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混合動力電動車輛的控制方法和裝置與流程

文檔序號:11427018閱讀:263來源:國知局
混合動力電動車輛的控制方法和裝置與流程

本發(fā)明涉及混合動力電動車輛,且更具體地涉及混合動力電動車輛的控制方法和裝置。



背景技術(shù):

混合動力電動車輛(在下文,指代為“混合動力車輛”)可具有使用發(fā)動機和電動機作為動力源的各種動力傳輸裝置。這些動力傳輸裝置包括串聯(lián)類型、并聯(lián)類型、功率分流類型等?;旌蟿恿囕v可在電動車輛(ev)模式和混合動力電動車輛(hev)模式中驅(qū)動。ev模式為車輛基于電池電力通過驅(qū)動電動機而被驅(qū)動。

此外,當功率電氣(pe:powerelectric)部件(如,電動機或發(fā)電機)在工作期間故障時,為了保護電池/pe部件并阻止由于異常操作發(fā)生安全事故,執(zhí)行緊急模式(例如,跛行模式),其中用于停用電池電力連接的繼電器被切斷且車輛使用發(fā)動機動力驅(qū)動。具體地講,當由發(fā)動機的動力執(zhí)行電動機/發(fā)電機的慣性滑行(freewheeling)時,反電動勢產(chǎn)生。然而,當該反電動勢十分顯著時,可吸收反電動勢的電池被隔離,且因此,例如,逆變器的開關(guān)(igbt)的內(nèi)壓增加且逆變器可燒壞。

例如,在串聯(lián)類型的系統(tǒng)中,有一種是發(fā)動機離合器設(shè)置在發(fā)動機和電動機之間,且當發(fā)動機離合器開放時驅(qū)動軸由電動機驅(qū)動,而當發(fā)動機離合器鎖定時驅(qū)動軸由發(fā)動機和電動機驅(qū)動。尤其是,當混合動力車輛的驅(qū)動裝置故障時(例如,當電池或電動機異常地工作時),為阻止對混合動力車輛的主pe部件(例如,電動機、低電壓dc-dc(ldc)變換器和電池)和其他車輛部件的損壞,且為阻止由于電池或電動機異常工作產(chǎn)生交通事故,混合動力車輛執(zhí)行連接到電池的主繼電器關(guān)閉且發(fā)動機離合器連接成使用發(fā)動機動力的驅(qū)動過程。

通過連接發(fā)動機離合器,電動機與發(fā)動機共用一個連接至發(fā)動機的驅(qū)動軸且因此電動機慣性滑行(freewheel)。具體地講,反電動勢通過驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)由電動機生成,且反電動勢的強度可通過驅(qū)動軸的高速旋轉(zhuǎn)增加。

在用于吸收通過關(guān)閉主繼電器生成的反電動勢的電池的隔離狀況中,執(zhí)行開關(guān)功能且包括在電動機內(nèi)的逆變器中的絕緣柵雙極型晶體管(igbt)的內(nèi)部電壓通過反電動勢增加,且當超過可允許電壓(例如,內(nèi)部電壓)的電壓被施加時,可產(chǎn)生逆變器的燒壞(諸如,逆變器的劣化或介電擊穿)。因此,需要協(xié)同控制方法,其中由高速旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致的電動機(包括混合起動發(fā)電機(hsg))的逆變器的燒壞被阻止,同時在混合動力車輛的故障狀況下維持發(fā)動機和電動機之間通過發(fā)動機離合器的鎖定狀態(tài)。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

因此,本發(fā)明提供混合動力電動車輛的控制方法和裝置,其實質(zhì)上避免由于現(xiàn)有技術(shù)的限制和缺陷引起的一個或多個問題。本發(fā)明的一個目標為提供混合動力電動車輛的控制方法和裝置,其在用于吸收由電動機生成的反電動勢的電池與電動機隔離時,控制發(fā)動機的每分鐘轉(zhuǎn)速(rpm)以阻止生成超過逆變器內(nèi)壓的反電動勢。

本發(fā)明的另外優(yōu)點、目標和特征將在下面說明中部分地列出且對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言在細讀以下內(nèi)容時將部分地顯而易見,或可從本發(fā)明的實踐中學(xué)習(xí)。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點通過其書面說明書和權(quán)利要求以及附圖中具體指出的結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)并獲得。

