CN102556039B - 具有手动变速器的混合动力车辆的控制 - Google Patents

具有手动变速器的混合动力车辆的控制 Download PDF

Info

Publication number
CN102556039B
CN102556039B CN201110409270.4A CN201110409270A CN102556039B CN 102556039 B CN102556039 B CN 102556039B CN 201110409270 A CN201110409270 A CN 201110409270A CN 102556039 B CN102556039 B CN 102556039B
Authority
CN
China
Prior art keywords
speed
engine
clutch
torque
controller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201110409270.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102556039A (zh
Inventor
S.H.斯瓦勒斯
H.杨
J.M.马圭尔
D.L.杜森贝里
C.S.罗斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GM Global Technology Operations LLC filed Critical GM Global Technology Operations LLC
Publication of CN102556039A publication Critical patent/CN102556039A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102556039B publication Critical patent/CN102556039B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/40—Controlling the engagement or disengagement of prime movers, e.g. for transition between prime movers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K6/485—Motor-assist type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/188—Controlling power parameters of the driveline, e.g. determining the required power
    • B60W30/1884—Avoiding stall or overspeed of the engine
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/10—Change speed gearings
    • B60W2510/1015—Input shaft speed, e.g. turbine speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2540/00—Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/10—Accelerator pedal position
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2540/00—Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/14—Clutch pedal position
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/02—Clutches
    • B60W2710/025—Clutch slip, i.e. difference between input and output speeds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/06—Combustion engines, Gas turbines
    • B60W2710/0644—Engine speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/06—Combustion engines, Gas turbines
    • B60W2710/0666—Engine torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/08—Electric propulsion units
    • B60W2710/083—Torque
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Abstract

一种车辆包括变速器，其从发动机和/或电机接收扭矩。离合器组件，其可以由驾驶员促动，被可操作地布置在变速器与电机，发动机或两者之间。控制器被配置为控制由电机和发动机提供的扭矩，以防止在离合器组件由车辆的驾驶员的手动促动期间发动机停转、过度的发动机爆发、或两者。

