CN103863326B - 用于控制混合动力车的反跳的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于控制混合动力车的反跳的方法和系统。其中，在没有扭矩转换器的混合动力车的换挡期间通过反相控制驱动电机来减少换挡振动和震动。该方法包括：确定换挡命令是否从混合动力车的传动控制单元已输出；当确定输出了换挡命令时，根据换挡命令确认换挡区间划分为至少三相位；确定对应的所分换挡区间是否是允许反跳换挡区间；以及当确定了对应换挡区间是允许反跳换挡区间时，以预定值反相控制混合动力车的驱动电机以减少或衰减对应的换挡区间中产生的振动或震动。

Description

用于控制混合动力车的反跳的方法和系统

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年12月7日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2012-0142061号的优先权和权益，并通过引用将其全部内容结合于此。

技术领域

本发明涉及用于控制混合动力车的反跳（anti-jerk）的方法和系统，其中，在没有扭矩转换器的混合动力车的换挡期间通过对驱动电机进行反相控制来减少换挡振动（shift vibration）和震动（shock）。

背景技术

众所周知，混合动力车（混合动力车）使用内燃机连同电池电源。即，混合动力车使用彼此有效结合的内燃机的动力和驱动电机的动力。

混合动力车（例如，如图1所示）可包括发动机10、驱动电机20、用于控制发动机10与驱动电机20之间的动力传输的发动机离合器30、变速箱40、差动齿轮50、电池60、用于发动发动机10或者通过发动机10的扭矩发电的集成起动器-发电机70、以及车轮80。

此外，混合动力车可包括：用于控制混合动力车的整体操作的混合动力控制单元（HCU）200、用于控制发动机10的操作的发动机控制单元（ECU）110、用于控制驱动电机20的操作的电机控制单元（MCU）120、用于控制变速箱40的操作的传动控制单元（TCU）140、以及用于控制和管理电池60的电池控制单元（BCU）160。

BCU 160可以是电池管理系统（BMS）。集成起动器-发电机70可以是集成起动器和发电机（ISG）或者混合起动器和发电机（HSG）。

可按照以下行驶模式驾驶上述混合动力车：诸如仅采用驱动电机20的动力的纯混合电动模式的电动车辆（EV）模式、发动机10的扭矩作为主动力而驱动电机20的扭矩用作辅助动力的混合电动（HEV）模式、以及在制动车辆或者利用惯性行驶时由驱动电机20的发电机设备所收集的要对电池60充电的制动和惯性能量的再生制动（RB）模式。

如上所述，混合动力车使用发动机的机械能连同电池的电能，以及发动机和驱动电机的最佳运行区域，并且混合动力车在制动时通过驱动电机来收集能量。这些都提高了油耗和能量的有效利用。

在上述的混合动力车中，由于使用发动机离合器而非扭矩转换器，从而发动机和自动变速箱彼此结合，缺点在于：不能获得传统的扭矩转换器所具有的机械（被动式）减震效应。

在混合动力车中，由于不包括附加的减震单元或者该减震单元变得更小，从而在换挡、轻点/轻抬（踩加速器踏板或者在加速器踏板上抬脚的操作），以及与发动机离合器结合期间，产生诸如震动和跳动（瞬间迅速运动）等震动现象并且产生传动轴的振动。这劣化了乘坐舒适性和驾驶性能。

即，由于在上述的混合动力车辆中，在扭矩源（发动机和电机）与驱动系统之间不包括减震单元或者减震单元较小，存在的另一问题是难以抵消来自扭矩源的振动、在换挡期间的震动和来自外界的震动。

在不能有效地减少来自扭矩源的振动或者来自外界的振动时，混合动力车的驾驶性能和乘坐舒适性不尽人意。

在用于解决上述问题的传统技术中，通过发动机控制单元（ECU）延迟点火时间来进行反跳。

在日本专利特开第2006-97622号中披露了传统技术的实例。

由于该日本专利特开第2006-97622号被设置为在起步（launch of a creep）或者换挡期间阻止反跳以减少由反跳引起的不期望的震动，所以存在的问题在于未实质地减少跳动。

在背景技术部分披露的上述信息仅是为了加强对本发明背景的理解，并因此，它所包含的信息并不构成该国对于本领域的普通技术人员所知晓的现有技术。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供用于控制混合动力车的反跳的方法及系统，其中，在没有扭矩转换器的情况下，在混合动力车的换挡期间通过反相控制驱动电机来减少换挡震动。

