用於控制混合動力車的反跳的方法和系統的製作方法
2023-10-10 18:31:04 2
用於控制混合動力車的反跳的方法和系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了用於控制混合動力車的反跳的方法和系統。其中，在沒有扭矩轉換器的混合動力車的換擋期間通過反相控制驅動電機來減少換擋振動和震動。該方法包括：確定換擋命令是否從混合動力車的傳動控制單元已輸出；當確定輸出了換擋命令時，根據換擋命令確認換擋區間劃分為至少三相位；確定對應的所分換擋區間是否是允許反跳換擋區間；以及當確定了對應換擋區間是允許反跳換擋區間時，以預定值反相控制混合動力車的驅動電機以減少或衰減對應的換擋區間中產生的振動或震動。
【專利說明】用於控制混合動力車的反跳的方法和系統
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求於2012年12月7日向韓國知識產權局提交的韓國專利申請第10-2012-0142061號的優先權和權益，並通過引用將其全部內容結合於此。
【技術領域】
[0003]本發明涉及用於控制混合動力車的反跳(ant1-jerk)的方法和系統，其中，在沒有扭矩轉換器的混合動力車的換擋期間通過對驅動電機進行反相控制來減少換擋振動(shift vibration)和震動(shock)。
【背景技術】
[0004]眾所周知，混合動力車(混合動力車)使用內燃機連同電池電源。即，混合動力車使用彼此有效結合的內燃機的動力和驅動電機的動力。
[0005]混合動力車(例如，如圖1所示)可包括發動機10、驅動電機20、用於控制發動機10與驅動電機20之間的動力傳輸的發動機離合器30、變速箱40、差動齒輪50、電池60、用於發動發動機10或者通過發動機10的扭矩發電的集成起動器-發電機70、以及車輪80。
[0006]此外，混合動力車可包括:用於控制混合動力車的整體操作的混合動力控制單元(HCU) 200、用於控制發動機10的操作的發動機控制單元(ECU) 110、用於控制驅動電機20的操作的電機控制單元(MCU)120、用於控制變速箱40的操作的傳動控制單元(TCU)140、以及用於控制和管理電池60的電池控制單元(B⑶)160。
[0007]B⑶160可以是電池管理系統(BMS)。集成起動器-發電機70可以是集成起動器和發電機(ISG)或者混合起動器和發電機(HSG)。
[0008]可按照以下行駛模式駕駛上述混合動力車:諸如僅採用驅動電機20的動力的純混合電動模式的電動車輛(EV)模式、發動機10的扭矩作為主動力而驅動電機20的扭矩用作輔助動力的混合電動(HEV)模式、以及在制動車輛或者利用慣性行駛時由驅動電機20的發電機設備所收集的要對電池60充電的制動和慣性能量的再生制動(RB)模式。
[0009]如上所述，混合動力車使用發動機的機械能連同電池的電能，以及發動機和驅動電機的最佳運行區域，並且混合動力車在制動時通過驅動電機來收集能量。這些都提高了油耗和能量的有效利用。
[0010]在上述的混合動力車中，由於使用發動機離合器而非扭矩轉換器，從而發動機和自動變速箱彼此結合，缺點在於:不能獲得傳統的扭矩轉換器所具有的機械(被動式)減震效應。
[0011]在混合動力車中，由於不包括附加的減震單元或者該減震單元變得更小,從而在換擋、輕點/輕抬(踩加速器踏板或者在加速器踏板上抬腳的操作)，以及與發動機離合器結合期間，產生諸如震動和跳動(瞬間迅速運動)等震動現象並且產生傳動軸的振動。這劣化了乘坐舒適性和駕駛性能。
[0012]S卩，由於在上述的混合動力車輛中，在扭矩源(發動機和電機)與驅動系統之間不包括減震單元或者減震單元較小，存在的另一問題是難以抵消來自扭矩源的振動、在換擋期間的震動和來自外界的震動。