Description

具有手动变速器的混合动力车辆的控制
技术领域
本发明涉及具有手动变速器的混合动力车辆的控制。
背景技术
乘用车辆和商用车辆，包括混合动力车辆，装备有向车辆的车轮提供扭矩的动力传动系统。混合动力车辆典型地使用自动变速器，所述自动变速器可以不能给予驾驶员对在发动机和/或电机与变速器之间传送的扭矩的控制。
发明内容
车辆包括变速器、发动机和电机。发动机和电机均被配置为向变速器提供扭矩。离合器组件被可操作地布置在变速器与电机和发动机的至少一个之间。离合器组件被配置为由车辆的驾驶员的手动地促动。控制器被配置为控制由电机和发动机的提供的扭矩，以防止在离合器组件由车辆的驾驶员手动促动期间发动机停转、过度的发动机爆发(flare)，或两者均有。
一种防止车辆中发动机停转、过度的发动机爆发、或两者的方法包括接收车辆速度、加速器踏板的位置、和挡位选择。方法还包括从车辆速度、加速器踏板的位置、和挡位选择中的至少一个确定期望的曲轴扭矩。期望的曲轴扭矩足以防止在离合器组件由车辆的驾驶员手动促动期间发动机停转。方法还包括命令发动机和电机的每一个在离合器组件由驾驶员手动促动期间提供至少一部分期望的曲轴扭矩。
此处描述的车辆和方法可以给予驾驶员对在发动机和变速器之间的扭矩的传送的一些控制，同时提升行车体验和增加燃料效率。
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
图1是示例混合动力车辆的示意图；
图2示出各个车辆构件的速度随时间变化的示例图；
图3示出离合器容量和加速器踏板位置随时间变化的示例图；
图4示出各个扭矩随时间变化的示例图；
图5示出各个车辆构件的速度在不同时间的示例图；
图6示出示例控制示意图，其可以由混合动力车辆的控制器实现；
图7示出示例过程的流程图，所述过程可以由混合动力车辆的控制器实现。
具体实施方式
具有手动变速器的混合动力车辆给予驾驶员对在发动机和变速器之间的扭矩的传送的一些控制，同时提升行车体验和提高燃料经济型。车辆还可以包括发动机和电机。发动机、电机、或两者，可以被配置为向变速器提供扭矩。离合器组件被可操作地布置在变速器与发动机和/或电机之间，以向变速器传送扭矩。离合器组件被配置为由车辆的驾驶员手动地促动。控制器被配置为控制由电机和发动机提供的扭矩，以防止在离合器组件由驾驶员手动促动期间的发动机停转、过度的发动机爆发、或两者均有。
图1示出具有手动变速器的混合动力车辆100。车辆100可以采用许多不同的形式和包括多个和/或可替换的构件和设备。尽管示例车辆100在图中示出，但在图中示出的构件不意图为限制性的。实际上，可以使用附加的或可替换的构件和/或实施方式。
车辆100可以包括发动机105、电机110、变速器115、离合器组件120、多个传感器125和控制器130。车辆100可以是任何乘用汽车或商用汽车。进一步地，如此处披露的车辆100的各种特征可以实现在混合电车辆中，包括插电式混合电动车辆(PHEV)或增程式混合动力车辆(EREV)、气动力车辆等。
发动机105可以包括被配置为产生扭矩和向变速器115提供扭矩的任何装置。在一个实施方式中，发动机105可以被配置为经由曲轴135输出扭矩。发动机105可以包括内燃机105，其被配置为燃烧燃料以产生扭矩。相应地，发动机105可以从布置在车辆100上的油箱(未示出)接收燃料。发动机105的操作可以由发动机控制单元(未示出)的控制。发动机105的旋转速度可以部分地由车辆的驾驶员100控制。例如，加速器踏板140可以位于车辆100的客舱中。驾驶员可以促动加速器踏板140，以使得油门(未示出)打开，其可以允许燃料进入发动机105。加速器踏板140可以使用，例如，缆索使得油门直接地打开，或经由电子信号间接地打开。
电机110可以包括被配置为通过将电能转换到旋转运动而产生扭矩和向曲轴135提供附加的扭矩的任何装置。因此，电机110可以从电源(未示出)，诸如电池，接收电能。发动机105和电机110二者均可以被配置为使得曲轴135旋转，以向变速器115提供扭矩。由此，电机110和发动机105可以以允许电机110和发动机105两者都向曲轴135提供扭矩的方式被可操作地连接。在一个可能的实施方式中，电机110可以被配置为起动发动机105和经由曲轴135补充由发动机105提供的扭矩到变速器115。以这种方式，发动机105可以当以低速行进或当滑行时被关闭、及当需要增加燃料经济型时被快速重起动。进一步，电机110可以被配置为用作发电机。例如，电机110可以被配置为产生电能和在电源中储存电能。车辆100可以包括任何数量的电机110。
