专利名称：混合动力车辆动力控制系统及其驾驶意图识别和操纵方法
技术领域：
本发明涉及一种混合动力车辆的动力控制系统及其驾驶意图识别和操 纵方法，更具体地说，是一种适合于具有纯电动行驶模式并配置有离合器 和手动变速器的混合动力车辆动力控制系统及其驾驶意图识别和操纵方 法。
背景技术：
混合动力车辆具有两个动力源，从而具有单纯电机驱动的纯电动模式、 电机与发动机联合驱动的混合动力模式两种稳定工作模式。在两种工作模 式之间切换可以通过发动机的热态启动和停止操作实现。特别地，对于装备有手动变速器的混合动力车辆来说，具有包括空档 在内的多个档位可以改变车辆输出转矩大小直至切断动力输出；同时，通 过离合器可以切断发动机的动力输出，因此具有不同的方式来切断或汇合 两路动力源，从而为满足驾驶员的驾驶意图提供了多种可能的操作方式。但是现有的混合动力车辆动力控制系统中，离合器踏板和离合器通过 机械连接，其工作模式及其组合/转换的多样性导致操作的复杂，控制系统 如果不能正确理解驾驶员的输入指令，甚至会导致车辆的操作不便，不能 充分发挥混合动力车辆的特性
发明内容
本发明针对现有传统车辆驾驶员意图识别和车辆操纵技术对于实现混 合动力车辆的发动机的驾驶员指令跟随比较困难这一问题，提出了一种混合动力车辆动力控制系统及其驾驶意图识别和操纵方法，该发明能在最大 限度保留现有车辆操纵方式的前提下能够充分发挥混合动力车辆的技术优 势，达到车辆动力性和经济性优化。本发明通过以下技术方案予以实现混合动力车辆动力控制系统，包括离合器、离合器踏板、档位检测装 置、混合动力控制单元、发动机、发动机控制单元、加速踏板、电机、电 机控制器、与车轮连接的手动变速箱、离合器执行器，离合器踏板和档位 检测装置输出信息到混合动力控制单元，并通过CAN总线数据交换接收发 动机控制单元输入的加速踏板位置信号，所述的离合器踏板和离合器为分 离设置，其检测驾驶员的操纵动作信息并把此信息发送到混合动力控制单 元，由混合动力控制单元控制离合器执行器完成离合器的分离和结合动作。适用于混合动力车辆动力控制系统的混合动力车辆驾驶意图识别和操 纵方法包括如下2种情况1) 换档时，离合器踏板位置传感器检测离合器踏板信息，如检测到 被踏下信息，若加速踏板没有同时踏下，则动力控制系统判定为 换档状态，允许执行换档操作；2)行车时由纯电动模式转换至混合动力模式时，汽车在纯电动运行 模式下，实时检测加速踏板位置和车辆行驶速度值，计算二者的 乘积并经过必要修正得到当前驱动功率需求，当所述功率需求大 于设定值时，控制启动发动机进入混合动力模式。 由于采用以上技术方案，本发明保留离合器踏板，离合器踏板和离合 器采用分离设置，在兼容驾驶员对于传统车辆的驾驶习惯的情况下，离合 器踏板通过位置传感器将驾驶员的踏板动作信息输入到混合动力控制单元 中，为混合动力控制单元正确识别驾驶员的驾驶意图提供了最直接的状态 信息，能在最大限度保留现有车辆操纵方式的前提下能够充分发挥混合动 力车辆的技术优势，达到车辆动力性和经济性优化。
图1为本发明混合动力车辆动力控制系统原理图；图2为具体换档意图识别和车辆操纵方法；图3为具体状态转换意图识别和车辆操纵方法；图4为具体停车情况下热启动意图识别和车辆操纵方法；图5为具体发动机怠速停机意图识别和车辆操纵方法。
具体实施方式
下面根据附图对本发明作进一步说明如图1所示， 一种混合动力车辆动力控制系统，包括离合器、离合
踏板2、档位检测装置l、混合动力控制单元3、发动机7、发动机控制单 元8、加速踏板9、电机4、电机控制器5、与车轮10连接的手动变速箱11、 离合器执行器6，离合器踏板2和档位检测装置1输出信息到混合动力控制 单元3,并通过CAN总线数据交换接受发动机控制单元8输入的加速踏板9 位置信号，本控制系统在混合动力车辆中保留传统车辆的离合器踏板2，但 该踏板2与传统的离合器踏板不同，离合器踏板2和离合器为分离设置， 其不直接控制离合器的分离与结合，而是检测驾驶员的操纵动作信息并发 送给混合动力控制单元3，由混合动力控制单元3控制离合器执行器6完成 离合器的分离和结合动作，即离合器的分离和结合动作是由电子的或者液 压离合器执行器6完成。混合动力控制单元3依据离合器踏板2、档位检测装置1和加速踏板9 信息特征识别出驾驶员的驾驶意图并作出正确的操纵动作，满足驾驶员的 车辆操纵要求。适用于该混合动力车辆动力控制系统的混合动力车辆驾驶 意图识别和操纵方法包括如下2种情况1) 换档时驾驶意图识别车辆操纵方法如图2所示，离合器踏板2的位置传感器检测离合器踏板信息，如 检测到被踏下信息，若加速踏板9没有同时踏下，则控制系统判定为换 档状态，允许执行换档操作，具体包括(1)若车辆处于纯电动模式行 驶时，混合动力车辆动力控制系统直接进行通过来自换档传感器的信号
