CN102991495A - 一种用于混合动力汽车的离合器的接合控制方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于混合动力汽车的离合器的接合控制方法及其装置，该方法包括：接收离合器接合的控制指令；在第一时间段的所述离合器接合过程之中，控制电机的扭矩维持不变，同时控制发动机维持怠速工况；在所述离合器接合完成之后，在第二时间段内控制所述发动机的目标扭矩以第一一阶滤波曲线上升，同时控制所述电机的扭矩维持不变；在所述第二时间段之后的第三时间段内控制所述电机的扭矩以第二一阶滤波曲线下降。该接合控制方法及其装置使车辆的动力输出能够平顺的由电机为主动力切换到发动机为主动力，减少模式离合器接合过程中的车辆冲击，提高驾驶舒适性。

Description

一种用于混合动力汽车的离合器的接合控制方法及其装置
技术领域
本发明涉及混合动力汽车技术领域，特别涉及一种用于混合动力汽车的离合器的接合控制方法及其接合控制装置，以及包含该接合控制装置的混合动力汽车。
背景技术
随着国际上对能源安全和环境保护问题的重视不断提升，各国对汽车排放污染物要求越来越严格。减少对能源的依赖，实现节能减排，已成为世界经济持续发展迫切需要解决的问题。因此，混合动力汽车、纯电动汽车已成为当今汽车业发展的趋势。其中的油电混合动力汽车是将电机和发动机相结合，针对各个工况设置怠速停机、电机起动、智能充电、再生制动、电机助力、电动爬行等混动功能，具有降低油耗、减少排放、增加续驶里程、提高技术成熟度等优点，是目前汽车行业发展的首选趋势。
图1所示为现有技术中的油电混合动力汽车的结构示意图，包括电机控制器1、电机2、模式离合器3、汽油发动机4、发动机管理系统5、混动动力控制器6、动力电池组7、充电器8、电池管理系统9、油箱10、显示终端11和AMT自动变速箱12。其中，发动机4和电机2是两个动力源；模式离合器3用于两个动力源发动机4和电机2之间的接合；混动动力控制器(HCU)6是整车控制的核心，用于控制协调发动机管理系统(EMS)5和电机控制器(MCU)1之间的协调，以及二者与变速箱控制系统(TCU)的扭矩协调，以实现车辆良好的驾驶性能及能量最优化。
其中，在模式离合器的接合过程中，车辆的动力源由初始的电机动力一种动力源切换为发动机和电机两种动力源同时工作，该过程很容易造成对车辆的巨大冲击。因此，需要一种用于混合动力汽车的离合器的接合控制方法及其控制装置，合理的控制两种动力源在接合过程中的分配，以减少接合过程中的车辆冲击，提高驾驶舒适性。
发明内容
本发明旨在至少解决上述技术问题之一，提供一种用于混合动力汽车的离合器的接合控制方法及其控制装置，减少接合过程中的车辆冲击，提高驾驶舒适性。
为达到上述目的，本发明一方面提供一种用于混合动力汽车的离合器的接合控制方法，包括以下步骤：接收离合器接合的控制指令；在第一时间段的所述离合器接合过程之中，控制电机的扭矩维持不变，同时控制发动机维持怠速工况；在所述离合器接合完成之后，在第二时间段内控制所述发动机的目标扭矩以第一一阶滤波曲线上升，同时控制所述电机的扭矩维持不变；在所述第二时间段之后的第三时间段内控制所述电机的扭矩以第二一阶滤波曲线下降。
其中，所述第一时间段大于所述第三时间段，所述第三时间段大于所述第二时间段。
其中，所述第三时间段的起点由所述发动机的实际扭矩上升点确定。
其中，在所述第一时间段中所述电机的扭矩根据踏板的位置确定。
其中，所述第一一阶滤波曲线和所述以第二一阶滤波曲线的滤波系数相同，例如为0.2-0.6。
其中，在接收离合器接合的控制指令之后，还包括判断是否满足条件：所述电机和所述发动机的转速差在50RPM之内，且车速大于预定值。在判断满足所述条件之后，控制所述离合器接合。
