CN103826954B - 在混合动力机动车辆中电动模式下的扭矩控制方法 - Google Patents

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Abstract

在仅用电机（MEL）促动车辆的混合动力机动车辆的驱动模式下：当油门踏板处于与所请求的扭矩值大于或等于电机所能提供的最大扭矩（CMELMAX）并且严格小于预先确定的阈值（S）相对应的位置中时，热力发动机保持停机并且电机提供所述最大扭矩（CMELMAX）；以及当油门踏板处于与所请求的扭矩值大于或等于所述阈值（S）相对应的位置中时，热力发动机自动启动并且提供扭矩使得由电机和热力发动机提供的总扭矩值等于所请求的扭矩值。

Description

在混合动力机动车辆中电动模式下的扭矩控制方法
技术领域
本发明涉及一种在混合动力机动车辆中在ZEV（零排放车辆）行驶模式下，即纯电动行驶模式下，向包括热力发动机和电机的发动机组请求的扭矩控制方法。本发明还涉及实施该方法的混合动力机动车辆。
本发明可以应用到所有类型的混合动力车辆，并联式、串联式或者能量分流类型（dérivation de puissance）。
背景技术
在这些车辆中，对热能和电能两种类型能量进行组合可以确保驱动的同时又使能量的使用效率得到优化，从而减小碳氢燃料的消耗量以及由此产生的大气污染。
并联式混合动力车辆能够利用内燃机的热能或者利用驱动电机的电能独立地行驶。为此，例如其配备有在车辆前桥总成上由热力发动机和变速箱构成的组件以及在后桥总成上的电机。
图1回顾了根据现有技术的混合动力车辆的大体结构。
其包括：
-内燃机（MTH）10，汽油内燃机、柴油内燃机或其它类型，其设有惯性飞轮；
-通过干式、湿式或其它离合器12实现的联接/脱离联接系统；
-安装在车辆的后桥总成AR上的电机（MEL）14；
-具有N组分立传动齿轮的减速系统（BV）16，其由手动操控式变速箱（BVMP）、双离合式变速箱（DCT）、自动变动箱（BVA）等实现；
-用于驱动的能量电池（BAT）或者电能存储系统18；以及
-由受控启动器实现的热力发动机的独立启动系统20（SDI）、“停止和启动”控制系统等。
每个机构受各自的近程控制计算机操控。这些计算机本身受到唯一的监控计算机控制，所述唯一的监控计算机做决定并且同步动作以适应驾驶员的意愿。
这些监控器根据车辆的寿命和状态情况操控驱动系统。其确定行驶模式、协调所有过渡阶段并且选择运行点以优化车辆碳氢燃料消耗、消除污染并且优化车况。
固定在后桥总成上的电机提供当热力发动机停止时车辆前进所需的扭矩。
在混合动力车辆上，其可以在ZEV模式下行驶，在该模式下仅使用电机来促动车辆。
用于驱动的电机的扭矩和功率经常分别小于车辆发动机组（GMP）的总扭矩和功率。结果，通常在ZEV模式（即纯电动模式）下行驶的某些情况下，单一的电机不足以确保推动车辆。因此需要启动热力发动机以确保车轮上具有驾驶员所请求的扭矩。
例如，电驱动系统的功率典型地可以大约为GMP的总功率的20%至30%。这意味着车辆电动模式下的性能受到限制并且不能够适应例如驾驶员在超车、插队或高速行驶时可能需要的所有加速情况。
在现有技术中，在电系统的功率不能确保所需加速的情况下，可以启动热力发动机以使车轮获得GMP的总功率。一旦电机达到最大扭矩，即以自动的方式确保这种启动。
由此，如图2所示，油门踏板的行程，在图上以下压百分比（pourcentaged’enfoncement）的形式表示，可以分为两个区域：
-纯电动行驶区域，针对与驾驶员所请求的扭矩值小于或等于电机（MEL）所能提供的扭矩最大值CMELMAX相对应的油门踏板位置；以及
-电动和热动同时行驶区域（MEL+MTH），针对与所请求的扭矩值严格大于CMELMAX相对应的油门踏板位置。
实际上，由于安全性超出第一区域自动启动热力发动机是必须的：不启动或者驾驶员为了启动发动机必须执行额外动作（例如，按压按钮以脱离电动模式）在紧急情况下可能是危险的。
这种传统策略具有若干缺点。
实际上，当车辆使用强制ZEV模式时，如同在很多混合动力车辆中那样，驾驶员会感觉到在轻微促动油门踏板时发动机不启动。
换句话说，驾驶员希望能够在纯电动模式下使用其车辆而不用总是考虑油门踏板的位置而且热力发动机不会不适时地启动。
本发明致力于解决这种需要。
发明内容
为此，本发明提供一种对混合动力机动车辆的发动机组施加的扭矩进行控制的方法，所述发动机组包括热力发动机和电机，其特征在于，所述方法在仅使用电机促动车辆的行驶模式下包括以下步骤：
当油门踏板处于与所请求的扭矩值大于或等于电机所能提供的最大扭矩并且严格小于预先确定的阈值相对应的位置中时，热力发动机保持停机并且电机提供所述最大扭矩；以及
当油门踏板处于与所请求的扭矩值大于或等于所述阈值相对应的位置中时，热力发动机自动启动并且提供扭矩使得由电机和热力发动机提供的总扭矩值等于所请求的扭矩值。
由此，本发明在热力发动机有效启动之前为油门踏板引入“无效”行程。该无效行程使得驾驶员在利用了电动系统的全部容量之后不会不适时地启动，同时保证在紧急情况下能够启动（第一反应是将油门踏板踩到底）。
这能够提高驾驶员对电动行驶的利用同时减少热力发动机不适时地启动次数。
由此，本发明通过提供在电动模式下行驶时非常重要的油门踏板位置极大地改善了驾驶体验和电动行驶的感受。
此外，通过减少热力发动机不适时的启动次数，本发明可以降低碳氢燃料的消耗从而减少相应的大气污染。
根据特定的特征，根据本发明的方法由车辆包括的监控计算机实施，并且所述方法还包括向所述监控计算机持续提供关于油门踏板位置信息的步骤。
为了以上目的，本发明还提供一种包括发动机组的混合动力机动车辆，所述发动机组包括热力发动机和电机，其特征在于，所述混合动力机动车辆包括适于实施如上所述的扭矩控制方法步骤的装置。
根据一个特定特征，所述装置包括适于接收关于油门踏板位置信息的监控计算机。
根据一个特定特征，热力发动机与车辆的前桥总成联接并且电机与车辆的后桥总成联接。
附图说明
通过阅读以下仅作为非限制性示例给出的对特定实施例的说明并且参考附图，可以更加清楚地理解本发明的其它方面和优点，其中：
-图1，已经描述过，是以简化地方式示出传统混合动力机动车辆的大体结构的示意图；
-图2，已经描述过，是示出现有技术的混合动力机动车辆行驶模式根据油门踏板位置的图线；以及
-图3是示出本发明的一个特定实施例的混合动力机动车辆行驶模式根据油门踏板位置的图线。
具体实施方式
在本发明的范围中认为混合动力机动车辆包括发动机组和图1中所示的其它元件，所述发动机组包括热力发动机和电机。
仅作为非限制性示例，热力发动机可以与车辆的前桥总成联接，电机可以与后桥总成联接。然后，也可以选择相反的构造。
该车辆尤其包括监控计算机（图中未示出），其控制对车辆每个机构的操控控制。
根据本发明，该监控计算机尤其适于接收关于油门踏板位置的信息。
根据本发明的扭矩控制方法包括向监控计算机持续提供该信息的步骤。该信息可以例如由位于油门踏板位置处的位置传感器提供。
如图3的图线中所示，在仅使用电机促动车辆的行驶模式下，图中所示的油门踏板行程（与图2相同形式为下压百分比）这次可以分成三个区域：
-当油门踏板处于与驾驶员所请求的扭矩值严格小于电机所能提供的最大扭矩CMELMAX相对应的位置中时，热力发动机停机并且车辆仅依靠电机运动；
-当油门踏板处于与所请求的扭矩值大于或等于电机所能提供的最大扭矩CMELMAX并且严格小于预先确定的阈值S相对应的位置中时，热力发动机保持停机并且电机提供最大扭矩CMELMAX；该第二区域因此对应于踏板的“失效”行程，因此在该区域中，GMP扭矩饱和，因此不管油门踏板如何额外下压，车辆也不会进行更多地加速；以及
-当油门踏板处于与所请求的扭矩值大于或等于阈值S相对应的位置中时，热力发动机自动启动并且提供扭矩使得电机和热力发动机提供的总扭矩值等于所请求的扭矩值。
本领域技术可以选择阈值S的值以避免使车辆乘客处于GMP不能适应紧急扭矩请求的危险情况。
本发明所带来的踏板无效行程由此尤其有利地增加了电动行驶的可用性并且减少不适时的启动。

