專利名稱：混合動力汽車電怠速的扭矩控制方法及系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于混合動力汽車控制技術領域，尤其涉及混合動力汽車進入電機怠速運行時的力矩控制。
背景技術：
帶自動變速箱并具有電機怠速運行的混合動力汽車，在發(fā)動機沒有功率輸出的情況下切換檔位、電池SOC (荷電狀態(tài))低或電池功率低時會觸發(fā)自動啟動。在該自動啟動時如符合進入電機怠速運行的條件，汽車便會進入電機怠速運行模式。如何對電機怠速運行模式下的力矩進行控制，是業(yè)界正在研究的課題之一。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種混合動力汽車電機怠速運行的扭矩控制方法。該方法包括判斷電機是否進入怠速運行模式；在電機進入怠速運行模式的情況下，判斷電機是否由自動啟動模式進入電機怠速運行模式；以及在電機由自動啟動模式進入電機怠速運行模式的情況下，根據進入自動啟動模式的檔位設置前向反饋力矩，在電機不是由自動啟動模式進入電機怠速運行模式的情況下，設置前向反饋力矩為行車模式時的前向反饋力矩，其中行車模式所對應的檔位為D檔。優(yōu)選地，本發(fā)明所述方法還包括獲得前向反饋力矩修正值。優(yōu)選地，獲得前向反饋力矩修正值包括根據預先設定的條件判斷是否由混合動力控制器命令發(fā)動機控制器開始噴油點火，在進行噴油點火之后，根據油門是否被踩踏以及發(fā)動機的不同輸出力矩設定不同的系數，以及將該系數乘以發(fā)動機的輸出力矩從而獲得前向反饋力矩修正值。優(yōu)選地，所述方法還包括根據預先設定的電機怠速運行的目標轉速與實際的電機轉速之差獲得PID控制力矩。優(yōu)選地，所述方法進一步包括根據所設置的前向反饋力矩，所述前向反饋力矩修正值以及PID控制力矩獲得電機怠速運行的控制輸出力矩。優(yōu)選地，所述根據進入自動啟動模式的檔位設置前向反饋力矩包括判斷電機是否由R檔觸發(fā)進入怠速運行模式，在電機是以R檔觸發(fā)進入怠速運行模式的情況下，設置前向反饋力矩為R檔的前向反饋力矩，在電機不是以R檔觸發(fā)進入怠速運行模式的情況下，判斷電機是否由P檔或N檔觸發(fā)進入怠速運行模式，在電機是以P檔或N檔觸發(fā)進入怠速運行模式的情況下，設置前向反饋力矩為P檔或N檔的前向反饋力矩，以及在電機不是以P檔或N檔觸發(fā)進入怠速運行模式的情況下，設置前向反饋力矩為D檔的前向反饋力矩。本發(fā)明還提供一種混合動力汽車電機怠速運行的扭矩控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括用于判斷電機是否進入怠速運行模式的第一判斷模塊，用于在第一判斷模塊的判斷結果為電機進入怠速運行模式的情況下，判斷電機是否由自動啟動模式進入電機怠速運行模式的第二判斷模塊，用于在第二判斷模塊的結果為電機由自動啟動模式進入電機怠速運行模式的情況下，根據進入自動啟動模式的檔位設置前向反饋力矩，在第二判斷模塊的結果為電機不是由自動啟動模式進入電機怠速運行模式的情況下，設置前向反饋力矩為行車模式時的前向反饋力矩的力矩設置模塊。優(yōu)選地，本發(fā)明所述的系統(tǒng)還包括用于根據預先設定的條件判斷是否由混合動力控制器命令發(fā)動機控制器開始噴油點火，在進行噴油點火之后，根據油門是否被踩踏以及發(fā)動機的不同輸出力矩設定不同的系數，以及將該系數乘以發(fā)動機的輸出力矩從而獲得前向反饋力矩修正值的修正值計算單元。