本发明另一方面提供一种用于混合动力汽车的离合器的接合控制装置，包括：接收模块，用于接收离合器接合的控制指令；控制模块，用于控制所述离合器接合，并在第一时间段的所述离合器接合过程之中，控制电机的扭矩维持不变，同时控制发动机维持怠速工况，且在所述离合器接合完成之后，在第二时间段内控制所述发动机的目标扭矩以第一一阶滤波曲线上升，同时控制所述电机的扭矩维持不变，以及在所述第二时间段之后的第三时间段内控制所述电机的扭矩以第二一阶滤波曲线下降。
其中，所述第一时间段大于所述第三时间段，所述第三时间段大于所述第二时间段。
其中，所述第三时间段的起点由所述发动机的实际扭矩上升点确定。
其中，在所述第一时间段中所述电机的扭矩根据踏板的位置确定。
其中，所述第一一阶滤波曲线和所述以第二一阶滤波曲线的滤波系数相同，例如为0.2-0.6。
所述的用于混合动力汽车的离合器的接合控制装置，还包括：判断模块，用于判断是否满足条件：所述电机和所述发动机的转速差在50RPM之内，且车速大于预定值。在判断满足所述条件之后，控制所述离合器接合。
本发明再一方面提供一种混合动力汽车，包括：电机、电动机和如上所述的用于混合动力汽车的离合器的接合控制装置。
本发明提供一种用于油电混合动力汽车的离合器的接合控制方法及其接合控制装置，通过设置不同的控制策略对电机和发动机的扭矩进行控制，使车辆的动力输出能够平顺的由电机为主动力切换到发动机为主动力，减少模式离合器接合过程中的车辆冲击，提高驾驶舒适性。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是现有技术中的油电混合动力汽车的结构示意图；
图2是本发明实施例的离合器接合控制过程示意图；
图3是图1所示离合器接合控制过程的扭矩变化的曲线图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本实施例所述的混合动力汽车为本领域技术人员所悉知的油电混合动力汽车，其基本结构请参照背景技术部分的附图(图1)及描述，在此不再赘述。混合动力汽车的模式离合器接合控制方法主要由混合动力汽车上的HCU实施。
图2所示为本发明实施例提供的模式离合器的接合控制过程示意图，图3为图2所示模式离合器接合控制过程的扭矩变化的曲线图。下面结合图2和图3对本发明实施例的离合器接合控制方法进行说明。
参考图2和图3，本实施例的模式离合器接合控制方法是将电机和发动机的扭矩控制分成四个阶段，分别对各阶段设置不同的控制策略进行扭矩控制，该方法包括以下步骤：
步骤一：接收离合器接合的控制指令。混合动力汽车的操控者一般通过轻踩油门踏板，对离合器发出接合的控制指令。在将要发生模式离合器接合前，即图3所示的t0时刻前，电机的扭矩(图3中的曲线L1)维持在固定值，电机转速(图3中的曲线L4)逐渐增加，发动机转速(图3中的曲线L5)维持在怠速。当满足条件：电机和发动机的转速差在50RPM之内，并且车速大于预定值时，模式离合器开始接合。需指出的是，由于电机的扭矩响应很快，在本发明实施例中可以认为目标扭矩和实际扭矩重合，如图3中的曲线L1所示。
步骤二：在第一时间段的所述离合器接合过程(如图3中的区域ABCD所示)之中，控制电机的扭矩维持不变，同时控制发动机维持怠速工况。其中，第一时间段即图3中的t0至t1时间段，该阶段维持的时间较长，例如约为0.6s。在该过程中，电机的扭矩维持不变，该扭矩值由HCU根据油门踏板的位置确定，发动机维持怠速工况，以确保发动机离合器输出的扭矩为零。通过这种控制策略，车辆的动力输出扭矩没有中断，保持车辆加速。
