用于控制混合動力車輛的發(fā)動機(jī)起動的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于控制混合動力車輛的發(fā)動機(jī)起動的方法和系統(tǒng)，其基于駕駛者的加速需求功率。更具體地，計算感測反映駕駛者加速需求的加速踏板的操作的加速踏板傳感器（APS）的輸出信號的方差。當(dāng)加速踏板傳感器的輸出信號的方差為正閾值時，在方差為正的區(qū)段內(nèi)計算與加速踏板傳感器的輸出信號對應(yīng)的加速需求功率，并且累積計算的加速需求功率。然后，累積的加速需求功率與設(shè)定的功率值進(jìn)行比較，并且當(dāng)累積的加速需求功率等于或大于設(shè)定的功率值時，起動發(fā)動機(jī)以便從EV模式轉(zhuǎn)換至HEV模式。
【專利說明】用于控制混合動力車輛的發(fā)動機(jī)起動的方法和系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于控制混合動力車輛的發(fā)動機(jī)起動的方法和系統(tǒng)，該方法和系統(tǒng)配置成基于駕駛者的加速需求功率控制混合動力車輛中的發(fā)動機(jī)起動。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著油價的上漲和廢氣法規(guī)的收緊，生態(tài)友好需求和燃料效率提高已成為許多汽車制造商關(guān)注的焦點(diǎn)。因此，車輛制造商已投入更大努力研發(fā)降低燃料消耗和減少廢氣排放的技術(shù)，以便滿足生態(tài)友好需求和提高燃料效率。
[0003]響應(yīng)于上述需求，汽車制造商已特別集中興趣和努力來開發(fā)混合動力電動車輛(HEV)，該混合動力電動車輛組合利用發(fā)動機(jī)功率和電動機(jī)功率，從而獲得高燃料效率。因此，混合動力車輛由于其高燃料效率和生態(tài)友好形象，已滿足眾多客戶的購買需求。
[0004]圖1具體示出了混合動力車輛的概念結(jié)構(gòu)。參照圖1，混合動力車輛(HEV)通常包括用于調(diào)整和確定傳動軸12與輪軸14之間的傳動比的變速器22。電動機(jī)24，配置成通過電能將動力傳遞至傳動軸12，且在制動期間通過慣性從車輛再生能量。發(fā)動機(jī)26通過燃料注入發(fā)動機(jī)的一個或多個氣缸中而產(chǎn)生動力，且發(fā)動機(jī)側(cè)離合器28將發(fā)動機(jī)26的動力傳遞至傳動軸12并相應(yīng)切斷發(fā)動機(jī)26的動力。最后,發(fā)動機(jī)起動/停止電動機(jī)32配置成起動和停止發(fā)動機(jī)26。如汽車工業(yè)中所稱，發(fā)動機(jī)起動/停止電動機(jī)32可稱作怠速停起系統(tǒng)(ISG)或混合動力起動機(jī)發(fā)電機(jī)(HSG)，且因此為文中討論的目的，被認(rèn)為是完全一樣的。
[0005]如上面所提到的，混合動力車輛可通過適當(dāng)?shù)亟Y(jié)合發(fā)動機(jī)26和電動機(jī)24的功率而運(yùn)行。也就是，混合動力車輛可在允許高速的如高速公路的道路上通過發(fā)動機(jī)26的功率運(yùn)行，而在例如城市中的交通擁擠或以低速行駛的道路上通過電動機(jī)24的功率運(yùn)行。
[0006]因此，混合動力車輛在行駛需要小扭矩或功率時，以僅使用電動機(jī)的電動車輛(EV)模式運(yùn)行，而在行駛需要較大扭矩或功率時，以共同使用電動機(jī)和發(fā)動機(jī)的混合動力電動車輛(HEV)模式運(yùn)行。
[0007]混合動力車輛運(yùn)行的同時，取決于行駛情況根據(jù)其特征在EV模式與HEV模式之間適當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)換。例如，EV模式轉(zhuǎn)換為HEV模式的條件可包括:(I)駕駛者的行駛需求功率(或加速需求功率)超過電池的放電允許最大值；(2)駕駛者的行駛需求功率超過電動機(jī)能夠產(chǎn)生的最大功率；(3)駕駛者的行駛需求功率超過預(yù)設(shè)的高輸出行駛需求功率值；和/或(4)駕駛者的行駛需求功率在預(yù)定時間或更長時間內(nèi)超過預(yù)設(shè)的低輸出行駛需求功率。
[0008]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將會顯而易見的是，在條件(I)至(3)下駕駛者的行駛需求功率顯著小于在條件(4)下駕駛者的行駛需求功率。更具體地，駕駛者的行駛需求功率可不同地進(jìn)行感測。例如，可根據(jù)駕駛者對加速踏板的操作，通過加速踏板傳感器(APS)的輸出值方差(或變化率)，感測駕駛者的行駛需求功率。
