CN105073539A - 混合动力车辆的用于转换传动模式的控制方法和检验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及混合动力车辆、检验混合动力车辆动力系统的检验装置(CTL)和用于将动力系统的第一传动模式转换到第二传动模式的控制方法。本发明包括用于产生延迟以在延迟结束时强制转换和用于当检验装置从接口设备(IHM2)接收到驾驶员请求时在延迟结束前强制转换的设备，所述接口设备例如为油门踏板。本发明应用于能够以多种传动模式运行的混合动力车辆，以改善驾驶舒适性。

Description

混合动力车辆的用于转换传动模式的控制方法和检验装置
技术领域
本发明的领域涉及混合动力车辆，更确切地涉及混合动力车辆动力系统的控制方法和检验装置。
背景技术
存在多种类型的用于机动车辆的电动、液压、气动等混合动力传动系统。例如，热-电混合动力传动系统包括与电机联结的内燃机。电机在设置有足以供电的能量源时可作为电动机运行，以及在通常由内燃机驱动时作为电能发生器运行，以将能量供应给不同的车载装备，例如储能器、电压网或所有其它需要供电的装备。。
根据电机与内燃机的混合动力级别，动力系统可包括一个或多个电机。动力系统为参与车辆推进或驱动的机电元件，即内燃机、电机、车桥和用于操控这些元件的控制机构。在带有多个电机的动力系统的情况下，与内燃机联结的主电机在车辆传动系统中直接作用于车辆车桥，即作用于前桥总成和/或后桥总成，或者为热-电混合动力模式或者仅仅电力驱动。在仅仅电力驱动的情况下，混合动力车辆设置在100％电动行驶模式上。当电动机提供的转矩加上内燃机转矩时，车辆可设置有多种行驶模式，例如节省燃料消耗的行驶模式、在驾驶员要求的情况下提供大功率但损害消耗的运动行驶模式以及使抓地力最大化的四轮驱动行驶模式。
通常，车辆设置有选择动力系统运行模式的装置，该装置能够使驾驶员在不同可用模式中进行选择。这种选择装置的示例作为申请人的专利申请FR2936450的发明目的。这些模式中的每个对应于动力系统的传动设备的转矩设定值的映射。
车桥的车轮转矩设定值取决于驾驶员的设定值和车辆速度，还取决于动力系统的实际运行模式。因此，驾驶员改变运行模式的要求可导致可由不合时宜的加速度或扭矩突变体现的车轮转矩设定值的改变。在转换运行模式时，转矩设定值的改变可被感觉为不舒适的驾驶。
已知在现有技术文件FR2928122中描述了一种混合动力车辆动力系统的控制方法，其中，在预设时间间隔期间以及在该时间间隔后检测到驾驶舒适性可能下降的情况时阻止从混合动力运行模式向电动运行模式的转换。
然而，当动力系统的运行模式为由驾驶员选择的参数时，该控制方法可能会出现问题。事实上，如果不能满足舒适驾驶条件，动力系统可保持固定在驾驶员不期望的运行模式上，这是由于驾驶员将感受到运行模式之间的转换。然而，锁定运行模式是不可行的。
发明内容
因此存在改善动力系统的控制方法的需要，以在从动力系统的第一运行模式转换到第二运行模式时减小前述的不舒适性。
更确切地，本发明涉及一种由混合动力车辆动力系统的检验装置实施的控制方法，用于执行从所述动力系统的第一传动模式向第二传动模式的转换。根据本发明，所述方法包括以下连续连续步骤：
-检测从第一传动模式向第二传动模式转换的转换请求的步骤，
-通过检测到转换请求而触发启动延迟的步骤，以在延迟结束时执行转换，
-当检验装置在转换结束前接收到驾驶员请求时，检验与允许转换的预设条件有关的请求参数的步骤，以在延迟结束前执行转换，
-转换之后，当动力系统配置成处于第二传动模式上时计算车轮转矩的步骤。
根据所述方法的一种变型，驾驶员请求为改变车轮转矩的请求。