優(yōu)選地，本發(fā)明所述的系統(tǒng)還包括根據預先設定的電機怠速運行的目標轉速與實際的電機轉速之差獲得PID控制力矩的控制力矩獲得模塊。優(yōu)選地，本發(fā)明所述的系統(tǒng)還包括根據修正值計算單元所計算的修正值，控制力矩獲得模塊所獲得PID控制力矩，以及力矩設置模塊所設置的前向反饋力矩獲得電機怠速運行的控制輸出力矩的控制輸出力矩獲取模塊。優(yōu)選地，本發(fā)明所述的系統(tǒng)中，所述力矩設置模塊包括判斷電機是否由R檔觸發(fā)進入怠速運行模式的第一判斷單元，在所述第一判斷單元的判斷結果為電機由R檔觸發(fā)進入怠速運行模式的情況下，設置前向反饋力矩為R檔前向反饋力矩的第一力矩設置單元，在電機不是以R檔觸發(fā)進入怠速運行模式的情況下，判斷電機是否由P檔或N檔觸發(fā)進入怠速運行模式的第二判斷單元，以及在第二判斷單元的判斷結果為電機是以P檔或N檔觸發(fā)進入怠速運行模式的情況下，設置前向反饋力矩為P檔或N檔的前向反饋力矩，以及在第二判斷單元的判斷結果為以P檔或N檔觸發(fā)進入怠速運行模式的情況下，設置前向反饋力矩為D檔的前向反饋力矩的第二力矩設置單元。根據本發(fā)明所述的方法和/或系統(tǒng)，可有效地控制電機怠速運行時的力矩。


圖1是本發(fā)明所述混合動力汽車電怠速的扭矩控制方法的流程圖。圖2是根據開關選擇力矩輸出的示意圖。圖3是根據本發(fā)明的混合動力汽車電機怠速運行的扭矩控制系統(tǒng)的示意圖。圖4進一步給出了力矩設置模塊34的示意圖。圖5是根據本發(fā)明所述的電機的輸出力矩、發(fā)動機輸出力矩、發(fā)動機轉速、以及混合動力控制狀態(tài)的相對關系圖。
具體實施例方式以下結合附圖進一步說明本發(fā)明所述的電機怠速運行模式下的扭矩控制方法。在本發(fā)明的描述中，術語“電機怠速運行(下文稱電怠速)”指的是由電機輸出力矩以驅動汽車且發(fā)動機沒有噴油點火；或者主要由電機輸出力矩以驅動汽車，但此時發(fā)動機已開始噴油點火且有力矩輸出同時發(fā)動機還沒有向混合動力控制器(HCU)發(fā)送發(fā)動機已穩(wěn)定工作的信號。主要由電機輸出力矩驅動汽車，發(fā)動機已經開始噴油點火有力矩輸出，但還向混合動力控制器HCU反饋的發(fā)動機已經穩(wěn)定工作的信號。術語“電怠速目標轉速”可以根據汽車自由哪種模式進入電怠速而分別設定。本發(fā)明中，汽車可以由自動啟動模式進入電怠速，或者由在D檔行車模式進入電怠速。術語“自動啟動模式”指的是電機將發(fā)動機從轉速為零拖動到怠速轉速。術語“行車模式”指的是汽車以高于一定值(比如30公里/米)的速度運行的模式。簡單地講，本發(fā)明所述的混合動力系統(tǒng)電怠速的扭矩控制方法首先控制電怠速模式下力矩的選擇，進而對所選擇的力矩進行修正。圖1是本發(fā)明所述混合動力汽車電怠速的扭矩控制方法的流程圖。在開始步驟之后，進入步驟10，判斷電機是否進入了電機怠速運行模式，如果是則進入步驟12，否則結束。在步驟12，判斷電機是否從自動啟動模式進入電機怠速運行模式，如果是則進入步驟14，否則進入步驟46。