CN103863301A - 用于控制车辆驱动扭矩的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及控制车辆的驱动扭矩的方法和系统，其中在车辆的驱动功率进入产生预定最大输出的区域时具有预定量值的扭矩改变，从而在行驶过程中使驾驶者感觉到车辆的驱动功率进入最大输出区域。该方法可包括由控制器计算车辆的驱动请求扭矩，并基于所计算的驱动请求扭矩计算在仪表群的驱动功率计上显示的驱动功率。另外，该方法可包括，当所计算的在驱动功率计上显示的驱动功率进入驱动功率计的预定区时，由控制器将预定附加扭矩增加至驱动请求扭矩。

Description

用于控制车辆驱动扭矩的方法和系统

相关申请的交叉参考

本申请要求于2012年12月7日提交于韩国知识产权局的韩国专利申请No.10-2012-0142068的优先权和利益，其全部内容并入本文以作参考。

技术领域

本发明涉及控制车辆的驱动扭矩的方法和系统，更具体地，涉及如下的控制车辆驱动扭矩的方法和系统，该方法和系统在车辆的驱动功率进入产生预定最大输出的区域时具有预定量值的扭矩改变，从而在行驶过程中使驾驶者感觉到车辆的驱动功率进入最大输出区域。

背景技术

如众所周知的，在车辆中安装有提供行驶信息和各种信息条目的仪表群。仪表群一般包括显示车辆行驶速度的速度计、显示发动机转速的发动机转速计以及显示车辆错误或故障的各种警示灯。

另外，仪表群可以包括显示车辆驱动功率的驱动功率计（PG），如在图1中示出。在驱动功率计PG中，可以形成显示驱动功率提高的区域的推进区（boosting zone）和/或助推区（BAZ）。BAZ主要安装在利用发动机功率和驱动电动机功率的有效组合的混合动力车辆内。

混合动力车辆可以包括例如，如图2中所示的，发动机10、驱动电动机20、在发动机10与驱动电动机20之间中断功率的发动机离合器30、变速器40、差动齿轮50、电池60、起动发动机10或由发动机10的扭矩发电的集成起动器发电机70，以及车轮80。

另外，混合动力车辆可以包括操作混合动力车辆的混合动力控制单元（HCU）200、操作发动机10的发动机控制单元（ECU）110、操作驱动电动机20的电动机控制单元（MCU）120、操作变速器40的变速器控制单元（TCU）140，以及管理电池60的电池控制单元（BCU）160。

BCU160可以称为电池管理系统（BMS）。集成起动器发电机70可以称为集成式起动器和发电机（ISG）或者混合式起动器和发电机（HSG）。

上述的混合动力车辆可以以行驶模式例如电动车辆（EV）模式、混合电动车辆（HEV）模式和再生制动（RB）模式驱动，其中EV模式是仅使用驱动电动机20的功率的纯混合动力车辆模式，在HEV模式中发动机10的扭矩用作主动力并且驱动电动机20的扭矩用作辅助动力，在RB模式中当车辆停止（例如车辆刹车啮合）或由惯性行驶时，通过驱动电动机20的电力产生来收集制动和惯性能量以充入到电池60中。

如上所述，由于混合动力车辆一起利用发动机的机械能和电池的电能并使用发动机和驱动电动机的最优操作区，并且在停止时由驱动电动机收集能量，因此燃料消耗可以增强并且能量可以有效使用。

尽管在上述的混合动力车辆或普通车辆的仪表群中安装有驱动功率计，但当驾驶者查看仪表群时，可能难以辨识对应车辆是否在BAZ中行驶。

在此部分公开的上述信息仅用于增强对本发明背景的理解，因此其可能含有不构成该国本领域中普通技术人员已经知晓的现有技术的信息。

发明内容

本发明提供控制车辆驱动扭矩的方法和系统，其中当车辆的驱动功率进入产生预定最大输出的区域时具有预定量值的扭矩改变，在行驶过程中使驾驶者感觉到车辆的驱动功率进入最大输出区域。

根据本发明的示例性实施方式，控制车辆驱动扭矩的方法可以包括：计算车辆的驱动请求扭矩、基于计算出的驱动请求扭矩来计算在仪表群的驱动功率计上显示的驱动功率，以及当所计算的在驱动功率计上显示的驱动功率进入驱动功率计的预定区时，将预定附加扭矩增加至驱动请求扭矩。

预定附加扭矩的增加可以维持预定时间。另外，可以在所计算的在驱动功率计上显示的驱动功率在驱动功率计的预定区中时维持预定附加扭矩的增加。预定附加扭矩的量值可被确定为使驾驶者感觉到预定附加扭矩，并且可被设定为驱动请求扭矩的约5～10%。

