CN103786718A - 用于混合动力车的控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于混合动力车的控制方法，其迅速地耦合发动机离合器，同时使电池SOC的消耗以及燃料比的劣化最小化，并且即使在驾驶者在EV模式中深度操作加速踏板的情况中也进一步改善车辆的加速。

Description

用于混合动力车的控制系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119(a)要求在2012年10月29日提交的韩国专利申请第10-2012-0120182号的权益，该申请全部内容并入本文以供参考。

技术领域

本发明涉及用于混合动力车的控制系统和方法，更具体地，涉及采用电动机安装至变速器侧方的并联式混合动力传动系的车辆的控制系统和方法。

背景技术

在利用变速器安装的电动装置（TMED）的并联式混合动力车中，发动机、发动机离合器、电动机、以及变速器彼此顺序连接，使得通过控制发动机离合器来允许电动车（EV）模式（即仅由电动机提供动力）和混合电动车（HEV）模式（即由发动机和电动机提供动力）两者。

通过在小程度（“轻微”）操作加速踏板的同时释放发动机离合器，仅由电动机来驱动采用这种并联式混合动力传动系的车辆。通过在大程度（“深度”）操作加速踏板的同时耦合发动机离合器，由发动机和电动机的驱动力来驱动车辆。

如果驾驶员最初轻微地操作加速踏板以使用电动机将速度增加至预定速度，然后深度操作加速踏板，则发动机RPM和电动机RPM被同步化，从而解决因发动机离合器耦合导致的车辆冲击，然后耦合发动机离合器以将发动机扭矩传递至发动机离合器。

如果驾驶员深度操作加速踏板，则即使在发动机RPM和电动机RPM同步时，也需要使车辆加速。结果，电动机被驱动至最大扭矩。然而，如果花费较长时间来使发动机和电动机同步，则在同步之前发动机离合器不耦合，发动机的动力不被传递，并且仅驱动电动机。这导致大大地消耗电池的充电状态（SOC），并且导致低燃料比。

图1相应于根据相关技术的混合动力车的控制方法。当操作者在EV模式中深度操作加速踏板时，如果电动机RPM高于发动机RPM，并由此需要比电动机最大扭矩更高的扭矩，则发动机的速度控制成与电动机RPM同步，从而执行用于耦合发动机离合器的同步离合器耦合（S510）。如果电动机RPM低于发动机RPM，则执行滑动离合器耦合（S520），其中发动机离合器在被滑动的同时被同步化，然后离合器在使RPMs同步之后被完全耦合。

然而，在同步离合器耦合（S510）过程中，当电动机RPM迅速增加以便降低发动机RPM时，仅由电动机以最大输出驱动车辆。这样过度地消耗SOC，并且使燃料比劣化，同时还引起发动机经由不必要的速度控制而消耗燃料。

该现象的产生是因为在消耗化石燃料的发动机中产生RPM增加，该RPM增加即使当将速度控制到最大量时也无法赶上电动机速度的增加。

上述在背景技术部分描述的项目仅用于帮助理解本发明的背景，并且不应理解为承认其相应于本发明所属领域技术人员已经知晓的技术。

发明内容

本发明提供用于混合动力车的控制系统和方法，其能够迅速地耦合发动机离合器，同时使电池SOC的消耗以及燃料比的劣化最小化。该控制系统和方法即使在驾驶者在EV模式中深度操作加速踏板从而需要高于最大电动机扭矩的扭矩的情况中仍改善车辆加速，并且电动机的RPM增加率高于发动机RPM可增加的增加率。

一方面，本发明提供用于混合动力车的控制方法，其通过安装在混合动力车内的控制器内的处理器执行。更具体地，该方法包括：耦合类型确定过程，配置成确定是否应该实施同步离合器耦合，在同步离合器耦合中离合器在电动机RPM和发动机RPM同步之后耦合；电动机增加率确定过程，配置成如果在耦合类型确定过程中确定应该实施同步离合器耦合，则比较电动机的RPM增加率和预定参考率；以及同步离合器耦合延迟过程，配置成如果在电动机增加率确定步骤中确定电动机的RPM增加率高于参考率，则延迟同步离合器耦合。

根据本发明的实施方式，用于混合动力车的控制方法能够配置成迅速地耦合发动机离合器，同时使电池SOC的消耗和燃料比的劣化最小化。而且，即使在驾驶者在EV模式中深度操作加速踏板从而需要比电动机最大扭矩更高的扭矩的情况中，控制方法也能够改善车辆的加速，并且电动机的RPM增加率高于发动机RPM可增加的增加率。

