CN104742896A - 用于控制混合动力车辆的离合器滑动的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于控制混合动力车辆的离合器滑动的装置和方法，通过在安装有双离合器变速器(DCT)的混合动力车辆中同时滑动发动机离合器和双离合器从而分散热容量，即使在具有小的热容量的干发动机离合器中也能够滑动。用于控制混合动力车辆的离合器滑动的装置包括：发动机离合器，选择性连接发动机和产生动力的电动机；双离合器机构，选择性地连接电动机和变速器；以及控制器，控制发动机离合器和双离合器机构的两个离合器的操作，其中，控制器可同时根据电动机速度执行双离合器滑动控制并且根据发动机速度执行发动机离合器滑动控制。

Description

用于控制混合动力车辆的离合器滑动的装置和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2013年12月26日提交给韩国知识产权局的韩国专利申请第10-2013-0163786号的优先权，通过引用将其全部结合在此。
技术领域
本发明涉及一种用于控制混合动力车辆的离合器滑动的装置和方法，更具体地，涉及这样一种用于控制离合器滑动的装置和方法，通过在安装有双离合器变速器(DCT)的混合动力车辆中同时滑动发动机离合器和双离合器从而分散热容量，即使在具有小的热容量的干发动机离合器中也能够滑动。
背景技术
混合动力车辆指将两种或者多种不同动力源，在大多数情况下，通过燃烧燃料(诸如汽油等化石燃料)获得驱动力的发动机和通过电池动力获得驱动力的电动机，有效组合的车辆。
通过使用发动机和电动机作为动力源，混合动力车辆可以各种结构形成。例如，将发动机的机械动力直接传输给车轮并且通过使用由电池的电源驱动的电动机协助的车辆被称为并联式混合动力车辆(如果需要)，并且将发动机的机械动力通过发电动机转换成电源来驱动电动机或者以电池中为电源充电的车辆被称为串联式混合动力车辆。
在并联式混合动力车辆中，发动机和电动机通过发动机离合器彼此连接，双离合器连接至发动机和电动机的转轴，并且变速器连接至双离合器。
同时，混合动力车辆具有EV模式，其中，没有耦接发动机离合器并且仅由电动机驱动混合动力车辆；HEV模式，其中，耦接了发动机离合器并且驱动发动机和电动机；以及滑动驱动模式，其中，发动机离合器在HEV模式下没有很好地耦接，并且在发动机和电动机的旋转速度彼此不同时传输发动机扭矩。
在HEV模式下，当通过耦接发动机离合器作为发动机和电动机的输出扭矩的总和被输入到变速器的输入速度小于发动机的空转旋转速度时，从而将发动机的驱动力传输给变速器，发动力离合器被控制未处于滑动状态，并且为了传输目标发动机扭矩，控制发动机离合器的液压流。
然而，混合动力车辆中所使用的干发动机离合器具有小的热容量，因此，发动机离合器在滑动控制过程中存在烧坏的高风险性，而具有大的热容量的干发动机离合器非常昂贵。
在背景技术部分所公开的上述信息仅用于增强对本发明背景技术的理解，因此，其可能包含并不构成已为该国本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
因此，本发明提供一种用于控制混合动力车辆离合器滑动的装置和方法，具有以下优点，通过在安装有双离合器变速器(DCT)的混合动力车辆中同时滑动发动机离合器和双离合器从而分散热容量，即使在具有小的热容量的干发动机离合器中能够执行滑动。
本发明的示例性实施方式提供一种用于控制混合动力车辆的离合器滑动的装置，包括：发动机离合器，选择性地连接发动机和产生动力的电动机；双离合器机构，选择性地连接电动机和变速器；以及控制器，控制发动机离合器和双离合器机构的两个离合器的操作，其中，控制器同时根据电动机速度执行双离合器滑动控制并且根据发动机速度执行发动机离合器滑动控制。
根据电动机速度的双离合器机构的滑动控制可控制设置在双离合器机构中的至少一个离合器的滑动。
可以根据变速器与电动机之间的第一△RPM计算电动机速度，并且可以根据双离合器机构的离合器温度确定第一△RPM。
控制器可以根据双离合器机构的传输扭矩计算变速器的输入速度。
可以根据发动机与电动机之间的第二△RPM计算发动机速度，并且可以根据发动机离合器的温度确定第二△RPM。
