在混合動(dòng)力車電池放電受限時(shí)改變運(yùn)行模式的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】用于在混合動(dòng)力車的電池放電受到限制時(shí)改變運(yùn)行模式的方法和系統(tǒng)包括：檢測(cè)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和電池各自的狀態(tài)，在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作并且電池放電受到限制時(shí)確定是否要求改變到需要發(fā)動(dòng)機(jī)工作的運(yùn)行模式。當(dāng)要求改變到該運(yùn)行模式時(shí)，首先使用電池的可用功率操作起動(dòng)電動(dòng)機(jī)。在發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)通過起動(dòng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)控制發(fā)動(dòng)機(jī)使得起動(dòng)電動(dòng)機(jī)可執(zhí)行充電操作，用于發(fā)動(dòng)機(jī)離合器的同步，并用于使用電池的可用功率驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。
【專利說明】在混合動(dòng)力車電池放電受限時(shí)改變運(yùn)行模式的方法和系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求于2013年6月18日在韓國知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提出的韓國專利申請(qǐng)第10-2013-0069847號(hào)的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，其全部?jī)?nèi)容引入本文以供參考。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本公開涉及在混合動(dòng)力車電池放電受到限制時(shí)改變運(yùn)行模式的方法和系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0004]眾所周知，由于油價(jià)和排氣法規(guī)的增加，在車輛開發(fā)中研究了環(huán)境友好政策和燃料效率改善。因此，車輛制造商已經(jīng)開發(fā)出一種用于降低燃料消耗并減少排氣的技術(shù)，以滿足環(huán)境友好政策并改善燃料效率。
[0005]另外，車輛制造商集中精力于開發(fā)混合動(dòng)力車的技術(shù)，其有效地結(jié)合并使用發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力來實(shí)現(xiàn)高燃料效率。混合動(dòng)力車憑借高燃料效率和環(huán)境友好特征滿足了眾多消費(fèi)者的購買需求。
[0006]圖1示出典型混合動(dòng)力車的示例性配置。
[0007]參考圖1，混合動(dòng)力車可包括發(fā)動(dòng)機(jī)10、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20、用于結(jié)合或釋放發(fā)動(dòng)機(jī)10與驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20之間的動(dòng)力的發(fā)動(dòng)機(jī)離合器30、變速器40、差動(dòng)齒輪裝置50、電池60、用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)10或者通過發(fā)動(dòng)機(jī)10的扭矩發(fā)電的起動(dòng)/發(fā)電電動(dòng)機(jī)70、以及多個(gè)車輪80。
[0008]而且，混合動(dòng)力車可包括用于控制混合動(dòng)力車的所有操作的混合動(dòng)力控制器(HC)100以及用于管理并控制電池60的電池控制器(BC)160。電池控制器160可以稱為電池管理系統(tǒng)(BMS)。
[0009]常規(guī)混合動(dòng)力車的構(gòu)成元件對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是已知的，因此將省略更詳細(xì)的描述。
[0010]在已知技術(shù)中，起動(dòng)/發(fā)電電動(dòng)機(jī)70可以稱為集成起動(dòng)器發(fā)電機(jī)(ISG)或混合起動(dòng)器發(fā)電機(jī)(HSG)。以下，在本說明書中，起動(dòng)/發(fā)電電動(dòng)機(jī)70可以稱為起動(dòng)電動(dòng)機(jī)。
[0011]混合動(dòng)力車可以以如下驅(qū)動(dòng)模式運(yùn)行，例如僅使用驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20的扭矩的電動(dòng)車(EV)模式、在使用發(fā)動(dòng)機(jī)10的扭矩作為主要?jiǎng)恿υ吹耐瑫r(shí)使用驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20的扭矩作為輔助動(dòng)力源的混合電動(dòng)車(HEV)模式、以及在制動(dòng)期間或者在車輛靠慣性運(yùn)行時(shí)的再生制動(dòng)(RB)模式。在RB模式中，通過驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20的電力產(chǎn)生收集制動(dòng)和慣性能量，并且用所收集的能量對(duì)電池60進(jìn)行充電。
[0012]如上所述，混合動(dòng)力車同時(shí)使用發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能和電池的電能?；旌蟿?dòng)力車使用發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的最佳操作區(qū)域并在制動(dòng)的同時(shí)通過驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)收集能量，從而提高燃料效率并有效地使用能量。
