傳遞至可聯(lián)接到傳動(dòng)系的輸出部件。此類動(dòng)力系統(tǒng)包括混合動(dòng)力系統(tǒng)和增程電動(dòng)車輛系統(tǒng)。用于操作此類動(dòng)力系統(tǒng)的控制系統(tǒng)響應(yīng)于操作者命令的輸出轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求來操作轉(zhuǎn)矩致動(dòng)器并且應(yīng)用變速器中的轉(zhuǎn)矩傳遞元件以傳遞轉(zhuǎn)矩，考慮了燃料經(jīng)濟(jì)性、排放、駕駛性能和其它因素。示例性轉(zhuǎn)矩致動(dòng)器包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和非燃燒轉(zhuǎn)矩機(jī)器。非燃燒轉(zhuǎn)矩機(jī)器可包括電機(jī)，電機(jī)可操作為馬達(dá)或發(fā)電機(jī)以結(jié)合或獨(dú)立于來自內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸入產(chǎn)生輸入到變速器的轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)矩機(jī)器可將經(jīng)由車輛傳動(dòng)系傳遞的車輛動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能，該電能可儲(chǔ)存在電能儲(chǔ)存裝置中，這被稱為再生操作。控制系統(tǒng)監(jiān)測來自于車輛和操作者的各種輸入，且提供混合動(dòng)力系的操作控制，包括控制變速器操作范圍和換擋、控制轉(zhuǎn)矩致動(dòng)器，以及調(diào)節(jié)電能儲(chǔ)存裝置和轉(zhuǎn)矩致動(dòng)器間的電功率互換來管理變速器的輸出，包括轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)速度。
[0004]已知的是多模式電力可變變速器(EVT)可以構(gòu)造成在一個(gè)或多個(gè)固定擋位范圍，一個(gè)或多個(gè)電動(dòng)車輛(EV)范圍，一個(gè)或多個(gè)電力可變變速器(EVT)范圍，和一個(gè)或多個(gè)空擋范圍中操作。當(dāng)在變速器范圍中的一個(gè)操作時(shí)，由于命令的空擋狀態(tài)，響應(yīng)于轉(zhuǎn)矩機(jī)器的降低的輸出扭矩，以及響應(yīng)于與轉(zhuǎn)矩機(jī)器操作相關(guān)的故障，來自轉(zhuǎn)矩機(jī)器中的一個(gè)的零輸出轉(zhuǎn)矩可能是需要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]動(dòng)力系統(tǒng)包括多模式變速器，其構(gòu)造成在多個(gè)變速器范圍中的一個(gè)中在發(fā)動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)矩機(jī)器和輸出部件之間傳遞轉(zhuǎn)矩。一種用于操作動(dòng)力系統(tǒng)的方法包括，響應(yīng)于停用轉(zhuǎn)矩機(jī)器中的一個(gè)的命令，響應(yīng)于轉(zhuǎn)矩機(jī)器中的一個(gè)的最小和最大轉(zhuǎn)矩能力極限和輸出轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求，將轉(zhuǎn)矩機(jī)器中的一個(gè)的最小和最大轉(zhuǎn)矩能力匯聚至零并且將最小和最大發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩系統(tǒng)約束匯聚至單個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩命令?？刂苼碜园l(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出包括采用快速發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器以響應(yīng)于輸出轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求控制發(fā)動(dòng)機(jī)，并且將來自轉(zhuǎn)矩機(jī)器中的一個(gè)的轉(zhuǎn)矩輸出維持在零。
[0006]本發(fā)明還提供如下方案:
1.一種用于操作動(dòng)力系統(tǒng)的方法，所述動(dòng)力系統(tǒng)包括多模式變速器，所述多模式變速器構(gòu)造成在多個(gè)變速器范圍的一個(gè)中，在發(fā)動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)矩機(jī)器和輸出部件之間傳遞轉(zhuǎn)矩，所述方法包括:
響應(yīng)于停用轉(zhuǎn)矩機(jī)器中的一個(gè)的命令，響應(yīng)于轉(zhuǎn)矩機(jī)器中的一個(gè)的最小和最大轉(zhuǎn)矩能力極限和輸出轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求，將轉(zhuǎn)矩機(jī)器中的一個(gè)的最小和最大轉(zhuǎn)矩能力匯聚至零并且將最小和最大發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩系統(tǒng)約束匯聚到單個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩命令；以及
