CN103802833A - 控制混合电动车中离合器液体预热的方法和*** - Google Patents

Abstract

本发明公开一种控制混合电动车中离合器液体预热的***和方法。混合电动车包括在发动机与电动机之间控制动力输送的离合器，以及通过电动机操作并产生操作离合器的液压油压的油泵。该方法包括：由控制器确定变速器中来自发动机和电动机的动力输送是否被切断，以及使用油温检测器检测液体温度。此外，当检测的液体温度等于或低于预定温度时，由控制器将电动机保持在预定目标速度，从而操作与电动机连接的油泵，其中预定目标速度是在与电动机一起操作的油泵中产生使液体流动的足够压力的电动机速度。

Description

控制混合电动车中离合器液体预热的方法和***

相关申请的交叉参考

本申请要求2012年11月8日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2012-0126235号的优先权和权益，其全部内容引入本文以供参考。

技术领域

本发明涉及控制混合电动车中离合器液体预热的***和方法，其配置成在预热混合电动车时通过控制电动机而迅速提升操作离合器的离合器液体的温度。

背景技术

混合电动车通过使用来自内燃机的动力和来自电池的动力而工作。具体地，混合电动车被设计成有效地组合并使用内燃机和电动机的动力。例如，如图1所示，混合电动车包括：发动机10、电动机20、离合器30、变速器40、差速齿轮单元50、电池60、集成起动器发电机（ISG）70、和车轮80。离合器30在发动机10与电动机20之间控制动力传送，并且ISG70起动发动机10或通过发动机10的输出生成电力。

如进一步所示，混合电动车包括：控制混合电动车整体操作的混合动力控制单元（HCU）200；控制发动机10的操作的发动机控制单元（ECU）110；控制电动机20的操作的电动机控制单元（MCU）120；控制变速器40的操作的变速器控制单元（TCU）140；以及管理和控制电池60的电池控制单元（BCU）160。

电池控制单元160还可称为电池管理***（BMS）。在车辆工业中，集成起动器发电机（ISG）70还可称为起动/发电电动机或混合起动器发电机。

混合电动车可以以如下驾驶模式运行，例如仅使用电动机20的动力的电动车（EV）模式、使用发动机10的扭矩作为主动力且使用电动机20的扭矩作为辅助动力的混合电动车（HEV）模式、以及在制动过程中或在车辆通过惯性运行时的再生制动（RB）模式。在RB模式中，通过电动机20的发电收集制动和惯性能量，且使用收集的能量对电池60充电。

如上所述，混合电动车同时使用发动机的机械能和电池的电能，使用发动机和电动机的最佳工作区域，并在制动过程中回收电动机的能量，从而增加燃料和能量效率。

在上述混合电动车中，离合器30布置在发动机10与电动机20而非变矩器之间，从而减少成本并减小扭矩损耗。离合器30通常通过液体操作。因离合器30的接合导致的冲击可影响驾驶性能。操作离合器30的液体通常是变速器40中的油。变速器40中填充的油还可作为液压油工作，从而操作布置在变速器40内的离合器30。换句话说，油操作离合器30和变速器离合器。

如图1所示，液体根据油泵80的操作而流动。油泵80与电动机20连接并由电动机20操作。可由油温传感器90检测液体的温度。因为液体的粘度基于温度而改变，所以对离合器30的控制性能可取决于液体温度。具体地，当液体的环境温度降到-20℃之下时，液体的粘度显著增加，由此在离合器30的精确控制中造成困难。当对离合器30的精确控制困难时，在离合器接合过程中出现显著大的震动，这导致驾驶性能的劣化。

在常规技术的示例性实施方式中，离合器滑动的控制方法通过离合器滑动产生的摩擦热引起离合器液体温度上升。然而，对于使用离合器滑动来提升离合器液体温度的常规技术的控制方法，可能出现与离合器滑动相关的一些缺点。

