混合電動車輛中的主泵到輔助泵的切換策略的制作方法

混合電動車輛中的主泵到輔助泵的切換策略的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種減少在混合動力電動車輛中的在從燃氣動力發動機(120)操作到電動馬達操作的轉變期間液壓增壓損失發生的方法和輔助泵系統。該方法包括在啟動具有其相關聯的電動馬達(125)的輔助泵(128)時維持燃氣動力發動機(120)的操作。啟動主計時器。一旦輔助泵(128)的速度超過最小速度閾值，則確定延遲時間段，在該延遲時間段期間測試輔助泵的操作。如果輔助泵(128)在延遲時間段期間不停轉以及主計時器尚未到期，則允許關閉燃氣動力發動機(120)。
【專利說明】混合電動車輛中的主泵到輔助泵的切換策略

【技術領域】
[0001]本發明涉及用于操作混合電動車輛傳動裝置的系統和方法，以及更具體地涉及在車輛的電動推進模式的初始化期間用于防止液壓增壓損失的系統和方法。

【背景技術】
[0002]混合電動車輛在燃氣動力發動機操作和電動馬達操作之間交替變化。在車輛正在使用的同時發生燃氣動力模式操作車輛到電動模式操作車輛的轉變，且反之亦然。因此，從一種模式的操作到另一種模式的操作的有效轉變是重要的，這樣在車輛的操作期間不會發生車輛功能或控制的損失。例如，當從燃氣動力操作轉變到電動模式的操作時，必須加以小心以確保在車輛的燃氣動力發動機關閉之前車輛的電動模式操作的功能是完備的。
[0003]然而，目前存在在操作模式之間進行無效轉變的可能性。具體而言，在使用燃氣動力發動機來泵送傳動流體以及在電動模式下使用輔助傳動流體泵之間的轉變中可能會發生問題。在先進的混合系統載重車(“AHS-T”)混合傳動裝置中，當車輛處于電動模式時，輔助泵提供傳動流體的增壓。當車輛處于燃氣動力模式下時，由燃氣動力發動機驅動的主泵本身提供傳動流體的增壓。在從燃氣動力發動機推進到電動推進的轉變期間，輔助泵被激活，且允許燃氣動力發動機(包括主泵)關閉。遺憾的是，在輔助泵完全可操作之前，傳統的混合動力傳動裝置容易過早地關閉燃氣動力發動機。具體而言，在寒冷的環境溫度或寒冷的傳動流體的溫度條件下，輔助泵在其初始激活階段容易失效。當發生這種情況時，車輛可能喪失動力和控制。動力故障的后果可從簡單的不便情況發展到不可接受的危險情況。因此，確保從燃氣動力發動機操作到電動馬達操作的適當轉變的系統和方法顯然是期望的。


【發明內容】

[0004]在一種形式中，本公開提供減少在混合動力電動車輛中的在從燃氣動力發動機操作到電動馬達操作的轉變期間液壓增壓損失發生的方法。該方法包括在啟動具有其相關聯的電動馬達的輔助泵時維持燃氣動力發動機的操作。啟動主計時器。一旦輔助泵超過最小速度閾值，則確定延遲時間段，在該延遲時間段期間測試輔助泵的操作。如果輔助泵在延遲時間段期間不停轉以及主計時器尚未到期，則允許關閉燃氣動力發動機。
[0005]在另一種形式中，本公開提供混合動力電動車輛中的輔助泵系統。該系統包括具有相關聯的電動馬達的輔助泵，且配置成在從混合動力電動車輛的燃氣動力發動機的操作到混合動力電動車輛的電動馬達操作的轉變期間維持混合動力電動車輛的傳動系統中的液壓增壓。該系統包括處理器，其配置成在燃氣動力發動機模式的車輛操作和電動馬達模式的車輛操作之間的轉變期間確定輔助泵的速度，并控制輔助泵和關閉燃氣動力發動機。處理器控制包括用于在燃氣動力發動機運行并提供液壓增壓的同時啟動具有其相關聯的電動馬達的輔助泵的指令。處理器控制還包括用于啟動主計時器的指令。一旦輔助泵超過最小速度閾值，則確定延遲時間段，在該延遲時間段期間測試輔助泵的操作。如果輔助泵在延遲時間段期間不停轉且主計時器尚未到期，則允許關閉燃氣動力發動機。
