本發(fā)明涉及用于在換擋期間控制混合動力電動車輛轉矩干預的系統(tǒng)和方法。更具體地，涉及用于控制混合動力電動車輛轉矩干預的系統(tǒng)和方法，其中變速器輸入轉矩可被減小，以消除由換擋和換擋沖擊引起的差異感。

背景技術：

在環(huán)保車輛中，混合動力電動車輛和插電式混合動力電動車輛采用電動機以及發(fā)動機作為動力源，以減小廢氣并提高燃料效率，并且具有動力傳動系統(tǒng)，其獨立地將發(fā)動機或電動機的動力傳送至驅動輪，或者將發(fā)動機和電動機二者的動力傳送至驅動輪。

如圖1示例性所示，用于混合動力電動車輛的示例性動力傳動系統(tǒng)包括串聯(lián)設置的發(fā)動機10和電動機12、發(fā)動機離合器13、變速器14、混合動力起動發(fā)電機(hybrid starter generator，HSG)16、逆變器18以及可再充電的高電壓電池20，所述發(fā)動機離合器13設置在發(fā)動機10和電動機12之間以傳送或斷開發(fā)動機10的動力，所述變速器14用于換擋(shift)并傳送電動機12的動力或者電動機12的動力與發(fā)動機10的動力二者至驅動輪，然后輸出動力，所述混合動力起動發(fā)電機16是一種連接到發(fā)動機10的曲軸皮帶輪的電動機，用以傳送動力和發(fā)電，從而起動發(fā)動機10以及對電池再充電，所述逆變器18用于控制電動機12并控制發(fā)電，所述可再充電的高電壓電池20連接到逆變器18以便將電力提供至電動機12。

這種用于混合動力電動車輛的動力傳動系統(tǒng)中，電動機12靠近自動變速器14安裝，其被稱作安裝電動裝置的變速器(transmission mounted electric device，TMED)的類型，并且提供諸如電動車輛(EV)模式、混合動力電動車輛(HEV)模式以及再生制動(RB)模式的驅動模式，所述電動車輛(EV)模式僅用于只使用電動機12的動力的電 動車輛，在所述混合動力電動車輛(HEV)模式中，發(fā)動機10被用作主要的動力源，且電動機12被用作輔助的動力源，在所述再生制動(RB)模式中，當車輛制動或利用慣性驅動時，車輛的制動和慣性能量通過電動機12的發(fā)電被回收，并因此對電池20再充電。

參考圖2，如果從發(fā)動機10和/或電動機12輸入的變速器輸入轉矩是恒定的，則在換擋期間由于離合器連接或分離，變速器輸出轉矩被改變，因此，駕駛者感受到由換擋或換擋沖擊引起的差異感。

因此，如圖2示例性所示，在混合動力電動車輛換擋過程中，通過使用流體(變速器油)對變速器內(nèi)的離合器和制動器進行最佳滑差控制(slip control)，使換擋中產(chǎn)生的差異感最小化，并且在換擋過程中，為了減小當離合器連接到變速器內(nèi)部或從變速器內(nèi)部分離時產(chǎn)生的沖擊，應用轉矩干預控制以瞬時減小變速器輸入轉矩。

在這種轉矩干預控制中，用于減小變速器輸入轉矩的轉矩減小的對象是發(fā)動機、電動機或發(fā)動機與電動機二者。

但是，如果轉矩減小的對象是發(fā)動機與電動機二者，則相對于轉矩減小的對象是電動機的情況而言，轉矩干預控制在電池充電被部分限制的情況下，或者在電動機轉矩控制不充分且轉矩控制響應性被降低的情況下進行，這就存在將轉矩適當?shù)胤峙涞桨l(fā)動機和電動機的困難。

此外，當用于轉矩干預控制的發(fā)動機轉矩減小時，對應于快速轉矩變化的發(fā)動機點火角度的變化引起發(fā)動機效率降低且降低燃料效率。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明致力于解決與現(xiàn)有技術有關的上述問題，本發(fā)明的一個目的在于提供用于在換擋時控制混合動力電動車輛轉矩干預的系統(tǒng)和方法，其中在轉矩干預控制期間，發(fā)動機轉矩被最大地保持，并且考慮HSG和電動機的效率、通過最佳轉矩分配進行HSG和電動機轉矩的轉矩干預控制，以促進燃料效率改善。