為了實現(xiàn)這些目標及其他優(yōu)點且根據(jù)本發(fā)明的目標,如在本文所體現(xiàn)和廣義地描述的,混合動力車輛的控制方法可包括:當對電池的電力供應(yīng)切斷且因此混合動力車輛可由發(fā)動機驅(qū)動時,確定電動機的速度是否超過第一閾值;以及當速度超過第一閾值時,調(diào)節(jié)速度至第一閾值或更低。當對電池的電力供應(yīng)切斷且因此混合動力車輛可由發(fā)動機驅(qū)動時確定電動機的速度是否超過第一閾值可包括:當電池或功率電氣部件故障時通過關(guān)閉將電源連接至電池的繼電器切斷對電池的電力供應(yīng)。

另外,當電池或功率電氣部件故障時通過關(guān)閉將電源連接至電池的繼電器切斷對電池的電力供應(yīng)可包括:當電動機的脈沖寬度調(diào)制(pwm)控制關(guān)閉時關(guān)閉繼電器。另外,當電池或功率電氣部件故障時通過關(guān)閉將電源連接至電池的繼電器切斷對電池的電力供應(yīng)可包括:當電池達到過度充電狀態(tài)時關(guān)閉繼電器。當速度超過第一閾值時將速度調(diào)節(jié)至第一閾值或更低可包括:當速度超過第一閾值時增加傳動比以調(diào)節(jié)速度至第一閾值或更低。

另外,當發(fā)動機的輸出轉(zhuǎn)換成變速器的驅(qū)動力時,傳動比可表示齒輪的比率。不包括變速器的類型的混合動力車輛傳動系能夠通過行星齒輪調(diào)節(jié)車輛速度。在具有傳動系的分流型混合動力車輛中動力的傳動比還可定義為輸入側(cè)轉(zhuǎn)速和輸出側(cè)齒輪旋轉(zhuǎn)齒輪的比率。當速度超過第一閾值時增加傳動比以調(diào)節(jié)速度至第一閾值或更低可包括:將變速器升檔以增加傳動比。

該控制方法還可包括:當速度超過第一閾值時增加傳動比以響應(yīng)與實際輸入第一加速器位置傳感器(aps)值不同的第二加速器位置傳感器(aps)值。另外,該控制方法還可包括:當速度超過比第一閾值大的第二閾值時,切斷供應(yīng)至發(fā)動機的燃料以調(diào)節(jié)速度至第一閾值或更低。電動機可為連接至發(fā)動機軸帶輪(engineshaftpulley)的混合起動發(fā)電機(hsg)。

在本發(fā)明的另一方面,混合動力車輛的控制方法可包括:當對電池的電力供應(yīng)切斷且因此混合動力電動車輛可由發(fā)動機驅(qū)動時,確定由電動機生成的反電動勢是否超過第一閾值;以及當反電動勢超過第一閾值時調(diào)節(jié)反電動勢至第一閾值或更低。

當對電池的電力供應(yīng)切斷且因此混合動力車輛由發(fā)動機驅(qū)動時確定由電動機生成的反電動勢是否超過第一閾值可包括:當電池或功率電氣部件故障時通過關(guān)閉將電源連接至電池的繼電器切斷對電池的電力供應(yīng)。調(diào)節(jié)反電動勢至第一閾值或更低可包括:當反電動勢超過第一閾值時增加傳動比以調(diào)節(jié)反電動勢至第一閾值或更低。當反電動勢超過第一閾值時增加傳動比以調(diào)節(jié)反電動勢至第一閾值或更低可包括:將變速器升檔以增加傳動比。

該控制方法還可包括:當反電動勢超過第一閾值時,增加傳動比以響應(yīng)與實際輸入第一加速器位置傳感器(aps)值不同的第二加速器位置傳感器(aps)值。另外,該控制方法還可包括:當反電動勢超過比第一閾值大的第二閾值時,切斷供應(yīng)至發(fā)動機的燃料以調(diào)節(jié)反電動勢至第一閾值或更低。

在本發(fā)明的另一方面,混合動力車輛的控制方法可包括:切斷位于電動機和電池之間的主繼電器;當電動機的第一rpm超過第一閾值時,實施升檔;以及當?shù)谝籸pm超過比第一閾值大的第二閾值時切斷用于驅(qū)動發(fā)動機的燃料供應(yīng)。

關(guān)閉主繼電器可包括:當電動機的脈沖寬度調(diào)制(pwm)控制關(guān)閉時關(guān)閉主繼電器。另外,關(guān)閉主繼電器包括:當電池達到過度充電狀態(tài)時關(guān)閉主繼電器。當?shù)谝籸pm超過第一閾值時實施升檔可包括:基于預(yù)定加速器位置傳感器(aps)信號實施升檔。電動機可為連接至發(fā)動機軸帶輪的混合起動發(fā)電機(hsg)。