[0006]本公開的進一步應用領域從此后所提供的詳細描述、附圖和權利要求將變得顯而易見。但應當理解包括所公開實施例和附圖的詳細描述在本質上僅僅是示例性的，僅意旨用于說明的目的，而并不意旨限制本發明的范圍、其應用或用途。因而，不脫離本發明主旨的變型意旨處于本發明的范圍之內。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是根據本公開原理的混合動力電動車輛的機械和液壓布局的框圖；
[0008]圖2是在混合動力電動車輛中的傳統主泵到輔助泵的切換策略的時間表；
[0009]圖3是在根據本公開原理的混合動力電動車輛中的主泵到輔助泵的切換策略的方法；
[0010]圖4是在根據本公開原理的混合動力電動車輛中的主泵到輔助泵切換策略的時間表；以及
[0011]圖5是根據本公開原理的混合動力電動車輛的框圖。

【具體實施方式】
[0012]圖1中示出了混合動力傳動裝置的機械和液壓布局100。如在布局100中所示那樣，燃氣動力發動機120使得曲軸122轉動。主泵葉輪130附接到曲軸122且在傳動箱110的內部。來自機油箱的油在輸入端132處進入到主泵葉輪130，且在輸出端134處作為增壓油流出。排放口 136聯接到增壓的輸出端134。如下面解釋的那樣，增壓油在通過止回閥150之后流出傳動箱110。
[0013]在圖1的布局100中還示出依賴于電動馬達的可替換的油流動路徑。輔助泵128包括電動馬達125和葉輪140。電動馬達125由電池供電且起到將油從機油箱經由輸出端142泵送到輔助泵葉輪140內的功能。油通過輔助泵葉輪140增壓，并經由輸出端144輸出到止回閥150。排放口 146聯接到增壓的輸出端144。
[0014]止回閥150包括兩個輸入端口 152，154和輸出端口 156。兩個輸入端口 152，154均分別包括止回閥球座153，155。止回閥球座153，155用于定位止回閥球158。止回閥球158 “檢查”或停止油從輸入端口 152，154的流動，除非流入超過最小壓力閾值。因此，當燃氣動力發動機120操作并使液壓系統增壓且電動馬達125關閉時，由于由發動機120泵送的油被足夠增壓，止回閥球158從輸入端口 152的止回閥球座153移開。備選地，當電動馬達125操作并經由輔助泵128使液壓系統增壓且燃氣動力發動機120關閉時，由于由輔助泵128泵送的油被足夠增壓，止回閥球158從輸入端口 154的止回閥球座155移開。在從燃氣動力發動機操作到電動馬達操作的轉變期間，可能存在燃氣動力發動機120和電動馬達125均在操作的一段時間。在該重疊階段期間，止回閥球158從兩個止回閥球座153，155移開。
[0015]圖2中示出時間表200，其示出從使用燃氣動力發動機的車輛操作到使用電動馬達的車輛操作的常規轉變。在時間點to下，輔助泵打開。在理想情況下，在時間to下，輔助泵的速度210立即處于其期望速度。然而，實際上，輔助泵在速度220上必須加速上升，直到輔助泵達到期望速度230。在圖2中，輔助泵直到時間tl才達到其期望的速度230。根據常規的時間表200，一旦輔助泵在時間tl下達到其期望的速度230，標志240從FALSE(假)切換到TRUE (真)，指示輔助泵正在運行。只要輔助泵運行標志240 —切換到TRUE，則燃氣動力發動機就被關閉，所有的車輛控制轉交給使用電動馬達的輔助泵。
[0016]遺憾的是，在寒冷的環境條件下，存在下述的顯著可能性，即輔助泵會在操作的開始幾分鐘內停轉，甚至在其初次達到期望操作速度之后。在常規的時間表200中，如果輔助泵在其已初次達到期望操作速度之后(即，在燃氣動力發動機已關閉之后)停轉，則車輛將會失去動力和/或失去控制。
[0017]為了解決該低溫的可能性，本文公開了新的計時和切換策略。該策略包括將延遲積分引入到時間段期間，在該時間段期間燃氣動力發動機和電動馬達同時運行。
