用于防止在跛行模式驱动中关停的设备和方法与流程

本发明涉及在跛行模式(limphome)中控制油泵的技术，并且更具体地涉及用于通过允许高压油泵将车辆驱动双元化成正常驱动和跛行模式驱动来防止车辆关停(shut down)的设备和方法，以防止发动机每分钟转速(RPM：revolutions per minute)在跛行驱动期间降低。此外，本发明涉及用于通过执行恒定电压控制和二极管整流电压控制的互锁控制来防止车辆关停的方法。

背景技术：

当控制器的故障和/或紧急情况发生在作为并行混合动力电动车(HEV：hybrid electric vehicle)方式的变速箱安装电动装置(TMED：transmission mounted electric device)中时，车辆执行跛行模式驱动。特别是，跛行模式意味着甚至当性能和传感器操作的问题产生时也能实现车辆最小驱动的安全功能。换句话说，跛行模式是这样一种状态，即当电池电力被切断时在停止使用电动机和混合动力起动发电机(HSG：hybrid start and generator)时车辆由发动机和变速器来驱动。

一般地，为生成HEV中的油压，油泵单元(OPU：oil pump unit)(一般使用12V的电源)和机械油泵(MOP：mechanical oil pump)被控制来驱动油泵。然而，一些HEV采用在270V的正常电压驱动的高压OPU，并且具有约80V或更大的最小可驱动电压。

一般地，即使高压电池的电力供给在跛行模式驱动期间被切断，车辆仍可生成油压，并且通过使用12V的电源和MOP来产生驱动。然而，一些车辆可能在没有高压电池的情况下不能生成油压，并且因此可能没有驱动。此外，即使一些车辆在没有高压电池的情况下生成油压，发动机每分钟的转速(例如发动机RPM)仍然可在驱动期间改变。此外，发动机RPM基于各种驱动情况降低，并且因此OPU的最低电压可能不会始终保持。因此，需要一种通过在跛行模式驱动中二 极管整流电压控制和恒定电压控制期间防止发动机RPM降低来防止车辆关停的技术。

技术实现要素：

本发明的示例性实施例涉及这样一种设备和方法，通过允许高压油泵将车辆驱动双元化成正常驱动和跛行模式驱动来防止车辆关停，以防止发动机RPM在跛行驱动期间降低。

本发明的另一示例性实施例涉及这样一种设备和方法，用于通过执行恒定电压控制和二极管整流电压控制的互锁控制来防止车辆关停。

本发明的其它目的和优点可由以下描述理解，并且参考本发明的示例性实施例变得显而易见。此外，对涉及本发明的本领域技术人员明显的是，本发明的目的和优点可由所要求的方法及其组合来实现。

本发明的一方面提供了一种设备，用于通过允许高压油泵将车辆驱动双元化成正常驱动和跛行模式驱动来防止发动机RPM在跛行驱动期间降低，以防止车辆关停。

根据本发明的示例性实施例，一种用于防止在跛行模式驱动中关停的设备可以包括：发动机离合器；混合动力控制单元(HCU：hybrid control unit)，其被配置成通过将所述车辆的驱动双元化成正常驱动控制和跛行模式驱动控制来操作车辆，并且当所述车辆的驱动处于所述跛行模式驱动控制时，基于所述发动机离合器的状态来降低车辆速度并且执行控制权转换；以及发动机控制单元(ECU：engine control unit)，其被配置成基于所述控制权转换来比较当前发动机的每分钟转速(RPM)与目标发动机RPM，操作所述发动机以调节所述发动机RPM达到所述目标发动机RPM。

所述发动机离合器的状态可以处于分离(open)状态或滑移(slip)状态。所述目标发动机RPM可以是由所述HCU指定的值。所述ECU可以被配置成当当前发动机RPM小于所述目标发动机RPM时，通过燃料喷射来增加当前发动机RPM。所述HCU可以被配置成基于当前发动机RPM的增加，来增加所述发动机离合器的分离定时。另外，所述目标发动机RPM是发动机怠速RPM，并且所述发动机怠速RPM保 持在除了发动机离合器的锁定段之外的整个控制段中。

