用于混合動力車輛的動力系的控制方法及控制系統與流程

本發明涉及一種用于混合動力車輛的動力系的控制方法及控制系統，并且更具體地，涉及這樣一種用于混合動力車輛的動力系的控制方法及控制系統：其在需要對升擋(upshifting)進行干預(intervention)時將動力系的系統效率最優化。

背景技術：

混合動力車輛是一種使用至少兩種能源的車輛。具體地，混合動力車輛從利用電能的驅動電機和利用燃料的發動機接收驅動扭矩。同時，為了提高燃料效率，當車輛需要滑行或減速時，將車輛的動能收集為電能，并且所收集的電能用于驅動驅動電機。

因此，除了當已經提供驅動扭矩時之外，驅動電機和起動電機(其配置為將發動機起動)的作為發電機工作，并且隨著場合需求而將從輸出軸傳遞的扭矩收集為電能。應用于混合動力車輛的發動機起動器被稱作混合動力起動器發電機(“hsg”)。如上文所解釋的，在混合動力車輛中，通過驅動電機或hsg實現能量再收集效率和燃料效率的提高對于控制混合動力車輛的動力系是重要因素。

前面的內容僅僅旨在幫助對本發明的背景的理解，而不旨在意味著本發明落在已為本領域技術人員所公知的相關技術的范圍之內。

技術實現要素：

本發明提供一種用于混合動力車輛的動力系的控制方法及控制系統，當需要對升擋進行干預時，該控制方法及控制系統用于基于所需干預的量來將動力源的系統效率最優化。

為實現上述目標的根據本發明的用于混合動力車輛的動力系的控制方法可以包括：當在混合動力電動車輛驅動模式(hev)期間需要對升擋進行干預時，通過控制器確定發動機是否對應于最佳工作點；當發動機對應于最佳工作點時，通過控制器確定所需干預的量是否等于或小于驅動電機和hsg的最大干預扭矩的和值；以及當所需干預的量等于或小于最大干預扭矩的和值時，通過控制器確定驅動電機和hsg各自的干預扭矩，以將驅動電機和hsg的整體能量收集率調整到所需干預的相關量的最大值，并且同時，驅動電機和hsg的干預扭矩的和值滿足所需干預的量。

可以通過驅動電機和hsg各自的能量收集率以及驅動電機和hsg之間的干預扭矩比例來確定整體能量收集率，并且可以通過驅動電機和hsg的各自的每分鐘轉數(rpm)和干預扭矩來確定各自的能量收集率。控制器可以配置成通過考慮從hsg傳遞到發動機的扭矩的比例來確定hsg的干預扭矩。

控制方法可以進一步地包括：當所需干預的量大于最大干預扭矩的和值時，通過控制器使驅動電機和hsg操作為各自達到最大干預扭矩，并且使發動機操作為將干預扭矩調整為對應于所需干預的量與最大干預扭矩的和值之間的差值。控制方法可以進一步地包括：響應于確定為發動機不與最佳工作點對應，通過控制器確定用于達到在干預條件下的發動機的最佳工作點的校正的所需干預的量。控制器可以配置成，通過將用于實現發動機的最佳工作點的最佳發動機扭矩與當前發動機扭矩之間的偏差值加到所需干預的量來確定校正的所需干預的量。

控制方法可以進一步地包括：通過控制器確定校正的所需干預的量是否等于或小于驅動電機和hsg的最大干預扭矩的和值；以及當校正的所需干預的量等于或小于最大干預扭矩的和值時，通過控制器將發動機的發動機扭矩調整達到最佳工作點，并且確定驅動電機和hsg各自的干預扭矩，以使得驅動電機和hsg的整體能量收集率為校正的所需干預的量的最大值，并且同時，最大干預扭矩的和值滿足校正的所需干預的量。控制方法可以進一步地包括：當校正的所需干預的量大于最大干預扭矩的和值時，通過控制器使驅動電機和hsg操作為各自達到最大干預扭矩，并且通過控制器使發動機操作為將干預扭矩調整為對應于校正的所需干預的量與最大干預扭矩的和值之間的差值。