变速器115可以包括被配置为经由曲轴135转换从发动机105和/或电机110接收的扭矩和输出扭矩、以旋转车辆100的车轮137的任何装置。变速器115可以包括输入轴145、输出轴150、和齿轮箱(未示出)。输入轴145可以被配置为经由，例如，曲轴135从发动机105和/或电机110接收扭矩。输出轴150可以被配置为旋转以向车轮137提供扭矩。齿轮箱可以被可操作地布置在输入轴145和输出轴150之间，以将被提供到输入轴145的扭矩转换为不同的扭矩。因此，齿轮箱可以包括一个或多个齿轮组，该齿轮组将发动机105和/或电机扭矩转换为提供到车轮137的扭矩。在齿轮箱中的齿轮组可以由车辆100的驾驶员使用位于车辆100的客舱中的变速杆160来选择。在一个可能的实施方式中，变速器115是手动变速器，其允许驾驶员在各种前进挡和一个或多个倒挡中选择。变速器115可以包括一个或多个液压构件(未示出)，所述液压构件促动在变速器115内接合各种齿轮。
离合器组件120可以包括被配置为传送来自发动机105和/或电机110和变速器115的扭矩的任何装置。离合器组件120可以包括驱动机构165和从动机构170。驱动机构165可以被可操作地布置在曲轴135上且以与曲轴135相同的速度旋转。因此，驱动机构165的旋转速度可以基于发动机105和/或电机110的旋转速度。从动机构170可以被可操作地布置在变速器115的输入轴145上。相应地，输入轴145可以以与从动机构170相同的速度旋转。当完全接合时，驱动机构165和从动机构170可以被配置为以相同的速度旋转。当完全脱离时，驱动机构165和从动机构170被释放，以不同的速度旋转。离合器组件120可以被部分地接合。当部分接合时，来自驱动机构165的一些扭矩可以被传送到从动机构170。在一个可能的实施方式中，离合器组件120可以由车辆100的驾驶员手动地促动。即，离合器踏板175，其可以被布置在车辆100的客舱中，可以被可操作地连接到离合器组件120。离合器组件120可以被配置为正常接合(例如，当离合器踏板175被释放时接合)且当驾驶员压离合器踏板175时脱离。相应地，离合器踏板175的促动可以使得离合器组件120接合、脱离、或部分接合。
多个传感器125可以包括输入轴传感器180、离合器踏板传感器185、和加速器踏板传感器190。输入轴传感器180可以被可操作地布置在输入轴145上或接近输入轴145，且可以包括被配置为测量输入轴145的旋转速度和输出代表输入轴速度的信号的任何装置。离合器踏板传感器185可以被可操作地布置在离合器踏板175上或接近离合器踏板175，且可以包括被配置为确定离合器踏板175的位置和输出代表离合器踏板175位置的信号的任何装置。加速器踏板传感器190可以被可操作地布置在加速器踏板140上或接近加速器踏板140，及可以包括被配置为确定加速器踏板140的位置和输出代表加速器踏板位置的信号的任何装置。在一个可能的方法中，输入轴传感器180、离合器踏板传感器185、和加速器踏板传感器190中的一个或多个可以包括编码器或解析器。
控制器130可以包括被配置为控制车辆100的各个方面的任何装置。例如，控制器130可以被配置为控制由发动机105和/或电机110提供的扭矩，以防止在离合器组件120的促动期间发动机停转。如果离合器组件120被接合或脱离得太快，发动机可能停转，因此控制器130可以被配置为控制由电机110提供的、在曲轴135上的扭矩，以防止发动机停转。在一个可能的方法中，控制器130可以控制发动机105以高于预先确定的停转速度的速度旋转(例如，发动机105可以在不停转地运行的速度)。即，控制器130可以用预先确定的停转速度编程，且当发动机105具有负荷时、控制发动机105以高于预先确定的停转速度的速度旋转。然而，为了防止发动机105的速度降到预先确定的停转速度之下，控制器130可以还被配置为控制电机110在例如离合器组件120的促动期间向曲轴135提供附加的扭矩。该附加的扭矩可以减少在发动机105上的负荷及防止发动机105停转。预先确定的停转速度可以随行车条件改变而改变。例如，预先确定的停转速度可以基于在发动机105上的负荷，该负荷可以取决于行车条件(例如，离合器组件120是否被接合)而改变。
控制器130可以被配置为接收由输入轴传感器180、离合器踏板传感器185、和加速器踏板传感器190的一个或多个产生的信号，及基于接收的信号控制车辆100的构件。在一个可能的方法中，控制器130可以被配置为基于加速器踏板140的促动识别驾驶员请求。控制器130可以，例如，被配置为从加速器踏板传感器190接收表示加速器踏板140的位置的信号和确定来自该信号的驾驶员请求。为了满足驾驶员请求，控制器130可以控制发动机105和/或电机110的速度，以基于加速器踏板140的促动量提供扭矩。控制器130还可以被配置为基于如由离合器踏板传感器185所识别的离合器踏板175的位置来确定驾驶员请求。例如，当离合器踏板175被压下时，驾驶员意图是没有扭矩从发动机105和/或电机110传送到变速器115。
