混合動力車輛的換檔控制方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種混合動力車輛的換檔控制方法和系統(tǒng)，其通過控制換檔時間，防止了當在不適宜的行駛條件下發(fā)動機離合器的傳輸轉(zhuǎn)矩大于允許的傳輸轉(zhuǎn)矩時發(fā)生發(fā)動機離合器滑動，其可以包括：（a）檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)矩，（b）基于所述發(fā)動機轉(zhuǎn)矩確定發(fā)動機離合器的輸入轉(zhuǎn)矩，（c）將所述發(fā)動機離合器的確定的輸入轉(zhuǎn)矩與預先確定的允許的傳輸轉(zhuǎn)矩進行比較，（d）當確定的輸入轉(zhuǎn)矩大于允許的傳輸轉(zhuǎn)矩時將當前的換檔時間增加預先確定的值，并且應用增加的換檔時間。
【專利說明】混合動力車輛的換檔控制方法和系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2013年8月13日提交的韓國專利申請第10-2013-0095813號的優(yōu)先權(quán)，該申請的全部內(nèi)容結(jié)合于此用于通過該引用的所有目的。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及一種混合動力車輛的換檔控制方法和系統(tǒng)。更具體而言，本發(fā)明涉及一種混合動力車輛的換檔控制方法和系統(tǒng)，其通過控制換擋時間，防止當在不適宜的行駛條件下發(fā)動機離合器的傳輸轉(zhuǎn)矩大于允許的傳輸轉(zhuǎn)矩時發(fā)生發(fā)動機離合器滑動。

【背景技術(shù)】
[0004]如在本領(lǐng)域中眾所周知的，混合動力車輛同時使用內(nèi)燃發(fā)動機和電池電源。也即，混合動力車輛針對使用有效地組合內(nèi)燃發(fā)動機的動力和驅(qū)動電動機的動力。
[0005]如圖1所示，混合動力車輛可以包括，例如，發(fā)動機10、驅(qū)動電動機20、用于中斷發(fā)動機10和驅(qū)動電動機20之間的動力的發(fā)動機離合器30、變速器40、差動齒輪裝置50、電池60、用于通過發(fā)動機10的旋轉(zhuǎn)力起動發(fā)動機10或產(chǎn)生電力的集成起動機發(fā)電機70以及車輪80。
[0006]此外，混合動力車輛可以包括用于控制混合動力車輛的整體操作的混合動力控制單元(HCU) 200、用于控制發(fā)動機10的操作的發(fā)動機控制單元(ECU) 110、用于控制驅(qū)動電動機20的操作的電動機控制單元(MCU) 120、用于控制變速器40的操作的變速器控制單元(1U) 140以及用于控制和管理電池60的電池控制單元(B⑶)160。
[0007]電池控制單元160可以被稱作電池管理系統(tǒng)(BMS)。集成起動機發(fā)電機70可以被稱作集成起動機&發(fā)電機(ISG)，或者混合動力起動機&發(fā)電機(HSG)。
[0008]混合動力車輛可以在例如電動車輛(EV)模式、混合動力車輛(HEV)模式和再生制動(RB)模式的驅(qū)動模式下被驅(qū)動，電動車輛(EV)模式為僅使用驅(qū)動電動機20的動力的真實電動車輛模式，混合動力車輛(HEV)模式使用發(fā)動機10的旋轉(zhuǎn)力作為主動力并且使用驅(qū)動電動機20的旋轉(zhuǎn)力作為輔助動力，再生制動(RB)模式用于經(jīng)由驅(qū)動電動機20的發(fā)電通過制動或車輛的慣性在行駛期間采集制動和慣性能量以給電池60充電。
[0009]混合動力車輛可以使用干式發(fā)動機離合器，并且所述干式發(fā)動機離合器在換擋時應當完全地維持關(guān)閉條件。因此，干式發(fā)動機離合器的允許的傳輸轉(zhuǎn)矩可以通過電動機、發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)慣性、角加速度和發(fā)動機轉(zhuǎn)矩來確定。
[0010]然而，可能發(fā)生發(fā)動機離合器滑動，這是因為當混合動力車輛在不適宜的行駛條件下運行時傳輸轉(zhuǎn)矩大于允許的傳輸轉(zhuǎn)矩。例如，當混合動力車輛在極低溫度下運行或者混合動力車輛根據(jù)額外的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩換檔時，可能發(fā)生發(fā)動機離合器滑動。