為實現上述目的的根據本發明的用于混合動力車輛的動力系的控制系統可以包括：發動機，其配置成提供車輛的驅動扭矩；驅動電機，其配置成提供車輛的驅動扭矩；hsg，其與發動機連接；以及控制器，其配置成：當在混合動力電動車輛驅動模式期間需要對升擋進行干預時，確定發動機是否對應于最佳工作點；當發動機對應于最佳工作點時，確定所需干預的量是否等于或小于驅動電機和hsg的最大干預扭矩的和值；以及當所需干預的量等于或小于最大干預扭矩的和值時，確定驅動電機和hsg各自的干預扭矩，使得驅動電機和sg的整體能量收集率為所需干預的量的最大值，并且同時，驅動電機和hsg的干預扭矩的和值滿足所需干預的量。

根據上述的用于混合動力車輛的動力系的控制方法及控制系統，當需要在升擋時對的動力源進行干預，能夠基于所需干預的量使動力源的系統效率最優化。特別地，當發動機對應于最佳工作點時，由于將驅動電機和hsg的干預扭矩確定為使得滿足所需干預的量并且整體能量收集率為所需干預的量的最大值，因此，當執行干預時能夠實現最佳能量效率。而且，當發動機不對應于最佳工作點時，由于通過對所需干預的量進行校正而執行干預，因此，能夠有效地實現最佳能量效率，并且同時，發動機可以達到最佳工作點。

附圖說明

通過隨后結合附圖所呈現的具體實施方式，將會更為清楚地理解本發明的以上和其它目的、特征以及優點，在這些附圖中：

圖1是展示出根據本發明的示例性實施方案的用于混合動力車輛的動力系的控制方法的流程圖；以及

圖2是示出根據本發明的示例性實施方案的用于混合動力車輛的動力系的控制系統的圖。

具體實施方式

應當理解，此處所使用的術語“車輛”或“車輛的”或其它類似術語包括一般的機動車輛，例如包括運動型多用途車輛(suv)、大客車、卡車、各種商用車輛的乘用車輛，包括各種舟艇、船舶的船只，航空器等，并且包括混合動力車輛、電動車輛、可插式混合動力電動車輛、氫動力車輛以及其它替代性燃料車輛(例如源于非石油的能源的燃料)。正如此處所提到的，混合動力車輛是具有兩種或更多動力源的車輛，例如汽油動力和電力動力兩者的車輛。

盡管將示例性實施方案描述為利用多個單元來執行示例性過程，但是應當理解，也可以由一個或多個模塊來執行示例性過程。此外，應當理解，術語“控制器”指的是包括存儲器和處理器的硬件裝置。存儲器配置為存儲模塊，而處理器特定地配置為執行所述模塊以完成下面進一步描述的一個或多個過程。

此外，本發明的控制邏輯可以實施為在包含通過處理器、控制器等執行的可執行程序指令的計算機可讀媒介上的非易失性計算機可讀媒介。計算機可讀媒介的示例包括但不限于rom、ram、光盤(cd)-rom、磁帶、軟盤、閃存驅動器、智能卡和光學數據存儲設備。計算機可讀記錄媒介也可以分布在網絡聯接的計算機系統中，使得計算機可讀媒介以分布式進行存儲和執行，例如通過遠程信息處理服務器或控制器局域網(can)。

本文中所使用的術語僅出于描述具體實施方案的目的并且并不旨在限制本發明。此處所使用的單數形式“一個(a)”、“一個(an)”和“這個”旨在也包括復數形式，除非上下文清楚指明了另外的情況。應該進一步理解的是，當被用在該說明書中時，術語“包括”和/或“包含”，指定存在陳述的特征、整數、步驟、操作、元件、和/或零件，但不排除存在或增加一個或多個其他特征、整數、步驟、操作、元件、零件和/或其組合。此處所使用的術語“和/或”包括一個或多個相關的列出的項目的任意和全部組合。