一方面，本發(fā)明提供用于在換擋時控制混合動力電動車輛的轉矩干預的方法，該方法包括：判斷轉矩干預控制是否必要，當判斷轉矩 干預控制為必要時，根據(jù)電動機和HSG的狀態(tài)確定轉矩干預需求，以及在根據(jù)所確定的轉矩干預需求最大保持發(fā)動機轉矩的條件下，執(zhí)行基于HSG和電動機轉矩減少量的轉矩干預控制。

在優(yōu)選實施例中，如果電動機和HSG轉矩控制不能被執(zhí)行，則發(fā)動機轉矩減少量可被確定為轉矩干預需求。

在另一個優(yōu)選實施例中，如果電動機和HSG轉矩控制可以被執(zhí)行，且混合動力電動車輛的當前驅動模式為EV模式，則電動機轉矩減少量可被確定為轉矩干預需求。

在另一個優(yōu)選實施例中，如果電動機和HSG轉矩控制可以被執(zhí)行，混合動力電動車輛的當前驅動模式是HEV模式，且轉矩干預需求大于電動機充電限制轉矩與HSG充電限制轉矩之和，則發(fā)動機轉矩減少量、電動機充電限制轉矩以及HSG充電限制轉矩之和可被確定為轉矩干預需求。

在另一個優(yōu)選實施例中，如果電動機和HSG轉矩控制可以被執(zhí)行，混合動力電動車輛的當前驅動模式是HEV模式，且轉矩干預需求小于電動機充電限制轉矩與HSG充電限制轉矩之和，則保持的發(fā)動機轉矩、電動機轉矩減少量以及HSG轉矩減少量之和可被確定為轉矩干預需求。

在另一個優(yōu)選實施例中，電動機轉矩減少量和HSG轉矩減少量可通過最佳轉矩分配考慮HSG和電動機的效率來確定。

一方面，本發(fā)明提供用于在換擋時控制混合動力電動車輛的轉矩干預的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：轉矩干預控制判斷單元、轉矩干預需求確定單元以及轉矩干預控制器，所述轉矩干預控制判斷單元被配置成判斷轉矩干預控制是否必要，所述轉矩干預需求確定單元被配置成，當判斷轉矩干預控制必要時，根據(jù)電動機和HSG的狀態(tài)確定轉矩干預需求，所述轉矩干預控制器被配置成，在根據(jù)所確定的轉矩干預需求最大保持發(fā)動機轉矩的條件下，執(zhí)行基于HSG和電動機轉矩減少量的轉矩干預控制。

本發(fā)明的其它方面和優(yōu)選實施例在下文討論。

本發(fā)明的上述和其它特征在下文討論。

附圖說明

本發(fā)明的以上和其它特征，將參考以下僅以說明性方式給出、因而并不限制本發(fā)明的附圖中的某些示例性實施例進行詳細描述，其中：

圖1是示出用于混合動力電動車輛的示例性動力傳動系統(tǒng)的配置的示圖；

圖2是示出轉矩干預控制的概念的圖表；

圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的用于在換擋期間控制混合動力電動車輛的轉矩干預的方法的流程圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明在換擋期間應用混合動力電動車輛的轉矩干預控制的動力傳動系統(tǒng)的方框圖，其示出確定電動機轉矩和HSG轉矩減少量的實例；以及

圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的用于在換擋期間控制混合動力電動車輛的轉矩干預的方法的圖表。

應當理解，附圖不一定是按照比例繪制的，其呈現(xiàn)說明本發(fā)明的基本原理的各種優(yōu)選特征的稍加簡化的表示。本文公開的本發(fā)明的具體設計特征，包括例如具體尺寸、方向、位置以及形狀，將部分地通過特定的預期應用和使用環(huán)境加以確定。

