CN103863304A - 用于控制混合动力车的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了用于控制混合动力车的方法和系统。所述混合动力车包括控制发动机和电动机之间的动力传送的发动机离合器、以及连接电动机和变速器的输入轴的变速器离合器。所述方法包括：由控制单元确定发动机离合器是否处于卡住故障状况；以及当发动机离合器处于卡住故障状况时，由控制单元控制发动机和变速器离合器，以便根据混合动力车的需求转矩来把发动机的速度保持在预定目标怠速RPM之上。

Description

用于控制混合动力车的方法和系统
技术领域
本公开涉及用于控制混合动力车的方法和系统，并且更特别地涉及用于控制混合动力车的方法和系统，其能够在控制发动机和电动机之间的动力传送的发动机离合器处于卡住故障（stuck-breakdown）状况时运行混合动力车同时防止发动机熄火。
背景技术
混合电动车通过使用来自内燃发动机的动力和来自电池的电力来运转。特别地，混合动力车被设计成高效地组合并且使用内燃发动机和电动机的动力。
例如，如图1中所示，混合动力车包括发动机10、电动机20、发动机离合器30、变速器40、差动齿轮单元50、电池60、集成启动发电机（ISG）70和车轮80。发动机离合器30控制发动机10和电动机20之间的动力传送，并且集成启动发电机（ISG）70启动发动机10或者通过发动机10的输出转矩产生电力。
还示出的是，混合动力车包括：混合动力控制单元（HCU）200，其控制混合电动车的总体运转；发动机控制单元（ECU）110，其控制发动机10的操作；电动机控制单元（MCU）120，其控制电动机20的操作；变速器控制单元（TCU）140，其控制变速器40的操作；以及电池控制单元（BCU）160，其管理和控制电池60。电池控制单元160也可以被称为电池管理系统（BMS）。集成启动发电机70也可以被称为启动/发电电动机或混合启动发电机。
混合动力车可以以诸如下述的驱动模式运行：仅使用电动机20的动力的电动车（EV）模式，使用发动机10的转矩作为主要动力并且使用电动机20的转矩作为辅助动力的混合电动车（HEV）模式，以及在制动期间或者当车辆通过惯性运行时的再生制动（RB）模式。在RB模式中，制动和惯性能量通过电动机20的发电来收集，并且电池60采用收集的能量来充电。
如上所述，混合动力车使用发动机的机械能和电池的电能两者，使用发动机和电动机的最优操作区域，并且在制动期间回收电动机的能量，从而提高燃料和能量效率。然而，当控制发动机和电动机之间的动力传送的发动机离合器处于卡住故障状况时，混合动力车可能会难以正常运行。
发动机离合器的卡住故障状况是这样的故障状况：由于发动机离合器的操作元件的故障和发动机离合器的过热，发动机离合器的摩擦材料卡在一起，使得发动机离合器总是保持锁定状态。当发动机离合器处于卡住故障状况时，由于发动机和电动机连续地连接并且以相同的旋转速度旋转，所以在等于或低于发动机怠速RPM（每分钟转数）的状态中可能会发生发动机熄火。当发动机熄火发生时，混合动力车可能会难以正常运行。
本背景部分中公开的上述信息只是为了增强对本公开的背景的理解，并且因此可能包含不构成对本领域普通技术人员而言已知的相关技术的信息。
发明内容
本公开致力于提供用于控制混合动力车的方法和系统，其具有能够在控制发动机和电动机之间的动力传送的发动机离合器处于卡住故障状况时运行混合动力车同时防止发动机熄火的优点。
本公开的示例性实施例提供了一种控制混合动力车的方法，所述混合动力车包括控制发动机和电动机之间的动力传送的发动机离合器、以及连接变速器的输入轴和电动机的变速器离合器，所述方法包括：确定发动机离合器是否处于卡住故障状况；以及当发动机离合器处于卡住故障状况时，控制发动机和变速器离合器，以便根据混合动力车的需求转矩来把发动机的速度保持在预定目标怠速RPM之上。