下文中，將參照附圖對根據本發明的示例性實施方案的用于車輛的變速器進行描述。

如圖1至圖2所示，根據本發明的用于混合動力車輛的動力系的控制方法可以包括：在hev驅動模式期間，當需要對升擋進行干預時，通過控制器150確定發動機10是否對應于最佳工作點(s100)；當發動機10對應于最佳工作點時，通過控制器150確定所需干預的量是否等于或小于驅動電機20和hsg30的最大干預扭矩的和值(s200)；以及當所需干預的量等于或小于最大干預扭矩的和值時，通過控制器150確定驅動電機20和hsg30各自的干預扭矩，從而將驅動電機20和hsg30的整體能量收集率調整為所需干預的量的最大值，并且同時驅動電機20和hsg30的干預扭矩的和值滿足所需干預的量(s300)。

具體地，控制器150可以配置成，當在hev驅動模式期間需要對升擋進行干預時，確定發動機10是否對應于最佳工作點。該干預是當需要換擋時對動力源的扭矩進行調整，從而更容易地使變速器40的輸入軸的轉速和動力軸的轉速同步(由目標擋位的同步嚙合而形成)。

本文中，動力源指的是提供用于驅動車輛的驅動扭矩的所有裝置，而如圖2所示，根據本發明，發動機10和驅動電機20是動力源。另外，動力軸指的是將動力提供至變速器40的動力源的旋轉軸。上述的發動機10、驅動電機20和變速器40的組合結構可以以各種形式存在，而作為本發明的示例性實施方案，發動機10和驅動電機20形成如圖2中所示的單一動力傳送系統，而更為示例性地，設置如下結構：驅動扭矩可以從發動機10傳遞至驅動電機20，然后驅動扭矩可以從驅動電機20傳遞至變速器40。

同時，當在車輛行駛期間進行升擋時，動力軸的轉速可能會基于傳動比的改變而降低，并且由于在動力源的動力軸中形成的驅動扭矩將會增大而使得動力軸的轉速降低可能會延遲，因此，會需要干預以減小驅動扭矩，此時，用于動力軸中減小的扭矩量可以是所需干預的量，并且在每個動力源或hsg30中吸收或減小的扭矩量均可以是干預扭矩。

對于電動車輛(ev)模式(其中通過利用電能(比如，來自驅動電機20的驅動扭矩)來驅動車輛)，可以通過與驅動電機20或發動機10連接的hsg30來滿足所需干預的量。對于hev模式(其中通過驅動發動機10和驅動電機20來驅動車輛)，可以通過發動機10、驅動電機20和hsg30各自的干預扭矩來滿足所需干預的量。特別地，驅動電機20或hsg30的干預扭矩可以用作再生扭矩，其中再生扭矩收集為電能從而提高能量效率。

此外，在本領域的普通技術中，當執行hev模式時，驅動電機20形成干預扭矩，而當干預扭矩等于或大于驅動電機20可以工作的最大值時，干預扭矩可以形成在驅動電機20以及hsg30中。另外，當所需干預的量等于或大于驅動電機20和hsg30的干預扭矩的最大值時，可以在發動機10中執行扭矩減小，從而滿足所需干預的量。然而，由于即使在發動機10不對應于最佳工作點(發動機扭矩和當前車輛速度之間的關系)時，上述普通干預類型也在保持發動機扭矩的情況下通過驅動電機20或hsg30來滿足所需干預的量，所以發動機效率并不是最優的。

相應地，在本發明中，控制器150可以配置成確定發動機10是否由最佳發動機扭矩驅動，以考慮當前車輛速度中的燃料消耗效率(s100)。控制器150可以進一步地配置成，當發動機10對應于最佳工作點時，確定所需干預的量是否等于或小于驅動電機20和hsg30的最大干預扭矩的和值(s200)。

如上所述，當發動機10已經在最佳工作點受到驅動時，因為保持發動機10的當前驅動條件并且通過利用驅動電機20和hsg30來滿足所需干預的量對整體效率是有利的，因此，控制器150可以配置成確定所需干預的量是否能夠通過可以分別在驅動電機20和hsg30中實現的干預扭矩來滿足。在第一干預過程s300中，當所需干預的量等于或小于最大干預扭矩的和值時(在第一需要量確定過程s200)，控制器150可以配置成確定驅動電機20和hsg30各自的干預扭矩，從而將驅動電機20和hsg30的整體能量收集率調整為所需干預的量的最大值，并且同時，驅動電機20和hsg30的干預扭矩的和值滿足所需干預的量。