[0009]條件(I)至(3)通常為本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解。然而，條件(4)可為選擇性的模式轉(zhuǎn)換條件。設(shè)定如條件(4)的模式轉(zhuǎn)換條件的原因可如下。也就是，行駛條件足夠在EV模式內(nèi)操作，然而為了將來的電池SOC管理控制算法(充/放電管理)，有必要通過略微減少EV模式操作時間(段)，更快速地從EV模式轉(zhuǎn)換至HEV模式。另外，設(shè)定模式轉(zhuǎn)換條件的原因為，在混合動力車輛的駕駛者踩踏加速踏板(或者駕駛者的行駛需求功率開始超過預(yù)設(shè)的低輸出行駛需求功率)之后，經(jīng)過預(yù)定時間(例如，2.5秒，圖2)時，有必要通過進(jìn)入HEV模式利用發(fā)動機(jī)功率的額外部分對電池充電，來實(shí)現(xiàn)有效的SOC管理。
[0010]然而，當(dāng)條件(4)作為模式轉(zhuǎn)換條件應(yīng)用于混合動力車輛時，EV模式可能會頻繁地轉(zhuǎn)換成HEV模式，從而導(dǎo)致重復(fù)轉(zhuǎn)換。其原因在于，當(dāng)如上所述從EV模式轉(zhuǎn)換為HEV模式時，發(fā)動機(jī)需要起動。
[0011]以下將說明在模式轉(zhuǎn)換條件(4)下可發(fā)生頻繁模式轉(zhuǎn)換的示例性情況。例如，通過加速踏板傳感器(APS)的操作特性分析的特定駕駛者操作車輛時的加速踏板操作特性，可展示圖2中所示的特性。
[0012]參照圖2，APS的區(qū)段(a)是其中駕駛者踩踏加速踏板從而要求加速使得APS的輸出值增大的區(qū)段，APS的區(qū)段(b)是其中駕駛者一致地踩踏加速踏板以固定的速度加速使得APS的輸出值保持一致的區(qū)段，并且APS的區(qū)段(c)是其中駕駛者釋放加速踏板以減速行駛使得APS的輸出值減小的區(qū)段。
[0013]然而，常規(guī)地，因為APS的輸出值在APS的區(qū)段(C)中由于以下原因減小，所以一旦駕駛者最初踩踏加速踏板(即，駕駛者的行駛需求功率開始超過預(yù)設(shè)的低輸出行駛需求功率)之后，經(jīng)過了預(yù)定時段(例如，2.5秒，圖2)，則即使行駛模式需處于EV模式，車輛仍轉(zhuǎn)換至HEV模式，從而不利地影響混合動力車輛的燃料效率和充電狀態(tài)(SOC)管理。
[0014]如上所述，因為條件(4)下的模式轉(zhuǎn)換，所以即使因APS的輸出值在圖2中APS的區(qū)段(c)中減小，行駛模式應(yīng)處于EV模式，發(fā)動機(jī)仍然起動且車輛轉(zhuǎn)換至HEV模式。
[0015]在本【背景技術(shù)】部分中公開的上述信息只是為了加強(qiáng)對本發(fā)明背景的理解，因此其可能包含不構(gòu)成本國內(nèi)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本發(fā)明已致力于提供一種用于控制混合動力車輛的發(fā)動機(jī)起動的方法和系統(tǒng)，該方法和系統(tǒng)能夠通過當(dāng)在駕駛者操作的各設(shè)定時間內(nèi)加速踏板傳感器的方差為正閾值即正的加速踏板傳感器方差值時，計算和累積加速需求功率(輸出)，并且當(dāng)累積加速需求功率的量等于或大于設(shè)定值時，控制發(fā)動機(jī)起動并轉(zhuǎn)換至HEV模式，來獲得改善的燃料效率和SOC管理。
[0017]本發(fā)明的示例性實(shí)施例提供了一種控制混合動力車輛中的發(fā)動機(jī)起動的方法，該混合動力車輛以僅使用電動機(jī)的功率的電動車輛(EV)模式運(yùn)行，或者以共同使用電動機(jī)和發(fā)動機(jī)二者的功率的混合動力電動車輛(HEV)模式運(yùn)行。具體地，通過控制器計算加速踏板傳感器(APS)的輸出信號的方差，該加速踏板傳感器配置成感測反映駕駛者的加速需求的加速踏板的操作。當(dāng)在各設(shè)定時間內(nèi)加速踏板傳感器的輸出信號的方差為正向增加的正閾值時，通過控制器計算與方差為正的區(qū)段中的加速踏板傳感器的輸出信號對應(yīng)的加速需求功率，并通過控制器累積計算的加速需求功率，且比較累積加速需求功率與設(shè)定功率值。結(jié)果，當(dāng)累積加速需求功率等于或大于設(shè)定功率值時，控制器起動發(fā)動機(jī)并從EV模式轉(zhuǎn)換為HEV模式。
[0018]在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，設(shè)定功率值可設(shè)定為小于與電池的放電允許最大值對應(yīng)的功率值，該電池配置成向電動機(jī)供應(yīng)電力。設(shè)定功率值可設(shè)定為小于電動機(jī)的最大輸出值。