例如，当离合器滑动时，可出现震动噪声。此外，因为常规技术的控制方法在显著低的温度下使用离合器滑动，因此离合器的耐久性和性能以及燃料效率可能劣化。

上述在该背景技术部分公开的信息仅用于增强对本发明背景的理解，因此其可能含有不构成在该国本领域普通技术人员已经知晓的现有技术的信息。

发明内容

本发明提供控制混合电动车中离合器液体预热的***和方法，其配置成在预热混合电动车时通过操作电动机和与电动机一起操作的油泵将离合器液体的温度迅速提升到预定温度。

进一步，本发明提供控制混合电动车中离合器液体预热的***和方法，其可不影响离合器的耐久性并可增加驾驶性能和燃料效率。本发明示例性实施方式提供控制混合电动车中液体预热的方法，该混合电动车可包括：配置成在发动机与电动机之间控制动力输送的离合器，以及配置成通过电动机操作并产生操作离合器的液压油压的油泵，该方法可包括：确定变速器中来自发动机和电动机的动力输送是否被切断；使用油温检测器检测液体的温度；以及当检测的液体温度等于或小于预定温度时将电动机保持在预定目标速度从而操作与电动机连接的油泵，其中预定目标速度是在与电动机一起操作的油泵中产生使液体流动的足够压力的电动机速度。

在本发明示例性实施方式中，预定目标速度可以是在与电动机一起操作的油泵中产生大于预定压力的压力的电动机速度。此外，当发动机处于怠速状态时可执行将电动机保持在目标速度的步骤。变速器可以是自动变速器，并且确定变速器中来自发动机和电动机的动力输送是否被切断的步骤可包括：当变速器处于空挡（N范围）或停车档（P范围）时，确定变速器中来自发动机和电动机的动力的输送被切断。

而且，控制电动机的步骤可包括当电池的SOC（充电状态）等于或低于预定SOC时，操作集成起动器发动机以及使用由集成起动器发电机产生的电力对电池充电。

在本发明示例性实施方式中，该方法还可包括当液体温度升高到超过预定温度时停止电动机的操作。此外，该方法还可包括：当变速器处于驾驶档（D范围）或倒车档（R范围）时停止电动机的操作。

在本发明示例性实施方式中，该方法还可包括当电动机的操作停止时停止集成起动器发动机的操作。

本发明的另一个示例性实施方式提供控制混合电动车中液体预热的***，该***可包括：配置成在发动机与电动机之间控制动力输送的离合器；配置成与电动机一起操作并产生操作离合器的流动压力的油泵；配置成检测液体温度的油温检测器；配置成起动发动机或通过发动机的输出产生电力的集成起动器发动机；以及配置成将电动机保持在预定条件从而预热液体的控制器，其中控制器可由预定程序操作，且预定程序可包括一系列执行混合电动车中液体预热控制方法的命令。

如上所述，本发明示例性实施方式可提供通过操作电动机及与电动机一起操作的油泵而将离合器液体温度迅速升高到预定温度的优点。

进一步，本发明示例性实施方式可提供如下优点，即在显著低的温度下，例如-20℃环境中增加驾驶性能和燃料效率，而不影响离合器的耐久性。

附图说明

图1是典型地示出根据相关技术的混合电动车的配置的示例性框图。

图2是示出根据本发明示例性实施方式的控制混合电动车中离合器液体预热的***的示例性框图。

图3是示出根据本发明示例性实施方式的图2中控制器的示例性详细框图。

图4是示出根据本发明示例性实施方式的控制混合电动车中离合器液体预热的方法的示例性流程图。

图5是解释根据本发明示例性实施方式的操作的示例性图。

附图标记说明

10：发动机     20：电动机     30：离合器

40：变速器     60：电池       70：集成起动器发电机（ISG）

80：油泵       90：油温传感器 300：控制器

具体实施方式

应理解，本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语包括通常的机动车，例如，包括多功能运动车（SUV）、公共汽车、卡车、各种商务车的客车，包括各种船只和船舶的水运工具，飞行器等等，并且包括混合动力车、电动车、***式混合电动车、氢动力车和其它代用燃料车（例如，来源于石油以外的资源的燃料）。如本文所提到的，混合动力车是具有两种或多种动力源的车辆，例如，具有汽油动力和电动力的车辆。