[0013]在混合動(dòng)力車中，通?？梢愿鶕?jù)電池60的充電狀態(tài)(SOC)劃分運(yùn)行方法。
[0014]圖2是示出與混合動(dòng)力車的運(yùn)行方法相應(yīng)的電池60的SOC的示例性圖。
[0015]參考圖2，混合動(dòng)力車的電池60的充電可根據(jù)SOC劃分為臨界過充區(qū)域CH (臨界高)、過充區(qū)域H (高)、正常充電區(qū)域N (正常)、低充電區(qū)域L (低)、以及臨界低充電區(qū)域CL(臨界低)。低充電區(qū)域可以大約分成兩半為兩個(gè)區(qū)域LI和L2。
[0016]混合動(dòng)力車的BC160可執(zhí)行部分負(fù)載充電控制、怠速充電控制和功率限制控制以保持電池60的S0C，如圖2所示。
[0017]基于圖2中示出的內(nèi)容，通常當(dāng)電池的SOC處于正常充電區(qū)域N中時(shí)執(zhí)行部分負(fù)載充電控制。通常當(dāng)電池的SOC處于上部低充電區(qū)域LI中時(shí)執(zhí)行怠速充電控制。通常當(dāng)電池的SOC處于下部低充電區(qū)域L2和臨界低充電區(qū)域CL中時(shí)執(zhí)行功率限制控制。
[0018]當(dāng)執(zhí)行功率限制控制時(shí)，由高電壓功率模塊系統(tǒng)的電設(shè)備使用的功率可受到限制。
[0019]因此，當(dāng)執(zhí)行功率限制控制時(shí)，當(dāng)在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20的速度較高的情況下需要將EV運(yùn)行模式改變到HEV運(yùn)行模式時(shí)，須首先使用電池功率來起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。在這種情況下，由于驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率可能變得不足，可能使駕駛性能和加速性能劣化。
[0020]換言之，在現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)電池處于放電限制狀態(tài)，例如當(dāng)SOC較低，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)被驅(qū)動(dòng)，并且要求改變到HEV運(yùn)行模式(其中須驅(qū)動(dòng)起動(dòng)電動(dòng)機(jī)以起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī))時(shí)，由于應(yīng)該使用電池可用功率的一部分來驅(qū)動(dòng)起動(dòng)電動(dòng)機(jī)以便起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，如圖3所示，因此在發(fā)動(dòng)機(jī)離合器接合時(shí)可能出現(xiàn)與加速性能相關(guān)的問題。
[0021]上述在該部分公開的信息僅用于增強(qiáng)對(duì)本公開背景的理解，因此其可能含有不構(gòu)成在該國本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已經(jīng)知曉的現(xiàn)有技術(shù)的信息。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0022]本公開提供在混合動(dòng)力車的電池放電受到限制時(shí)改變運(yùn)行模式的方法和系統(tǒng)，其具有若干優(yōu)勢(shì)。當(dāng)電池處于放電限制狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)被驅(qū)動(dòng)，并要求改變到需要驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的HEV運(yùn)行模式時(shí)，首先使用電池的可用功率來驅(qū)動(dòng)起動(dòng)電動(dòng)機(jī)?？刂破饎?dòng)電動(dòng)機(jī)以執(zhí)行充電操作，并且控制發(fā)動(dòng)機(jī)使得發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩增加用于發(fā)動(dòng)機(jī)離合器的同步。在發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)起動(dòng)之后使用全部電池功率驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。
[0023]本公開的示例性實(shí)施方式提供在混合動(dòng)力車的電池放電受到限制時(shí)改變運(yùn)行模式的方法，其中混合動(dòng)力車使用發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力工作。檢測(cè)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和電池各自的狀態(tài)，并且當(dāng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作且電池放電受到限制時(shí)確定向要求發(fā)動(dòng)機(jī)操作的運(yùn)行模式的改變。當(dāng)要求改變到該運(yùn)行模式時(shí)，首先使用電池的可用功率操作起動(dòng)電動(dòng)機(jī)。在發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)通過起動(dòng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)之后，控制發(fā)動(dòng)機(jī)使得起動(dòng)電動(dòng)機(jī)可執(zhí)行充電操作，用于發(fā)動(dòng)機(jī)離合器的同步，并且用于使用電池的可用功率驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。