控制來自發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出，包括采用快速發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器以響應(yīng)于輸出轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求控制發(fā)動(dòng)機(jī)，并且將來自轉(zhuǎn)矩機(jī)器中的一個(gè)的轉(zhuǎn)矩輸出維持在零。
[0007]2.根據(jù)方案I所述的方法，其中控制來自發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出包括采用快速發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器，其包括當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造為火花點(diǎn)火內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，在不同于MB T點(diǎn)火提前的點(diǎn)火提前控制發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0008]3.根據(jù)方案I所述的方法，其中控制來自發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出包括采用快速發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器，其包括當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造為壓縮點(diǎn)火內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，在不同于最佳燃料噴射正時(shí)的燃料噴射正時(shí)控制發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0009]4.根據(jù)方案I所述的方法，其中停用轉(zhuǎn)矩機(jī)器中的一個(gè)的命令包括在空擋范圍操作變速器的命令。
[0010]5.根據(jù)方案I所述的方法，其中停用轉(zhuǎn)矩機(jī)器中的一個(gè)的命令包括將來自轉(zhuǎn)矩機(jī)器的轉(zhuǎn)矩輸出減少到零轉(zhuǎn)矩輸出的命令。
[0011]6.根據(jù)方案I所述的方法，其中控制來自發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出包括采用快速發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器，其包括當(dāng)在MBT點(diǎn)火提前操作發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，響應(yīng)于最大發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩能力通過控制低速發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器維持速度控制儲(chǔ)備。
[0012]7.一種用于操作動(dòng)力系統(tǒng)的方法，所述動(dòng)力系統(tǒng)包括多模式變速器，所述多模式變速器構(gòu)造成在發(fā)動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)矩機(jī)器和輸出部件之間傳遞轉(zhuǎn)矩，所述轉(zhuǎn)矩機(jī)器構(gòu)造成產(chǎn)生牽引轉(zhuǎn)矩，所述方法包括:
響應(yīng)于產(chǎn)生來自轉(zhuǎn)矩機(jī)器的降低的轉(zhuǎn)矩輸出的命令，將轉(zhuǎn)矩機(jī)器的最小和最大轉(zhuǎn)矩能力匯聚到降低的轉(zhuǎn)矩輸出；以及
響應(yīng)于轉(zhuǎn)矩機(jī)器的最小和最大轉(zhuǎn)矩能力極限以及輸出轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求控制發(fā)動(dòng)機(jī)操作，并且將來自轉(zhuǎn)矩機(jī)器的轉(zhuǎn)矩輸出維持在降低的轉(zhuǎn)矩輸出。
[0013]8.根據(jù)方案7所述的方法，其中響應(yīng)于輸出轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求控制發(fā)動(dòng)機(jī)操作包括控制來自發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出，其包括采用快速發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器以響應(yīng)于輸出轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求控制發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0014]9.