尽管示例性实施方式描述为使用多个单元来实施示例性操作，但可以理解的是，也可以通过一个或多个模块来实施示例性操作。此外，可以理解的是术语控制器是指包括存储器和处理器的硬件装置。存储器配置成存储模块，并且处理器具体配置成执行所述模块以实施以下进一步描述的一个或多个操作。

更进一步，本发明的控制逻辑可实施为含有通过处理器、控制器等执行的可执行程序指令的非暂时性计算机可读介质。计算机可读介质的例子包括但不限于，ROM、RAM、光盘（CD）-ROM、磁带、软盘、优盘、智能卡和光学数据存储装置。还能够在网络耦合的计算机***中分布计算机可读记录介质，使得例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网（CAN）以分散的方式存储并且执行计算机可读介质。

本文使用的术语仅仅是为了说明具体实施方式的目的而不是意在限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一个、一种（a、an）”和“该（the）”也意在包括复数形式，除非上下文中清楚指明。还可以理解的是，在说明书中使用的术语“包括（comprises和/或comprising）”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但是不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其群组。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合。

在下文中，将更完整地参照附图描述本发明，其中示出本发明的示例性实施方式。如本领域技术人员所理解的，所述实施方式可以以各种不同方式进行修改，所有这些都不偏离本发明的精神或范围即可。进一步，贯穿本说明书，相同的附图标记表示相同元件。

在说明书中，除非明确相反地描述，否则词语“包括（comprise）”及其变体例如“包括（comprises或comprising）”可理解为暗示包括所述元素，但不排除任何其它元素。

图1是示意性示出应用根据本发明示例性实施方式的混合电动车离合器液体预热控制***的混合电动车的示例性图。

如图1所示，可应用根据本发明示例性实施方式的混合电动车离合器液体预热控制***的混合电动车包括：发动机10；电动机20；在发动机10与电动机20之间控制动力输送的离合器30；变速器40；差速齿轮单元50；电池60；起动发动机10或通过发动机10的输出产生电力的集成起动器发动机（ISG）70；以及车轮80。

如进一步所示，混合电动车可包括：控制混合电动车的整体操作的混合动力控制单元（HCU）200；控制发动机10的操作的发动机控制单元（ECU）110；控制电动机20的操作的电动机控制单元（MCU）120；控制变速器40的操作的变速器控制单元（TCU）140；以及管理和控制电池60的电池控制单元（BCU）160。

此外，混合电动车可包括配置成与电动机20一起操作并产生操作离合器30的流动压力的油泵80，以及配置成感测或检测液体温度的油温传感器90。油泵80可以是与电动机20连接的机械油泵并可通过电动机20的动力而操作。

图2是示出根据本发明示例性实施方式的控制混合电动车中离合器液体预热的***的示例性框图。离合器液体预热控制***是配置成通过在离合器30断开的状态下操作电动机20而升高离合器液体温度的***。

离合器液体预热控制***可包括：配置成在发动机10与电动机20之间控制动力输送的离合器30；配置成与电动机20一起操作并产生操作离合器30的流动压力的油泵80；配置成感测或检测液体温度的油温传感器90；配置成起动发动机10或通过发动机10的输出产生电力的集成起动器发电机70；以及配置成将电动机保持在预定条件从而预热液体的控制器300。

如图3所示，控制器300可包括由控制器执行的多个单元。多个单元可包括：控制条目确定单元310，其配置成确定是否满足预定的离合器液体预热条件，并且当满足时，起动离合器液体的预热控制；电动机速度控制单元320，其配置成在执行离合器液体的预热控制时控制电动机20；充电扭矩控制单元330，其配置成在控制电动机20时，控制集成起动器发电机70的扭矩，从而根据电池60的SOC（充电状态）使用集成起动器发电机70产生的电力对电池60充电；以及控制停止确定单元340，其配置成确定是否满足预定的离合器液体预热控制停止条件，并且当满足时停止电动机20的操作。

