CN107031605B - 用于控制混合动力车辆的转矩干预的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于控制混合动力车辆的转矩干预的方法和设备。该方法包括：在转矩相时间区间期间，在维持用于生成发动机的最优燃烧效率的控制的状态下，通过减小供给至发动机的空气量来减小发动机的转矩，发动机连接到电动机并生成传递至变速器的动力；在转矩相时间区间期间，将电动机的转矩增加与发动机的转矩减小量一样多的量；以及在惯性相时间区间期间，将增加后的电动机转矩减小一个值，该值是通过变速器的转矩干预请求量减去发动机的转矩减小量而获得的值。用于生成最优燃烧效率的控制是通过根据以最大化发动机的效率的方式供给至发动机的空气量控制发动机的点火角来获得的。

Description

用于控制混合动力车辆的转矩干预的方法和设备
技术领域
本申请涉及一种混合动力车辆(或混合动力电动车辆)，并且更具体地涉及一种用于控制混合动力车辆的转矩干预(torque intervention)的方法和设备。
背景技术
环保车辆包括燃料电池车辆、电动车辆、插电式电动车辆和混合动力车辆，并且通常包括生成驱动力的电动机。
混合动力车辆是环保车辆的一示例，其同时使用内燃机和电池的电力。换句话说，混合动力车辆高效地组合并使用内燃机的动力和电动机的动力。
混合动力车辆可以包括发动机、电动机、调节发动机和电动机之间的动力的发动机离合器、变速器、差速齿轮装置、电池、起动发动机或通过发动机的输出生成电力的起动-发电机、和车轮。
此外，混合动力车辆可以包括用于控制混合动力车辆的整个操作的混合动力控制单元(HCU)、用于控制发动机的操作的发动机控制单元(ECU)、用于控制电动机的操作的电动机控制单元(MCU)、用于控制变速器的操作的变速器控制单元(TCU)和用于控制并管理电池的电池控制单元(BCU)。
电池控制单元可以称为电池管理系统(BMS)。起动-发电机可以称为起动发电一体机(ISG)或混合起动发电机(HSG)。
混合动力车辆可以在诸如电动车辆(EV)模式、混合动力车辆(HEV)模式和再生制动(RB)模式的驱动模式下行驶，EV模式仅使用电动机的动力，HEV模式使用发动机的旋转力作为主动力并使用电动机的旋转力作为辅动力，RB模式用于通过电动机的电力生成来收集在基于车辆的制动或惯性行驶期间的制动或惯性能量，以给电池充电。
为了防止在换档时换档振动并保护变速器，TCU可以向变速器请求转矩干预(或转矩减小)。特别地，为了减小当变速器中的离合器在换档期间被连接或断开时发生的振动，执行暂时减小输入到变速器的转矩的转矩干预控制。
本背景部分中公开的以上信息仅为了增强对本发明的背景的理解，并且因此可以包含不形成已经在本国为本领域的技术人员所知的现有技术的信息。
发明内容
本发明提供一种用于控制混合动力车辆的转矩干预的方法和设备，其通过在用于控制变速器输入转矩的转矩干预控制过程中调节发动机的转矩和电动机(或驱动电动机)的转矩，能够增加发动机的效率以改善混合动力车辆的燃料效率。
根据本发明的示例性实施例，一种用于控制混合动力车辆的转矩干预的方法包括以下步骤：在换档时间区间中所包括的转矩相时间区间期间，由控制器在维持用于生成发动机的最优燃烧效率的控制的状态下，通过减小供给至发动机的空气量来减小发动机的转矩，其中，发动机通过发动机离合器连接到电动机并生成传递至变速器的动力；在所述转矩相时间区间期间，由所述控制器将电动机的转矩增加与发动机的转矩减小量一样多的量；以及在换档时间区间中所包括的惯性相时间区间期间，由所述控制器将增加后的电动机转矩减小一个值，该值是通过变速器的转矩干预请求量减去上述发动机的转矩减小量而获得的值。用于生成最优燃烧效率的控制可以通过根据以最大化发动机的效率的方式供给至发动机的空气量控制发动机的点火角来获得的。
所述用于控制混合动力车辆的转矩干预的的方法还可以包括以下步骤：在所述惯性相时间区间之后，由所述控制器在维持用于生成最优燃烧效率的控制的状态下，通过增加供给至发动机的空气量，来将发动机的转矩增加与上述发动机的转矩减小量一样多的量；以及在所述惯性相时间区间之后，由所述控制器将电动机的转矩增加一个值，该值是通过变速器的输入所需的转矩减去发动机的转矩增加量而获得的值。
所述变速器可以包括双离合器变速器。