[0018]圖3示出用于改進的主泵到輔助泵的切換策略的方法300，其適于解決在寒冷環境溫度條件下的問題。每當存在從燃氣動力發動機操作轉變到電動馬達操作的需要時，都可在混合動力傳動裝置中實施方法300。當存在這種需要時，啟動自動停止程序以便關閉燃氣動力發動機(框305)。在啟動時,主計時器啟動(框310)。主計時器指示時間窗,在該時間窗內，任一輔助泵必須開始完全操作，如下所述，或自動停止程序必須暫停。此外，設定期望的輔助泵速度(框315)。具體的期望輔助泵速度可取決于各種操作條件且可參照例如查找表來設定。
[0019]在框320檢查輔助泵的速度。只要主計時器尚未到期(框325)，則定期地進行檢查以便確定輔助泵的速度是否已超過最小閾值(框320)。因為啟動噪音以及其它速度波動可過早地超過最小閾值，輔助泵速度低通濾波，以去除高頻噪聲和波動的影響。從而，定期監測經濾波的輔助泵速度以便確定是否已經超過最低閾值。最低閾值通常是期望輔助泵速度(如在框315中確定的)的百分比。
[0020]如果在定期檢查以確定輔助泵速度是否已經超過所設定的最低閾值(框320)的期間，超過了最低閾值，則啟動延遲積分計時器(框330)。延遲積分是傳動裝置溫度和環境溫度兩者的函數。延遲積分確定在已經超過最低閾值速度之后的一時間段，在該時間段期間輔助泵最有可能停轉。作為實例，延遲積分可以是由傳動流體溫度和環境溫度所限定表面的二次插值。通常而言，更低的溫度導致更大的延遲積分值。
[0021]如果輔助泵在延遲積分時間段期間的任一時刻停轉(框335)，則做出主計時器是否到期的評估(框325)。如果主計時器尚未到期，則重設期望的輔助泵速度(框315)，且所述方法300等待輔助泵速度再次超過所確定的最小閾值(框320)。一旦超過最小閾值，則延遲積分計時器再次啟動(框330)。只要主計時器尚未到期，輔助泵在延遲積分時間段期間的另外停轉導致重復相同的循環(框335，325)。
[0022]如果輔助泵在延遲積分時間段期間不停轉(框335)，則執行最后的評估來確定主計時器是否已經到期(框340)。如果主計時器尚未到期，則所述輔助泵運行標志被設定為TRUE，從而允許燃氣動力發動機停止，從而完成自動停止過程(框345)。然而，如果主計時器在輔助泵運行標志被設定為TRUE之前的任一時刻到期，則自動停止過程被中止(框350)。
[0023]圖4示出改進的主泵到輔助泵的切換策略的時間表400。在時間表400中，其中輔助泵開始操作的自動停止過程在時間to下啟動。在時間to下，輔助泵運行標志440保持在FALSE設定，意味著燃氣動力發動機必須保持運行。在理想情況下，在輔助泵啟動時，輔助泵210立即達到其期望的輔助泵速度460。然而，實際上，輔助泵需要一定的時間來達到期望的輔助泵速度。監測輔助泵速度410以確定速度是否超過最小閾值450。為了減少啟動和其它噪音的影響，輔助泵速度是經過低通濾波的速度420。經濾波的輔助泵速度420在時間tl下開始超過所確定的最低閾值450。
[0024]如在上文方法300中所述的那樣，當自動停止過程在時間t0下開始時，主計時器開始。主計時器限定最大的時間段，在該時間段期間允許輔助泵顯示完全操作。最大的時間段從時間t0延長到時間t3。主時間窗430從時間tl延長到時間t3，在該時間窗內可顯示輔助泵的完全操作。
[0025]輔助泵完全操作的顯示需要輔助泵在處于主時間窗430內的延遲積分時間段期間不停轉。如果輔助泵操作了延遲積分時間段的時長且沒有停轉，以及延遲積分時間段在主時間窗430內的時間t2下結束，則輔助泵被推定為完全操作以及輔助泵運行標志440被設定為TRUE。然而，如果輔助泵在延遲積分時間段的時長期間的任一時刻停轉，則重新啟動延遲積分時間段，且重新測試輔助泵在新延遲積分時間段期間的操作。只要輔助泵一可以在主時間窗430內顯示完全操作(在完整的延遲積分時間段期間不停轉)，則輔助泵運行440標志將在時間t2下就被設定為TRUE。然而，如果輔助泵在主時間窗430 (即時間t3之前)內未能通過延遲積分時間段的測試，則自動停止過程將被取消，且輔助泵運行標志440保持為FALSE。
[0026]因此，通過引入基于環境和傳動流體溫度的延遲，會顯著減少混合動力電動車輛中的從燃氣動力發動機操作到電動馬達操作的轉變期間液壓增壓的損失的出現。