[0019]在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，加速需求功率可通過根據(jù)加速踏板傳感器的映射的車輛扭矩和速度來計算，并且累積加速需求功率可在發(fā)動機(jī)起動后重置。
[0020]本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例提供了一種用于控制混合動力車輛中的發(fā)動機(jī)起動的系統(tǒng)，該混合動力車輛以僅使用電動機(jī)的功率的電動車輛(EV)模式運(yùn)行，或者以共同使用電動機(jī)和發(fā)動機(jī)二者的功率的混合動力電動車輛(HEV)模式運(yùn)行。具體地，加速需求檢測器配置成檢測駕駛者的加速需求，并且發(fā)動機(jī)起動電動機(jī)配置成當(dāng)EV模式轉(zhuǎn)換至HEV模式時起動發(fā)動機(jī)?？刂茊卧?例如，一個或多個控制器)配置成通過基于加速需求檢測器發(fā)出的信號控制發(fā)動機(jī)起動電動機(jī)來起動發(fā)動機(jī)。控制單元可由一個或多個控制器組成，該控制器包括由一系列程序指令操作的一個或多個處理器。這些程序指令是配置成在轉(zhuǎn)換至HEV模式時起動混合動力車輛的發(fā)動機(jī)的一系列命令。
[0021]在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，控制單元可包括:電池管理系統(tǒng)(BMS)，其配置成管理混合動力車輛的電池；發(fā)動機(jī)控制單元(ECU)，其配置成控制發(fā)動機(jī)；電動機(jī)控制單元(MCU)，其配置成控制電動機(jī)；以及混合動力控制單元(HCU)，其通過結(jié)合發(fā)動機(jī)的功率和電動機(jī)的功率而進(jìn)行控制。這些控制單元可以是配置成執(zhí)行文中所述的程序指令的單一控制器的一部分或各個單獨(dú)的控制器。
[0022]在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，混合動力控制單元可包括:加速踏板傳感器信號接收單元，其配置成接收加速踏板傳感器的輸出信號；方差計算和確定單元，其配置成計算從加速踏板傳感器信號接收單元接收的值的方差，且確定計算的方差的值是否為正值；力口速需求功率計算和累積單元，其配置成當(dāng)方差的值為正時，計算與方差的值為正值的區(qū)段中的加速踏板傳感器的輸出信號對應(yīng)的加速需求功率，且累積計算的加速需求功率；以及發(fā)動機(jī)起動控制信號輸出單元，其配置成確定累積加速需求功率是否等于或大于設(shè)定功率值，且當(dāng)累積加速需求功率等于或大于設(shè)定功率值時，輸出用于起動發(fā)動機(jī)的控制信號。
[0023]在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，該系統(tǒng)還可包括加速需求功率重置單元，其配置成當(dāng)用于起動發(fā)動機(jī)的信號被輸出時，重置累積加速需求功率。
[0024]如上所述，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，當(dāng)加速踏板傳感器的方差為正閾值時，計算并累積加速需求功率(輸出)，并且當(dāng)累積加速需求功率等于或大于設(shè)定值時，控制發(fā)動機(jī)的起動以轉(zhuǎn)換至HEV模式，從而有效地實(shí)現(xiàn)高燃料效率和SOC管理。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，能夠限制不必要的發(fā)動機(jī)起動，從而降低燃料消耗，提高噪聲、振動與聲振粗糙度(NVH)性能。另外，能夠限制不必要的發(fā)動機(jī)停止/起動電動機(jī)的運(yùn)行，從而減少不必要的功率浪費(fèi)。此外，能夠限制不必要的發(fā)動機(jī)起動和HEV模式的進(jìn)入，從而防止由于發(fā)動機(jī)離合器接合和分離而產(chǎn)生的沖擊和急動。最后，還能夠擴(kuò)大車輛在低速EV模式行駛段運(yùn)行的頻次，從而提高混合動力車輛的可銷售品質(zhì)，且提高相關(guān)部件的耐久性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]現(xiàn)在將參照附圖中示出的示例性實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的上述和其它特征，附圖在下文中僅以例示的方式給出，因此不限制本發(fā)明，并且其中:[0027]圖1是常規(guī)混合動力車輛的概念圖。
[0028]圖2是用于說明現(xiàn)有技術(shù)中的問題的示例圖。
[0029]圖3是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的混合動力車輛的發(fā)動機(jī)起動控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
