混合动力车辆驱动控制装置及控制方法_2

文档序号:9679076阅读:来源:国知局
0),用于控制所述电动机(20)、所述离合装置(12)和所述变速装置(14);
[0040]所述控制方法包括:由所述控制器(100)完成如下操作:
[0041]所述发动机(10)启动前,计算发动机(10)启动时所述变速装置(14)的预置档位;
[0042]所述变速装置(14)由空挡切换至预置挡位前控制所述电动机转速减小至第一预定的运转允许转速;
[0043]所述离合装置(12)由分离状态切换至所述接合状态前控制所述发动机(10)运转于其燃油高效区间。
[0044]所述方法包括发动机启动,由控制器(100)完成如下操作:
[0045]步骤SI,控制器(100)确定符合发动机(10)启动条件;
[0046]步骤S2,控制使变速装置14置空挡;
[0047]步骤S3,计算变速装置14应当预置的挡位;
[0048]步骤S4,减小电动机20的电动机转速;
[0049]步骤S5,确定电动机20的转速减小至第二预定的运转允许转速;
[0050]步骤S6,控制变速装置14切换至预置挡位;
[0051 ] 步骤S7中,控制电动机转速增加,带动发动机启动。
【附图说明】
[0052]图1是示出了一种车辆的整体构造的视图,根据本发明的控制设备应用于所述车辆;
[0053]图2是根据本发明实施例的控制程序的示例的车辆模式切换流程图;
[0054]图3是根据本发明实施例的控制程序的示例的发动机启动流程图;
[0055]图4是本发明的另一种相似结构车辆的控制设备应用于所述车辆;
[0056]图5是根据本发明图4所涉及的车辆提供的车辆模式切换流程图;
[0057]图6是根据本发明图4所涉及的车辆控制程序的示例的发动机启动流程图。
[0058]10是发动机,11是发动机控制E⑶,12是离合装置,14是变速装置,18是车轮,19是车轮驱动桥,20是电动机,21是电动机定子,22是电动机转子,30是控制设备,31是油门信号,32是车速传感器信号,40是动力电池。
【具体实施方式】
[0059]如图1所示,车辆I为混合动力车辆,具有至少发动机10和电动机20作为驱动车辆的动力源。其中本发明中的发动机10具有4个或以上气缸的燃油内燃机,尤其是其主要燃料为柴油的发动机。该发动机10可以实现低转矩模式和高转矩模式输出并能够进行低转矩和高转矩模式切换,且具有明显的燃油高效区,通过协调转矩和转速能够使发动机运行于高效区从而使发动机以最经济方式运行。
[0060]发动机10和所述的电动机20通过离合装置12进行连接。电动机20包括定子21和转子22。电动机20用作(I)从动力电池获取能量转化成动能用以驱动电动机;(2)从动力电池获取能量转化成动能用以启动发动机;(3)从动力电池获取能量转化成动能辅助发动机驱动车辆;(4)获取发动机的能量转化成电能并辅助发动机驱动车辆;以及(5)回收制动、刹车动能转化成电能存储至动力电池。电动机20控制设备30连接到动力电池40,控制设备30将来自动力电池40的直流电转化成交流电以供应给电动机20,并且能够将电动机20产生的电力转化成直流电储存至动力电池40。
[0061]控制设备30中设置有控制器100,用于控制电动机启动、转速、转矩变化;控制器100还用于控制离合装置12接合和分离、变速装置14的换挡操作;控制器100还用于接收来自于油门踏板的油门信号31以及来自于车速传感器32的车速信号;控制器100还用于与发动机ECUll通信,向发动机ECUll发送发动机转速、转矩需求信号以及接收发动机转速、转矩信号。
[0062]发动机10与电动机20之间设置有离合装置12,其作用是能够将发动机10与电动机20连接或者分离,从而形成连续或断开的动力链。离合装置12采用电动离合器,控制其接合或者分离由控制器100完成,第一离合装置由湿式多片型离合机构构成。离合装置12也可以是刚性连接式离合器,由齿圈和齿轮啮合组成。离合装置12通过液压致动器(在附图中未示出)在接合状态和分离状态之间切换。当离合装置12进入分离状态时,发动机10与电动机20分离,从而发动机10动力无法传递至车轮18进行车辆驱动。
