控制混合動力電動車輛的發(fā)動機停止的裝置和方法
【專利摘要】一種用于控制混合電動車輛的發(fā)動機的停止的裝置和方法。當發(fā)動機停止時，根據發(fā)動機RPM的下降通過施加所述混合起動發(fā)動機的高效率點的轉矩，并且當發(fā)動機停止時，根據發(fā)動機RPM的下降通過在所述混合起動發(fā)電機的側面生成負轉矩，并且通過已生成負轉矩施加給予所述電池的最大充電功率的點的轉矩，在混合起動發(fā)電機的操作中提供有效轉矩，從而使當車輛停止時，車輛的燃料效率以及車輛的振動抑制得以改善。
【專利說明】
控制混合動力電動車輛的發(fā)動機停止的裝置和方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于控制混合動力車輛的發(fā)動機停止的裝置及方法，更具體地，涉及一種用于控制混合動力車輛的發(fā)動機停止的裝置和方法，其中所述裝置和方法可配置成可快速避免由發(fā)動機共振區(qū)造成的振動，并且可配置成當使用連接至所述發(fā)動機側的混合起動發(fā)電機生成負轉矩時，在生成負轉矩的同時給電池充電，從而降低發(fā)動機的RPM(Revolut1ns Per Minute)。
【背景技術】
[0002]混合動力車輛是使用發(fā)動機和電動機作為動力源從而提高燃料效率的車輛，并且其被配置成包括:發(fā)動機、驅動電動機、電池，以及控制單元?；旌蟿恿囕v包括用于操作這些元件的逆變器，以及連接至發(fā)動機的曲軸皮帶輪、并且串聯(lián)發(fā)動機的混合起動發(fā)電機，電動機皮帶輪，以及皮帶。在發(fā)電機串聯(lián)連接至發(fā)動機的電動機皮帶輪的情況下，可典型地包括混合起動發(fā)電機，并且通過混合起動發(fā)電機生成的轉矩能夠經由逆變器給電池充電。
[0003]混合動力車輛的控制單元包括發(fā)動機控制單元(ECU)，其控制發(fā)動機，電動機控制單元(MCU)，其控制混合起動發(fā)電機，傳輸控制單元(TCU)，以及電池管理系統(tǒng)(BMS)，其管理電池狀態(tài)。所述控制單元還包括混合動力控制單元(HCU)，其執(zhí)行上述各個控制單元的整體控制。
[0004]基于如此配置的混合動力車輛的主要驅動模式包括:眾所周知的，作為只使用電動機動力的純電動車輛的EV(電動車輛)模式，作為輔助模式，使用電動機的旋轉力作為輔助動力，同時使用發(fā)動機的旋轉力作為主要動力HEV(混合電動車輛)模式，以及可再生制動模式(RB)，其在車輛的行駛過程中，通過車輛的制動和慣性回收車輛的制動和慣性能量，通過在電動機中生成的電能給電池進行充電。
[0005]具體地，混合動力車輛具有怠速停止(其指的是當車輛停止來提高燃料經濟性(fuel economy)時，在怠速過程中停止發(fā)動機的功能)，從而能夠提高燃料經濟性和排放性能。作為用于提高混合動力車輛的燃料經濟性和/或排放性能的多個技術之一，怠速停止模式指的是通過防止不必要的發(fā)動機怠速從而提高燃料經濟性和/或排放性能的過程。
[0006]怠速停止模式的運行和進入是強制停止發(fā)動機的過程，發(fā)動機具有以每分鐘轉速測定的旋轉速度，以致于當發(fā)動機當發(fā)動機停止時，其能夠通過發(fā)動機的共振區(qū)。更進一步地，當在執(zhí)行發(fā)動機頻繁停止時，重要的是減少在發(fā)動機共振區(qū)產生的振動。
[0007]作為現(xiàn)有技術，日本專利公開號為2013-112265公開了在自動停止發(fā)動機的過程中，在行駛的混合起動發(fā)電機中用于生成負轉矩的技術，并且公開了用于控制混合動力車輛的發(fā)動機停止的裝置，當發(fā)動機自動停止時，所述裝置根據預先設定的混合起動發(fā)電機的旋轉速度曲線來執(zhí)行反饋控制。
[0008]然而，如上所述，當通過設置恒定旋轉速度來執(zhí)行用于避免發(fā)動機共振區(qū)的控制時，并未考慮到發(fā)動機中生成的轉矩的充電能量，并且將存在燃料效率方面的問題。