[0024]向需要發(fā)動(dòng)機(jī)工作的運(yùn)行模式的改變可以是從電動(dòng)車(EV)模式向混合電動(dòng)車(HEV)模式的改變。
[0025]控制發(fā)動(dòng)機(jī)使得起動(dòng)電動(dòng)機(jī)可執(zhí)行充電操作的步驟可包括基于起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的可充電扭矩設(shè)定第一發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，以及設(shè)定增加發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩所需的第二發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。
[0026]可將第一發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩設(shè)定為從可充電扭矩中減去用于限制起動(dòng)電動(dòng)機(jī)速度的余量值，并且可基于通過從起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)速度中減去實(shí)際速度而得到的發(fā)動(dòng)機(jī)離合器的增量RPM設(shè)定第二發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。
[0027]控制起動(dòng)電動(dòng)機(jī)用于發(fā)動(dòng)機(jī)離合器的同步的步驟可包括在發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)起動(dòng)之后設(shè)定用于發(fā)動(dòng)機(jī)離合器的同步的起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)速度，以及設(shè)定用于跟隨起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)速度的起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)扭矩。可將起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)扭矩設(shè)定為反饋控制器的輸出值以跟隨目標(biāo)速度。
[0028]本公開的另一實(shí)施方式提供在混合動(dòng)力車的電池放電受到限制時(shí)改變運(yùn)行模式的系統(tǒng)，其中混合動(dòng)力車使用發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力工作。發(fā)動(dòng)機(jī)離合器控制發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)之間的動(dòng)力傳送。電池供應(yīng)操作驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電動(dòng)機(jī)所需要的電力?？刂破髋渲贸煽刂瓢l(fā)動(dòng)機(jī)、起動(dòng)電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，其中控制器由程序操作。該程序包括用于執(zhí)行在混合動(dòng)力車的電池放電受到限制時(shí)改變運(yùn)行模式的方法的一系列命令。檢測(cè)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和電池各自的狀態(tài)，并且在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作并且電池放電受到限制時(shí)確定向要求發(fā)動(dòng)機(jī)工作的運(yùn)行模式的改變。當(dāng)要求向該運(yùn)行模式改變時(shí)，首先使用電池的可用功率操作起動(dòng)電動(dòng)機(jī)。在發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)通過起動(dòng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)以使起動(dòng)電動(dòng)機(jī)可執(zhí)行充電操作，用于發(fā)動(dòng)機(jī)離合器的同步，并用于使用電池的可用功率驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。
[0029]控制器可以是控制發(fā)動(dòng)機(jī)離合器和混合動(dòng)力車的整體操作的混合動(dòng)力控制器(HC)。
[0030]如上所述，根據(jù)本公開的實(shí)施方式，在電池處于放電限制狀態(tài)并且驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)被驅(qū)動(dòng)的情況下要求改變到需要發(fā)動(dòng)機(jī)工作的HEV運(yùn)行模式時(shí)，可以首先使用電池的可用功率來驅(qū)動(dòng)起動(dòng)電動(dòng)機(jī)。另外，根據(jù)本公開的實(shí)施方式，在發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)起動(dòng)之后，通過控制起動(dòng)電動(dòng)機(jī)執(zhí)行充電操作、控制發(fā)動(dòng)機(jī)使得發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩增加用于發(fā)動(dòng)機(jī)離合器的同步、并使用全部電池功率驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，可以提高駕駛性能和加速性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的常規(guī)混合動(dòng)力車的示例性圖。