在本發(fā)明的另一方面,混合動力車輛的控制方法可包括:通過第一控制器監(jiān)測第一電動機的第一rpm和第二電動機的第二rpm;當?shù)谝籸pm超過第一閾值或第二rpm超過第二閾值時通過第一控制器傳輸?shù)谝话l(fā)動機rpm限制信號至第二控制器并且當?shù)谝籸pm超過第三閾值時傳輸?shù)诙l(fā)動機rpm限制信號至第四控制器;當主繼電器在關(guān)閉狀態(tài)且第二控制器接收第一發(fā)動機rpm限制信號時通過第二控制器操作第三控制器以實施升檔;以及當主繼電器在關(guān)閉狀態(tài)且第四控制器接收第二發(fā)動機rpm限制信號時通過第四控制器停止用于驅(qū)動發(fā)動機的燃料供應(yīng),其中主繼電器可設(shè)置在第一電動機和電池之間且第三閾值大于第一閾值。

該控制方法還可包括:通過第五控制器實施開啟(接通)/關(guān)閉(斷開)主繼電器;以及監(jiān)測主繼電器是否處于關(guān)閉狀態(tài)。該控制方法還可包括:通過第一控制器關(guān)閉第一電動機或第二電動機的pwm控制,或當電池達到過度充電狀態(tài)時,通過第五控制器關(guān)閉主繼電器。第二電動機可為連接至發(fā)動機軸帶輪的混合起動發(fā)電機(hsg)。

當主繼電器在關(guān)閉狀態(tài)且第二控制器接收第一發(fā)動機rpm限制信號時操作第三控制器以實施升檔可包括:通過第二控制器傳輸預(yù)定加速器位置傳感器(aps)信號至第三控制器以操作第三控制器以實施升檔。該控制方法還可包括:當主繼電器在關(guān)閉狀態(tài)且第二控制器接收第一發(fā)動機rpm限制信號時通過第二控制器傳輸aps信號至第三控制器。

該控制方法還可包括:通過第二控制器傳輸發(fā)動機扭矩信號至第四控制器;以及基于發(fā)動機扭矩信號通過第四控制器驅(qū)動發(fā)動機。通過第一控制器監(jiān)測第一電動機的第一rpm和第二電動機的第二rpm可包括:通過第一控制器監(jiān)測第一電動機的第一rpm是否超過第一閾值或第三閾值以及第二電動機的第二rpm是否超過第二閾值。

在本發(fā)明的另一方面,車輛控制系統(tǒng)可包括第一控制器、第二控制器、第三控制器和第四控制器,所述第一控制器配置成監(jiān)測第一電動機的第一rpm和第二電動機的第二rpm,當?shù)谝籸pm超過第一閾值或第二rpm超過第二閾值時傳輸?shù)谝话l(fā)動機rpm限制信號,且當?shù)谝籸pm超過第三閾值時傳輸?shù)诙l(fā)動機rpm限制信號,所述第二控制器配置成當主繼電器處于關(guān)閉狀態(tài)且第二控制器從第一控制器接收第一發(fā)動機rpm限制信號時傳輸預(yù)定aps信號,所述第三控制器配置成當?shù)谌刂破鹘邮誥ps信號時實施升檔,所述第四控制器配置成當主繼電器在關(guān)閉狀態(tài)且第四控制器從第一控制器接收第二發(fā)動機rpm限制信號時停止用于驅(qū)動發(fā)動機的燃料供應(yīng),其中主繼電器可設(shè)置在第一電動機和電池之間且第三閾值可大于第一閾值。本文所討論的各種控制器可通過單個控制器(例如上級控制器)操作。

車輛控制系統(tǒng)還可包括第五控制器,其配置成實施開啟/關(guān)閉主繼電器并監(jiān)測主繼電器是否在關(guān)閉狀態(tài)。第一控制器可配置成驅(qū)動第一電動機和第二電動機。第一控制器還可配置成關(guān)閉第一電動機或第二電動機的pwm控制,或第五控制器可配置成當電池達到過度充電狀態(tài)時,關(guān)閉主繼電器。第二電動機可為連接至發(fā)動機軸帶輪的混合起動發(fā)電機(hsg)。第二控制器可配置成傳輸發(fā)動機扭矩信號至第四控制器,且第四控制器可配置成基于發(fā)動機扭矩信號驅(qū)動發(fā)動機。