本发明的另一个目标是提供用于控制混合动力车的反跳的方法及系统，其中，换挡区间划分为允许反跳的区间和禁止反跳的区间，从而在允许反跳的区间内使用电机控制单元（MCU）反相控制驱动电机使得取决于换挡的震动减少。

示例性实施方式提供一种在没有扭矩转换器的情况下，用于控制混合动力车的反跳的方法。该方法包括：确定是否从混合动力车的传动控制单元输出了换挡命令，在确定输出了换挡命令的情况下，确认换挡区间根据该换挡命令至少被划分为三个相位，确定对应的所划分的换挡区间是否是允许反跳的换挡区间，以及在确定该对应换挡区间是允许反跳的换挡区间的情况下，以预定值反相控制混合动力车的驱动电机以降低或衰减在该对应换挡区间中产生的振动和震动。

换挡命令可基于车速信号和加速器踏板传感器（APS）信号来产生。

换挡区间可至少划分为：换挡准备区间、实际换挡区间以及换挡终止区间。

换挡准备区间和换挡终止区间可被设置为允许反跳区间，而实际换挡区间可被设置为禁止反跳区间。

换挡准备区间和换挡终止区间可被设置为在执行换挡时仅有通过液压控制的变速箱的扭矩水平改变而齿轮比不变的区间。实际换挡区间可被设置为在执行换挡时齿轮比改变以遵循目标齿轮比的区间。

划分的换挡区间可与允许反跳区间或者禁止反跳区间匹配以形成映射。

另一示例性实施方式包含用于控制由发动机的动力和驱动电机的动力的适当的结合来驱动的混合动力车的反跳的系统。该系统包括：用于控制发动机与驱动电机之间动力传输的发动机离合器，由驾驶员操控的加速器踏板，用于检测混合动力车车速的车速传感器，用于控制混合动力车变速箱的传动控制单元，用于控制混合动力车的驱动电机的电机控制单元，用于在执行换挡期间基于加速器踏板信号、车速传感器信号、传动控制单元信号和电机控制单元信号来控制反跳的反跳控制单元。反跳控制单元可通过执行控制根据本实施方式的混合动力车辆的反跳的方法的预定程序来运行。

没有转换器的情况下，本实施方式通过在混合动力车的换挡期间反相控制驱动电机来有效并正确地减少换挡震动。

换挡区间划分为允许反跳的区间和禁止反跳的区间，进而在允许反跳的区间使用MCU反相控制驱动电机，从而可以有效地减少取决于换挡的震动。

通过比发动机具有更高的响应和控制能力的驱动电机来控制反跳，从而可改进反跳性能。

附图说明

图1是普通混合动力车的示意图。

图2是根据本发明的示例性实施方式的用于控制混合动力车的反跳的系统的示意图。

图3是根据本发明的示例性实施方式的用于控制混合动力车的反跳的方法的流程图。

图4是示出根据本发明的示例性实施方式所划分的换挡区间的图表。

图5是示出根据本发明的示例性实施方式的对应于所划分的换挡区间的允许反跳或禁止反跳区间的图表。

具体实施方式

在下文中将参考附图更充分地描述本发明，其中，示出示例性实施方式。然而，本发明原理不限于下文中所述的示例性实施方式，其可以其他形式表示。

此外，除非有相反的说明，否则在本说明书中所指部分（part）包括某些组成部件时，并不意味着不包括其他组成部件，而是意味着还可包括其他组成元件。

在整个说明书中，相同参考标号表示相同的组成部件。

图1是示意地示出根据本发明的示例性实施方式的反跳控制系统所应用的混合动力车的示图。

如图1所示，根据本发明的示例性实施方式的反跳控制系统所应用的混合动力车可包括：发动机10、电机20、用于中断发动机10与电机20之间的动力的发动机离合器30、变速箱40、差动齿轮50、电池60、用于起动发动机10或者通过发动机10的输出发电的集成起动器/发电机70、车轮80、用于控制混合动力车的整体操作的混合动力控制单元（HCU）200、用于管理和控制电池60的电池控制单元（HCU）160、以及用于控制电机20操作的电机控制单元（MCU）120。

图2是示出根据本发明的示例性实施方式的反跳控制系统的框图。

根据本发明的示例性实施方式的反跳系统是用于抑制或降低换挡期间产生的振动和震动的反跳控制系统。

根据本发明的示例性实施方式的反跳系统包括：用于中断发动机10与驱动电机20之间动力连接的电机离合器30，由驾驶员操控的加速器踏板310，用于感测混合动力车车速的车速传感器330，用于感测变速箱40的输入轴转速的变速箱输入轴转速传感器42，用于控制混合动力车的变速箱40的传动控制单元（TCU）140，用于控制混合动力车的驱动电机的MCU 120，以及在执行换挡时基于加速器踏板310、车辆速度传感器330TCU 140和MCU 120的信号控制反跳的反跳控制单元300。