[0032]圖2是示出根據(jù)相關(guān)技術(shù)的針對(duì)常規(guī)混合動(dòng)力車的運(yùn)行方法劃分的電池充電狀態(tài)(SOC)的示例性圖。
[0033]圖3是示出與在混合動(dòng)力車的電池放電受到限制時(shí)改變運(yùn)行模式相關(guān)的問題的示例性圖。
[0034]圖4是示出根據(jù)本公開的示例性實(shí)施方式的在混合動(dòng)力車的電池放電受到限制時(shí)改變運(yùn)行模式的系統(tǒng)的示例性圖。
[0035]圖5是示出根據(jù)本公開的示例性實(shí)施方式的在混合動(dòng)力車的電池放電受到限制時(shí)改變運(yùn)行模式的方法的示例性流程圖。
[0036]圖6是用于說明根據(jù)本公開的示例性實(shí)施方式的改變運(yùn)行模式的方法和系統(tǒng)的操作的示例性圖。
[0037]圖7是用于說明根據(jù)本公開的示例性實(shí)施方式的改變運(yùn)行模式的方法和系統(tǒng)的操作的示例性圖。
[0038]圖8是用于說明根據(jù)本公開的示例性實(shí)施方式的改變運(yùn)行模式的系統(tǒng)的操作的示例性圖。

【具體實(shí)施方式】
[0039]下文將參考附圖更全面地描述本公開，附圖中示出本公開的示例性實(shí)施方式。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可以以各種不同的方式修改所描述的實(shí)施方式，所有這些都不脫離本發(fā)明的精神或范圍。
[0040]而且，除非有明確的相反說明，術(shù)語“包括(comprise)”及其各種變形(comprises, comprising)應(yīng)當(dāng)被理解為包括所陳述的元素而不是排除其它元素。相同的附圖標(biāo)記在說明書通篇指代相同的元素。
[0041]圖4是示出根據(jù)本公開的示例性實(shí)施方式的在混合動(dòng)力車的電池放電受到限制時(shí)改變運(yùn)行模式的系統(tǒng)的示例性圖。
[0042]根據(jù)本公開的示例性實(shí)施方式的用于改變運(yùn)行模式的系統(tǒng)是在電池處于放電限制狀態(tài)并且驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)被驅(qū)動(dòng)的情況下要求改變到混合電動(dòng)車(HEV)運(yùn)行模式時(shí)，首先使用電池可用功率來驅(qū)動(dòng)起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可在發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)起動(dòng)之后控制起動(dòng)電動(dòng)機(jī)執(zhí)行充電操作，控制發(fā)動(dòng)機(jī)使得發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩增加用于發(fā)動(dòng)機(jī)離合器的同步，并使用電池的全部功率驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。
[0043]系統(tǒng)可包括配置成控制發(fā)動(dòng)機(jī)10與驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20之間的動(dòng)力傳送的發(fā)動(dòng)機(jī)離合器30。電池60供應(yīng)電力以操作驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20和起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)10的起動(dòng)電動(dòng)機(jī)70，并且控制器200配置成控制發(fā)動(dòng)機(jī)10、起動(dòng)電動(dòng)機(jī)70和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20。起動(dòng)電動(dòng)機(jī)70可稱為集成起動(dòng)器發(fā)電機(jī)(ISG)。在電池60處于放電限制狀態(tài)(例如當(dāng)充電狀態(tài)(SOC)較低時(shí))并且驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20被驅(qū)動(dòng)的情況下要求改變到HEV運(yùn)行模式時(shí)，控制器200可首先使用電池60的可用功率來驅(qū)動(dòng)起動(dòng)電動(dòng)機(jī)70。另外，控制器200在發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)起動(dòng)之后可控制起動(dòng)電動(dòng)機(jī)70執(zhí)行充電操作，控制發(fā)動(dòng)機(jī)10使得發(fā)動(dòng)機(jī)10的扭矩增加用于發(fā)動(dòng)機(jī)離合器20的同步，并使用電池60的全部功率驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20。另外，控制器200可包括混合動(dòng)力控制器或者可以被包括在混合動(dòng)力控制器中。在本說明書中，控制器200可稱為混合動(dòng)力控制器(HC)。
[0044]可以應(yīng)用根據(jù)本公開的示例性實(shí)施方式的系統(tǒng)的混合動(dòng)力車可包括變速器40、差動(dòng)齒輪裝置50、配置成控制發(fā)動(dòng)機(jī)10的操作的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECT) 110、配置成控制電動(dòng)機(jī)20的操作的電動(dòng)機(jī)控制器(MC) 120、配置成控制變速器40的操作的變速器控制單元(1U) 140、以及配置成控制并管理電池60的電池控制器(BC) 160。