上面提到的方法还包括：将燃料喷射到发动机中以便把发动机的速度保持在预定目标怠速RPM之上。控制发动机和变速器离合器的步骤包括：当需求转矩在预定值之下、并且发动机的速度在预定目标怠速RPM之下时，断开变速器离合器。控制发动机和变速器离合器的步骤还包括：当需求转矩在预定值之下、并且发动机的速度在预定目标怠速RPM之上时，锁定变速器离合器。控制发动机和变速器离合器的步骤还包括：当需求转矩在预定值之上、并且发动机的速度在预定目标怠速RPM之下时，对变速器离合器进行滑移控制（slip-controlling）以便启动混合动力车。控制发动机和变速器离合器的步骤还包括：当需求转矩在预定值之上、并且发动机的速度在预定目标怠速RPM之上时，锁定变速器离合器。
本公开的另一实施例提供了一种用于控制通过发动机的动力和电动机的动力的组合来运行的混合动力车的系统，该系统包括：发动机离合器，其配置成控制发动机和电动机之间的动力传送；变速器离合器，其配置成连接电动机和变速器的输入轴，使得变速器离合器安装在变速器中；以及控制单元，其配置成在发动机离合器处于卡住故障状况时控制发动机和变速器离合器，以便根据混合动力车的需求转矩来把发动机的速度保持在预定目标怠速RPM之上。控制单元通过预定程序来操作，并且该预定程序包括用于执行控制混合动力车的方法的一系列命令，所述方法包括：确定发动机离合器是否处于卡住故障状况；以及当发动机离合器处于卡住故障状况时控制发动机和变速器离合器，以便根据混合动力车的需求转矩来把发动机的速度保持在预定目标怠速RPM之上。
如上所述，根据本公开的实施例，可以在控制发动机和电动机之间的动力传送的发动机离合器处于卡住故障状况时运行混合动力车同时防止发动机熄火。
附图说明
图1是示出典型混合动力车的配置的示例性示意图。
图2是根据本公开示例性实施例的用于控制混合动力车的系统的示例性配置图。
图3是根据本公开示例性实施例的控制混合动力车的方法的示例性流程图。
图4是用于解释本公开示例性实施例的操作的示例性曲线图。
<附图标记的说明>
10：发动机        20：电动机
30：发动机离合器  40：变速器
42：变速器离合器  300：控制单元
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本公开的示例性实施例。如本领域技术人员将认识到的那样，所描述的实施例可以以各种不同的方式进行修正，同时所有修正都不脱离本公开的精神或范围。同样的附图标记在整个说明书中始终表示同样的元件。
本文中所用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并且并非旨在对本公开进行限制。如本文中所使用的那样，单数形式的“一”旨在也包括复数形式，除非文中清楚地指出。此外，在整个说明书中，当描述某单元“包括”某构成元件时，其意思是该单元还可以包括除了该元件以外的其它构成元件，除非具体地提到相反的内容。如本文中使用的那样，术语“和/或”包括一个或多个相关列出条目的任何和全部组合。
应理解的是，本文中使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语包括一般的机动车辆（诸如包括运动型多功能车（SUV）、公共汽车、卡车、各种商用车辆在内的客车）、包括各种艇和船在内的水运工具、飞行器等，并且包括混合动力车、电动车、插电式混合电动车、氢动力车以及其它代用燃料车（例如从除石油以外的资源中取得的燃料）。如本文中所述，混合动力车是具有两个或更多个动力源的车辆，例如既有汽油动力又有电动力的车辆。
此外，应理解的是，下面的方法由至少一个控制单元执行。术语“控制单元”是指包括存储器和处理器的硬件装置。所述存储器被配置成存储程序指令，并且所述处理器被具体地配置成执行所述程序指令以执行下面进一步描述的一个或多个处理。