在圖中，貫穿附圖的幾個圖中的附圖標記指代本發(fā)明的相同或等同部件。

具體實施方式

下文將詳細參考本發(fā)明的各種實施例，其實例在附圖中說明并在下面描述。雖然將結合示例性實施例描述本發(fā)明，但應當理解，本描述并不意在將本發(fā)明局限于這些示例性實施例。相反地，本發(fā)明希望不僅涵蓋示例性實施例，而且還涵蓋包括在權利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的各種替換、修改、等同物以及其他實施方式。

控制混合動力電動車輛轉矩的硬件可包括：混合動力電動車輛的混合動力控制單元(HCU)，根據(jù)來自HCU的轉矩指令控制發(fā)動機轉矩的發(fā)動機控制單元(ECU)，根據(jù)來自HCU的轉矩指令控制HSG和電動機轉矩的電動機控制單元，以及執(zhí)行換擋相關控制的換擋控制 單元。

根據(jù)本發(fā)明，HCU可包括轉矩干預控制判斷單元、轉矩干預需求確定單元以及轉矩干預控制器，所述轉矩干預控制判斷單元判斷轉矩干預控制是否必要，當判斷轉矩干預控制為必要時，所述轉矩干預需求確定單元根據(jù)電動機和HSG的狀態(tài)確定轉矩干預需求，所述轉矩干預控制器在基于所確定的轉矩干預需求最大程度地保持發(fā)動機轉矩的條件下，執(zhí)行根據(jù)HSG和電動機轉矩減少量的轉矩干預控制。

圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的用于在換擋期間控制混合動力電動車輛的轉矩干預的方法的流程圖。

首先，轉矩干預控制判斷單元判斷轉矩干預控制是否必要(操作S101)。

即是說，當混合動力電動車輛的換擋控制單元向HCU傳送表明換擋正在進行的信號時，HCU判斷轉矩干預控制是必要的。

然后，判斷電動機和HSG轉矩控制是否可正常執(zhí)行(操作S102)。

作為判斷的結果，當判斷由于電動機控制單元的錯誤或故障而使電動機和HSG轉矩控制不能正常執(zhí)行時，則執(zhí)行轉矩干預控制的轉矩減小的對象變?yōu)榘l(fā)動機。

即是說，在電動機轉矩控制不可能或由HSG對電池充電被限制的情況下，執(zhí)行轉矩干預控制的轉矩減小的對象變?yōu)榘l(fā)動機。

因此，在轉矩干預控制是必要的條件下，如果電動機和HSG轉矩控制不可正常執(zhí)行，則轉矩干預需求確定單元根據(jù)發(fā)動機轉矩減少量來確定轉矩干預需求(操作S103)，并且當HCU向發(fā)動機控制單元傳送表明所確定的發(fā)動機轉矩減少量的指令時，執(zhí)行基于所確定的發(fā)動機轉矩減少量的轉矩干預控制。

這里，如果執(zhí)行轉矩干預控制的轉矩減小的對象是發(fā)動機，則由于點火效率減小，可降低燃料效率以快速跟隨轉矩。

之后，如果電動機和HSG轉矩控制可正常執(zhí)行，則判斷為混合動力電動車輛的當前驅動模式(操作S104)。

作為判斷的結果，如果混合動力電動車輛的當前驅動模式是EV模式，則發(fā)動機轉矩不輸入變速器，因此，執(zhí)行轉矩干預控制的轉矩 減小的對象變?yōu)殡妱訖C。

因此，在轉矩干預控制是必要的且當前驅動模式是EV模式的條件下，如果電動機和HSG轉矩控制不可正常執(zhí)行，則轉矩干預需求確定單元根據(jù)電動機轉矩減少量確定轉矩干預需求(操作S105)，并且當HCU的轉矩干預控制器向電動機控制單元傳送表明所確定的電動機轉矩減少量的指令時，執(zhí)行基于所確定的電動機轉矩減少量的轉矩干預控制。

之后，如果電動機和HSG轉矩控制可正常執(zhí)行且混合動力電動車輛的當前驅動模式被判斷為HEV模式，則將轉矩干預需求與電動機充電限制轉矩和HSG充電限制轉矩之和進行比較(操作S106)。