[0045]在電池60處于放電限制狀態(tài)并且驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20被驅(qū)動(dòng)的情況下要求改變到HEV運(yùn)行模式時(shí)，HCU (或者控制器)200可包括配置成設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)10的扭矩和/或扭矩命令的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩設(shè)定器210、配置成設(shè)定起動(dòng)電動(dòng)機(jī)70的扭矩和/或扭矩命令的起動(dòng)電動(dòng)機(jī)扭矩設(shè)定器220、以及配置成設(shè)定驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20的扭矩和/或扭矩命令的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)扭矩設(shè)定器230。
[0046]HC200可包括由設(shè)定程序操作的一個(gè)或多個(gè)處理器或微處理器，并且設(shè)定程序包括用于執(zhí)行根據(jù)本公開的不例性實(shí)施方式的運(yùn)行模式改變方法的一系列命令，將在以下描述。
[0047]在本公開的示例性實(shí)施方式中，HC200可通過E⑶110、MC120和BC160控制發(fā)動(dòng)機(jī)
10、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20和電池60。
[0048]參考圖8，HC200可包括比例、積分、微分(PID)控制器和積分器來計(jì)算起動(dòng)電動(dòng)機(jī)70的輸出扭矩。
[0049]在以下將要描述的根據(jù)本公開的示例性實(shí)施方式的運(yùn)行模式改變方法中，一些處理可由E⑶110執(zhí)行，其他處理可由MC120執(zhí)行，或者由BC160執(zhí)行。然而應(yīng)當(dāng)理解本公開的范圍不限制于將在以下描述的示例性實(shí)施方式?？刂破骺梢砸耘c本公開的示例性實(shí)施方式中描述的不同組合實(shí)現(xiàn)。
[0050]在下文中，將參考附圖詳細(xì)描述根據(jù)本公開的示例性實(shí)施方式的在混合動(dòng)力車的電池放電受到限制時(shí)改變運(yùn)行模式的方法。
[0051]圖5是示出根據(jù)本公開的示例性實(shí)施方式的在混合動(dòng)力車的電池放電受到限制時(shí)改變運(yùn)行模式的方法的示例性流程圖。
[0052]如圖5所示，當(dāng)混合動(dòng)力車運(yùn)行時(shí)，HC200檢測(cè)運(yùn)行模式和電池60的狀態(tài)。
[0053]例如，HC200在步驟SllO中檢測(cè)混合動(dòng)力車是否以EV運(yùn)行模式運(yùn)行，并在步驟S120中檢測(cè)電池60是否處于放電限制狀態(tài)。HC200可自行檢測(cè)或者通過MC120和/或E⑶110檢測(cè)EV運(yùn)行模式。HC200可通過BC160檢測(cè)放電限制狀態(tài)。
[0054]另外，在步驟S130中，在電池60處于放電限制狀態(tài)并且驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20根據(jù)EV運(yùn)行模式而被驅(qū)動(dòng)的情況下，HC200檢測(cè)是否要求將EV運(yùn)行模式改變到需要發(fā)動(dòng)機(jī)10的操作的HEV運(yùn)行模式。
[0055]當(dāng)在步驟S130中要求將EV運(yùn)行模式改變到HEV運(yùn)行模式時(shí)，在步驟S140中HC200將電池60的可用功率供應(yīng)到起動(dòng)電動(dòng)機(jī)70以起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)10。
[0056]如上所述，當(dāng)電池60的可用功率被供應(yīng)到起動(dòng)電動(dòng)機(jī)70時(shí)，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20的實(shí)際扭矩立刻下降，并且起動(dòng)電動(dòng)機(jī)70的扭矩增加到用于發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)的扭矩值，如圖7所示。
[0057]參考圖6和7，當(dāng)在步驟S150中通過驅(qū)動(dòng)起動(dòng)電動(dòng)機(jī)70完成發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，HC200在步驟S160中控制發(fā)動(dòng)機(jī)10使得起動(dòng)電動(dòng)機(jī)70可執(zhí)行充電操作，在步驟S170中控制起動(dòng)電動(dòng)機(jī)70用于發(fā)動(dòng)機(jī)離合器30的同步，并在步驟S180和S190中使用電池60的可用功率控制驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20以完成從EV運(yùn)行模式到HEV運(yùn)行模式的運(yùn)行模式改變。
[0058]發(fā)動(dòng)機(jī)離合器30的同步是為了使發(fā)動(dòng)機(jī)10與驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20的速度相同，如圖7所示。
[0059]HC200可通過發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩設(shè)定器210基于起動(dòng)電動(dòng)機(jī)70的可充電扭矩設(shè)定第一發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩和增加發(fā)動(dòng)機(jī)10的扭矩所需的第二發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，以便在步驟S160中控制發(fā)動(dòng)機(jī)10使得起動(dòng)電動(dòng)機(jī)70可執(zhí)行充電操作。