Claims (5)

1.一种对混合动力机动车辆的发动机组施加的扭矩进行控制的方法，所述发动机组包括热力发动机（10）和电机（14），其特征在于，所述方法在仅使用电机（14）促动车辆的行驶模式下包括以下步骤：
当油门踏板处于与所请求的扭矩值大于或等于电机（14）所能提供的最大扭矩CMELMAX并且严格小于预先确定的阈值S相对应的位置中时，热力发动机（10）保持停机并且电机（14）提供所述最大扭矩CMELMAX；以及
当油门踏板处于与所请求的扭矩值大于或等于所述阈值S相对应的位置中时，热力发动机（10）自动启动并且提供扭矩使得由电机（14）和热力发动机（10）提供的总扭矩值等于所请求的扭矩值。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述方法由车辆包括的监控计算机实施，并且所述方法还包括向所述监控计算机持续提供关于油门踏板位置信息的步骤。
3.一种包括发动机组的混合动力机动车辆，所述发动机组包括热力发动机（10）和电机（14），其特征在于，所述混合动力机动车辆包括适于实施根据权利要求1或2所述的扭矩控制方法步骤的装置。
4.根据权利要求3所述的车辆，其特征在于，所述装置包括适于接收关于油门踏板位置信息的监控计算机。
5.根据权利要求3或4所述的车辆，其特征在于，热力发动机（10）与车辆的前桥总成联接并且电机（14）与车辆的后桥总成联接。
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