[0009]更進一步地，基于根據混合起動發(fā)電機的恒定的旋轉速度執(zhí)行發(fā)動機停止，當發(fā)動機停止時，難以執(zhí)行共振區(qū)的迅速避免，并且存在根據混合起動發(fā)電機的高效轉矩來操作控制混合起動發(fā)電機的需求。
[0010]圖1 (現(xiàn)有技術)根據現(xiàn)有技術示出當混合動力車輛的發(fā)動機停止時，連接至發(fā)動機的混合起動發(fā)電機的操作點。
[0011 ]如圖1所示，根據現(xiàn)有技術，當混合動力車輛的發(fā)動機停止時，執(zhí)行用于跟蹤混合起動發(fā)電機的目標速度的反饋控制，其生成低的負轉矩。因此，當設置混合起動發(fā)電機的跟蹤速度，并且執(zhí)行反饋控制來達到該速度時，存在損失從混合起動發(fā)電機的轉矩中生成的電池的充電能量的問題。
[0012]同樣的，在當發(fā)動機停止時，執(zhí)行跟蹤混合起動發(fā)電機的目標速度的反饋控制的情況下，存在通過迅速避免發(fā)動機共振區(qū)而產生車輛振動的問題。
[0013]在【背景技術】部分公開的上述信息僅用于增強對本發(fā)明背景的理解，并且因此其可包含不形成本國內本領域技術人員已知的現(xiàn)有技術。

【發(fā)明內容】

[0014]本發(fā)明的一個目標是當發(fā)動機停止時，考慮到混合由于發(fā)動機的RPM下降引起的混合起動發(fā)電機和高壓電池的效率，在混合起動發(fā)電機的操作中提供有效轉矩。
[0015]當發(fā)動機停止時，由于根據發(fā)動機的RPM的下降，在混合起動發(fā)電機的側將會生成負轉矩，因此本發(fā)明提供一種通過生成的負轉矩，為給予電池的最大充電功率的點的施加轉矩的方法。
[0016]本發(fā)明的目標不限于上述目標，并且本發(fā)明的其他未提及的目標能夠通過下文描述進行理解，并且能夠根據本發(fā)明的示例更清晰地理解。
[0017]在一方面，本發(fā)明提供一種用于控制混合動力車輛發(fā)動機停止的裝置，所述裝置包括:發(fā)動機，提供輸出至所述混合動力車輛;混合起動發(fā)電機，配置成吸收發(fā)動機轉矩；電池，連接至所述混合起動發(fā)電機；以及控制單元，用于控制所述發(fā)動機是否被驅動，以及控制所述混合起動發(fā)電機的轉矩的生成，其中，所述控制單元執(zhí)行所述混合起動發(fā)電機的負轉矩命令以通過吸收所述發(fā)動機轉矩來停止發(fā)動機，并且鑒于取決于發(fā)動機RPM的所述混合起動發(fā)電機的效率和電池的效率，所述控制單元設置曲線使得瞬時充電能量的幅值成為最大，并且控制單元根據所述曲線提供所述混合起動發(fā)電機的轉矩。
[0018]在優(yōu)選實施例中，當執(zhí)行所述混合起動發(fā)電機的負轉矩命令時，所述控制單元執(zhí)行對連接至所述混合起動發(fā)電機的電池進行充電，以便吸收所述發(fā)動機轉矩。
[0019]在另一優(yōu)選實施例中，所述裝置還包括電發(fā)動機機架，用于在所述發(fā)動機停止時抑制振動。
[0020]在另一優(yōu)選實施例中，所述控制單元通過將所述電發(fā)動機機架的振動抑制量與所述混合起動發(fā)電機所提供的負轉矩的量進行互鎖，所述控制單元控制所述車輛的振動
[0021]在另一方面，本發(fā)明提供一種用于控制混合動力車輛的發(fā)動機停止的方法，所述方法包括:當混合動力車輛的發(fā)動機停止時，確定發(fā)動機的動力驅動軸是否斷接，以及發(fā)動機的燃料注入是否停止;當所述發(fā)動機的動力驅動軸斷接并且所述發(fā)動機的燃料注入停止時，根據曲線在所述混合起動發(fā)電機中生成負轉矩，所述曲線鑒于取決于發(fā)動機RPM的所述混合起動發(fā)電機的效率和電池的效被設置成使電池的瞬時充電能量的幅值成為最大；以及通過所述混合起動發(fā)電機的已生成的轉矩確定所述發(fā)動機RPM是否小于預設參考值。。