[0060]例如，HC200可將第一發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩設(shè)定為通過從可充電扭矩中減去用于限制起動(dòng)電動(dòng)機(jī)70的速度的余量(margin)而得到的值，并且可基于通過從起動(dòng)電動(dòng)機(jī)70的目標(biāo)速度中減去實(shí)際速度而得到的發(fā)動(dòng)機(jī)離合器30的增量RPM來設(shè)定第二發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。HC200還可基于第一和第二發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制發(fā)動(dòng)機(jī)10和起動(dòng)電動(dòng)機(jī)70使得起動(dòng)電動(dòng)機(jī)70可產(chǎn)生電力從而對(duì)電池60充電，如圖7所示。
[0061]另外，在步驟S170中控制起動(dòng)電動(dòng)機(jī)70用于發(fā)動(dòng)機(jī)離合器30的同步的過程中，HC200可在發(fā)動(dòng)機(jī)10已經(jīng)起動(dòng)之后設(shè)定用于發(fā)動(dòng)機(jī)離合器30的同步的起動(dòng)電動(dòng)機(jī)70的目標(biāo)速度，以及用于跟隨起動(dòng)電動(dòng)機(jī)70的目標(biāo)速度的起動(dòng)電動(dòng)機(jī)70的目標(biāo)扭矩。
[0062]參考圖8，HC200可將起動(dòng)電動(dòng)機(jī)70的目標(biāo)扭矩設(shè)定為反饋控制器的輸出值以跟隨目標(biāo)速度。在這種情況下，反饋控制器可使用前饋項(xiàng)。
[0063]參考圖6?8，起動(dòng)電動(dòng)機(jī)70同時(shí)控制速度和充電操作。此處，用于充電的負(fù)載是發(fā)動(dòng)機(jī)10產(chǎn)生的扭矩，并且該扭矩的反向扭矩是起動(dòng)電動(dòng)機(jī)70產(chǎn)生的扭矩。
[0064]在圖8中，發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩待被輸入的標(biāo)記中的“-1”表示發(fā)動(dòng)機(jī)10和起動(dòng)電動(dòng)機(jī)70的傳動(dòng)比為I的情況。因此，傳動(dòng)比的數(shù)字是起動(dòng)電動(dòng)機(jī)70的前饋項(xiàng)。
[0065]當(dāng)在步驟S180中HC200在電池60的可用功率內(nèi)控制驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20輸出需求扭矩時(shí)，HC200的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)扭矩設(shè)定器230可將驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20的需求扭矩和輸出使能(enable)扭矩中的較小扭矩設(shè)定為驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20的扭矩命令，其中驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20的輸出使能扭矩可以設(shè)定為通過從電池60的放電限制功率中減去起動(dòng)電動(dòng)機(jī)70的功率而得到的值。
[0066]例如，HC200可根據(jù)下式設(shè)定驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20的扭矩命令。
[0067]TC=min (DT, 0ΕΤ)
[0068](TC:扭矩命令驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，DT:驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的需求扭矩，OET:驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的輸出使能扭矩，即“(電池的放電限制功率)-(起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率)”)
[0069]在該式中，電池的放電限制功率是能夠從電池60的當(dāng)前狀態(tài)輸出的功率。如上所述，在本公開的示例性實(shí)施方式中，由于起動(dòng)電動(dòng)機(jī)70在控制速度的同時(shí)執(zhí)行充電操作，起動(dòng)電動(dòng)機(jī)70的功率是負(fù)值，所以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20的總功率可以是通過從電池60的放電限制功率中減去起動(dòng)電動(dòng)機(jī)70的功率而得到的值。因此，盡管由于電池的放電限制導(dǎo)致電池的放電功率減小，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20可使用由起動(dòng)電動(dòng)機(jī)70充電的功率作為額外功率。由于可基于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20的當(dāng)前速度和輸出使能功率計(jì)算出驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20的輸出使能扭矩，HC200可將驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20的輸出使能扭矩和需求扭矩中的較小扭矩設(shè)定為用于最終輸出的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)70的扭矩。
[0070]另外，當(dāng)在步驟S150中未完成發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，HC200在步驟S155中將發(fā)動(dòng)機(jī)10識(shí)別為具有摩擦扭矩的負(fù)載，并在步驟S165中將起動(dòng)電動(dòng)機(jī)70控制到預(yù)定速度從而完全起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)10。在步驟S175中，HC200在電池60除驅(qū)動(dòng)起動(dòng)電動(dòng)機(jī)70以達(dá)到預(yù)定速度的功率之外的剩余可用功率之內(nèi)，進(jìn)一步控制驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20以輸出需求扭矩。