步骤三：在所述离合器接合完成之后，在第二时间段内控制所述发动机的目标扭矩(图3中的曲线L2)以第一一阶滤波曲线上升，同时控制所述电机的扭矩维持不变。其中，第二时间段即为图3中的t1至t2时间段，该阶段维持的时间较之第一时间段短，例如约为0.3s。在该过程中，电机的扭矩维持不变，以保持车辆的动力输出。发动机的目标扭矩以第一一阶滤波的曲线上升至设定值。其中，第一一阶滤波的系数为0.2-0.6，以保证发动机的扭矩输出的平滑，在本实施例中，第一一阶滤波的系数取约为0.4。由于发动机的自身特性，发动机的实际扭矩响应会滞后一段时间，因此在该过程中，发动机的实际输出扭矩仍为零。
步骤四：在所述第二时间段之后的第三时间段内控制所述电机的扭矩以第二一阶滤波曲线下降，发动机的实际扭矩(图3中的曲线L3)以第一一阶滤波曲线上升至设定的目标扭矩。其中，所述第三时间段即为图3中的t2至t3时间段，该阶段维持的时间较之第一时间段短，较之第二时间段长，例如为0.5s。在该过程中，电机的扭矩以第二一阶滤波曲线下降至设定值，该设定值一般较小，甚至为零。其中，第二一阶滤波和第一一阶滤波的系数可以相同，例如均为0.2-0.6，以保证电机的扭矩输出的平滑，在本实施例中第二一阶滤波的系数取约为0.4。需指出的是，优选地，第三时间段的电机扭矩下降的起点t2由发动机的实际扭矩上升点为参考点确定，以使电机的扭矩和发动机实际扭矩的总和保持不变，以使该过程中整车的动力输出平滑，保证车辆行驶的平顺。
以上四个阶段(图3中的t0前，t0至t1、t1至t2、t2至t3)中，通过采取控制策略并对各阶段时间及滤波系数进行优化，整车的动力输出扭矩平顺变化，使车辆的动力源驱动平顺的从电机驱动转变为发动机驱动，减少模式离合器接合过程中的车辆冲击，提高驾驶舒适性。
为实现上述用于混合动力汽车的离合器的接合控制方法，本发明进一步提供一种用于混合动力汽车的离合器的接合控制装置，该装置包括接收模块和控制模块。接收模块用于接收离合器接合的控制指令。控制模块用于控制所述离合器接合，并在第一时间段的所述离合器接合过程之中，控制电机的扭矩维持不变，同时控制发动机维持怠速工况，且在所述离合器接合完成之后，在第二时间段内控制所述发动机的目标扭矩以第一一阶滤波曲线上升，同时控制所述电机的扭矩维持不变，以及在所述第二时间段之后的第三时间段内控制所述电机的扭矩以第二一阶滤波曲线下降。
其中，所述第一时间段大于所述第三时间段，所述第三时间段大于所述第二时间段。
其中，所述第三时间段的起点由所述发动机的实际扭矩上升点确定。
其中，在所述第一时间段中所述电机的扭矩根据踏板的位置确定。
其中，所述第一一阶滤波曲线和所述以第二一阶滤波曲线的滤波系数相同，例如为0.2-0.6。
所述的用于混合动力汽车的离合器的接合控制装置，还包括判断模块，用于判断是否满足条件：所述电机和所述发动机的转速差在50RPM之内，且车速大于预定值。在判断满足所述条件之后，控制所述离合器接合。
进一步地，本发明提供一种混合动力汽车，包括：电机、电动机和如上所述的用于混合动力汽车的离合器的接合控制装置。
本发明提供一种用于油电混合动力汽车的离合器的接合控制方法及其接合控制装置，以及包含该接合控制装置的混合动力汽车，通过设置不同的控制策略对电机和发动机的扭矩进行控制，使车辆的动力输出能够平顺的由电机为主动力切换到发动机为主动力，减少模式离合器接合过程中的车辆冲击，提高驾驶舒适性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (15)

1.一种用于混合动力汽车的离合器的接合控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