根据本发明的另一示例性实施例，一种用于控制混合动力车辆的转矩干预的方法包括以下步骤：由所述控制器基于车辆的当前速度，通过换档模式图预测变速器的换档时间和在换档时间区间中所包括的惯性相时间区间内的变速器的转矩干预请求量；在预测的换档时间之后，由所述控制器在维持用于生成发动机的最优燃烧效率的控制的状态下，通过减小供给至发动机的空气量来减小发动机的转矩，其中，发动机通过发动机离合器连接到电动机并生成传递至变速器的动力；由所述控制器将电动机的转矩增加与发动机的转矩减小量一样多的量；以及在所述惯性相时间区间期间，由所述控制器将增加后的电动机转矩减小一个值，该值是通过变速器的转矩干预请求量减去上述发动机的转矩减小量而获得的值。用于生成最优燃烧效率的控制可以通过根据以最大化发动机的效率的方式供给至发动机的空气量控制发动机的点火角来获得的。
所述用于控制混合动力车辆的转矩干预的方法还可以包括以下步骤：在所述惯性相时间区间之后，由所述控制器在维持用于生成最优燃烧效率的控制的状态下，通过增加供给至发动机的空气量，将发动机的转矩增加与上述发动机的转矩减小量一样多的量；以及在所述惯性相时间区间之后，由所述控制器将电动机的转矩增加一个值，该值是通过变速器的输入所需的转矩减去发动机的转矩增加量而获得的值。
所述变速器可以包括双离合器变速器。
根据本发明的一个示例性实施例，一种用于控制混合动力车辆的转矩干预的设备包括：发动机，通过发动机离合器连接到电动机并生成传递到变速器的动力；和控制器，基于车辆的当前速度，通过换档模式图预测变速器的换档时间和在换档时间区间中所包括的惯性相时间区间内的变速器的转矩干预请求量。在预测的换档时间之后，所述控制器可以在维持用于生成发动机的最优燃烧效率的控制的状态下，通过减小供给至发动机的空气量来减小发动机的转矩，所述控制器可以将电动机的转矩增加与发动机的转矩减小量一样多的量，在所述惯性相时间区间期间，所述控制器将增加后的电动机转矩减小一个值，该值是通过变速器的转矩干预请求量减去发动机的转矩减小量而获得的值，并且用于生成最优燃烧效率的控制可以通过根据以最大化发动机的效率的方式供给至发动机的空气量控制发动机的点火角来获得的。
在所述惯性相时间区间之后，所述控制器可以在维持用于生成最优燃烧效率的控制的状态下，通过增加供给至发动机的空气量，将发动机的转矩增加与上述发动机的转矩减小量一样多的量，并且所述控制器将电动机的转矩增加一个值，该值是通过变速器的输入所需的转矩减去发动机的转矩增加量而获得的值。
所述变速器可以包括双离合器变速器。
根据本发明的示例性实施例的用于控制混合动力车辆的转矩干预的方法和设备可以避免(或防止)在换档过程中使用发动机进行转矩干预控制(或转矩减小控制)。
此外，根据本发明，可以通过增加维持用于生成最优燃烧效率的控制的时间区间来改善混合动力车辆的燃料效率，所述用于生成最优燃烧效率的控制是用于发动机的经济(经济或效率)点火角控制。
附图说明
将提供附图的简单描述，以更充分地理解在本发明的详细描述中使用的附图。
图1是表示用于变速器输入转矩的转矩干预控制的示例的图示。
图2是表示用于变速器输入转矩的转矩干预控制的另一示例的图示。
图3是根据本发明的示例性实施例的解释用于控制混合动力车辆的转矩干预的方法的图示。
图4是描述如图3中所示的用于控制混合动力车辆的转矩干预的方法的实施例的流程图。
图5是解释如图4中所示的换档预测步骤的实施例的图示。
图6是解释图4中所示的换档预测步骤的另一实施例的图示。
图7是根据本发明的示例性实施例的解释包括用于控制混合动力车辆的转矩干预的设备的混合动力车辆的方框图。
图8是示出用于变速器输入转矩的转矩干预控制的另一示例的图示。
图9是示出用于变速器输入转矩的转矩干预控制的另一示例的图示。
图10是根据本发明的另一实施例的解释用于控制混合动力车辆的转矩干预的方法的图示。
具体实施方式
应当理解的是术语“车辆”或“车辆用的”或如本文使用的其他类似术语通常包括激动车辆，如包括运动型多功能车辆(SUV)的客运汽车、公交车、卡车、各种商用车辆、包括各种船舶的水上运输工具、飞机等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆和其他可替代燃料车辆(例如，来自于除石油以外的资源的燃料)。如本文所参考的，混合动力车辆是一种具有两个或更多个动力源的车辆，例如汽油动力车辆或电动力车辆。
