CN104442802A - 用于对混合动力车辆的减档进行控制的方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种用于对混合动力车辆的减档进行控制的方法和系统，包括：确定所述混合动力车辆的运行模式是否为电动车辆（EV）模式；确定在所述混合动力车辆在EV模式下时是否发生降档加速，其中所述降档加速需要减档；在根据所述降档加速的减档条件满足时，操作发动机并执行换档起动（SS）；确定在执行实际换档开始（SB）之前所述发动机的速度和电动机的速度是否同步；在所述发动机的速度和所述电动机的速度同步时接合发动机离合器；以及在所述发动机离合器接合时执行实际SB。

Description

用于对混合动力车辆的减档进行控制的方法和系统

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年9月23日提交的韩国专利申请第10-2013-0112834号的优先权，该申请的全部内容结合于此，用于通过该引用的所有目的。

技术领域

本发明涉及一种用于对混合动力车辆的减档进行控制的方法和系统。更具体地，本发明涉及一种用于对混合动力车辆的减档进行控制的方法和系统，其在混合动力车辆行驶在电动车辆（EV）模式下的同时需要响应于降档加速（kick－down）的减档时，执行减档的操作连同安装在发动机和电动机之间的发动机离合器的接合操作，从而减少加速延迟的感觉并改进加速线性度。

背景技术

混合电动车辆使用来自内燃发动机的动力和来自电池的动力进行操作。特别地，混合动力车辆被设计为有效地结合并使用内燃发动机和电动机的动力。

例如，如图1所示，混合动力车辆包括发动机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、集成起动器发电机（ISG）70以及车轮80。发动机离合器30控制在发动机10和电动机20之间的动力传输，并且集成起动器发电机（ISG）70起动发动机10，或者通过发动机10的输出扭矩产生电力。

如图1所示，在发动机离合器30安装在发动机10和电动机20之间的情况下，由于电动机20通常安装在变速器上，因此显示在图1中的混合动力车辆被称为变速器电动设备（TMED）型混合动力车辆。

还如图1所示，混合动力车辆进一步包括：控制混合电动车辆的整体操作的混合动力控制单元（HCU）200；控制发动机10的操作的发动机控制单元（ECU）110；控制电动机20的操作的电动机控制单元（MCU）120；控制变速器40的操作的变速器控制单元（TCU）140；以及管理并控制电池60的电池控制单元（BCU）160。

电池控制单元160也可以被称作电池管理系统（BMS）。集成起动器发电机（ISG）70也可以被称为起动/发电电动机或混合动力起动器发电机。

混合动力车辆可以在例如电动车辆（EV）模式、混合电动车辆（HEV）模式和再生制动（RB）模式的驱动模式下行驶，其中，电动车辆（EV）模式仅使用电动机20的动力，混合电动车辆（HEV）模式使用发动机10的扭矩作为主动力并且使用电动机20的扭矩作为辅助动力，并且再生制动（RB）模式用于制动期间或在车辆通过惯性在行驶时。在RB模式中，制动和惯性能量通过电动机20的动力产生而收集，并且利用收集的能量给电池60充电。

在混合动力车辆为在其中安装了自动变速器和/或DCT的TMED类型的情况下，当驾驶员需要的扭矩突然地增加（例如，发生降档加速）的同时混合动力车辆行驶在电动车辆（EV）模式下时，可以执行减档。减档控制为将当前的齿轮换档档位改变为更低的齿轮换档档位的控制。

需要发动机离合器的接合以执行减档控制。

当执行减档控制（或操作）时，优选地是接合发动机离合器并换档。然而，在相关技术中，由于换档控制和控制发动机离合器的复杂性，因此在接合发动机离合器之后执行换挡操作，或者在换档之后执行发动机离合器的接合操作，因此难以满足驾驶员的加速需求和/或需要的扭矩。