作為該比較的結果，如果轉矩干預需求大于電動機充電限制轉矩和HSG充電限制轉矩之和，則對應于超過電動機充電限制轉矩和HSG充電限制轉矩之和的超過量的轉矩干預需求被發(fā)動機轉矩減少量恢復。

這里，發(fā)動機轉矩減少量被確定為：轉矩干預需求-(電動機充電限制轉矩+HSG充電限制轉矩)(操作S107)。

因此，在轉矩干預控制是必要的條件下，如果電動機和HSG轉矩控制可正常執(zhí)行，當前驅動模式是HEV模式，且轉矩干預需求超過電動機充電限制轉矩和HSG充電限制轉矩之和，則轉矩干預需求確定單元將[發(fā)動機轉矩減少量+電動機充電限制轉矩+HSG充電限制轉矩]確定為轉矩干預需求(操作S108)，并且當HCU的轉矩干預需求確定單元向發(fā)動機控制單元和電動機控制單元傳送表明所確定的轉矩干預需求的指令時，執(zhí)行基于所確定的轉矩干預需求的轉矩干預控制。

另一方面，如果轉矩干預需求小于電動機充電限制轉矩與HSG充電限制轉矩之和，則電動機或HSG驅動轉矩處于超過電池的充電量的狀態(tài)(即，可將負(-)轉矩值應用于電動機或HSG驅動轉矩的狀態(tài))，因此，可在發(fā)動機轉矩不減小的情況下確定轉矩干預需求。

因此，在轉矩干預控制是必要的條件下，如果電動機和HSG轉矩控制可正常執(zhí)行，當前驅動模式是HEV模式，且轉矩干預需求小于電動機充電限制轉矩和HSG充電限制轉矩之和，則轉矩干預需求確定單元將發(fā)動機轉矩(保持不變)、電動機轉矩減少量以及HSG轉矩減少 量之和確定為轉矩干預需求(操作S109)。

如圖4示例性所示，當HCU向發(fā)動機控制單元和電動機控制單元傳送表明操作S109中所確定的轉矩干預需求的指令時，執(zhí)行基于所確定的轉矩干預需求的轉矩干預控制，并且在保持發(fā)動機扭距的同時執(zhí)行基于HSG和電動機轉矩減少量分配的轉矩干預控制。

如上所述，變速器輸入轉矩可以是發(fā)動機轉矩、HSG轉矩以及電動機轉矩之和，并且由于換擋期間的轉矩干預控制是將變速器輸入轉矩減小至目標值的請求，因此當HSG轉矩改變時，變速器輸入轉矩根據(jù)需要追隨輸入至變速器的轉矩總和，以便追隨干預目標轉矩。

參考圖5，可以考慮HSG和電動機效率通過最佳轉矩分配確定電動機轉矩減少量γ和HSG轉矩減少量β，為了這個目的，從電動機效率圖和HSG效率圖提取的值可被用作電動機轉矩減少量γ和HSG轉矩減少量β。因此，可以防止在轉矩干預控制期間HSG和電動機效率的降低。

如上所述，可以考慮電動機和HSG的狀態(tài)、驅動模式、電動機和HSG充電限制轉矩等確定轉矩干預需求，并且在根據(jù)所確定的轉矩干預需求最大保持發(fā)動機轉矩的條件下，執(zhí)行基于HSG和電動機轉矩減少量的轉矩干預控制，從而防止發(fā)動機效率的降低和提高燃料效率。

如由上述所顯而易見的，本發(fā)明提供以下效果。

首先，當混合動力電動車輛換擋期間執(zhí)行轉矩干預控制時，在最大地保持發(fā)動機轉矩的條件下，執(zhí)行基于HSG和電動機減少量的轉矩干預控制，從而防止發(fā)動機效率的降低和提高燃料效率。

其次，考慮HSG和電動機的效率通過最佳轉矩分配確定用于轉矩干預控制的HSG和電動機轉矩減少量，從而防止HSG效率和電動機效率的降低。

本發(fā)明已參考優(yōu)選實施例被詳細描述。但是，應當理解，本領域技術人員可在不偏離權利要求及其等同物所定義的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，對這些實施例做出改變。