[0022]在優(yōu)選實施例中，所述方法還包括，在在混合起動發(fā)電機的生成負轉矩的過程中，執(zhí)行對連接至所述混合起動發(fā)電機的電池進行充電。
[0023]在另一優(yōu)選實施例中，所述方法還包括，在在混合起動發(fā)電機中生成負轉矩的過程中，當所述發(fā)動機停止時，通過電發(fā)動機機架抑制振動。。
[0024]在另一優(yōu)選實施例中，所述方法還包括，通過將電發(fā)動機機架的振動抑制量與通過混合起動發(fā)電機提供的負轉矩的量進行互鎖來控制車輛的振動。
[0025]本發(fā)明的其他方面和優(yōu)選實施例將在下文進行討論。
【附圖說明】
[0026]本發(fā)明的上述及其他特征將結合附圖，參考下文將給出的，特定示例性實施例進行描述，所述特定示例性實施例僅用于闡述目的，并且因此本發(fā)明不限于此，并且其中:
[0027]圖1(現(xiàn)有技術)根據現(xiàn)有技術，當混合動力車輛的發(fā)動機停止時，示出控制操作占.V ，
[0028]圖2示出用于控制本發(fā)明的混合動力車輛的發(fā)動機停止的裝置的方框圖；
[0029]圖3示出鑒于本發(fā)明的電池的效率的混合起動發(fā)電機的控制操作點，從而使得瞬時充電能量的幅值達到最大。
[0030]圖4示出根據本發(fā)明的電池的最大充電能量，當發(fā)動機停止時，在混合起動發(fā)電機控制操作中轉矩和速度的關系；以及
[0031]圖5在流程圖中示出執(zhí)行本發(fā)明的混合動力車輛的發(fā)動機停止的方法。
[0032]應當理解的是，附圖并非必須按比例繪制，其呈現(xiàn)能夠說明本發(fā)明基本原理的各種優(yōu)選特征的某些簡化表示。如本文所公開的本發(fā)明的特定設計特征，例如，特定維度、方向、位置，以及形狀將根據特殊的應用意圖和使用環(huán)境部分地確定。
[0033]在附圖中，貫穿多個附圖，相同的參考標號指代本發(fā)明相同或者等效的部件。
【具體實施方式】
[0034]在下文中，本發(fā)明的各項實施例將參考如圖中所示的示例進行如下描述。當本發(fā)明結合示例性實施例進行描述時，應到理解的是，本發(fā)明不旨在限制于所述示例性實施例。正相反，本發(fā)明旨在不僅覆蓋所述示例性實施例，并且也可覆蓋包括在所附權利要求所主張的本發(fā)明的技術構思和范圍內的各種變化、修改，等效以及其他實施例。
[0035]在下文中，本發(fā)明的實施例將參考附圖進行更詳細的描述。所述本發(fā)明的實施例可以各種形式修改，并且本發(fā)明的范圍不應被認為限制于下述實施例。提供所述實施例旨在向本領域的技術人員更完全的闡述本發(fā)明。
[0036]應當理解的是，本文所使用的術語“車輛”或“車輛的”或者其他相似術語包括一般的機動車輛，例如包括運動型多用途車(SUV )、公交車、卡車、各式商用車輛在內的載客車輛，包括各種艇和船在內的水運工具，以及航空器等等，并且包括混合動力車輛、電動車輛、內燃車輛、插電式混合動力電動車輛、氫動力車輛以及其他代用燃料車輛(例如，從石油以外的資源取得的燃料)。如本文所述，混合動力車輛指的是具有兩種或者多種動力源的車輛，例如同時具有汽油動力和點動力的車輛。
[0037]本文所使用的專有名詞僅是為了說明特定實施例的目的，而非意在限制本發(fā)明。如本文所使用的，除非上下文另外清楚表明，單數(shù)形式“一個”、“一種”和“該”意在也包括復數(shù)形式。還將理解的是，當在本說明書中使用時，詞語“包括”和/或“包含”規(guī)定所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/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、元件、部件和/或其集合的存在或添加。如本文所使用的，詞語“和/或”包括一個或多個相關列出項目的任何或全部組合。貫穿說明是，除非明確描述與之相反，詞語“包括”以及其變形例如“包含”或者“含有”將理解成意味著包括所述元素但是不排除任意其他元素。此外，在說明書中描述的術語“單元”、者”、器”以及“模塊”意味著用于處理至少一個功能或者操作的單元，并且其可通過硬件組件或者軟件組件以及其二者聯(lián)合進行實施。