在本發(fā)明的另一方面,計算機可讀記錄介質(zhì)被提供用于記錄用于實施上述控制方法的程序。

在本發(fā)明的另一方面,車輛控制系統(tǒng)可包括第一控制器、第二控制器、第三控制器和第四控制器,所述第一控制器經(jīng)配置監(jiān)測由第一電動機生成的第一反電動勢和由第二電動機生成的第二反電動勢,當?shù)谝环措妱觿莩^第一閾值或第二反電動勢超過第二閾值時傳輸?shù)谝话l(fā)動機rpm限制信號,且當?shù)谝环措妱觿莩^第三閾值時傳輸?shù)诙l(fā)動機rpm限制信號,所述第二控制器配置成當主繼電器處于關(guān)閉狀態(tài)且第二控制器從第一控制器接收第一發(fā)動機rpm限制信號時傳輸預(yù)定aps信號,所述第三控制器配置成當?shù)谌刂破鹘邮誥ps時實施升檔,所述第四控制器配置成當主繼電器處于關(guān)閉狀態(tài)且第四控制器從第一控制器接收第二發(fā)動機rpm限制信號時停止用于驅(qū)動發(fā)動機的燃料供應(yīng),其中所述主繼電器設(shè)置在第一電動機和電池之間且第三閾值可大于第一閾值。

車輛控制系統(tǒng)還可包括第五控制器,其配置成實施開啟/關(guān)閉主繼電器并監(jiān)測主繼電器是否處于關(guān)閉狀態(tài)。第一控制器可配置成驅(qū)動第一電動機和第二電動機。第一控制器還可配置成關(guān)閉第一電動機或第二電動機的pwm控制,或第五控制器可配置成當電池達到過度充電狀態(tài)時關(guān)閉主繼電器。第二電動機可為連接至發(fā)動機軸帶輪的混合起動發(fā)電機(hsg)。第二控制器可配置成傳輸發(fā)動機扭矩信號至第四控制器,且第四控制器可配置成基于發(fā)動機扭矩信號驅(qū)動發(fā)動機。

應(yīng)當理解,本發(fā)明前述概括說明及下面具體實施方式均為示例性及解釋性的,且旨在提供所要求發(fā)明的進一步解釋。

附圖說明

為了本發(fā)明的進一步理解而包括且并入及構(gòu)成本申請一部分的附圖示出本發(fā)明的示例性實施例并且與具體實施方式一起用來解釋本發(fā)明原理。在附圖中:

圖1為示出根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例的混合動力電動車輛的控制系統(tǒng)的框圖;

圖2為示出根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例的混合動力電動車輛的控制方法的流程圖;

圖3為示出根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例的由包括在車輛控制系統(tǒng)中的相應(yīng)控制器執(zhí)行的控制方法的流程圖;

圖4為示出根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例的包括在車輛控制系統(tǒng)中的相應(yīng)控制器的框圖;

圖5為示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的控制方法中的第一閾值和第二閾值的曲線圖;和

圖6為示出根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例的控制方法中的加速器位置傳感器(aps)信號的曲線圖。

具體實施方式

應(yīng)當理解術(shù)語“車輛”或“車輛的”或如在這里所用的其他類似術(shù)語包括諸如包含運動型多用途車輛(suv)、公共汽車、卡車、各種商用車輛的通常機動車輛,包括各種船和艦的水運工具,航空器等,且包含混合動力車輛、電動車輛、插電式混合動力電動車輛、氫驅(qū)動車輛和其他替代燃料車輛(如衍生自非石油資源的燃料)。在本文所指,混合動力車輛是有兩個或更多動力源的車輛,例如汽油動力和電動力都有的車輛。

雖然示例性實施例被描述為使用多個單元以執(zhí)行示例性進程,但應(yīng)當理解示例性進程也可被一個或多個模塊執(zhí)行。另外,應(yīng)當理解術(shù)語控制器/控制單元是指包括存儲器和處理器的硬件設(shè)備。存儲器配置成存儲模塊并且處理器特別地配置以實施所述模塊從而執(zhí)行在下面進一步描述的一個或多個進程。

此外,本發(fā)明的控制邏輯可體現(xiàn)為在計算機可讀介質(zhì)上的非暫態(tài)計算機可讀介質(zhì),其包含由處理器、控制器/控制單元等實施的可執(zhí)行程序指令。計算機可讀介質(zhì)的示例包括但不限于rom、ram、光盤(cd)-rom、磁帶、軟磁盤、軟盤、智能卡和光數(shù)據(jù)存儲設(shè)備。計算機可讀記錄介質(zhì)也可分布在耦合計算機系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)中,如此計算機可讀介質(zhì)以分布的方式(如,被遠程服務(wù)器或控制器局域網(wǎng)(can))存儲和實施。