本发明的另一示例性实施方式提供一种用于控制混合动力车辆的离合器滑动的方法，所述混合动力车辆包括电动机，通过发动机离合器选择性地连接至发动机；和变速器，通过具有两个离合器的双离合器机构选择性地连接至电动机，所述方法包括：接收双离合器机构的传输扭矩；根据双离合器机构的传输扭矩计算电动机速度；确定发动机离合器的传输扭矩；根据发动机离合器的传输扭矩计算发动机速度；并且同时根据计算的电动机速度执行双离合器机构的滑动控制并且根据计算的发动机速度执行发动机离合器的滑动控制。
计算电动机速度的步骤可包括：计算变速器的输入速度；计算变速器与电动机之间的第一△RPM；并且根据第一△RPM计算电动机速度。
可以根据双离合器机构的传输扭矩确定变速器的输入速度。
可以根据双离合器机构的离合器温度确定第一△RPM。
计算发动机速度的步骤可包括计算电动机与发动机之间的第二△RPM。
可以根据发动机离合器的温度确定第二△RPM。
一种包含由控制器上的处理器执行的程序指令的非易失性计算机可读介质，可包括：接收双离合器机构的传输扭矩的程序指令；根据双离合器机构的传输扭矩计算电动机速度的程序指令；确定发动机离合器的传输扭矩的程序指令；根据发动机离合器的传输扭矩计算发动机速度的程序指令；以同时根据计算的电动机速度执行双离合器机构的滑动控制并且根据计算的发动机速度执行发动机离合器的滑动控制的程序指令。
如上所述，根据本发明的示例性实施方式，因为滑动设置在具有小的热容量的干发动机离合器中也可以执行，所以可降低成本，并且热容量被分散以改进发动机离合器的耐久性。
附图说明
图1是示出了根据本发明的示例性实施方式的用于控制混合动力车辆离合器的滑动的装置的框图。
图2是示出了根据本发明的另一示例性实施方式的用于控制混合动力车辆离合器滑动的方法的流程图。
具体实施方式
在以下具体描述中，仅通过示例的方式示出和描述了本发明的特定示例性实施方式。本领域技术人员应当认识到，在不脱离本发明的精神或者范围内，可以各种不同方式修改所描述的实施方式。
贯穿本说明书中，类似参考标号指类似元件。
应理解的是，术语“车辆”或者“车辆的”或者如本文中使用的其他类似的术语通常包含机动车辆，诸如包括运动型多用途车辆(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车的载客汽车、包括各种船只和船舶的水运工具、飞机等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电混合动力车辆、氢动力车辆及其他替代燃料车辆(例如，由不同于石油的资源得来的燃料)。如本文中所提及的，混合动力车辆是具有两种或多种动力源的车辆，例如汽油动力和电动力车辆
本文中所使用的术语仅是为了描述特定实施方式而并不旨在对本发明进行限制。除非上下文另有明确指示，否则，如本文所用的，单数形式“一(a)”、“一个(an)”以及“所述(the)”旨在也包括复数形式。还应当理解，当术语“包括(comprises)”和/或“包括(comprising)”用于本说明书时，指示所述的特征、整体、步骤、操作、元件及/或组件的存在，但并不排除存在或附加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件及/或其组合。作为本文中所用的术语，“和/或”包括一个或多个相关的所列项的任何和所有组合。
进一步地，本发明的控制逻辑可实施为非暂存性计算机可读介质，在计算机可读介质上包含由处理器、控制器等执行的可执行程序指令。计算机可读介质的实例包括但并不限于：ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动、智能卡和光学数据存储装置。计算机可读介质也可分布在网络耦合的计算机系统中，使得例如由远程信息处理服务器(telematics server)或控制器局域网络(CAN)以分发的方式存储并且执行该计算机可读介质。
下文中，将参考附图详细描述本发明的示例性实施方式。
图1是示出了根据本发明的示例性实施方式的用于控制混合动力车辆的离合器滑动的装置的框图。
参考图1，根据本发明的示例性实施方式的用于控制混合动力车辆的离合器滑动的装置包括发动机10、发动机离合器20、电动机30、双离合器机构40、变速器50以及控制器60。
