CN109278739A - 混合动力车辆的爬行扭矩的控制方法及混合动力车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及混合动力车辆领域，具体地涉及混合动力车辆的爬行扭矩的控制方法及混合动力车辆。该混合动力车辆具体为配置有双离合变速器的基于P2架构的混合动力车辆，其爬行扭矩的控制方法包括：获得期望的目标爬行扭矩；控制混合动力车辆的发动机输出恒定的实际发动机扭矩；以及根据目标爬行扭矩与实际发动机扭矩之间的关系对混合动力车辆的电机进行动态控制以获得与目标爬行扭矩对应的实际爬行扭矩。这样，本发明提供了一种新型的混合动力车辆的爬行扭矩的控制方法及混合动力车辆，通过使发动机输出恒定的扭矩并且动态控制电机输出的扭矩能够使得对混合动力车辆的双离合变速器的爬行扭矩的控制变得容易，并且减轻了对发动机调校的工作负担。

Description

混合动力车辆的爬行扭矩的控制方法及混合动力车辆
技术领域
本发明涉及混动动力车辆领域，具体地涉及混合动力车辆的爬行扭矩的控制方法以及采用该控制方法的混合动力车辆。
背景技术
在传统的发动机车辆中，在车辆行驶时，即使当没有压下加速器踏板和制动踏板时，发动机的怠速扭矩也被传输给扭矩转换器和变速器，因此车辆以爬行(creep)模式行驶(爬行行驶)。在车辆爬行行驶期间，车辆的爬行扭矩控制对于车辆的爬行行驶性能具有非常重要的意义。对于搭载DCT的汽车，爬行控制是变速箱控制的一个重要组成部分。爬行控制影响到整车对驾驶员的响应和整车低速驾驶性。
图1a是示出了配置有双离合变速器的传统的发动机车辆的发动机和双离合变速器的连接结构的示意图。如图1a所示，发动机ICE经由离合器K1、K2与双离合变速器DCT连接，发动机ICE的扭矩通过双离合变速器DCT输出。
图1b示出了包括图1a所示的连接结构的传统的发动机车辆中所采用的双离合变速器的爬行扭矩的控制方法。
如图1b所示，该控制方法包括：
变速器控制单元TCU将目标爬行扭矩TcT发送到发动机控制单元ECU；
在发动机控制单元ECU获得了目标爬行扭矩TcT之后控制发动机输出扭矩从而得到实际发动机扭矩TenA(通常发动机ICE产生的实际发动机扭矩TenA与期望的目标爬行扭矩TcT不完全相等)，发动机控制单元ECU将实际发动机扭矩TenA发送回变速器控制单元TCU；以及
变速器控制单元TCU基于所获得的实际发动机扭矩TenA控制双离合变速器DCT进行动作。
如上所述，包括图1a所示的连接结构的传统的发动机车辆仅通过发动机ICE产生爬行扭矩，即采用根据目标爬行扭矩TcT动态控制发动机ICE输出扭矩的方式。由于发动机ICE的扭矩控制响应时间长(通常大于0.5s)并且发动机ICE的扭矩控制精度不高，因此在上述传统的发动机车辆中对双离合变速器DCT的爬行扭矩控制的过程存在困难，而且该控制方法还需要对发动机ICE进行大量的调校工作。
现今，混合动力车辆越来越受到重视，而对混合动力车辆的爬行扭矩控制对于混合动力车辆的爬行行驶性能同样具有非常重要的意义。
图2a是示出了采用双离合变速器的基于P2架构的混合动力车辆的发动机、P2模块(图中虚线框内的模块)和双离合变速器的连接结构的示意图。如图2a所示，P2模块包括电机EM、离合器K0(当然，该P2模块还可以包括未示出的动力电池和控制系统等)，该P2模块位于发动机ICE与双离合变速器DCT之间。基于P2架构的混合动力车辆实现了一种性价比非常高的车辆混合动力模式。
图2b示出了包括图2a的连接结构的混合动力车辆中所采用的双离合变速器的爬行扭矩的控制方法。在上述混合动力车辆中实施双离合变速器的爬行扭矩的控制方法时，将混合动力控制单元HCU作为其它控制单元(变速器控制单元TCU和发动机控制单元ECU)的信息交流途径。
如图2b所示，该控制方法包括：
变速器控制单元TCU将目标爬行扭矩TcT发送到混合动力控制单元HCU；
混合动力控制单元HCU进一步将目标爬行扭矩TcT发送到发动机控制单元ECU；