在此使用的術(shù)語僅為了描述具體實施例的目的,并不旨在限制本發(fā)明。如本文所用,除非上下文另行清楚地指示,否則單數(shù)形式“一個/種”和“該”也包含復(fù)數(shù)形式。還應(yīng)當理解,當在本說明書中使用時,術(shù)語“包括”和/或“包含”指定了所述特征、整數(shù)、步驟、操作、要素、和/或部件的存在,但不排除一個或多個其他特征、整數(shù)、步驟、操作、要素、部件和/或其集合的存在或添加。如在此使用的,術(shù)語“和/或”包括相關(guān)列出項的一個或多個的任何和所有組合。

如在此使用的,除非具體陳述或從上下文明顯,術(shù)語“約”理解為在本領(lǐng)域正常公差的范圍內(nèi),例如在2個平均值的標準差內(nèi)?!凹s”可以理解為在所述值的10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.1%、0.05%或0.01%內(nèi)。除非另行從上下文清楚,否則本文提供的所有數(shù)字值都被術(shù)語“約”修飾。

現(xiàn)在將詳細參考本發(fā)明的示例性實施例,其示例在附圖中示出。在下面說明中使用的后綴“模塊”和“單元”僅為了便于說明書的準備而一起給出或使用且不具有不同的含義和功能。

在下面本發(fā)明的說明中,當其使得本發(fā)明的主題不清晰時,并入本文的已知功能和構(gòu)型的具體實施方式將省略。本發(fā)明涉及可用在混合動力車輛中的故障安全反應(yīng)。更具體地,本發(fā)明涉及用于故障安全反應(yīng)的混合動力車輛的控制方法,當在車輛駕駛期間電池或電動機故障或者電池或電動機的控制停用時,所述方法可阻止混合動力車輛的突然停車,保護駕駛員和乘客且使車輛移動至安全位置。

因為混合動力車輛在駕駛期間可發(fā)生故障,所以混合動力車輛應(yīng)確保響應(yīng)于故障而實施的駕駛方法并確保駕駛員安全?;旌蟿恿囕v使用發(fā)動機和電動機作為動力源且可因此當電力系統(tǒng)的電動機(內(nèi)部逆變器)故障時可使用發(fā)動機動力驅(qū)動。例如,混合動力車輛可進入緊急駕駛模式,即,跛行模式(limp-homemode)(故障模式或最小程度駕駛模式)以移動至附近維修店。

甚至當電池或電動機異常工作時跛行模式也可實施,且在跛行模式中高電壓主繼電器(m/r)可被關(guān)閉以隔離電池,發(fā)動機離合器可被連接且因此車輛可使用發(fā)動機的動力驅(qū)動。將參考圖1詳細描述在跛行模式中可產(chǎn)生的對逆變器的損壞,且將參考圖2到圖6描述根據(jù)本發(fā)明示例性實施例用于保護逆變器的方法。

圖1為示出根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例的混合動力車輛的控制系統(tǒng)的框圖。將參考圖1描述混合動力車輛的傳動系的一個示例。具體地,發(fā)動機離合器可設(shè)置在發(fā)動機和電動機之間且可基于混合動力車輛的駕駛模式選擇性地將發(fā)動機和電動機互連。

另外,替代安裝在常規(guī)發(fā)動機中的機械油泵,電動油泵可配置成供應(yīng)用于操作變速器和發(fā)動機離合器的液壓壓力,而與車輛駕駛模式無關(guān)?;旌蟿恿囕v可包括驅(qū)動電動機(在下文,指代為“電動機”)和混合起動發(fā)電機(在下文,指代為“hsg”)。電動機可配置成傳輸動力至車輛,且hsg可連接至發(fā)動機軸帶輪以起動發(fā)動機并生成電力。兩個電動機連同發(fā)動機可配置成供應(yīng)動力至混合動力車輛且可操作為將發(fā)動機動力轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電機。

替代常規(guī)交流發(fā)電機,低電壓直流(dc)-dc變換器(ldc)可負責(zé)輔助電池充電,且發(fā)動機可在ev模式中停止且因此電動壓縮機而非常規(guī)發(fā)動機帶型壓縮機(enginebelt-typecompressor)可用于使空調(diào)工作。主電池(在下文,指代為“電池”)可經(jīng)由主繼電器連接至電動機或其他部件。通過開啟主繼電器,電池的輸出電壓可供應(yīng)至電動機且在另一方面由電動機生成的電力可使電池充電。