如图1所示，发动机10通过发动机离合器20与电动机30连接，双离合器机构40与发动机10和电动机30的转轴连接，并且变速器50连接至双离合器机构40。
发动机离合器20设置在发动机10与电动机20之间以接收控制器60的控制信号并且根据混合动力车辆的驱动模式选择性地连接发动机10与电动机30。
在双离合器机构40中，多个输入齿轮分布在两个输入转轴上，并且与多个输入齿轮齿轮耦接的多个输出齿轮分布在两个输出转轴上。此外，双离合器机构40包括多个同步机构，并且多个同步机构选择性地操作以连接多个输出齿轮中的一个和两个输出转轴中的一个。此外，双离合器机构40包括两个离合器。每个离合器将动力源(例如，发动机或者电动机)的动力传输给与变速器50连接的两个输入转轴中的任一个。作为离合器，可以使用干离合器或者湿离合器。
变速器50将通过耦接和释放发动机离合器20确定的发动机10的输出扭矩和电动机30的输出扭矩总和作为输入扭矩提供，并且根据车辆速度和行驶条件选择任何换挡齿轮，从而将驱动力输出至驱动轮并且保持行驶。
控制器60输出控制信号来断开发动机离合器20和双离合器机构40。控制器60可通过设置在混合动力车辆中的许多控制器之间的协作控制，执行根据下面所述的本发明的示例性实施方式的用于控制混合动力车辆的离合器滑动的方法。例如，可以使用作为顶部控制器的混合动力控制单元(HCU)、控制整个发动机操作的发动机控制单元(ECU)、控制驱动电动机整个操作的电动机控制单元(MCU)、控制变速器的变速器控制单元(TCU)等。因此，为便于描述，设置在混合动力车辆中的一个或者多个控制器被统称为控制器60。
控制器60根据双离合器机构40的离合器温度计算电动机速度，从而执行双离合器机构40的滑动控制，同时，根据发动机离合器20的温度计算发动机速度以执行发动机离合器20的滑动控制。为此，控制器60可通过由设置程序操作的一个或者多个处理器来实施，并且设置程序可被编程为执行根据本发明的示例性实施方式的用于控制混合动力车辆离合器的滑动的方法的各个步骤。
在下文中，将参考图2详细描述根据本发明的示例性实施方式的用于控制混合动力车辆的离合器滑动的方法。
图2是示出了根据本发明的另一示例性实施方式的用于控制混合动力车辆的离合器滑动的方法的流程图。
如图2所示，当双离合器机构40接收传输扭矩时，根据本发明的示例性实施方式的用于控制混合动力车辆的离合器滑动的方法开始(S100)。
双离合器机构40的传输扭矩可变成发动机10输出扭矩与电动机30输出扭矩的总和。在这种情况下，当驾驶员想要加速时，因为驾驶员需求扭矩的值大于发动机10输出扭矩与电动机30输出扭矩的总和，所以，双离合器机构40的传输扭矩可变成驾驶员需求扭矩。
当将传输扭矩的值被输入到双离合器机构40中，控制器60基于双离合器机构40的传输扭矩计算变速器50的输入速度(S102)。
可通过考虑混合动力车辆的速度以及发动机10和电动机30的最大输出限制扭矩来计算变速器50的输入速度。
在步骤S102，当计算变速器50的输入速度时，控制器60计算变速器50与电动机30之间的第一△RPM(S104)。
第一△RPM是进行电动机30与变速器50的同步并且过去预定时间之后电动机的旋转速度与变速器输入速度之间的差值。可任意设置预定时间，但是，优选地，可以设置成电动机30与变速器50之间的速度差近似小于15％。
可以根据双离合器机构40的传输扭矩与离合器状态计算第一△RPM。具体地，根据离合器温度确定油的温度，并且可以计算液压流。此外，可以通过考虑离合器摩擦系数、离合器有效半径等计算液压流。
在步骤S104中，当计算第一△RPM时，控制器60计算电动机30的速度(S106)。
可以通过变速器50输入速度中第一△RPM的差值计算电动机30的速度。
在控制器60计算电动机30的速度之后，控制器60通过根据电动机30的速度使双离合器机构40同步来执行双离合器机构40的滑动控制(S108)。
除步骤S100至S108之外，控制器60可执行下面所描述的步骤S110至S116。为此，控制器60确定发动机离合器20的传输扭矩(S110)。
可以根据DCT40的传输扭矩与电动机30的输出扭矩的差值计算发动机离合器20的传输扭矩。