同样，控制器130可以被配置为从输入轴传感器180接收输入轴速度。控制器130可以当，例如，离合器组件120被至少部分地接合时、使用输入轴速度来控制发动机105。即，基于加速器踏板140被压下的量的驾驶员请求可以表示驾驶员希望的被提供到变速器115的扭矩的量。输入轴145的速度可以用于估计经由离合器组件120被传送到输入轴145的扭矩的量。由此，控制器130可以监控输入轴速度，以确保由发动机105和/或电机110扭矩提供的曲轴135的旋转速度满足驾驶员请求。否则，控制器130可以被配置为增加发动机105和/或电机110的速度，以增加提供到曲轴135和输入轴145的扭矩的量。此外，控制器130可以被配置为基于输入轴速度相对于车辆100的速度的改变而确定升挡(例如，当驾驶员将变速器115换到更高挡时)和降挡(例如，当驾驶员将变速器115换到更低挡时)。
在一个可能的实施方式中，控制器130可以被配置为控制发动机105在例如离合器组件120的接合期间保持减少离合器组件120的滑差的速度。使用输入轴速度，控制器130可以同步曲轴135的旋转速度、以大致匹配输入轴145的速度。因此，离合器组件120将在接合期间经历更少的滑差，导致增加的燃料效率。进一步，当发动机105和变速器115被大致同步时接合离合器可以减少正被传送到车轮137的剩余扭矩，所述剩余扭矩可以导致令人不愉快的行车感觉。控制器130还可以被配置为控制发动机105，以减少发动机爆发。和其他情况相比，发动机爆发可以当使离合器组件120至少部分接合之前、驾驶员短暂地压下加速器踏板140以发动车辆100(例如，轻踩油门(tip-in))时发生。作为轻踩油门的结果，发动机105的旋转速度可以迅速地增加和减少，这可能使用超量的燃料。相应地，控制器130可以被配置为确认可以使得发动机爆发(例如，轻踩油门)的情况，且不论驾驶员压下加速器踏板140的方式，控制发动机105的速度以减少发动机爆发。
通常，计算系统和/或装置，诸如控制器130，可以采用任何一些计算机操作系统且通常包括计算机可执行指令，其中指令可以由一个或多个计算装置执行，诸如以上列出的那些。计算机可执行指令可以从计算机程序编译或解释而来，所述计算机程序使用各种知名的编程语言和/或技术创建，包括但不限于、及单独使用或结合使用，JavaTM、C、C++、Visual Basic、JavaScript、Perl等。通常，处理器(例如，微处理器)例如从存储器、计算机可读介质等接收指令，且执行这些指令，由此进行一个或多个处理，包括一个或多个此处描述的处理。这样的指令和其他数据可以使用各种已知的计算机可读介质来储存和传送。
计算机可读介质(也称为处理器可读介质)包括任何非瞬时(例如，有形的)介质，所述介质参与提供数据(例如，指令)，所述数据可以被计算机(例如，被计算机的处理器)读取。这种介质可以采取许多形式，包括但不限于，非易失性介质和易失性介质。非易失性介质可以包括，例如，光盘或磁盘和其他永久存储器。易失性介质可以包括，例如，动态随机存取存储器(DRAM)，其典型地构成主存储器。这样的指令可以由一个或多个变速器115介质传送，其包括同轴电缆、铜线和光纤，包括线，所述线包括联接到计算机的处理器的系统总线。计算机-可读介质的通用形式包括，例如，软盘、柔性盘、硬盘、磁带、任何其他磁性介质，CD-ROM、DVD、任何其他光学介质、穿孔卡片、纸带、任何其他具有孔的图案的物理介质、RAM、PROM、EPROM、FLASH-EEPROM、任何其他存储器芯片或盒、或任何其他计算机可读的介质。
图2示出发动机速度和输入轴145的速度在各个时间的示例图200。x-轴线(例如，横轴)可以表示时间，y-轴线(例如，竖轴)可以表示速度。线205可以表示发动机速度。在发动时，发动机速度205可以增加，至少直到发动机速度205超过停转速度210。当离合器组件120开始接合时(例如，当驾驶员开始释放离合器踏板175时)，发动机速度205可以由于被部分接合的离合器的负荷而略下降。然而，控制器130可以防止发动机速度205下降到停转速度210之下，以防止发动机105停转。例如，控制器130可以引导电机110向曲轴135提供扭矩，这可减少发动机上的负荷和帮助防止发动机速度205降到停转速度210之下。虚线215可以表示如果控制器130不提供附加的扭矩来辅助发动机105时的发动机速度。如所示，虚线215降到停转速度210之下，这意味着发动机105可能在没有扭矩辅助时停转。通过来自控制器130和电机110的扭矩辅助，在离合器组件120成为完全接合之前，发动机速度205可以开始上升。线220可以表示经由来自发动机105、电机110、或两者的扭矩的输入轴145的旋转速度(例如，输入速度)。控制器130可以控制发动机速度205，以在离合器成为完全接合之前大致匹配输入速度205。虚线225可以表示在发动机105暂缓发动期间电机110的速度。相应地，电机110可以当例如车辆100以低速行进时向输入轴145提供一些扭矩。
图3示出离合器容量305和加速器踏板位置310随时间变化的示例图300。x-轴线(例如，横轴)可以表示时间，y-轴线(例如，竖轴)可以表示离合器容量305和/或加速器踏板位置310。在发动时，驾驶员可以压下加速器踏板140且将其保持在一位置。同时，经由离合器踏板，驾驶员可以命令一定水平的扭矩传送到输入轴145，以发动车辆100。在晚些时候，驾驶员可以进一步释放离合器踏板，增加传送到输入轴145的扭矩。作为响应，控制器130可以用电机扭矩补充发动机扭矩，以避免发动机速度下降得太低，如在图2中所示。