根據(jù)方案8所述的方法，其中響應(yīng)于輸出轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求控制發(fā)動(dòng)機(jī)操作包括當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造為火花點(diǎn)火內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，在不同于MBT點(diǎn)火提前的點(diǎn)火提前控制發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0015]10.根據(jù)方案9所述的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)在MBT點(diǎn)火提前操作發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，響應(yīng)于最大發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩能力通過控制低速發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器維持速度控制儲(chǔ)備。
[0016]11.根據(jù)方案8所述的方法，其中控制來自發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出包括采用快速發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器以響應(yīng)于輸出轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求控制發(fā)動(dòng)機(jī)，其包括當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造為壓縮點(diǎn)火內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，在不同于最佳燃料噴射正時(shí)的燃料噴射正時(shí)控制發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0017]12.一種用于操作動(dòng)力系統(tǒng)的方法，所述動(dòng)力系統(tǒng)包括多模式變速器，所述多模式變速器構(gòu)造成在多個(gè)變速器范圍的一個(gè)中，在發(fā)動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)矩機(jī)器和輸出部件之間傳遞轉(zhuǎn)矩，所述方法包括:
響應(yīng)于減少來自構(gòu)造為產(chǎn)生牽引轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩機(jī)器中的一個(gè)的轉(zhuǎn)矩輸出的命令，響應(yīng)于轉(zhuǎn)矩機(jī)器中的一個(gè)的最小和最大轉(zhuǎn)矩能力和輸出轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求，將轉(zhuǎn)矩機(jī)器中的一個(gè)的最小和最大轉(zhuǎn)矩能力匯聚至優(yōu)選的狀態(tài)并且將最小和最大發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩系統(tǒng)約束匯聚到單個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩命令；以及
其中控制來自發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出包括響應(yīng)于輸出轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求采用快速發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器控制發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0018]13.根據(jù)方案12所述的方法，其中減少來自構(gòu)造為產(chǎn)生牽引轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩機(jī)器中的一個(gè)的轉(zhuǎn)矩輸出的命令響應(yīng)于轉(zhuǎn)矩機(jī)器的降低的轉(zhuǎn)矩能力。
[0019]14.根據(jù)方案12所述的方法，其中將轉(zhuǎn)矩機(jī)器中的一個(gè)的最小和最大轉(zhuǎn)矩能力匯聚到優(yōu)選的狀態(tài)包括響應(yīng)于轉(zhuǎn)矩機(jī)器的降低的轉(zhuǎn)矩能力匯聚轉(zhuǎn)矩機(jī)器中的一個(gè)的最小和最大轉(zhuǎn)矩能力。
[0020]15.根據(jù)方案12所述的方法，其中控制來自發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出包括采用快速發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器，其包括當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造為火花點(diǎn)火內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，在不同于MB T點(diǎn)火提前的點(diǎn)火提前控制發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0021]16.根據(jù)方案15所述的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)在MBT點(diǎn)火提前操作發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，響應(yīng)于最大發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩能力通過控制低速發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器維持速度控制儲(chǔ)備。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]現(xiàn)在將通過舉例的方式參照附圖來描述一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，在附圖中:
圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和多模式變速器的多模式動(dòng)力系統(tǒng)的實(shí)施例；
圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的被采用來控制參照?qǐng)D1描述的動(dòng)力系統(tǒng)以停用轉(zhuǎn)矩機(jī)器中的一個(gè)，由此從其中產(chǎn)生零轉(zhuǎn)矩的實(shí)施例；以及
圖3曲線地示出了根據(jù)本發(fā)明的與參照?qǐng)D1描述的動(dòng)力系統(tǒng)的實(shí)施例相關(guān)的操作參數(shù)，其執(zhí)行參照?qǐng)D2描述的控制方案的實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0023]現(xiàn)在參看附圖，其中圖示用于僅示出某些示例性實(shí)施例的目的，且并非用于對(duì)其限制的目的，圖1繪出了非限制性多模式動(dòng)力系統(tǒng)，其包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(發(fā)動(dòng)機(jī))12、多模式變速器(變速器)10，以及控制器5。變速器10分別機(jī)械地聯(lián)接到轉(zhuǎn)矩致動(dòng)器，其包括發(fā)動(dòng)機(jī)12和第一轉(zhuǎn)矩機(jī)器60和第二轉(zhuǎn)矩機(jī)器62，且構(gòu)造成在發(fā)動(dòng)機(jī)12、第一和第二轉(zhuǎn)矩機(jī)器60，62、以及傳動(dòng)系90之間傳遞轉(zhuǎn)矩。第一轉(zhuǎn)矩機(jī)器62和第二轉(zhuǎn)矩機(jī)器62優(yōu)選地為電動(dòng)馬達(dá)/發(fā)電機(jī)。傳動(dòng)系90可包括差速器系統(tǒng)，其促進(jìn)后輪驅(qū)動(dòng)車輛構(gòu)造，或驅(qū)動(dòng)橋系統(tǒng)，其促進(jìn)前輪驅(qū)動(dòng)車輛構(gòu)造。
[0024]發(fā)動(dòng)機(jī)12可為任何合適的燃燒裝置，并且包括有選擇地操作在若干狀態(tài)中的多缸內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)以將轉(zhuǎn)矩經(jīng)由輸入部件14傳遞至變速器10，且可為火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)或壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)12優(yōu)選地包括聯(lián)接到變速器10的輸入部件14上的曲軸。來自于發(fā)動(dòng)機(jī)12的功率輸出，即，發(fā)動(dòng)機(jī)速度和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，可不同于至變速器10的輸入速度和輸入轉(zhuǎn)矩，因?yàn)樵诎l(fā)動(dòng)機(jī)12與變速器10之間的輸入部件14上放置有轉(zhuǎn)矩消耗構(gòu)件，例如，轉(zhuǎn)矩管理裝置或機(jī)械驅(qū)動(dòng)的液壓泵。發(fā)動(dòng)機(jī)12構(gòu)造成在進(jìn)行的動(dòng)力系操作期間響應(yīng)于操作條件來執(zhí)行自動(dòng)停止和自動(dòng)啟動(dòng)操作?？刂破?構(gòu)造成控制發(fā)動(dòng)機(jī)12的致動(dòng)器，以控制燃燒參數(shù)，包括在如此裝備的發(fā)動(dòng)機(jī)上的進(jìn)氣質(zhì)量空氣流量、火花點(diǎn)火正時(shí)、噴射燃料質(zhì)量、燃料噴射正時(shí)、用以控制再循環(huán)排出氣體的流的EGR閥位置、以及進(jìn)氣門/排氣門的正時(shí)和定相。發(fā)動(dòng)機(jī)12采用快速發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器，例如火花正時(shí)控制或燃料噴射正時(shí)控制，以及慢速發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器，例如節(jié)氣門/質(zhì)量空氣控制或燃料質(zhì)量控制，從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)速度和轉(zhuǎn)矩可通過控制包括空氣流轉(zhuǎn)矩和火花導(dǎo)致的轉(zhuǎn)矩的燃燒參數(shù)來控制。發(fā)動(dòng)機(jī)速度還可通過控制第一轉(zhuǎn)矩機(jī)器60和第二轉(zhuǎn)矩機(jī)器62的馬達(dá)轉(zhuǎn)矩來控制輸入部件14處的反應(yīng)轉(zhuǎn)矩來控制。
