專利名稱：混合電動車中控制怠速停止模式的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在混合電動車中控制怠速停止模式的方法，和更具體 地，涉及在這樣的混合電動車中控制怠速停止模式的方法，其中在混 合電動車的減速度在中等減速以上時進(jìn)入怠速停止模式，從而提高燃 料消耗率。
尿伎不
如圖1所示，常規(guī)的混合電動車包括逆變器10，DC/DC轉(zhuǎn)換器20， 高壓電池30，混合控制單元(HCU) 40，馬達(dá)控制單元(MCU) 50， 電池管理系統(tǒng)(BMS) 60，引擎控制單元(ECU) 70，變速器控制單 元(TCU) 80，離合器與無級變速器(CVT) 90，引擎100，馬達(dá)200。 引擎100和馬達(dá)200彼此串聯(lián)用作驅(qū)動車輛的電源。離合器和CVT 90 用來傳輸動力。逆變器10， DC/DC轉(zhuǎn)換器20和高壓電池30用來驅(qū)動 引擎100和馬達(dá)200?；旌峡刂茊卧?HCU) 40，馬達(dá)控制單元(MCU) 50，電池管理系統(tǒng)(BMS) 60，引擎控制單元(ECU) 70，和變速器 控制單元80用作控制上述部件的裝置并連接從而通過控制器局域網(wǎng)絡(luò) (CAN)彼此通信。
在下文中對混合電動車部件的功能進(jìn)行說明。
HCU40是上層控制器，其控制混合電動車的總體工作。HCU40 與作為一種低層控制器的MCU 50通信，從而控制馬達(dá)的扭矩，速度 和動力發(fā)生扭矩(power-generation torque)，并與ECU70通信，ECU 70控制引擎以產(chǎn)生功率以便生成作為動力源的電壓，從而執(zhí)行引擎起 動相關(guān)的中繼控制操作和故障診斷操作。
HCU40也與BMS60通信，其通過檢測溫度、電壓和電流，作為 主電源的電池充電狀態(tài)(SOC)來管理電池的總體狀態(tài)，從而根據(jù)SOC 控制馬達(dá)的扭矩和速度。HCU40也與TCU 80通信，該TCU 80按照 車輛速度和駕駛者的命令判斷和控制傳動器傳動比(transmission gear
ratio)，從而執(zhí)行保持駕駛者要求的車輛速度的控制操作。
HCU40監(jiān)視駕駛者要求的信息(油門或剎車)以及MCU、 BMS、 ECU和TCU的當(dāng)前狀態(tài)，從而控制DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓，以便 能夠有效地按照車輛狀態(tài)分配能量。這里，DC/DC轉(zhuǎn)換器20用來將功 率供應(yīng)給車輛電氣負(fù)載和對12 V電池有效地充電。
高壓電池30是驅(qū)動混合電動車馬達(dá)和DC/DC轉(zhuǎn)換器20的能量源。 BMS60是高壓電池30的控制器，其監(jiān)視高壓電池30的電壓、電流和 溫度，從而控制高壓電池30的SOC (%)。
逆變器10接收來自高壓電池30的能量并供應(yīng)驅(qū)動馬達(dá)200所需 的三相交流電流，在HCU40的控制下，MCU50控制馬達(dá)200。
結(jié)合DC/DC轉(zhuǎn)換器20的控制，ECU 70和TCU 80接收油門踏板 的作用和駕駛者的剎車信號，并提供相關(guān)的信息給HCU 40從而判斷車 輛充電能量，其中HCU40是上層控制器。
作為加速踏板，即加速器，混合電動車通常使用電子節(jié)氣門 (ETC)，且當(dāng)駕駛者推動加速踏板時，其被轉(zhuǎn)換為駕駛者請求扭矩 (driver requesting torque)的形式，以便判斷適合車輛速度的扭矩。
也就是，駕駛者請求扭矩被設(shè)定為車輛速度的映射值，以便檢測 加速踏板值，馬達(dá)、發(fā)電機(generator)和引擎的工作點是按照所判斷 的駕駛者請求扭矩判斷的。
這類混合電動車的一個主要目的是實現(xiàn)高效車輛，其具有高燃料 消耗率和高排放性能的生態(tài)友好型汽車。
為了實現(xiàn)上述目的，混合電動車采用怠速停止模式。這里，怠速 停止模式是在車輛停止時引擎停止怠速的模式。由于怠速停止模式， 可防止引擎不必要的怠速，從而改善燃料消耗率和排放性能。