接收离合器接合的控制指令；
在第一时间段的所述离合器接合过程之中，控制电机的扭矩维持不变，同时控制发动机维持怠速工况；
在所述离合器接合完成之后，在第二时间段内控制所述发动机的目标扭矩以第一一阶滤波曲线上升，同时控制所述电机的扭矩维持不变；
在所述第二时间段之后的第三时间段内控制所述电机的扭矩以第二一阶滤波曲线下降。
2.如权利要求1所述的用于混合动力汽车的离合器的接合控制方法，其特征在于，其中，所述第一时间段大于所述第三时间段，所述第三时间段大于所述第二时间段。
3.如权利要求1所述的用于混合动力汽车的离合器的接合控制方法，其特征在于，其中，所述第三时间段的起点由所述发动机的实际扭矩上升点确定。
4.如权利要求1所述的用于混合动力汽车的离合器的接合控制方法，其特征在于，其中，在所述第一时间段中所述电机的扭矩根据踏板的位置确定。
5.如权利要求1所述的用于混合动力汽车的离合器的接合控制方法，其特征在于，其中，所述第一一阶滤波曲线和所述以第二一阶滤波曲线的滤波系数相同。
6.如权利要求5所述的用于混合动力汽车的离合器的接合控制方法，其特征在于，所述第一一阶滤波曲线和所述以第二一阶滤波曲线的滤波系数为0.2-0.6。
7.如权利要求1所述的用于混合动力汽车的离合器的接合控制方法，其特征在于，在接收离合器接合的控制指令之后，还包括：
判断所述离合器接合条件是否满足，在判断所述条件满足之后，控制所述离合器接合，其中，所述离合器接合条件包括：
所述电机和所述发动机的转速差在50RPM之内，且车速大于预定值。
8.一种用于混合动力汽车的离合器的接合控制装置，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收离合器接合的控制指令；
控制模块，用于控制所述离合器接合，并在第一时间段的所述离合器接合过程之中，控制电机的扭矩维持不变，同时控制发动机维持怠速工况，且在所述离合器接合完成之后，在第二时间段内控制所述发动机的目标扭矩以第一一阶滤波曲线上升，同时控制所述电机的扭矩维持不变，以及在所述第二时间段之后的第三时间段内控制所述电机的扭矩以第二一阶滤波曲线下降。
9.如权利要求8所述的用于混合动力汽车的离合器的接合控制装置，其特征在于，其中，所述第一时间段大于所述第三时间段，所述第三时间段大于所述第二时间段。
10.如权利要求8所述的用于混合动力汽车的离合器的接合控制装置，其特征在于，其中，所述第三时间段的起点由所述发动机的实际扭矩上升点确定。
11.如权利要求8所述的用于混合动力汽车的离合器的接合控制装置，其特征在于，其中，在所述第一时间段中所述电机的扭矩根据踏板的位置确定。
12.如权利要求8所述的用于混合动力汽车的离合器的接合控制装置，其特征在于，其中，所述第一一阶滤波曲线和所述以第二一阶滤波曲线的滤波系数相同。
13.如权利要求8所述的用于混合动力汽车的离合器的接合控制装置，其特征在于，所述第一一阶滤波曲线和所述以第二一阶滤波曲线的滤波系数为0.2-0.6。
14.如权利要求8所述的用于混合动力汽车的离合器的接合控制装置，其特征在于，还包括：
判断模块，用于判断所述离合器接合条件是否满足，所述控制模块在判断所述条件满足之后控制所述离合器接合，其中，所述离合器接合条件包括：
所述电机和所述发动机的转速差在50RPM之内，且车速大于预定值。
15.一种混合动力汽车，其特征在于，包括：
电机；
电动机；和
如权利要求8-14任一项所述的用于混合动力汽车的离合器的接合控制装置。
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