根据本发明的另一示例性实施例，一种用于防止在跛行模式驱动中关停的设备，可以包括：混合动力起动发电机(HSG)；电力转换器，其被配置成执行恒定电压控制以操作所述HSG；混合动力控制单元(HCU)，其被配置成降低在所述跛行模式驱动中的车辆速度，并且比较当前发动机RPM与预设定发动机RPM以将控制权从所述恒定电压控制转换到二极管整流电压控制；以及逆变器，其被配置成执行所述二极管整流电压控制，以生成用于油泵单元(OPU)供给电源的反电动势。

所述HCU可以被配置成在所述跛行模式驱动期间执行所述车辆的所述恒定电压控制和所述二极管整流电压控制之间的互锁控制。用于执行所述恒定电压控制的恒定电压控制条件可以是将当前发动机RPM调节成等于或小于发动机怠速RPM，等于或小于所述发动机离合器的分离定时，并且可以是等于或大于作为在二极管整流电压控制期间最低到达发动机RPM之和的预设定发动机RPM的值。

当所述HCU在所述二极管整流电压控制期间满足恒定电压控制条件时，所述恒定电压控制可以被重复。用于将所述恒定电压控制转换到所述二极管整流电压控制的判断标准可以基于所述车辆的特性来定义。

根据本发明的另一示例性实施例，一种用于防止在跛行模式驱动中关停的方法，可以包括以下步骤：由混合动力控制单元(HCU)通过将所述车辆的驱动双元化成正常驱动控制和跛行模式驱动控制来操作车辆；随着车辆从所述正常驱动控制过渡到所述跛行模式驱动控制，由所述HCU降低车辆速度；由所述HCU通过确定发动机离合器的状态来对发动机控制单元(ECU)执行控制权转换；由所述ECU基于所述控制权转换来比较当前发动机每分钟转速(RPM)与目标发动机RPM；以及由所述ECU基于所述比较来操作发动机，以调节当前发动机RPM达到所述目标发动机RPM。操作所述发动机的步骤可以包括：当当前发动机RPM小于所述目标发动机RPM时，由所述ECU通过燃料喷射来增加当前发动机RPM。

附图说明

图1是根据本发明示例性实施例用于防止在跛行模式驱动中关停的设备结构的示例性框图；

图2是根据本发明示例性实施例通过将发动机离合器控制转换双元化而执行的车辆驱动的示例性示图；

图3是示出根据本发明示例性实施例通过在图2中示出的发动机离合器控制双元化来防止关停的过程的示例性流程图；以及

图4是示出根据本发明的另一个示例性实施例通过恒定电压控制和二极管整流电压控制的互锁控制来防止关停的过程的示例性流程图。

具体实施方式

应理解如在此使用的术语“车辆”(vehicle)或“车辆的(vehicular)”或其它类似术语，通常包括机动车辆，如包括运动功能车(SUV)在内的乘用车、公交车、卡车、各种商用车、包括各种小船和轮船的船舶、飞机等，并包括混合动力车辆、电动车辆、插入式混合动力车辆、氢能源车辆和其它替换燃料车辆(例如源自非石油资源的燃料)。如在此所指的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源，例如以汽油为动力和电动动力车辆两者的车辆。

虽然使用执行示例性过程的多个单元描述示例性实施例，但是应该理解示例性过程可同样由一个或多个模块执行。此外，应该理解术语“控制器/控制单元”指包括存储器和处理器的硬件装置。该存储器经配置存储模块并且该处理器具体配置为执行所述模块从而执行下面进一步描述的一个或多个过程。

此外，本公开的控制逻辑可实施为计算机可读介质上的非暂时性计算机可读介质，所述计算机可读介质包含由处理器、控制器/控制单元等执行的可执行程序指令。计算机可读介质例子包括但不限于ROM、RAM、压缩光盘(CD)-ROM，磁带、软盘、闪盘、智能卡和光学数据存储装置。计算机可读记录介质也可分布在网络耦合的计算机系统中，以便计算机可读介质可以以分布方式存储和执行，例如，以远程服务器(telematics server)或控制器局域网(CAN)方式。

这里所用的术语仅是为了描述具体实施例，并不是为了限制本发明。如这里所用，单数形式“一个”、“一”和“该”旨在也包括复数形式，除非说明书中另外明确指示。应进一步理解，当术语“包括”和/或“包含”用在本说明书中时，其指出存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或外加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其中的组。如这里所用，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合。