即使當電池或電動機異常工作時,跛行模式也可實施,在跛行模式中,可實施關(guān)閉高電壓主繼電器以執(zhí)行用于隔離故障電池或用于阻止驅(qū)動故障電動機的控制并連接發(fā)動機離合器且因此車輛使用發(fā)動機電力驅(qū)動的操作。在跛行模式中,故障電動機的脈沖寬度調(diào)制(pwm)控制可關(guān)閉,且電動機與發(fā)動機共用驅(qū)動軸且通過驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)而慣性滑行(freewheeling)。連接至發(fā)動機軸帶輪的hsg可與發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)成比例慣性滑行(帶輪比率)。具體地,在用于吸收通過關(guān)閉主繼電器生成的反電動勢的電池的隔離狀況中,執(zhí)行開關(guān)功能且包括在電動機內(nèi)逆變器中的絕緣柵雙極型晶體管(igbt)的內(nèi)部電壓可增加,當施加超過可允許電壓(內(nèi)部電壓)的電壓時,可發(fā)生逆變器的燒壞,諸如逆變器的劣化或介電擊穿。

本發(fā)明提供當由于車輛控制系統(tǒng)故障或控制電動機(包括hsg)有困難引起的高電壓主繼電器關(guān)閉且發(fā)動機通過連接離合器驅(qū)動時用于阻止由于高速旋轉(zhuǎn)而燒壞電動機(包括hsg)內(nèi)逆變器的方法。

圖2為示出根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例的混合動力電動車輛的控制方法的流程圖。當混合動力車輛在跛行模式(即,在電動機或電池的異常狀態(tài)中)中駕駛時以及當電動機和發(fā)動機在跛行模式中鎖定時,可執(zhí)行本發(fā)明。

參考圖2,由控制器操作的車輛控制裝置可配置成監(jiān)測主繼電器是否在關(guān)閉狀態(tài)以及電動機的第一rpm(操作s110)。電動機可包括驅(qū)動電動機以及hsg,且車輛控制裝置可配置成分別監(jiān)測電動機的rpm和hsg的rpm。

另外,當主繼電器在關(guān)閉狀態(tài)且第一rpm超過第一閾值時,車輛控制裝置可配置成實施升檔(操作s120)。主繼電器在跛行模式中可關(guān)閉。例如,電動機的脈沖寬度調(diào)制(pwm)控制關(guān)閉,或當電池達到過度充電狀態(tài)時,主繼電器可關(guān)閉。

當執(zhí)行升檔時,可降低發(fā)動機的rpm且由與發(fā)動機共用驅(qū)動軸的電動機生成的反電動勢的強度可隨著發(fā)動機rpm的降低而降低。當驅(qū)動軸的rpm降低時,由電動機生成的反電動勢強度可降低。因此,車輛控制裝置可配置成將由電動機生成的反電動勢的強度調(diào)節(jié)至小于不產(chǎn)生電動機內(nèi)逆變器燒壞的電壓。

可通過預(yù)定加速器位置傳感器(aps)信號實施升檔。aps信號值可基于加速器踏板的接合度(例如,由駕駛員施加于踏板上的壓力量)而變化,且檔位切換可基于aps信號確定。當主繼電器在關(guān)閉狀態(tài)且電動機的第一rpm超過比第一閾值大的第二閾值時,車輛控制裝置可配置成停止用于驅(qū)動發(fā)動機的燃料供應(yīng)(操作s130)。當即使實施升檔,發(fā)動機rpm也保持增加時,或當跛行模式在變速器提供的最高檔位實施時,不能進一步切換到更高檔位且因此發(fā)動機的rpm可通過停止用于驅(qū)動發(fā)動機的燃料供應(yīng)而降低。

具體地,車輛控制裝置為配置成通常操作車輛、發(fā)動機和變速器的裝置。例如,車輛控制裝置可為混合動力控制單元(在下文,指代為“hcu”)。hcu(其為混合動力車輛的主運算處理單元)可配置成發(fā)送速度和扭矩信息至各控制器(諸如,電動機控制單元(mcu)、發(fā)動機管理系統(tǒng)(ems)、變速器控制單元(tcu)和電池管理系統(tǒng)(bms))且從各控制器接收速度和扭矩信息,分配車輛的驅(qū)動力且實施車輛駕駛模式。

例如,車輛控制裝置可經(jīng)配置通過比較電動機速度(rpm)與第一閾值和第二閾值阻止電動機的燒壞,且還可配置成通過監(jiān)測由電動機生成的反電動勢且比較反電動勢與參考閾值阻止電動機的燒壞。

圖3為示出根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例的由車輛控制系統(tǒng)內(nèi)各控制器執(zhí)行的車輛控制方法的流程圖。參考圖3,車輛控制方法可在hcu、mcu、ems和tcu協(xié)同控制下實施。