[0030]圖4是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的混合動力控制單元的詳細(xì)框圖。
[0031]圖5是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的混合動力車輛的發(fā)動機(jī)起動控制方法的流程圖。
[0032]圖6是用于說明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的混合動力車輛的發(fā)動機(jī)起動控制方法的示例圖。
[0033]<附圖標(biāo)記說明>
[0034]10:加速踏板 20:加速踏板傳感器(APS)
[0035]24:電動機(jī)26:發(fā)動機(jī)
[0036]100:HCU110:加速踏板傳感器信號接收單元
[0037]120:方差計算和確定單元
[0038]130:加速需求功率計算和累積單兀
[0039]140:發(fā)動機(jī)起動控制信號輸出單元
【具體實(shí)施方式】
[0040]本文所使用的術(shù)語僅用于說明特定的實(shí)施例，而不意在限制本發(fā)明。如文中所使用的，單數(shù)形式“一”、“一個”和“該”旨在同樣包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文以其它方式明確表明。還將理解的是，詞語“包括”和/或“包含”，當(dāng)在本說明書中使用時，是指所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件的存在，但并不排除一個或多個其它特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或其組合的存在或添加。如文中所使用的，詞語“和/或”包括一個或多個相關(guān)所列項目的任何和所有組合。
[0041]應(yīng)該理解的是，本文所使用的術(shù)語“車輛”或“車輛的”或者其它類似術(shù)語包括一般的機(jī)動車輛，例如包括運(yùn)動型多功能車(SUV )、公交車、卡車、各種商用車輛在內(nèi)的載客車輛、包括各種艇和船在內(nèi)的水運(yùn)工具、以及飛行器等等，并且包括混合動力車輛、電動車輛、插電式混合動力電動車輛、氫動力車輛和其它代用燃料車輛(例如，從石油以外的資源取得的燃料)。如本文所提到的，混合動力車輛具是有兩種或更多種動力源的車輛，例如同時具有汽油動力和電動力的車輛。
[0042]而且，本發(fā)明的控制邏輯可實(shí)施為計算機(jī)可讀介質(zhì)上的非暫時性計算機(jī)可讀介質(zhì)，該計算機(jī)可讀介質(zhì)包含由例如MCU14和IPS裝置12中的處理器、控制器等執(zhí)行的可執(zhí)行程序指令。計算機(jī)可讀介質(zhì)的實(shí)例包括但不限于ROM、RAM、光盤(⑶)-R0M、磁帶、軟盤、閃存驅(qū)動器、智能卡和光學(xué)數(shù)據(jù)存儲裝置。計算機(jī)可讀記錄介質(zhì)也可分布在網(wǎng)絡(luò)連接的計算機(jī)系統(tǒng)中，以便計算機(jī)可讀介質(zhì)如通過遠(yuǎn)程信息處理服務(wù)器或控制器局域網(wǎng)(CAN)，以分布方式存儲和執(zhí)行。
[0043]盡管以下示例性實(shí)施例描述為使用單個控制器/處理器執(zhí)行上述處理，然而應(yīng)該理解的是上述處理也可由多個控制器/處理器執(zhí)行。
[0044]以下，將參照附 圖詳細(xì)說明本發(fā)明的示例性實(shí)施例。[0045]圖1是示意性地示出應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的混合動力車輛的發(fā)動機(jī)起動控制系統(tǒng)的混合動力車輛的視圖。如圖1中所示，應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的混合動力車輛的發(fā)動機(jī)起動控制系統(tǒng)的混合動力車輛包括:用于調(diào)整和確定傳動軸12與輪軸14之間的傳動比的變速器22，配置成通過電能將動力傳遞至傳動軸12且在制動期間通過慣性從車輛再生能量的電動機(jī)24，配置成通過燃料注入產(chǎn)生動力的發(fā)動機(jī)26，配置成將發(fā)動機(jī)26的動力傳遞至傳動軸12并相應(yīng)切斷發(fā)動機(jī)26的動力的發(fā)動機(jī)側(cè)離合器28，以及配置成起動和停止發(fā)動機(jī)26的發(fā)動機(jī)起動/停止電動機(jī)32。