在本領域的普通技術中，當利用驅動電機20或hsg30來滿足所需干預的量時，驅動電機20形成干預扭矩，然而，由于在相同條件下當驅動電機20和hsg30同時形成干預扭矩時可以實現更高的能量收集率，所以相關技術的方法可能是不高效的。因此，在本發明中，當通過驅動電機20和hsg30的干預扭矩來滿足當前的所需干預的量時，不形成驅動電機20的干預扭矩，而是可以通過分別確定驅動電機20和hsg30的干預扭矩來執行干預，并因此可以將驅動電機20和hsg30的整體能量收集率調整為關于當前的所需干預的量的最大值。

如上所述，在本領域的普通技術(比如，相關技術)中，即使在通過驅動電機20滿足了所需干預的量時，hsg30也會形成干預扭矩，并且hsg30的干預扭矩可能形成為大于驅動電機20的干預扭矩。由此，在本發明中，當在hev驅動模式期間在需要升擋的情況下需要進行干預時，響應于確定發動機10是否對應于最佳工作點來進行干預同時確保能量效率與相關技術中不同而使能量效率在整個動力系中能夠得到最大化，其中，預先確定用于形成干預扭矩的動力源的順序來執行干預，并且當通過利用驅動電機20和hsg30來執行干預時，驅動電機20和hsg30的干預扭矩被確定為使得整體能量收集率調整為最大值。

同時，在根據本發明的示例性實施方案的用于混合動力車輛的動力系的控制方法中，可以通過驅動電機20和hsg30各自的能量收集率以及驅動電機20和hsg30的干預扭矩的比例來確定整體能量收集率，其中可以通過驅動電機20和hsg30各自的rpm以及干預扭矩來確定各自的能量收集率。如上所述，驅動電機20和hsg30中形成的干預扭矩可以用作產生電能的再生扭矩。驅動電機20和hsg30的能量收集率會基于各自的rpm和干預扭矩量而變化。

而且，由于可以基于分別在驅動電機20或hsg30中形成的干預扭矩與整體干預扭矩的比例來表示各個能量收集率對整體能量收集率的貢獻的程度，因此，為了確定整體能量收集率，可以考慮整體干預扭矩中通過驅動電機20或hsg30形成的干預扭矩的比例。換言之，控制器150可以配置成，在驅動電機20和hsg30各自的干預扭矩的和值滿足所需干預的量的情況下，操作驅動電機20和hsg30，并且可以將干預扭矩確定為使得通過上述方式確定的整體能量收集率調整到最大值。

同時，在根據本發明的示例性實施方案的用于混合動力車輛的動力系的控制方法中，控制器150可以配置成，通過考慮從hsg30傳遞至發動機10的扭矩的比例來確定hsg30的干預扭矩。換言之，hsg30對動力系的動力傳送的貢獻的程度可以對應于通過與發動機10連接而傳遞的扭矩的比例。當hsg30使用自由(free)干預扭矩時，該自由干預扭矩可以對應于施加至發動機10的扭矩的值，并且經由例如滑輪的構件而直接傳遞到hsg30的旋轉軸的扭矩的量可以根據滑輪的比而變化。

因此，在本發明的示例性實施方案中，可以通過考慮在hsg30和發動機10之間形成的扭矩傳遞比例來計算hsg30的干預扭矩，從而確定hsg30的干預扭矩，并且然后可以通過hsg30的干預扭矩來執行控制以更準確地識別和提高動力系的能量效率，比如整體能量收集率等。

