混合動力車輛的模式控制裝置及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及混合動力車輛的模式控制裝置。更具體地，當(dāng)驅(qū)動模式從電動車輛(EV)模式轉(zhuǎn)換到混合電動車輛(HEV)模式時，所述驅(qū)動模式使用雙離合器的滑摩(slip)轉(zhuǎn)換。發(fā)動機(jī)離合器可以設(shè)計(jì)成干式離合器以減少生產(chǎn)成本。
【背景技術(shù)】
[0002]混合動力車輛是使用至少兩種動力源的車輛。通常，混合動力車輛通過發(fā)動機(jī)和電動機(jī)進(jìn)行操作?；旌蟿恿﹄妱榆囕v可以制成各種使用發(fā)動機(jī)和電動機(jī)的類型。圖1是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)并聯(lián)式混合動力車輛的示例性示意圖。如圖1所示，在并聯(lián)式混合動力車輛中，發(fā)動機(jī)10和電動機(jī)30通過發(fā)動機(jī)10離合器連接，雙離合器40連接到發(fā)動機(jī)10和電動機(jī)30的軸，變速器50連接到雙離合器40?；旌蟿恿ζ饎影l(fā)電機(jī)(HSG) 12提供在發(fā)動機(jī)10中。
[0003]所述混合動力車輛的驅(qū)動模式可以是使用驅(qū)動電動機(jī)30的動力的真正電動車輛的EV模式，使用發(fā)動機(jī)10的轉(zhuǎn)矩作為主要動力而使用驅(qū)動電動機(jī)30的轉(zhuǎn)矩作為輔助動力的HEV模式，以及在制動過程中收集制動和慣性能量通過驅(qū)動電動機(jī)30發(fā)電對電池充電或使用車輛的慣性進(jìn)行驅(qū)動的再生制動(RB)模式。
[0004]在EV模式和HEV模式之間轉(zhuǎn)換是混合動力車輛的主要特征之一，并且其影響混合動力車輛的駕駛性能、燃料消耗和動力性能。通常，在初始起動中，混合動力車輛使用充在電池中的電力操作電動機(jī)30，其中雙離合器40被在電動機(jī)30中產(chǎn)生的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩鎖定，并且驅(qū)動轉(zhuǎn)矩被傳送到傳動軸60。
[0005]然而，當(dāng)混合動力車輛以EV模式在低速區(qū)域驅(qū)動時，驅(qū)動模式轉(zhuǎn)換到HEV模式是必要的。低轉(zhuǎn)速區(qū)域可以是這樣的區(qū)域，其中由于電動機(jī)轉(zhuǎn)速小于最小發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，導(dǎo)致電動機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不能同步。例如，當(dāng)車輛以EV模式行駛在平路上(如有最小傾斜和下降的大體均勻的道路)的時候要在陡峭的上坡路上行駛(如在斜坡上行駛)時，當(dāng)車輛在長上坡路上行駛時，或者當(dāng)車輛以EV模式起動但在電動機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到發(fā)動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速之前需要發(fā)動機(jī)的動力時，驅(qū)動模式需要從EV模式轉(zhuǎn)換到HEV模式。
[0006]然而，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，因?yàn)榘l(fā)動機(jī)10的動力通過發(fā)動機(jī)離合器20的滑摩(slip)進(jìn)行傳遞，所以過多的熱量在發(fā)動機(jī)離合器20中產(chǎn)生。因此，發(fā)動機(jī)離合器20應(yīng)該設(shè)計(jì)成干式離合器而不是濕式離合器。相應(yīng)地，當(dāng)發(fā)動機(jī)離合器20設(shè)計(jì)成濕式離合器時，制造成本增加并且燃料消耗惡化。此外，因?yàn)槟Ｊ礁淖兺ㄟ^發(fā)動機(jī)離合器20的滑摩來執(zhí)行，所以發(fā)動機(jī)離合器20的滑摩性能應(yīng)該增加。因?yàn)榘l(fā)動機(jī)離合器20的摩擦面積增加，所以設(shè)計(jì)自由度會惡化。
[0007]在本部分公開的上述信息僅為了增強(qiáng)對本發(fā)明背景的理解，因此其可能包含不構(gòu)成本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提供一種可通過雙離合器的滑摩改變驅(qū)動模式的模式控制裝置和控制方法。
