CN107914697B - 控制混合电动车辆的发动机离合器的液压再填操作的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于控制车辆的发动机离合器的液压再填操作的方法，包括：确定在发动机离合器保持为分离状态的情况下车辆是否使用驱动电动机的动力来行驶；当确定在发动机离合器保持为分离状态的情况下车辆使用驱动电动机的动力来行驶时，确定是否出现液压损失；当确定出现液压损失时，控制液压再填操作，使得在发动机离合器处于接合状态的情况下将储存器中的工作流体供应至致动器；以及控制驱动电动机，使得驱动电动机通过对由不操作的发动机生成的负载扭矩对驱动电动机的扭矩的影响进行补偿来输出补偿扭矩。

Description

控制混合电动车辆的发动机离合器的液压再填操作的方法
技术领域
本发明涉及一种用于控制混合电动车辆的发动机离合器的液压再填操作的方法，更具体地，涉及一种用于控制在用于操作混合电动车辆的发动机离合器的液压控制致动器出现液压泄漏或损失时进行的液压再填操作的方法。
背景技术
随着许多国家对提高车辆燃料效率和车辆排放的严格管理的要求不断提高，对环保型车辆的需求也在增加。为了满足这一需求，已经开发了混合电动车辆。
一般来说，混合电动车辆使用发动机和电动机两者作为动力源。因为混合电动车辆通过电能以及从化石燃料获得的能量来驱动，所以混合电动车辆是实现减少排放并提高燃料效率的环保型车辆。
图1(现有技术)是示意性地表示混合电动车辆的动力***，尤其是驱动电动机3和变速器4彼此直接连接的安装变速器的电动装置(TMED)型动力***的构造的视图。
如图1所示，用作车辆的动力源的发动机1和驱动电动机3串联布置，并且变速器4连接至驱动电动机3的输出侧，以在进行变速的同时将动力传递至车辆的驱动轴。
此外，起动发动机1或使用从发动机1传递的力生成电力的混合起动器和发电机(HSG)5连接至发动机1，使得能够在两者之间传递动力。
另外，用作驱动电动机3和HSG 5的动力源(电源)的电池7经由逆变器6连接至驱动电动机3和HSG 5，以便充电或放电。逆变器6将电池7的直流电转换为三相交流电，并将其施加至驱动电动机3和HSG 5以驱动它们。
另外，发动机离合器2设置在发动机1与驱动电动机3之间，以选择性地在发动机1与驱动电动机3之间传递或中断动力。
发动机离合器2通过由液压控制致动器(HCA)进行的使其接合(闭合)或分离(断开)的操作来选择性地在发动机1与驱动电动机3之间传递或中断动力。
发动机离合器2可以分为湿式发动机离合器和干式发动机离合器，并且其接合或分离操作由致动器单元进行，响应于来自控制器的控制信号来控制致动器单元的操作。
根据行驶条件，混合电动车辆可以通过如下各种驱动模式来驱动，例如仅使用驱动电动机3的动力的纯电动车辆模式的电动车辆(EV)模式以及使用发动机1的动力和驱动电动机3的动力两者的混合电动车辆(HEV)模式。
此外，当车辆制动或通过惯性滑行时，可以以再生制动模式驱动，通过电动机收集车辆的动能来对电池充电。
在再生制动模式下，接收车辆的动能的电动机生成电力并对经由逆变器连接的电池充电。
根据基于驾驶员对加速器或制动器踏板的操作、负载、车辆速度、电池的充电状态(SOC)等确定的加速或减速意图，通过接合或分离发动机离合器来在HEV模式或EV模式下驱动混合电动车辆。
当驱动模式从EV模式切换至HEV模式时，发动机的速度和驱动电动机的速度同步，并且在同步之后接合发动机离合器，从而防止在两个不同的动力源(即发动机与驱动电动机)之间传递动力的过程中出现扭矩变化，从而可以确保驾驶性。
更详细地说明，当驱动模式从EV模式切换至HEV模式时，在通过HSG进行发动机曲轴起动之后，发动机离合器的两个相反端的速度，即，发动机的速度和驱动电动机的速度被控制为使得它们之间的速度差降低至预定值以下，然后，对于发动机离合器进行滑摩控制。
当从对于发动机离合器进行滑摩控制经过预定时间段时，确定发动机的速度和驱动电动机的速度已经同步，随后，将发动机离合器切换至完全接合模式，从而完成至HEV模式的转换。
发动机离合器的两个相反端的摩擦面(离合器面)彼此接触并开始扭矩传递的位置(扭矩传递开始点)，即，发动机离合器开始处于滑摩状态的接触点的位置被称为发动机离合器的触点(或吻点)。
在插电式混合动力车辆的情况下，可以根据电池的充电状态将驱动模式分为电量消耗模式(CD模式)或电量维持模式(CS模式)。
CD模式是指仅使用利用电池中充入的电力的驱动电动机来驱动车辆的EV模式。CS模式是指在使用电池中充入的电力的一定量之后，通过适当地组合发动机的动力和驱动电动机的动力来驱动车辆的HEV模式。