在发动机控制单元ECU获得了目标爬行扭矩TcT之后控制发动机输出扭矩从而得到实际发动机扭矩TenA，发动机控制单元ECU将实际发动机扭矩TenA发送回混合动力控制单元HCU；
混合动力控制单元HCU进一步将实际发动机扭矩TenA发送回变速器控制单元TCU；以及
变速器控制单元TCU基于所获得的实际发动机扭矩TenA控制双离合变速器DCT进行动作。
如上所述，在上述的包括双离合变速器DCT的基于P2架构的混合动力车辆中，同样采用根据目标爬行扭矩TcT动态控制发动机ICE输出扭矩的方式。因此，在双离合变速器DCT的爬行扭矩控制方面，包括图2a的连接结构的混合动力车辆具有与包括图1a的连接结构的传统的发动机车辆相同的缺陷。
发明内容
基于上述现有技术的缺陷做出了本发明。本发明的发明目的在于提供一种新型的混合动力车辆的爬行扭矩的控制方法，其用于避免动态控制发动机输出扭矩而导致的双离合变速器的爬行扭矩控制困难的缺陷并且减轻了对发动机调校的工作负担。另外，本发明还提供了一种采用上述控制方法的混合动力车辆。
为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案。
本发明提供了一种如下的混合动力车辆的爬行扭矩的控制方法，所述混合动力车辆为配置有双离合变速器的基于P2架构的混合动力车辆，其特征在于，所述控制方法包括：获得期望的目标爬行扭矩；控制所述混合动力车辆的发动机输出恒定的实际发动机扭矩；以及根据所述目标爬行扭矩与所述实际发动机扭矩之间的关系对所述混合动力车辆的电机进行动态控制以获得与所述目标爬行扭矩对应的实际爬行扭矩。
优选地，对所述电机进行的所述动态控制包括：当所述目标爬行扭矩大于所述实际发动机扭矩时，根据所述目标爬行扭矩与所述实际发动机扭矩的差值控制所述电机输出实际电机扭矩，使得所述实际电机扭矩与所述实际发动机扭矩的总和作为所述实际爬行扭矩。
更优选地，对所述电机进行的所述动态控制还包括：当所述目标爬行扭矩小于或等于所述实际发动机扭矩时，控制所述电机不输出扭矩，使得所述实际发动机扭矩的至少一部分作为所述实际爬行扭矩。
更优选地，当所述目标爬行扭矩小于所述实际发动机扭矩时，使得所述实际发动机扭矩的一部分作为所述实际爬行扭矩并且所述实际发动机扭矩的其余部分用于对所述电池充电。
优选地，所述混合动力车辆的混合动力控制单元获得所述目标爬行扭矩；所述混合动力控制单元向所述混合动力车辆的发动机控制单元发送基于所述目标爬行扭矩的恒定扭矩请求，所述发动机控制单元基于所述恒定扭矩请求使所述发动机输出所述实际发动机扭矩并将该实际发动机扭矩发送给所述混合动力控制单元；以及当所述目标爬行扭矩大于所述实际发动机扭矩时，所述混合动力控制单元向所述混合动力车辆的电机控制单元发送期望的目标电机扭矩，所述电机控制单元基于所述目标电机扭矩控制所述电机输出实际电机扭矩并将该实际电机扭矩发送给所述混合动力控制单元，所述混合动力控制单元以所述实际发动机扭矩和所述实际电机扭矩作为所述实际爬行扭矩，其中所述目标电机扭矩等于所述目标爬行扭矩减去所述实际发动机扭矩而获得的差值。
更优选地，当所述目标爬行扭矩小于或等于所述实际发动机扭矩时，所述混合动力控制单元以所述实际发动机扭矩的至少一部分作为所述实际爬行扭矩。
更优选地，所述混合动力控制单元从所述混合动力车辆的变速器控制单元获得所述目标爬行扭矩并且将所述实际爬行扭矩输出到所述变速器控制单元，所述变速器控制单元基于所述实际爬行扭矩控制所述混合动力车辆的双离合变速器进行动作。
本发明还提供了一种如下的混合动力车辆，所述混合动力车辆采用以上技术方案中任意一项技术方案所述的混合动力车辆的爬行扭矩的控制方法。
优选地，所述混合动力车辆的混合动力系统包括发动机、P2模块以及双离合变速器，所述P2模块位于所述发动机和所述双离合变速器之间的位置。
更优选地，所述P2模块包括电机和离合器。
通过采用上述技术方案，本发明提供了一种新型的混合动力车辆的爬行扭矩的控制方法以及采用该控制方法的混合动力车辆，通过使发动机输出恒定的扭矩并且动态控制电机输出的扭矩能够使得对混合动力车辆的双离合变速器的爬行扭矩的控制变得容易，并且减轻了对发动机调校的工作负担。