图2为用于显示在接合发动机离合器之后执行换挡操作的方法的图示，并且图3为用于显示在换档之后执行发动机离合器的接合操作的方法的图示。

如图2和3所示，当独立地执行换档控制和发动机离合器的接合控制时，由于与换档控制和与发动机离合器的接合控制相关的问题没有重叠，因此可以容易地提高驾驶性能。然而，在独立地执行换档控制和发动机离合器的接合控制情况下，由于花费相当多的时间来满足足驾驶员的加速需求和/或需要的扭矩，因此加速性能可能变差。

如图2所示，在接合发动机离合器之后执行换挡操作的方法可以在换档之后获得线性加速性能，但是由于在接合发动机离合器之后执行换挡操作而使施加至车轮的扭矩可能增长地较慢。

如图3所示，由于在换档之后执行发动机离合器的接合操作的方法首先执行换档，因此施加至车轮的扭矩可以快速地增长。然而，由于在发动机离合器的接合之后充足地产生施加至车轮的扭矩，因此产生了在施加至车轮的扭矩之间的差异，因此加速线性度可能变差。

公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面提供了一种用于对混合动力车辆的减档进行控制的方法和系统，其具有这样的优点：在混合动力车辆行驶在电动车辆（EV）模式下的同时需要响应于降档加速的减档时，执行减档的操作连同安装在发动机和电动机之间的发动机离合器的接合操作，从而减少加速延迟的感觉并改进加速线性度。

本发明的各个方面提供了一种用于对混合动力车辆的减档进行控制的方法，包括：确定所述混合动力车辆的运行模式是否为电动车辆（EV）模式；确定在所述混合动力车辆在EV模式下时是否发生降档加速，其中所述降档加速需要减档；在根据所述降档加速的减档条件满足时，操作发动机并执行换档起动（SS）；确定在执行实际换档开始（SB）之前所述发动机的速度和电动机的速度是否同步；在所述发动机的速度和所述电动机的速度同步时接合发动机离合器；以及在所述发动机离合器接合时执行实际SB。

所述方法可以进一步包括基于发动机离合器的接合液压、电动机速度和电动机速度的斜率来补偿用于在SS和实际SB之间换档的释放液压。

在发动机速度和所述电动机速度同步之后可以执行所述释放液压的补偿。

本发明的各个方面提供了一种用于对混合动力车辆的减档进行控制的方法，包括：确定所述混合动力车辆的运行模式是否为电动车辆（EV）模式；确定在所述混合动力车辆在EV模式下时是否发生降档加速，其中所述降档加速需要减档；在根据所述降档加速的减档条件满足时，操作发动机并执行换档起动（SS）和实际换档（SB）开始；确定在实际SB期间所述发动机的速度和电动机的速度是否同步；在所述发动机的速度和所述电动机的速度同步时接合发动机离合器；以及在所述发动机离合器接合时执行实际换档以终结减档的操作。

所述方法可以进一步包括基于在实际SB期间的电动机速度和所述电动机速度的斜率设定所述发动机的目标速度。

所述方法可以进一步包括基于所述发动机离合器的接合液压、所述电动机速度和所述电动机速度的斜率来补偿用于减档的操作的释放液压。

在发动机速度和所述电动机速度同步之后可以执行所述释放液压的补偿。

本发明的各个方面提供了一种用于对混合动力车辆的减档进行控制的系统，包括：发动机离合器，发动机控制单元（ECU），电动机控制单元（MCU），变速器控制单元（TCU）以及控制器，其中，所述发动机离合器配置成控制在发动机和电动机之间的动力传输；所述发动机控制单元（ECU）配置成控制所述发动机的操作；所述电动机控制单元（MCU）配置成控制所述电动机的操作；所述变速器控制单元（TCU）配置成控制变速器的操作；所述控制器配置成在所述混合动力车辆在电动车辆（EV）模式下运行时控制响应于降档加速的减档的操作，其中所述控制器可以通过用于执行根据本发明的各个方面的对所述混合动力车辆的减档进行控制的至少一种方法的程序设定来操作。

根据本发明的各个方面，在TMED型混合动力车辆行驶在电动车辆（EV）模式下的同时需要响应于降档加速的减档时，可以执行减档的操作连同安装在发动机和电动机之间的发动机离合器的接合操作，从而减少加速延迟的感觉并改进加速线性度。