本文所用的术语仅是为了描述具体的实施例，且不意在限制本发明。如本文所用，单数形式“一”、“一个”和“该”也意在包括复数形式，除非上下文另外明确地指出。还将理解的是术语“包括”和/或“包含”在本说明书中使用时指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组的存在或添加。如本文所用，术语“和/或”包括所列的相关联项中的一个或多个的任何及全部组合。在整个说明书中，除非明确地相反描述，词语“包括”和诸如“包括(comprises)”或“包含(comprising)”的各种变型将理解为表明所陈述的元件的包括，但不是任何其他元件的排除。另外，本说明书中描述的术语“单元”、“——器(-er)”、“——器(-or)”和“模块”是指用于处理至少一个功能和操作的单元，并且可以由硬件组件或软件组件及它们的组合实施。
此外，本发明的控制逻辑可以作为含有由处理器、控制器或类似物执行的可执行程序指令的计算机可读介质上的非暂时性计算机可读介质实施。计算机可读介质的示例包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪盘驱动器、智能卡和光学数据存储装置。所述计算机可读介质也可以分布在网络联接的计算机系统中，使得所述计算机可读介质例如通过远程信息处理服务器或控制器区域网络(CAN)以分布的方式存储和执行。
在混合动力车辆的转矩干预控制中，在诸如自动变速器(AT)或双离合器变速器(DCT)的多级变速器的换档过程中需要在变速器的输入侧的转矩减小。
安装有变速器的电气装置(TMED)的混合动力车辆是一种TMED系统，其具有设置在变速器的输入侧的发动机和电动机，并且因此能够减小包括发动机和电动机这两个动力源的转矩。
图1是表示用于变速器输入转矩的转矩干预控制的示例的图示。
参照图1，在包括自动变速器的混合动力车辆中，转矩干预请求量是相对小的，并且因此可以仅通过控制电动机的转矩来执行转矩干预控制。
图2是表示用于变速器输入转矩的转矩干预控制的另一示例的图示。
参照图2，在包括双离合器变速器(DCT)的混合动力车辆中，转矩干预请求量是相对大的，并且因此可以通过控制发动机的转矩和电动机的转矩来执行转矩干预控制。
用于包括DCT的混合动力车辆的转矩干预请求量可以大于用于包括AT的混合动力车辆的转矩干预请求量。
转矩干预请求可以由电动机转矩减小或通过使用电动机转矩的反向转矩进行响应。然而，当电动机的转矩被使用直到充电限制转矩时，如图2中所示，会需要发动机转矩减小。为了减小发动机的转矩，可以使用发动机的动态点火角控制。动态点火角控制是用于发动机的点火正时控制，但不对应于发动机的经济(eco)(经济性或效率)点火角控制，后者为用于生成发动机的最优燃烧效率的控制。在动态点火角控制中，在维持供给至发动机的空气和燃料量的状态下的用于转矩干预的发动机转矩减小被获得或实现为发动机的点火角推迟(或点火角延迟)，由此导致燃料浪费。
经济点火角控制可以基于当前供给至发动机(或发动机气缸)的空气和燃料的量最优地控制发动机的点火正时(例如，控制发动机的点火正时的提前角)，以改善发动机的效率。特别地，经济点火角控制可以是指最大化发动机的效率的发动机的点火角控制。控制点火正时的提前角可以是指通过将点火正时提前到作为基准点的发动机的上止点(TDC)之前来增加发动机的输出。控制点火正时的延迟角可以是指通过将点火正时延迟到TDC之后来减小发动机的输出。然而，经济点火角控制由于流体行为特性而无法精确地控制按照实现发动机的目标转矩所需要的量供给的空气和燃料的量。因此，当执行经济点火角控制时，发动机的效率可以改善，但是关于要求转矩的跟随误差会出现。
为了跟随要求转矩，动态点火角控制可以牺牲发动机的效率。为了实现要求转矩，动态点火角控制可以考虑缓慢的流体行为，以向发动机提供比所需要的量更多的空气和燃料的量。为了通过使用比所需要的量更多的空气和燃料的量来实现转矩，动态点火角控制可以延迟点火角。因此，当转矩干预中需要发动机转矩减小时，可以执行动态点火角控制，以便正确地跟随转矩。
图3是根据本发明的示例性实施例的解释用于控制混合动力车辆的转矩干预的方法的图示。图7是根据本发明的示例性实施例的解释包括用于控制混合动力车辆的转矩干预的设备的混合动力车辆的方框图。用于控制混合动力车辆的转矩干预的设备可以应用于图7中所示的混合动力车辆200。
参照图3和图7，混合动力车辆200包括控制器205、发动机210、混合起动发电机(HSG)220、发动机离合器225、电动机(或驱动电动机)(其可以是电机)230、电池240、变速器250和车轮(或驱动轮)290。