在本發(fā)明中，如果汽車不是從自動啟動模式進入電機怠速運行模式，便是從行車模式進入電機怠速運行模式。在汽車從行車模式進入電機怠速運行模式的情況下，如步驟46所示，設置前向力矩選擇開關，以使力矩輸出被設置在按照行車模式輸出前向反饋力矩；隨后汽車以行車模式的前向反饋力矩運行，如步驟48所示。在汽車從自動啟動模式進入電機怠速運行模式的情況下，進一步在步驟14判斷是否是切換到R檔以觸發(fā)自動啟動模式而進入電機怠速運行模式；如果是，則進入步驟16，否則進入步驟15。在以R檔觸發(fā)自動啟動模式而進入電機怠速運行模式的情況下，設置前向力矩選擇開關，使得力矩輸出回路被設置在按照R檔輸出前向反饋力矩；隨后汽車以R檔的前向反饋力矩運行，如步驟18所示。如果不是以R檔觸發(fā)自動啟動模式而進入電機怠速運行模式，則判斷是否是以P檔或N檔觸發(fā)發(fā)動機從而進入電機怠速運行模式，如果是，則進入步驟26，否則進入步驟36。在步驟26，設置前向力矩選擇開關，使得力矩輸出回路被設置以按照P檔或N檔輸出前向反饋力矩；隨后汽車以P檔或N檔的前向反饋力矩運行，如步驟28所示。在步驟36，設置前向力矩選擇開關，使得力矩輸出回路被設置以按照D檔輸出前向反饋力矩；隨后汽車以D檔的前向反饋力矩運行，如步驟38所示。如上所述，在判斷了汽車是如何進入電機怠速運行模式之后，便依據該判斷結果來輸出相應的力矩，從而有效地達成了電機怠速運行狀態(tài)下的力矩控制。在如上的描述中，步驟14中所示意的切換到R檔以觸發(fā)自動啟動模式而進入電怠速模式指的是在自動停機模式(即，發(fā)動機轉速為零，無輸出功率的模式)，駕駛人員切換檔位到R檔從而觸發(fā)自動啟動模式。在自動啟動模式之后，電機便進入怠速運行狀態(tài)。步驟15中所示意的切換到P檔或N檔以觸發(fā)自動啟動模式而進入電怠速模式指的是在自動停機模式時，駕駛人員切換檔位到P檔或N檔從而觸發(fā)了自動啟動模式。同樣，自動啟動模式完成之后，便進入電怠速模式。根據本發(fā)明，各實施例中的前向反饋力矩可根據預先設置的電機輸入轉速表得至IJ。電機轉速表給出了輸入的電機轉速與前向反饋力矩的對應關系，需要說明是，相同的電機轉速可能對應不同的前向反饋力矩，如本領域技術人員所理解的，輸入的電機轉速與前向反饋力矩的對應關系還取決于不同的檔位。根據本發(fā)明的一個示例，可設置力矩選擇開關以根據不同的判斷結果選擇相應的力矩回路。圖2給出了根據開關選擇力矩輸出的示意。當開關設置在不同位置時，不同的力矩輸出被選擇。如所示的，當根據步驟12的判斷進入到步驟46時，便通過接通開關204來設置前向力矩，亦即按照行車模式輸出前向反饋力矩，當根據步驟14的判斷結果進入步驟16時，便通過接通開關201來設置前向力矩，亦即按照R檔輸出前向反饋力矩，當根據步驟15的判斷結果進入步驟26時，便通過接通開關202來設置前向力矩，亦即按照R檔或者N檔輸出前向反饋力矩，當根據步驟15的判斷結果進入步驟36時，便通過接通開關203來設置前向力矩，亦即按照D檔輸出前向反饋力矩。進一步，根據本發(fā)明所述的混合動力汽車電怠速的扭矩控制方法還包括將對所選擇的力矩進行修正。對力矩的修正包括獲得力矩修正值以及根據該值對發(fā)動機輸出力矩進行修正。在此以示例的形式說明如何獲得力矩修正值:在電機怠速運行模式，判斷是否由混合動力控制器HCU命令發(fā)動機控制器開時噴油點火。