[0011]也即，當混合動力車輛在不適宜的行駛條件下運行時，由于在換檔期間當傳輸轉(zhuǎn)矩大于允許的傳輸轉(zhuǎn)矩時產(chǎn)生的電動機和發(fā)動機之間的旋轉(zhuǎn)慣性的差異而可能發(fā)生發(fā)動機離合器滑動。當這樣的發(fā)動機離合器滑動發(fā)生時，對于換檔安全、車輛振動和燃料消耗而言，混合動力車輛受到負面的影響。
[0012]為了防止上述問題，增加發(fā)動機離合器的允許的傳輸轉(zhuǎn)矩，但是發(fā)動機離合器的尺寸和用于安裝它的安全空間也需要增加。
[0013]公開于該發(fā)明【背景技術(shù)】部分的信息僅僅旨在加深對本發(fā)明的一般【背景技術(shù)】的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明的各個方面致力于提供一種混合動力車輛的換檔控制方法和系統(tǒng)，其具有這樣的優(yōu)點:通過控制換擋時間，防止當因不適宜的行駛條件而發(fā)動機離合器的傳輸轉(zhuǎn)矩大于允許的傳輸轉(zhuǎn)矩時發(fā)生發(fā)動機離合器滑動。
[0015]在本發(fā)明的一個方面中，一種混合動力車輛的換檔控制方法可以包括(a)檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)矩，(b)基于所述發(fā)動機轉(zhuǎn)矩確定發(fā)動機離合器的輸入轉(zhuǎn)矩，(c)將所述發(fā)動機離合器的確定的輸入轉(zhuǎn)矩與預先確定的允許的傳輸轉(zhuǎn)矩進行比較，以及(d)當確定的輸入轉(zhuǎn)矩大于允許的傳輸轉(zhuǎn)矩時將當前的換檔時間增加預先確定的值，并且應用增加的換檔時間。
[0016]所述方法可以進一步包括(e )將所述預先確定的允許的傳輸轉(zhuǎn)矩與在應用增加了所述預先確定的值的換檔時間之后重新計算的輸入轉(zhuǎn)矩進行比較，其中當在應用增加了所述預先確定的值的換檔時間之后重新計算的輸入轉(zhuǎn)矩大于所述預先確定的允許的傳輸轉(zhuǎn)矩時重復執(zhí)行步驟(d)和(e)。
[0017]所述輸入轉(zhuǎn)矩由等式Tin=TE* (I fi5A*a)確定，并且Tin為所述輸入轉(zhuǎn)矩，Te為所述發(fā)動機轉(zhuǎn)矩，I ?入為發(fā)動機的輸入慣性或旋轉(zhuǎn)慣性，并且a為角加速度。
[0018]所述輸入轉(zhuǎn)矩通過將所述預先確定的允許的傳輸轉(zhuǎn)矩乘以預先確定的安全系數(shù)來確定。
[0019]所述換檔時間增加預先確定的比例。
[0020]在本發(fā)明的另一個方面中，一種混合動力車輛的換檔控制系統(tǒng)可以包括:干式發(fā)動機離合器、發(fā)動機控制單元(ECU)、電動機控制單元(MCU)、變速器控制單元(TCU)、混合動力控制單元(HCU)以及換檔控制器，所述干式發(fā)動機離合器配置成控制發(fā)動機和電動機之間的動力傳輸，所述發(fā)動機控制單元(ECU)配置成控制所述發(fā)動機，所述電動機控制單元(MCU)配置成控制所述電動機，所述變速器控制單元(TCU)配置成控制變速器，所述混合動力控制單元(HCU)配置成控制所述混合動力車輛的整體操作，所述換檔控制器配置成當基于發(fā)動機轉(zhuǎn)矩、輸入慣性和角加速度確定的所述發(fā)動機離合器的輸入轉(zhuǎn)矩大于所述發(fā)動機離合器的預先確定的允許的傳輸轉(zhuǎn)矩時，將換檔時間增加預先確定的值，其中所述換檔控制器通過預先確定的程序操作以執(zhí)行前述的方法。
[0021]如上所述，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案，本發(fā)明通過控制換擋時間，防止當在不適宜的行駛條件下發(fā)動機離合器的傳輸轉(zhuǎn)矩大于允許的傳輸轉(zhuǎn)矩時發(fā)生發(fā)動機離合器滑動，從而提高了混合動力車輛的換檔安全性和燃料效率。
[0022]本發(fā)明的方法和裝置具有其他的特性和優(yōu)點，這些特性和優(yōu)點從并入本文中的附圖和隨后的【具體實施方式】中將是顯而易見的，或者將在并入本文中的附圖和隨后的【具體實施方式】中進行詳細陳述，這些附圖和【具體實施方式】共同用于解釋本發(fā)明的特定原理。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為普通的混合動力車輛的示意方框圖。
[0024]圖2為根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案的混合動力車輛的換檔控制系統(tǒng)的示意方框圖。
[0025]圖3為顯示根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案的混合動力車輛的換檔控制方法的流程圖。