當(dāng)?shù)∷偻Ｖ鼓Ｊ奖挥|發(fā)從而停止引擎操作時，引擎和馬達(dá)的功率 通過變速器，即，CVT，傳遞給汽車。因而為了穩(wěn)定地進(jìn)入怠速停止 模式，離合器、引擎和馬達(dá)應(yīng)被有機地控制。
為了進(jìn)入怠速停止模式，HCU 40傳輸?shù)∷偻Ｖ鼓Ｊ接|發(fā)信號至 ECU 70、 TCU80和全自動溫度控制(FATC)(未示出)，以便TCU 80釋放離合器從而防止引擎和馬達(dá)的功率被傳遞至車輛，且ECU 70 關(guān)閉引擎從而防止傳遞引擎的功率。
此時，HCU將信號傳送至MCU50從而在馬達(dá)內(nèi)產(chǎn)生抑制扭矩(ki11 torque)，以便除去引擎和馬達(dá)的剩余扭矩，從而完全進(jìn)入怠速停止模 式。
然而，常規(guī)的混合電動車具有這樣的問題，因為在減速度大(如 小于-2m/sec2)時，不能平滑或穩(wěn)定地進(jìn)入怠速停止模式，導(dǎo)致高燃料 消耗率。
這樣的問題是由下面的原因引起的。
如果混合電動車的減速度大(如，小于-2m/sec2)，貝lj CVT的變 速比(gearratio)沒有達(dá)到目標(biāo)最小變速比，且具有如圖4中曲線所示 的大差值，因此TCU執(zhí)行控制操作防止進(jìn)入怠速停止模式，并使變速 比變?yōu)槟繕?biāo)變速比，且處于引擎的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)固定的狀態(tài)。
變速比不能達(dá)到目標(biāo)變速比的原因是因為，如果減速度大，則要 求大制動扭矩，且因此難于形成改變檔位的壓力。例如，形成從第四 檔到第一檔的突然改變變速比的油壓將會延遲。如果沒有形成改變變 速比的油壓，則在減速過程中開始反饋制動(regenerative braking)， 因此變速比沒有達(dá)到目標(biāo)變速比。
如果CVT的變速比沒有達(dá)到目標(biāo)變速比，則TCU傳送防止怠速 停止模式信號，以便防止怠速停止模式進(jìn)入ECU，從而執(zhí)行獲得再起 動變速比的控制操作。
這里，如果再起動是在CVT的變速比沒有達(dá)到目標(biāo)變速比的情況 下執(zhí)行的，則會發(fā)生諸如引擎熄火和引擎反應(yīng)延遲的問題。例如，這 類似于這樣的情形，當(dāng)在小于10 kph的速度在第三檔或第四檔開始手 動操作傳動車輛開始時出現(xiàn)引擎熄火和弓I擎反應(yīng)延遲。
也就是，如果進(jìn)入車輛速度時間點的怠速停止模式的實際變速比 (2.1)沒有達(dá)到目標(biāo)最小變速比，則TCU將怠速停止模式防止信號傳 送至ECU以執(zhí)行獲取再起動的變速比的控制操作。
本發(fā)明背景技術(shù)中公開的信息僅是為了增強對本發(fā)明背景的理 解，而不能當(dāng)作承認(rèn)，或當(dāng)作形成現(xiàn)有技術(shù)的信息的任何形式的建議， 該現(xiàn)有技術(shù)為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決了相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的前述問題。
本發(fā)明一個方面提供了用于控制怠速停止模式的方法，其中即使 在車輛減速度大，導(dǎo)致低燃料消耗率時可進(jìn)入怠速停止模式。如果車 輛的減速度大，則執(zhí)行控制操作的是使怠速停止模式進(jìn)入時間點的
CVT變速比達(dá)到目標(biāo)變速比，因此TCU不發(fā)送怠速停止模式防止信 號，且還根據(jù)減速度執(zhí)行減小反饋制動扭矩的控制操作。
在優(yōu)選實施例中，本發(fā)明提供在混合電動車中控制怠速停止模式
的方法，包括如果在所述混合電動車的速度達(dá)到怠速停止模式進(jìn)入
速度時減速度小于中等減速度，執(zhí)行引擎RPM提升控制來提升引擎 RPM，使得隨著引擎RPM的提升，變速油壓升高使得根據(jù)所述減速度 的無級變速器(CVT)變速比達(dá)到目標(biāo)最小變速比；及隨著所述CVT 變速比達(dá)到所述目標(biāo)最小變速比，則即使所述減速度小于所述中等減 速度時，仍進(jìn)入怠速停止模式，同時變速器控制單元(TCU)不執(zhí)行 防止進(jìn)入怠速停止模式的控制操作。