附图说明
图1a是示出了装配有双离合变速器的传统的发动机车辆的发动机与双离合变速器的连接结构的示意图。
图1b是示出了具有图1a所示的连接结构的传统的发动机车辆的双离合变速器的爬行扭矩的控制方法的说明图。
图2a是示出了基于P2架构的混合动力车辆的发动机、P2模块以及双离合变速器的连接结构的示意图。
图2b是用于说明具有图2a所示的连接结构的混合动力车辆的双离合变速器的现有的爬行扭矩的控制方法的说明图。
图3是用于说明具有图2b中的连接结构的混合动力车辆的双离合变速器的根据本发明的爬行扭矩的控制方法的说明图。
附图标记说明
ICE发动机 EM电机 K0、K1、K2离合器 DCT双离合变速器
ECU发动机控制单元 PEU电机控制单元 HCU混合动力控制单元 TCU变速器控制单元
TcT目标爬行扭矩 TcA实际爬行扭矩 TenT目标发动机扭矩 TenA实际发动机扭矩TemT目标电机扭矩 TemA实际电机扭矩
具体实施方式
以下将结合说明书附图来详细说明根据本发明的混合动力车辆的双离合变速器的爬行扭矩的控制方法。
在包括如图2a所示的连接结构的混合动力车辆中，在离合器K0接合的情况下，发动机ICE可以输出扭矩。当该混合动力车辆要以爬行模式行驶时，可以采用图3所示的根据本发明的混合动力车辆的双离合变速器的爬行扭矩的控制方法。在该控制方法中，使得发动机ICE始终产生恒定的发动机扭矩，动态控制电机EM产生辅助的电机扭矩，双离合变速器DCT通过发动机ICE和电机EM两者产生的扭矩来进行动作。
如图3所示，根据本发明的混合动力车辆的双离合变速器的爬行扭矩的控制方法包括：
变速器控制单元TCU发送爬行请求并将目标爬行扭矩TcT发送到混合动力控制单元HCU，
混合动力控制单元HCU获得目标爬行扭矩TcT，并且混合动力控制单元HCU向发动机控制单元ECU发送产生恒定的目标发动机扭矩TenT的请求，由此发动机控制单元ECU使发动机ICE基于恒定的目标发动机扭矩TenT输出扭矩，从而产生恒定的实际发动机扭矩TenA并将该恒定的实际发动机扭矩TenA发送回混合动力控制单元HCU；
混合动力控制单元HCU向混合动力车辆的电机控制单元PEU发送期望的目标电机扭矩TemT，电机控制单元PEU基于目标电机扭矩TemT控制电机EM输出扭矩，从而产生实际电机扭矩TemA并将该实际电机扭矩TemA发送回混合动力控制单元HCU，其中TemT＝TcT-TenA；
混合动力控制单元HCU以实际发动机扭矩TenA和实际电机扭矩TemA作为实际爬行扭矩TcA并将实际爬行扭矩TcA发送回变速器控制单元TCU，该变速器控制单元TCU控制双离合变速器进行动作，其中TcA＝TenA+TemA。
在图3所示的控制方法中，当目标爬行扭矩TcT大于实际发动机扭矩TenA时，通过目标爬行扭矩TcT减去实际发动机扭矩TenA来获得目标电机扭矩TemT，即TemT＝TcT-TenA。这样，在目标爬行扭矩TcT大于实际发动机扭矩TenA的情况下发动机ICE输出恒定的实际发动机扭矩TenA并且根据目标电机扭矩TemT动态控制电机EM产生辅助的爬行扭矩。由于电机EM的扭矩控制响应时间比发动机ICE的扭矩控制响应时间要短，因此双离合变速器DCT的爬行扭矩的控制速度相对于现有技术变快。另外，由于发动机ICE始终输出恒定的扭矩，因此大大节省了发动机调校工作的负担，提高了发动机ICE的调校工作的效率。
在图3所示的控制方法中，当目标爬行扭矩TcT小于等于实际发动机扭矩TenA时，电机控制单元PEU控制电机EM不产生扭矩。这时，实际发动机扭矩TenA作为实际爬行扭矩TcA(例如TcT＝TenA时)或者实际发动机扭矩TenA的一部分作为实际爬行扭矩TcA而剩余的部分用于对电池(未示出)充电(例如TcT<TenA时)，从而不会导致能源浪费。
显然，在图3所示的控制方法中，各扭矩参数的传输从变速器控制单元TCU开始直到返回该变速器控制单元TCU结束，从而实现了闭环控制方法。