[0025]所示的變速器10為二模式復(fù)合分離式電-機(jī)械變速器10，其包括二個(gè)行星齒輪組20和30，以及三個(gè)可接合的轉(zhuǎn)矩傳遞裝置，S卩，離合器Cl 52，C2 54和C3 56。操作的二個(gè)模式指的是操作的功率分開模式，包括輸入分開模式和復(fù)合分開模式，如本文所述?？蓸?gòu)想出變速器的其它實(shí)施例，包括那些具有三個(gè)或更多個(gè)操作的功率分開模式的實(shí)施例。行星齒輪組20包括太陽齒輪部件22、環(huán)形齒輪部件26，以及聯(lián)接到齒輪架部件上的行星齒輪24。齒輪架部件可旋轉(zhuǎn)地支承行星齒輪24，且聯(lián)接到可旋轉(zhuǎn)的軸部件16，行星齒輪24設(shè)置成與太陽齒輪部件22和環(huán)形齒輪部件26成嚙合關(guān)系。行星齒輪組30包括太陽齒輪部件32、環(huán)形齒輪部件36，以及聯(lián)接到齒輪架部件上的行星齒輪34。行星齒輪34設(shè)置成與太陽齒輪部件32和環(huán)形齒輪部件36兩者成嚙合關(guān)系，齒輪架部件聯(lián)接到可旋轉(zhuǎn)的軸部件16上。
[0026]如本文使用，離合器是指如下的轉(zhuǎn)矩傳遞裝置，其可響應(yīng)于控制信號(hào)有選擇地應(yīng)用。舉例來說，每個(gè)離合器可為任何合適的轉(zhuǎn)矩傳遞裝置，包括單板或復(fù)合板離合器或組件、單向離合器、帶式離合器或制動(dòng)器。在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)離合器可包括單向離合器裝置或可選擇單向離合器裝置。控制回路構(gòu)造成控制各個(gè)離合器的離合器狀態(tài)，包括激活和停用各個(gè)離合器。在一個(gè)實(shí)施例中，控制回路是液壓回路，其構(gòu)造成控制各個(gè)離合器的離合器狀態(tài)，其中加壓液壓流體由液壓泵供應(yīng)，液壓泵可由控制器5可操作地控制。離合器C2 54是旋轉(zhuǎn)離合器。離合器Cl 52和C3 56為制動(dòng)裝置，其可接地(ground)至變速器箱55。
[0027]高電壓電氣系統(tǒng)包括電能儲(chǔ)存裝置，例如，經(jīng)由高電壓電氣總線電性聯(lián)接到變速器功率逆變器控制模塊的高電壓電池(電池)85，且構(gòu)造成具有用于監(jiān)測電功率流的適合的裝置，包括用于監(jiān)測電流和電壓的裝置和系統(tǒng)。電池可以是任何適合的高電壓電能儲(chǔ)存裝置，例如高電壓電池，并且優(yōu)選地包括監(jiān)測系統(tǒng)，其測量供應(yīng)至高電壓電氣總線的電功率，包括電壓和電流。
[0028]第一轉(zhuǎn)矩機(jī)器60和第二轉(zhuǎn)矩機(jī)器62為三相AC馬達(dá)/發(fā)電機(jī)機(jī)器,在一個(gè)實(shí)施例中其均包括定子、轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)速傳感器，如解析器。各個(gè)轉(zhuǎn)矩機(jī)器60，62的馬達(dá)定子接地至變速器箱55的外部部分，且包括定子芯，該定子芯具有從其延伸的卷繞的電繞組。用于第一轉(zhuǎn)矩機(jī)器60的轉(zhuǎn)子支承在轂盤齒輪上，轂盤齒輪機(jī)械地附接到聯(lián)接到第一行星齒輪組20的太陽齒輪22的旋轉(zhuǎn)部件18。用于第二轉(zhuǎn)矩機(jī)器62的轉(zhuǎn)子固定地附接到聯(lián)接到第二行星齒輪組30的太陽齒輪32的旋轉(zhuǎn)部件上。
[0029]變速器10的輸出部件92可旋轉(zhuǎn)地連接到傳動(dòng)系90，以向傳動(dòng)系90提供輸出功率，輸出功率經(jīng)由差動(dòng)齒輪或驅(qū)動(dòng)橋或另一個(gè)適合的裝置傳遞至一個(gè)或多個(gè)車輪。輸出部件92處的輸出功率按照輸出旋轉(zhuǎn)速度和輸出轉(zhuǎn)矩來表征。[0030]來自于發(fā)動(dòng)機(jī)12的輸入轉(zhuǎn)矩和來自于第一轉(zhuǎn)矩機(jī)器60和第二轉(zhuǎn)矩機(jī)器62的馬達(dá)轉(zhuǎn)矩由于從燃料或儲(chǔ)存在電能儲(chǔ)存裝置(電池)中的電勢的能量轉(zhuǎn)換的結(jié)果而生成。電池經(jīng)由高電壓電氣總線高電壓DC聯(lián)接到逆變器模塊上。逆變器模塊優(yōu)選為包括一對(duì)功率逆變器和相應(yīng)的馬達(dá)控制模塊，其構(gòu)造成接收轉(zhuǎn)矩命令且由此控制逆變器狀態(tài)，以用于提供馬達(dá)驅(qū)動(dòng)或再生功能以滿足馬達(dá)轉(zhuǎn)矩命令。功率逆變器包括互補(bǔ)的三相功率電子裝置，且每個(gè)包括多個(gè)絕緣柵雙極晶體管(IGBT)，以通過以高頻率切換來用于將來自電池的DC功率轉(zhuǎn)換成AC功率，以用于向第一轉(zhuǎn)矩機(jī)器60和第二轉(zhuǎn)矩機(jī)器62中的相應(yīng)轉(zhuǎn)矩機(jī)器供能。IGBT形成構(gòu)造成接收控制命令的開關(guān)模式電源。各個(gè)三相電機(jī)的各相包括一對(duì)IGBT。IGBT的狀態(tài)受控制以提供馬達(dá)驅(qū)動(dòng)機(jī)械功率生成或電動(dòng)率再生功能。三相逆變器經(jīng)由DC傳遞導(dǎo)體接收或供應(yīng)DC電功率，且將其變換至三相AC功率或從三相AC功率變換，AC功率傳導(dǎo)至第一轉(zhuǎn)矩機(jī)器60和第二轉(zhuǎn)矩機(jī)器62或從第一轉(zhuǎn)矩機(jī)器60和第二轉(zhuǎn)矩機(jī)器62傳導(dǎo)，以用于通過傳遞導(dǎo)體來作為馬達(dá)或發(fā)電機(jī)操作。逆變器模塊響應(yīng)于馬達(dá)轉(zhuǎn)矩命令，經(jīng)由功率逆變器和相應(yīng)的馬達(dá)控制模塊傳遞電功率往返于第一轉(zhuǎn)矩機(jī)器60和第二轉(zhuǎn)矩機(jī)器62。電流傳輸穿過高電壓電氣總線，往返于電池以使高電壓電池充電和放電。