图3中控制器300和/或每个单元310、320、330、和340可包括程序指令和硬件的组合。例如，图3中控制器300和/或每个单元310、320、330、和340可以是PCB（印刷电路板），在该PCB上可安装一个或多个微处理器、IC（集成计算机）、各种电子元件、和存储预定程序的存储器，其中预定程序可包括一系列命令，其执行将要在下面说明的根据本发明示例性实施方式的预热控制方法。

在本发明示例性实施方式中，油泵80可以是与电动机20的轴连接的机械油泵，并可通过电动机20的扭矩而操作，但应该理解，本发明的范围不限于此。即使对于油泵的不同配置，当该配置能够通过电动机20的扭矩而被动操作来产生能够使液体流动的压力时，本发明的技术精神可应用于该配置。

在本发明的示例性实施方式中，油温传感器90可形成为感测或检测与操作离合器30的液体相应的变速器40的油温的传感器，但应该理解，本发明的范围基本上不限于此。即使当配置不同于油温传感器时，当该配置能够感测或检测变速器40的油（液体）的温度时，本发明的技术精神可应用于该配置。

控制器300可包括一个或多个由程序操作的处理器或微处理器，该程序包括一系列用于执行图4中示出的流程图的操作的命令。在本发明的示例性实施方式中，控制器300可包括：配置成控制电动机20的操作的电动机控制单元（MCU）120；配置成控制变速器40的操作的变速器控制单元（TCU）140；配置成管理电池60并控制电池操作的电池控制单元（BCU）160；以及配置成控制混合电动车的整体操作的混合动力控制单元（HCU）200。

在将要在下面说明的根据本发明示例性实施方式的控制离合器液体预热的方法中，部分操作可由MCU执行，而剩余过程可由TCU、BCU、以及HCU中任何一个执行。然而，本发明的范围不限于下面的示例性实施方式。控制器可结合本发明示例性实施方式的描述实施。进一步，MCU、TCU、BCU、以及HCU可执行示例性实施方式中描述的操作的不同组合。

下面，参考附图详细描述根据本发明示例性实施方式的控制混合电动车中离合器流体预热的方法。

图4是示出根据本发明示例性实施方式的控制混合电动车中离合器液体的预热的方法的示例性流程图。如图4所示，控制器300可配置成确定变速器40中来自发动机10和电动机20的动力输送是否被切断（S110）。换句话说，控制器300可配置成确定变速器40是否处于空挡（N范围）或停车挡（P范围）。例如，可通过抑制器开关（inhibitorswitch）识别变速器40的位置，这对本领域普通技术人员来说是明显的。

当变速器40处于空挡或停车挡时，控制器300可配置成通过油温传感器90检测离合器液体的温度，并将检测的温度和预定的较低温度进行比较（S120）。预定的较低温度可以是需要离合器液体预热的参考温度。预定的较低温度可以是例如-10℃，但应该理解本发明的范围基本上不限于此。

当检测的离合器液体温度等于或低于预定的较低温度时，控制器300可配置成确定发动机10是否处于怠速状态（S130）。可通过常规技术识别发动机10的怠速状态，这对本领域普通技术人员来说是明显的，因此省略其详细描述。

当检测的离合器液体温度等于或低于预定的较低温度时，控制器300可进行将要在下面描述的步骤S170。然而，控制器300可在执行步骤170的操作之前识别发动机10的怠速状态。具体地，当发动机10不是处于怠速状态时，也就是，发动机10没有被驱动，当控制器300操作电动机20时，驾驶者可听到与电动机20的操作相关的噪声。因此，如图5所示，本发明示例性实施方式可仅在发动机10处于怠速状态以使噪声被发动机声音遮蔽时，防止驾驶者听到由操作电动机20引起的噪声。

当操作步骤S130时，控制器300可配置成确定电池60的SOC（充电状态）是否等于或小于预定SOC（S140）。预定SOC可以设置为电动机20能够被恰当驱动所需的那么高。例如，预定SOC可高于电池满SOC的80%。