用于控制混合动力车辆的转矩干预的设备可以包括发动机210和控制器205。如图3中所示，在换档之前(或者在转矩干预之前)，用于控制混合动力车辆的转矩干预的设备可以调节发动机210与电动机230之间的动力分配比，以避免发动机210的转矩干预(或转矩减小)，并且可以预测变速器250的转换(或换档)，以在预测换档的时间处减小发动机210的转矩。
发动机210可以通过发动机离合器225连接到电动机230，并且可以生成传递到变速器250的动力。
控制器205可以基于车辆200的当前速度，通过换档模式图(或换档模式图表)预测变速器250的换档时间和换档时间区间(time interval)中所包括的惯性相时间区间(或转矩干预控制时间区间)的变速器250的转矩干预请求量。变速器250的转矩干预请求量可以是用于变速器250的输入转矩的转矩干预请求值。特别地，控制器205可以使用车辆的当前速度(或当前车轮速度)、当前要求转矩、当前档位(或当前齿轮)、道路坡度等来通过预定的换档模式图预测换档时间，并估计在换档之前所需要的转矩干预量。
基于车辆的速度等的换档模式图数据可以存储在换档模式图中。换档模式图数据可以通过实验结果预先确定。换档模式图可以存储在控制器205内的存储单元中，或者存储在控制器205外部的存储单元中。
在预测的换档时间(或换档预测时间)之后，控制器205可以在维持用于生成发动机的最优燃烧效率的控制的状态下，通过减小供给至发动机的空气量，来减小发动机210的转矩(或输出转矩)。用于生成最优燃烧效率的控制是经济(经济性或效率)点火角控制，可以通过根据为了最大化发动机的效率(或燃烧效率)而供给至发动机的空气量(或燃料量)控制发动机的点火角来获得。用于生成最优燃烧效率的控制可以基于当前供给至发动机(或发动机气缸)的空气量和燃料量来最优地控制发动机的点火正时(例如，控制发动机的提前角)，以改善发动机的效率。
控制器205可以将电动机230的转矩增加与发动机的转矩减小量一样多的量。图3中的电动机230的转矩是以发动机210的转矩为基准示出的。在惯性相时间区间期间，控制器205可以将增加后的电动机转矩减小一个值，该值是通过变速器250的转矩干预请求量减去上述发动机的转矩减小量而获得的。转矩干预请求量可以是通过试验确定的值，以便自然地执行变速器250的换档操作。可以对转矩干预请求进行响应的电动机的充电转矩限制值可以是指可以生成电池240的最大充电值的电动机的最大转矩值(或电动机的最大反向转矩)。
在惯性相时间区间之后，控制器205可以在维持用于生成最优燃烧效率的控制的状态下，通过增加供给至发动机的空气量，来将发动机210的转矩增加与上述发动机的转矩减小量一样多的量，并且可以将电动机230的转矩增加一个值，该值是通过变速器250的输入所需的转矩(或变速器输入转矩)减去增加后的发动机转矩而获得的。
如上所述，当预测的转矩干预量大于电动机230的可用转矩干预量时，控制器205可以提前减小发动机210的转矩，并且可以增加电动机230的转矩。控制器205可以在换档之前提前执行转矩干预控制，并且因此可以在维持用于生成最优燃烧效率的控制的状态下，通过减小供给至发动机的空气量来执行发动机转矩减小。
电动机230的可用转矩干预量可以是在换档之前可以增加的电动机的当前转矩和电动机的充电转矩限制值的总和，并且因此当电动机的转矩增加时，可用转矩干预量也可以增加。
电动机230可以在执行混合动力电动车辆(HEV)的巡航行驶(或巡航控制)时执行充电控制，由此容易地增加电动机的可用转矩干预量。
控制器205可以使用增加的可用转矩干预量来响应变速器的转矩干预请求。变速器控制单元(TCU)可以向控制器205请求转矩干预。控制器205可以控制发动机210，以在维持用于生成最优燃烧效率的控制的状态下维持当前转矩。
在完成变速器250的换档之后，控制器205可以控制发动机210的转矩和电动机230的转矩，以返回到发动机与电动机之间的原始转矩分配比。发动机转矩的恢复可以在维持用于生成最优燃烧效率的控制的状态下执行。
根据本发明，仅通过使用电动机来控制瞬时转矩，就可以对在包括双离合器变速器(DCT)的混合动力车辆的HEV模式中所需的转矩干预进行响应(或执行)。因此，因为不使用发动机的动态点火角控制，所以混合动力车辆的燃料效率得以改善。为了跟随要求转矩，动态点火角控制可能会牺牲发动机的效率。