[0013]在不能有效地減少來自扭矩源的振動或者來自外界的振動時，混合動力車的駕駛性能和乘坐舒適性不盡人意。
[0014]在用於解決上述問題的傳統技術中，通過發動機控制單元(ECT)延遲點火時間來進行反跳。
[0015]在日本專利特開第2006-97622號中披露了傳統技術的實例。
[0016]由於該日本專利特開第2006-97622號被設置為在起步(launch of a creep)或者換擋期間阻止反跳以減少由反跳引起的不期望的震動，所以存在的問題在於未實質地減少跳動。
[0017]在【背景技術】部分披露的上述信息僅是為了加強對本發明背景的理解，並因此，它所包含的信息並不構成該國對於本領域的普通技術人員所知曉的現有技術。
【發明內容】
[0018]因此，本發明的一個目的是提供用於控制混合動力車的反跳的方法及系統，其中，在沒有扭矩轉換器的情況下，在混合動力車的換擋期間通過反相控制驅動電機來減少換擋震動。
[0019]本發明的另一個目標是提供用於控制混合動力車的反跳的方法及系統，其中，換擋區間劃分為允許反跳的區間和禁止反跳的區間，從而在允許反跳的區間內使用電機控制單元(MCU)反相控制驅動電機使得取決於換擋的震動減少。
[0020]示例性實施方式提供一種在沒有扭矩轉換器的情況下，用於控制混合動力車的反跳的方法。該方法包括:確定是否從混合動力車的傳動控制單元輸出了換擋命令，在確定輸出了換擋命令的情況下，確認換擋區間根據該換擋命令至少被劃分為三個相位，確定對應的所劃分的換擋區間是否是允許反跳的換擋區間，以及在確定該對應換擋區間是允許反跳的換擋區間的情況下，以預定值反相控制混合動力車的驅動電機以降低或衰減在該對應換擋區間中產生的振動和震動。
[0021]換擋命令可基於車速信號和加速器踏板傳感器(APS)信號來產生。
[0022]換擋區間可至少劃分為:換擋準備區間、實際換擋區間以及換擋終止區間。
[0023]換擋準備區間和換擋終止區間可被設置為允許反跳區間，而實際換擋區間可被設置為禁止反跳區間。
[0024]換擋準備區間和換擋終止區間可被設置為在執行換擋時僅有通過液壓控制的變速箱的扭矩水平改變而齒輪比不變的區間。實際換擋區間可被設置為在執行換擋時齒輪比改變以遵循目標齒輪比的區間。
[0025]劃分的換擋區間可與允許反跳區間或者禁止反跳區間匹配以形成映射。
[0026]另一示例性實施方式包含用於控制由發動機的動力和驅動電機的動力的適當的結合來驅動的混合動力車的反跳的系統。該系統包括:用於控制發動機與驅動電機之間動力傳輸的發動機離合器，由駕駛員操控的加速器踏板，用於檢測混合動力車車速的車速傳感器，用於控制混合動力車變速箱的傳動控制單元，用於控制混合動力車的驅動電機的電機控制單元，用於在執行換擋期間基於加速器踏板信號、車速傳感器信號、傳動控制單元信號和電機控制單元信號來控制反跳的反跳控制單元。反跳控制單元可通過執行控制根據本實施方式的混合動力車輛的反跳的方法的預定程序來運行。
[0027]沒有轉換器的情況下，本實施方式通過在混合動力車的換擋期間反相控制驅動電機來有效並正確地減少換擋震動。
[0028]換擋區間劃分為允許反跳的區間和禁止反跳的區間，進而在允許反跳的區間使用MCU反相控制驅動電機，從而可以有效地減少取決於換擋的震動。
[0029]通過比發動機具有更高的響應和控制能力的驅動電機來控制反跳，從而可改進反跳性能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]圖1是普通混合動力車的示意圖。
[0031]圖2是根據本發明的示例性實施方式的用於控制混合動力車的反跳的系統的示意圖。
[0032]圖3是根據本發明的示例性實施方式的用於控制混合動力車的反跳的方法的流程圖。