附图说明

现在将参考附图图示的本发明的某些示例性实施方式来详细地描述本发明的上述和其它特征，下文给出的这些实施方式仅仅用于示例说明，因此不是对本发明的限制，其中：

图1是示出根据相关技术的用于混合动力车的控制方法的流程图；并且

图2是示出根据本发明实施方式的用于混合动力车的控制方法的流程图。

应当理解到，所附的附图并非必然是按比例的，其说明了本发明基本原理的各种优选特征的一定程度上简化的代表。本文公开的本发明的具体设计特征，包括，例如，具体大小、方向、位置和形状将部分取决于具体的既定用途和使用环境。

在附图中，附图标记在几张图中通篇指代本发明的相同或等同部件。

具体实施方式

应理解，本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语包括通常的机动车，例如，包括多功能运动车（SUV）、公共汽车、卡车、各种商务车的客车，包括各种船只和船舶的水运工具，飞行器等等，并且包括混合动力车、电动车、插入式混合电动车、氢动力车和其它代用燃料车（例如，来源于石油以外的资源的燃料）。如本文所提到的，混合动力车是具有两种或多种动力源的车辆，例如，具有汽油动力和电动力的车辆。

本文使用的术语仅仅是为了说明示例性实施方式的目的而不是意在限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一个、一种（a、an）”和“该（the）”也意在包括复数形式，除非上下文中清楚指明。还可以理解的是，在说明书中使用的术语“包括（comprises和/或comprising）”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但是不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其群组。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合。

尽管示例性实施方式描述为使用多个单元来实施示例性操作，但可以理解的是，也可以通过一个或多个模块来实施示例性操作。此外，可以理解的是术语控制器是指包括存储器和处理器的硬件装置。存储器配置成储存模块，并且处理器具体配置成执行所述模块以实施以下进一步描述的一个或多个操作。

更进一步，本发明的控制逻辑可实施为含有通过处理器、控制器等执行的可执行程序指令的非暂时性计算机可读介质。计算机可读介质的例子包括但不限于，ROM、RAM、光盘（CD）-ROM、磁带、软盘、优盘、智能卡和光学数据存储装置。还能够在网络耦合的计算机系统中分布计算机可读记录介质，使得例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网（CAN）以分散的方式存储并且执行计算机可读介质。

参考图2，根据本发明实施方式的用于混合动力车的控制方法包括耦合类型确定过程（S20），其中确定是否应该实施同步离合器耦合（S60），其中离合器在电动机RPM和发动机RPM同步之后耦合；电动机增加率确定过程（S30），其在耦合类型确定过程（S20）中确定需要同步离合器耦合（S60）时，比较电动机的RPM增加率和预定参考率；以及同步离合器耦合延迟过程（S40），其在电动机增加率确定过程（S30）中确定电动机的RPM增加率高于参考率时，延迟同步离合器耦合（S60）。

也就是，如果在耦合类型确定过程（S20）中，确定在使电动机RPM和发动机RPM同步之后，应该实施同步离合器耦合，则在电动机增加率确定过程（S30）中，确定当前电动机的RPM增加率是否为如下水平，即在短时间内，通过发动机的速度控制，能够使发动机RPM与电动机RPM同步。如果是（即，存在不能迅速执行同步的情况），则通过同步离合器耦合延迟过程（S40）延迟同步离合器耦合，并且继续现有的EV模式。

在该情况下，如果继续EV模式，则仅通过电动机继续驱动车辆，并且仅电动机的RPM增加。相应地，如果高水平换挡阶段的齿轮接合，则传动比减少，其相对地增加车辆的负荷并减少电动机RPM。因此，在电动机增加率确定过程（S30）中，如果确定电动机RPM增加率不大于参考率，则执行同步离合器耦合（S60）（而不是同步离合器耦合延迟过程（S40）），并且车辆转换为HEV模式。

因此，通过使用本系统和方法，通过降低或者防止可由发动机速度的连续控制引起的燃料的无效消耗，可以改善燃料效率。即使在通过控制发动机速度不能使发动机RPM与电动机RPM同步的情况下，也实现这样的燃料效率的改善。进一步地，本系统和方法因EV模式提供传动比的减少以及电动机RPM增加的减少，这允许相对迅速的同步离合器耦合（S60），由此促进加速和响应。

