动力传动系和用于控制动力传动系的方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及一种动力传动系和用于控制动力传动系的方法。
【背景技术】
[0002]机动车辆包括用于推进的动力传动系。例如，动力传动系包括内燃发动机，所述内燃发动机能够燃烧空气/燃料混合物以产生扭矩。除了内燃发动机，动力传动系可包括能够推进车辆的其他功率源。比如，动力传动系可包括至少一个能够将电能转换为动能的电马达。电马达产生的动能可用于推进车辆。
【发明内容】
[0003]有用的是在车辆动力传动系的操作期间最小化燃料消耗，并保持发动机输出功率，尤其是当内燃发动机以发动机部件保护模式操作时，或当电马达-发电机以降功率(derate)模式操作时。当以发动机部件保护模式操作时，内燃发动机可产生输出发动机功率，该输出发动机功率小于针对给定扭矩请求的最大输出发动机功率。因而，与发动机没有以发动机部件保护模式操作时相比，当以发动机部件保护模式操作时，内燃发动机可能需要更多燃料来实现被请求的扭矩。当以降功率模式操作时，电马达-发电机可产生输出马达功率，该输出马达功率小于针对给定扭矩请求的最大输出马达功率。因而，当以降功率模式操作时，动力传动系不能实现被请求的扭矩。但是，当内燃发动机以(或将要以)发动机部件保护模式操作或电马达-发电机以(或将要以)降功率模式操作时，机动车辆应保持其动力传动系输出功率以及其燃料效率基本恒定。为此，本公开描述了一种控制动力传动系的方法，以便当内燃发动机以(或将要以)发动机部件保护模式操作时或电马达-发电机以(或将要以)降功率模式操作时，最小化燃料消耗并保持动力传动系输出功率。
[0004]在实施例中，控制动力传动系的方法包括以下步骤:(a)接收扭矩请求；(b)经由系统控制模块确定内燃发动机是否正在以(或将要以)发动机部件保护模式操作；和(C)经由系统控制模块命令内燃发动机和电马达-发电机分别调整发动机输出功率和马达输出功率，以产生实现请求的扭矩所需的动力传动系输出功率。在本公开中，术语“动力传动系输出功率”是指动力传动系产生的功率。如果系统控制模块确定了内燃发动机将要以发动机部件保护模式操作，则上述方法可防止内燃发动机以发动机部件保护模式操作。
[0005]在另一实施例中，控制动力传动系的方法包括以下步骤:(a)接收扭矩请求；(b)经由系统控制模块确定电马达-发电机是否正在以(或将要以)降功率模式操作；和(C)经由系统控制模块命令内燃发动机和电马达-发电机分别调整发动机输出功率和马达输出功率，以产生实现请求的扭矩所需的动力传动系输出功率。如果系统控制模块确定了电马达-发电机将要以降功率模式操作，则上述方法可防止电马达-发电机以降功率模式操作。
[0006]本公开还涉及动力传动系。在实施例中，动力传动系包括车轴、操作地联接至车轴的内燃发动机、操作地联接至车轴的第一电马达-发电机、操作地联接至车轴的第二电马达-发电机、和系统控制模块，该系统控制模块与内燃发动机、第一电马达-发电机、和第二电马达-发电机通信。系统控制模块被编程为执行以下指令:(a)接收扭矩请求；(b)确定内燃发动机是否正在以(或将要以)发动机部件保护模式操作；(C)命令内燃发动机、第一电马达-发电机、和第二电马达-发电机中的至少一个调整发动机输出功率和马达输出功率中的至少一个，以在内燃发动机正在以发动机部件保护模式操作时产生实现被请求的扭矩所需的动力传动系输出功率。
[0007]根据本公开的方法还包括确定所述动力传动系是否正在稳态驱动条件下操作，其中，如果车轴扭矩的变化速率小于预定速率阈值，则所述动力传动系正在稳态驱动条件下操作。
[0008]且该方法还包括，如果所述动力传动系正在稳态驱动条件下操作，则确定所述动力传动系是否正在以电量维持模式操作。
[0009]在该方法中，命令内燃发动机和电马达-发电机分别调整发动机输出功率和马达输出功率包括，如果所述动力传动系正在以电量维持模式操作，则增加发动机输出功率和减少马达输出功率。
[0010]该方法还包括确定动力传动系是否以电量消耗模式操作。
[0011]在该方法中，电马达-发电机是第一电马达-发电机，动力传动系包括第二电马达-发电机，且该方法进一步包括命令第一电马达-发电机以降功率模式操作，以减少扭矩，以便减少第一电马达-发电机的功率损失；以及命令没有正在以降功率模式操作的第二电马达-发电机增加扭矩，以保持动力传动系输出功率。