同时，作为发动机离合器的示例，已知常闭型干式离合器。
然而，当控制常闭型干式离合器时，由于液压从中央从动缸(CSC)泄漏，所以存在难以将发动机离合器长时间保持在分离(断开)状态的问题。
为了将发动机离合器保持为分离状态，中央从动缸的行程需要保持在预定水平以上。然而，如果出现液压的泄漏或损失，则不可能将行程保持在适于使发动机离合器分离的预定水平。
如果行程不能保持在用于使发动机离合器分离的水平，则发动机离合器接合(闭合)，使得不可能以CD模式(EV模式)驱动车辆。
因此，为了防止由中央从动缸的液压泄漏或损失导致的问题，需要进行液压再填。
当用于驱动发动机离合器的液压控制致动器(HCA)的液压管出现液压的泄漏或损失时，通过控制液压控制致动器的操作来进行液压再填，由此保持同心从动缸的行程。
为了对干式发动机离合器进行液压再填操作，发动机离合器需要暂时接合。然而，在需要将车辆保持为CD模式(EV模式)(其中，发动机离合器恒定地保持为分离状态)的情况下，不能进行液压再填操作。
本背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对本发明的背景的理解，因此其可以包含不构成本领域普通技术人员在本国内已知的现有技术的信息。
发明内容
本发明提供一种用于控制混合电动车辆的发动机离合器的液压再填操作的方法，其即使在CD驱动模式(EV模式)期间也能够实现发动机离合器的致动器的液压再填操作，而不用切换至其他驱动模式，并且在CD驱动模式下，混合电动车辆仅使用电动机来行驶，而不启动或驱动发动机。
在一个方面中，本发明提供一种用于控制车辆(例如，混合电动车辆)的发动机离合器的液压再填操作的方法，其包括：确定车辆的当前驱动模式是否为在发动机离合器保持为分离状态的情况下车辆使用驱动电动机的动力来行驶的模式；当确定在发动机离合器保持为分离状态的情况下车辆使用驱动电动机的动力行驶时，基于用于驱动发动机离合器的致动器的液压状态来确定是否出现液压损失；当确定出现液压损失时，控制液压再填操作，使得在发动机离合器处于接合状态的情况下将储存器中的工作流体供应至致动器，以补充液压，同时控制液压再填操作以补充液压；控制驱动电动机，使得驱动电动机通过对由不操作的发动机生成的负载扭矩对用于驱动车辆的驱动电动机的扭矩的影响进行补偿来输出补偿扭矩。
下面讨论本发明的其他方面和优选实施例。
附图说明
现在将参考附图中所示的本发明的某些示例性实施例来详细描述本发明的上述和其他特征，下文中仅以说明的方式给出这些附图，并且因此不是对本发明的限制，其中：
图1(现有技术)是示意性地示出常规混合电动车辆的动力***的构造的视图；
图2是示出发动机离合器和用于驱动发动机离合器的液压控制致动器(HCA)的构造的视图；
图3是用于说明图2的液压控制致动器(HCA)的液压再填操作的视图；
图4是示出根据本发明的实施例的用于控制液压再填操作的方法的流程图；以及
图5是控制根据本发明的实施例的液压再填操作时的时序图。
应当理解，附图不一定按比例绘制，而呈现说明本发明的基本原理的各种优选特征的稍微简化的表示。本文公开的本发明的具体设计特征(包括例如具体尺寸、取向、位置和形状)将部分地由特定的预期应用和使用环境来确定。
在附图中，贯穿附图的若干图，附图标记表示本发明的相同或等同部件。
具体实施方式
应当理解，本文中使用的术语“车辆”或“车辆的”或其他类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)的客车、公共汽车、卡车、各种商用车辆，包括各种小船和轮船的船舶，飞机等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合电动车辆、氢动力车辆和其他替代燃料车辆(例如源自石油以外的资源的燃料)。如本文所述，混合动力车辆是具有两种或更多种动力源的车辆，例如汽油动力和电动车辆。
本文中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并不旨在限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“所述”也旨在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。将进一步理解，当在本说明书中使用时，词语“包括”和/或“包含”指定所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。如本文中使用的，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。在整个说明书中，除非明确相反地描述，否则词语“包括”以及例如“具有”或“包含”的变体将被理解为包含所述元件，而不排除任何其他元件。另外，在本说明书中描述的术语“单元”、“-部”、“-件”和“模块”是指用于处理至少一个功能和操作的单元，并且可以由硬件组件或软件组件和它们的组合来实施。