執(zhí)行引擎RPM提升控制從而提升引擎RPM的步驟包括在燃料接 通狀態(tài)中，在TCU，要求引擎控制單元(ECU)提升所述引擎RPM從 而增加所述引擎RPM;及在燃料截斷狀態(tài)中，在TCU，要求混合控制 單元(HCU)提升所述引擎RPM，且在所述HCU，將命令信號發(fā)送至 馬達(dá)控制單元(MCU)以驅(qū)動馬達(dá)從而增加所述引擎RPM。
當(dāng)混合電動車的速度達(dá)到怠速停止模式進(jìn)入速度時，且如果減速 度是中等減速度，則所述HCU根據(jù)所述減速度執(zhí)行再生制動扭矩比例 控制，因此再生制動扭矩被順序地減小。
當(dāng)混合電動車的速度達(dá)到怠速停止模式進(jìn)入速度時，且如果減速 度是高減速度，則所述HCU繼續(xù)執(zhí)行再生制動扭矩比例控制，因此再 生制動扭矩變?yōu)榱?0)。
當(dāng)混合電動車的速度達(dá)到怠速停止模式進(jìn)入速度時，且如果減速 度是急減速，則為了安全，所述HCU和所述TCU執(zhí)行防止進(jìn)入怠速 停止模式的控制。
本發(fā)明上述特征和優(yōu)點可從附圖中顯然看出，且在附圖中更詳細(xì) 說明，這些附圖包括在本說明書中并形成本說明書的一部分，且下面 本發(fā)明具體實施例用來以例子的形式解釋本發(fā)明的原理。


本發(fā)明上面及其它的特征將參考某些示例性實施例詳細(xì)說明，其 中示出的附圖是僅以示圖的形式給出，而不對本發(fā)明進(jìn)行限制，且其 中
圖l是示出常規(guī)混合電動車系統(tǒng)的框圖，；
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的控制怠速停止模式的流程
圖3是示出根據(jù)一定減速度各參數(shù)的操作輪廓，這是按照本發(fā)明 示例性實施例控制混合電動車的結(jié)果的示意圖；和
圖4是示出根據(jù)常規(guī)技術(shù)，進(jìn)入混合電動車怠速停止模式時，根 據(jù)一定減速度各參數(shù)的工作的示意圖。
可以理解，附圖不必按比例，從而提供本發(fā)明基本原理的多種優(yōu) 選特征一定簡化的表示。如這里公開的那樣，本發(fā)明的特定設(shè)計特征， 例如包括特定尺寸，方位，位置和形狀將部分由特定所需應(yīng)用和使用 環(huán)境決定。
在附圖中，所有圖中同一附圖標(biāo)記表示本發(fā)明相同或等價部件。
具體實施例方式
在下文中詳細(xì)參考本發(fā)明多個實施例，在附圖中示出其中的示例 且在下面說明。盡管結(jié)合示例性實施例對本發(fā)明進(jìn)行說明，然而可以 理解本說明書不將本發(fā)明限制于這些示例性實施例中。相反，本發(fā)明 將不僅涵蓋示例性實施例，而且涵蓋多種替換，修改，等效物和其它 實施例，這些都包括在由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的實質(zhì)和范疇內(nèi)。
圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的控制怠速停止模式的方 法的流程圖。圖3是示出了根據(jù)一定減速度的各參數(shù)(變速比，引擎 RPM，引擎和馬達(dá)扭矩，車輛速度，怠速停止標(biāo)記，怠速停止防止標(biāo) 記)的工作輪廓的曲線，其中減速度是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例控制 混合電動車怠速停止模式的結(jié)果。
如上所述，在車輛停止以提高燃料消耗率時，怠速停止模式是在 怠速時停止引擎的模式?？稍谝?，馬達(dá)，和CVT被有機控制時很好
地執(zhí)行該功能。
怠速停止模式受到CVT的油溫，引擎冷卻水溫度，再生制動扭矩， 和減速度的顯著影響。在正常減速情形中，在再生制動完成后保持引
擎牽引的同時進(jìn)入怠速停止模式。此時，ECU和TCU允許在某個怠速 停止模式進(jìn)入條件處于控制范圍時進(jìn)入怠速停止模式。
也就是，ECU根據(jù)引擎的扭矩和冷卻水溫度的檢測信號控制是否 進(jìn)入怠速停止模式，而TCU根據(jù)油溫檢測信號和CVT的轉(zhuǎn)差率(slip ratio)和變速比變化而控制是否進(jìn)入怠速停止模式。