在發(fā)動機開始噴油點火后，分別根據駕駛員是否踩油門及發(fā)動機的不同輸出力矩設定不同的系數，將該系數乘以發(fā)動機的輸出力矩，便得到前向反饋力矩修正值。在本例中，判斷是否由混合動力控制器HCU命令發(fā)動機控制器開時噴油點火可以根據荷電狀態(tài)SOC是否低于設定的標定值、電池可用放電功率是否低于設定的標定值、或者在電怠速模式運行的時間已大于設定的標定值等條件。此外，根據目標電機怠速運行的轉速與實際的電機轉速之差進行PID控制，以計算出PID控制力矩。在此，PID控制指的是比例、積分、微分控制。PID控制力矩是目標電怠速的轉速與實際的電機轉速之差分別與PID控制中的比例項、積分項、微分項乘積的和。依據所獲得的前向力矩反饋、前向力矩修正值以及PID控制力矩之和便可得出電機怠速運行的控制輸出力矩。圖3示出了根據本發(fā)明的混合動力汽車電機怠速運行的扭矩控制系統(tǒng)的示意圖。如圖所示，該系統(tǒng)包括第一判斷模塊30，第二判斷模塊32，以及力矩設置模塊34。第一判斷模塊30判斷電機是否進入怠速運行模式，第二判斷模塊32在第一判斷模塊30的判斷結果為電機進入怠速運行模式的情況下，判斷電機是否由自動啟動模式進入電機怠速運行模式，而力矩設置模塊34在第二判斷模塊32的判斷結果為電機由自動啟動模式進入電機怠速運行模式的情況下，根據進入自動啟動模式的檔位設置前向反饋力矩，在第二判斷模塊的判斷結果為電機不是由自動啟動模式進入電機怠速運行模式的情況下，設置前向反饋力矩為行車模式時的前向反饋力矩?？蛇x地，該系統(tǒng)還包括修正值計算單元36，以根據預先設定的條件判斷是否由混合動力控制器命令發(fā)動機控制器開始噴油點火，在進行噴油點火之后，根據油門是否被踩踏以及發(fā)動機的不同輸出力矩設定不同的系數，及將該系數乘以發(fā)動機的輸出力矩從而獲得前向反饋力矩修正值。所述系統(tǒng)還可包括根據預先設定的電機怠速運行的目標轉速與實際的電機轉速之差獲得PID控制力矩的控制力矩獲得模塊38。所述系統(tǒng)還包括控制輸出力矩獲取模塊40，其根據修正值計算單元36計算的修正值，控制力矩獲得模塊38所獲得的控制力矩，以及力矩設置模塊34所設置的控制輸出力矩來獲得電機怠速運行時的控制輸出力矩。圖4進一步給出了力矩設置模塊34的示意圖。如圖所示，力矩設置模塊34包括第一判斷單元340，第一力矩設置單元342，第二判斷單元344，以及第二力矩設置單元346。第一判斷單元340判斷電機是否由R檔觸發(fā)進入怠速運行模式，在其判斷結果為為電機由R檔觸發(fā)進入怠速運行模式的情況下，第一力矩設置單元342設置前向反饋力矩為R檔前向反饋力矩；在所述第一判斷單元340的判斷結果為電機不是以R檔觸發(fā)進入怠速運行模式的情況下，第二判斷單元344判斷電機是否由P檔或N檔觸發(fā)進入怠速運行模式，在其判斷結果為電機是以P檔或N檔觸發(fā)進入怠速運行模式的情況下，第二力矩設置單元346設置前向反饋力矩為P檔或N檔的前向反饋力矩，以及在第二判斷單元344的判斷結果為以P檔或N檔觸發(fā)進入怠速運行模式的情況下，第二力矩設置單元346設置前向反饋力矩為D檔的前向反饋力矩。圖5是根據本發(fā)明所述的電機的輸出力矩、發(fā)動機輸出力矩、發(fā)動機轉速、以及混合動力控制狀態(tài)的相對關系圖。圖5的縱軸示意的是電機轉速，需要說明的是，圖5的縱軸同時也代表了電機的輸出力矩，只是未以具體數值的形式顯示出來。