[0009]根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的混合動力車輛的模式控制裝置可包括:被設(shè)置在發(fā)動機(jī)和電動機(jī)之間的第一離合器，所述發(fā)動機(jī)和電動機(jī)設(shè)置成用于生成動力；被設(shè)置在電動機(jī)和變速器之間的第二離合器；和被配置成執(zhí)行第一離合器和第二離合器的接合和解離的控制器，其中所述控制器還被配置成，當(dāng)請求從EV模式轉(zhuǎn)換到HEV模式時，通過在第二離合器中產(chǎn)生滑摩來調(diào)節(jié)電動機(jī)和變速器的轉(zhuǎn)速使其同步，其中所述EV模式是使第一離合器解離并使第二離合器接合、并且使用電動機(jī)驅(qū)動轉(zhuǎn)矩驅(qū)動車輛的模式，并且HEV模式是使第一離合器和第二離合器接合、并且使用電動機(jī)驅(qū)動轉(zhuǎn)矩和發(fā)動機(jī)驅(qū)動轉(zhuǎn)矩驅(qū)動車輛的模式。
[0010]所述控制器可被配置成，當(dāng)請求從EV模式轉(zhuǎn)換到HEV模式、并且當(dāng)變速器的輸入轉(zhuǎn)速小于發(fā)動機(jī)的最小轉(zhuǎn)速時，操作發(fā)動機(jī)起動，通過減少第二離合器的結(jié)合力而操作第二離合器使其滑摩，在使發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和電動機(jī)轉(zhuǎn)速同步后操作第一離合器使其接合，以及當(dāng)變速器的輸入轉(zhuǎn)速大于最小發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速時操作第二離合器使其完全接合。
[0011]所述控制器還可被配置成，當(dāng)在電動機(jī)不能使用的狀態(tài)中請求從EV模式轉(zhuǎn)換到HEV模式時，操作第二離合器使其釋放，通過使發(fā)動機(jī)起動而操作第一離合器使其接合，通過增加第二離合器的結(jié)合力而操作第二離合器使其滑摩，以及當(dāng)變速器的輸入轉(zhuǎn)速大于最小發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速時操作第二離合器使其完全接合。所述控制器可被配置成，當(dāng)請求從EV模式轉(zhuǎn)換到HEV模式時并且當(dāng)變速器的輸入轉(zhuǎn)速大于發(fā)動機(jī)的最小轉(zhuǎn)速時，在維持第二離合器接合的同時使發(fā)動機(jī)起動，并且在使發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和電動機(jī)轉(zhuǎn)速同步之后操作第一離合器使其接合。
[0012]根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的混合動力車輛的模式控制方法可包括:確定是否請求從EV模式轉(zhuǎn)換到HEV模式；確定變速器的輸入轉(zhuǎn)速是否為零；當(dāng)所述變速器的輸入轉(zhuǎn)速大于零時，確定變速器的輸入轉(zhuǎn)速是否大于最小發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速；當(dāng)變速器的輸入轉(zhuǎn)速小于最小發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速時，通過減少第二離合器的結(jié)合力而使設(shè)置在電動機(jī)和變速器之間的該第二離合器產(chǎn)生滑摩，并且在發(fā)動機(jī)起動之后維持發(fā)動機(jī)在怠速狀態(tài)；確定發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速是否與電動機(jī)轉(zhuǎn)速同步；當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和電動機(jī)轉(zhuǎn)速同步時，使設(shè)置在發(fā)動機(jī)和電動機(jī)之間的第一離合器接合；并且當(dāng)變速器的輸入轉(zhuǎn)速大于最小的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速時，使第二離合器完全接合。
[0013]混合動力車輛的模式控制方法還可包括:當(dāng)變速器的輸入轉(zhuǎn)速為零時，通過減少第二離合器的結(jié)合力而操作第二離合器使其釋放，操作第一離合器使其接合，使用電動機(jī)或額外的起動電動機(jī)使發(fā)動機(jī)起動，以及通過增加第二離合器的結(jié)合力而操作第二離合器以引起滑摩；確定變速器的輸入轉(zhuǎn)速是否大于最小發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速；以及當(dāng)變速器的輸入轉(zhuǎn)速大于最小發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速時，使第二離合器完全接合。