控制怠速停止模式的常規(guī)方法包括，在HCU，將怠速停止模式進(jìn) 入信號傳送至ECU， TCU和FATC，在TCU，釋放離合器從而防止引 擎和馬達(dá)的功率傳輸至車輛，且在ECU，關(guān)閉引擎從而防止傳輸引擎 功率。
本發(fā)明涉及控制常規(guī)怠速停止模式的方法，而且涉及在混合電動 車減速度較大(小于-2m/sec2)時控制怠速停止模式的方法。
在常規(guī)技術(shù)中，當(dāng)減速度大，即小于-2m/sec2時，CVT的變速比 沒有達(dá)到目標(biāo)最小變速比，因此TCU執(zhí)行控制操作以防止進(jìn)入怠速停 止模式，然而，按照本發(fā)明，即使加速度較大時，CVT變速比達(dá)到目 標(biāo)變速比，且由于減速度使得再生制動扭矩減小，因此，可容易進(jìn)入 怠速停止模式，燃料消耗率顯著提高。
在混合電動車的減速度較大時，在下面將控制怠速停止模式的方 法作為本發(fā)明的 一個實施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
當(dāng)混合電動車的速度達(dá)到可進(jìn)入怠速停止模式的速度時，且如果 減速度小于-2m/sec2，則引擎RPM提升控制是按照燃料供應(yīng)狀態(tài)是處 于燃料接通狀態(tài)或者燃料截斷狀態(tài)而執(zhí)行的，從而提升引擎RPM。
如果燃料供應(yīng)狀態(tài)處于燃料接通狀態(tài)，則執(zhí)行引擎RPM提升控制， 以便TCU直接要求ECU提升引擎RPM，因此引擎RPM從1200 RPM 提升到1500 RPM。
另一方面，如果處于燃料截斷狀態(tài)，則執(zhí)行引擎RPM提升控制， 以便TCU要求HCU提升引擎RPM，且因此HCU控制MCT從而驅(qū)動 馬達(dá)提升引擎RPM。
從該實施例，由于引擎的RPM提升，用于改變檔位的油壓升高，
因此即使減速度較大，如小于-2m/sec^CVT，使得變速比也可達(dá)到目標(biāo) 變速比。
因為CVT的變速比可達(dá)到目標(biāo)變速比，即使減速度大，TCU也不 執(zhí)行防止進(jìn)入怠速停止模式的控制操作。結(jié)果，即使減速度大，即小 于-2m/sec2，也進(jìn)入混合電動車的怠速停止模式，且防止不必要的引擎 怠速，從而改善燃料消耗率。
作為本發(fā)明的另一個實施例，下面說明控制再生制動扭矩的方法， 該控制是與控制CVT變速比一起執(zhí)行的。
根據(jù)本發(fā)明，通過控制馬達(dá)扭矩和CVT變速比，按照減速度減小 再生制動扭矩，因此可容易進(jìn)入混合電動車的怠速停止模式，即使減 速度較大，即小于-2m/sec2。
在正常減速的情況下，在再生制動完成后保持引擎牽引時進(jìn)入怠 速停止模式，然而根據(jù)本發(fā)明，在較大減速度的情況下，再生制動扭 矩減小從而快速觸發(fā)怠速停止模式。
此外，當(dāng)混合電動車的速度達(dá)到怠速停止模式進(jìn)入速度，且如果 減速度是在-2m/se一 -4.5m/sec2范圍內(nèi)的中等減速度，則再生制動扭矩 比例控制進(jìn)一步由HCU根據(jù)減速度執(zhí)行，因此再生制動扭矩被繼續(xù)減 小。
由HCU按照減速度執(zhí)行的再生制動扭矩比例控制是微分控制，以 便根據(jù)范圍在-2m/sec^-4.5m/sec2的減速度逐步減小再生制動扭矩。例 如，在減速度為-2m/sec2的情況下，再生制動扭矩減小約15%，且在 減速度為-4.5m/se^的情況下，再生制動扭矩減小約85%，因此，怠速 停止模式被快速觸發(fā)。
而且，當(dāng)混合電動車的速度達(dá)到怠速停止模式進(jìn)入速度時，如果 減速度是在-4.5m/secl-5m/se^范圍內(nèi)的高減速度時，通過由HCU執(zhí) 行的再生制動扭矩比例控制使再生制動扭矩變?yōu)榱?0)。
另外，當(dāng)混合電動車的速度達(dá)到怠速停止模式進(jìn)入速度時，如果 減速度小于-5m/sec2，則表示車輛處于急減速狀態(tài)，這是非常危險的情 形，如緊急制動，且因此不進(jìn)入怠速停止模式。為了實現(xiàn)該目的，HCU 和TCU執(zhí)行控制操作以為了安全而防止進(jìn)入怠速停止模式。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，即使混合電動車的減速度很大，通過執(zhí)行控制操作以便使怠速停止模式進(jìn)入時間點的CVT變速比達(dá)到目標(biāo)變 速比，并執(zhí)行控制操作以便根據(jù)減速度減小再生制動扭矩，也可容易 地進(jìn)入怠速停止模式，從而提高燃料消耗率。