根据所述方法的一种变型，驾驶员请求为配置检验装置以使车轮转矩的计算与传动模式无关的请求。
根据所述方法的一种变型，通过在车辆驾驶员和检验装置之间的车辆接口设备发起驾驶员请求。
根据所述方法的一种变型，通过在车辆驾驶员和检验装置之间的车辆接口设备发起驾驶员请求，以选择动力系统的传动模式。
根据所述方法的一种变型，延迟为转换的传动模式的函数。
本发明还涉及一种混合动力车辆动力系统的检验装置，所述动力系统能够至少以第一和第二传动模式运行，所述检验装置包括用于检测从第一传动模式向第二传动模式转换的的转换请求的设备。根据本发明，所述检验装置还包括用于在检测到转换请求时产生延迟以在迟延结束时执行转换的设备和用于通过接收到驾驶员请求在延迟结束之前启动转换的设备。
根据一种变型，通过允许功能来配置用于启动转换的设备，所述允许功能限定了与驾驶员请求的参数有关的条件，所述条件允许在延迟结束前的转换。
本发明还涉及一种混合动力车辆，所述混合动力车辆包括所述检验装置，以及根据本发明，所述混合动力还包括用于选择动力系统的传动模式并且用于发起转换请求的第一驾驶员接口设备和用于发起驾驶员请求的第二驾驶员接口设备，所述第二驾驶员接口设备例如为油门踏板。
由于本发明，在转换混合动力车辆的传动模式时可改善驾驶舒适性。转换在行驶情况下执行，在行驶期间转矩设定值的映射改变是感受不到的，或该映射改变不影响转矩设定值的计算。
附图说明
通过阅读以下作为示意性而非限制性方式给出的本发明实施例的详细说明和附图，本发明的其它特征和优点将更加清楚，在附图中：
-图1示出了根据本发明的混合动力车辆的示意图。
-图2示出了根据本发明的检验装置的示意图。
具体实施方式
本发明的目的在于在从动力系统的一个传动模式转换到另一传动模式时改善混合动力车辆的驾驶舒适性。
更确切地，图1示出了包括根据本发明的检验装置CTL的混合动力车辆动力系统。所述动力系统为混合型的，这是由于其包括由内燃机MTH驱动的前桥总成TRAV和由主电机驱动的后桥总成(图1的示意图中未示出)。
内燃机MTH通过接收设定值产生驱动前桥总成的转矩。前桥总成TRAV还包括变速箱(图1中未示出)。在本实施例中，内燃机可为汽油、柴油、GPL(用于液化石油气)或更确切地所有其它类型的。
主电机通过接收设定值产生驱动后桥总成的转矩并且主要用作电动机，以辅助用于车辆传动系统的内燃机，或还可根据另一传动模式参与车辆移动。
副电机MEL与内燃机MTH连结，并且可由内燃机MTH驱动，以产生电能。电机MEL作为发电机运行，以将一定量的电能传送给不同的电子装备。电机MEL还通过接收转矩设定值向前桥总成供应转矩，因此，更确切地，该电机例如在启动时或简单辅助内燃机MTH的一些行驶阶段用作电动机。
在图1所示的实施例中，第一装备为作为车辆高压网一部分的第一储能器SOC。也称为蓄电池的该第一储能器SOC可为主电机供应能量，以使所述主电机产生驱动后桥总成的转矩。储能器可为例如镍或锂离子型的技术。
第二装备为电压转换器DCDC，所述电压转换器为电压网供电，更确切地为低压网供电，通常使用的电压为12V。
该网络为低压网、车辆计算机以及第二低压储能器BAT，车厢内的装备在所述低压网上被供电。可以理解，其它装备可与电压网连接。储能器BAT能够储存能量以向该网络的装备供电。