发动机离合器30可以是安装在普通混合动力车中的发动机离合器。

由于发动机离合器30的原因，安装在普通车辆的变速箱中的扭矩转换器从应用了根据本发明的示例性实施方式的反跳控制系统的混合动力车中移走。因此，在应用了根据本发明的示例性实施方式的反跳控制系统的混合动力车中不存在扭矩转换器。

加速器踏板310是应用于车辆的普通加速器踏板。由加速器位置传感器（APS）320来检测取决于加速器踏板310的操控的加速器踏板的位置。APS 320可以是应用于车辆的普通加速器位置传感器。

根据本发明的实施方式，车速传感器330可以是（例如）附至车轮以检测转速的车速传感器或者是（例如）附至变速箱的主减速齿轮（final reduction gear）的车速传感器。然而，应当理解，本发明的范围不应限于此。尽管使用另一个车速传感器，但是本发明原理的精神可适用于使能够计算与实际车速对应的值的任何传感器。

变速箱输入轴转速传感器42可以是设置在普通混合动力车中用来检测变速箱40的输入轴转速的传感器。

如图4和图5所示，TCU 140命令变速箱40执行换挡从而进行换挡。

TCU 140可基于车速信息和加速器踏板位置信息来命令变速箱40以执行换挡。

TCU 140利用诸如当前档位、目标档位、发动机10和驱动电机20的扭矩等各种信息项来向变速箱40中的离合器传送液压以控制换挡。

如图4和图5所示，TCU 140划分换挡区间以控制换挡。

可依照TCU的开发者将换挡区间划分为多个相位。

TCU 140以依照换挡特点的相位确定允许反跳或者禁止反跳信号，从而向MCU 120提供所确定的允许反跳或禁止反跳信号。

根据本发明的示例性实施方式的反跳控制单元300可按照各个所划分的换挡区间从TCU 140和/或MCU 120接收允许反跳或禁止反跳信号，以在换挡期间执行反跳。

依照TCU的开发者可不同地使用图4和图5所示的换挡相位。然后，所示的三个相位（换挡准备区间-实际换挡区间-换挡终止区间）通常设置于TCU中。

通常，众所周知的是，在对应于换挡期间的换挡准备区间和换挡终止区间的扭矩相位区间中产生换挡振动和震动。

因此，根据本发明的示例性实施方式的反跳控制单元300在扭矩相位区间执行反跳，在与实际换挡区间对应的惯性区间不执行反跳。

根据本发明的示例性实施方式，扭矩相位区间可被定义为在换挡控制期间仅有由液压控制的变速箱的扭矩水平改变而齿轮比不变的换挡控制区间。

根据本发明的示例性实施方式，惯性相位区间可被定义为其中齿轮比改变以遵循目标齿轮比并且产生离合器滑动的换挡控制区间。

反跳控制单元300由至少一个由预定程序操作的微处理器或者包含微处理器的硬件元件来实现。预定程序包括用于执行稍后描述的根据本发明的示例性实施方式的反跳控制方法的一系列命令。

根据本发明的示例性实施方式，反跳控制单元300可以包括：用于控制驱动电机20的MCU、用于控制变速箱40的TCU、以及用于控制混合动力车的整体操作的HCU。

在稍后描述的根据本发明的示例性实施方式的反跳控制方法中，部分处理可由反跳控制单元执行，另一部分处理可由MCU、TCU或HCU来执行。

然而，应当理解，本发明的范围不限于下文所述实施方式的说明，控制单元可通过与本发明的示例性实施方式中描述的元件不同的元件的结合来实现。反跳控制单元、MCU、TCU和HCU可以执行与本发明的示例性实施方式中描述的结合不同的结合的处理。

在下文中，将参考附图详细地描述根据本发明的示例性实施方式的控制混合动力车的反跳的方法。

图3是示出根据本发明的示例性实施方式的控制混合动力车的反跳的方法的流程图。

如图3所示，反跳控制单元300确定是否从TCU 140输出用于执行换挡的换挡命令（S110）。

TCU 140可基于车速信号和APS信号产生换挡命令。

车速信号由车速传感器330进行感测以输出。APS信号由APS 320输出。

在输出换挡命令的情况下，TCU 140提供了如图4和图5所示的关于换挡准备区间、实际换挡区间以及换挡终止区间的信息。

图4中所示的换挡命令是降档命令，图5中所示的换挡命令是升档命令。

当在S110中确定换挡命令由TCU 140输出时，反跳控制单元300确认提供给MCU120的关于换挡准备区间、实际换挡区间以及换挡终止区间的信息（S120）。

在图5中，将换挡准备区间的起点定义为换挡启动（start），而将换挡准备区间的终点（或者实际换挡区间的起点）定义为换挡开始（begin）。将实际换挡区间的终点（或者换挡终止区间的起点）定义为换挡结束（finish），而将换挡终止区间的终点定义为换挡终止（end）。