图4示出曲轴扭矩405和输出扭矩410随时间变化的示例图400，所述曲轴扭矩405和输出扭矩410表示在y-轴线(例如，竖轴)上，时间表示在x-轴线(例如，横轴)上。例如，在发动时，由于离合器组件120如在图3中所示的被至少部分地接合，曲轴扭矩405和输出扭矩410两者均可以上升。当驾驶员释放离合器踏板175，离合器组件120可以开始接合，取决于驾驶员的挡位选择使得输出扭矩410增加或减少。如图所示，输出扭矩410可以由于离合器组件120的部分接合而增加。一旦离合器被完全接合(例如，离合器踏板175被释放)，输出扭矩410可以保持大致相同，直到离合器踏板175被压下以至少部分地脱离离合器组件120。
曲轴扭矩405可以至少部分地取决于如图3中所示的加速器踏板140的位置。此外，在离合器组件120的接合期间，控制器130可以使得曲轴扭矩405短暂地增加，以防止发动机105停转。例如，控制器130可以当离合器组件120被至少部分地接合时使得电机110向曲轴135提供附加的扭矩。尽管在图4未示出，控制器130可以控制发动机105或电机110来减少曲轴扭矩405，以防止发动机105超过爆发极限(例如，最大发动机速度)。
图5示出在示例升档顺序期间的发动机速度和输入轴速度的示例图500。线505可以表示示例发动机速度，而线510可以表示示例输入速度(例如，输入轴145的速度)。在点515处，离合器组件120可以被脱离，从而发动机105不向输入轴145提供扭矩。离合器组件120可以当驾驶员压下离合器踏板175时被脱离。在点520处，在变速器115内的爪形离合器可以被释放。在点525处，在接合离合器组件120之前，同步器可以用于在由驾驶员命令的新挡位状态中同步输入轴145的速度510。例如，同步器可以使得输入速度510下降，及控制器130可以使发动机速度505逐渐减慢。当发动机速度505和输入速度510大致相同时，离合器组件120可以如在点535或点540处所示的被接合。线545示出如果发动机105未接收来自控制器130的同步帮助时的示例发动机速度。如图所示，发动机速度545大致不同于输入速度510，当离合器组件120在点540处被接合时，其可能导致不愉快的行车体验。进一步地，如果控制器130使发动机速度505和输入速度510同步，离合器组件120可以早于点540(例如，在点535处)被接合。糟糕的同步还可能导致一些振动(ringing)，如图由线550所示。线555可以表示在电机110上的扭矩。例如，扭矩在点525处可以是负的。基于来自输入速度传感器的数据，在点525处，控制器130可以确定驾驶员是否打算提挡或降挡，尽管要被选择的具体挡位状态可能是未知的。在示出的示例中，换档是升档。在这种情况下，控制器130可以确认同步中的发动机速度比同步之前低，并请求负曲轴扭矩以沿合适的方向改变发动机速度。在点530处，输入轴145已在新的挡位状态中完全同步，且控制器130可以确定期望的发动机速度。此外，控制器130可以命令更大的负扭矩，以将发动机速度更迅速地改变到用于同步的合适的速度，如由线555示出的。在这段时间内，控制器130可以被配置为主要使用由电机110产生的扭矩将该负曲轴扭矩传递到发动机105，及由此，例如，在发动机减速时将一部分发动机105的动能转换为有用的电池能量。电机110的该示例使用还可以避免需要改变在发动机105中的点火正时，在发动机105是火花点火发动机的示例实施方式中，所述改变远离用于最佳效率的点火正时。在该事件期间维持点火正时允许发动机105继续尽可能有效率的运行，减少发动机105的燃料消耗。在升档期间，系统的操作是类似的，除了控制器130可以被配置为命令正曲轴扭矩以在新的挡位状态中辅助同步。通过更早和更精确的同步的潜在换档时间的减少可以随着时间的过去被驾驶员感知，引起更愉快的和更有燃油效率的行车体验。
图6示出示例控制架构600，其可以由控制器130实现。
在块605处，控制器130可以接收车辆速度和加速器踏板位置，及确定来自车辆速度和加速器踏板位置的车辆加速请求。车辆速度可以由传感器(未示出)测量或从被选择的挡位和发动机速度导出，且加速器踏板位置可以由加速器踏板传感器190测量。
在块610处，控制器130可以确定车辆质量。例如，控制器130可以用估计的车辆质量编程，所述估计的车辆质量可以基于在车辆100中的乘客的数量被调节。控制器130可以使用车辆加速请求和车辆100的质量来产生轴扭矩请求。
在块615处，控制器130可以基于例如驾驶员的挡位选择而接收轴扭矩请求和向轴扭矩请求施加比率。控制器130可以基于轴扭矩请求和挡位选择来输出曲轴扭矩请求。
在块620处，控制器130可以基于离合器踏板175的位置、将曲轴扭矩请求与最小扭矩请求比较。例如，控制器130可以基于离合器踏板175的位置估计在块625处的离合器容量，且向块620输出预期的曲轴扭矩。控制器130可以至少部分地基于曲轴扭矩请求和预期的曲轴扭矩而产生曲轴扭矩命令。