此外，本公开的控制逻辑可以实施为包含由处理器、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。计算机可读介质的实例包括但不限于ROM、RAM、压缩盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光学数据存储装置。计算机可读记录介质也可以分布在网络连接的计算机系统中，使得计算机可读介质以分布式方式（例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网（CAN））被存储和执行。
图1是示出根据本公开示例性实施例的系统可以应用于的典型混合动力车的配置的示意图。如图1所示，典型的混合动力车可以包括：发动机10、电动机20、配置成控制发动机10和电动机20之间的动力传送的发动机离合器30、变速器40、差动齿轮单元50、电池60以及配置成启动发动机10或者通过发动机10的输出产生电力的集成启动发电机（ISG）70。
还示出的是，可以应用的典型混合动力车可以包括：混合动力控制单元（HCU）200，其控制混合电动车的总体运转；发动机控制单元（ECU）110，其控制发动机10的操作；电动机控制单元（MCU）120，其控制电动机20的操作；变速器控制单元（TCU）140，其控制变速器40的操作；以及电池控制单元（BCU）160，其管理和控制电池60。
图2是根据本公开示例性实施例的用于控制混合动力车的系统的配置图。该系统控制变速器离合器从而使混合动力车能够在发动机离合器处于卡住故障状况时运行。
根据本公开示例性实施例的用于控制混合动力车的系统包括：发动机离合器30，其配置成控制发动机10和电动机20之间的动力传送；变速器离合器42，其配置成连接电动机20和变速器40的输入轴，其中变速器离合器42安装在变速器40中；以及控制单元300，其配置成控制发动机10和变速器离合器42，以便在发动机离合器30处于卡住故障状况时根据混合动力车的需求转矩来把发动机10的速度保持在预定目标怠速RPM之上。由于发动机10、电动机20、发动机离合器30、变速器40和变速器离合器42通常安装在典型的混合动力车中，所以在本说明书中将省略其详细描述。
控制单元300可以包括通过程序操作的一个或多个处理器或微处理器和/或硬件，所述程序包括用于执行根据下面描述的本公开的示例性实施例的控制混合动力车的方法的一系列命令。在本公开的示例性实施例中，如图1中所示，控制单元300可以包括：发动机控制单元（ECU），用于控制混合动力车的发动机10的操作；电动机控制单元（MCU），用于控制电动机20的操作；变速器控制单元（TCU），用于控制变速器40的操作；以及混合动力控制单元（HCU），用于控制混合动力车的一般操作。
在根据下面描述的本公开的示例性实施例的控制混合动力车的示例性方法中，一些处理可以由控制单元300执行，另一些处理可以由ECU执行，并且又一些处理可以由MCU、TCU或HCU执行。然而，应理解的是，本公开的范围不限于下面描述的示例性实施例。控制单元可以采用来自本公开的示例性实施例中描述的控制单元的不同组合来实现。此外，控制单元300、ECU、MCU、TCU和HCU可以执行来自本公开的示例性实施例中描述的处理的不同处理组合。
在下文中，将参考附图详细描述根据本公开示例性实施例的控制混合动力车的方法。
图3是根据本公开示例性实施例的控制混合动力车的方法的流程图。如图3中所示，控制单元300确定发动机离合器30是否处于卡住故障状况（S110）。控制单元300可以基于图1中所示的HCU200的发送信号和/或接收信号来确定发动机离合器30是否处于卡住故障状况。HCU200发送和/或接收与发动机离合器30的控制和故障诊断相关联的信号。