因此，根据本发明的实施方式，用于在电动机增加率确定过程（S30）中比较电动机RPM增加率的预定参考率为能够通过发动机的速度控制而增加的发动机RPM的最大变化率，或者根据最大变化率而确定。如此，当产生具有通过发动机速度控制不能达到的水平的电动机RPM增加率时，执行同步离合器耦合延迟过程（S40）。

如图2进一步所示，当在耦合类型确定过程（S20）中确定电动机RPM高于发动机RPM时，则确定应该实施同步离合器耦合（S60）。

另一方面，当在耦合类型确定过程（S20）中确定电动机RPM少于或者等于发动机RPM时，则实施滑动离合器耦合（S50），用于滑动控制和耦合发动机离合器。当在电动机增加率确定过程（S30）中确定电动机RPM增加率是参考率或者更低时，则实施同步离合器耦合（S60），以便在使电动机RPM与发动机RPM同步之后，耦合发动机离合器。

根据本发明的实施方式，控制系统和方法在耦合类型确定过程（S20）之前还包括模式转换确定过程（S10）。在模式转换确定过程（S10）中，当与加速踏板的操作量相应的需求扭矩超过EV模式中的最大扭矩时，则确定需要HEV模式。

因此，当在模式转换确定过程（S10）中确定需要HEV模式时，则（a）通过耦合类型确定过程（S20）执行滑动离合器耦合（S50），或者（b）通过电动机增加率确定过程（S30）执行同步离合器耦合（S60）。如果在电动机增加率确定过程（S30）中确定难以使发动机RPM与电动机RPM同步时，则可以通过同步离合器耦合延迟过程（S40）快速地延迟同步离合器耦合（S60）。

尽管已参考具体实施方式示例说明和描述了本发明，但对本发明所属领域技术人员而言显而易见的是，可以在不偏离本发明范围的情况下对本发明进行各种改善和变化。

Claims (8)

1.一种通过控制器内的处理器执行的用于混合动力车的控制方法，所述方法包括：

通过所述处理器比较所述混合动力车的电动机RPM和发动机RPM并使其同步；

在使电动机RPM和发动机RPM同步之后，通过所述处理器确定是否实施同步离合器耦合；

如果确定应该实施同步离合器耦合，通过所述处理器比较所述电动机的RPM增加率和预定参考率；以及

如果确定所述电动机的RPM增加率高于所述参考率，通过所述处理器延迟同步离合器耦合。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其中根据通过所述发动机的速度控制可增加的所述发动机RPM的最大变化率，实施所述电动机的RPM增加率与所述预定参考率的比较。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其中当所述电动机RPM高于所述发动机RPM时，确定实施同步离合器耦合。

4.根据权利要求3所述的控制方法，还包括在确定是否实施同步离合器耦合之前，通过所述处理器确定与驾驶者的加速踏板的操作量相应的需求扭矩是否超过EV模式中的最大扭矩。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其中如果确定与驾驶者的加速踏板的操作量相应的需求扭矩超过EV模式中的最大扭矩，通过所述处理器确定需要HEV模式。

6.根据权利要求3所述的控制方法，其中（i）当确定所述电动机RPM为所述发动机RPM或更低时，通过所述处理器，执行滑动控制和耦合所述发动机，并且（ii）当确定所述电动机的RPM增加率为所述参考率或更低时，在使所述电动机RPM和所述发动机RPM同步之后，通过所述处理器耦合所述发动机离合器。

7.一种非暂时性计算机可读介质，其含有由处理器执行的程序指令，所述计算机可读介质包括：

比较混合动力车的电动机RPM和发动机RPM并使其同步的程序指令；

确定是否实施同步离合器耦合的程序指令；

当确定应该实施同步离合器耦合时，比较所述电动机的RPM增加率和预定参考率的程序指令；以及

当确定所述电动机的RPM增加率高于所述参考率时，延迟同步离合器耦合的程序指令。

8.根据权利要求7所述的非暂时性计算机可读介质，还包括：

在确定是否实施同步离合器耦合的所述程序指令之前，确定与驾驶者的加速踏板的操作量相应的需求扭矩是否超过EV模式中的最大扭矩的程序指令；以及

当确定所述需求扭矩超过所述最大扭矩时，确定需要HEV模式的程序指令。

Images