[0026]圖4A和圖4B為根據(jù)本發(fā)明的不例性實施方案的用于描述混合動力車輛的換檔控制方法和系統(tǒng)的操作的曲線圖。
[0027]應當了解，所附附圖并不一定是按比例繪制的，其顯示了說明本發(fā)明基本原理的各種特征的略微簡化的表示。本文所公開的本發(fā)明的具體設(shè)計特征包括例如具體尺寸、方向、位置和外形將部分地由具體所要應用和使用的環(huán)境來確定。
[0028]在這些圖形中，貫穿附圖的多幅圖形，附圖標記指向本發(fā)明的同樣的或等同的部分。

【具體實施方式】
[0029]現(xiàn)在將具體參考本發(fā)明的各個實施方案，在附圖中和以下的描述中示出了這些實施方案的實例。盡管本發(fā)明將與示例性實施方案相結(jié)合進行描述，但是應當意識到，本說明書并非旨在將本發(fā)明限制為那些示例性實施方案。相反，本發(fā)明旨在不但覆蓋這些示例性實施方案，而且覆蓋可以被包括在由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種替換、修改、等效形式以及其它實施方案。
[0030]在下文中將參考所附附圖對本發(fā)明進行更為全面的描述，在這些附圖中顯示了本發(fā)明的示例性實施方案。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，可以對所描述的實施方案進行各種不同方式的修改，所有這些修改將不脫離本發(fā)明的精神或范圍。
[0031]貫穿本說明書，除非明確地另外描述，否則“包括”任何組件將被理解為意指包括其他組件但不排除任何其他的組件。
[0032]在整個說明書中，同樣的組件給以同樣的附圖標記。
[0033]圖2為根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案的混合動力車輛的換檔控制系統(tǒng)的示意方框圖。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案的混合動力車輛的換檔控制系統(tǒng)在混合動力車輛的發(fā)動機離合器的輸入轉(zhuǎn)矩大于預先確定的允許的傳輸轉(zhuǎn)矩時控制換檔時間。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案的混合動力車輛的換檔控制系統(tǒng)可以包括發(fā)動機離合器30、發(fā)動機控制單元(EOT) 110、電動機控制單元(MCU) 120、變速器控制單元(1U)140以及控制器300，發(fā)動機離合器30用于控制發(fā)動機10和電動機20之間的動力傳輸，發(fā)動機控制單元(ECU) 110用于控制發(fā)動機10，電動機控制單元(MCU) 120用于控制電動機20，變速器控制單元(TCU) 140用于控制變速器40，控制器300用于當基于發(fā)動機轉(zhuǎn)矩、輸入慣性和角加速度計算的發(fā)動機離合器30的輸入轉(zhuǎn)矩大于發(fā)動機離合器30的預先確定的允許的傳輸轉(zhuǎn)矩時，將換檔時間增加預先確定的值。
[0036]如圖1所示，發(fā)動機10、電動機20、變速器40、發(fā)動機控制單元110、電動機控制單元120和變速器控制單元140可以安裝在普通的混合動力車輛中。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案的發(fā)動機離合器30可以優(yōu)選為干式發(fā)動機離合器。
[0038]控制器300可以利用通過預先確定的程序或包括微處理器的硬件操作的一個或多個微處理器來實施，并且預先確定的程序包括用于執(zhí)行待被在下面描述的根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案的混合動力車輛的換擋控制方法的一系列指令。
[0039]如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案的控制器300可以優(yōu)選發(fā)揮混合動力控制單元(HCU) 200的作用。也即，控制器300可以包括混合動力控制單元200，或者被包括在混合動力控制單元200中。
[0040]在下文中，將參考所附附圖詳細地描述根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案的車輛的換檔控制方法。
[0041]圖3為顯示根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案的混合動力車輛的換檔控制方法的流程圖。