[0031]控制器5經(jīng)由通信鏈路15信號(hào)地且可操作地聯(lián)結(jié)到動(dòng)力系統(tǒng)中的各種致動(dòng)器和傳感器上，以監(jiān)測和控制動(dòng)力系統(tǒng)的操作，包括綜合信息和輸入，以及執(zhí)行例程來控制致動(dòng)器以滿足關(guān)于燃料經(jīng)濟(jì)性、排放、性能、駕駛性能和保護(hù)包括高電壓電池的電池單元和第一轉(zhuǎn)矩機(jī)器60及第二轉(zhuǎn)矩機(jī)器62的硬件相關(guān)的控制目標(biāo)?？刂破?為整個(gè)車輛控制構(gòu)架的子集，且提供動(dòng)力系統(tǒng)的協(xié)調(diào)的系統(tǒng)控制?？刂破?可包括分布式控制模塊系統(tǒng)，其包括獨(dú)立控制模塊，包括監(jiān)管控制模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊、變速器控制模塊、電池組控制模塊，以及逆變器模塊。用戶界面優(yōu)選為信號(hào)地連接到多個(gè)裝置上，通過所述裝置，車輛操作員指示和命令動(dòng)力系統(tǒng)的操作，包括命令輸出轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求和選擇變速器范圍。裝置優(yōu)選為包括加速踏板、操作員制動(dòng)踏板、變速器范圍選擇器(PRNDL)，以及車輛速度巡航控制系統(tǒng)。變速器范圍選擇器可具有離散數(shù)目的操作者可選擇的位置，包括指示車輛的操作者意圖運(yùn)動(dòng)的方向，且因此指示向前或向后方向的輸出部件92的優(yōu)選旋轉(zhuǎn)方向。將認(rèn)識(shí)到的是，由于由車輛的位置引起的滾回，例如，在斜坡上，故車輛仍會(huì)沿除指示的操作者意圖運(yùn)動(dòng)方向之外的方向移動(dòng)。變速器范圍選擇器的操作者可選擇位置可直接地對(duì)應(yīng)于參照表I所述的各個(gè)變速器范圍，或可對(duì)應(yīng)于參照表I所示的變速器范圍的子集。用戶界面可包括如所示的單個(gè)裝置，或替代地可包括直接地連接到獨(dú)立控制模塊的多個(gè)用戶界面裝置。
[0032]前述控制模塊經(jīng)由通信鏈路15與其它控制模塊、傳感器和致動(dòng)器連通，這實(shí)現(xiàn)了各種控制模塊之間的結(jié)構(gòu)化通信。通信協(xié)議為應(yīng)用專用的。通信鏈路15和適合的協(xié)議提供了前述控制模塊與提供了例如包括防抱死制動(dòng)、牽引控制和車輛穩(wěn)定的功能的其它控制模塊之間的穩(wěn)健的消息發(fā)送和多重控制模塊對(duì)接。多個(gè)通信總線可用于改善通信速度，且提供一定水平的信號(hào)冗余和完整性，并且可包括直接鏈路和串行外圍接口(SPI)總線。獨(dú)立控制模塊之間的通信還可使用無線鏈路實(shí)現(xiàn)，例如，短程無線射頻通信總線。獨(dú)立的裝置還可直接地連接。
[0033]控制模塊、模塊、控制件、控制器、控制單元、處理器和類似用語意指專用集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)軟件或固件程序或例行程序的中央處理器(優(yōu)選為微處理器)和相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器和儲(chǔ)存器(只讀、可編程只讀、隨機(jī)存取、硬盤驅(qū)動(dòng)器等)、組合邏輯電路、輸入/輸出電路和裝置、適合的信號(hào)調(diào)節(jié)和緩沖電路，以及用以提供所述功能的其它構(gòu)件中的一個(gè)或多個(gè)的任何一個(gè)組合或各種組合。軟件、固件、程序、指令、例行程序、代碼、算法和類似用語意指包括校準(zhǔn)和查找表的任何控制器可執(zhí)行指令集?？刂颇K具有執(zhí)行為提供所期望的功能的一組控制例行程序。例行程序如由中央處理單元執(zhí)行，以監(jiān)測來自于感測裝置和其它網(wǎng)絡(luò)控制模塊的輸入，且執(zhí)行用以控制致動(dòng)器的操作的控制和診斷例行程序。在進(jìn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)和車輛操作期間，例行程序可以以被稱作循環(huán)的規(guī)則間隔執(zhí)行，例如，每3.125毫秒、6.25毫秒、12.5毫秒、25毫秒和100毫秒。作為備選，例行程序可響應(yīng)于事件的發(fā)生來執(zhí)行。