此外，本发明的控制逻辑可以体现为包含由处理器、控制器等执行的可执行程序指令的计算机可读介质上的非暂时性计算机可读介质。计算机可读介质的示例包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光数据存储装置。计算机可读介质还可以分布在网络耦合的计算机***中，使得计算机可读介质例如由远程信息处理服务器或控制器局域网(CAN)分布式地存储和执行。
在下文中，将详细参考本发明的各种实施例，其示例在附图中示出并在下面进行描述。尽管将结合示例性实施例描述本发明，但是应当理解，本说明书并不旨在将本发明限制于这些示例性实施例。相反，本发明旨在不仅涵盖示例性实施例，而且涵盖可以包括在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的各种替代、修改、等同物和其他实施例。
首先将解释用于接合或分离发动机离合器的液压控制致动器(HCA)的构造以更好地理解本发明。
图2是示出发动机离合器和用于驱动发动机离合器的液压控制致动器(HCA)的构造的视图。图2所示的发动机离合器2可以是常闭型干式发动机离合器。
如图所示，液压控制致动器(HCA)包括控制器11、具有螺杆轴13a的电动机12、主缸14和同心从动缸(CSC)19。
液压控制致动器通过控制工作流体的压力P使发动机离合器2接合(闭合)或分离(断开)。响应于来自作为高级控制器的混合控制单元(HCU)10的控制命令，致动器的控制器11控制致动器的电动机12的操作。
当驱动电动机12时，作为电动机的旋转轴的螺杆轴13a的旋转运动被转换为与螺杆轴13a接合的导螺杆13b的直线运动。因此，导螺杆13b向前或向后移动，并且联接至导螺杆13b的主缸14的活塞15也与导螺杆13b一起向前或向后移动。
因此，响应于控制命令来控制活塞15在前后方向上的位置。随着活塞15响应于控制命令向前或向后移动至期望位置，控制供应至发动机离合器2的工作流体的压力P(致动器的液压)。
用于储存工作流体的储存器16连接至主缸14。此外，例如用于检测活塞15在前后方向上的行程位置的行进传感器17a和用于检测工作流体的压力P的压力传感器17b的传感器安装至主缸14。
液压控制致动器(HCA)包括同心从动缸(CSC)19，其接收来自主缸14的工作流体的压力P并向发动机离合器2施加力。填充有工作流体以传递工作流体的压力P的流体管18将主缸14连接至同心从动缸19。
因此，当通过流体管18将工作流体的压力P施加至同心从动缸19的活塞20时，同心从动缸19的活塞20向前或向后移动。因此，控制活塞20在前后方向上的位置，从而实现发动机离合器2的接合或分离操作。
同时，当液压控制致动器的流体管18出现液压的泄漏或损失时，需要通过经由主缸14供应储存在储存器16中的工作流体来进行再填操作。
为此，主缸14设置有孔口(未示出)，用于通过该孔口供应工作流体，并且储存器16连接至该孔口。
图3示出用于说明用于发动机离合器的液压控制致动器(HCA)的液压再填操作的视图。图3中的左侧视图示出用于驱动发动机离合器的操作状态，图3中的右侧视图示出用于进行液压再填操作的操作状态。
如图3所示，为了进行液压再填操作，主缸14的活塞15需要向后移动。控制器11通过控制致动器的电动机12的操作来使主缸14的活塞15向后移动。
因此，主缸14的孔口打开，并且主缸中的空间与储存器16连通，由此储存在储存器16中的工作流体通过孔口供应至主缸14。以这种方式实现液压再填操作。
因此，当控制液压再填操作时，主缸14的活塞15需要向后移动至打开孔口的位置(例如，向后的极限位置)。因此，解除从主缸施加至同心从动缸19的液压。
也就是说，在液压再填操作期间，由于主缸14的活塞15的向后移动，使发动机离合器2保持为断开状态的工作流体的压力P不被从主缸14传递至同心从动缸19，由此常闭型离合器切换至接合(闭合)状态。
因此，即使需要进行液压再填，也不可能在发动机离合器2需要保持为分离状态的CD模式(EV模式)下进行液压再填操作，并且仅能够在发动机离合器2保持为接合状态的CS模式(HEV模式)下进行液压再填操作。