所述动力系统还包括也称为监控器的检验装置CTL，所述检验装置具有智能电子部件的作用，以协调内燃机MTH、主电机、副电机MEL、储能器SOC、转换器DCDC和储能器BAT。该检验装置可为需承受高温和高可靠性约束的ASIC(英语为“Application-SpecificIntegratedCircuit”)型计算机。所述检验装置可根据智能分布方案由一个或多个计算机构成。例如，可在一个部件处执行专用于该部件的计算。因此理解到，本发明的检验装置不限于单一计算构件，还可为ASIC技术系统或其它用于实现计算功能的等同系统的一个或多个计算机。更确切地，检验装置CTL实施内燃机和电机的设定值计算。尤其用于计算转矩设定值。将在下文的描述中更确切地描述在本发明范围内实施的功能。
另外，该实施例中的动力系统能够以四种不同的运行模式使车辆行驶。第一模式称为自动模式，是使燃料消耗最小化的模式，第二模式称为运动模式，是损害消耗而使车辆性能最大化的模式，第三模式是能够使车辆抓地力最大化的四轮驱动模式，以及第四模式为完全电动行驶模式。然而，本发明可应用于仅允许这些行驶模式中的一个或不同行驶模式运行的动力系统。
所述混合动力车辆还包括在车辆驾驶员和检验装置CTL之间的接口设备IHM1和IHM2。这些接口设备用于在驾驶员和检验装置之间传送指令。利用例如显示屏、按钮和指示灯的数据传送总线和接口机构来传送这些指令。
第一接口设备IHM1为选择混合动力车辆的传动模式的选择设备。在一种实施例中，该选择设备呈现伴有指示传动模式状态的指示灯的滚轮按钮形式，所述传动模式状态例如为激活状态或不可激活状态。该接口设备还能够使驾驶员通过数据总线向检验装置传送传动模式指令。当驾驶员希望改变传动模式时，例如从使车辆性能最大化的模式转换成完全电动模式时，选择设备选择期望的传动模式，以及接口设备产生要发送到检验装置CTL的转换传动模式的驾驶员请求。检验装置CTL之后处理该请求，以配置动力系统的运行并且制定车轮转矩设定值。
第二接口设备IHM2为混合动力车辆的速度控制设备，例如油门踏板、速度调节器或触摸控制屏。如果驾驶员希望加速或减速，作用于速度控制设备，所述速度控制设备之后产生通过数据总线传送给检验装置CTL的驾驶员请求。检验装置CTL之后处理该驾驶员请求，以制定车轮转矩设定值。
为了协调整个动力系统以实施驾驶员指令，检验装置CTL制定功能以控制装备。检验装置CTL的功能包括：
-能够获取车辆信息的驾驶员意愿接收功能。该功能能够向检验装置CTL传送车辆数据。
-将驾驶员的加速意愿转换成车轮转矩设定值的功能。检验装置CTL计算需要用于实施驾驶员指令的车轮转矩。
-计算构造限制的功能，更确切地计算传动装备的转矩限制的功能，所述传动装备尤其为内燃机MTH、主电机和副电机MEL。
-计算每个构件的转矩以提供驾驶员期望的车轮转矩并且在不同转矩供应部件之间分布转矩的功能。
-向内燃机MTH传送转矩设定值的功能。
-向副电机MEL传送转矩设定值并且向主电机传送转矩设定值的功能。
传送给内燃机MTH和电机的转矩设定值取决于驾驶员意愿、车辆行驶模式(运动、自动、完全电动等)和电子装备的状态数据，电子装备的供电取决于动力系统，尤其取决于蓄电池的储能等级。
为了计算内燃机MTH和电机的转矩设定值，检验装置CTL设置有取决于选定传动模式的车轮转矩计算功能。当激活完全电动模式时，仅操控主电机以向后桥总成提供转矩，而在运动传动模式上操控传动设备以向车桥提供转矩。转矩映射为用于每个传动模式和用于动力系统的每个传动设备、即内燃机MTH和电机的计算车轮转矩的不同函数。从第一转矩映射向第二转矩映射的操控转换可驱动可由驾驶员感受到的加速或减速。
为了避免这种不舒适性，检验装置CTL实施控制动力系统的方法以执行从一种传动模式向另一种传动模式的转换。可用根据本发明的方法和检验装置控制四种或更多的传动模式。