[0071]根據(jù)本公開的示例性實(shí)施方式，在電池處于放電限制狀態(tài)并且驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)被驅(qū)動(dòng)的情況下要求改變到HEV運(yùn)行模式時(shí)，可以首先使用電池的可用功率來驅(qū)動(dòng)起動(dòng)電動(dòng)機(jī)。另外，根據(jù)本公開的示例性實(shí)施方式，通過在發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)起動(dòng)之后控制起動(dòng)電動(dòng)機(jī)執(zhí)行充電操作，控制發(fā)動(dòng)機(jī)使得發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩增加用于發(fā)動(dòng)機(jī)離合器的同步并且以全部的電池功率驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，可以提高駕駛性能和加速性能。
[0072]盡管本公開結(jié)合目前被認(rèn)為是實(shí)用的示例性實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明不限于所公開的實(shí)施方式，相反，本公開意在涵蓋包括在隨附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種變更和等同布置。
【權(quán)利要求】
1.一種在混合動(dòng)力車的電池放電受到限制時(shí)改變運(yùn)行模式的方法，其中所述混合動(dòng)力車使用發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力工作，所述方法包括: 檢測(cè)所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和所述電池各自的狀態(tài)； 在所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作并且所述電池放電受到限制時(shí)確定是否要求向需要所述發(fā)動(dòng)機(jī)工作的運(yùn)行模式的改變； 當(dāng)要求向所述運(yùn)行模式的改變時(shí)，首先使用所述電池的可用功率操作起動(dòng)電動(dòng)機(jī)；以及 在所述發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)通過所述起動(dòng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)使得所述起動(dòng)電動(dòng)機(jī)可執(zhí)行充電操作，用于發(fā)動(dòng)機(jī)離合器的同步，并用于使用所述電池的可用功率驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中向要求所述發(fā)動(dòng)機(jī)工作的運(yùn)行模式的改變是從電動(dòng)車(EV)模式向混合電動(dòng)車(HEV)模式的改變。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)使得所述起動(dòng)電動(dòng)機(jī)可執(zhí)行所述充電操作的步驟包括: 基于所述起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的可充電扭矩設(shè)定第一發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩；以及 設(shè)定增加所述發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩所需的第二發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中將所述第一發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩設(shè)定為從所述可充電扭矩中減去用于限制所述起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的速度的余量值，并且基于通過從所述起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)速度中減去實(shí)際速度而得到的所述發(fā)動(dòng)機(jī)離合器的增量RPM設(shè)定所述第二發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其中控制所述起動(dòng)電動(dòng)機(jī)用于所述發(fā)動(dòng)機(jī)離合器的同步的步驟包括: 在所述發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)起動(dòng)之后設(shè)定用于所述發(fā)動(dòng)機(jī)離合器的同步的所述起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)速度；以及 設(shè)定用于跟隨所述起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)速度的所述起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)扭矩。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中將所述起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)扭矩設(shè)定為反饋控制器的輸出值以跟隨所述目標(biāo)速度。