前面對本發(fā)明特定示例性實施例的描述是為了圖示和說明的目的 給出的。這不是為了窮舉本發(fā)明或限制本發(fā)明在所揭示的精確形式內(nèi)， 顯然，在接受上面的教導(dǎo)后，顯然很多修改和變化是可能的。選擇和 說明該示例性實施例以便解釋本發(fā)明的某些原理及其實際應(yīng)用，從而 使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出和使用本發(fā)明的示例性實施例，以及它 們的多種替換和修改。本發(fā)明的技術(shù)精神和范疇由權(quán)利要求及其等效 物界定。
權(quán)利要求
1.一種在混合電動車中控制怠速停止模式的方法，其包括在所述混合電動車的速度達(dá)到怠速停止模式進(jìn)入速度時如果減速度小于中等減速度，則執(zhí)行引擎RPM提升控制來提升引擎RPM，使得引擎RPM的提升，變速油壓升高使得根據(jù)所述減速度的無級變速器(CVT)變速比達(dá)到目標(biāo)最小變速比；及隨著所述CVT變速比達(dá)到所述目標(biāo)最小變速比，則即使所述減速度小于所述中等減速度時，仍進(jìn)入怠速停止模式，同時變速器控制單元(TCU)不執(zhí)行防止進(jìn)入怠速停止模式的控制操作。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中執(zhí)行所述引擎RPM提升控制 從而提升所述引擎RPM的歩驟包括在燃料接通狀態(tài)中，在所述TCU，要求引擎控制單元(ECU)提 升所述引擎RPM從而提升所述引擎RPM;及在燃料截斷狀態(tài)中，在所述TCU，要求混合控制單元(HCU)提 升所述引擎RPM，且在所述HCU，將命令信號發(fā)送至馬達(dá)控制單元 (MCU)以驅(qū)動馬達(dá)從而提升所述引擎RPM。
3. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中當(dāng)所述混合電動車的速度達(dá)到 怠速停止模式進(jìn)入速度時，且如果減速度是中等減速度，則所述HCU 根據(jù)所述減速度執(zhí)行再生制動扭矩比例控制，使得再生制動扭矩被順 序地減小。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中當(dāng)混合電動車的速度達(dá)到怠速 停止模式進(jìn)入速度時，且如果減速度是高減速度，則所述HCU繼續(xù)執(zhí) 行再生制動扭矩比例控制，使得再生制動扭矩變?yōu)榱?0)。
5. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中當(dāng)混合電動車的速度達(dá)到怠速 停止模式進(jìn)入速度時，且如果減速度是急減速，則為了安全，所述HCU 和所述TCU執(zhí)行防止進(jìn)入怠速停止模式的控制。
全文摘要
本發(fā)明公開了混合電動車中控制怠速停止模式的方法。控制怠速停止模式的方法包括如果在所述混合電動車的速度達(dá)到怠速停止模式進(jìn)入速度時減速度小于中等減速度，執(zhí)行引擎RPM提升控制來提升引擎RPM，使得隨著引擎RPM的提升，變速油壓升高使得根據(jù)所述減速度的無級變速器(CVT)變速比達(dá)到目標(biāo)最小變速比；及隨著所述CVT變速比達(dá)到所述目標(biāo)最小變速比，則即使所述減速度小于所述中等減速度時，仍進(jìn)入怠速停止模式，同時變速器控制單元(TCU)不執(zhí)行防止進(jìn)入怠速停止模式的控制操作。
文檔編號B60W10/06GK101342901SQ20071019582
公開日2009年1月14日 申請日期2007年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月13日
發(fā)明者崔榕玨 申請人:現(xiàn)代自動車株式會社;起亞自動車株式會社