CN106347355B - 用于车辆的驱动系统以及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于车辆的驱动系统，所述驱动系统包括：发动机；驱动电动机，其连接到所述发动机并且产生驱动力；以及变速器，其接收从所述驱动电动机产生的驱动力并且改变所述驱动力的方向。另外，离合器选择性地连接在所述驱动电动机与所述变速器之间，并且控制器操作所述驱动电动机和所述变速器。所述控制器确定是否符合反向换档条件，并且当符合所述反向换档条件时，使用所述驱动电动机执行反向换档。

Description

用于车辆的驱动系统以及其控制方法
相关申请的交叉参考
本申请案要求2015年7月13日向韩国知识产权局提交的第10-2015-0099197号韩国专利申请案的优先权和权益，该申请案的全部内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的驱动系统以及其控制方法，且更确切地说，涉及一种用于混合动力车辆的驱动系统以及其控制方法。
背景技术
电动驱动车辆是一种驱动电动机接收从电池供应的电力且使用所供应电力产生车辆的驱动力的车辆类型。电动驱动车辆包括从驱动电动机产生车辆的所有驱动力的电动车辆或从驱动电动机产生车辆的部分驱动力的混合动力车辆。混合动力车辆包括：驱动电动机，其配置成通过电力产生功率；发动机，其配置成燃烧燃料产生功率；以及变速器，其配置成将功率从驱动电动机和发动机传递到驱动轴。
在现有的换档过程期间，当将反向驱动级(R-级)转换到驱动级(D-级)并且将D-级转换到R-级时，执行换档同时车辆速度限于预定范围，例如，9km/h或10km/h的速度。由于基于车辆速度改变在换档过程期间用于换档的驱动电动机的速度控制被改变，因此在换档过程期间可能出现换档冲击且驾驶员可以感觉到此种冲击。
上述在本部分公开的信息仅用于对本发明的背景做进一步的理解，因此它可以包含对于该国本领域普通技术人员已知的不构成现有技术的信息。
发明内容
本发明提供一种用于车辆的驱动系统以及其控制方法，其能够更快速地执行反向换档且提高换档感测。
本发明的示例性实施例提供一种车辆的控制方法，所述车辆包括：发动机；驱动电动机，其连接到发动机；变速器，其配置成接收从发动机或驱动电动机产生的驱动力并且改变驱动力的方向；以及离合器，其选择性地连接在驱动电动机与变速器之间，所述控制方法可以包括：确定是否符合反向换档条件；以及当符合反向换档条件时，使用驱动电动机执行反向换档。
反向换档的执行步骤可以包括：当符合反向换档条件时，释放离合器的啮合；将驱动电动机的速度减小至换档参考速度；以及当驱动电动机的速度等于或小于换档参考速度时，啮合离合器。反向换档的执行步骤还可以包括：将滑动旋转速度与参考旋转速度相比较，其中滑动旋转速度是驱动电动机的速度与变速器的输入轴的速度之间的差值；以及当滑动旋转速度小于参考旋转速度时，可以终止反向换档。
当将驱动电动机的速度减小至换档参考速度时，可以基于加速器踏板的位置来确定驱动电动机的速度的下降率。当加速器踏板的位置增加(例如，将更大的压力施加到踏板上)时，驱动电动机的速度的下降率的绝对值可以增加。将驱动电动机的速度减小至换档参考速度的步骤还可以包括：操作驱动电动机来产生具有负值的驱动扭矩。
另外，反向换档的执行步骤可以包括：当反向换档结束时，将从发动机和/或驱动电动机产生的扭矩施加到变速器作为变速器的输入扭矩。可以基于加速器踏板的位置来确定变速器的输入扭矩的增加率。当指示执行从R-级到D-级的换档或从D-级到R-级的换档的换档信号被输入时，可以符合反向换档条件。
本发明的另一示例性实施例提供一种用于车辆的驱动系统，其可以包括：发动机；驱动电动机，其连接到发动机并且配置成产生驱动力；变速器，其配置成接收从驱动电动机产生的驱动力并且改变驱动力的方向；离合器，其配置成选择性地连接在驱动电动机与变速器之间；以及控制器，其配置成操作驱动电动机和变速器。另外，控制器可以配置成当变速器在一个方向(例如，第一方向)上将驱动力传递到驱动轴，符合用于将驱动力的方向改变至另一方向(例如，第二方向)的反向换档条件时，操作驱动电动机以执行反向换档。