换挡启动是产生换挡控制启动命令时的时间点。换挡开始是在变速箱中发生实际齿轮比改变时的变速箱离合器滑动启动点。换挡结束是完成变速箱的实际齿轮比改变时的时间点。换挡终止是完成换挡控制时的时间点。

反跳控制单元300将换挡准备区间和换挡终止区间设置为允许反跳区间而将实际换挡区间设置为禁止反跳区间。

反跳控制单元300将换挡准备区间和换挡终止区间设置为在执行换挡时只有由液压控制的变速箱的扭矩水平改变而齿轮比不变的区间，并且将实际换挡区间设置为在执行换挡时齿轮比变化以遵循目标齿轮比的区间。

换挡准备区间、换挡终止区间和实际换挡区间可进一步划分为如图5所示。

例如，如图5所示，可将换挡准备区间划分为区间1至4，可将实际换挡区间划分为区间5至6，以及可将换挡终止区间划分为区间7至9。

如图5所示，所划分的换挡区间可与允许反跳区间或者禁止反跳区间匹配以形成映射。该映射可存储于反跳控制单元300中以供使用。

当在S120中确认关于相应的换挡区间的信息时，反跳控制单元300在由TCU 140执行换挡控制时确认对应的换挡时期是否是允许反跳时段（S130）。

当在S130中已确认对应的换挡区间是允许反跳区间时，反跳控制单元300以预定值对混合动力车的驱动电机20执行反相控制，以减少或者衰减在对应的换挡区间中产生的振动和震动（S140）。

反跳控制单元300控制施加于驱动电机20的电流以执行反相驱动控制。

因此，根据本发明的示例性实施方式，在混合动力车的换挡期间，换挡振动和震动可通过反相控制驱动电机而有效地较少和衰减。

虽然已经结合所谓当前认为实现的示例性实施方式对本发明进行了描述，但应当理解，本发明的原理不限于公开的实施方式，而是相反，旨在覆盖在所附权利要求的精神和范围内包括的各种变形例和等价配置。

Claims (5)

1.一种用于控制没有扭矩转换器的混合动力车的反跳的方法，包括：

确定是否从所述混合动力车的传动控制单元输出换挡命令；

在确定输出了所述换挡命令的情况下，确认根据所述换挡命令至少被划分为三个相位的换挡区间；

确定所划分的相应的换挡区间是否是允许反跳换挡区间；以及

在确定所述相应的换挡区间是所述允许反跳换挡区间的情况下，以预定值反相控制所述混合动力车的驱动电机，以减少或衰减在所述相应的换挡区间中产生的振动和震动，

其中，所述换挡区间至少被划分为换挡准备区间、实际换挡区间、以及换挡终止区间，

其中，所述换挡准备区间和所述换挡终止区间被设置为允许反跳区间并且所述实际换挡区间被设置为禁止反跳区间。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述换挡命令是基于车速信号和加速器踏板传感器(APS)信号产生的。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述换挡准备区间和所述换挡终止区间被设置为在执行换挡时仅有由液压控制的变速箱的扭矩水平改变而齿轮比不变的区间，以及

其中，所述实际换挡区间被设置为在执行换挡时所述齿轮比改变以遵循目标齿轮比的区间。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，经划分的所述换挡区间与允许反跳区间或禁止反跳区间匹配以形成映射。

5.一种用于控制由发动机的动力和驱动电机的动力的适当结合来驱动的混合动力车的反跳的系统，包括：

发动机离合器，用于控制所述发动机与所述驱动电机之间的动力传输；

加速器踏板，由驾驶员操控；

车速传感器，用于检测所述混合动力车的车速；

传动控制单元，用于控制所述混合动力车的传动；

电机控制单元，用于控制所述混合动力车的所述驱动电机；以及

反跳控制单元，用于在基于所述加速器踏板、所述车速传感器、所述传动控制单元和所述电机控制单元的信号执行换挡时控制所述反跳，

其中，所述反跳控制单元通过用于执行权利要求1至4中任一项的预定程序来运行。