同時，如圖1至圖2中所示，根據本發明的示例性實施方案的用于混合動力車輛的動力系的控制方法可以進一步地包括：當所需干預的量大于最大干預扭矩的和值時，通過控制器150使驅動電機20和hsg30操作為分別實現最大干預扭矩，并且使發動機10操作為將干預扭矩調整為對應于所需干預的量與最大干預扭矩的和值之間的差值(s320)。即使在發動機扭矩對應于發動機10的最佳工作點的情況下，當所需干預的量大于驅動電機20和hsg30各自的最大干預扭矩的和值時，可以在發動機10中形成干預扭矩以滿足所需干預的量。

發動機10中實現的干預扭矩不能用作用于收集能量的扭矩，而與驅動電機20和hsg30不同，因而，盡可能地將發動機10的干預扭矩調整為最小是有利的。因此，驅動電機20和hsg30可以實現最大干預扭矩，而可以使發動機10操作為將干預扭矩調整為對應于通過驅動電機20和hsg30實現的干預扭矩的和值與所需干預的量之間的差值。

同時，如圖1至圖2所示，根據本發明的示例性實施方案的用于混合動力車輛的動力系的控制方法可以進一步地包括：響應于確定發動機10不對應于最佳工作點，通過控制器150確定用于實現干預條件下的發動機10的最佳工作點的校正的所需干預的量(s150)。換言之，在請求干預之前，當發動機10不能實現對于當前車輛速度的最佳發動機扭矩時，有利的是，提高動力系的整體效率，使得同時以最佳值實現干預和發動機扭矩。

因此，當發動機10不對應于最佳工作點時，控制器150可以配置成，同時操作干預和發動機扭矩以對所需干預的量進行校正或調整，從而以最佳工作點來驅動發動機10。可以通過考慮發動機扭矩、當前車輛速度和驅動電機20和hsg30的最大干預扭矩來可變地確定校正的所需干預的量。

此外，在根據本發明的示例性實施方案的用于混合動力車輛的動力系的控制方法中，控制器150可以配置成，通過將以最佳工作點來驅動發動機10的最佳發動機扭矩與當前發動機扭矩之間的偏差值加到所需干預的量來計算校正的所需干預的量。特別地，當發動機10的驅動條件如上所述對應于最佳工作點時，發動機扭矩可以是以當前發動機rpm的最佳發動機扭矩。

因此，在本發明的示例性實施方案中，可以執行干預，并且同時，由于通過考慮當前發動機扭矩與最佳發動機扭矩之間的偏差值而確定校正的所需干預的量，所以可以以最佳工作點來驅動發動機10。換言之，因為即使在執行干預時將發動機扭矩改變到最佳發動機扭矩也可以滿足所需干預的量，所以當通過將當前發動機扭矩與最佳發動機扭矩之間的偏差值加到所需干預的量而確定校正的所需干預的量時，對于提高發動機10的效率是有利地。

同時，如圖1至圖2中所示，根據本發明的示例性實施方案的用于混合動力車輛的動力系的控制方法可以進一步地包括：通過控制器150確定校正的所需干預的量是否等于或小于驅動電機20和hsg30的最大干預扭矩的和值(s250)；以及當校正的所需干預的量等于或小于最大干預扭矩的和值時，通過控制器150調整發動機扭矩，以使發動機10在最佳工作點工作，并且確定驅動電機20和hsg30各自的干預扭矩，以將驅動電機20和hsg30的整體能量收集率調整到校正的所需干預的量的最大值，并且同時，最大干預扭矩的和值滿足校正的所需干預的量(s340)。

響應于確定校正的所需干預的量小于驅動電機20和hsg30各自的最大干預扭矩的和值，控制器150可以配置成將發動機扭矩調整到最佳發動機扭矩。換言之，由于發動機扭矩調整為使得發動機10對應于最佳工作點，并且發動機扭矩產生的改變量可以通過驅動電機20和hsg30(關于所需干預的量)而得到補償，最終使得可以持續地保持傳遞到變速器40的驅動扭矩。因為驅動電機20和hsg30承擔干預扭矩(比如，所需干預的量)和發動機扭矩的改變量，所以，即使在發動機10操作為對應于最佳工作點的情況下，傳遞到變速器40的驅動扭矩在質量方面也能滿足變速器40需要的所需干預的量。