控制器可以配置成当符合反向换档条件时，释放离合器的啮合，并且将驱动电动机的速度减小至换档参考速度，以及当驱动电动机的速度等于或小于换档参考速度时，啮合离合器。控制器还可以配置成当啮合离合器时，将从发动机和/或驱动电动机产生的扭矩施加到变速器作为变速器的输入扭矩。另外，控制器可以配置成当将驱动电动机的速度减小至换档参考速度时，基于加速器踏板的位置确定驱动电动机的速度的下降率。
当指示执行从R-级到D-级的换档或从D-级到R-级的换档的换档信号被输入时，可以符合反向换档条件。控制器随后可以配置成将滑动旋转速度与参考旋转速度相比较，其中滑动旋转速度是驱动电动机的速度与变速器的输入轴的速度之间的差值，并且当滑动旋转速度小于参考旋转速度时，结束反向换档。
按照根据本发明的示例性实施例的车辆的控制方法，驱动电动机的速度可以与用于换档的换档参考速度同步以快速地执行换档控制，并且在换档时减小由驾驶员接收到的冲击。
附图说明
提供每个附图的简要说明以更充分理解用于本发明的详细描述中的附图。
图1是根据本发明的示例性实施例的用于车辆的驱动系统的配置图；
图2是示出根据本发明的示例性实施例的车辆的控制方法的曲线图；以及
图3是根据本发明的示例性实施例的车辆的控制方法的流程图。
符号说明
100：驱动系统
110：发动机
120：驱动电动机
130：离合器
140：变速器
150：驱动轴
160：控制器
170：差动齿轮装置
180：车轮
具体实施方式
应该理解的是，本文中使用的术语“车辆”、“车辆的”或其他类似术语包括一般的机动车辆，比如包含多功能运动车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商业车辆的客运汽车、包括各种轮船和舰船的船只、飞机等，还包括混合动力车、电动车、插电式混合动力电动车、氢动力车和其它替代燃料车辆(例如，燃料是从非石油资源中提炼出来的)。如本文所述，混合动力车是具有两种或多种动力源的车辆，例如同时具有汽油动力和电动力的车辆。
尽管示例性实施方式被描述为使用多个单元来执行示例性进程，但可以理解的是，上述示例性进程也可以由一个或多个模块执行。此外，应该理解的是，术语控制器/控制单元指的是包括存储器和处理器的硬件设备。上述存储器被配置成存储该模块，以及处理器专门配置成执行该模块以实现其在下面进一步描述的一个或多个进程。
本文使用的术语仅出于说明具体实施方式的目的，而不意在限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一个”、“一种”、“该”也意在包括复数形式，除非上下文中另外明确指明。还应当理解的是，在说明书中使用的术语“包括”和/或“包含”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项的任何和所有结合。
下文将参考附图详细描述本发明的示例性实施例，使得在本发明所涉及领域的技术人员可以容易地实践本发明。如本领域技术人员将认识到，可以以各种不同方式来修改所述的示例性实施例，这些修改均在不脱离本发明的精神或范围的情况下进行。附图以及描述将视为在本质上是说明性的而不是限制性的。在整个说明书中，相似附图标记指代相似元件。另外，由于为便于说明，任意示出在附图中所示的相应组件的大小和厚度，本发明未必限于附图中示出的内容。
下文将参考附图来详细描述根据本发明的示例性实施例的用于车辆的驱动系统以及其控制方法。
图1是根据本发明的示例性实施例的用于车辆的驱动系统的配置图。如图1所示，根据本发明的示例性实施例的用于车辆的驱动系统100可以包括：发动机110、驱动电动机120、离合器130、变速器140和控制器160。