[0042]如圖3所示，在步驟SllO處，控制器300在混合動力車輛運行的同時檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)矩。例如，控制器300可以使用由發(fā)動機控制單元ECUllO檢測的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩。發(fā)動機控制單元ECUllO檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的事實是公知的，因此在本說明書中將省略其具體說明。
[0043]如果檢測到發(fā)動機轉(zhuǎn)矩，則控制器300在步驟120處計算發(fā)動機離合器30的輸入轉(zhuǎn)矩?？刂破?00在計算輸入轉(zhuǎn)矩的同時可以使用發(fā)動機轉(zhuǎn)矩。例如，控制器300可以通過下面的等式計算輸入轉(zhuǎn)矩。
[0044]Tin=TE* (I 輸入 *a)
[0045](Tin，輸入轉(zhuǎn)矩、TE，發(fā)動機轉(zhuǎn)矩、Ifi5入，發(fā)動機的輸入慣性或旋轉(zhuǎn)慣性、a，角加速度)
[0046]控制器300可以根據(jù)上面的等式計算輸入轉(zhuǎn)矩，但是應當理解，本發(fā)明并不受限于此?？刂破?00可以通過在本領(lǐng)域中眾所周知的任何方法來計算輸入轉(zhuǎn)矩。而且，控制器300可以通過將發(fā)動機離合器30的允許的傳輸轉(zhuǎn)矩(將稍后進行描述)乘以預先確定的安全系數(shù)(例如，0.8)來計算輸入轉(zhuǎn)矩。
[0047]在上面的等式中發(fā)動機離合器30的輸入慣性和角加速度在本領(lǐng)域中被計算或被檢測，因此在本說明書中將省略其具體說明。
[0048]發(fā)動機離合器30的輸入慣性可以為發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)慣性。
[0049]如果計算了輸入轉(zhuǎn)矩，則控制器300在步驟S130處將輸入轉(zhuǎn)矩和預先確定的允許的傳輸轉(zhuǎn)矩進行比較。
[0050]允許的傳輸轉(zhuǎn)矩可以為通過利用發(fā)動機離合器30的可用值而找到的預先確定的值。
[0051]在步驟S130中將輸入轉(zhuǎn)矩和允許的傳輸轉(zhuǎn)矩進行比較之后，如果當輸入轉(zhuǎn)矩大于允許的傳輸轉(zhuǎn)矩，則在步驟S140處控制器300增加當前換檔時間(例如，增加0.3秒)。
[0052]例如，如果輸入轉(zhuǎn)矩大于允許的傳輸轉(zhuǎn)矩，則控制器300可以將當前0.3秒的換檔時間增加至0.7秒,如圖4A和圖4B所示。
[0053]在過去，當輸入轉(zhuǎn)矩大于允許的傳輸轉(zhuǎn)矩時，換檔時間被設(shè)定為較短的0.3秒，如圖4A所示，因此由于發(fā)動機速度和/或電動機速度變化為3000rpm/s而發(fā)生發(fā)動機離合器30的滑動。也即，在過去，當輸入轉(zhuǎn)矩大于允許的傳輸轉(zhuǎn)矩時，較短地維持換檔時間。因此，由于發(fā)動機10和電動機20之間的旋轉(zhuǎn)慣性的差異產(chǎn)生的換檔，發(fā)動機速度并不跟隨電動機速度的減速，因此發(fā)生發(fā)動機離合器30的滑動。
[0054]相反地，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案，當輸入轉(zhuǎn)矩大于允許的傳輸轉(zhuǎn)矩時，控制器300可以將換檔時間增加預先確定的值，例如增加至0.7秒，如圖4B所示，以便控制器300可以防止在過去發(fā)生的發(fā)動機離合器30的滑動。
[0055]也即，如果在換檔時間被延長到0.7秒時，當輸入轉(zhuǎn)矩大于允許的傳輸轉(zhuǎn)矩，則發(fā)動機速度和/或電動機速度變化為1740rpm/s，并且重新計算的輸入轉(zhuǎn)矩相應地降低(S150 )，從而由于發(fā)動機速度幾乎等于電動機速度而沒有發(fā)生發(fā)動機離合器30的滑動。
[0056]在混合動力車輛在不適宜的行駛條件(例如，低于-40攝氏度)下行駛時發(fā)生如上所述的輸入轉(zhuǎn)矩大于允許的傳輸轉(zhuǎn)矩的情況下，控制器30可以僅在預先確定的行駛條件下執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案的方法，但是應當理解，本發(fā)明并不受限于此。
[0057]如果基于在步驟S140中增加的換檔時間而在步驟S150中重新計算的輸入轉(zhuǎn)矩仍然大于允許的傳輸轉(zhuǎn)矩(S160)，則控制器300重復執(zhí)行在S140之后的步驟，以試圖通過增加換檔時間來降低輸入轉(zhuǎn)矩。