[0034]多模式動(dòng)力系構(gòu)造成在多個(gè)動(dòng)力系狀態(tài)中的一個(gè)中操作，包括多個(gè)變速器范圍和發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)，以生成和傳遞轉(zhuǎn)矩至傳動(dòng)系90。發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)包括ON狀態(tài)、OFF狀態(tài)，以及燃料中斷(FCO)狀態(tài)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)以O(shè)FF狀態(tài)操作時(shí)，其不被加燃料，未燃燒，且不自旋。在發(fā)動(dòng)機(jī)以O(shè)N狀態(tài)操作時(shí)，其加燃料，燃燒，且自旋。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)以FCO狀態(tài)操作時(shí)，其自旋，但不加燃料且不燃燒。發(fā)動(dòng)機(jī)的ON狀態(tài)還可包括:全氣缸狀態(tài)(ALL)，其中所有氣缸都加燃料且燃燒；以及氣缸停用狀態(tài)(DEAC)，其中一部分氣缸加燃料和燃燒，而其余氣缸不加燃料且不燃燒。變速器范圍包括通過有選擇地激活離合器Cl 52，C2 54和C3 56實(shí)現(xiàn)的多個(gè)空擋(空擋)，固定擋位(擋位#)，電動(dòng)車輛(EV#)，以及電力可變模式(EVT模式#)范圍?？論醴秶娏D(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器(ETC)范圍，在此期間，即使具有來自轉(zhuǎn)矩機(jī)器的零牽引轉(zhuǎn)矩輸出，電功率可以相對(duì)于輸出轉(zhuǎn)矩，發(fā)動(dòng)機(jī)速度，輸出速度，和轉(zhuǎn)矩機(jī)器中一個(gè)的速度往返于電池流動(dòng)。其他動(dòng)力系狀態(tài)，例如過渡范圍可以被采用。表1描述了多個(gè)動(dòng)力系狀態(tài)，其包括用于操作多模式動(dòng)力系的變速器范圍和發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)。
[0035]表1
【權(quán)利要求】
1.一種用于操作動(dòng)力系統(tǒng)的方法，所述動(dòng)力系統(tǒng)包括多模式變速器，所述多模式變速器構(gòu)造成在多個(gè)變速器范圍的一個(gè)中，在發(fā)動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)矩機(jī)器和輸出部件之間傳遞轉(zhuǎn)矩，所述方法包括: 響應(yīng)于停用轉(zhuǎn)矩機(jī)器中的一個(gè)的命令，響應(yīng)于轉(zhuǎn)矩機(jī)器中的一個(gè)的最小和最大轉(zhuǎn)矩能力極限和輸出轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求，將轉(zhuǎn)矩機(jī)器中的一個(gè)的最小和最大轉(zhuǎn)矩能力匯聚至零并且將最小和最大發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩系統(tǒng)約束匯聚到單個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩命令；以及 控制來自發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出，包括采用快速發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器以響應(yīng)于輸出轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求控制發(fā)動(dòng)機(jī)，并且將來自轉(zhuǎn)矩機(jī)器中的一個(gè)的轉(zhuǎn)矩輸出維持在零。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中控制來自發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出包括采用快速發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器，其包括當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造為火花點(diǎn)火內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，在不同于MBT點(diǎn)火提前的點(diǎn)火提前控制發(fā)動(dòng)機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中控制來自發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出包括采用快速發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器，其包括當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造為壓縮點(diǎn)火內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，在不同于最佳燃料噴射正時(shí)的燃料噴射正時(shí)控制發(fā)動(dòng)機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中停用轉(zhuǎn)矩機(jī)器中的一個(gè)的命令包括在空擋范圍操作變速器的命令。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中停用轉(zhuǎn)矩機(jī)器中的一個(gè)的命令包括將來自轉(zhuǎn)矩機(jī)器的轉(zhuǎn)矩輸出減少到零轉(zhuǎn)矩輸出的命令。