作为混合动力电动车辆的混合动力车辆200可以使用发动机210和电动机230作为动力源，并且包括存在于发动机210与电动机230之间的发动机离合器225，使得混合动力车辆200可以工作在电动车辆(EV)模式和HEV模式，在EV模式下，混合动力车辆200在发动机离合器225打开的状态下通过电动机230行驶，在HEV模式下，混合动力车辆200能够在发动机离合器225闭合的状态下通过电动机230和发动机210行驶。
混合动力车辆200可以包括安装有变速器的电气装置(TMED)类型的传动系，在其中电动机230连接到变速器250。混合动力车辆200可以提供诸如EV模式和HEV模式的驱动模式，这取决于设置在发动机210与电动机230之间的发动机离合器225是否接合(或连接)，其中EV模式是仅使用电动机的动力的电动车辆模式，HEV模式使用发动机的旋转力作为主动力并使用电动机的旋转力作为辅动力。特别地，在包括电动机230可以直接连接到变速器250的结构的混合动力车辆200中，发动机的每分钟转速(RPM)可以通过HSG 220的驱动而增加，发动机与电动机之间的动力输送和动力切断可以经由离合器225的接合和释放执行，驱动力可以通过可以包括变速器250的动力输送系统传输车轮290，并且当请求发动机转矩的传输时，发动机的转矩可以经由离合器225的接合传输到电动机。
控制器205可以包括混合动力控制单元(HCU)、电动机控制单元(MCU)、发动机控制单元(ECU)和TCU。
当发动机210停止时，HCU可以通过控制HSG 220来控制发动机的起动。HCU可以是最高位控制器，且可以综合地控制连接到诸如是车辆网络的控制器区域网络(CAN)等网络的控制器(例如，MCU)，并可以控制混合动力车辆200的整体操作。
MCU可以控制HSG 220和电动机230。MCU可以根据从HCU输出的控制信号通过网络控制驱动电动机230的输出转矩，并且因此可以控制电动机以最大效率操作。MCU可以包括配置为多个电力切换元件的逆变器。逆变器中所包括的电力切换元件可以包括绝缘栅双极晶体管(IGBT)、场效应晶体管(FET)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、晶体管或继电器。逆变器将从电池240供给的直流(DC)电压转换成三相交流(AC)电压，以对驱动电动机230进行驱动。MCU可以设置在电池240与电动机230之间。
ECU可以控制发动机210的转矩。ECU可以根据从HCU输出的控制信号通过网络控制发动机210的操作点(或驱动点)，并且可以控制发动机以输出最优转矩。TCU可以控制变速器250的操作。
例如，控制器205可以是由包括所述微处理器的程序或硬件操作的一个或多个微处理器。这些程序可以包括将在下面描述的一系列用于执行根据本发明的示例性实施例的控制所述混合动力车辆的转矩干预的方法的命令。
发动机210可以包括柴油发动机、汽油发动机、液化天然气(LNG)发动机或液化石油气(LPG)发动机，并且可以根据从ECU输出的控制信号在操作点输出转矩。该转矩在HEV模式下可以与驱动电动机230的驱动力组合。
HSG 220可以根据从MCU输出的控制信号作为电动机操作来起动发动机210，并且可以在维持发动机210的起动的状态下作为发电机操作，以经由逆变器向电池240提供所生成的电力。HSG 220可以通过皮带连接到发动机210。
发动机离合器225可以设置(或安装)在发动机210与驱动电动机230之间，并且可以被操作以切换发动机210与电动机230之间的动力输送。发动机离合器225可以根据HEV模式和EV模式的切换，连接或中断发动机与电动机之间的动力。发动机离合器225的操作可以由控制器205来控制。
电动机230可以由从MCU输出的三相AC电压来操作，以生成转矩。电动机230可以在滑行行驶或再生制动期间作为发电机操作，以向电池240供给电压(或再生能量)。
电池240可以包括多个单元电池。用于将驱动电压(例如，350-450V DC)提供给向车轮290提供驱动动力的电动机230的高电压可以存储在电池240中。
变速器250可以包括诸如所述DCT等多级变速器，并且可以根据TCU的控制通过使用液压压力来操作接合元件和解除元件，从而换档至期望的档位。变速器250可以向车轮290输送发动机210和/或电动机230的驱动力，并且可以中断电动机230(或发动机210)与车轮290之间的动力输送。
图4是描述图3中所示的用于控制混合动力车辆的转矩干预的方法的实施例的流程图。