在步骤S110中，当确定发动机离合器30正常时，控制单元300与HCU、ECU、MCU、TCU等一起驱动并控制混合动力车（S120）。相反，当确定发动机离合器30处于卡住故障状况时，在控制单元300在发动机10中喷射燃料时，控制单元300控制发动机10和变速器离合器42以便根据用于运行混合动力车的需求转矩来把发动机10的速度保持在预定目标怠速RPM之上（200）。也就是说，当需求转矩减小且变为预定值之下、并且发动机的当前速度在预定目标怠速RPM（例如1000PRM）之下时，控制单元300断开变速器离合器42（S210、S220和S240）。可以基于不需要启动混合动力车的转矩，来设置用于需求转矩的预定值。
在步骤S240中，当控制单元300断开变速器离合器42时，因为传送到驱动轴的驱动转矩被去除，所以控制单元300可以容易地把发动机10的速度保持在怠速PRM。
参考图4，可以观察到的是，当需求转矩减小并且因此混合动力车速度减小时，控制单元300控制变速器离合器42以使其断开，从而把发动机10的速度保持在预定目标怠速RPM之上。此外，当需求转矩减小且变得低于预定值、并且发动机的当前速度在预定目标怠速RPM之上时，控制单元300保持变速器离合器42处于锁定状态（S210、S220和S250）。在这种情况下，由于发动机10的当前速度不在可能导致发动机熄火的预定目标怠速RPM之下，所以控制单元300保持变速器离合器42处于锁定状态。此外，当需求转矩在预定值之上、并且发动机10的当前速度在预定目标怠速RPM之下时，控制单元300对变速器离合器42进行滑移控制以便启动混合动力车（S210、S230和S260）。
参考图4，可以观察到的是，控制单元300对变速器离合器42进行滑移控制以便启动混合动力车。当需求转矩在预定值之上时，其可以对应于驾驶者推压加速踏板从而启动混合动力车的时刻。当驾驶者推压加速踏板时，由于与加速踏板的推压相对应的燃料喷射增加、并且因此发动机10的速度增加，所以控制单元300可以对变速器离合器42进行滑移控制以便启动混合动力车。
相反，当需求转矩在预定值之上、并且发动机的速度在预定目标怠速RPM之上时，其对应于一般的运行状态，控制单元300保持变速器离合器42处于锁定状态（S210、S230和S270）。
因此，可以在发动机离合器处于卡住故障状况时运行混合动力车同时防止发动机熄火。
尽管本公开的内容已经结合当前被认为是示例性实施例的实施例进行了描述，但应理解的是，本公开并不限于所公开的实施例。相反，本公开旨在覆盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种改型和等效配置。

Claims (18)

1.一种控制混合动力车的方法，所述混合动力车包括控制发动机和电动机之间的动力传送的发动机离合器、以及连接所述电动机和变速器的输入轴的变速器离合器，所述方法包括：
由控制单元确定所述发动机离合器是否处于卡住故障状况；以及
当所述发动机离合器处于卡住故障状况时，由所述控制单元控制所述发动机和所述变速器离合器，以便根据混合动力车的需求转矩来把所述发动机的速度保持在预定目标怠速RPM之上。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：由所述控制单元将燃料喷射到所述发动机中以便把所述发动机的速度保持在所述预定目标怠速RPM之上。
3.如权利要求1所述的方法，其中控制所述发动机和所述变速器离合器的步骤包括：当所述需求转矩在预定值之下、并且所述发动机的速度在所述预定目标怠速RPM之下时，断开所述变速器离合器。
4.如权利要求1所述的方法，其中控制所述发动机和所述变速器离合器的步骤包括：当所述需求转矩在预定值之下、并且所述发动机的速度在所述预定目标怠速RPM之上时，锁定所述变速器离合器。
5.如权利要求1所述的方法，其中控制所述发动机和所述变速器离合器的步骤包括：当所述需求转矩在预定值之上、并且所述发动机的速度在所述预定目标怠速RPM之下时，对所述变速器离合器进行滑移控制以便启动混合动力车。