[0014]混合動力車輛的模式控制方法還可包括:當(dāng)變速器的輸入轉(zhuǎn)速大于零并且所述變速器的輸入轉(zhuǎn)速大于最小發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速時，在維持第二離合器接合的狀態(tài)下使發(fā)動機(jī)起動之后，使發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與電動機(jī)轉(zhuǎn)速同步；以及在使發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和電動機(jī)轉(zhuǎn)速同步之后，使第一直A嬰按A聞π荷按π ο
[0015]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，當(dāng)混合動力車輛的驅(qū)動模式從EV模式轉(zhuǎn)換到HEV模式時，驅(qū)動模式可通過雙離合器的滑摩進(jìn)行轉(zhuǎn)換。此外，因?yàn)轵?qū)動模式使用雙離合器的滑摩而轉(zhuǎn)換，所以發(fā)動機(jī)離合器可設(shè)計(jì)成干式離合器，因而減少車輛的制造成本，并且可減少燃料消耗。此外，因?yàn)榘l(fā)動機(jī)離合器可設(shè)計(jì)成干式離合器，所以可提高設(shè)計(jì)自由度。
【附圖說明】
[0016]附圖旨在幫助對本發(fā)明的示例性實(shí)施例的理解，并且本發(fā)明的技術(shù)思想不應(yīng)該被解讀為局限于這些附圖。
[0017]圖1是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的普通混合動力車輛的示例性示意圖；
[0018]圖2A-2B是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的正常狀態(tài)下模式轉(zhuǎn)換過程的示例性示意圖；
[0019]圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例當(dāng)混合動力車輛的驅(qū)動模式在正常狀態(tài)下轉(zhuǎn)換時離合器的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和結(jié)合力對時間的示例性曲線圖；
[0020]圖4A-4C是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例當(dāng)電動機(jī)不可用時模式轉(zhuǎn)換過程的示例性示意圖；
[0021]圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例當(dāng)車輛起動時電動機(jī)不可用時的離合器的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和結(jié)合力的示例性曲線圖；
[0022]圖6A-6D是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例當(dāng)混合動力車輛以相當(dāng)?shù)偷乃俣刃旭倳r模式轉(zhuǎn)換過程的示例性示意圖；
[0023]圖7是示出當(dāng)車輛以相當(dāng)?shù)偷乃俣刃旭偛⑶因?qū)動模式轉(zhuǎn)換時離合器的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和結(jié)合力對時間的示例性曲線圖；以及
[0024]圖8是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的混合動力車輛的起動控制方法的示例性流程圖。
[0025]附圖標(biāo)記列表:
[0026]10:發(fā)動機(jī)
[0027]12:混合動力起動發(fā)電機(jī)(HSG)
[0028]20:發(fā)動機(jī)離合器
[0029]30:電動機(jī)
[0030]40:雙離合器
[0031]50:變速器
[0032]60:傳動軸
[0033]70:控制器
【具體實(shí)施方式】
[0034]應(yīng)該理解，如在此使用的術(shù)語“車輛”或“車輛的”或其他類似的術(shù)語總體上包括機(jī)動車輛，諸如包括運(yùn)動型多功能汽車(SUV)、公共汽車、貨車、各種商用車輛的乘用車，包括各種船只和艦船的水運(yùn)工具，飛行器等等，并且包括混合動力車輛、電動車輛、插電式混合動力電動車輛、氫動力車輛和其他替代燃料車輛(例如源自石油之外的資源的燃料)。如在此所提到的，混合動力車輛為具有兩種或兩種以上動力源的車輛，例如由汽油和電力兩者提供動力的車輛。
[0035]盡管示例性實(shí)施例被描述為使用多個單元執(zhí)行示例性程序，但應(yīng)該理解的是，可還通過一個或多個模塊執(zhí)行示例性程序。另外，應(yīng)該理解，術(shù)語控制器/控制單元是指包括存儲器和處理器的硬件裝置。存儲器被配置成用于