在步骤S110，当计算发动机离合器20的传输扭矩时，控制器60计算电动机30与发动机10之间的第二△RPM(S112)。
第二△RPM表示电动机30旋转速度与电动机10旋转速度之间的差值，并且可以根据发动机离合器20的离合器温度被确定。类似第一△RPM，可以基于取决于离合器温度和油温度的液压流，通过考虑离合器摩擦系数、离合器有效半径等计算第二△RPM。
在步骤S112，当计算第二△RPM时，控制器60计算发动机10的速度(S114)。
可以根据在步骤S106计算的电动机30的速度的差值和在步骤S112计算的第二△RPM计算发动机10的速度。
当控制器60计算发动机10的速度时，根据发动机10的速度执行发动机离合器20的滑动控制(S116)。
即，当控制器60同时执行步骤S108和步骤S116时，热容量分散在发动机离合器20和双离合器机构40中，因此，可以使用具有小的热容量的干离合器而非湿离合器，从而降低成本。
尽管已经结合目前被认为是实用的示例性实施方式对本发明进行了描述，但应当理解，本发明不限于所公开的实施方式，而是相反，旨在涵盖包括在所附权利要求书的精神和范围内的各种修改和等同设置。

Claims (14)

1.一种用于控制混合动力车辆的离合器滑动的装置，包括：
发动机离合器，选择性地连接产生动力的发动机和电动机；
双离合器机构，选择性地连接所述电动机和变速器；以及
控制器，控制所述发动机离合器和所述双离合器机构的两个离合器的操作；
其中，所述控制器同时根据电动机速度执行双离合器滑动控制并且根据发动机速度执行发动机离合器滑动控制。
2.根据权利要求1所述的装置，其中：
根据所述电动机速度的所述双离合器机构的所述滑动控制控制设置在所述双离合器机构中的至少一个离合器的滑动。
3.根据权利要求1所述的装置，其中：
根据所述变速器与所述电动机之间的第一△RPM计算所述电动机速度。
4.根据权利要求3所述的装置，其中：
根据所述双离合器机构的离合器温度确定所述第一△RPM。
5.根据权利要求1所述的装置，其中：
所述控制器根据所述双离合器机构的传输扭矩计算所述变速器的输入速度。
6.根据权利要求1所述的装置，其中：
根据所述发动机与所述电动机之间的第二△RPM计算所述发动机速度。
7.根据权利要求6所述的装置，其中：
根据所述发动机离合器的温度确定所述第二△RPM。
8.一种用于控制混合动力车辆的离合器滑动的方法，所述混合动力车辆包括电动机，通过发动机离合器选择性地连接至发动机；以及变速器，通过具有两个离合器的双离合器机构选择性地连接至所述电动机，所述方法包括：
接收所述双离合器机构的传输扭矩；
根据所述双离合器机构的所述传输扭矩计算电动机速度；
确定所述发动机离合器的传输扭矩；
根据所述发动机离合器的所述传输扭矩计算发动机速度；以及
同时根据所计算的电动机速度执行所述双离合器机构的滑动控制并且根据所计算的发动机速度执行所述发动机离合器的滑动控制。
9.根据权利要求8所述的方法，其中：
计算所述电动机速度的步骤包括：
计算所述变速器的输入速度；
计算所述变速器与所述电动机之间的第一△RPM；以及
根据所述第一△RPM计算所述电动机速度。
10.根据权利要求9所述的方法，其中：
根据所述双离合器机构的所述传输扭矩确定所述变速器的所述输入速度。
11.根据权利要求9所述的方法，其中：
根据所述双离合器机构的离合器温度确定所述第一△RPM。
12.根据权利要求8所述的方法，其中：
计算所述发动机速度的步骤包括计算所述电动机与所述发动机之间的第二△RPM。
13.根据权利要求12所述的方法，其中：
根据所述发动机离合器的温度确定所述第二△RPM。
14.一种包含由控制器上的处理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：
接收双离合器机构的传输扭矩的程序指令；
根据所述双离合器机构的所述传输扭矩计算电动机速度的程序指令；
确定发动机离合器的传输扭矩的程序指令；
根据所述发动机离合器的所述传输扭矩计算发动机速度的程序指令；以及
同时根据所计算的电动机速度执行所述双离合器机构的滑动控制并且根据所计算的发动机速度执行所述发动机离合器的滑动控制的程序指令。
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