6.如权利要求1所述的方法，其中控制所述发动机和所述变速器离合器的步骤包括：当所述需求转矩在预定值之上、并且所述发动机的速度在所述预定目标怠速RPM之上时，锁定所述变速器离合器。
7.一种用于控制通过组合发动机的动力和电动机的动力来运行的混合动力车的系统，所述系统包括：
发动机离合器，其配置成控制所述发动机和所述电动机之间的动力传送；
变速器离合器，其配置成连接所述电动机和变速器的输入轴，其中所述变速器离合器安装在所述变速器中；以及
控制单元，其配置成在所述发动机离合器处于卡住故障状况时控制所述发动机和所述变速器离合器，以便根据混合动力车的需求转矩来把所述发动机的速度保持在预定目标怠速RPM之上，
其中所述控制单元通过预定程序来操作，并且所述预定程序包括用于执行控制混合动力车的方法的一系列命令，所述方法包括：
确定所述发动机离合器是否处于卡住故障状况；以及
当所述发动机离合器处于卡住故障状况时控制所述发动机和所述变速器离合器，以便根据混合动力车的所述需求转矩来把所述发动机的速度保持在所述预定目标怠速RPM之上。
8.如权利要求7所述的系统，其中所述方法还包括：将燃料喷射到所述发动机中以便把所述发动机的速度保持在所述预定目标怠速RPM之上。
9.如权利要求7所述的系统，其中控制所述发动机和所述变速器离合器的步骤包括：当所述需求转矩在预定值之下、并且所述发动机的速度在所述预定目标怠速RPM之下时，断开所述变速器离合器。
10.如权利要求7所述的系统，其中控制所述发动机和所述变速器离合器的步骤包括：当所述需求转矩在预定值之下、并且所述发动机的速度在所述预定目标怠速RPM之上时，锁定所述变速器离合器。
11.如权利要求7所述的系统，其中控制所述发动机和所述变速器离合器的步骤包括：当所述需求转矩在预定值之上、并且所述发动机的速度在所述预定目标怠速RPM之下时，对所述变速器离合器进行滑移控制以便启动混合动力车。
12.如权利要求7所述的系统，其中控制所述发动机和所述变速器离合器的步骤包括：当所述需求转矩在预定值之上、并且所述发动机的速度在所述预定目标怠速RPM之上时，锁定所述变速器离合器。
13.一种包含用于控制混合动力车的程序指令的非暂时性计算机可读介质，所述混合动力车包括控制发动机和电动机之间的动力传送的发动机离合器、以及连接所述电动机和变速器的输入轴的变速器离合器，所述计算机可读介质包括：
确定所述发动机离合器是否处于卡住故障状况的程序指令；以及
当所述发动机离合器处于卡住故障状况时，控制所述发动机和所述变速器离合器，以便根据混合动力车的需求转矩来把所述发动机的速度保持在预定目标怠速RPM之上的程序指令。
14.如权利要求13所述的计算机可读介质，还包括：将燃料喷射到所述发动机中以便把所述发动机的速度保持在所述预定目标怠速RPM之上的程序指令。
15.如权利要求13所述的计算机可读介质，其中控制所述发动机和所述变速器离合器的程序指令包括：当所述需求转矩在预定值之下、并且所述发动机的速度在所述预定目标怠速RPM之下时，断开所述变速器离合器的程序指令。
16.如权利要求13所述的计算机可读介质，其中控制所述发动机和所述变速器离合器的程序指令包括：当所述需求转矩在预定值之下、并且所述发动机的速度在所述预定目标怠速RPM之上时，锁定所述变速器离合器的程序指令。
17.如权利要求13所述的计算机可读介质，其中控制所述发动机和所述变速器离合器的程序指令包括：当所述需求转矩在预定值之上、并且所述发动机的速度在所述预定目标怠速RPM之下时，对所述变速器离合器进行滑移控制以便启动混合动力车的程序指令。
18.如权利要求13所述的计算机可读介质，其中控制所述发动机和所述变速器离合器的程序指令包括：当所述需求转矩在预定值之上、并且所述发动机的速度在所述预定目标怠速RPM之上时，锁定所述变速器离合器的程序指令。
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