根据驾驶员的改变传动模式的要求，例如从自动模式转换成完全电动模式，由检验装置接收转换传动模式的转换请求。该请求例如来自选择传动模式的选择按钮，如接口设备IHM1。检验装置CTL执行从自动模式转换成完全电动模式的转换请求的检测步骤，然后执行通过检测到转换请求而触发启动延迟的步骤，以在延迟结束时执行转换。
然而，如果检验装置在转换结束之前接收到驾驶员请求，以及如果允许转换的条件的检验结果是正面的，检验装置在转换结束之前执行从自动模式转换到完全电动模式的启动步骤。该检验步骤验证了与预设条件有关的驾驶员请求参数，所述预设条件指出了有利于转换的条件，即限制驾驶不舒适性的条件。检验功能将在之后描述。
通过车辆接口设备IHM2发起驾驶员请求，该接口设备例如为油门踏板、制动踏板或速度调节器这样的速度控制设备。该驾驶员请求可导致车轮转矩设定值的改变。由于驾驶员感觉不到映射的转换，在车轮转矩变化时执行车轮转矩映射的转换是特别有利的。
在另一种情况下，驾驶员请求可导致动力系统在转换不影响车轮转矩计算的模式下运行。
而且，由于本发明，在有利时刻启动传动模式的转换，以改善驾驶舒适性。驾驶员请求可为改变车轮转矩设定值的请求或配置检验装置CTL的请求，以使车轮转矩的计算与传动模式无关。
由一种传动模式向另一种传动模式的转换导致动力系统的转矩计算映射的改变，在大多数行驶情况下，车轮转矩的计算取决于传动模式。另外，如果不存在转换允许条件，延迟能够不阻止转换。
本发明还涉及动力系统的检验装置。图2示出了本发明的特定功能。检验装置更具体地包括用于在该检验装置检测到转换请求M时产生延迟的设备1，所述转换请求包括代表激活的传动模式和由驾驶员要求的传动模式的数据。所述延迟对于在指定时间结束时强制转换是必须的。延迟值可根据要求的转换而变化。由于每次转换要求特定配置，在由驾驶员请求来发起转换之前的延迟值取决于原传动模式和目标模式。该方案的其中一个目的在于通过简单地改变传动模式来限制由驾驶员感受到的转矩渐变。由于原映射和目标映射的输出端的转矩差值较大，在由驾驶员请求发起的转换之前的延迟也增大。事实上，在油门踏板上无动作的转矩增加在安全性方面比转矩减小存在更大问题。从自动模式向运动模式转换的延迟比反向转换的延迟更长，以使存在允许标准的转换的机率最大化。
检验装置还包括设备2，该设备用于通过接收遵循至少一个预设条件的驾驶员请求C1到C8中的一个在延迟结束之前启动转换。为此，检验装置包括用于执行允许功能的计算设备2，所述允许功能确定了是否可在可接受的驾驶舒适性条件中的延迟结束之前允许转换。驾驶员请求为该允许功能的输入数据。
该允许功能包括多个允许转换的条件。在本实施例中，这些条件至少能够检测以下标记为C1到C8的事件，并且在如传动模式转换不能被驾驶员感觉到这样的条件下或在传动模式不是影响车轮转矩设定值的计算数据时执行转换。有利于传动模式转换的这些事件可阐述如下：
-C1为踏下制动踏板的事件：当检测到下压制动踏板时，该事件被解读为减小速度的驾驶员意愿，可在驾驶员无感觉的情况下发生转换。
-C2为油门踏板上的脚抬起的事件：当驾驶员抬起放在油门踏板上的脚时，无论哪种动力系统传动模式，转矩要求较小。由转换产生的不变的油门下压的转矩渐变不被驾驶员感觉到。
-C3为用力下压油门踏板的事件：驾驶员的转矩要求增大并且仅略微受到传动模式转换的影响。
-C4为开启速度调节器的事件：传送给发动机的转矩设定值不再来自专用于动力系统的模式的映射，而是通过速度调节来确定，因此传动模式的改变对车轮转矩没有任何影响。
-C5为改变变速杆位置的事件：驾驶员对变速杆的移动被解释为改变车辆运行模式的要求，传动模式的转换被允许。
-C6为开启慢行的事件：在较低速度上，车辆进入再次建立自动变速箱慢行的慢行状态。因此，根据车辆速度来调节车轮转矩设定值，并且该车轮转矩设定值与传动模式无关。如在开启速度调节器时，传动模式的改变对车轮转矩没有任何影响。
-C7为油门踏板大幅度移动的事件：在油门踏板大幅度移动的情况下(脚下压或抬起)，由于传动模式的转换是可预见的，驾驶员等待车辆性能的改变和车轮转矩的改变。
-C8为车辆低速行驶的事件：当车辆停止或接近停止时(例如速度小于3km/h)，立即允许GMP模式的转换。
允许功能的结果为用于计算车辆转矩设定值的计算设备的允许数据或信息3。所述计算设备包括计算转矩设定值的多种计算函数，所述多种计算函数取决于多个参数，如传动模式、驾驶员请求和车辆速度。这些函数还由每个传动模式的转矩设定值的映射来限定。
本发明应用于能够以不同传动模式运行并且包括使驾驶员能够操控这些传动模式的设备的所有类型的混合动力车辆。

Claims (9)

1.一种由混合动力车辆动力系统的检验装置(CTL)实施的控制方法，用于执行从所述动力系统的第一传动模式向第二传动模式的转换，其特征在于，所述控制方法包括以下连续步骤：
-检测从第一传动模式向第二传动模式转换的转换请求(M)的步骤，
-通过检测到转换请求而触发启动延迟的步骤，以在延迟结束时执行转换，
-当检验装置在转换结束前接收到驾驶员请求(C1-C8)时，检验与允许转换的预设条件有关的请求参数的步骤，以在延迟结束前执行转换，
-转换之后，当动力系统配置成处于第二传动模式上时计算车轮转矩的步骤。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，驾驶员请求为改变车轮转矩的请求。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，驾驶员请求为配置检验装置以使车轮转矩的计算与传动模式无关的请求。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，通过在车辆驾驶员和检验装置之间的车辆接口设备(IHM2)发起驾驶员请求。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过在车辆驾驶员和检验装置之间的车辆接口设备(IHM1)发起转换请求，以选择动力系统的传动模式。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，延迟为转换的传动模式的函数。
7.一种混合动力车辆动力系统的检验装置(CTL)，所述动力系统能够至少以第一和第二传动模式运行，所述检验装置包括用于检测从第一传动模式向第二传动模式转换的转换请求的设备，其特征在于，所述检验装置还包括用于在检测到转换请求(M)时产生延迟以在迟延结束时执行转换的设备(1)和用于通过接收到驾驶员请求(C1-C8)在延迟结束之前启动转换的设备(2)。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，通过允许功能来配置用于启动转换的设备，所述允许功能限定了与驾驶员请求(C1-C8)的参数有关的条件，所述条件允许在延迟结束前的转换。
9.一种混合动力车辆，其特征在于，所述混合动力车辆包括根据权利要求7或8所述的检验装置(CTL)，以及所述混合动力车辆还包括用于选择动力系统的传动模式并且用于发起转换请求(M)的第一驾驶员接口设备(IHM1)和用于发起驾驶员请求(C1-C8)的第二驾驶员接口设备(IHM2)，所述第二驾驶员接口设备例如为油门踏板。
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