在块630处，控制器130可以接收加速器踏板位置和基于加速器踏板位置施加发动机速度分布。发动机速度分布还可以用于产生曲轴扭矩命令。
在块635处，控制器130可以基于输入轴145的速度和输出轴150的速度来估计挡位状态。例如，控制器130可以用每一个可选择的挡位状态的齿轮比来编程。由此，如果输入轴145与输出轴150的速度比大致等于那些齿轮比中的一个，控制器130可以识别挡位状态。
在块640处，控制器130可以访问各种车辆约束。例如，车辆约束可以包括抗爆发速度限制(例如，在轻踩油门期间的最大发动机速度)、抗停转速度限制(例如，预先确定的停转速度)、电机的扭矩和速度限制、发动机105的扭矩和速度限制，和电池功率限制。这些限制可以是恒定的或可以基于各种输入而变化，所述各种输入诸如外界环境温度；各种构件的温度，所述构件包括发动机105、变速器115、离合器120、电机110、电池等；驾驶员-可选择的开关诸如“运动模式(sport)”、“冬季模式(winter)”或“经济驾驶模式(eco)”开关；加速器踏板输入和/或它的改变率的值；和混合电池充电状态。
在块645处，控制器130可以至少部分基于从块620和630确定的曲轴扭矩命令、在块635处确定的挡位、和在块640处的车辆约束来确定期望的发动机扭矩和期望的电机扭矩。当确定期望的发动机扭矩和期望的电机扭矩时，控制器130还可以考虑车辆100的速度、期望的挡位、和充电状态。
在块650处，控制器130可以施加发动机速度分布以产生发动机速度命令，其可以被提供到块655。在块655处，控制器130可以施加闭环发动机速度控制，以产生闭环发动机扭矩信号和闭环电机扭矩信号。控制器130可以使用闭环发动机扭矩信号和期望的发动机扭矩来在块660处产生发动机扭矩命令。控制器130可以向发动机控制单元(未示出)输出发动机扭矩命令，以控制发动机105提供在块660处确定的扭矩。控制器130可以使用闭环电机扭矩信号和期望的电机扭矩在块665处产生电机扭矩命令。控制器130可以向电机控制单元(未示出)输出电机扭矩命令，以控制电机110提供在块665处确定的扭矩。
图7示出示例过程700的流程图，该过程可以由控制器130实现。
在块705处，控制器130可以从例如车辆速度传感器(未示出)接收车辆速度，所述传感器可以可操作地布置在车辆100的车轮137或轮轴上或接近车辆100的车轮137或轮轴。可替换地，车辆速度可以从发动机速度和被选择的挡位导出。
在块710处，控制器130可以从例如加速器踏板传感器190接收加速器踏板位置。
在块715处，控制器130可以接收挡位选择。驾驶员可以使用变速杆160选择挡位，控制器130可以基于变速杆160的位置识别被选择的挡位。可替换地，控制器130可以基于输入轴145的速度、输出轴150的速度、和每一个可选择的挡位齿轮比导出被选择的挡位。
在块720处，控制器130可以接收如例如从离合器踏板传感器185确定的离合器踏板位置。离合器踏板位置可以指示离合器组件120的接合的量。由此，控制器130可以基于离合器踏板传感器185确定从发动机105传送到输入轴145的扭矩的量。可替换地，控制器130可以基于发动机速度和输入轴145的速度导出离合器踏板175位置。
在块725处，控制器130可以确定期望的曲轴扭矩。例如，控制器130可以使用车辆速度、加速器踏板140的位置、离合器踏板175的位置、和被选择的挡位，以确定驾驶员的意图的曲轴扭矩，其可以用于确定期望的曲轴扭矩。在一个可能的实施方式中，控制器130可以被配置为确定期望的曲轴扭矩至少为驾驶员的意图的曲轴扭矩。
在块730处，控制器130可以将车辆约束施加到意图的曲轴扭矩。车辆约束可以包括抗爆发速度限制(例如，可以作为轻踩油门的结果发生的最大发动机速度)、抗停转速度限制(例如，预先确定的停转速度)、电机的扭矩和速度限制110、发动机105的扭矩和速度限制、和电池功率限制。
在块735处，控制器130可以确定期望的发动机和电机扭矩、并产生发动机和电机扭矩命令。例如，发动机和电机扭矩命令可以至少基于期望的曲轴扭矩和车辆约束。当产生发动机和电机扭矩命令时，控制器130还可以考虑当前的挡位及闭环发动机和电机扭矩，。
在块740处，控制器130可以命令在例如离合器组件120由驾驶员促动期间、发动机105和电机110提供至少一部分期望的曲轴扭矩。控制器130可以向发动机控制单元输出发动机扭矩命令及向电机控制单元输出电机扭矩命令。作为响应，发动机105和电机110可以在离合器组件120的促动期间提供被命令的扭矩。相应地，曲轴扭矩足以防止发动机在离合器组件120的促动期间停转。
尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述，但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。