[0038]此外，本發(fā)明的控制邏輯可實施為包含能由處理器，控制器/控制單元等執(zhí)行的可執(zhí)行程序指令的計算機可讀介質上的非暫時性計算機可讀介質。例如:計算機可讀介質可以包括但不僅限于，只讀存儲器(R0M)，隨機存取存儲器(RAM)，光盤(CD)-只讀存儲器(ROM)，磁帶，軟盤，閃存盤，智能卡和光學數(shù)據存儲設備。計算機可讀記錄介質也可以分布在連接網絡的計算機系統(tǒng)當中，使得計算機可讀介質例如，利用遠程信息處理服務器或者控制器局域網絡(CAN)，分布式地存儲和執(zhí)行。
[0039]根據RPM的下降，通過施加混合起動發(fā)電機的高效率點的轉矩，本發(fā)明能夠在混合起動發(fā)電機的操作中提供有效轉矩。
[0040]更進一步地，本發(fā)明施加混合起動發(fā)電機的高效率點和電池的最大充電效率點的轉矩，該轉矩能夠提供車輛的燃料經濟性的提高。
[0041]圖2示出用于控制作為本發(fā)明的實施例的混合動力車輛的發(fā)動機停止的裝置的方框圖。
[0042]所述裝置包括:發(fā)動機，其提供混合動力車輛的驅動力，并且所述發(fā)動機包括電池，其連接至混合起動發(fā)電機(HSG)，并且當施加所述混合起動發(fā)電機(HSG)的負轉矩時，其被充電。更進一步地，所述執(zhí)行上述配置的控制的混合動力車輛的控制單元包括，發(fā)動機控制單元(ECU)，其控制發(fā)動機，電動機控制單元(MCU)，其控制混合起動發(fā)電機，傳輸控制單元(TCU)，以及電池管理系統(tǒng)(BMS)，其管理電池的狀態(tài)。
[0043]更進一步地，所述裝置還包括混合控制單元(HCU)，其執(zhí)行上述各個控制單元的整體控制。
[0044]在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，所述提供混合動力車輛的驅動力的混合起動發(fā)電機(HSG)執(zhí)行發(fā)電機的功能，并且通過連接至發(fā)動機皮帶進行配置，并且配置成根據發(fā)動機的驅動給連接至逆變器的電池充電。
[0045]在另一實施例中，能夠配置混合起動發(fā)電機(HSG)，其與連接車輛的驅動軸和變速器的驅動電動機不同，并且所述混合起動發(fā)電機連接至發(fā)動機的皮帶從而產生能量，并且通過利用由混合起動發(fā)電機產生的能量，由逆變器給電池進行充電。
[0046]如上所述，所述混合起動發(fā)電機(HSG)被運行，從而使得HCU的負轉矩控制命令吸收發(fā)動機轉矩，因此能夠減少在發(fā)動機停止過程中的振動的發(fā)生，并且有助于吸收發(fā)動機轉矩。
[0047]圖3示出一曲線，在該曲線中，根據混合起動發(fā)電機的負轉矩控制命令通過混合起動發(fā)電機來充電的電池的能量在控制單元達到最大。
[0048]如上所述，根據用于每個RMP的電池的最大充電能量操作點來生成混合起動發(fā)電機的負轉矩，這樣形式的曲線被包括在內，并且形成所述曲線以便能夠提供所述電池的最大充電能量。
[0049]因此，根據發(fā)動機RPM通過混合起動發(fā)電機來進行充電的電池的能量最大化處的點，是電池的充電功率達到瞬時最大處的操作點，并且充入電池的累積能量將在產生負轉矩的節(jié)段(sect1n)中達到最大。
[0050]圖5通過表格示出負轉矩操作點，在該點處根據發(fā)動機降速(混合起動發(fā)電機降速)來提供電池的最大充電能量。一般地，負轉矩操作點處具有最大轉矩量(絕對值)為2000RPM，并且圖5示出負轉矩操作點的形式的值，其隨著發(fā)動機RPM增加，收斂至-10(轉矩/速度)。