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中控制來自發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出包括采用快速發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器，其包括當(dāng)在MBT點(diǎn)火提前操作發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，響應(yīng)于最大發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩能力通過控制低速發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器維持速度控制儲(chǔ)備。
7.一種用于操作動(dòng)力系統(tǒng)的方法，所述動(dòng)力系統(tǒng)包括多模式變速器，所述多模式變速器構(gòu)造成在發(fā)動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)矩機(jī)器和輸出部件之間傳遞轉(zhuǎn)矩，所述轉(zhuǎn)矩機(jī)器構(gòu)造成產(chǎn)生牽引轉(zhuǎn)矩，所述方法包括: 響應(yīng)于產(chǎn)生來自轉(zhuǎn)矩機(jī)器的降低的轉(zhuǎn)矩輸出的命令，將轉(zhuǎn)矩機(jī)器的最小和最大轉(zhuǎn)矩能力匯聚到降低的轉(zhuǎn)矩輸出；以及 響應(yīng)于轉(zhuǎn)矩機(jī)器的最小和最大轉(zhuǎn)矩能力極限以及輸出轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求控制發(fā)動(dòng)機(jī)操作，并且將來自轉(zhuǎn)矩機(jī)器的轉(zhuǎn)矩輸出維持在降低的轉(zhuǎn)矩輸出。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中響應(yīng)于輸出轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求控制發(fā)動(dòng)機(jī)操作包括控制來自發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出，其包括采用快速發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器以響應(yīng)于輸出轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求控制發(fā)動(dòng)機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中響應(yīng)于輸出轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求控制發(fā)動(dòng)機(jī)操作包括當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造為火花點(diǎn)火內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，在不同于MBT點(diǎn)火提前的點(diǎn)火提前控制發(fā)動(dòng)機(jī)。
10.一種用于操作動(dòng)力系統(tǒng)的方法，所述動(dòng)力系統(tǒng)包括多模式變速器，所述多模式變速器構(gòu)造成在多個(gè)變速器范圍的一個(gè)中，在發(fā)動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)矩機(jī)器和輸出部件之間傳遞轉(zhuǎn)矩，所述方法包括: 響應(yīng)于減少來自構(gòu)造為產(chǎn)生牽引轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩機(jī)器中的一個(gè)的轉(zhuǎn)矩輸出的命令，響應(yīng)于轉(zhuǎn)矩機(jī)器中的一個(gè)的最小和最大轉(zhuǎn)矩能力和輸出轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求，將轉(zhuǎn)矩機(jī)器中的一個(gè)的最小和最大轉(zhuǎn)矩能力匯聚至優(yōu)選的狀態(tài)并且將最小和最大發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩系統(tǒng)約束匯聚到單個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩命令；以及.其中控制來自發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出包括響應(yīng)于輸出轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求采用快速發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器控制發(fā)動(dòng)機(jī)。
【文檔編號(hào)】F02D41/00GK103835821SQ201310583158
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月20日
【發(fā)明者】A.H.希普, S.W.麥克格羅根 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司