参照图4和图7，在输入信息接收步骤105中，控制器205可以接收用于控制变速器250的输入转矩的转矩干预控制的输入信息。输入信息可以包括作为目标电动机转矩和目标发动机转矩之和的当前要求转矩、当前车轮速度(或车辆的当前速度)、变速器250的当前档位、作为干预前电动机转矩的目标电动机转矩、作为干预前发动机转矩的目标发动机转矩、电动机的充电转矩限制值和电动机的放电转矩限制值。电动机的放电转矩限制值可以指可以生成电池240的最大放电值的电动机的最大转矩值。
控制器205可以响应于从混合动力车辆200中所包括的加速踏板位置传感器(APS)(未示出)输出的加速踏板信号，计算当前要求转矩(或驾驶者的当前要求转矩)。APS可以检测(或感测)由驾驶者进行的加速踏板的操作，并且可以向HCU提供与施加于加速踏板的操作力对应的信号。APS可以检测驾驶者在驾驶的同时所踩的加速踏板的压下量。当前车轮速度等可以由混合动力车辆200中所包括的传感器来检测。
根据换档转矩提取步骤110，控制器205可以在当前车轮速度被维持这一假设下，从换档模式图检测(或预测)作为换档发生时的要求转矩的变速器250的换档转矩(或瞬时转矩)。特别地，控制器205可以使用当前车轮速度和当前档位，从换档模式图提取(或确定)换档转矩。
根据换档速度提取步骤115，控制器205可以在当前要求转矩被维持这一假设下，从换档模式图检测(或预测)作为换档发生时的车轮速度的变速器250的换档速度。特别地，控制器205可以基于当前要求转矩和当前档位，从换档模式图提取(或确定)换档速度。
根据换档预测步骤120，控制器205可以确定(或检查)是否预测到换档。特别地，控制器205可以检查作为当前操作点处的转矩的当前要求转矩是否接近作为换档点处的转矩的换档转矩。换句话说，为了确定是否生成换档，控制器205可以确定通过换档转矩减去当前要求转矩而获得的值的绝对值是否小于第一阈值。在本发明的另一示例性实施例中，为了确定是否生成换档，控制器205可以确定通过换档速度减去当前车轮速度而获得的值的绝对值是否小于第二阈值。
当确定通过换档转矩减去当前要求转矩而获得的值的绝对值不小于第一阈值时，作为用于控制混合动力车辆的转矩干预的方法的过程前进到第一转矩命令计算步骤125。当确定通过换档转矩减去当前要求转矩而获得的值的绝对值小于第一阈值时，该过程前进到电动机转矩干预能力计算步骤130。
根据第一转矩命令计算步骤125，在转矩干预控制之前，控制器205可以如下计算(或生成)转矩命令。电动机转矩命令可以是目标电动机转矩。发动机转矩命令可以是目标发动机转矩。在第一转矩命令计算步骤125之后，控制器205可以将电动机转矩命令应用于MCU(或连接到电动机的逆变器)并且可以将发动机转矩命令应用于ECU(或发动机)，电动机转矩命令控制电动机转矩以变成目标电动机转矩，发动机转矩命令控制发动机转矩以变成目标发动机转矩。
根据电动机转矩干预能力计算步骤130，控制器205可以计算电动机转矩的干预能力。该能力可以是通过目标电动机转矩减去电动机的充电转矩限制值而获得的值。
根据宽度计算步骤135，控制器205可以计算电动机的可用转矩范围的宽度。该宽度可以是通过电动机的放电转矩限制值减去电动机的充电转矩限制值而获得的值。
根据预测干预请求提取步骤140，控制器205可以从存储用于全部换档的干预转矩的换档模式图提取预期的干预请求(或转矩干预请求量)。可以基于当前要求转矩、换档速度和当前档位，从换档模式图提取第一干预转矩。可以基于换档转矩、当前车轮速度和当前档位，从换档模式图提取第二干预转矩。预期的干预请求(或预期的干预转矩)可以是第一干预转矩和第二干预转矩中的最大值。
根据第二转矩命令计算步骤145，在转矩干预控制之前，控制器205可以如下计算转矩命令。电动机转矩命令可以是与如下电动机转矩值对应的命令，该值是通过将电动机的充电转矩限制值与宽度和以下中的最大值之间的最小值相加而获得的值：能力和预期的干预转矩。换句话说，电动机转矩命令是通过以下公式给出的。
电动机转矩命令＝min(宽度、max(能力、预期的干预转矩))+电动机的预期的干预转矩。
发动机转矩命令可以是与通过当前要求转矩减去电动机转矩命令(或电动机转矩值)而获得的发动机转矩值对应的命令。
在第二转矩命令计算步骤145之后，控制器205可以在转矩干预控制时间区间(或惯性相时间区间)中将控制电动机转矩变成电动机转矩值的电动机转矩命令应用于MCU(或连接到电动机的逆变器)，并且可以将控制发动机转矩变成发动机转矩值的发动机转矩命令应用于ECU(或发动机)。