圖5中，第一區(qū)域42對應電機轉速閉環(huán)控制區(qū)域，在該區(qū)域，發(fā)動機斷油或發(fā)動機開始噴油但還沒有向混合動力控制器反饋發(fā)動機已經穩(wěn)定工作的信號。在第一區(qū)域42，電機輸出為所選擇的前向反饋力矩、力矩修正值以及PID控制力矩之和(如曲線420所示)。第二區(qū)域44對應發(fā)動機進入力矩閉環(huán)區(qū)域，在該區(qū)域，已經退出了電怠速運行模式，亦即在發(fā)動機噴油點火并向混合動力控制器反饋發(fā)動機已經穩(wěn)定工作的信號，汽車退出了電怠速運行模式。在本發(fā)明中，向混合動力控制器HCU發(fā)送的發(fā)動機已穩(wěn)定工作的信號均是指:發(fā)動機控制器已完成發(fā)動機開環(huán)的起動控制并進入力矩結構控制模式，所述發(fā)動機開環(huán)的起動控制是指發(fā)動機按預設的進氣量、電火角、噴油來開環(huán)地控制發(fā)動機的力矩，所述進入力矩結構控制模式是指開始了發(fā)動機閉環(huán)的進氣量、點火角、噴油控制來滿足需求的發(fā)動機力矩。根據本發(fā)明所述的電機怠速運行的扭矩控制方法及相應的系統(tǒng)，可有效地控制電機怠速運行時的力矩。
權利要求
1.一種混合動力汽車電機怠速運行的扭矩控制方法，其特征在于，所述方法包括:判斷電機是否進入怠速運行模式；在電機進入怠速運行模式的情況下，判斷電機是否由自動啟動模式進入電機怠速運行模式；以及在電機由自動啟動模式進入電機怠速運行模式的情況下，根據進入自動啟動模式的檔位設置前向反饋力矩，在電機不是由自動啟動模式進入電機怠速運行模式的情況下，設置前向反饋力矩為行車模式時的前向反饋力矩。
2.根據權利要求1所述的扭矩控制方法，其特征在于，所述方法還包括獲得前向反饋力矩修正值。
3.根據權利要求2所述的扭矩控制方法，其特征在于，獲得所述前向反饋力矩修正值包括: 根據預先設定的條件判斷是否由混合動力控制器命令發(fā)動機控制器開始噴油點火， 在進行噴油點火之后，根據油門是否被踩踏以及發(fā)動機的不同輸出力矩設定不同的系數，以及 將該系數乘以發(fā)動機的輸出力矩從而獲得前向反饋力矩修正值。
4.根據權利要求2所述的扭矩控制方法，其特征在于，所述方法還包括根據預先設定的電機怠速運行的目標轉速與實際的電機轉速之差獲得PID控制力矩。
5.根據權利要求4所述的扭矩控制方法，其特征在于，所述方法進一步包括根據所設置的前向反饋力矩、所述前向反饋力矩修正值以及PID控制力矩獲得電機怠速運行的控制輸出力矩。
6.根據權利要求1所述的扭矩控制方法，其特征在于，所述根據進入自動啟動模式的檔位設置前向反饋力矩包括: 判斷電機是否由R檔觸發(fā)進入怠速運行模式， 在電機是以R檔觸發(fā)進入怠速運行模式的情況下，設置前向反饋力矩為R檔的前向反饋力矩， 在電機不是以R檔觸發(fā)進入怠速運行模式的情況下，判斷電機是否由P檔或N檔觸發(fā)進入怠速運行模式， 在電機是以P檔或N檔觸發(fā)進入怠速運行模式的情況下，設置前向反饋力矩為P檔或N檔的前向反饋力矩，以及 在電機不是以P檔或N檔觸發(fā)進入怠速運行模式的情況下，設置前向反饋力矩為D檔的前向反饋力矩。