[0051]如上所述，就提供最大充電能量的混合起動發(fā)電機的負轉矩生成曲線而言，當發(fā)動機停止時，通過利用生成的能量給電池充電，并且該負轉矩生成曲線執(zhí)行功能:將使用直到發(fā)動機停止的驅動力轉換成電池的充電能量。因此，在混合動力車輛的電動模式行駛階段通過利用直到發(fā)動機停止而生成的輸出對電池進行充電，因此將存在提高燃料效率的效果O
[0052]上文詳細描述將本發(fā)明作為示例進行了闡述。此外，上述內容示出了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并且本發(fā)明能夠在各種其他結合、修改和環(huán)境中使用。即，本發(fā)明，能夠在本文所公開的本發(fā)明概念的范圍，所公開內容的等效范圍，和/或本領域的技術或者知識的范圍內做出變化和修改。所述實施例解釋了用于實施本發(fā)明的技術構思的最佳條件，并且本發(fā)明的特定應用場合和應用所需要的各種修改也同樣可能。本發(fā)明的詳細描述，因此，不旨在限制本發(fā)明于所公開的示例性描述。此外，附屬權利要求應當被認為是包括其他實施方式。
[0053]本發(fā)明已參考其優(yōu)選實施例進行描述。然而，本領域的技術員工需要理解的是在不違背本發(fā)明的所附的權利要求和其等效所定義的原理，技術構思以及范圍內，可對所述實施例做出各式修改。
【主權項】
1.一種用于控制混合動力車輛的發(fā)動機停止的裝置，所述裝置包括: 發(fā)動機，提供輸出至所述混合動力車輛； 混合起動發(fā)電機，配置成吸收發(fā)動機轉矩； 電池，連接至所述混合起動發(fā)電機；以及 控制單元，用于控制所述發(fā)動機是否被驅動，以及控制所述混合起動發(fā)電機的轉矩的生成， 其中，所述控制單元執(zhí)行所述混合起動發(fā)電機的負轉矩命令以通過吸收所述發(fā)動機轉矩來停止發(fā)動機，并且鑒于取決于發(fā)動機RPM的所述混合起動發(fā)電機的效率和電池的效率，所述控制單元設置曲線使得瞬時充電能量的幅值成為最大，并且控制單元根據所述曲線提供所述混合起動發(fā)電機的轉矩。2.根據權利要求1所述的裝置，其中當執(zhí)行所述混合起動發(fā)電機的負轉矩命令時，所述控制單元執(zhí)行對連接至所述混合起動發(fā)電機的電池進行充電，以便吸收所述發(fā)動機轉矩。3.根據權利要求1所述的裝置，還包括: 電發(fā)動機機架，用于在所述發(fā)動機停止時抑制振動。4.根據權利要求3所述的裝置，其中通過將所述電發(fā)動機機架的振動抑制量與所述混合起動發(fā)電機所提供的負轉矩的量進行互鎖，所述控制單元控制所述車輛的振動。5.—種用于控制混合動力車輛的發(fā)動機停止的方法，所述方法包括以下步驟: 當混合動力車輛的發(fā)動機停止時，確定發(fā)動機的動力驅動軸是否斷接，以及發(fā)動機的燃料注入是否停止； 當所述發(fā)動機的動力驅動軸斷接并且所述發(fā)動機的燃料注入停止時，根據曲線在所述混合起動發(fā)電機中生成負轉矩，所述曲線鑒于取決于發(fā)動機RPM的所述混合起動發(fā)電機的效率和電池的效被設置成使電池的瞬時充電能量的幅值成為最大；以及 通過所述混合起動發(fā)電機的已生成的轉矩確定所述發(fā)動機RPM是否小于預設參考值。6.根據權利要求5所述的方法，其中所述生成負轉矩的步驟還包括: 執(zhí)行對連接至所述混合起動發(fā)電機的電池進行充電。7.根據權利要求5所述的方法，其中所述生成負轉矩的步驟還包括: 當所述發(fā)動機停止時，通過電發(fā)動機機架抑制振動。8.根據權利要求7所述的方法，還包括步驟: 通過將所述電發(fā)動機機架的振動抑制量和通過所述混合起動發(fā)電機提供的負轉矩的量進行互鎖來控制所述車輛的振動。
【文檔編號】B60W10/26GK106004866SQ201510800279
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2015年11月19日
【發(fā)明人】金尚準, 吳鐘范, 金成德, 樸逸權, 樸成翼
【申請人】現(xiàn)代自動車株式會社