当电池60的SOC等于或小于预定SOC时，控制器300可配置成操作集成起动器发电机70，并使用由集成起动器发电机70产生的电力对电池60充电（S150和S160）。直到电池60的SOC增加到高于电池60的满SOC的80%时，控制器300可配置成操作集成起动器发电机70并使用由集成起动器发电机70产生的电力对电池60充电。

在步骤140中，当电池60的SOC大于预定SOC时，控制器300可配置成操作电动机20并将其保持在预定的目标速度（S170）。可以以预定的目标速度操作和控制电动机20，从而操作油泵80，该油泵80与电动机20的轴连接并通过电动机20的扭矩驱动。

当操作油泵80时，操作离合器30的离合器液体可通过油泵80中产生的压力在离合器30和与离合器30连接的管道中流动。当离合器液体在离合器30和与离合器30连接的管道中流动时，离合器液体的温度可通过离合器液体自身流动产生的摩擦热而升高（S180）。

预定的目标速度可以是能够在油泵80中产生比预定压力更高的压力的电动机速度。油泵80中产生的压力可迫使离合器液体流动。例如，预定的目标速度可等于或大于500rpm。当电动机20以500rpm或高于500rpm的速度工作时，可以在油泵80中产生能够迫使离合器液体流动的压力。例如，能够迫使离合器液体流动的压力可以是5巴。当电动机20以高于500rpm的速度工作时，可在油泵80中产生高于5巴的压力。

在操作电动机20并将其保持在预定目标速度的同时，控制器300可配置成通过油温传感器90检测离合器液体的温度。然后，控制器300可配置成将检测的温度与预定的较高温度进行比较（S190）。预定的较高温度可以是不需要离合器液体预热的参考温度。预定的较高温度可以是，例如0℃，但应该理解，本发明的范围基本上不限于此。

当检测的离合器液体温度等于或大于（如超过）预定的较高温度时，控制器300可配置成停止电动机20的操作（S210）。在步骤S210中，当集成起动器发电机70将电力提供给电动机20时，控制器300还可配置成停止集成起动器发电机70的操作。

进一步，当变速器40切换到驾驶档（D范围）或倒车档（R范围）时，不管离合器液体的温度，控制器300可配置成停止电动机20的操作，因为电动机20的操作优先级不是升高离合器液体的温度，而是产生驱动扭矩。

因此，本发明示例性实施方式可仅通过断开离合器状态下的电动机操作来迅速升高离合器液体的温度，而无需离合器的滑动控制。

尽管本发明结合目前被认为是示例性的实施方式进行了描述，但应当理解本发明不限于所公开的实施方式，相反，本发明意在涵盖包括在权利要求的精神和范围内的各种变更和等同布置。

Claims (21)

1.一种控制车辆中液体预热的方法，所述车辆具有在发动机与电动机之间控制动力输送的离合器、通过所述电动机操作以产生操作所述离合器的液压油压的油泵，所述方法包括：

由控制器确定变速器中来自所述发动机和所述电动机的动力输送是否被切断；

使用油温检测器由所述控制器检测所述液体的温度；以及

当检测的所述液体的温度等于或低于预定温度时，由所述控制器将所述电动机保持在预定目标速度，从而操作与所述电动机连接的所述油泵，

其中所述预定目标速度是在与所述电动机一起操作的所述油泵中产生使所述液体流动的足够压力的电动机速度。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述预定目标速度是在与所述电动机一起操作的所述油泵中产生大于预定压力的压力的电动机速度。

3.根据权利要求1所述的方法，其中当所述发动机处于怠速状态时执行将所述电动机保持在目标速度的步骤。

4.根据权利要求1所述的方法，其中

所述变速器是自动变速器，并且

确定变速器中来自所述发动机和所述电动机的动力输送是否被切断的步骤包括：当所述变速器处于空挡（N范围）或停车挡（P范围）时，确定所述变速器中来自所述发动机和所述电动机的动力输送被切断。