进行换档意图识别，根据所获取的换档位信息，该控制系统控制电机4 进行转速跟随，实现电机4的有源同步换档，换档过程结束。(2)若车 辆处于混合动力模式，混合动力控制单元3首先通过离合器执行器6 控制离合器分离，然后再通过来自换档检测装置1的信号进行选换档意 图识别。根据所获取的选换档位信息，该控制系统控制电机4进行转速 跟随，实现电机4的有源同步换档，换档结束后，混合动力控制单元3 通过离合器执行器实现离合器的受控延迟结合，换档过程结束。 2 )行车时由纯电动模式至混合动力模式意图识别车辆操纵方法 如图3所示，汽车在纯电动运行模式下，混合动力控制单元3根据加 速踏板9的位置传感器传来的驾驶员踩加速踏板深度和车辆行驶速度，通 过计算二者的乘积并经过档位状态等修正，计算当前驱动功率需求，(1)当所得需求功率值小于设定值时，车辆继续保持纯电动模式运行；(2)当 所得需求功率大于设定值时，混合动力控制单元3控制发动机7本身的启 动电机启动发动机。接着混合动力控制单元3对离合器进行转矩控制使其 结合，车辆进入混合动力模式。本发明混合动力车辆驾驶意图识别和操纵方法在具体实施过程中可以 与如下2个工作状态转换过程配合完成车辆的完整操控和状态转换1)驻车情况下热启动意图识别和车辆操纵方法如图4所示，车辆驻车状态发动机热机停机情况下，混合动力控制单
元检测档位和加速踏板的操纵状态对驾驶员的启动发动机意图进行判断。 具体方法是，在检测到驾驶员踏下加速踏板的情况下，(1)当手动变速器 挂有档位时，混合动力控制单元控制离合器执行器使离合器分离。此时处于一般的纯电动起步状态；(2)当检测到挂空档时，作出热启动发动机判 断，混合动力控制单元控制启动发动机。2)发动机怠速停机意图识别和车辆操纵方法如图5所示，在车辆由混合动力模式行驶减速制动至完全停车情况下， 如果驾驶员将换档手柄置于空档位置，则识别为驾驶员怠速停机意图，在 其他条件允许的情况下，关闭发动机，实现怠速停^L功能。本发明中的实施例仅对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的 限制，本领域内技术人员可以想到的其他实质上的替代，均在本发明保护 的范围内。
权利要求
1. 混合动力车辆动力控制系统，包括离合器、离合器踏板、档位检测装置、混合动力控制单元、发动机、发动机控制单元、加速踏板、电机、电机控制器、手动变速箱、离合器执行器，离合器踏板和档位检测装置输出信息到混合动力控制单元，并通过CAN总线数据交换接收发动机控制单元输入的加速踏板位置信号，其特征在于所述的离合器踏板和离合器为分离设置，其检测驾驶员的操纵动作信息并把此信息发送到混合动力控制单元，由混合动力控制单元控制离合器执行器完成离合器的分离和结合动作。
2. 混合动力车辆驾驶意图识别和操纵方法，其特征在于适用于如权利 要求1所述的混合动力车辆动力控制系统的混合动力车辆驾驶意图 识别和操纵方法包括如下2种情况a) 换档时，离合器踏板位置传感器检测离合器踏板信息，如检测到被 踏下信息，若加速踏板没有同时踏下，则控制系统判定为换档状态， 允许执行换档操作；b) 行车时由纯电动模式转换至混合动力模式时，汽车在纯电动运行模 式下，实时检测加速踏板位置和车辆行驶速度值，计算二者的乘积 并经过必要修正得到当前驱动功率需求，当所述功率需求大于设定 值时，控制启动发动机进入混合动力模式。
全文摘要
本发明公开一种混合动力车辆动力控制系统，包括离合器、离合器踏板、档位检测装置、混合动力控制单元、发动机、发动机控制单元、加速踏板、电机、电机控制器、手动变速箱、离合器执行器，离合器踏板和档位检测装置输出信息到混合动力控制单元，并通过CAN总线数据交换接收发动机控制单元输入的加速踏板位置信号，离合器踏板和离合器为分离设置，其检测驾驶员的操纵动作信息并把此信息发送到混合动力控制单元，由混合动力控制单元控制离合器执行器完成离合器的分离和结合动作。通过本系统实现的车辆驾驶意图识别和操纵方法，在最大限度保留现有车辆操纵方式的前提下能够充分发挥混合动力车辆的技术优势，实现车辆动力性和经济性优化。
文档编号B60W10/10GK101397013SQ20081020262
公开日2009年4月1日 申请日期2008年11月12日 优先权日2008年11月12日
发明者余卓平, 钟再敏 申请人:同济大学