7.一種混合動力汽車電機怠速運行的扭矩控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括: 第一判斷模塊，用于判斷電機是否進入怠速運行模式， 第二判斷模塊，用于在第一判斷模塊的判斷結果為電機進入怠速運行模式的情況下，判斷電機是否由自動啟動模式進入電機怠速運行模式， 力矩設置模塊，用于在第二判斷模塊的判斷結果為電機由自動啟動模式進入電機怠速運行模式的情況下，根據進入自動啟動模式的檔位設置前向反饋力矩，在第二判斷模塊的判斷結果為電機不是由自動啟動模式進入電機怠速運行模式的情況下，設置前向反饋力矩為行車模式時的前向反饋力矩。
8.根據權利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括用于根據預先設定的條件判斷是否由混合動力控制器命令發(fā)動機控制器開始噴油點火，在進行噴油點火之后，根據油門是否被踩踏以及發(fā)動機的不同輸出力矩設定不同的系數，以及將該系數乘以發(fā)動機的輸出力矩從而獲得前向反饋力矩修正值的修正值計算單元。
9.根據權利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括根據預先設定的電機怠速運行的目標轉速與實際的電機轉速之差獲得PID控制力矩的控制力矩獲得模塊。
10.根據權利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括根據修正值計算單元所計算的修正值，控制力矩獲得模塊所獲得PID控制力矩，以及力矩設置模塊所設置的前向反饋力矩獲得電機怠速運行的控制輸出力矩的控制輸出力矩獲取模塊。
11.根據權利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述力矩設置模塊包括: 判斷電機是否由R檔觸發(fā)進入怠速運行模式的第一判斷單元， 在所述第一判斷單元的判斷結果為電機由R檔觸發(fā)進入怠速運行模式的情況下，設置前向反饋力矩為R檔前向反饋力矩的第一力矩設置單元， 在所述第一判斷單元的判斷結果為電機不是以R檔觸發(fā)進入怠速運行模式的情況下，判斷電機是否由P檔或N檔觸發(fā)進入怠速運行模式的第二判斷單元，以及 在第二判斷單元的判斷結果為電機是以P檔或N檔觸發(fā)進入怠速運行模式的情況下，設置前向反饋力矩為P檔或N檔的前向反饋力矩，以及在第二判斷單元的判斷結果為以P檔或N檔觸發(fā)進入怠速運行模式的情況下，設置前向反饋力矩為D檔的前向反饋力矩的第二力矩設置單元。
全文摘要
本發(fā)明提供一種混合動力汽車電機怠速運行的扭矩控制方法。該方法包括判斷電機是否進入怠速運行模式；在電機進入怠速運行模式的情況下，判斷電機是否由自動啟動模式進入電機怠速運行模式；以及在電機由自動啟動模式進入電機怠速運行模式的情況下，根據進入自動啟動模式的檔位設置前向反饋力矩，在電機不是由自動啟動模式進入電機怠速運行模式的情況下，設置前向反饋力矩為行車模式時的前向反饋力矩。本發(fā)明還提供相應的系統(tǒng)。本發(fā)明的方法或系統(tǒng)可有效控制電機怠速運行時的力矩。
文檔編號B60W10/06GK103183022SQ20111045695
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權日2011年12月31日
發(fā)明者馬成杰, 周宇星, 邱國茂, 陳森濤 申請人:上海汽車集團股份有限公司