发动机110可以连接到驱动电动机120，并且从发动机110和/或驱动电动机120产生的驱动力可以通过变速器140传递到驱动轴150，且从驱动轴150输出的驱动力可以通过差动齿轮装置170传递到车辆轴。车辆轴可以配置成旋转车轮180，从而使用从发动机10和/或驱动电动机20产生的驱动力来驱动车辆。离合器130可以设置在驱动电动机120与变速器140之间，并且离合器130可以选择性地连接在驱动电动机120与变速器140之间。离合器130可以连接到变速器140的输入轴。当啮合离合器130时，从发动机110和/或驱动电动机120产生的驱动力可以通过变速器140传递到驱动轴150。
变速器140可以包括多个齿轮，该齿轮配置成接收从发动机110和驱动电动机120产生的驱动力以使驱动轴150在第一方向或第二方向上旋转。换句话说，变速器140可以配置成改变从发动机110和驱动电动机120输入的驱动力的方向。例如，变速器140可以配置成执行从反向驱动级(R-级)到驱动级(D-级)的换档以及从D-级到R-级的换档。变速器140可以是包括两个离合器的双离合器变速器。
控制器160可以配置成操作驱动电动机120、离合器130和变速器140。具体而言，控制器160可以配置成操作驱动电动机120、离合器130和变速器140，以当输入用于反转驱动轴150的旋转方向的换档信号S1时(即，该换档信号S1指示执行从R-级到D-级的换档或从D-级到R-级的换档)，执行换档。可以通过允许用户将变速杆(例如，换档杆)从位置R移动到位置D或从位置D移动到位置R而产生换档信号S1。
在本说明书中，从R-级到D-级的换档或从D-级到R-级的换档可以被称为反向换档。换句话说，当变速器140在第一方向上将驱动力传递到驱动轴150时，反向换档可以配置成将驱动力的方向改变至第二方向。控制器160可以由通过预定程序操作的至少一个微处理器实施，其中所述预定程序可以包括用于执行包括在下文将描述的根据本发明的示例性实施例的车辆的控制方法中的每个步骤的一系列指令。
同时，根据本发明的示例性实施例的驱动系统100可以配置成当执行反向换档时，通过离合器130释放驱动电动机120与变速器140之间的连接，并且减小在第一方向上旋转的驱动电动机120的速度，且随后啮合离合器130以连接在驱动电动机120与变速器140之间，由此缓解换档冲击。
下文将详细描述在根据本发明的示例性实施例的驱动系统100中的反向换档的过程。图2是示出根据本发明的示例性实施例的车辆的控制方法的曲线图。图2示出将变速级从R-级(ST_R)改变至D-级(ST_D)的过程。在图2中，X轴示出时间流且Y轴示出速度V、R和扭矩T基于时间流的变化。
参考图2，当从R-级ST_R到D-级ST_D的车辆的反向换档信号(即，换档信号S1)在第一时序t1处输入到控制器160时，控制器160可以配置成断开离合器130在驱动电动机120与变速器140之间的连接。换句话说，离合器130可以处于打开状态。具体而言，预定时间间隔可以被形成直到输入换档信号S1且切换到离合器130的打开状态TR_Open。该时间间隔可以指示直到信号被输入且随后油压或电压可被调整的时间，并且可以指示当油填充在待调整的变速器中的通道中时的预填充时间。
此外，控制器160可以配置成将驱动电动机120的速度RM减小至换档参考速度R0，在该换档参考速度处可以执行从R-级到D-级的换档。具体而言，控制器160可以配置成基于加速器踏板的位置(即，加速目的、施加到踏板上的压力量或踏板的啮合程度)确定驱动电动机120的速度RM的下降率。在加速器踏板的位置升高时，驱动电动机120的速度RM的下降率的绝对值可以增加。换句话说，控制器160可以配置成基于不同速度图(例如，RM1、RM2和RM3)将驱动电动机120的速度RM减小至换档参考速度R0。
当驱动电动机120的速度RM减小至等于或小于换档参考速度R0时，控制器160可以配置成使开放状态TR_Open的离合器130啮合以连接在驱动电动机120与变速器140之间。当驱动电动机120和变速器140彼此连接时，控制器160可以配置成将滑动旋转速度RS与参考旋转速度RR相比较，从而当滑动旋转速度RS小于参考旋转速度RR时，通过驱动电动机120将变速器输入扭矩TT施加到变速器140。