车辆可以是利用发动机功率和驱动电动机功率的有效组合的混合动力车辆。该方法还可包括对发动机和驱动电动机分配通过将驱动请求扭矩和预定附加扭矩相加而获得的扭矩。

在另一实施方式中，控制车辆驱动扭矩的系统可以包括：检测车辆速度的车辆速度传感器、检测加速踏板位置的加速踏板传感器（APS）、提供车辆的行驶信息和状态信息的仪表群，以及驱动扭矩控制单元，当基于车辆速度传感器和加速踏板传感器的信号，车辆的驱动功率进入仪表群的驱动功率计的预定区时，该驱动扭矩控制单元将预定附加扭矩增加至驱动请求扭矩。驱动扭矩控制单元可以由执行根据本发明示例性实施方式的控制车辆驱动扭矩的方法的预定程序操作。

驱动扭矩控制单元可以包括：映射与车辆速度传感器和加速踏板传感器的信号对应的驱动请求扭矩的驱动请求扭矩映射单元、基于驱动请求扭矩映射单元的数据和车辆速度传感器的信号计算驱动功率的驱动功率计算单元、通过在仪表群的驱动功率计上显示的信号过滤由驱动功率计算单元计算的驱动功率的过滤单元、基于由过滤单元输出的驱动功率显示信号来计算被增加至驱动请求扭矩的附加扭矩的附加扭矩计算单元、将由附加扭矩计算单元计算出的附加扭矩与由驱动请求扭矩映射单元映射出的驱动请求扭矩相加的加法单元，以及将由加法单元输出的加得扭矩分配到发动机和驱动电动机的功率分配单元。

如上所述，根据本发明的示例性实施方式，可以在行驶过程中在车辆的驱动功率进入产生预定最大输出的区域时改变预定量值的扭矩，从而使驾驶者感觉到车辆的驱动功率进入最大输出区域。

附图说明

图1是示出根据相关技术的驱动功率计的示例性示意图；

图2是示出根据相关技术的一般混合动力车辆的结构的示例性框图；

图3是示出根据本发明的示例性实施方式的控制车辆驱动扭矩的系统的示例性框图；

图4是示出根据本发明的示例性实施方式的驱动扭矩控制单元的示例性详细框图；

图5是示出根据本发明的示例性实施方式的控制车辆驱动扭矩的方法的示例性流程图；且

图6和图7是示出本发明的示例性实施方式的操作的示例图。

符号说明

10：发动机                       20：驱动电动机

110：发动机控制单元（ECU）       120：电动机控制单元（MCU）

300：驱动扭矩控制单元            302：车辆速度传感器

304：加速踏板传感器（APS）       CL：仪表群

PG：驱动功率计

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。

尽管示例性实施方式被描述为利用多个单元来进行示例性处理，但应当理解示例性处理也可以由一个或多个模块完成。此外，应当理解，术语控制器/控制单元指的是包括存储器和处理器的硬件设备。存储器配置为存储模块，并且处理器被具体配置为执行所述模块以进行以下进一步描述的一个或多个处理。

此外，本发明的控制逻辑可以实现为包含由处理器、控制器/控制单元等执行的可执行程序指令的计算机可读介质上的非暂时性计算机可读介质。计算机可读介质的实例包括但不限于，ROM、RAM、光盘（CD）-ROM、磁带、软盘、快闪驱动器、智能卡和光学数据存储装置。计算机可读记录介质还可以分布在连接网络的计算机系统中，以便，例如通过远程信息处理（telematics）服务器或控制器局域网（CAN）以分布式模式存储和执行计算机可读介质。

本文使用的术语仅仅是为了说明具体实施方式，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、该（a、an、the）”也意在包括复数形式，除非上下文中另外清楚指明。还应当理解的是，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，但是不排除存在或增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的任何和所有组合。

除非具体说明或从上下文明显得到，否则本文所用的术语“约”理解为在本领域的正常容许范围内，例如在均值的2个标准差范围内。“约”可以理解为在所述数值的10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.1%、0.05%或0.01%内。除非另外从上下文清楚得到，本文提供的所有数值都由术语“约”修饰。

下面将参考示出了本发明的示例性实施方式的附图更充分地描述本发明。然而，本发明并不局限于以下描述的示例性实施方式，而是可以以其它形式具体化。另外，在整个说明书中，当提到部件包括某个构成元素时，除有相反描述，否则其不意味着排斥其他构成元素而是意味着还可另外包括构成元素。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的构成元素。