[0046]電動機(jī)24和發(fā)動機(jī)起動/停止電動機(jī)32作為發(fā)電機(jī)進(jìn)行操作，從而根據(jù)必要性對混合動力車輛中的電池充電的情況為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，因此為了簡潔，在本說明書中將省略其詳細(xì)說明。
[0047]圖3和圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的混合動力車輛的發(fā)動機(jī)起動控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的混合動力車輛的發(fā)動機(jī)起動控制系統(tǒng)，是用于控制混合動力車輛中的發(fā)動機(jī)26的起動的發(fā)動機(jī)起動控制系統(tǒng)，該混合動力車輛以僅使用電動機(jī)24的功率的電動車輛(EV)模式運(yùn)行，或者以共同使用電動機(jī)24和發(fā)動機(jī)26的功率的混合動力電動車輛(HEV)模式運(yùn)行。
[0048]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的發(fā)動機(jī)起動控制系統(tǒng)包括:配置成檢測駕駛者的加速需求的加速需求檢測器，在從EV模式轉(zhuǎn)換至HEV模式期間作為用于起動發(fā)動機(jī)的發(fā)動機(jī)起動電動機(jī)的發(fā)動機(jī)起動/停止電動機(jī)32,以及配置成基于加速需求檢測器的信號控制發(fā)動機(jī)起動電動機(jī)從而起動發(fā)動機(jī)的控制單元。
[0049]在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，加速需求檢測器可實(shí)施為加速踏板傳感器(APS)20，其配置成感測加速踏板10的操作(例如，加速踏板的開度)，并改變與加速踏板10的開度相關(guān)的輸出值。但應(yīng)該理解的是，本發(fā)明的范圍本質(zhì)上不限于此。盡管某種結(jié)構(gòu)與加速踏板傳感器不同，然而只要該結(jié)構(gòu)能夠檢測與駕駛者的實(shí)際加速需求對應(yīng)的值，本發(fā)明的技術(shù)精神即可應(yīng)用于該結(jié)構(gòu)。
[0050]控制單元可以是一個或多個控制器，各自包括由一系列程序指令操作的一個或多個處理器。這些程序指令可包括一系列命令，用于執(zhí)行后述的根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的混合動力車輛的發(fā)動機(jī)起動控制方法。
[0051]在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，如圖3和圖4中所示，控制單元可包括配置成管理用于供應(yīng)混合動力車輛的驅(qū)動電力的電池450的電池管理系統(tǒng)(BMS) 400，配置成控制發(fā)動機(jī)26的操作的發(fā)動機(jī)控制單元(ECU) 200，配置成控制電動機(jī)24和/或發(fā)動機(jī)起動/停止電動機(jī)32的操作的電動機(jī)控制單元(MCU)300，以及混合動力控制單元(HCU)IOO，其配置成控制混合動力車輛的全部操作，且更具體地控制車輛何時轉(zhuǎn)換至HEV模式，從而結(jié)合發(fā)動機(jī)26的功率和電動機(jī)24的功率。
[0052]后述根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的混合動力車輛的發(fā)動機(jī)起動控制方法的一部分處理可由HCU100執(zhí)行，另一部分處理可由MCU300執(zhí)行，且又一部分處理可由E⑶200執(zhí)行。然而，應(yīng)該理解的是，本發(fā)明的范圍不局限于后述的示例性實(shí)施例?？刂茊卧刹捎貌煌诒景l(fā)明的示例性實(shí)施例中所述的結(jié)構(gòu)實(shí)施。另外，HCU100、ECU200和MCU300可執(zhí)行不同于示例性實(shí)施例中所述處理的處理的組合。而且，各MCU300、E⑶200和HCU100可實(shí)施為分別具有自身的處理器和存儲器的獨(dú)立控制器。[0053]在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，現(xiàn)有的加速踏板、加速踏板傳感器、BMS、ECU和MCU可直接用作加速踏板10、加速踏板傳感器20、BMS400、E⑶200和MCU300，因此其詳細(xì)說明將省略。HCU100可執(zhí)行命令，該命令用于執(zhí)行圖5中所示的根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的混合動力車輛的發(fā)動機(jī)起動控制方法。