图5是解释图4中所示的换档预测步骤的实施例的图示。
参照图5，在当前要求转矩与换档转矩之间的转矩差小于恒定值(例如，第一阈值)时，可以预测到由变速器250进行的换档。当前要求转矩可以对应于当前操作点，并且换档转矩可以设置在与换档点对应的换档线上。在本发明的另一示例性实施例，在当前车轮速度与换档速度之间的速度差小于恒定值(例如，第二阈值)时，可以预测到由变速器250进行的换档。当前车轮速度可以对应于当前操作点，并且换档速度可以设置在与换档点对应的换档线上。
图6是解释图4中所示的换档预测步骤的另一实施例的图示。
如图6中所示，换档模式图可以包括追加设定的换档预测线。换档预测线可以是从原始换档线朝向当前操作点偏移(或平移)恒定值(例如，第二阈值)的线。原始换档线可以是从第N档转换到第N+1档的线。
当包括当前车轮速度(或当前要求转矩)的当前操作点经过换档速度(或换档转矩)设置于其上的换档预测线时，控制器205可以确定(或预测)变速器250的换档为升档。
图8是示出用于变速器输入转矩的转矩干预控制的另一示例的图示。
在图8的曲线图中，纵轴可以表示转矩。在图8中所示的用于混合动力电动车辆的转矩干预控制中，发动机转矩的干预可以被设定为响应于转矩干预请求低于某个阈值而被禁止。因此，关于转矩干预请求的跟随可能不被执行，并且因此换档质量可能不被确保。换句话说，可能发生换档时间增加的换档松弛现象。干预请求量在换档期间改变，并且因此在转矩干预控制中可能无法确定是否进入换档。
图9是示出用于变速器输入转矩的转矩干预控制的另一示例的图示。
在图9中，纵轴可以表示转矩。在图9中所示的用于混合动力电动车辆的转矩干预控制中，可以由混合起动发电机(HSG)执行低于某个阈值的发动机转矩干预。然而，由于HSG的转矩变化率限制，可能无法确保换档质量。
图10是根据本发明的另一实施例的解释用于控制混合动力车辆的转矩干预的方法的图示。在图10中，纵轴可以表示转矩。用于控制混合动力车辆的转矩干预的方法可以应用于图7中所示的混合动力车辆200。
参照图7和图10，在换档时间区间中所包括的转矩相时间区间期间，控制器205可以在维持用于生成发动机的最优燃烧效率的控制的状态下，通过减小供给至发动机的空气量，来减小发动机210的转矩，发动机210通过发动机离合器225连接到电动机230并生成传递至变速器250的动力。变速器250可以包括双离合器变速器。作为经济点火角控制的用于生成最优燃烧效率的控制可以是通过根据为了最大化发动机210的效率而供给至发动机的空气量控制发动机的点火角而获得的。
控制器205可以在转矩相时间区间期间将电动机的转矩增加与发动机的转矩减小量一样多的量。
在换档时间区间中所包括的惯性相时间区间期间，控制器205可以将增加后的电动机转矩减小一个值，该值是通过变速器250的转矩干预请求量减去上述发动机的转矩减小量而获得的值。转矩干预请求量可以通过实验结果预先确定，并且其描述类似于上面解释的图4的描述。
在惯性相时间区间之后的转矩相时间区间中，控制器205可以在维持用于生成最优燃烧效率的控制的状态下，通过增加供给至发动机的空气量，来将发动机210的转矩增加与上述发动机的转矩减小量一样多的量，并且可以将电动机230的转矩增加一个值，该值是通过变速器250的输入所需的转矩减去增加后的发动机转矩而获得的值。
如上所述，根据本发明，在没有发动机和电动机的旋转速度的变化且仅有发动机和电动机的转矩的变化的转矩相时间区间中，可以调节电动机与发动机之间的转矩分配比，并且在变速器250的换档开始之后，可以在转矩相时间区间中减小发动机转矩。当发动机转矩被减小时，可以在维持用于生成最优燃烧效率的控制的状态下，减小供给至发动机的空气量。因此，可以增加电动机的可用转矩干预量。因此，可以通过在实际换档时间区间中可能包括的惯性相时间区间中仅使用电动机来执行转矩干预。
在完成换档之后，电动机230与发动机210之间的转矩分配比可以恢复。因此，在不牺牲换档质量的情况下可以避免使用发动机的转矩干预。
如上所述，示例性实施例已经在附图和本说明书中公开。在这里，具体的术语已经使用，但只用于描述本发明且不用于使所述意义具有资格或者限制在随附权利要求中公开的本发明的范围。因此，本领域的技术人员将理解的是，来自于本发明的各种修改和等同的示例性实施例都是可能的。因此，本发明的实际技术保护范围必须由随附的权利要求的精神确定。