7.—種在混合動(dòng)力車的電池放電受到限制時(shí)改變運(yùn)行模式的系統(tǒng)，其中所述混合動(dòng)力車使用發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力工作，所述系統(tǒng)包括: 發(fā)動(dòng)機(jī)離合器，控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)與所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)之間的動(dòng)力傳送； 電池，供應(yīng)操作所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和用于起動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電動(dòng)機(jī)所需的電力；以及 控制器，配置成控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)、所述起動(dòng)電動(dòng)機(jī)和所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)， 其中所述控制器由程序操作，并且所述程序包括用于執(zhí)行在所述混合動(dòng)力車的電池放電受到限制時(shí)改變運(yùn)行模式的方法的一系列命令，所述方法包括: 檢測(cè)所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和所述電池各自的狀態(tài)； 在所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作并且所述電池放電受到限制時(shí)確定是否要求向需要所述發(fā)動(dòng)機(jī)工作的運(yùn)行模式的改變； 當(dāng)要求向所述運(yùn)行模式的改變時(shí)，首先使用所述電池的可用功率操作起動(dòng)電動(dòng)機(jī)；以及 在所述發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)通過所述起動(dòng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)使得所述起動(dòng)電動(dòng)機(jī)可執(zhí)行充電操作，用于發(fā)動(dòng)機(jī)離合器的同步，并用于使用所述電池的可用功率驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述控制器是控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)離合器和所述混合動(dòng)力車的整體操作的混合動(dòng)力控制器(HC)。
9.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中其中向需要所述發(fā)動(dòng)機(jī)工作的運(yùn)行模式的改變是從電動(dòng)車(EV)模式向混合電動(dòng)車(HEV)模式的改變。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)使得所述起動(dòng)電動(dòng)機(jī)可執(zhí)行所述充電操作的步驟包括: 基于所述起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的可充電扭矩設(shè)定第一發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩；以及 設(shè)定增加所述發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩所需的第二發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。
11.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中將所述第一發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩設(shè)定為從可充電扭矩中減去用于限制所述起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的速度的余量值，并且基于通過從所述起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)速度中減去實(shí)際速度而得到的所述發(fā)動(dòng)機(jī)離合器的增量RPM設(shè)定所述第二發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。
12.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中控制所述起動(dòng)電動(dòng)機(jī)用于所述發(fā)動(dòng)機(jī)離合器的同步的步驟包括: 在所述發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)起動(dòng)之后設(shè)定用于所述發(fā)動(dòng)機(jī)離合器的同步的所述起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)速度；以及 設(shè)定用于跟隨所述起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)速度的所述起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)扭矩。
13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中將所述起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)扭矩設(shè)定為反饋控制器的輸出值以跟隨所述目標(biāo)速度。
【文檔編號(hào)】B60W10/08GK104228816SQ201310656188
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月18日
【發(fā)明者】金尚準(zhǔn), 樸俊泳 申請(qǐng)人:現(xiàn)代自動(dòng)車株式會(huì)社