[0054]為此，如圖4中所示，HCU100可包括:加速踏板傳感器信號接收單元110，其配置成接收APS20的輸出信號；方差計算和確定單元120，其配置成計算加速踏板傳感器信號接收單元110中接收的值的方差，并且確定計算的方差的值是否為正值；加速需求功率計算和累積單元130，其配置成當(dāng)方差計算和確定單元120中計算的方差的值為正值時，計算與方差的值為正值的區(qū)段中的APS20的輸出信號對應(yīng)的加速需求功率，并且累積計算的加速需求功率；以及發(fā)動機(jī)起動控制信號輸出單元140，其配置成確定累積加速需求功率是否等于或大于設(shè)定功率值，并且當(dāng)累積加速需求功率等于或大于設(shè)定功率值時，輸出起動發(fā)動機(jī)的控制信號。
[0055]以下將說明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的混合動力車輛的發(fā)動機(jī)起動控制系統(tǒng)所實(shí)施的方法。參照圖5，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的混合動力車輛的發(fā)動機(jī)起動控制方法包括:在控制器(例如，HCU100)通過感測加速踏板10的操作(或加速踏板的開度)接收APS20的輸出信號(S100)，通過控制器計算輸出信號的方差(S200)，并且確定在各設(shè)定時間段內(nèi)計算的APS20的輸出信號的方差是否為正增加的正閾值(S300)。在方差為正的區(qū)段內(nèi)計算與APS20的輸出信號對應(yīng)的加速需求功率，并且累積計算的加速需求功率(S400)。然后，累積加速需求功率與設(shè)定功率值進(jìn)行比較(S500)，并且當(dāng)累積加速需求功率等于或大于設(shè)定功率時，通過起動發(fā)動機(jī)而重置累積加速需求功率的值(S600)。
[0056]正閾值是指，根據(jù)駕駛者的操作在各設(shè)定時間段內(nèi)正增加的APS20的方差的值。因此，當(dāng)駕駛者踩踏加速踏板10要求加速時，當(dāng)基于[加速踏板傳感器值的方差]/[設(shè)定時間(ms)]的增加量為正，即正閾值時，可確定駕駛者打算使車輛加速。
[0057]預(yù)定的設(shè)定功率值設(shè)定為小于與用于向電動機(jī)24供電的電池450的放電允許最大值對應(yīng)的功率值，或小于電動機(jī)24的最大輸出值。例如，當(dāng)用于向電動機(jī)24供電的電池450的放電允許最大值為100時，設(shè)定功率值可為10至30。然而，應(yīng)該理解的是，本發(fā)明的范圍不限于此。
[0058]將參照圖3至圖6說明包括上述結(jié)構(gòu)的根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的混合動力車輛的發(fā)動機(jī)起動控制方法和系統(tǒng)的操作和動作。在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，可以減少現(xiàn)有技術(shù)中的、在駕駛者開始踩踏加速踏板后經(jīng)過預(yù)定時間(例如，2.5秒或3秒)時不必要的發(fā)動機(jī)起動和EV模式至HEV模式的轉(zhuǎn)換。
[0059]更具體地，駕駛者操作加速踏板10要求加速，以固定速度駕駛，或者在駕駛期間減速(即，通過釋放加速踏板10)。當(dāng)駕駛者操作加速踏板10時，可根據(jù)加速踏板10的操作狀態(tài)，輸出/改變加速踏板傳感器20的輸出信號,如圖6 (A)或圖2中所不。
[0060]根據(jù)加速踏板10的操作而變化的APS20的輸出信號被輸入至HCU100的加速踏板傳感器信號接收單元110 (SlOO)0當(dāng)APS20的輸出信號輸入加速踏板傳感器信號接收單元110時，加速踏板傳感器信號接收單元110將輸入的APS20的輸出信號傳送至方差計算和確定單元120。
[0061]一旦方差計算和確定單元120接收到由加速踏板傳感器信號接收單元110傳送的APS20的輸出信號，方差計算和確定單元120便計算每個設(shè)定時間(例如，50ms)內(nèi)APS輸出信號的方差和/或變化率(S200)。具體地，當(dāng)APS輸出信號的方差為正值時，駕駛者踩踏加速踏板的深度比之前的深度大，因此可確定駕駛者有加速意圖。當(dāng)APS輸出信號的方差為零時，加速踏板的操作沒有變化，因此可確定駕駛者要求車輛以固定速度行駛。最后，當(dāng)APS輸出信號的方差為負(fù)值時，駕駛者踩踏加速踏板的深度與之前的深度相比減小，因此可確定駕駛者想要減速。
[0062]方差計算和確定單元120計算各設(shè)定時間段內(nèi)APS輸出信號的方差和/或變化率，從而如圖6 (B)中所示，當(dāng)駕駛者意圖加速時，輸出具有正(+ )閾值的APS輸出信號的方差。此外，方差計算和確定單元120在駕駛者意圖以固定速度駕駛時，輸出具有零值的APS輸出信號的方差，并且在駕駛者意圖減速時，輸出具有負(fù)(一)值的APS輸出信號的方差。