除非特别声明或从说明书中明显看出，如在此所使用的，术语“大约”理解为在本领域中正常公差范围之内，例如，在平均值的两个标准偏差之内。“大约”可理解为在所述值的10％，9％，8％，7％，6％，5％，4％，3％，2％，1％，0.5％，0.1％，0.05％或0.01％之内。除非从说明书中明显看出，在此提供的所有的数值用术语“大约”修饰。

由于本发明可以进行各种修改并且具有若干示例性实施例，所以具体示例性实施例将示出在附图中并且在详细描述中说明。然而，应该理解，本发明并没有限于特定的示例性实施例，但包括在本发明精神和范围中包括的所有修改、等价物和替代方式。

在整个附图中，相同的参考标记将描述相同的组件。如在说明书中使用的术语“第一”、“第二”等可用来描述各种组件，但是这些组件不应该受这些术语限制。这些术语用于区分不同的组件。因此，第一组件可以被称为第二组件，并且第二组件可以被称为第一组件。术语“和/或”包括多个项目组合或多个术语中的任何一个。

除非另有定义，否则这里使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有由本发明所属的技术领域中普通技术人员所理解的相同含义。必须理解，如在常用词典中定义的术语应解释为与在相关领域的上下文内含义一致的含义，并且它们不应理想化或过于正式的意义定义，除非这里明确地描述。

将参考附图详细描述根据本发明示例性实施例用于防止在跛行模式中关停的设备和方法。

图1是根据本发明示例性实施例用于防止在跛行模式中关停的设备结构的示例性框图。参考图1，用于防止关停的设备10可包括发动 机15、发动机离合器13、电动机14、变速器12、机械油泵(MOP)11、发动机控制单元30、油泵控制系统100、逆变器150、混合动力控制单元160、电力转换器151、电池170、混合动力起动发电机180等。值得注意的是，发动机控制单元(ECU)和混合动力控制单元(HCU)可以由单个控制器操作。此外，HCU可以被配置成操作设备的元件。

如图1所示，油泵控制系统100可以包括：油泵单元(OPU)110，其被配置成电连接到MOP11以操作MOP11；和变速器控制单元(TCU：transmission control unit)120，其被配置成将控制信号施加到OPU 110。TCU 120可以被配置成基于车辆的驱动状态和驾驶者需求来确定用于操作MOP11的控制信号，并经由控制器区域网络(CAN)130向OPU 110发送控制信号。

OPU 110可随后被配置成接收控制信号，以基于控制信号来调节MOP 11，并且MOP 11可以被配置成基于OPU 110的控制来提供变速器12与发动机离合器13所需的液压流体。此外，MOP 11可以是电动油泵(EOP：electric oil pump)。OPU 110可以被配置成经由CAN 130通信向TCU 120发送MOP 11的操作速度。TCU 120然后可以被配置成接收经由OPU 110发送来的MOP 11的操作速度，并基于接收到的操作速度确定用于操作MOP 11的控制信号。

换句话说，OPU 110和TCU 120可以经由CAN 130通信，基于MOP11的操作速度信号和用于操作它的控制信号，彼此间发送和接收。当故障在CAN 130通信中发生时，OPU 110和TCU 120可能不能够通过CAN 130通信来彼此发送和接收。然而，OPU 110和TCU 120可以由硬导线(hard wire)140电连接到TCU120，并且因此，OPU 110和TCU 120可以被配置成经由硬导线140发送和接收脉冲宽度调制(pulse width modulation；以下简称为“PWM”)信号。

如上所述，当故障在CAN 130通信中发生时，TCU 120可以被配置为确定用于操作MOP 11的控制信号，并且经由硬导线140向OPU 110发送通过对控制信号执行PWM而获得的PWM控制信号。OPU 110然后可以被配置成接收PWM控制信号，以基于PWM控制信号来调节MOP 11的操作速度，并且MOP 11可以被配置成基于OPU 110的控制 来提供变速器12和发动机离合器13所需的液压流体。因此，油泵控制系统100可被配置成基于经由硬导线140接收的信号来操作MOP 11，即使CAN 130通信失败，TCU 120也可以通过该硬导线140彼此电连接。

此外，该发动机可作为混合电动车辆中的第一驱动源工作，并且基于驱动模式和驱动情形其启动可以被开启(on)和关断(off)。发动机15可以在电动汽车(EV)模式中关闭启动，并且在混合电动汽车(HEV)中开启启动，并且发动机15的启动可以基于HSG功能的执行来开启和关闭。