图2是示意性示出应用了根据本发明示例性实施方式的驱动扭矩控制系统的混合动力车辆的示例性视图。

在下文中描述了根据本发明示例性实施方式的驱动扭矩控制系统应用到混合动力车辆。然而应理解，本发明的范围不局限于此。本发明不仅可以应用到混合动力车辆，而且还可以应用到仅使用发动机功率的一般车辆或仅使用驱动电动机的功率的纯电动车辆。

如图2所示，应用了根据本发明示例性实施方式的驱动扭矩控制系统的混合动力车辆可以包括发动机10、电动机20、配置为在发动机10和电动机20之间中断功率的发动机离合器30、变速器40、差动齿轮50、电池60以及配置为起动发动机10或通过发动机10的输出而发电的集成起动器发电机70。

另外，应用了根据本发明示例性实施方式的驱动扭矩控制系统的混合动力车辆可以包括：配置为操作混合动力车辆的混合动力控制单元（HCU）200、配置为操作发动机10的发动机控制单元（ECU）110、配置为操作驱动电动机20的电动机控制单元（MCU）120、配置为操作变速器40的变速器控制单元（TCU）140，以及配置为管理电池60的电池控制单元（BCU）160。

图3是示出根据本发明的示例性实施方式的驱动扭矩控制系统的示例性框图。

当混合动力车辆的驱动功率在仪表群的驱动功率计的预定区（例如推进区和/或助推区（BAZ））中时，根据本发明示例性实施方式的驱动扭矩控制系统可以将预定扭矩增加至驱动请求扭矩以驱动发动机和/或驱动电动机。在驱动扭矩控制系统中，尽管驾驶者可能没查看仪表群，但驾驶者可以感觉到车辆在BAZ中行驶。

根据本发明示例性实施方式的驱动扭矩控制系统可以包括：配置为检测车辆速度的车辆速度传感器302、配置为检测加速踏板位置的加速位置传感器（APS）304、配置为提供混合动力车辆的行驶信息和状态信息的仪表群（CL），以及驱动扭矩控制单元300，其配置为当基于车辆速度传感器302和APS304的信号混合动力车辆的驱动功率处于CL的驱动功率计（PG）的预定区（BAZ）中时，将预定扭矩增加至驱动请求扭矩。

根据本发明的示例性实施方式，车辆速度传感器302可以是例如附装到车轮以检测转速的车辆速度传感器，或例如附装到变速器的最终减速齿轮的车辆速度传感器。然而应理解，本发明的范围并不局限于此。尽管可以使用另一种车辆速度传感器，但本发明的精神可以应用于使得能够计算与实际车辆速度对应的值的任何传感器。

APS304可以是联锁到加速踏板从而检测加速踏板的位置的传感器。CL可以包括图1所示的驱动PG。驱动PG可以包括如参照图1描述的BAZ。

此外，驱动扭矩控制单元（例如控制器）300可以包括至少一个由预定程序操作的微处理器或包括微处理器的硬件。预定程序可以由一系列执行后面描述的根据本发明示例性实施方式的驱动扭矩控制方法的命令形成。

根据本发明的示例性实施方式，如图2所示，驱动扭矩控制单元300可以包括：配置为操作混合动力车辆的发动机10的发动机控制单元（ECU）、配置为操作驱动电动机20的电动机控制单元（MCU）和配置为操作混合动力车辆的混合动力控制单元（HCU）。

在后面描述的根据本发明示例性实施方式的驱动扭矩控制方法中，部分处理可以由驱动扭矩控制单元300执行，其他部分处理可以由ECU、MCU或HCU执行。然而应理解，本发明的范围不限于下述实施方式的描述。控制单元可以由不同于本发明示例性实施方式中所描述的那些的组合来配置。驱动扭矩控制单元300、ECU、MCU和HCU可以执行不同于本发明示例性实施方式中所描述的那些的组合的处理。另一方面，驱动扭矩控制单元300可以由图4所示的详细区块形成。

换言之，驱动扭矩控制单元300可以包括：配置为映射与车辆速度传感器302和APS304的信号对应的驱动请求扭矩的驱动请求扭矩映射单元310、配置为基于驱动请求扭矩映射单元310的数据和车辆速度传感器302的信号来计算驱动功率的驱动功率计算单元320、配置为通过在CL的驱动PG上显示的信号过滤由驱动功率计算单元320计算的驱动功率的过滤单元330、配置为基于由过滤单元330输出的驱动功率显示信号计算被增加至驱动请求扭矩的附加扭矩的附加扭矩计算单元340、配置为将由附加扭矩计算单元340计算的附加扭矩与由驱动请求扭矩映射单元310映射的驱动请求扭矩相加的加法单元350，以及配置为将由加法单元350输出的加得扭矩分配到发动机10和/或驱动电动机20的功率分配单元360。