[0063]在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，在行駛期間當(dāng)駕駛者意圖加速時，混合動力車輛需要從EV模式轉(zhuǎn)換至HEV模式。因此，從方差計算和確定單元120輸出的APS輸出信號的方差具有正值。
[0064]相應(yīng)地，當(dāng)作為方差計算和確定單元120的計算結(jié)果，APS輸出信號的方差具有正閾值時，方差計算和確定單元120將該計算傳送至加速需求功率計算和累積單元130(S300)。
[0065]當(dāng)從方差計算和確定單元120傳送正的APS輸出信號的方差值時，加速需求功率計算和累積單元130在APS輸出信號的方差具有正值的區(qū)段內(nèi)，通過根據(jù)APS20的映射的車輛扭矩和速度，計算駕駛者需要的加速需求功率或加速需求能量，并將計算的加速需求功率或加速需求能量累積至先前計算的值(S400 )。
[0066]加速需求功率計算和累積單元130可通過加速需求功率的積分，計算APS輸出信號的方差具有正值的區(qū)段內(nèi)的加速需求功率，并且累積計算的加速需求功率。也就是，如圖6 (D)中所示，加速需求功率計算和累積單元130可計算曲線圖的相應(yīng)面積，且累積計算的面積。
[0067]本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解，如何通過根據(jù)APS映射的車輛扭矩和速度計算功率或能量，以及如何通過本領(lǐng)域中公知的功率計算方法或能量計算方法進(jìn)行積分計算得出功率或能量，因此其詳細(xì)說明將在本說明書中省略。
[0068]通過加速需求功率計算和累積單元130計算和累積的加速需求功率(量)可輸入發(fā)動機(jī)起動控制信號輸出單元140。當(dāng)累積加速需求功率量輸入發(fā)動機(jī)起動控制信號輸出單元140時，發(fā)動機(jī)起動控制信號輸出單元140確定輸入的累積加速需求功率量是否等于或大于對從EV模式轉(zhuǎn)換至HEV模式設(shè)定的功率值(S500)。當(dāng)累積加速需求功率量等于或大于設(shè)定功率值時，發(fā)動機(jī)起動控制信號輸出單元140可發(fā)送控制信號至ECU200以起動發(fā)動機(jī) 26 (S600)。
[0069]因此，在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，在駕駛者實(shí)際打算使車輛加速時，而不是駕駛者未實(shí)際使車輛加速時，駕駛者可從EV模式轉(zhuǎn)換至HEV模式。
[0070]此外，在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，僅當(dāng)累積加速需求功率量等于或大于設(shè)定功率值時，EV模式才轉(zhuǎn)換為HEV模式。因此，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，駕駛者能夠控制何時使車輛轉(zhuǎn)換至HEV模式，因此能夠防止混合動力車輛的最佳控制由于隨機(jī)模式轉(zhuǎn)換而受到干擾。[0071]雖然已結(jié)合目前被認(rèn)為實(shí)用的示例性實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明不局限于所公開的實(shí)施例，而是相反，旨在涵蓋包括在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種改型和等效配置。
【權(quán)利要求】
1.一種控制混合動力車輛中的發(fā)動機(jī)起動的方法，所述混合動力車輛以僅使用電動機(jī)功率的電動車輛(EV)模式運(yùn)行，或者以共同使用電動機(jī)功率和發(fā)動機(jī)功率的混合動力電動車輛(HEV)模式運(yùn)行，所述方法包括: 通過控制器計算加速踏板傳感器(APS)的輸出信號的方差，所述加速踏板傳感器配置成感測反映駕駛者加速需求的加速踏板的操作； 響應(yīng)于計算的加速踏板傳感器輸出信號的方差為正閾值，通過所述控制器計算與方差為正的區(qū)段內(nèi)的加速踏板傳感器的輸出信號對應(yīng)的加速需求功率，并且累積計算的加速需求功率，其中在各設(shè)定時間段內(nèi)當(dāng)方差為正時計算的方差為正閾值；以及 通過所述控制器比較累積加速需求功率與設(shè)定功率值，并且當(dāng)所述累積加速需求功率等于或大于所述設(shè)定功率值時，起動發(fā)動機(jī)以便從所述EV模式轉(zhuǎn)換至所述HEV模式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中: 所述設(shè)定功率值被設(shè)定為小于與配置成向所述電動機(jī)供電的電池的放電允許最大值對應(yīng)的功率值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中: 所述設(shè)定功率值被設(shè)定為小于所述電動機(jī)的最大輸出值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中: 所述加速需求功率通過 根據(jù)所述加速踏板傳感器的映射的車輛扭矩和速度來計算。