滑动旋转速度RS可以指示驱动电动机120的速度RM与变速器140的输入轴的速度RT之间的差值。可以通过将变速器140的齿轮比应用到驱动轴150的旋转速度来计算变速器140的输入轴的速度RT。可以将参考旋转速度RR设定为由本领域技术人员确定的值。
控制器160可以配置成操作驱动电动机120来产生驱动扭矩TM，在该驱动扭矩TM处，驱动电动机120在驱动电动机120的速度RM被减小至换档参考速度R0的部分中具有负(-)值。此外，控制器160可以配置成操作驱动电动机120来产生驱动扭矩TM，在该驱动扭矩TM处，当使离合器130啮合以连接在驱动电动机120与变速器140之间时，驱动电动机120具有正(+)值。
当啮合离合器130且增加驱动电动机120的驱动扭矩TM时，变速器140的输入扭矩TT也可以增加。具体地，控制器160可以配置成基于加速器踏板的位置来确定变速器140的输入扭矩TT的增加率。当加速器踏板的位置增加时，变速器140的输入扭矩TT的增加率的绝对值可以增加。换句话说，控制器160可以配置成基于不同扭矩图(例如，TT1、TT2和TT3)增加变速器140的输入扭矩TT。从当输入换档信号S1时的第一时序t1到当滑动旋转速度Rs汇聚成0时的第二时序t2的部分可以被称为变速控制(lurch control)间隔，其中时序t2是当驱动电动机120的速度RM等于变速器140的输入轴的速度RT的时间。
下文将详细描述根据本发明的示例性实施例的控制车辆的过程。图3是根据本发明的示例性实施例的车辆的控制方法的流程图。参考图3，控制器160可以配置成确定是否符合反向换档条件(S11)。当提供用于执行从R-级到D-级的换档或从D-级到R-级的换档的指令的换档信号S1被输入时，可以符合反向换档条件。
当符合反向换档条件时，控制器160可以配置成操作驱动电动机120以执行反向换档(S12至S21)。具体而言，当符合反向换档条件时，控制器160可以配置成释放离合器130的啮合(S12)。控制器160可以配置成启动电动机速度控制(例如，速度调整)，从而将驱动电动机120的速度RM减小至换档参考速度R0(S13)。另外，控制器160可以配置成基于加速器踏板的位置来确定驱动电动机120的速度RM的下降率。具体而言，控制器160可以配置成操作驱动电动机120以产生驱动扭矩TM，在该驱动扭矩TM处驱动电动机120具有负值。
此外，控制器160可以配置成将驱动电动机120的速度RM与换档参考速度R0相比较(S14)，并且当驱动电动机120的速度RM等于或小于换档参考速度R0时，终止电动机速度控制(S15)。控制器160随后可以配置成使离合器130啮合以连接在驱动电动机120与变速器之间(S16)。控制器160还可以配置成确定滑动旋转速度RS是否小于参考旋转速度RR(S17)，其中滑动旋转速度RS是驱动电动机120的速度RM与变速器140的输入轴的速度RT之间的差值。
响应于确定出滑动旋转速度RS小于参考旋转速度RR，控制器160可以配置成确定出驱动电动机120的速度RM与变速器140的输入轴的速度RT同步，从而终止或完成反向换档(S18)，并且可以将从发动机10和/或驱动电动机20产生的扭矩施加为变速器140的输入扭矩TT(S19)。具体而言，控制器160可以配置成基于加速器踏板的位置确定变速器140的输入扭矩TT的增加率。
本发明的实施例示例性地描述了将变速器从R-级换档到D-级的过程，但是甚至在将变速器从D-级换档到R-级时，也可以应用本发明的示例性实施例。根据所提出的示例性实施例，当驱动电动机的速度与用于换档的换档参考速度同步时，可以快速地执行换档控制且在换档时减小不均匀的或不稳定的感觉，例如，换档冲击。
虽然已经结合目前视为示例性实施例的内容来描述本发明，但应理解本发明不限于所揭示的实施例，正相反，本发明旨在涵盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效布置。