[0063]电动机20与车轮驱动桥19之间设置有变速装置14,其作用是能够对发动机10或电动机20输出的转速以若干一定的变比进行变速调节,以使发动机10和/或电动机20发挥其最佳工作效率。变速装置14可以是具有若干固定变比的任意类型的变速装置,尤其是具有空挡的变速装置,即变速装置14两侧机构可以切断动力连接,控制其换挡由控制器100完成,变速装置14通过液压致动器(在附图中未示出)在各个挡位之间切换。当变速装置14置于空挡状态时,电动机20与车轮驱动桥19分离,从而电动机20动力无法传递至车轮18进行车辆驱动。
[0064]车辆系统包含有发动机控制设备E⑶11,用于收集和处理发动机的运转数据,并将部分数据发送至控制器100。控制器100还接收如电动机20的转矩、转速信息、车辆的车速信息以及驾驶员通过油门踏板所给出的加速信息。加速信息来自于设置于油门踏板处的加速器下压量传感器(图中未视出),来自于油门踏板31的传感信号和来自车速传感器32的输出信号被分别输入到控制器100中,其中,车速传感器32可以设置于车轮18处,用于记录和统计车辆车速信息。发动机控制设备E⑶11用于记录发动机运转数据,接收由控制器100发送的关于车辆状态信号,由E⑶11调节发动机输出,并将发动机状态发送至控制器100进行下一步的车辆模式控制。控制器100参照来自油门踏板31的输出信号和来自车速传感器32的输出信号计算当前车辆所需的驱动转矩,并且在多种模式之间进行切换的同时控制车辆1,以便相对于所需的驱动转矩获得最优系统效率。例如,当前油门踏板31的输出信号表示当前车辆需要较低的驱动转矩,且当前车速为O或较低,则使用纯电动汽车模式驱动车辆,控制器接收到该油门踏板31和车速传感器32的信号后,通过判断行驶驱动模式,向发动机ECU传递不启动指令,并控制第一离合装置12分开,变速装置14置非空挡,启动电动机以驱动车辆。
[0065]通过接收油门踏板31和车速传感器32的信号,控制器100能够判断并执行当前车辆所需的驱动模式以及模式间的切换。由于该实施例中发动机ECU只提供发动机运转数据,无需参与车辆整体驱动控制,故不需要开放发动机控制协议,改变发动机控制策略。作为电驱动系统整体控制的控制器100,针对实施例一的混合动力车辆执行以下控制:
[0066]驱动电动机20:通过动力电池40向电动机20供电,启动电动机20后根据行车需要调节电动机20的输出转矩和转速;
[0067]启动发动机10:控制电动机20使其转速达到或接近0,控制离合装置12接合,然后fe制电动机20带动发动机启动;
[0068]控制换挡操作:通过接收到的油门踏板31和车速传感器32的信号计算车辆所需转矩,并在保持发动机燃油效率最高的前担下,计算该需求转矩下变速装置14应具备的挡位并控制执行向该挡位切换。
[0069]混合动力模式:当单独使用发动机10时无法获得充足的转矩时,选择混合动力模式,控制器100控制电动机20与发动机10 —起用作行驶驱动源。在这种情况下,由发动机10的发动机转矩和电动机20的电动机转矩的组合输出所需的驱动转矩。
[0070]当执行混合动力模式时,控制器100通过接收到的油门踏板31和车速传感器32的信号计算车辆所需的输出转矩,结合电动机20所能提供的输出转矩计算出发动机10所需要输出的转矩,将此转矩信息发送给发动机ECUl I用于控制发动机转矩输出。其中,上述的电动机20所能提供的输出转矩的计算应当考虑到动力电池40当前电量是否低于被设定的电动机以该转矩输出时所需的最低电量S0C,以及电动机20的当前温度是否超过被设定为避免过热的阈值。
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