[0027]圖5示出混合動力電動車輛500，其包括傳動箱110以及所聯接的燃氣動力發動機120和具有其相關聯的電動馬達125和輔助泵葉輪140的輔助泵128。處理器510控制燃氣動力發動機120和輔助泵128的操作。處理器510配置成根據圖4的時間表400和圖3的方法300來確定輔助泵128的速度，并將控制信號輸出到燃氣動力發動機120和輔助泵128。此外示出例如用于給輔助泵128供電的12V的電池520。由燃氣動力發動機120提供動力的主泵530還聯接到傳動裝置110。
【權利要求】
1.減少在混合動力電動車輛中從燃氣動力發動機操作到電動馬達操作轉變的期間液壓增壓損失發生的方法，所述方法包括: 在燃氣動力發動機運行并提供液壓增壓的同時啟動具有由電池供電的電動馬達的輔助泵； 啟動主計時器； 一旦所述輔助泵超過最小速度閾值，則確定延遲時間段，在所述延遲時間段期間測試所述輔助泵的操作；以及 如果所述輔助泵在所述延遲時間段期間不停轉且所述主計時器尚未到期，則允許關閉所述燃氣動力發動機。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述延遲時間段相對于傳動流體溫度和環境溫度來確定。
3.根據權利要求1所述的方法，其中所述延遲時間段確定為由傳動流體溫度和環境溫度限定的表面的二次插值。
4.根據權利要求1所述的方法，還包括確定期望的輔助泵速度。
5.根據權利要求4所述的方法，其中所述最小速度閾值是所述期望的輔助泵速度的百分比。
6.根據權利要求1所述的方法，還包括如果所述輔助泵在所述延遲時間段期間不停轉且所述主計時器尚未到期，則重新啟動延遲時間段。
7.根據權利要求1所述的方法，還包括如果所述輔助泵在所述延遲時間段期間確實停轉且所述主計時器已經到期，則維持燃氣動力發動機的操作。
8.—種混合動力電動車輛中的輔助泵系統,所述系統包括: 具有相關聯的電動馬達的輔助泵，所述輔助泵配置成在從混合動力電動車輛的燃氣動力發動機的操作到混合動力電動車輛的電動馬達操作轉變的期間維持該混合動力電動車輛的傳動系統中的液壓增壓；以及 處理器，其配置成在燃氣動力發動機模式的車輛操作和電動馬達模式的車輛操作之間轉變的期間確定所述輔助泵的速度，并控制所述輔助泵和燃氣動力發動機的關閉，所述處理器控制包括指令，所述指令用于: 在燃氣動力發動機運行并提供液壓增壓的同時啟動所述輔助泵； 啟動主計時器； 一旦所述輔助泵超過最小速度閾值，則確定延遲時間段，在所述延遲時間段期間測試所述輔助泵的操作；以及 如果所述輔助泵在所述延遲時間段期間不停轉且所述主計時器尚未到期，則允許關閉所述燃氣動力發動機。
9.根據權利要求8所述的輔助泵系統，其中所述處理器控制指令還包括相對于傳動流體溫度和環境溫度來確定所述延遲時間段。
10.根據權利要求8所述的輔助泵系統，其中所述處理器控制指令還包括將所述延遲時間段確定為由傳動流體溫度和環境溫度限定的表面的二次插值。
11.根據權利要求8所述的輔助泵系統，其中所述處理器控制指令還包括確定期望的輔助泵速度。
12.根據權利要求11所述的輔助泵系統，其中所述最小速度閾值是期望的輔助泵速度的百分比。
13.根據權利要求8所述的輔助泵系統，其中所述處理器控制指令還包括如果所述輔助泵在所述延遲時間段期間不停轉且所述主計時器尚未到期，則重新啟動延遲時間段。
14.根據權利要求8所述的輔助泵系統，其中所述處理器控制指令還包括如果所述輔助泵在所述延遲時間段期間確實停轉且所述主計時器已經到期，則維持燃氣動力發動機的操作。
【文檔編號】F16H61/00GK104395165SQ201380019165
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2013年2月6日 優先權日:2012年2月9日
【發明者】約瑟夫·伊瓦奇科, 古魯納特·凱達爾-東加爾卡 申請人:克萊斯勒集團有限責任公司