此時，如上所述，控制器150可以配置成，確定干預扭矩，使得干預扭矩的和值滿足校正的所需干預的量，并且使得驅動電機20和hsg30的整體能量收集率為最大值以操作發動機10、驅動電機20和hsg30。具體地，當需要干預時，可以利用已經存儲在控制器的存儲器中的數據映射或者通過實時計算而確定干預扭矩。

同時，如圖1至圖2中所示，根據本發明的示例性實施方案的用于混合動力車輛的動力系的控制方法可以進一步地包括：當校正的所需干預的量大于最大干預扭矩的和值時，通過控制器150操作驅動電機20和hsg30以分別實現最大干預扭矩，并且操作發動機10以將干預扭矩調整為對應于校正的所需干預的量與最大干預扭矩的和值之間的差值(s360)。盡管將校正的所需干預的量確定為用于使發動機10對應于最佳工作點而工作，但是當校正的所需干預的量等于或大于驅動電機20和hsg30的最大干預扭矩的和值時，結果，差值將為應該由發動機10承擔的干預扭矩。

因此，可以使驅動電機20和hsg30操作為實現最大干預扭矩，并且可以使發動機10操作為使得干預扭矩實現為最大干預扭矩的和值與校正的所需干預的量之間的差值。具體地，由于與不對所需干預的量進行校正而執行的干預所得到的發動機扭矩相比，發動機10承擔干預扭矩所得到的發動機扭矩具有與最佳發動機扭矩接近的值，因此，在對所需干預的量進行校正時可以提高發動機效率。

同時，如圖2中所示，根據本發明的用于混合動力車輛的動力系的控制系統可以包括：發動機10，其配置成提供車輛的驅動扭矩；驅動電機20，其配置成提供車輛的驅動扭矩；hsg30，其與發動機10連接；以及控制器150，其配置成：當在hev驅動模式期間需要對升擋進行干預時，確定發動機10是否對應于最佳工作點；當發動機10對應于最佳工作點時，確定所需干預的量是否等于或小于驅動電機20和hsg30的最大干預扭矩的和值；以及當所需干預的量等于或小于最大干預扭矩的和值時，確定驅動電機20和hsg30各自的干預扭矩，以將驅動電機20和hsg30的整體能量收集率調整到所需干預的量的最大值，并且同時，驅動電機20和hsg30的干預扭矩的和值滿足所需干預的量。

具體地，發動機10和驅動電機20可以配置成供應車輛的驅動扭矩。在本發明中，發動機10和驅動電機20可以設置為這樣的結構：如圖2所示，該結構形成傳遞到變速器40的單一驅動扭矩。在圖2中示出了如下結構：驅動電機20可以與發動機10的旋轉軸連接，變速器40的輸入軸可以與驅動電機20的旋轉軸連接，以將發動機10和驅動電機20的驅動扭矩經由變速器40傳遞。同時，hsg30可以與發動機10連接以執行發動機10的起動(cranking)。在發動機10起動之后，hsg30可以作為發電機工作，該發電機配置成根據需要而利用發動機10的旋轉軸中形成的扭矩的一部分來產生電能。

同時，控制器150可以配置成：當在hev驅動模式期間需要對升擋進行干預時，確定發動機10是否對應于最佳工作點；當發動機10對應于最佳工作點時，確定所需干預的量是否等于或小于驅動電機20和hsg30的最大干預扭矩的和值；以及當所需干預的量等于或小于最大干預扭矩的和值時，確定驅動電機20和hsg30各自的干預扭矩，以將驅動電機20和hsg30的整體能量收集率調整到所需干預的量的最大值，并且同時，驅動電機20和hsg30的干預扭矩的和值滿足所需干預的量。控制器150可以配置成：當從變速器控制器接收時，操作發動機10和驅動電機20以執行本發明中的干預過程。

盡管出于說明的目的已公開了本發明的示例性實施方案，但是本領域一般技術人員應當理解，各種修改、增加和刪減是可能的，并不脫離所附權利要求中所公開的本發明的范圍和精神。