在混合動力機動車輛中電動模式下的扭矩控制方法
【專利摘要】在僅用電機（MEL）促動車輛的混合動力機動車輛的驅動模式下：當油門踏板處于與所請求的扭矩值大于或等于電機所能提供的最大扭矩（CMELMAX）并且嚴格小于預先確定的閾值（S）相對應的位置中時，熱力發動機保持停機并且電機提供所述最大扭矩（CMELMAX）；以及當油門踏板處于與所請求的扭矩值大于或等于所述閾值（S）相對應的位置中時，熱力發動機自動啟動并且提供扭矩使得由電機和熱力發動機提供的總扭矩值等于所請求的扭矩值。
【專利說明】在混合動力機動車輛中電動模式下的扭矩控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種在混合動力機動車輛中在ZEV (零排放車輛)行駛模式下，即純電動行駛模式下，向包括熱力發動機和電機的發動機組請求的扭矩控制方法。本發明還涉及實施該方法的混合動力機動車輛。
[0002]本發明可以應用到所有類型的混合動力車輛，并聯式、串聯式或者能量分流類型(derivation de puissance)。
【背景技術】
[0003]在這些車輛中，對熱能和電能兩種類型能量進行組合可以確保驅動的同時又使能量的使用效率得到優化，從而減小碳氫燃料的消耗量以及由此產生的大氣污染。
[0004]并聯式混合動力車輛能夠利用內燃機的熱能或者利用驅動電機的電能獨立地行駛。為此，例如其配備有在車輛前橋總成上由熱力發動機和變速箱構成的組件以及在后橋總成上的電機。
[0005]圖1回顧了根據現有技術的混合動力車輛的大體結構。
[0006]其包括:
[0007]-內燃機(MTH)10，汽油內燃機、柴油內燃機或其它類型，其設有慣性飛輪；
[0008]-通過干式、濕式或其它離合器12實現的聯接/脫離聯接系統；
[0009]-安裝在車輛的后橋總成AR上的電機(MEL)14 ；
[0010]-具有N組分立傳動齒輪的減速系統(BV) 16，其由手動操控式變速箱(BVMP )、雙離合式變速箱(DCT)、自動變動箱(BVA)等實現；
[0011]-用于驅動的能量電池(BAT)或者電能存儲系統18;以及
[0012]-由受控啟動器實現的熱力發動機的獨立啟動系統20(SDI)、“停止和啟動”控制系統等。
[0013]每個機構受各自的近程控制計算機操控。這些計算機本身受到唯一的監控計算機控制，所述唯一的監控計算機做決定并且同步動作以適應駕駛員的意愿。
[0014]這些監控器根據車輛的壽命和狀態情況操控驅動系統。其確定行駛模式、協調所有過渡階段并且選擇運行點以優化車輛碳氫燃料消耗、消除污染并且優化車況。
[0015]固定在后橋總成上的電機提供當熱力發動機停止時車輛前進所需的扭矩。
[0016]在混合動力車輛上，其可以在ZEV模式下行駛，在該模式下僅使用電機來促動車輛。
[0017]用于驅動的電機的扭矩和功率經常分別小于車輛發動機組(GMP)的總扭矩和功率。結果，通常在ZEV模式(即純電動模式)下行駛的某些情況下，單一的電機不足以確保推動車輛。因此需要啟動熱力發動機以確保車輪上具有駕駛員所請求的扭矩。
[0018]例如，電驅動系統的功率典型地可以大約為GMP的總功率的20%至30%。這意味著車輛電動模式下的性能受到限制并且不能夠適應例如駕駛員在超車、插隊或高速行駛時可能需要的所有加速情況。[0019]在現有技術中，在電系統的功率不能確保所需加速的情況下，可以啟動熱力發動機以使車輪獲得GMP的總功率。一旦電機達到最大扭矩，即以自動的方式確保這種啟動。
[0020]由此，如圖2所示，油門踏板的行程，在圖上以下壓百分比(pourcentaged’ enfoncement)的形式表示，可以分為兩個區域:
[0021]-純電動行駛區域，針對與駕駛員所請求的扭矩值小于或等于電機(MEL)所能提供的扭矩最大值CMELMAX相對應的油門踏板位置；以及
[0022]-電動和熱動同時行駛區域(MEL+MTH)，針對與所請求的扭矩值嚴格大于CMELMAX相對應的油門踏板位置。
[0023]實際上，由于安全性超出第一區域自動啟動熱力發動機是必須的:不啟動或者駕駛員為了啟動發動機必須執行額外動作(例如，按壓按鈕以脫離電動模式)在緊急情況下可能是危險的。
[0024]這種傳統策略具有若干缺點。
[0025]實際上，當車輛使用強制ZEV模式時，如同在很多混合動力車輛中那樣，駕駛員會感覺到在輕微促動油門踏板時發動機不啟動。
[0026]換句話說，駕駛員希望能夠在純電動模式下使用其車輛而不用總是考慮油門踏板的位置而且熱力發動機不會不適時地啟動。
[0027]本發明致力于解決這種需要。
【發明內容】
[0028]為此，本發明提供一種對混合動力機動車輛的發動機組施加的扭矩進行控制的方法，所述發動機組包括熱力發動機和電機，其特征在于，所述方法在僅使用電機促動車輛的行駛模式下包括以下步驟:
[0029]當油門踏板處于與所請求的扭矩值大于或等于電機所能提供的最大扭矩并且嚴格小于預先確定的閾值相對應的位置中時，熱力發動機保持停機并且電機提供所述最大扭矩；以及
[0030]當油門踏板處于與所請求的扭矩值大于或等于所述閾值相對應的位置中時，熱力發動機自動啟動并且提供扭矩使得由電機和熱力發動機提供的總扭矩值等于所請求的扭矩值。