HSG 180可以被配置成基于HSG功能的执行来执行发动机15的启动的开启和关闭，并且可以当在发动机15开启启动的状态下额外输出生成时，作为发电机工作以产生反电动势。反电动势可通过逆变器150被充入电池170中。发动机离合器13可以被安装在发动机15和电动机14之间以切断在发动机15和电动机14之间的动力传递。一般地，作为发动机离合器13，可以使用湿式离合器。

在混合动力电动车中，电动机14可以作为第二驱动源工作，并且可以通过从逆变器150提供的3相交流被驱动以传递输出转矩到变速器12。另外，电动机14可以作为在减速期间的发电机工作，以产生反电动势，并且所生成的反电动势可通过逆变器150被充入电池170中。

电池170可以由串联和/或并联连接的单电池构成，其中单电池可以是用于电动车辆的高电压电池，诸如镍金属电池、锂离子电池，和锂聚合物电池。一般地，高电压电池是用作使电动车辆移动的电源的电池，这意味着约100伏或更高的高电压电池。然而，本发明示例性实施例不限于此，并且因此可以使用低电压电池。

对于变速器12，可以应用自动变速器或无级变速器，并且变速器12的变速比可基于用于驱动所需的转矩和驱动情况进行调节。变速器12可以被配置成基于驱动模式，以经调节的变速比，输出通过发动机离合器13加和(summed)并施加的输出转矩，并且传递该输出转矩到驱动轮，从而驱动车辆。

HCU 160可以是最上级的控制器，并且可以被配置为基于混合动力电动车的驱动来执行该系统的一般操作。具体地，车辆可以通过将车辆的驱动双元化成正常驱动控制和跛行模式驱动控制来操作。当车辆的驱动是跛行模式驱动控制时，车辆速度可以被降低，并且控制权转换可基于发动机离合器13的状态被执行。

特别地，跛行模式意味着即使当性能和传感器操作的问题产生时也能实现车辆最小驱动的安全功能。换句话说，跛行模式是这样的状态，其中当电池电力被切断时在停止使用电动机和混合动力起动发电机(HSG)时车辆由发动机和变速器驱动。

一般地，变速器安装电动装置(TMED)的结构特征是，发动机15可以以约1:2.5的比例连接到HSG 180。因此，当车辆停止时并且当发动机15保持启动时，车辆可以通过HSG 180的旋转利用反电动势来驱动。此外，电动机14的反电动势可以在车辆驱动期间使用。反电动势可通过电动机14和/或HSG 180的旋转从逆变器150内侧的二极管(未示出)整流，并且可以形成在逆变器的大容量输入电容器(未示出)中。

所形成的反电动势可被用作OPU 110的供给电源。此外，恒定电压(例如高电压)可以由逆变器PWM控制产生，并且因此甚至作为用于电池充电的控制器的电力转换器151也可以被驱动。电力转换器151可以是低电压直流-直流(DC-DC)转换器(LDC：low voltage direct current-direct current converter)等。然而，为了在车辆中使用OPU 110或恒定电压控制来驱动电力转换器151，有可能存在使用反电动势将驱动简单地施加到车辆的问题。因此，二极管整流电压控制或恒定电压控制使用通过HSG 180或电动机14生成的反电动势。继续参考图1，发动机控制单元(ECU)30可被配置成基于控制权转换来比较当前发动机RPM与目标发动机RPM，操作发动机以调节发动机RPM达到目标发动机RPM。

图2是根据本发明示例性实施例通过将发动机离合器控制转换双元化而执行的车辆驱动的示例性示图。参考图2，整个部分可以由ECU控制段210和HCU控制段220构成。换句话说，ECU控制段210中的发动机15(图1)的状态可处于怠速状态，并且发动机怠速RPM可以被 保持。在这种情况下，发动机离合器13(图1)可以处于分离状态或滑移状态。

图3是示出通过如在图2中示出的发动机离合器控制双元化来防止关停的过程的示例性流程图。参考图3，车辆可以通过双元化成正常驱动控制和跛行模式驱动控制来操作。因此，随着车辆从正常驱动控制过渡到跛行模式驱动控制，HCU(图1)可被配置成降低或减小车辆速度(步骤S310和S320)。