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中: 所述累積加速需求功率在起動所述發(fā)動機(jī)后被重置。
6.一種用于控制混合動力車輛中的發(fā)動機(jī)起動的系統(tǒng)，所述混合動力車輛以僅使用電動機(jī)功率的電動車輛(EV)模式運(yùn)行，或者以共同使用電動機(jī)功率和發(fā)動機(jī)功率的混合動力電動車輛(HEV)模式運(yùn)行，所述系統(tǒng)包括: 加速需求檢測器，其配置成檢測駕駛者的加速需求； 發(fā)動機(jī)起動電動機(jī)，其配置成當(dāng)所述EV模式轉(zhuǎn)換至所述HEV模式時起動所述發(fā)動機(jī)；以及 控制單元，其配置成通過基于所述加速需求檢測器的信號控制所述發(fā)動機(jī)起動電動機(jī)，來起動所述發(fā)動機(jī)， 其中所述控制單元是一個或多個控制器，各自包括運(yùn)行一系列程序指令的處理器，并且所述程序指令是配置成起動混合動力車輛的發(fā)動機(jī)的一系列命令，其中所述控制單元配置成: 計算加速踏板傳感器(APS)的輸出信號的方差，所述加速踏板傳感器配置成感測反映駕駛者加速需求的加速踏板的操作；當(dāng)計算的方差為正時，計算與所述加速踏板傳感器的輸出信號對應(yīng)的加速需求功率，并且累積計算的加速需求功率；以及比較累積加速需求功率與設(shè)定功率值，并且當(dāng)所述累積加速需求功率等于或大于所述設(shè)定功率值時，起動所述發(fā)動機(jī)以便從所述EV模式轉(zhuǎn)換至所述HEV模式。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中: 所述控制單元包括:電池管理系統(tǒng)(BMS)，其配置成管理所述混合動力車輛的電池；發(fā)動機(jī)控制單元(ECU)，其配置成控制所述發(fā)動機(jī)；電動機(jī)控制單元(MCU)，其配置成控制所述電動機(jī)；以及混合動力控制單元(HCU)，其通過結(jié)合所述發(fā)動機(jī)的功率和所述電動機(jī)的功率而進(jìn)行控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中: 所述混合動力控制單元包括: 加速踏板傳感器信號接收單元，其配置成接收所述加速踏板傳感器的輸出信號；方差計算和確定單元，其配置成計算從所述加速踏板傳感器信號接收單元接收的值的方差，并且確定計算的方差的值是否為正值； 加速需求功率計算和累積單元，其配置成當(dāng)所述方差的值為正值時，計算與所述加速踏板傳感器的輸出信號對應(yīng)的加速需求功率，并且累積計算的加速需求功率；以及 發(fā)動機(jī)起動控制信號輸出單元，其配置成確定累積加速需求功率是否等于或大于設(shè)定功率值，并且當(dāng)所述累積加速需求功率等于或大于所述設(shè)定功率值時，輸出用于起動所述發(fā)動機(jī)的控制信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，還包括: 加速需求功率重置單元，其配置成當(dāng)用于起動所述發(fā)動機(jī)的信號被輸出時，重置所述累積加速需求功率。
10.一種非暫時性計算機(jī)可讀介質(zhì)，其包含由控制器上的處理器執(zhí)行的程序指令，所述計算機(jī)可讀介質(zhì)包括: 計算加速踏板傳感器(APS)的輸出信號的方差的程序指令，所述加速踏板傳感器配置成感測反映駕駛者加速需求的加速踏板的操作； 當(dāng)計算的方差為正時，計算·與所述加速踏板傳感器的輸出信號對應(yīng)的加速需求功率并且累積計算的加速需求功率的程序指令；以及 比較累積加速需求功率與設(shè)定功率值，并且當(dāng)所述累積加速需求功率等于或大于所述設(shè)定功率值時，起動發(fā)動機(jī)以便從EV模式轉(zhuǎn)換至HEV模式的程序指令。
【文檔編號】B60W20/00GK103707879SQ201310031127
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月5日
【發(fā)明者】樸泰昱, 崔榕玨, 樸逸權(quán) 申請人:現(xiàn)代自動車株式會社, 起亞自動車株式會社