[0031]由此，本發明在熱力發動機有效啟動之前為油門踏板引入“無效”行程。該無效行程使得駕駛員在利用了電動系統的全部容量之后不會不適時地啟動，同時保證在緊急情況下能夠啟動(第一反應是將油門踏板踩到底)。
[0032]這能夠提高駕駛員對電動行駛的利用同時減少熱力發動機不適時地啟動次數。
[0033]由此，本發明通過提供在電動模式下行駛時非常重要的油門踏板位置極大地改善了駕駛體驗和電動行駛的感受。
[0034]此外，通過減少熱力發動機不適時的啟動次數，本發明可以降低碳氫燃料的消耗從而減少相應的大氣污染。
[0035]根據特定的特征，根據本發明的方法由車輛包括的監控計算機實施，并且所述方法還包括向所述監控計算機持續提供關于油門踏板位置信息的步驟。
[0036]為了以上目的，本發明還提供一種包括發動機組的混合動力機動車輛，所述發動機組包括熱力發動機和電機，其特征在于，所述混合動力機動車輛包括適于實施如上所述的扭矩控制方法步驟的裝置。
[0037]根據一個特定特征，所述裝置包括適于接收關于油門踏板位置信息的監控計算機。
[0038]根據一個特定特征，熱力發動機與車輛的前橋總成聯接并且電機與車輛的后橋總成聯接。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0039]通過閱讀以下僅作為非限制性示例給出的對特定實施例的說明并且參考附圖，可以更加清楚地理解本發明的其它方面和優點，其中:
[0040]-圖1，已經描述過，是以簡化地方式示出傳統混合動力機動車輛的大體結構的示意圖；
[0041]-圖2，已經描述過，是示出現有技術的混合動力機動車輛行駛模式根據油門踏板位置的圖線；以及
[0042]-圖3是示出本發明的一個特定實施例的混合動力機動車輛行駛模式根據油門踏板位置的圖線。
【具體實施方式】
[0043]在本發明的范圍中認為混合動力機動車輛包括發動機組和圖1中所示的其它元件，所述發動機組包括熱力發動機和電機。
[0044]僅作為非限制性示例，熱力發動機可以與車輛的前橋總成聯接，電機可以與后橋總成聯接。然后，也可以選擇相反的構造。
[0045]該車輛尤其包括監控計算機(圖中未示出)，其控制對車輛每個機構的操控控制。
[0046]根據本發明，該監控計算機尤其適于接收關于油門踏板位置的信息。
[0047]根據本發明的扭矩控制方法包括向監控計算機持續提供該信息的步驟。該信息可以例如由位于油門踏板位置處的位置傳感器提供。
[0048]如圖3的圖線中所示，在僅使用電機促動車輛的行駛模式下，圖中所示的油門踏板行程(與圖2相同形式為下壓百分比)這次可以分成三個區域:
[0049]-當油門踏板處于與駕駛員所請求的扭矩值嚴格小于電機所能提供的最大扭矩CMELMAX相對應的位置中時，熱力發動機停機并且車輛僅依靠電機運動；
[0050]-當油門踏板處于與所請求的扭矩值大于或等于電機所能提供的最大扭矩CMELMAX并且嚴格小于預先確定的閾值S相對應的位置中時，熱力發動機保持停機并且電機提供最大扭矩CMELMAX;該第二區域因此對應于踏板的“失效”行程，因此在該區域中，GMP扭矩飽和，因此不管油門踏板如何額外下壓，車輛也不會進行更多地加速；以及
[0051]-當油門踏板處于與所請求的扭矩值大于或等于閾值S相對應的位置中時，熱力發動機自動啟動并且提供扭矩使得電機和熱力發動機提供的總扭矩值等于所請求的扭矩值。
[0052]本領域技術可以選擇閾值S的值以避免使車輛乘客處于GMP不能適應緊急扭矩請求的危險情況。[0053]本發明所帶來的踏板無效行程由此尤其有利地增加了電動行駛的可用性并且減少不適時的啟動。
【權利要求】
1.一種對混合動力機動車輛的發動機組施加的扭矩進行控制的方法，所述發動機組包括熱力發動機(10)和電機(14)，其特征在于，所述方法在僅使用電機(14)促動車輛的行駛模式下包括以下步驟: 當油門踏板處于與所請求的扭矩值大于或等于電機(14)所能提供的最大扭矩CMELMAX并且嚴格小于預先確定的閾值S相對應的位置中時，熱力發動機(10)保持停機并且電機(14)提供所述最大扭矩CMELMAX ；以及 當油門踏板處于與所請求的扭矩值大于或等于所述閾值S相對應的位置中時，熱力發動機(10)自動啟動并且提供扭矩使得由電機(14)和熱力發動機(10)提供的總扭矩值等于所請求的扭矩值。
2.根據權利要求1所述方法，其特征在于，所述方法由車輛包括的監控計算機實施，并且所述方法還包括向所述監控計算機持續提供關于油門踏板位置信息的步驟。
3.一種包括發動機組的混合動力機動車輛，所述發動機組包括熱力發動機(10)和電機(14)，其特征在于，所述混合動力機動車輛包括適于實施根據權利要求1或2所述的扭矩控制方法步驟的裝置。
4.根據權利要求3所述的車輛，其特征在于，所述裝置包括適于接收關于油門踏板位置信息的監控計算機。
5.根據權利要求3或4所述的車輛，其特征在于，熱力發動機(10)與車輛的前橋總成聯接并且電機(14)與車輛的后橋總成聯接。
【文檔編號】B60W10/08GK103826954SQ201280046464
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年8月2日 優先權日:2011年8月17日
【發明者】F·加利諾, T·克羅蓋諾克 申請人:標致·雪鐵龍汽車公司