Claims (9)

1.一种用于控制混合动力车辆的转矩干预的方法，所述方法包括以下步骤：
在换档时间区间中所包括的转矩相时间区间期间，由控制器在维持用于生成发动机的最优燃烧效率的控制的状态下，通过减小供给至发动机的空气量来减小发动机的转矩，其中，发动机通过发动机离合器连接到电动机并生成传递至变速器的动力；
在所述转矩相时间区间期间，由所述控制器将电动机的转矩增加与发动机的转矩减小量一样多的量；以及
在换档时间区间中所包括的惯性相时间区间期间，由所述控制器将增加后的电动机转矩减小一个值，该值是通过变速器的转矩干预请求量减去上述发动机的转矩减小量而获得的值，
其中，用于生成最优燃烧效率的控制是通过根据以最大化发动机的效率的方式供给至发动机的空气量控制发动机的点火角来获得的。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
在所述惯性相时间区间之后，由所述控制器在维持用于生成最优燃烧效率的控制的状态下，通过增加供给至发动机的空气量，来将发动机的转矩增加与上述发动机的转矩减小量一样多的量；以及
在所述惯性相时间区间之后，由所述控制器将电动机的转矩增加一个值，该值是通过变速器的输入所需的转矩减去增加后的发动机转矩而获得的值。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述变速器包括双离合器变速器。
4.一种用于控制混合动力车辆的转矩干预的方法，所述方法包括以下步骤：
由所述控制器基于车辆的当前速度，通过换档模式图预测变速器的换档时间和在换档时间区间中所包括的惯性相时间区间内的变速器的转矩干预请求量；
在预测的换档时间之后，由所述控制器在维持用于生成发动机的最优燃烧效率的控制的状态下，通过减小供给至发动机的空气量来减小发动机的转矩，其中，发动机通过发动机离合器连接到电动机并生成传递至变速器的动力；
由所述控制器将电动机的转矩增加与发动机的转矩减小量一样多的量；以及
在所述惯性相时间区间期间，由所述控制器将增加后的电动机转矩减小一个值，该值是通过变速器的转矩干预请求量减去上述发动机的转矩减小量而获得的值，
其中，用于生成最优燃烧效率的控制是通过根据以最大化发动机的效率的方式供给至发动机的空气量控制发动机的点火角来获得的。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括以下步骤：
在所述惯性相时间区间之后，由所述控制器在维持用于生成最优燃烧效率的控制的状态下，通过增加供给至发动机的空气量，将发动机的转矩增加与上述发动机的转矩减小量一样多的量；以及
在所述惯性相时间区间之后，由所述控制器将电动机的转矩增加一个值，该值是通过变速器的输入所需的转矩减去增加后的发动机转矩而获得的值。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述变速器包括双离合器变速器。
7.一种用于控制混合动力车辆的转矩干预的设备，包括：
发动机，通过发动机离合器连接到电动机并生成传递到变速器的动力；和
控制器，基于车辆的当前速度，通过换档模式图预测变速器的换档时间和在换档时间区间中所包括的惯性相时间区间内的变速器的转矩干预请求量，
其中，在预测的换档时间之后，所述控制器在维持用于生成发动机的最优燃烧效率的控制的状态下，通过减小供给至发动机的空气量来减小发动机的转矩，
所述控制器将电动机的转矩增加与发动机的转矩减小量一样多的量，
在所述惯性相时间区间期间，所述控制器将增加后的电动机转矩减小一个值，该值是通过变速器的转矩干预请求量减去发动机的转矩减小量而获得的值，并且
用于生成最优燃烧效率的控制是通过根据以最大化发动机的效率的方式供给至发动机的空气量控制发动机的点火角来获得的。
8.根据权利要求7所述的设备，其中，在所述惯性相时间区间之后，所述控制器在维持用于生成最优燃烧效率的控制的状态下，通过增加供给至发动机的空气量，将发动机的转矩增加与上述发动机的转矩减小量一样多的量，并且所述控制器将电动机的转矩增加一个值，该值是通过变速器的输入所需的转矩减去增加后的发动机转矩而获得的值。
9.根据权利要求7所述的设备，其中，所述变速器包括双离合器变速器。
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