通过采用图3所示的控制方法，可以通过发动机ICE和电机EM两者同时产生扭矩来实现双离合变速器DCT的爬行扭矩的控制。通过采用根据本发明的控制方法，使得包括P2模块的混合动力车辆的爬行扭矩的控制方法的效率非常高，车辆的爬行过程非常顺畅。
本发明的保护范围不限于上述具体实施方式，而是只要满足本发明的权利要求的技术特征的组合就落入了本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种混合动力车辆的爬行扭矩的控制方法，所述混合动力车辆为配置有双离合变速器的基于P2架构的混合动力车辆，其特征在于，所述控制方法包括：
获得期望的目标爬行扭矩；
控制所述混合动力车辆的发动机输出恒定的实际发动机扭矩；以及
根据所述目标爬行扭矩与所述实际发动机扭矩之间的关系对所述混合动力车辆的电机进行动态控制以获得与所述目标爬行扭矩对应的实际爬行扭矩。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆的爬行扭矩的控制方法，其特征在于，对所述电机进行的所述动态控制包括：
当所述目标爬行扭矩大于所述实际发动机扭矩时，根据所述目标爬行扭矩与所述实际发动机扭矩的差值控制所述电机输出实际电机扭矩，使得所述实际电机扭矩与所述实际发动机扭矩的总和作为所述实际爬行扭矩。
3.根据权利要求2所述的混合动力车辆的爬行扭矩的控制方法，其特征在于，对所述电机进行的所述动态控制还包括：
当所述目标爬行扭矩小于或等于所述实际发动机扭矩时，控制所述电机不输出扭矩，使得所述实际发动机扭矩的至少一部分作为所述实际爬行扭矩。
4.根据权利要求3所述的混合动力车辆的爬行扭矩的控制方法，其特征在于，当所述目标爬行扭矩小于所述实际发动机扭矩时，使得所述实际发动机扭矩的一部分作为所述实际爬行扭矩并且所述实际发动机扭矩的其余部分用于对电池充电。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的混合动力车辆的爬行扭矩的控制方法，其特征在于，
所述混合动力车辆的混合动力控制单元获得所述目标爬行扭矩；
所述混合动力控制单元向所述混合动力车辆的发动机控制单元发送基于所述目标爬行扭矩的恒定扭矩请求，所述发动机控制单元基于所述恒定扭矩请求使所述发动机输出所述实际发动机扭矩并将该实际发动机扭矩发送给所述混合动力控制单元；以及
当所述目标爬行扭矩大于所述实际发动机扭矩时，所述混合动力控制单元向所述混合动力车辆的电机控制单元发送期望的目标电机扭矩，所述电机控制单元基于所述目标电机扭矩控制所述电机输出实际电机扭矩并将该实际电机扭矩发送给所述混合动力控制单元，所述混合动力控制单元以所述实际发动机扭矩和所述实际电机扭矩作为所述实际爬行扭矩，其中所述目标电机扭矩等于所述目标爬行扭矩减去所述实际发动机扭矩而获得的差值。
6.根据权利要求5所述的混合动力车辆的爬行扭矩的控制方法，其特征在于，
当所述目标爬行扭矩小于或等于所述实际发动机扭矩时，所述混合动力控制单元以所述实际发动机扭矩的至少一部分作为所述实际爬行扭矩。
7.根据权利要求6所述的混合动力车辆的爬行扭矩的控制方法，其特征在于，所述混合动力控制单元从所述混合动力车辆的变速器控制单元获得所述目标爬行扭矩并且将所述实际爬行扭矩输出到所述变速器控制单元，所述变速器控制单元基于所述实际爬行扭矩控制所述混合动力车辆的双离合变速器进行动作。
8.一种混合动力车辆，其特征在于，所述混合动力车辆采用权利要求1至7中任一项所述的混合动力车辆的爬行扭矩的控制方法。
9.根据权利要求8所述的混合动力车辆，其特征在于，所述混合动力车辆的混合动力系统包括发动机、P2模块以及双离合变速器，所述P2模块位于所述发动机和所述双离合变速器之间的位置。
10.根据权利要求9所述的混合动力车辆，其特征在于，所述P2模块包括电机和离合器。
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