CN105667503A - 用于控制混合动力车辆的变速器模式的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了可变地控制混合动力车辆的变速器模式的方法。当基于当前SOC状态确定变速器模式时，该方法通过考虑电负载的总量将变速器模式转换成充分保障发动机充电功率的模式。该方法可变地控制混合动力车辆的变速器模式，当变速器模式的类型被确定时，通过反映并补偿混合动力车辆的电负载的使用的量来防止由于车辆的电负载的增加导致的电池SOC过度下降。另外，当电负载增加时，通过确定变速器模式使得变速器输入端的速度增加，根据电池充电效率的改进而改进燃料效率，因此保障了用于电池充电的发动机充电功率。

Description

用于控制混合动力车辆的变速器模式的设备和方法

技术领域

本发明涉及可变地控制混合动力车辆的变速器模式(transmissionpattern)的方法。更具体地，本发明涉及控制混合动力车辆的变速器模式的方法，当根据当前充电状态(SOC)的状态确定变速器模式时，通过考虑电负载将变速器模式转换成充分保障发动机充电功率的模式。

背景技术

环保车辆中的混合动力车辆通过选择电动机以及发动机作为动力源促进废气的减少和燃料效率的改善。混合动力车辆需要高效率和性能的传动系统，其将发动机动力或电动机动力分开地或同时地传输到驱动轮。

图4是示出根据现有技术用于混合动力车辆的示例性传动设备的视图。如图4所示，用于混合动力车辆的典型的传动装置包括串联连接的发动机10和电动机12、布置在发动机10和电动机12之间以传输或中断发动机动力的发动机离合器14、配置成用于基于行驶状况连接或分离离合器的控制器(未示出)、配置成用于将电池电流转换成交流(AC)电压并将AC电压施加到电动机12的逆变器20、配置成用于将电动机或电动机和发动机的动力传输到驱动轮的自动变速器16，以及连接到发动机的曲轴皮带轮以启动发动机并产生电的混合动力启动器发动机(HSG)18。

自动变速器是有级变速器，它的变速器模式由多种因素确定。确定在配备有级变速器的混合动力车辆内的变速器模式的类型的因素包括倾斜、温度条件、充电状态(SOC)、驾驶者选择模式、电池放电限制条件，以及行驶模式确定。然而，在车辆的电场负载、空气调节器，以及电动油泵(EOP：ElectricOilPump)的功耗增加的情况下，可能发生电池充电损耗，并且燃料效率由于对充电电池的无效的控制和操作可能降低。

图1是示出确定在根据现有技术的混合动力车辆内的变速器模式的过程的流程图。如图1所示，当发动机冷却水低于特定温度时，或外部温度小于特定温度时，变速器模式被确定为用于在冬季的低温下加热的变速器模式。另外，当确定为电池放电限制情况时，变速器模式被确定为用于补足由于电池放电限制的电动机辅助输出不足。

此外，为了确定变速器模式，确定电池充电状态是否符合SOC参考条件。当电池充电状态符合SOC参考条件时，根据基于驾驶者意向的行驶模式(例如，非常拥挤、拥挤的、正常的、国道、高速公路等)确定预先确定的变速器模式。另一方面，当确定为不符合SOC参考条件时，确定低SOC变速器模式以促进电池充电。

参考图2，通过确定是否符合SOC参考条件来确定变速器模式的过程包括将行驶模式输入到使用查找表102的变速器模式确定部100，以及将当前电池SOC输入到变速器模式确定部100，并且通过变速器模式基于当前SOC和形式模式确定部100确定变速器模式。

具体地，在当前SOC等于或大于特定边界值时，变速器模式确定部100接通，类似于继电器和输出“1”，从而确定与基于驾驶者意向的行驶模式匹配的变速器模式。在当前SOC等于或小于特定边界值时，变速器模式确定部100关闭，类似于继电器和输出“0”，从而确定可以促进电池充电的低SOC变速器模式。

然而，自前面确定变速器模式的类型的过程中，因为未考虑车辆的电负载(例如，电场负载+空气调节器+EOP负载)，所以当相同的发动机动力在相同条件下的车辆的电负载增加时输出时，电池的SOC变得不够，从而导致燃料效率的降低。

在该章节公开的上述信息只用于加强对本发明背景的理解，因此它可能包含对于本领域的普通技术人员在本国已经已知的、不形成现有技术的信息。

发明内容

本发明提供了用于可变地控制混合动力车辆的变速器模式的方法，当变速器模式的类型被确定时，通过反映并补偿混合动力车辆的电负载的使用的量来防止由于车辆的电负载的增加导致的电池SOC过度下降，并且当电负载增加时，通过确定变速器模式使得传输输入末端的速度增加根据电池充电效率的改进促进燃料效率的改进，从而保障用于电池充电的发动机充电功率。

在一个方面，本发明提供用于控制混合动力车辆的变速器模式的方法，所述方法可以包括以下步骤：由控制器通过确定所述混合动力车辆的电池充电状态(SOC)参考条件是否满足来确定变速器模式，其中在当前电池SOC输入到变速器模式确定部时，变速器模式还通过输入基于电负载的使用量的补偿值来确定。

在示例性实施例中，当电负载的使用量被确定为增加了特定值或更大时，可以确定发动机每分钟转速(RPM)能够增加的低档位中心的变速器模式。在另一示例性实施例中，可以通过计算使用电功率消耗的总和的电负载指数并且将所计算的电负载指数映射为用于确定变速器模式的补偿值来获得基于电负载的使用量的补偿值。此外，使用所述电功率消耗的总和的电负载指数被计算成特定水平值或更大值、中间值和特定水平值或更小。

在另一方面，本发明提供用于控制混合动力车辆的变速器模式的设备，所述设备可以包括：配置成通过确定混合动力车辆的电池充电状态(SOC)参考条件是否满足来确定变速器模式的变速器模式确定部；以及配置成在当前电池SOC输入到变速器模式确定部时输入基于电负载的使用量的补偿值的电负载补偿值计算部。当电负载的使用量被确定为增加了特定值或更大时，可以确定发动机每分钟转速(RPM)能够增加的低档位中心的变速器模式。

在示例性实施例中，所述电负载补偿值计算部可以包括：电负载指数计算单元，配置成计算使用电功率消耗的总和的电负载指数；以及映射数据单元，其中可以将所计算的电负载指数映射为用于确定变速器模式的补偿值。

附图说明

现在将参考附图中所示的示例性实施例详细描述本发明的以上和其他的特征，其仅以示例的方式提供，并因此不限制本发明，这些附图中：

图1是示出确定根据现有技术的混合动力车辆内的变速器模式的典型方法的流程图；

图2是示出确定根据现有技术的混合动力车辆内的变速器模式的典型方法的视图；

图3是示出在根据本发明的示例性实施例的混合动力车辆内的变速器模式的控制的视图；以及

图4是示出根据现有技术用于混合动力车辆的传动系统的视图；

图中提及的附图标记包括对如下面另外讨论的以下元件的参考：

100:变速器模式确定部

102：查找表

200：电负载补偿值计算部

202：电负载指数计算单元

204：映射数据单元

应该理解，附图不一定是按照尺寸比例绘制的，这些附图只是说明本发明的基本原理的各种示例性特征的某种程度上的简化表示。如本文所公开的本发明的具体设计特征，其包括，例如具体尺寸、取向、位置和形状，部分由特定预期的应用和使用环境确定。在图中，贯穿附图的若干图，附图标号是指本发明的相同或等价部分。

具体实施方式

虽然示例性实施例被描述为使用多个单元执行示例性过程，但是应当理解，示例性过程还可以通过一个或多个模块执行。另外，应当理解术语控制器/控制单元是指包括存储器和处理器的硬件装置。存储器配置成用于存储模块，并且处理器具体地配置成用于实行所述模块以执行一个或多个过程，这在下面进一步描述。

此外，本发明的控制逻辑可以体现为在含有由处理器、控制器/控制单元等所执行的可执行程序指令的计算机可读介质上的非暂态计算机可读介质。计算机可读介质的示例包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软磁盘、闪存盘、智能卡和任选的数据存储装置。计算机可读记录介质还可以分布在联网计算机系统中，使得计算机可读介质以分布式的方式存储并执行，例如，通过远程信息处理服务器或控制器局域网(CAN)。

本文所用术语只是为了说明目的而不旨在限制性本发明。除非上下文明确指出，否则如本文所用，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式。应该进一步理解，当术语“包含”、“包括的”用于本说明书中时，其指定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件存在，但并非排除一种或多种其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组群的存在或加入。如本文所使用，术语“和/或”包括一个或多个相关联的列出术语的任何或全部组合。

在下文中，现在将详细参考本发明的各种示例性实施例，它的示例在附图中示出并且在下面描述。虽然本发明将结合示例性实施例描述，但是将理解本说明书不旨在将本发明限制于那些示例性实施例。相反，本发明旨在不仅覆盖示例性实施例而且覆盖可以包括在所附权利要求所限定的本发明的实质和范围内的各种替换例、修改例、等效例和其他实施例。

应当理解，如本文使用的，术语"车辆""车辆的"或其他类似的术语通常包括机动车辆，诸如包括运动型多功能车辆(SUV)、公共汽车、货车、各种商用车辆的客运汽车，包括各种小船和轮船的船只，飞机等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、燃烧插电式混合动力电动车辆、插电式混合动力车辆、氢动力车辆和其他替代燃料车辆(例如，采自除石油之外的资源的燃料)。如本文所提到的，混合动力车辆是具有两种或多种动力源的车辆，例如汽油驱动和电驱动的车辆。

在下文中，为详细解释到本领域的一般技术人员可以容易实施本发明的技术概念的程度，将参照附图描述本发明的示例性实施例。

如图1所示，在确定混合动力车辆的变速器模式时，当发动机冷却水低于特定温度，或外部温度小于特定温度时，变速器模式可以被确定为用于在冬季的低温下及时预热(promptwarm-up)的变速器模式。另外，当确定为电池放电限制状况时，变速器模式可以被确定为用于补足由于电池放电限制导致的电动机辅助输出不足的变速器模式。

此外，为了确定变速器模式，确定电池充电状态是否符合SOC参考条件。当电池充电状态符合SOC参考条件时，根据基于驾驶者意向的行驶模式(例如，非常拥挤、拥挤的、正常的、国道、高速公路等)确定预定的变速器模式。另一方面，当确定为不符合SOC参考条件时，确定出低SOC变速器模式以促进电池充电。

本发明提供主要运用在低档位的用于控制混合动力车辆的变速器模式的设备和方法，其当通过检测混合动力车辆的电池SOC参考条件是否满足来确定变速器模式时，通过将电负载值指数化(indexing)并使用指数化的电负载值作为确定基于电池SOC的目标变速器模式时的补偿值，由此能够随电负载增加而增加发动机RPM，并且因此可以保障用于电池充电的发动机充电功率的变速器模式。

图3是示出根据本发明的示例性实施例的混合动力车辆内的变速器模式的控制的视图。本文所述的各种部件和单元在下面应被理解为通过具有处理器和存储器的控制器执行。在图3中，附图标记100表示变速器模式控制器的变速器模式确定部。

具体地，变速器模式确定部100可以配置成根据基于驾驶者意向的行驶模式和当前电池SOC，确定混合动力车辆的电池SOC参考条件是否满足，并且可以配置成确定变速器模式。当前电池SOC可以从管理电池状态的控制器输入到变速器模式确定部100。另外，可以使用查找表102反映基于驾驶者意向的行驶模式的补偿值，即基于电负载的使用量的补偿值可以被输入到变速器模式确定部100。电负载补偿值计算部200可以包括配置成计算使用电功率消耗的总和的电负载指数的电负载指数计算单元202、和所计算的电负载指数可以被映射为用于确定变速器模式的补偿值的映射数据单元(例如，补偿值映射表)204。

因此，当基于电负载的使用量的补偿值从电负载补偿值计算部200输入到变速器模式确定部，然后变速器模式确定部确定电负载的使用量增加了特定值时，变速器模式确定部100可以配置成确定并命令发动机RPM可以增加的低档位中心的变速器模式。例如，当电负载增加时，可以操作发动机RPM可以增加的低档位中心的变速器模式，从而使连接到发动机曲轴的起动发电机能够发电，由此通过起动发电机的发电使电池能够充电。

在下文中，将更详细地描述在根据本发明的示例性实施例的混合动力车辆内控制变速器模式的方法。

响应于确定电池充电状态，即SOC参考条件是否满足，当当前电池SOC被输入到变速器模式确定部100时，基于电负载的使用量的补偿值还可以从电负载补偿值计算部200输入到变速器模式确定部100。可以通过计算使用电功率消耗的总和的电负载指数并且将所计算的电负载指数映射为用于确定变速器模式的补偿值来获得基于电负载的使用量的补偿值。因此，基于电负载的使用量的补偿值，即基于电负载指数的补偿值可以从映射数据单元(例如，补偿值映射表)204输入到变速器模式确定部100。

此外，为了根据行驶模式(例如，非常拥挤、拥挤的、正常的、国道、高速公路等)确定变速器模式，可以根据基于使用查找表102确定的变速器模式的来自映射数据单元(例如，补偿值映射表)204的电负载指数，确定补偿值。具体地，使用电功率消耗的总和的电负载指数可以在电功率消耗的总和被过滤(filtered)然后一对继电器可以接通时，被确定为特定水平值或更大，并且当一对继电器中的一个被接通时，被确定为中间值。另外，当一对继电器关闭时，电负载指数可以被确定为特定值或更小。

相应地，当前电池SOC可以从管理电池状态的控制器输入到变速器模式确定部100。同时，基于电负载指数的补偿值可以从电负载补偿值计算部200输入到变速器模式确定部100，由此可以确定变速器模式。

具体地，在当前SOC等于或大于特定边界值(例如，第一参考值、高参考值)时，变速器模式确定部100可以接通，类似于继电器和输出“1”，从而确定与基于驾驶者意向的行驶模式匹配的变速器模式。另一方面，在当前SOC等于或小于特定边界值(例如，第一参考值、高参考值)时，变速器模式确定部100可以关闭，类似于继电器和输出“0”，从而确定可以促进电池充电的低SOC变速器模式。具体地，电负载的使用量可以根据基于电负载指数的补偿值被确定为增加了特定值，可以确定发动机RPM可以增加的低档位中心的变速器模式。

当随着电负载增加而工作在发动机RPM可以增加的低档位中心的变速器模式时，连接到发动机的曲轴的起动发电机可以发电，因此可以通过起动发电机的发电实现电池充电。

如上所述，本发明可以在变速器模式的类型被确定时通过反映并补偿混合动力车辆的电负载的使用量来防止由于车辆的电负载的增加而导致的电池SOC过度下降，并且当电负载增加时，通过确定变速器模式使得变速器输入端的速度增加，由此根据电池充电效率的改进，可以促进燃料效率的改进，因此可以保障用于电池充电的发动机充电功率。

本发明提供了以下效果：

首先，当变速器模式的类型被确定时，通过反映并补偿混合动力车辆的电负载的使用的量来防止由于车辆的电负载的增加导致的电池SOC过度下降。

第二，当电负载增加时，可以通过确定变速器模式使得变速器输入端的速度增加，根据电池充电效率的改进来促进燃料效率的改进，因此保障了用于电池充电的发动机充电功率。

已经参考本发明的示例性实施例详细地描述了本发明。然而，本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明的原则和精神的前提下，可以在这些示例性实施例中做出改变，其范围在所附权利要求书及其等同物中限定。

Claims (10)

1.一种用于控制混合动力车辆的变速器模式的方法，所述方法包括以下步骤：

由控制器通过确定所述混合动力车辆的电池充电状态(SOC)参考条件是否满足来确定变速器模式，

其中在当前电池SOC输入到变速器模式确定部时，变速器模式还通过输入基于电负载的使用量的补偿值来确定。

2.根据权利要求1所述的方法，其中当电负载的使用量被确定为增加了特定值或更大时，确定发动机每分钟转速(RPM)能够增加的低档位中心的变速器模式。

3.根据权利要求1所述的方法，其中通过计算使用电功率消耗的总和的电负载指数并且将所计算的电负载指数映射为用于确定变速器模式的补偿值来获得基于电负载的使用量的补偿值。

4.根据权利要求3所述的方法，其中使用所述电功率消耗的总和的电负载指数被计算成特定水平值或更大值、中间值和特定水平值或更小。

5.根据权利要求1所述的方法，其中当所述当前SOC等于或大于特定边界值时，继电器接通以确定与基于驾驶者意向的行驶模式匹配的变速器模式。

6.根据权利要求1所述的方法，其中当所述当前SOC等于或小于特定边界值时，继电器关闭以确定促进电池充电的低SOC变速器模式。

7.一种用于控制混合动力车辆的变速器模式的设备，所述设备包括：

配置成通过确定混合动力车辆的电池充电状态(SOC)参考条件是否满足来确定变速器模式的变速器模式确定部；以及

配置成在当前电池SOC输入到变速器模式确定部时输入基于电负载的使用量的补偿值的电负载补偿值计算部，

其中当电负载的使用量被确定为增加了特定值或更大时，确定发动机每分钟转速(RPM)能够增加的低档位中心的变速器模式。

8.根据权利要求7所述的设备，其中所述电负载补偿值计算部还配置成计算使用电功率消耗的总和的电负载指数，并且将所计算的电负载指数映射为用于确定变速器模式的补偿值。

9.根据权利要求7所述的设备，其中当所述当前SOC等于或大于特定边界值时，继电器接通以确定与基于驾驶者意向的行驶模式匹配的变速器模式。

10.根据权利要求7所述的设备，其中当所述当前SOC等于或小于特定边界值时，继电器关闭以确定促进电池充电的低SOC变速器模式。