本发明的方法和装置具有其他的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1为用于示意性地显示典型的混合动力车辆的方框图。

图2和图3为用于解释用于其中安装了自动变速器或DCT的TMED型混合动力车辆的减档控制方法的图示。

图4为用于显示根据本发明的用于混合动力车辆的示例性减档控制系统的方框图。

图5为用于显示根据本发明的用于混合动力车辆的示例性减档控制方法的流程图。

图6为用于显示根据本发明的用于混合动力车辆的示例性减档控制方法的流程图。

图7和图8为用于解释根据本发明的用于混合动力车辆的示例性减档控制方法和系统的图示。

具体实施方式

现在将具体参考本发明的各个实施方案，在附图中和以下的描述中示出了这些实施方案的实例。虽然本发明与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当了解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替换、修改、等效形式以及其它实施方案。

在整个说明书中，除非做出明确的相反描述，词语“包括”和诸如“包括”或“包含”的变化，将被理解为暗示包括所陈述的元件，但不排除任何其它元件。

在整个说明书中，同样的附图标记表示同样的元件。

图4为用于显示根据本发明的各个实施方案的用于混合动力车辆的减档控制系统的方框图。

例如，当具有自动变速器或DCE的TMED型混合动力车辆在电动车辆（EV）模式下运行时，根据本发明的各个实施方案的减档控制系统为控制响应于降档加速的减档的操作的系统。

减档控制系统可以包括发动机离合器30、发动机控制单元（ECU）110、电动机控制单元（MCU）120、变速器控制单元（TCU）140以及控制器300。发动机离合器30可以控制在发动机和电动机之间的动力传输，ECU110可以控制发动机的操作，MCU120可以控制电动机的操作，TCU可以控制变速器的操作，并且控制器300在混合动力车辆在电动车辆（EV）模式下运行时控制响应于降档加速的减档的操作。

在如图1所示，发动机10、电动机20、发动机离合器30、变速器40、ECU110、MCU120以及TCU140可以为对应于安装在典型的TMED型混合动力车辆中的元件的元件。

根据本发明的各个实施方案，控制器300可以包括由预先确定的程序操作的一个或更多个处理器或微处理器和/或硬件，所述预先确定的程序包括用于对混合动力车辆执行减档控制方法的一系列指令，其将在下面进行描述。

如图1所示，在本发明的各个实施方案中，控制器300可以执行HCU的操作。换言之，控制器300可以包括HCU，或者被包括在HCU内。

下面，将参考所附附图详细描述根据本发明的各个实施方案的用于混合动力车辆的减档控制方法。

图5为用于显示根据本发明的各个实施方案的用于混合动力车辆的减档控制方法的流程图。

如图5所示，在步骤S100处控制器300确定混合动力车辆是否在EV模式下运行。控制器300可以使用通常用于确定应用至典型的混合动力车辆的运行模式的算法来确定混合动力车辆是否在EV模式下运行。

当混合动力车辆在EV模式下运行时，在步骤S110处控制器300确定根据降档加速的减档条件是否被满足。使用应用至用于混合动力车辆的相关技术的减档条件确定算法可以确定减档条件。

当在步骤S100处混合动力车辆运行在除了EV模式的其他模式（例如，HEV模式或者RB模式）中时，控制器300可以用与在和HEV模式相关联的相关技术中执行的方式同样的方式控制减档。

当在步骤S110处满足换档条件时，在步骤S120处控制器300操作发动机10。控制器300可以通过ECU110操作和/或控制发动机10。

当操作发动机10时，即发动机处于ON状态，控制器300输出齿轮变速（gear change）BIT，如图7所示，以便在步骤S130处TCU140可以执行换档起动（SS）操作。术语“换档起动（SS）”限定为没有执行物理换档的换档起动档位，其对本领域技术人员是明显的。

当执行SS时，在步骤S140处在实际换档开始（SB）执行之前，控制器300确定发动机10的速度和电动机20的速度是否被同步。当发动机10的速度和电动机20的速度同步时，如图7所示，在步骤S150处控制器300输出发动机离合器30的接合BIT以接合发动机离合器30。确定发动机的速度和电动机的速度是否同步可以通过在相关技术中的确定发动机的速度和电动机的速度是否同步的算法来执行。