[0033]圖4是示出根據本發明的示例性實施方式所劃分的換擋區間的圖表。
[0034]圖5是示出根據本發明的示例性實施方式的對應於所劃分的換擋區間的允許反跳或禁止反跳區間的圖表。
【具體實施方式】
[0035]在下文中將參考附圖更充分地描述本發明，其中，示出示例性實施方式。然而，本發明原理不限於下文中所述的示例性實施方式，其可以其他形式表示。
[0036]此外，除非有相反的說明，否則在本說明書中所指部分(part)包括某些組成部件時，並不意味著不包括其他組成部件，而是意味著還可包括其他組成元件。
[0037]在整個說明書中，相同參考標號表示相同的組成部件。
[0038]圖1是示意地示出根據本發明的示例性實施方式的反跳控制系統所應用的混合動力車的示圖。
[0039]如圖1所示，根據本發明的示例性實施方式的反跳控制系統所應用的混合動力車可包括:發動機10、電機20、用於中斷發動機10與電機20之間的動力的發動機離合器30、變速箱40、差動齒輪50、電池60、用於起動發動機10或者通過發動機10的輸出發電的集成起動器/發電機70、車輪80、用於控制混合動力車的整體操作的混合動力控制單元(HCU)200、用於管理和控制電池60的電池控制單元(HCU) 160、以及用於控制電機20操作的電機控制單元(MCU) 120。
[0040]圖2是示出根據本發明的示例性實施方式的反跳控制系統的框圖。
[0041]根據本發明的示例性實施方式的反跳系統是用於抑制或降低換擋期間產生的振動和震動的反跳控制系統。
[0042]根據本發明的示例性實施方式的反跳系統包括:用於中斷發動機10與驅動電機20之間動力連接的電機離合器30，由駕駛員操控的加速器踏板310，用於感測混合動力車車速的車速傳感器330，用於感測變速箱40的輸入軸轉速的變速箱輸入軸轉速傳感器42，用於控制混合動力車的變速箱40的傳動控制單元(TCU) 140，用於控制混合動力車的驅動電機的MCU 120，以及在執行換擋時基於加速器踏板310、車輛速度傳感器330IOU 140和MCU 120的信號控制反跳的反跳控制單元300。
[0043]發動機離合器30可以是安裝在普通混合動力車中的發動機離合器。
[0044]由於發動機離合器30的原因，安裝在普通車輛的變速箱中的扭矩轉換器從應用了根據本發明的示例性實施方式的反跳控制系統的混合動力車中移走。因此，在應用了根據本發明的示例性實施方式的反跳控制系統的混合動力車中不存在扭矩轉換器。
[0045]加速器踏板310是應用於車輛的普通加速器踏板。由加速器位置傳感器(APS)320來檢測取決於加速器踏板310的操控的加速器踏板的位置。APS 320可以是應用於車輛的普通加速器位置傳感器。
[0046]根據本發明的實施方式，車速傳感器330可以是(例如)附至車輪以檢測轉速的車速傳感器或者是(例如)附至變速箱的主減速齒輪(final reduction gear)的車速傳感器。然而，應當理解，本發明的範圍不應限於此。儘管使用另一個車速傳感器，但是本發明原理的精神可適用於使能夠計算與實際車速對應的值的任何傳感器。
[0047]變速箱輸入軸轉速傳感器42可以是設置在普通混合動力車中用來檢測變速箱40的輸入軸轉速的傳感器。
[0048]如圖4和圖5所示，T⑶140命令變速箱40執行換擋從而進行換擋。
[0049]T⑶140可基於車速信息和加速器踏板位置信息來命令變速箱40以執行換擋。
[0050]TCU 140利用諸如當前檔位、目標檔位、發動機10和驅動電機20的扭矩等各種信息項來向變速箱40中的離合器傳送液壓以控制換擋。
[0051]如圖4和圖5所示，T⑶140劃分換擋區間以控制換擋。
[0052]可依照T⑶的開發者將換擋區間劃分為多個相位。
[0053]T⑶140以依照換擋特點的相位確定允許反跳或者禁止反跳信號，從而向MCU120提供所確定的允許反跳或禁止反跳信號。