在下文中，将参考附图详细描述根据本发明示例性实施方式的控制混合动力车辆的驱动扭矩的方法。

图5是示出根据本发明示例性实施方式的控制混合动力车辆的驱动扭矩的方法的示例性流程图。如图5所示，驱动扭矩控制单元300可被配置为基于车辆速度传感器302和APS304的信号来计算混合动力车辆的驱动请求扭矩。驱动请求扭矩可以是由驾驶者请求的扭矩。

当输入了车辆速度传感器302和APS304的信号时，驱动扭矩控制单元300可以配置为由驱动请求扭矩映射单元310确认与信号对应的驱动请求扭矩。接着，驱动扭矩控制单元300可以配置为通过驱动功率计算单元320基于由驱动请求扭矩映射单元310确认的驱动请求扭矩和车辆速度传感器302的信号，计算与驱动请求扭矩对应的驱动功率S120。

计算出的驱动功率可以在CL的驱动PG上显示。当通过驱动功率计算单元320计算出在驱动PG上显示的驱动功率时，驱动扭矩控制单元300的过滤单元330可以配置为通过在驱动PG上显示的信号过滤所计算的驱动功率以输出过滤的驱动功率。由过滤单元330过滤的驱动功率信号可被输入到驱动PG用于显示驱动功率。

当在S120中计算驱动功率时，驱动扭矩控制单元300的附加扭矩计算单元340可以配置为基于由过滤单元330输出的驱动功率信号，确定驱动功率是否具有其中驱动功率在驱动PG的预定区（例如BAZ）中的量值S130。响应于在S130中确定驱动功率具有其中驱动功率在预定区中的量值，驱动扭矩控制单元300的附加扭矩计算单元340可以配置为基于驱动功率信号来计算增加至驱动请求扭矩的附加扭矩S140。附加扭矩的量值可以确定为使驾驶者感觉到附加扭矩并且可以设定为例如驱动请求扭矩的量值的约5～10%。

附加扭矩计算单元340可以配置为仅在预定时间（例如一秒）内将所计算的附加扭矩增加至驱动请求扭矩，如图6所示。附加扭矩计算单元340可以配置为将所计算的附加扭矩连续增加至驱动请求扭矩，如图6所示。当所计算的附加扭矩被增加至驱动请求扭矩时，由于扭矩和车辆速度可暂时改变，如图6和图7所示，因此驾驶者可以感觉到车辆的驱动功率进入功率驱动区而不用查看仪表群。

当由附加扭矩计算单元340计算附加扭矩时，驱动扭矩控制单元300的加法单元350可以配置为将附加扭矩与驱动请求扭矩相加。由加法单元350加得的扭矩可以被输入到驱动扭矩控制单元300的功率分配单元360。当加得的扭矩被输入到功率分配单元360时，功率分配单元360可以配置为对发动机10和驱动电动机20应用发动机扭矩命令和电动机扭矩命令，从而以预定比率生成扭矩S150。

当对发动机10和驱动电动机20应用了分配的发动机扭矩命令和电动机扭矩命令时，发动机10和驱动电动机20可以配置为生成对应扭矩，从而使驱动扭矩和速度产生改变，如图6和图7所示S160。因此，根据本发明的示例性实施方式，驾驶者可以感觉到车辆的驱动功率进入功率驱动区而不用查看仪表群。

虽然已结合目前被认为是实用的示例性实施方式的那些来描述本发明，但是应当理解本发明不局限于所公开的实施方式，相反，其意在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等价布置。

Claims (14)

1.一种控制车辆的驱动扭矩的方法，包括：

由控制器计算车辆的驱动请求扭矩；

由所述控制器基于所计算的驱动请求扭矩计算在仪表群的驱动功率计上显示的驱动功率；以及

当所计算的在所述驱动功率计上显示的驱动功率进入所述驱动功率计的预定区时，由所述控制器将预定附加扭矩增加至所述驱动请求扭矩。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述预定附加扭矩的增加维持预定时间。

3.根据权利要求1所述的方法，其中当所计算的在所述驱动功率计上显示的驱动功率处于所述驱动功率计的所述预定区中时，维持所述预定附加扭矩的增加。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述预定附加扭矩的量值被确定为使驾驶者感觉到所述预定附加扭矩并被设定为所述驱动请求扭矩的量值的约5～10%。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述车辆是利用发动机的功率和驱动电动机的功率的高效组合的混合动力车辆，并且所述方法还包括：