控制器300可以控制TCU140，以便直到发动机离合器30完全接合时才可以执行实际SB。

当发动机离合器30接合时，控制器300通过TCU140执行实际SB，从而在步骤S160和步骤S170处完全地完成减档操作。

因此，根据本发明的各个实施方案，可以在混合动力车辆在EV模式下运行的同时在根据降档加速执行实际SB之前接合发动机离合器。

与此同时，当给发动机离合器30供应液压以接合发动机离合器30时，用于接合发动机离合器30的液压和发动机的惯性对减档具有负面影响。因此，控制器300可以基于发动机离合器的接合液压、电动机速度和电动机速度的斜率来补偿用于在SS和SB之间换档的释放液压。在这种情况下，控制器300可以在发动机的速度和电动机的速度同步之后补偿释放液压。

图6为用于显示根据本发明的各个实施方案的用于混合动力车辆的减档控制方法的流程图。

如图6所示，在步骤S200处控制器300确定混合动力车辆是否在EV模式下运行。控制器300可以使用通常用于确定应用至典型的混合动力车辆的运行模式的算法来确定混合动力车辆是否在EV模式下运行。

当混合动力车辆在EV模式下运行时，在步骤S210处控制器300确定根据降档加速的减档条件是否被满足。使用应用至用于混合动力车辆的相关技术的减档条件确定算法可以确定减档条件。

当在步骤S200处混合动力车辆运行在除了EV模式的其他模式（例如，HEV模式或者RB模式）中时，控制器300可以用与在和HEV模式相关联的相关技术中执行的方式同样的方式控制减档。

当在步骤S210处满足换档条件时，在步骤S220处控制器300操作发动机10。控制器300可以通过ECU110操作和/或控制发动机10。

当操作发动机10时，即发动机处于ON状态，控制器300输出齿轮变速BIT，如图8所示，以便在步骤S230和步骤S240处，TCU140可以执行换档开始（SB）操作和换档起动（SS）操作。术语“换档起动（SS）”定义为没有执行物理换档的换档起动档位，并且术语“换档开始（SB）”定义为当物理换档实际执行时的实际换档开始档位，其对本领域技术人员是明显的。

当执行SB时，如图8所示，在步骤S250处控制器300确定在换档时发动机10的速度和电动机20的速度是否同步。当发动机10的速度和电动机20的速度同步时，如图8所示，在步骤S260处控制器300输出发动机离合器30的接合BIT以接合发动机离合器30。

控制器300可以控制TCU140，以便直到发动机离合器30完全接合时才可以执行完成SB。

当发动机离合器30接合时。在步骤S270处控制器300通过TCU140执行SB，直到完成换档。

控制器300可以在SB期间基于电动机速度和电动机速度的上升斜率而设定发动机10的目标速度。

当给发动机离合器30供应液压以接合发动机离合器30时，用于接合发动机离合器30的液压和发动机的惯性对减档具有负面影响。因此，控制器300可以基于发动机离合器的接合液压、电动机速度和电动机速度的斜率来补偿用于换档的释放液压。在这种情况下，控制器300可以在发动机的速度和电动机的速度同步之后补偿释放液压。

因此，根据本发明的各个实施方案，可以在混合动力车辆在EV模式下运行的同时在降档加速发生时在SB期间接合发动机离合器。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想穷尽本发明，或者将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附的权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (9)

1.一种用于对混合动力车辆的减档进行控制的方法，包括：

确定所述混合动力车辆的运行模式是否为电动车辆模式；

确定在所述混合动力车辆在所述电动车辆模式下时是否发生降档加速，其中所述降档加速需要减档；

在根据所述降档加速的减档条件满足时，操作发动机并执行换档起动；

确定在执行实际换档开始之前所述发动机的速度和电动机的速度是否同步；

在所述发动机的速度和所述电动机的速度同步时接合发动机离合器；以及

在所述发动机离合器接合时执行所述实际换档开始。

2.根据权利要求1所述的用于对混合动力车辆的减档进行控制的方法，进一步包括基于所述发动机离合器的接合液压、电动机速度和电动机速度的斜率来补偿用于在所述换档起动和所述换档开始之间换档的释放液压。