Claims (9)

1.一种车辆，包括：
变速器，具有输入轴；
发动机，具有曲轴，其中发动机被配置为经由曲轴向变速器的输入轴提供发动机扭矩；
电机，被配置为向变速器的输入轴提供电机扭矩；
离合器踏板，具有离合器踏板位置；
离合器组件，被可操作地布置在在变速器与电机和发动机的至少一个之间，其中，离合器组件被配置为由车辆的驾驶员经由离合器踏板手动促动；
离合器踏板位置传感器，配置为确定离合器踏板位置；和
控制器，与离合器踏板位置传感器通讯，该控制器被配置为使用确定的离合器踏板位置检测离合器组件的接合，控制由电机和发动机提供的扭矩，以使得曲轴旋转速度与输入轴旋转速度同步，以在离合器组件接合期间减少跨离合器组件的滑差，并防止在离合器组件的手动促动期间发生发动机停转和发动机爆发中的至少一种情况。
2.如权利要求1所述的车辆，其中，控制器被配置为通过控制发动机保持在预先确定的停转速度之上的发动机速度而在离合器组件的手动促动期间防止发动机停转。
3.如权利要求2所述的车辆，其中，控制器被配置为控制电机扭矩，以将发动机速度保持在预先确定的停转速度之上。
4.如权利要求1所述的车辆，其中，控制器被配置为通过控制发动机扭矩防止发动机爆发而在离合器组件的手动促动期间防止发动机爆发。
5.一种防止车辆发生发动机停转和过度的发动机爆发中的至少一种情况的方法，该车辆具有变速器、发动机、电机、加速器踏板、离合器踏板和控制器，所述变速器具有输入轴，所述发动机具有提供发动机扭矩到所述输入轴的曲轴，所述方法包括：
经由控制器接收：车辆速度；加速器踏板的位置；以及挡位选择；
从车辆速度、加速器踏板的位置、离合器踏板位置、和挡位选择确定期望的曲轴扭矩，其中，期望的曲轴扭矩足以在离合器组件由车辆的驾驶员手动促动期间防止发动机停转；
使用确定的离合器踏板位置检测离合器组件的接合；以及
经由控制器命令发动机和电机的每一个在离合器组件由驾驶员促动期间提供至少一部分期望的曲轴扭矩，以使得曲轴旋转速度与输入轴旋转速度同步，以在离合器组件接合期间减少跨离合器组件的滑差，并防止在离合器组件的手动促动期间发生发动机停转和发动机爆发。
6.如权利要求5所述的方法，其中，确定期望的曲轴扭矩至少部分基于离合器踏板位置。
7.如权利要求5所述的方法，还包括至少部分基于期望的曲轴扭矩确定期望的发动机扭矩和期望的电机扭矩。
8.如权利要求7所述的方法，其中，确定期望的发动机扭矩和期望的电机扭矩还至少部分基于车辆约束。
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述车辆约束包括抗爆发速度限制、抗停转速度限制、电机扭矩速度限制、发动机扭矩速度限制、和电池功率限制。
CN201110409270.4A 2010-12-09 2011-12-09 具有手动变速器的混合动力车辆的控制 Expired - Fee Related CN102556039B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/964,310 US8768547B2 (en) 2010-12-09 2010-12-09 Control of a hybrid vehicle with a manual transmission
US12/964,310 2010-12-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102556039A CN102556039A (zh) 2012-07-11
CN102556039B true CN102556039B (zh) 2015-04-29