由所述控制器将通过将所述驱动请求扭矩与所述预定附加扭矩相加而得到的扭矩分配给所述发动机和所述驱动电动机。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括：

由所述控制器映射与车辆速度传感器和加速踏板传感器的信号对应的驱动请求扭矩；

由所述控制器基于驱动请求的映射数据和所述车辆速度传感器的信号计算驱动功率；

由所述控制器通过在所述仪表群的驱动功率计上显示的信号来过滤所计算的驱动功率；

由所述控制器基于输出驱动功率显示信号计算被增加至所述驱动请求扭矩的附加扭矩；

由所述控制器将所计算的附加扭矩单元与所映射的驱动请求扭矩相加；以及

由所述控制器将输出的加得扭矩分配给所述发动机和所述驱动电动机。

7.一种控制车辆的驱动扭矩的系统，包括：

车辆速度传感器，所述车辆速度传感器配置为检测车辆速度；

加速踏板传感器，所述加速踏板传感器配置为检测加速踏板的位置；

仪表群，所述仪表群配置为提供所述车辆的行驶信息和状态信息；以及

驱动扭矩控制单元，所述驱动扭矩控制单元配置为：

计算车辆的驱动请求扭矩；

基于所计算的驱动请求扭矩计算在仪表群的驱动功率计上显示的驱动功率；以及

当基于所述车辆速度传感器和所述加速踏板传感器的信号所述车辆的驱动功率进入所述仪表群的驱动功率计的预定区时，将预定附加扭矩增加至驱动请求扭矩。

8.根据权利要求7所述的系统，其中所述预定附加扭矩的增加维持预定时间。

9.根据权利要求7所述的系统，其中当所计算的在所述驱动功率计上显示的驱动功率处于所述驱动功率计的所述预定区中时，维持所述预定附加扭矩的增加。

10.根据权利要求7所述的系统，其中所述预定附加扭矩的量值被确定为使驾驶者感觉到所述预定附加扭矩并被设定为所述驱动请求扭矩的量值的约5～10%。

11.根据权利要求7所述的方法，其中所述车辆是利用发动机的功率和驱动电动机的功率的高效组合的混合动力车辆，并且还包括：

由控制器将通过将所述驱动请求扭矩与所述预定附加扭矩相加而得到的扭矩分配给所述发动机和所述驱动电动机。

12.根据权利要求7所述的系统，其中所述驱动扭矩控制单元还配置为：

映射与所述车辆速度传感器和所述加速踏板传感器的信号对应的驱动请求扭矩；

基于驱动请求的映射数据和所述车辆速度传感器的信号计算驱动功率；

通过在所述仪表群的驱动功率计上显示的信号来过滤所计算的驱动功率；

基于输出驱动功率显示信号计算被增加至所述驱动请求扭矩的附加扭矩；

将所计算的附加扭矩单元与所映射的驱动请求扭矩相加；以及

将输出的加得扭矩分配给所述发动机和所述驱动电动机。

13.一种包含由处理器或控制器执行的程序指令的非暂时性计算机可读介质，所述计算机可读介质包括：

控制车辆速度传感器检测车辆速度的程序指令；

控制加速踏板传感器检测加速踏板的位置的程序指令；

控制仪表群提供车辆的行驶信息和状态信息的程序指令；以及

计算车辆的驱动请求扭矩的程序指令；

基于所计算的驱动请求扭矩计算在仪表群的驱动功率计上显示的驱动功率的程序指令；以及

当基于所述车辆速度传感器和所述加速踏板传感器的信号所述车辆的驱动功率进入所述仪表群的驱动功率计的预定区时，将预定附加扭矩增加至驱动请求扭矩的程序指令。

14.根据权利要求13所述的非暂时性计算机可读介质，还包括：

映射与所述车辆速度传感器和所述加速踏板传感器的信号对应的驱动请求扭矩的程序指令；

基于驱动请求的映射数据和所述车辆速度传感器的信号计算驱动功率的程序指令；

通过在所述仪表群的驱动功率计上显示的信号来过滤所计算的驱动功率的程序指令；

基于输出驱动功率显示信号计算被增加至所述驱动请求扭矩的附加扭矩的程序指令；

将所计算的附加扭矩单元与所映射的驱动请求扭矩相加的程序指令；以及

将输出的加得扭矩分配给发动机和驱动电动机的程序指令。

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