[0054]根據本發明的示例性實施方式的反跳控制單元300可按照各個所劃分的換擋區間從TCU 140和/或MCU 120接收允許反跳或禁止反跳信號，以在換擋期間執行反跳。
[0055]依照T⑶的開發者可不同地使用圖4和圖5所示的換擋相位。然後，所示的三個相位(換擋準備區間-實際換擋區間-換擋終止區間)通常設置於TCU中。
[0056]通常，眾所周知的是，在對應於換擋期間的換擋準備區間和換擋終止區間的扭矩相位區間中產生換擋振動和震動。
[0057]因此，根據本發明的示例性實施方式的反跳控制單元300在扭矩相位區間執行反跳，在與實際換擋區間對應的慣性區間不執行反跳。
[0058]根據本發明的示例性實施方式，扭矩相位區間可被定義為在換擋控制期間僅有由液壓控制的變速箱的扭矩水平改變而齒輪比不變的換擋控制區間。
[0059]根據本發明的示例性實施方式，慣性相位區間可被定義為其中齒輪比改變以遵循目標齒輪比並且產生離合器滑動的換擋控制區間。
[0060]反跳控制單元300由至少一個由預定程序操作的微處理器或者包含微處理器的硬體元件來實現。預定程序包括用於執行稍後描述的根據本發明的示例性實施方式的反跳控制方法的一系列命令。[0061]根據本發明的示例性實施方式，反跳控制單元300可以包括:用於控制驅動電機20的MCU、用於控制變速箱40的T⑶、以及用於控制混合動力車的整體操作的HCU。
[0062]在稍後描述的根據本發明的示例性實施方式的反跳控制方法中，部分處理可由反跳控制單元執行，另一部分處理可由MCU、T⑶或HCU來執行。
[0063]然而，應當理解，本發明的範圍不限於下文所述實施方式的說明，控制單元可通過與本發明的示例性實施方式中描述的元件不同的元件的結合來實現。反跳控制單元、MCU、TCU和HCU可以執行與本發明的示例性實施方式中描述的結合不同的結合的處理。
[0064]在下文中，將參考附圖詳細地描述根據本發明的示例性實施方式的控制混合動力車的反跳的方法。
[0065]圖3是示出根據本發明的示例性實施方式的控制混合動力車的反跳的方法的流程圖。
[0066]如圖3所示，反跳控制單元300確定是否從T⑶140輸出用於執行換擋的換擋命令(S110)。
[0067]T⑶140可基於車速信號和APS信號產生換擋命令。
[0068]車速信號由車速傳感器330進行感測以輸出。APS信號由APS 320輸出。
[0069]在輸出換擋命令的情況下，TCU 140提供了如圖4和圖5所示的關於換擋準備區間、實際換擋區間以及換擋終止區間的信息。
[0070]圖4中所示的換擋命令是降檔命令，圖5中所示的換擋命令是升檔命令。
[0071]當在SllO中確定換擋命令由T⑶140輸出時，反跳控制單元300確認提供給MCU120的關於換擋準備區間、實際換擋區間以及換擋終止區間的信息(S120)。
[0072]在圖5中，將換擋準備區間的起點定義為換擋啟動(start)，而將換擋準備區間的終點(或者實際換擋區間的起點)定義為換擋開始(begin)。將實際換擋區間的終點(或者換擋終止區間的起點)定義為換擋結束(finish)，而將換擋終止區間的終點定義為換擋終止(end)。
[0073]換擋啟動是產生換擋控制啟動命令時的時間點。換擋開始是在變速箱中發生實際齒輪比改變時的變速箱離合器滑動啟動點。換擋結束是完成變速箱的實際齒輪比改變時的時間點。換擋終止是完成換擋控制時的時間點。
[0074]反跳控制單元300將換擋準備區間和換擋終止區間設置為允許反跳區間而將實際換擋區間設置為禁止反跳區間。
[0075]反跳控制單元300將換擋準備區間和換擋終止區間設置為在執行換擋時只有由液壓控制的變速箱的扭矩水平改變而齒輪比不變的區間，並且將實際換擋區間設置為在執行換擋時齒輪比變化以遵循目標齒輪比的區間。