在下文將描述這些元件的通用功能。ems可配置成調(diào)節(jié)發(fā)動機的輸出,tcu可配置成接收動力源的輸出信息且實施檔位切換,mcu可配置成傳輸電動機扭矩指令,生成電力,且識別電動機和hsg的控制停用狀態(tài)和旋轉(zhuǎn)速度,且hcu可配置成傳輸混合動力車輛的變速器和發(fā)動機扭矩指令以操作其他控制器。

mcu可配置成識別電動機和hsg的控制停用狀態(tài)(異常狀態(tài)),且關(guān)閉電動機和hsg的pwm控制(操作s210)。具體地,pwm控制為這樣一種方法,其中電動機和hsg的rpm(即,旋轉(zhuǎn)速度)使用恒定周期的頻率調(diào)節(jié)。mcu可配置成在電動機和hsg的異常狀態(tài)中關(guān)閉pwm控制以允許混合動力車輛由發(fā)動機驅(qū)動。當在電動機和hsg的pwm控制的關(guān)閉狀態(tài)中通過發(fā)動機旋轉(zhuǎn),電動機的rpm超過第一閾值時(操作s211中為“是”),mcu可配置成傳輸?shù)谝话l(fā)動機rpm限制信號至hcu(操作s212)

在將電池和電動機互連的主繼電器的關(guān)閉狀態(tài)中(在操作s220中為“是”),當hcu從mcu接收第一發(fā)動機rpm限制信號時(在操作s221中為“是”),hcu可配置成傳輸預(yù)定的虛擬aps信號和參考請求信號至tcu(操作s222)。當tcu從hcu接收虛擬aps信號時(在操作s230中為“是”),tcu可配置成參考aps信號實施升檔(操作s232)。

發(fā)動機的rpm可通過實施升檔而降低,且在混合動力車輛中至可允許的最高檔位的換檔狀態(tài)中,電動機的rpm可超過比第一閾值大的第二閾值。當電動機的rpm超過第二閾值時(操作s241中為“是”),mcu可配置成傳輸?shù)诙l(fā)動機rpm限制信號至ems。當在主繼電器關(guān)閉狀態(tài)中ems從mcu接收第二發(fā)動機rpm限制信號時(操作s240中為“是”),ems可配置成停止或終止用于驅(qū)動發(fā)動機的燃料供應(yīng)(步驟s242)。

ems可配置成通過停止燃料供應(yīng)阻止發(fā)動機rpm的增加,從而阻止由電動機生成的反電動勢的增加。例如,雖然ems可不從mcu接收第二發(fā)動機rpm限制信號,但當mcu監(jiān)測電動機(包括hsg)的rpm并因此識別電動機的第一rpm超過第二閾值時,燃料供應(yīng)可停止。

圖4為示出根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例的包括在車輛控制系統(tǒng)中的相應(yīng)控制器的框圖。參考圖4,當實施跛行模式時,mcu410可配置成關(guān)閉pwm控制且傳輸主繼電器斷開請求至hcu430。hcu430可配置成操作bms420以響應(yīng)于接收主繼電器斷開請求關(guān)閉主繼電器,或操作bms420以在指定時間段(m/r斷開請求(延遲))后關(guān)閉主繼電器。

mcu410可配置成在主繼電器斷開請求后監(jiān)視電動機(包括hsg)的rpm。當在監(jiān)測期間電動機的rpm超過第一閾值或第二閾值時,為了減少由電動機生成的反電動勢的強度,mcu410可配置成傳輸發(fā)動機rpm限制信號至hcu430或ems450。

因為存在由于過度充電、過熱或外部沖擊引起的電池爆炸的可能性,bms420可配置成操作和管理電池。一般來講,bms420可單獨安裝在大容量電池中且還可安裝在電動車輛內(nèi)。bms420可配置成監(jiān)測由各種類型信息指示的電池狀態(tài)。指示電池狀態(tài)的信息可包括電池電壓,電池溫度,電池充電狀態(tài),電池的健康狀態(tài),氣流,電流的輸入/輸出狀態(tài)等。另外,bms420可配置成基于上述信息實施電池電力供應(yīng)所需的計算,且連接至外部裝置以經(jīng)由通信(例如,控制器局域網(wǎng)通信等)發(fā)送各種類型的信息至外部裝置或從外部裝置接收各種類型的信息。雖然本發(fā)明的一個示例性實施例采用bms作為用于管理和控制電池及用于開啟和關(guān)閉主繼電器的系統(tǒng),但此類系統(tǒng)不限于bms。