在减速之后，HCU 160可以被配置成确定发动机离合器13(图1)(步骤S330)的状态。换句话说，可以确定发动机离合器13的当前状态是否处于分离状态或滑移状态。响应于确定当前状态是处于分离状态或滑移状态，HCU 160可被配置成对ECU 30(图1)执行用于发动机15(图1)的驱动控制的控制权转换(步骤S340)。

ECU 30可以被配置成基于控制权转换来比较当前发动机RPM与目标发动机RPM。因此，ECU 30可以被配置为操作发动机15以调节当前的发动机RPM达到目标发动机RPM(步骤S350和S360)。换句话说，当控制权转换到ECU 30时，ECU 30可以被配置成当当前发动机RPM达到比作为发动机怠速RPM的目标发动机RPM更低的RPM时，通过燃料喷射增加当前发动机RPM。

此外，通过在跛行模式驱动期间执行双元化直到发动机怠速RPM和发动机离合器13的分离定时(timing)，能够更有力地防止车辆的关停。特别地，目标发动机RPM可以在HCU 160中被预设定，并且因此可以是指定值。换句话说，目标发动机RPM可以是由编程确定的预设定值。

图4是示出根据本发明的另一示例性实施例通过恒定电压控制和二极管整流电压控制的互锁控制来防止关停的过程的示例性流程图。参考图4，电力转换器151(图1)可以被配置成执行恒定电压控制以操作HSG 180(图1)。车辆可以处于跛行模式驱动状态，同时恒定电压控制被执行，并且HCU 180可以被配置为降低在跛行模式驱动中的车辆速度(步骤S410和S420)。

基于减速，HCU180可以被配置来比较当前发动机RPM与预设定发动机RPM(步骤S430)。当当前的发动机RPM小于预设定发动机 RPM时，HCU 180可被配置成将控制权从恒定电压控制转换到二极管整流电压控制(步骤S440)。

因此，逆变器151可被配置成执行二极管整流电压控制，以产生用于油泵单元(OPU)供电的反电动势(步骤S440)。换句话说，为了在车辆中使用反电动势实现最优驱动，需要二极管整流控制和恒定电压控制的互锁(interlocking)控制，并且控制条件可被添加以实现互锁控制。

此外，可以确定在二极管整流电压控制期间再次执行恒定电压控制的恒定电压控制条件是否满足(步骤S450)。恒定电压控制条件取决于当前发动机RPM是否等于或小于发动机怠速RPM，等于或小于所述发动机离合器的分离定时，并且是等于或大于作为在二极管整流电压控制期间最低到达发动机RPM之和的预设定发动机RPM的值。

另外，恒定电压控制条件的判断标准可以基于车辆的特性来定义。换句话说，车辆特性的例子可以包括发动机RPM，HSG的反电动势生成条件等，因为用于车辆的发动机RPM是不同的，并且HSG的反电动势生成条件也不同。

当当前发动机RPM小于预设定发动机RPM时，二极管整流控制可以被执行。此外，当当前发动机RPM大于预设定发动机RPM时，二极管整流电压控制可以重复。此外，在恒定电压控制条件下，可添加基本恒定的裕度值。

恒定电压控制条件使恒定电压控制区域最大化以实现车辆的驱动。另外，在二极管整流电压控制中，当恒定电压控制条件满足时，控制可再次转换以驱动电力转换器151(图1)。因此，作为步骤S450中的确认结果，当恒定电压条件满足时，在二极管整流电压控制期间，控制可被转换到恒定电压控制(步骤S460)。

根据本发明的示例性实施例，通过将车辆的驱动逻辑地双元化成正常驱动和跛行模式驱动，在电动机(M/R)关断的状态下处于跛行模式驱动期间，除了发动机(ENG)离合器锁定之外的整个段转换到发动机(ENG)怠速控制时，能够通过防止发动机RPM降低来防止车辆关停。

此外，根据本发明的示例性实施例，通过执行恒定电压控制和二 极管整流电压控制的互锁控制，能够防止当混合动力车辆启动和发电机(HSG)的恒定电压控制被保持时可能发生的车辆关停，并且能够连续保持跛行模式驱动。

前述的示例性实施例仅仅是例子，以允许本发明所属的本领域技术人员(以下称为“本领域技术人员”)方便地实施本发明。因此，本发明不限于前述示例性实施例和附图，并且因此本发明的范围并不限于上述示例性实施例。因此，对本领域技术人员显而易见的是，在不脱离如由所附权利要求书定义的本发明精神和范围情况下，替换、修改和变化可以进行。