Claims (14)

1.一种车辆的控制方法，所述车辆包括：发动机；驱动电动机，其连接到所述发动机；变速器，其接收从所述发动机或所述驱动电动机产生的驱动力并且改变所述驱动力的方向；以及离合器，其选择性地连接在所述驱动电动机与所述变速器之间，所述控制方法包括以下步骤：
由控制器确定是否符合反向换档条件；以及
当符合所述反向换档条件时，由所述控制器使用所述驱动电动机来执行反向换档，
其中所述反向换档的执行步骤包括：
当符合所述反向换档条件时，由所述控制器释放所述离合器的啮合；
由所述控制器将所述驱动电动机的速度减小至换档参考速度；以及
当所述驱动电动机的速度等于或小于所述换档参考速度时，由所述控制器啮合所述离合器。
2.根据权利要求1所述的车辆的控制方法，其中所述反向换档的执行步骤还包括：
由所述控制器将滑动旋转速度与参考旋转速度相比较；以及
当所述滑动旋转速度小于所述参考旋转速度时，由所述控制器终止所述反向换档，
其中所述滑动旋转速度是所述驱动电动机的速度与所述变速器的输入轴的速度之间的差值。
3.根据权利要求1所述的车辆的控制方法，其中在将所述驱动电动机的速度减小至所述换档参考速度时，基于加速器踏板的位置确定所述驱动电动机的速度的下降率。
4.根据权利要求3所述的车辆的控制方法，其中当所述加速器踏板的位置增加时，所述驱动电动机的速度的下降率的绝对值增加。
5.根据权利要求1所述的车辆的控制方法，其中将所述驱动电动机的速度减小至换档参考速度的步骤包括：
由所述控制器操作所述驱动电动机以产生具有负值的驱动扭矩。
6.根据权利要求2所述的车辆的控制方法，其中所述反向换档的执行步骤还包括：
当所述反向换档结束时，由所述控制器将从所述发动机和/或所述驱动电动机产生的扭矩施加到所述变速器作为所述变速器的输入扭矩。
7.根据权利要求6所述的车辆的控制方法，其中基于加速器踏板的位置确定所述变速器的输入扭矩的增加率。
8.根据权利要求1所述的车辆的控制方法，其中当指示执行从反向级到驱动级的换档或从所述驱动级到所述反向级的换档的换档信号被输入时，符合所述反向换档条件。
9.一种用于车辆的驱动系统，其包括：
发动机；
驱动电动机，其连接到所述发动机并且配置成产生驱动力；
变速器，其配置成接收从所述驱动电动机产生的驱动力并且改变所述驱动力的方向；
离合器，其选择性地连接在所述驱动电动机与所述变速器之间；以及
控制器，其配置成操作所述驱动电动机和所述变速器，
其中所述控制器配置成当所述变速器在第一方向上将所述驱动力传递到驱动轴，用于将所述驱动力的方向改变至第二方向的反向换档条件符合时，操作所述驱动电动机以执行反向换档，
其中所述控制器配置成当符合所述反向换档条件时，释放所述离合器的啮合并且将所述驱动电动机的速度减小至换档参考速度，以及当所述驱动电动机的速度等于或小于所述换档参考速度时，啮合所述离合器。
10.根据权利要求9所述的用于车辆的驱动系统，其中所述控制器配置成当啮合所述离合器时，将从所述发动机和/或所述驱动电动机产生的扭矩施加到所述变速器作为所述变速器的输入扭矩。
11.根据权利要求9所述的用于车辆的驱动系统，其中所述控制器配置成当将所述驱动电动机的速度减小至所述换档参考速度时，基于加速器踏板的位置确定所述驱动电动机的速度的下降率。
12.根据权利要求10所述的用于车辆的驱动系统，其中当输入指示执行从反向级到驱动级的换档或从所述驱动级到所述反向级的换档的换档信号时，符合所述反向换档条件。
13.根据权利要求9所述的用于车辆的驱动系统，其中所述控制器配置成将滑动旋转速度与参考旋转速度相比较，并且当所述滑动旋转速度小于所述参考旋转速度时，终止所述反向换档。
14.根据权利要求13所述的用于车辆的驱动系统，其中所述滑动旋转速度是所述驱动电动机的速度与所述变速器的输入轴的速度之间的差值。
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