此外,bms420可配置成從hcu430接收主繼電器斷開請求,然后關(guān)閉主繼電器,或基于自我判斷關(guān)閉主繼電器且通知hcu430或ems450主繼電器的狀態(tài)。例如,當電池達到過度充電狀態(tài)時,bms420可配置成關(guān)閉主繼電器且通知hcu430或ems450主繼電器狀態(tài)(m/r斷開,發(fā)動機可曲柄起動(crankable))。

hcu430在當混合動力車輛故障時所實施的跛行模式中可操作為主控制器,且可配置成發(fā)送和接收信號及信息從而實施mcu410、ems450和tcu440的協(xié)同控制。當hcu430從mcu410接收發(fā)動機rpm限制信號時,hcu430可配置成傳輸虛擬aps信號至tcu440以實施升檔,且因此降低發(fā)動機的rpm。

tcu440可配置成實施對應(yīng)于從hcu430接收到的虛擬aps信號的升檔。ems450可配置成從bms420接收主繼電器是否處于關(guān)閉狀態(tài),從mcu410接收發(fā)動機rpm限制信號,且當電動機的rpm超過第二閾值時切斷用于驅(qū)動發(fā)動機的燃料供應(yīng)以降低發(fā)動機的rpm。

圖5為示出根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例的控制方法中的第一閾值和第二閾值的曲線圖。參考圖5,實施車輛控制方法的協(xié)同控制根據(jù)電動機的rpm、第一閾值和第二閾值而變化。例如,第一閾值可為約4200rpm,而第二閾值可為約4700rpm。

當電動機的rpm大于第一閾值且小于第二閾值時,能夠通過由tcu實施升檔來操作電動機運行在比第一閾值低的rpm。然而,當電動機的rpm大于第二閾值時,tcu可配置成自動實施升檔且ems可配置成與由tcu實施升檔分開單獨地切斷發(fā)動機的燃料供應(yīng),從而降低發(fā)動機的rpm。當即使當電動機的rpm達到比第二閾值小的第一閾值時實施升檔,電動機rpm也大于第二閾值時,可能是在車輛中可用的最高檔位實施跛行模式且因此不可能進一步升檔的狀況。

圖6為示出根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例的車輛控制方法中的加速器位置傳感器(aps)信號的曲線圖。參考圖6,基于車輛的速度和aps信號,檔位位置可變化。

tcu可配置成在正常駕駛模式(例如,不在跛行模式中)基于根據(jù)加速器踏板接合度的實際aps信號實施升檔。然而,在跛行模式中,當tcu從hcu接收虛擬aps信號以及參考請求信號時,tcu可配置成基于虛擬aps信號實施換檔。hcu可配置成傳輸比實際aps信號小的aps信號至tcu且因此操作tcu實施升檔,且發(fā)動機的rpm可通過升檔而降低。

根據(jù)上述示例性實施例的方法可實現(xiàn)為計算機可讀程序且存儲在計算機可讀記錄介質(zhì)中,計算機可讀記錄介質(zhì)可為rom、ram、cd-rom、磁帶、軟盤、光數(shù)據(jù)存儲設(shè)備等的一種。另外,計算機可讀記錄介質(zhì)可以載波(例如,通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸)的形式實現(xiàn)。

計算機可讀記錄介質(zhì)分布到通過網(wǎng)絡(luò)連接的計算機系統(tǒng)且可存儲和實施為計算機以分布方式可讀的代碼。另外,實現(xiàn)上述方法的功能性程序、代碼或代碼片段可易于由示例性實施例所屬領(lǐng)域中的程序員推導(dǎo)。

通過上面說明顯而易見的,根據(jù)本發(fā)明的混合動力電動車輛的控制方法和裝置具有以下效果。

第一,當混合動力電動車輛的電池的繼電器關(guān)閉時,可僅調(diào)節(jié)發(fā)動機的rpm同時維持發(fā)動機的驅(qū)動狀態(tài),從而提供穩(wěn)定跛行模式且因此阻止交通事故。

第二,由電動機生成的反電動勢的強度可通過改變發(fā)動機的rpm調(diào)節(jié),從而阻止電動機內(nèi)逆變器的燒壞。

第三,可使用安裝在常規(guī)車輛中的傳感器信息只需改變邏輯即可,而不用安裝附加部件,從而使成本減少。

對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是在不偏離本發(fā)明的實質(zhì)和范圍的情況下可作出對本發(fā)明的修改和變型。因此,只要修改和變型在所附權(quán)利要求及其等同物的范圍內(nèi),那么本發(fā)明旨在涵蓋本發(fā)明的該修改和變型。

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