[0076]換擋準備區間、換擋終止區間和實際換擋區間可進一步劃分為如圖5所示。
[0077]例如，如圖5所示，可將換擋準備區間劃分為區間I至4，可將實際換擋區間劃分為區間5至6，以及可將換擋終止區間劃分為區間7至9。
[0078]如圖5所示，所劃分的換擋區間可與允許反跳區間或者禁止反跳區間匹配以形成映射。該映射可存儲於反跳控制單元300中以供使用。
[0079]當在S120中確認關於相應的換擋區間的信息時，反跳控制單元300在由T⑶140執行換擋控制時確認對應的換擋時期是否是允許反跳時段(S130)。[0080]當在S130中已確認對應的換擋區間是允許反跳區間時，反跳控制單元300以預定值對混合動力車的驅動電機20執行反相控制，以減少或者衰減在對應的換擋區間中產生的振動和震動(S140)。
[0081]反跳控制單元300控制施加於驅動電機20的電流以執行反相驅動控制。
[0082]因此，根據本發明的示例性實施方式，在混合動力車的換擋期間，換擋振動和震動可通過反相控制驅動電機而有效地較少和衰減。
[0083]雖然已經結合所謂當前認為實現的示例性實施方式對本發明進行了描述，但應當理解，本發明的原理不限於公開的實施方式，而是相反，旨在覆蓋在所附權利要求的精神和範圍內包括的各種變形例和等價配置。
【權利要求】
1.一種用於控制沒有扭矩轉換器的混合動力車的反跳的方法，包括: 確定是否從所述混合動力車的傳動控制單元輸出換擋命令； 在確定輸出了所述換擋命令的情況下，確認根據所述換擋命令至少被劃分為三個相位的換擋區間； 確定所劃分的相應的換擋區間是否是允許反跳換擋區間；以及在確定所述相應的換擋區間是所述允許反跳換擋區間的情況下，以預定值反相控制所述混合動力車的驅動電機，以減少或衰減在所述對應的換擋區間中產生的振動和震動。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述換擋命令是基於車速信號和加速器踏板傳感器(APS)信號產生的。
3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述換擋區間至少被劃分為換擋準備區間、實際換擋區間、以及換擋終止區間。
4.根據權利要求3所述的方法，其中，所述換擋準備區間和所述換擋終止區間被設置為允許反跳區間並且所述實際換擋區間被設置為禁止反跳區間。
5.根據權利要求4所述的方法，其中，所述換擋準備區間和所述換擋終止區間被設置為在執行換擋時僅有由液壓控制的變速箱的扭矩水平改變而齒輪比不變的區間，以及 其中，所述實際換擋區間被設置為在執行換擋時所述齒輪比改變以遵循目標齒輪比的區間。
6.根據權利要求1所述的方法，其中，經劃分的所述換擋區間與允許反跳區間或禁止反跳區間匹配以形成映射。
7.一種用於控制由發動機的動力和驅動電機的動力的適當結合來驅動的混合動力車的反跳的系統，包括: 發動機離合器，用於控制所述發動機與所述驅動電機之間的動力傳輸； 加速器踏板，由駕駛員操控； 車速傳感器，用於檢測所述混合動力車的車速； 傳動控制單元，用於控制所述混合動力車的傳動； 電機控制單元，用於控制所述混合動力車的所述驅動電機；以及反跳控制單元，用於在基於所述加速器踏板、所述車速傳感器、所述傳動控制單元和所述電機控制單元的信號執行換擋時控制所述反跳， 其中，所述反跳控制單元通過用於執行權利要求1至6中任一項的預定程序來運行。
【文檔編號】B60W30/19GK103863326SQ201310590595
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年11月20日 優先權日:2012年12月7日
【發明者】金正喆, 鄭態鎮 申請人:現代自動車株式會社, 起亞自動車株式會社