[0058]在步驟S140中，換檔時間增加了預先確定的比例，例如，從當前換檔時間的100%至 250%。
[0059]如果在步驟S130和/或S160中輸入轉(zhuǎn)矩小于或等于允許的傳輸轉(zhuǎn)矩，則在步驟S170中控制器300將每個對應的換檔時間應用于換檔。
[0060]從而，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案，通過控制換檔時間能夠解決具有發(fā)生發(fā)動機離合器滑動的問題，而不增加發(fā)動機離合器的尺寸。
[0061 ] 為了方便解釋和精確限定所附權(quán)利要求，術(shù)語“上”、“下”、“內(nèi)”和“外”被用于參考附圖中所顯示的這些特征的位置來描述示例性實施方式的特征。
[0062]前述對本發(fā)明的具體示例性實施方案的描述是為了說明和例證的目的。這些描述并非想窮盡本發(fā)明，或者將本發(fā)明限定為所公開的精確形式，并且很顯然，根據(jù)上述教導，可以進行很多改變和變化。這些描述并非想窮盡本發(fā)明，或者將本發(fā)明限定為所公開的精確形式，并且很顯然，根據(jù)上述教導，可以對其進行很多改變和變化。本發(fā)明的范圍意在由所附的權(quán)利要求書及其等同形式所限定。
【權(quán)利要求】
1.一種混合動力車輛的換檔控制方法,包括: a)檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)矩； b)基于所述發(fā)動機轉(zhuǎn)矩確定發(fā)動機離合器的輸入轉(zhuǎn)矩； c)將所述發(fā)動機離合器的確定的輸入轉(zhuǎn)矩與預先確定的允許的傳輸轉(zhuǎn)矩進行比較；以及 d)當確定的輸入轉(zhuǎn)矩大于允許的傳輸轉(zhuǎn)矩時將當前的換檔時間增加預先確定的值，并且應用增加的換檔時間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動力車輛的換檔控制方法，進一步包括: e)將所述預先確定的允許的傳輸轉(zhuǎn)矩與在應用增加了所述預先確定的值的換檔時間之后重新計算的輸入轉(zhuǎn)矩進行比較， 其中當在應用增加了所述預先確定的值的換檔時間之后重新計算的輸入轉(zhuǎn)矩大于所述預先確定的允許的傳輸轉(zhuǎn)矩時重復執(zhí)行步驟d)和e)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動力車輛的換檔控制方法， 其中所述輸入轉(zhuǎn)矩由等式Tin=TE* (I ι?ιΛ *a)確定，以及 其中Tin為所述輸入轉(zhuǎn)矩，Te為所述發(fā)動機轉(zhuǎn)矩，I fi5A為發(fā)動機的輸入慣性或旋轉(zhuǎn)慣性，以及a為角加速度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動力車輛的換檔控制方法，其中所述輸入轉(zhuǎn)矩通過將所述預先確定的允許的傳輸轉(zhuǎn)矩乘以預先確定的安全系數(shù)來確定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動力車輛的換檔控制方法，其中所述換檔時間增加預先確定的比例。
6.—種混合動力車輛的換檔控制系統(tǒng),包括: 干式發(fā)動機離合器，所述干式發(fā)動機離合器配置成控制發(fā)動機和電動機之間的動力傳輸; 發(fā)動機控制單元ECU，所述發(fā)動機控制單元ECU配置成控制所述發(fā)動機； 電動機控制單元MCU，所述電動機控制單元MCU配置成控制所述電動機； 變速器控制單元TCU，所述變速器控制單元TCU配置成控制變速器； 混合動力控制單元HCU，所述混合動力控制單元HCU配置成控制所述混合動力車輛的整體操作；以及 換檔控制器，所述換檔控制器配置成當基于發(fā)動機轉(zhuǎn)矩、輸入慣性和角加速度確定的所述發(fā)動機離合器的輸入轉(zhuǎn)矩大于所述發(fā)動機離合器的預先確定的允許的傳輸轉(zhuǎn)矩時，將換檔時間增加預先確定的值， 其中所述換檔控制器通過預先確定的程序操作以執(zhí)行權(quán)利要求1的方法。
【文檔編號】F16H61/10GK104373586SQ201310728287
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月13日
【發(fā)明者】柳尚模, 金明奎, 金連鎬 申請人:現(xiàn)代自動車株式會社