3.根据权利要求2所述的用于对混合动力车辆的减档进行控制的方法，其中在所述发动机速度和所述电动机速度同步之后执行所述释放液压的补偿。

4.一种用于对混合动力车辆的减档进行控制的方法，包括：

确定所述混合动力车辆的运行模式是否为电动车辆模式；

确定在所述混合动力车辆在所述电动车辆模式下时是否发生降档加速，其中所述降档加速需要减档；

在根据所述降档加速的减档条件满足时，操作发动机并执行换档起动和实际换档开始；

确定在所述实际换档开始期间所述发动机的速度和电动机的速度是否同步；

在所述发动机的速度和所述电动机的速度同步时接合发动机离合器；以及

在所述发动机离合器接合时执行实际换档以终结减档的操作。

5.根据权利要求4所述的用于对混合动力车辆的减档进行控制的方法，进一步包括基于在所述实际换档开始期间的电动机速度和所述电动机速度的斜率来设定所述发动机的目标速度。

6.根据权利要求5所述的用于对混合动力车辆的减档进行控制的方法，进一步包括基于所述发动机离合器的接合液压、所述电动机速度和所述电动机速度的斜率来补偿用于所述减档的操作的释放液压。

7.根据权利要求6所述的用于对混合动力车辆的减档进行控制的方法，其中在发动机速度和所述电动机速度同步之后执行所述释放液压的补偿。

8.一种用于对混合动力车辆的减档进行控制的系统，包括：

发动机离合器，所述发动机离合器配置成控制在发动机和电动机之间的动力传输；

发动机控制单元，所述发动机控制单元配置成控制所述发动机的操作；

电动机控制单元，所述电动机控制单元配置成控制所述电动机的操作；

变速器控制单元，所述变速器控制单元配置成控制变速器的操作；以及

控制器，所述控制器配置成在所述混合动力车辆在电动车辆模式下运行时控制响应于降档加速的减档的操作；

其中所述控制器通过预先确定的程序操作，并且所述预先确定的程序包括用于执行对混合动力车辆的减档进行控制的方法的一系列指令，包括：

确定所述混合动力车辆的运行模式是否为电动车辆模式；

确定在所述混合动力车辆在电动车辆模式下时是否发生降档加速，其中所述降档加速需要减档；

在根据所述降档加速的减档条件满足时，操作所述发动机并执行换档起动；

确定在执行实际换档开始之前所述发动机的速度和所述电动机的速度是否同步；

在所述发动机的速度和所述电动机的速度同步时接合所述发动机离合器；以及

在所述发动机离合器接合时执行所述实际换档开始。

9.一种用于对混合动力车辆的减档进行控制的系统，包括：

发动机离合器，所述发动机离合器配置成控制在发动机和电动机之间的动力传输；

发动机控制单元，所述发动机控制单元配置成控制所述发动机的操作；

电动机控制单元，所述电动机控制单元配置成控制所述电动机的操作；

变速器控制单元，所述变速器控制单元配置成控制变速器的操作；以及

控制器，所述控制器配置成在所述混合动力车辆在电动车辆模式下运行时控制响应于降档加速的减档的操作；

其中所述控制器通过预先确定的程序操作，并且所述预先确定的程序包括用于执行对混合动力车辆的减档进行控制的方法的一系列指令，包括：

确定所述混合动力车辆的运行模式是否为电动车辆模式；

确定在所述混合动力车辆在电动车辆模式下时是否发生降档加速，其中所述降档加速需要减档；

在根据所述降档加速的减档条件满足时，操作发动机并执行换档起动和实际换档开始；

确定在所述实际换档开始期间所述发动机的速度和所述电动机的速度是否同步；

在所述发动机的速度和所述电动机的速度同步时接合发动机离合器；以及

在所述发动机离合器接合时执行实际换档以终结减档的操作。