Family

ID=46144909

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110409270.4A Expired - Fee Related CN102556039B (zh) 2010-12-09 2011-12-09 具有手动变速器的混合动力车辆的控制

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8768547B2 (zh)
CN (1) CN102556039B (zh)
DE (1) DE102011120173A1 (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103889800B (zh) * 2011-10-20 2016-10-12 丰田自动车株式会社 混合动力车辆的发动机起动时控制装置
US8942876B2 (en) 2013-02-13 2015-01-27 Ford Global Technologies, Llc Method and system for controlling a user requested shift in a hybrid vehicle
US9102321B2 (en) * 2013-08-06 2015-08-11 Honda Motor Co., Ltd. Hybrid vehicle system and control method for enhancing startup flare control
US9512916B2 (en) * 2014-01-10 2016-12-06 Shawn Baumgartner Customizable drive function mode system and method
DE102015202932B4 (de) * 2015-02-18 2022-05-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Steuervorrichtung für ein Kraftfahrzeug
US9624846B2 (en) * 2015-03-17 2017-04-18 GM Global Technology Operations LLC Manual transmission active speed matching
DE102016201091B4 (de) 2016-01-26 2019-11-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Steuervorrichtung und Verfahren für ein Kraftfahrzeug zur Anfahrunterstützung
US10815954B2 (en) 2018-05-01 2020-10-27 GM Global Technology Operations LLC Starter for an internal combustion engine
SE543691C2 (en) 2019-10-02 2021-06-08 Scania Cv Ab Control device and method for starting a combustion engine during free-wheeling, a vehicle with such device, computer program for executing the method and computer readable medium containing the program
KR20220008436A (ko) * 2020-07-13 2022-01-21 현대자동차주식회사 마일드 하이브리드 차량 및 마일드 하이브리드 차량의 제어 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2318848A (en) * 1996-10-10 1998-05-06 Luk Getriebe Systeme Gmbh Motor vehicle automatic clutch control
CN101377152A (zh) * 2007-08-27 2009-03-04 株式会社电装 发动机爆发管理系统和方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6962135B2 (en) * 2002-01-31 2005-11-08 Visteon Global Technologies, Inc. Use of integrated starter alternator to prevent engine stall
US7517300B2 (en) * 2005-10-31 2009-04-14 Caterpillar Inc. Retarding system implementing torque converter lockup
US8403812B2 (en) * 2009-01-30 2013-03-26 GM Global Technology Operations LLC Method and system for controlling a vehicle engine during a performance shifting maneuver

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2318848A (en) * 1996-10-10 1998-05-06 Luk Getriebe Systeme Gmbh Motor vehicle automatic clutch control
CN101377152A (zh) * 2007-08-27 2009-03-04 株式会社电装 发动机爆发管理系统和方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102556039A (zh) 2012-07-11
DE102011120173A1 (de) 2012-06-14
US20120150371A1 (en) 2012-06-14
US8768547B2 (en) 2014-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102556039B (zh) 具有手动变速器的混合动力车辆的控制
EP2427358B1 (en) Method and device for controlling an automatic freewheeling function in a vehicle
EP2631145B1 (en) Start control method, start control device, hybrid automobile, and program
EP2607752B1 (en) Line pressure control apparatus and method for vehicle
CN103392086B (zh) 变速指示装置
CN101952621B (zh) 用于在车辆中自动或半自动选择较好起动档位的方法和装置
US9085298B2 (en) Power transmission control device for vehicle
CN104890666A (zh) 车辆
JP2002218602A (ja) パラレル・ハイブリッド電気自動車における回生制動エネルギーの回収方法及び装置
US20120289376A1 (en) Hybrid vehicle with dual clutch transmission
CN101959731A (zh) 用于控制混合动力车辆的控制设备和方法
CN101513869A (zh) 混合动力电动车辆的怠速控制
CN103140400A (zh) 车辆及控制方法、以及程序
CN104149775A (zh) 混合动力车的驾驶模式转换及换档控制的系统和方法
CN104442803B (zh) 用于在换挡阶段控制混合动力车辆的方法
CN103165948A (zh) 为混合电动车辆电池充电的方法
JP2005065492A (ja) ハイブリッド型駆動装置を有する自動車の動力配分の制御方法
CN101298235B (zh) 混合动力车辆的模式改变控制系统
CN104884323A (zh) 混合动力车辆的控制装置
CN103221287A (zh) 车辆的动力传递控制装置
CN105452078A (zh) 用于混合动力车辆的控制系统
EP2631140A1 (en) Vehicle, control method, and program
CN103180190A (zh) 车辆的动力传递控制装置
KR20180067838A (ko) 하이브리드 차량의 제어 방법
WO2017164799A1 (en) Method for controlling a hybrid powertrain, a hybrid powertrain, and a vehicle comprising such a hybrid powertrain

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150429

Termination date: 20211209

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee