CN105730432B - 用于控制混合动力车辆的驱动的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于控制混合动力车辆的驱动的装置和方法。方法可包括：计算电动机rpm的变化率，通过改变已被设置用以接合发动机离合器的第一参考rpm，根据所计算的电动机rpm的变化率计算第二参考rpm，其中第二参考rpm被重新设置用以接合发动机离合器，以及通过根据电动机rpm是否达到第二参考rpm确定是否启动发动机和接合发动机离合器来控制车辆驱动模式。

Description

用于控制混合动力车辆的驱动的装置和方法
技术领域
本发明总体上涉及一种用于混合动力车辆的驱动控制技术，更具体而言，涉及一种用于控制混合动力车辆的驱动的方法和装置，其根据电动机在rpm方面的性能来改变发动机启动点和发动机离合器接合点，从而避免频繁的发动机启动和发动机离合器接合的尝试，因此提高了燃料效率和车辆可操作性。
背景技术
用于混合动力车辆的并联型体系结构通过电动机的安装位置划分成FMED(Flywheel Mounted Electric Device，飞轮安装电控装置)型和TMED(TransmissionMounted Electric Device，变速器安装电控装置)型。
图1A-1D显示了根据TMED型混合动力系统中的驱动模式的动力流，混合动力系统可在EV模式、并联模式、串联模式和滑动模式中的一种驱动模式下进行驱动。另外，HCU(混合动力控制单元)根据车辆状态和驾驶者的动力要求来选择驱动模式。
例如，在EV模式下，当车辆起动或者低速行驶时，通过松开安装在发动机与电动机之间的发动机离合器并将电动机扭矩传递到车轮，车辆仅使用电动机动力。
此外，在并联模式，使用发动机动力和电动机动力两者来驱动车辆，其被控制以通过如下过程平滑地连接电动机与发动机：启动发动机、同步发动机转数和电动机转数，以及接合发动机离合器，以在通过将模式从EV模式变化到HEV模式来连接发动机动力时防止大的震动。
图2描述了当模式如上所述从EV模式变化到并联模式时电动机和发动机的性能，将参照附图对其进行更具体的描述。
当驾驶者的动力要求是参考动力(P1)或更多时，启动发动机。
另外，当启动发动机时，如果电动机rpm为参考rpm(R1)或更多，则接合发动机离合器且以并联模式驱动发动机，参考rpm(R1)被设置用于发动机离合器接合。
换言之，如果动力要求为参考动力(P1)或更多，则无论是否可以接合发动机离合器，都启动发动机，并且尝试发动机离合器接合。
但是，如图3所示，当电动机rpm未达到参考rpm(R1)时，解除接合发动机离合器的尝试，并在滑动模式或串联模式下驱动车辆。
因此，如图3所示，如果驾驶者的动力要求下降且电动机rpm未达到参考rpm(R1)，则无论发动机离合器是否能被接合，都发生不必要的发动机启动，因此燃料效率下降。另外，由于频繁尝试发动机离合器的接合和松开，可操作性变差。
如果将作为并联模式的参考的参考动力(P1)设置成更高的值，以避免不必要的发动机启动和发动机离合器的频繁接合/松开，则在EV模式下驱动车辆直到驾驶者的动力要求达到提高的参考动力(P1)。
但是，如果反复在驾驶者的动力要求小于提高的参考动力(P1)的区域中行驶(如市区行驶)，则连续保持EV模式下的驱动。这导致SOC下降，因此需要在停车过程中怠速充电，这就降低了燃料效率。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，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技术人员所公知的现有技术。
发明内容
因此，鉴于现有技术中存在的上述问题和/或其他问题而作出本发明，本发明提供用于控制混合动力车辆的驱动的方法和装置，其根据电动机rpm的性能来改变发动机启动点和发动机离合器接合点，从而避免频繁的发动机启动以及发动机离合器接合的尝试，因此提高燃料效率和车辆可操作性。
根据各个方面，本发明的方法可包括：变化率计算步骤，所述变化率计算步骤计算电动机rpm的变化率；参考rpm计算步骤，所述参考rpm计算步骤通过改变已被设置用以接合发动机离合器的第一参考rpm，根据所计算的电动机rpm的变化率计算第二参考rpm，所述第二参考rpm被重新设置用以接合所述发动机离合器；驱动模式控制步骤，所述驱动模式控制步骤通过根据所述电动机rpm是否达到所述第二参考rpm确定是否启动发动机和接合所述发动机离合器来控制车辆驱动模式。
所述参考rpm计算步骤可通过将用于所述电动机rpm的变化率的补偿值应用到所述第一参考rpm来计算第二参考rpm。补偿值可与电动机rpm的变化率成正比。
在一个方面中，本发明的方法可进一步包括用于确定驾驶者的动力要求的确定步骤。如果所述动力要求等于或小于参考动力，则所述车辆被控制为在EV模式下驱动，如果所述动力要求高于所述参考动力，则所述车辆被控制为进入所述变化率计算步骤，以便计算所述电动机rpm的变化率。
在所述驱动模式控制步骤中，如果所述电动机rpm等于或大于所述第二参考rpm，则所述车辆可以被控制为通过启动所述发动机以及接合所述发动机离合器而使用电动机和发动机动力来驱动。
在所述驱动模式控制步骤中，如果所述电动机rpm小于所述第二参考rpm并且SOC(充电状态)等于或大于第一参考值，则所述车辆可以被控制为使用电动机动力来驱动。
在所述驱动模式控制步骤中，如果所述电动机rpm小于所述第二参考rpm并且SOC小于第一参考值，则所述车辆可以被控制为启动发动机，以根据所述SOC是否达到第二参考值，从串联模式或滑动模式中选择所述驱动模式，并且所述车辆可以被控制为在所选择的模式下驱动。
如果所述SOC等于或大于所述第二参考值，则所述车辆可以被控制为在所述串联模式下驱动，所述串联模式使用电动机动力驱动所述车辆并且通过发动机动力对电池充电。如果所述SOC小于所述第二参考值，则所述车辆可以被控制为在所述滑动模式下驱动，所述滑动模式执行所述发动机离合器的滑动控制并且使用发动机动力来驱动所述车辆。
根据各个方面，本发明的装置可包括：计算单元，所述计算单元用于计算电动机rpm的变化率，以及通过改变已被设置用以接合发动机离合器的第一参考rpm，根据所计算的电动机rpm的变化率计算第二参考rpm，所述第二参考rpm被重新设置用以接合所述发动机离合器；存储单元，所述存储单元用于存储所述第一参考rpm以及所述第二参考rpm；以及驱动控制单元，所述驱动控制单元通过根据所述电动机rpm是否达到所述第二参考rpm确定是否启动发动机和接合所述发动机离合器来控制车辆驱动模式，其中，通过将用于所述电动机rpm的变化率的补偿值应用到所述第一参考rpm来计算第二参考rpm。
根据各个其他方面，本发明的装置可包括：控制单元，所述控制单元用于计算电动机rpm的变化率；通过改变已被设置用以接合发动机离合器的第一参考rpm，根据所计算的电动机rpm的变化率计算用以接合发动机离合器的第二参考rpm；存储所述第一参考rpm以及所述第二参考rpm；以及通过根据所述电动机rpm是否达到所述第二参考rpm确定是否启动发动机和接合所述发动机离合器来控制车辆驱动模式，其中，通过将用于所述电动机rpm的变化率的补偿值应用到所述第一参考rpm来计算第二参考rpm。
本发明可以通过计算电动机rpm的变化率来估计电动机rpm的性能，并且提早确定发动机离合器接合是否可能，因此即使在较低的车速下也将参考动力设置为较低的值。这允许在并联模式下继续驱动车辆并且维持高SOC。因此，在不必启动发动机的区域中，车辆可以在EV模式下驱动，并且由于可以避免在停车过程中怠速充电，市区行驶中的燃料效率得到提高。
此外，通过减少发动机启动次数，可以减少来自发动机启动的有害气体排放。另外，减少频繁发动机启动和发动机离合器接合/松开有助于降低车辆振动发生的频率，因此提高车辆的可销售品质。
本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，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案中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方案中进行详细陈述，这些附图和具体实施方案共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
图1A、图1B、图1C和图1D是显示根据TMED型混合动力系统中的驱动模式的动力流的视图，其中图1A为EV模式，图1B为并联模式，图1C为串联模式，图1D为滑动模式。
图2是用于描述当模式从图1A的EV模式变化到图1B的并联模式时电动机和发动机的性能以及发动机离合器接合点的视图。
图3是用于描述当模式从图1A的EV模式变化到图1B的并联模式时在电动机rpm未达到参考rpm的情况下电动机和发动机的性能的视图。
图4为用于描述根据本发明的用于控制混合动力车辆的驱动的示例性方法的控制流的流程图。
图5是用于描述根据本发明当模式从EV模式变化到并联模式时根据电动机rpm的变化率的突然增长的电动机和发动机的性能以及发动机离合器接合点的视图。
图6是用于描述根据本发明当模式从EV模式变化到并联模式时根据电动机rpm的变化率的稳定增长的电动机和发动机的性能以及发动机离合器接合点的视图。
图7为根据本发明的用于控制混合动力车辆的驱动的示例性装置的示意图。
具体实施方式
下面将详细说明本发明的不同实施方案，在附图中和以下的描述中示出了这些实施方案的实例。虽然本发明将与示例性实施方案相组合进行描述，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。
根据本发明的各个实施方案的用于控制混合动力车辆的驱动的方法被配置为包括变化率计算步骤(S10)、参考rpm计算步骤(S20)以及驱动模式控制步骤(S30)。
参考图4，首先，在变化率计算步骤(S10)中计算电动机rpm的变化率(ΔM)。例如，如果配备有本发明的混合动力车辆是如图1所示的TMED型混合动力系统，则可以按照下面的计算式使用在车辆起动时电动机转数关于时间的变化来计算电动机rpm的变化率(ΔM)：
具体而言，在参考rpm计算步骤(S20)中，可以通过使用电动机rpm的变化率(ΔM)估计电动机rpm的性能，来改变发动机离合器接合点。
例如，可以通过改变已被设置用于接合发动机离合器的第一参考rpm(R1)，根据所计算的电动机rpm的变化率(ΔM)来计算用于接合发动机离合器的新的参考rpm，即第二参考rpm(S2)。可以使用形成在加速器踏板传感器和坡度之间的关系的二维映射来获得第一参考rpm(R1)。
具体而言，通过将用于电动机rpm的变化率(ΔM)的补偿值(Rc)应用于第一参考rpm(R1)来计算第二参考rpm(R2)。补偿值(Rc)与电动机rpm的变化率(ΔM)成正比地增加或减小。
换言之，如图5所示，当电动机rpm增长的变化较高时，电动机rpm急剧增加，因此估计出发动机离合器提早接合。因此，根据所计算的电动机rpm的变化率(ΔM)，通过将与急剧增加的电动机rpm的变化率(ΔM)相对应的较高补偿值(Rc)应用到先前被设置为用于发动机离合器接合的参考rpm的第一参考rpm(R1)来计算第二参考rpm(R2)，即用于发动机离合器接合的新的参考rpm。
另一方面，如图6所示，当电动机rpm增长的变化较低时，电动机rpm缓慢增加，估计出电动机rpm增加很少。因此，根据所计算的电动机rpm的变化率(ΔM)，通过将与缓慢增加的电动机rpm的变化率(ΔM)相对应的较低补偿值(Rc)应用到先前被设定为用于发动机离合器接合的参考rpm的第一参考rpm(R1)来计算第二参考rpm(R2)，即用于发动机离合器接合的新的参考rpm。
另外，本发明可被配置为进一步包括用于在车辆起动时确定驾驶者的动力要求的确定步骤。
例如，当驾驶者的动力要求为参考动力(P1)或更少时，车辆被控制为在EV模式驱动(S32)，这是因为电动机动力足以驱动车辆。
另一方面，当驾驶者的动力要求大于参考动力(P1)时，电动机动力可能不能满足驾驶者的需求，因此车辆被控制为进入用于计算电动机rpm的变化率(ΔM)的变化率计算步骤(S10)。
参考动力(P1)可以是在不启动发动机的EV模式下能够驱动车辆的最大动力。
同时，在驱动模式控制步骤(S30)中，对车辆进行控制，从而通过根据电动机rpm是否达到第二参考rpm(R2)确定发动机启动和发动机离合器接合来选择驱动模式。
具体而言，在驱动模式控制步骤(S30)中，当电动机rpm为第二参考rpm(R2)或更多时，车辆被控制为在并联模式下进行驱动(S31)，该并联模式通过启动发动机和接合发动机离合器来使用电动机和发动机动力。
换言之，如图5所示，当电动机rpm的变化率(ΔM)急剧增加时，由于与变化率(ΔM)相对应的补偿值，当电动机rpm的变化率(ΔM)较高时将第二参考rpm(R2)设置为相对较低的值。
因此，当电动机rpm达到已被设置为相对较低值的第二参考rpm(R2)时，即使在低速区域，也可以将参考动力(P1)设置到较低值，并且车辆可以在并联模式下继续驱动。因此，高SOC(充电状态)得到保持，由于车辆可以在不必要启动发动机的EV模式下驱动，因此可以避免在停车过程中怠速充电。因此，市区行驶时的燃料效率提高。
另一方面，在驱动模式控制步骤(S30)中，当电动机rpm小于第二参考rpm(R2)时，将SOC与第一参考值进行比较。如果SOC为第一参考值或更多，则车辆被控制为在使用电动机动力驱动车辆的EV模式下驱动(S32)。
第一参考值可以是在不启动发动机的EV模式下能够驱动车辆的SOC。
换言之，尽管驾驶者的动力要求达到参考动力(P1)，但如果电动机rpm的变化率(ΔM)增加相对较低，则电动机rpm也增加很少。此外，当与变化率(ΔM)对应的补偿值(Rc)较低时，第二参考rpm(R2)被设置为相对较高的值。
因此，在SOC足以在EV模式下驱动车辆的前提下，无需不必要的发动机启动或者发动机离合器接合的尝试，车辆可在EV模式下驱动。因此，避免了在停车过程中怠速充电，并且防止了行驶过程中不必要的发动机启动，这就在市区行驶中降低了燃料消耗并且提高了燃料效率。
另外，通过减少发动机启动次数可以减少来自发动机启动的有害气体排放，并且由于降低频繁发动机启动以及发动机离合器接合/松开而降低车辆振动发生的频率，可以提高车辆的可销售品质。
此外，在驱动模式控制步骤(S30)中，如果电动机rpm小于第二参考rpm(R2)并且SOC小于第一参考值时，车辆被控制为启动发动机；通过SOC是否达到第二参考值来选择串联模式还是滑动模式；在所选择的模式下驱动。
第二参考值可以是如下SOC：由于该SOC而车辆不能在EV模式下驱动，第二参考值小于第一参考值。
具体地，如果SOC为第二参考值或更多，则车辆被控制为在串联模式下驱动，串联模式使用电动机动力驱动车辆，同时使用发动机动力对电池充电(S33)。
此外，SOC小于第二参考值，车辆可以控制为在滑动模式下驱动，滑动模式执行发动机离合器的滑动控制并且使用发动机动力来驱动车辆(S34)。
同时，用于控制混合动力车辆的驱动的装置被配置为包括计算单元1、存储单元3和驱动控制单元5。
参考图7，计算单元1被配置为计算电动机rpm的变化率(ΔM)以及通过改变已被设置用以接合发动机离合器的第一参考rpm(R1)来，根据所计算的电动机rpm的变化率(ΔM)来计算第二参考rpm(R2)，第二参考rpm(R2)被重新设置用以接合所述发动机离合器；
此外，存储单元3被配置为存储第一参考rpm(R1)以及第二参考rpm(R2)。用来与动力要求相比较的参考动力(P1)也可以被存储到存储单元3中。
另外，驱动控制单元5被配置为通过根据电动机rpm是否达到第二参考rpm(R2)确定发动机启动和发动机离合器接合来选择车辆驱动模式。
在一些实施方案中，用于控制混合动力车辆的驱动的装置可以配置有一个控制单元以整合全部的功能。
具体而言，在控制单元中，计算电动机rpm的变化率(ΔM)；通过改变已被设置用以接合发动机离合器的第一参考rpm(R1)，根据所计算的电动机rpm的变化率(ΔM)计算用以接合发动机离合器的第二参考rpm(R2)；存储第一参考rpm(R1)和第二参考rpm(R2)；车辆被控制为通过根据电动机rpm是否达到第二参考rpm(R2)确定发动机启动和发动机离合器接合来选择驱动模式。
控制单元可以是HCU(Hybrid Control Unit，混合控制单元)。
前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。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权利要求书及其等价形式所限定。

Claims (10)

1.一种用于控制混合动力车辆的驱动的方法，包括：
变化率计算步骤，所述变化率计算步骤计算电动机rpm的变化率；
参考rpm计算步骤，所述参考rpm计算步骤通过改变已被设置用以接合发动机离合器的第一参考rpm，根据所计算的电动机rpm的变化率计算第二参考rpm，所述第二参考rpm被重新设置用以接合所述发动机离合器；以及
驱动模式控制步骤，所述驱动模式控制步骤通过根据所述电动机rpm是否达到所述第二参考rpm确定是否启动发动机和接合所述发动机离合器来控制车辆驱动模式，
其中，所述参考rpm计算步骤通过将用于所述电动机rpm的变化率的补偿值应用到所述第一参考rpm来计算第二参考rpm。
2.根据权利要求1所述的用于控制混合动力车辆的驱动的方法，其中所述补偿值与所述电动机rpm的变化率成正比。
3.根据权利要求1所述的用于控制混合动力车辆的驱动的方法，进一步包括：
确定步骤，所述确定步骤确定驾驶者的动力要求，其中
如果所述动力要求等于或小于参考动力，则所述车辆被控制为在EV模式下驱动，以及
如果所述动力要求高于所述参考动力，则所述车辆被控制为进入所述变化率计算步骤，以便计算所述电动机rpm的变化率。
4.根据权利要求1所述的用于控制混合动力车辆的驱动的方法，其中如果所述电动机rpm等于或大于所述第二参考rpm，则所述驱动模式控制步骤控制所述车辆以通过启动所述发动机以及接合所述发动机离合器而使用电动机和发动机动力进行驱动。
5.根据权利要求1所述的用于控制混合动力车辆的驱动的方法，其中如果所述电动机rpm小于所述第二参考rpm并且充电状态等于或大于第一参考值，则所述驱动模式控制步骤控制所述车辆以使用电动机动力进行驱动。
6.根据权利要求1所述的用于控制混合动力车辆的驱动的方法，其中如果所述电动机rpm小于所述第二参考rpm并且充电状态小于第一参考值，则所述驱动模式控制步骤控制所述车辆来启动发动机，以根据所述充电状态是否达到第二参考值，从串联模式或滑动模式中选择所述驱动模式，并且控制所述车辆以在所选择的模式下进行驱动。
7.根据权利要求6所述的用于控制混合动力车辆的驱动的方法，其中如果所述充电状态等于或大于所述第二参考值，则所述车辆被控制为在所述串联模式下驱动，所述串联模式使用电动机动力驱动所述车辆并且通过发动机动力对电池充电。
8.根据权利要求6所述的用于控制混合动力车辆的驱动的方法，其中如果所述充电状态小于所述第二参考值，则所述车辆被控制为在所述滑动模式下驱动，所述滑动模式执行所述发动机离合器的滑动控制并且使用发动机动力来驱动所述车辆。
9.一种用于控制混合动力车辆的驱动的装置，包括：
计算单元，所述计算单元用于计算电动机rpm的变化率，以及通过改变已被设置用以接合发动机离合器的第一参考rpm，根据所计算的电动机rpm的变化率计算第二参考rpm，所述第二参考rpm被重新设置用以接合所述发动机离合器；
存储单元，所述存储单元用于存储所述第一参考rpm以及所述第二参考rpm；以及
驱动控制单元，所述驱动控制单元通过根据所述电动机rpm是否达到所述第二参考rpm确定是否启动发动机和接合所述发动机离合器来控制车辆驱动模式，
其中，通过将用于所述电动机rpm的变化率的补偿值应用到所述第一参考rpm来计算第二参考rpm。
10.一种用于控制混合动力车辆的驱动的装置，包括：
控制单元，所述控制单元用于计算电动机rpm的变化率，通过改变已被设置用以接合发动机离合器的第一参考rpm，根据所计算的电动机rpm的变化率计算用以接合发动机离合器的第二参考rpm，存储所述第一参考rpm和所述第二参考rpm，以及通过根据所述电动机rpm是否达到所述第二参考rpm确定是否启动发动机和接合所述发动机离合器来控制车辆驱动模式，
其中，通过将用于所述电动机rpm的变化率的补偿值应用到所述第一参考rpm来计算第二参考rpm。
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