[0012]在该方法中，动力传动系是混合电动车辆的一部分，且命令内燃发动机和电马达-发电机分别调整发动机输出功率和马达输出功率包括增加发动机输出功率和减少马达输出功率。
[0013]本公开还公开了一种动力传动系，包括:
[0014]车轴；
[0015]操作地联接至车轴的内燃发动机；
[0016]操作地联接至车轴的第一电马达-发电机；
[0017]操作地联接至车轴的第二电马达-发电机；和
[0018]系统控制模块，与内燃发动机、第一电马达-发电机、和第二电马达-发电机通信，其中，系统控制模块被编程为:
[0019]接收扭矩请求；
[0020]至少部分地基于发动机操作参数来确定内燃发动机是否将要以发动机部件保护模式操作；和
[0021]命令内燃发动机、第一电马达-发电机、和第二电马达-发电机中的至少一个调整发动机输出功率和马达输出功率中的至少一个，以产生实现被请求的扭矩所需的动力传动系输出功率，以及阻止内燃发动机以发动机部件保护模式操作。
[0022]在该动力传动系中，系统控制模块被编程为确定第一和第二电马达-发电机中的至少一个是否将要以降功率模式操作。
[0023]在该动力传动系中，系统控制模块还被编程为:如果第一和第二电马达-发电机中的至少一个将要以降功率模式操作，则命令内燃发动机、第一电马达-发电机、和第二电马达-发电机中的至少一个调整发动机输出功率和马达输出功率中的至少一个，以阻止第一和第二电马达-发电机中的另一个以降功率模式操作。
[0024]在该动力传动系中，系统控制模块配置为，当发动机操作参数处于预定阈值之上时，确定内燃发动机将要以发动机部件保护模式操作。
[0025]本发明的上述特征和优势及其他特征和优势将从用于实施本发明的最佳模式的以下详细描述连同附图时显而易见。
【附图说明】
[0026]图1是包括动力传动系的车辆的示意图；
[0027]图2是用于控制增程式电动车辆(EREV)的动力传动系的方法的流程图，其中，动力传动系的内燃发动机能够以发动机部件保护模式操作；
[0028]图3是用于确定图2的方法的停用准则是否已经被满足的方法的流程图；
[0029]图4是用于控制混合动力电动车辆(HEV)的动力传动系的方法的流程图，其中，动力传动系的内燃发动机能够以发动机部件保护模式操作；
[0030]图5是用于控制增程式电动车辆(EREV)的动力传动系的方法的流程图，其中，动力传动系的电马达-发电机能够以降功率模式操作；
[0031]图6是用于确定图5的方法的停用准则是否已经被满足的方法的流程图；
[0032]图7是用于控制混合动力电动车辆(HEV)的动力传动系的方法的流程图，其中，动力传动系的电马达-发电机能够以降功率模式操作。
【具体实施方式】
[0033]参考附图，其中在几幅图中相同的附图标记对应于相同或相似的构件，图1示意性地示出车辆10，诸如汽车、摩托车、或卡车。作为非限制性例子，车辆10可以是增程式电动车来(EREV)或混合动力电动车辆(HEV)，并包括多个车轮12和动力传动系14，所述动力传动系14能够将扭矩施加至车轮12以推进车辆10。在所描述的实施例中，动力传动系14包括第一或前车轴16和第二或后车轴17。两个车轮12联接至第一车轴16，另两个车轮12联接至第二车轴17。第一车轴16联接至第二车轴17。相应地，扭矩可在第一车轴16和第二车轴17之间传递。尽管附图示出四个车轮12和两个车轴(即，第一车轴16和第二车轴17)，可设想动力传动系14可包括更多或更少的车轮12和车轴。
[0034]动力传动系14进一步包括内燃发动机18和变速器20，所述变速器20操作地联接在内燃发动机18和第一车轴16之间。变速器20可包括行星齿轮组(未示出)，且不论其具体结构如何，可在内燃发动机18和第一车轴16之间传递扭矩。例如，变速器20可将内燃发动机18产生的扭矩选择性地传递至第一车轴16。内燃发动机18能够燃烧空气/燃料混合物，以产生扭矩。这样做，内燃发动机18可从燃料源19接收燃料，诸如汽油。燃料源19因此与内燃发动机18流体连通。
[0035]除了内燃发动机18，动力传动系14还包括第一