5.根据权利要求1所述的方法，其中操作所述电动机的步骤包括：

当电池的充电状态（SOC）等于或小于预定SOC时，由所述控制器操作集成起动器发电机，以及使用由所述集成起动器发电机产生的电力对所述电池充电。

6.根据权利要求5所述的方法，还包括：

当所述液体的温度升高到超过预定温度时，由所述控制器停止所述电动机的操作。

7.根据权利要求4所述的方法，还包括：

当所述变速器处于驾驶档（D范围）或倒车档（R范围）时，由所述控制器停止所述电动机的操作。

8.根据权利要求6所述的方法，还包括：

当所述电动机的操作停止时，由所述控制器停止所述集成起动器发电机的操作。

9.一种控制车辆中液体预热的***，所述***包括：

离合器，其配置成在发动机与电动机之间控制动力输送；

油泵，其配置成与所述电动机一起操作并产生操作所述离合器的流动压力；

油温检测器，其配置成检测所述液体的温度；

集成起动器发电机，其配置成起动所述发动机或通过所述发动机的输出产生电力；以及

控制器，其配置成：

确定变速器中来自所述发动机和所述电动机的动力输送是否被切断；

由油温检测器检测所述液体的温度；并且

当检测的所述液体的温度等于或小于预定温度时，将所述电动机保持在预定目标速度，从而操作与所述电动机连接的所述油泵，其中所述预定目标速度是在与所述电动机一起操作的所述油泵中产生使所述液体流动的足够压力的电动机速度。

10.根据权利要求9所述的***，其中所述预定目标速度是在与所述电动机一起操作的油泵中产生大于预定压力的压力的电动机速度。

11.根据权利要求9所述的***，其中当所述发动机处于怠速状态时执行将所述电动机保持在目标速度的步骤。

12.根据权利要求9所述的***，其中

所述变速器是自动变速器，并且

确定变速器中来自所述发动机和所述电动机的动力输送是否被切断的步骤包括：当所述变速器处于空挡（N范围）或停车挡（P范围）时，确定所述变速器中来自所述发动机和所述电动机的动力输送被切断。

13.根据权利要求9所述的***，其中所述控制器还配置成：

当电池的充电状态（SOC）等于或小于预定SOC时，操作集成起动器发电机并使用由所述集成起动器发电机产生的电力对所述电池充电。

14.根据权利要求13所述的***，其中所述控制器还配置成：

当所述液体的温度升高到超过预定温度时，停止所述电动机的操作。

15.根据权利要求12所述的***，其中所述控制器还配置成：

当所述变速器处于驾驶档（D范围）或倒车档（R范围）时，停止所述电动机的操作。

16.根据权利要求14所述的***，其中所述控制器还配置成：

当所述电动机的操作停止时，停止所述集成起动器发电机的操作。

17.一种含有由处理器或控制器执行的程序指令的非暂时性计算机可读介质，所述计算机可读介质包括：

确定变速器中来自发动机和电动机的动力输送是否被切断的程序指令；

由油温检测器检测液体的温度的程序指令；以及

当检测的所述液体的温度等于或低于预定温度时，将所述电动机保持在预定目标速度，从而操作与所述电动机连接的油泵的程序指令，其中所述预定目标速度是在与所述电动机一起操作的所述油泵中产生使所述液体流动的足够压力的电动机速度。

18.根据权利要求17所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述预定目标速度是在与所述电动机一起操作的所述油泵中产生大于预定压力的压力的电动机速度。

19.根据权利要求17所述的非暂时性计算机可读介质，其中当所述发动机处于怠速状态时，所述程序指令将所述电动机保持在目标速度。

20.根据权利要求17所述的非暂时性计算机可读介质，还包括：

当电池的充电状态（SOC）等于或小于预定SOC时，操作集成起动器发电机且使用由所述集成起动器发电机产生的电力对所述电池充电的程序指令。

21.根据权利要求20所述的非暂时性计算机可读介质，还包括：

当所述液体的温度升高到超过预定温度时停止所述电动机的操作的程序指令。

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