因此，需要开发一种如下技术，即使在混合电动车辆仅使用电动机而不启动或驱动发动机来行驶的CD驱动模式(EV模式)期间，在不切换至其他驱动模式的情况下，该技术也能够实现发动机离合器的致动器的液压再填操作。
在下文中，将描述根据本发明的用于解决上述问题的控制方法。
图4是示出根据本发明的实施例的用于控制液压再填操作的方法的流程图。图5是控制根据本发明的实施例的液压再填操作时的时序图。
可以通过安装至混合电动车辆的单个或多个控制器来进行下文中描述的控制过程。控制器可以是安装至一般混合电动车辆的众所周知的控制器。
例如，因为根据本发明的控制过程包括控制电动机的操作的过程，所以作为高级控制器的混合动力控制单元(HCU)可以与电动机控制单元(MCU)和用于控制液压控制致动器的控制单元协同进行控制。
替代地，根据本发明的控制过程可以由单个控制器，即一个集成控制器进行。在下面的描述中，多个控制器通常可以称为控制器，或者用于实现各种功能的一个集成控制器可以称为控制器。
此外，在下面的描述中，CD模式可以由EV模式代替，并且CS模式可以由HEV模式代替。
首先，根据行驶条件，即，是否在车辆仅使用驱动电动机3(参见图1)的动力并且发动机离合器保持为分离(断开)状态的CD模式下驱动车辆，控制器确定当前车辆驱动模式是否为CD模式需要保持状态(S11)。
随后，当车辆以CD模式行驶时，控制器监控发动机离合器的状态(S12)。
在CD模式期间，发动机离合器保持为分离(断开)状态。为了将发动机离合器保持为分离状态，工作流体的压力P，即，通过活塞15的向前移动在主缸14中生成的致动器的液压(HCA压力)被传递至同心从动缸(CSC)19。
因此，如图5所示，在CD模式需要保持状态(EV模式)期间和在CD模式状态的保持期间，为了保持发动机离合器的分离(断开)状态，致动器的液压(HCA压力)由于活塞15的向前移动而处于由增压而增加的状态。
当然，因为在这种状态下没有驱动发动机，所以控制发动机，使得从CD模式开始的时间点开始禁止燃料喷射(参见图5)。
随后，控制器将由液压控制致动器的压力传感器17b检测并由控制器监控的致动器的液压(HCA压力)(bar)与预定参考值进行比较(S13)。如果致动器的液压大于参考值，则不需要进行液压再填。因此，在监控发动机离合器的状态(S14)的同时，控制器保持CD模式(EV模式)状态(S15)。
同时，在确定液压管线(例如，液压控制致动器(HCA)的流体管18)中出现液压的泄漏或损失时，即，在确定由压力传感器17b检测到的致动器的液压小于或等于参考值时，控制器控制液压再填操作(S17)。
优选地，控制器可以设定为，当由压力传感器17b检测到的致动器的液压在预定时间段内保持等于或低于参考值时，确定出现需要进行液压再填的液压泄漏或损失(S16)。
在液压再填操作中，控制器以与常规再填操作相同的方式控制液压控制致动器(HCA)。控制器输出用于将活塞15向后移动至能够打开主缸14的孔口的位置的控制信号，并且响应于该控制信号来控制液压控制致动器的电动机12的操作。
因此，如果通过电动机1的操作使活塞15向后移动，并且因此打开主缸14的孔口，则储存器16中的工作流体通过孔口供应至主缸中的空间，由此进行液压再填操作。
如上所述，以控制电动机12的操作的方式来控制液压控制致动器(HCA)的液压再填操作，使得主缸14的活塞15移动至能够打开孔口的位置。
在上述液压再填操作期间，因为主缸14的活塞15需要向后移动至能够打开孔口的位置，所以发动机离合器2切换至接合(闭合)状态，如图5所示。
控制器接收与由发动机生成的负载扭矩有关的信息(S18)，并且通过补偿负载扭矩对电动机扭矩的影响来控制驱动电动机的操作，以满足为了在液压再填操作的控制期间驱动车辆所需的扭矩，即，驾驶员需求扭矩(S19)。
如上所述，在液压再填操作期间，发动机离合器保持为接合状态。如果在不要求燃料喷射或发动机驱动时发动机离合器接合，则发动机作为驱动电动机的负载。
因此，当车辆在CD模式下行驶时，为了在液压再填操作期间，在始终满足驾驶员需求扭矩的同时保持驱动车辆所需的总扭矩，驱动电动机需要在不要求燃料喷射或发动机驱动时输出与作为负载扭矩的发动机摩擦扭矩大小相等的附加扭矩。
因此，为了在液压再填操作期间，在满足驾驶员需求扭矩的同时产生驱动车辆所需的总扭矩，需要驱动电动机输出对由不操作的发动机生成的负载扭矩(即，发动机摩擦扭矩)进行补偿的扭矩。
因此，在液压再填操作期间，控制器生成通过将发动机摩擦扭矩添加至用于满足驾驶员需求扭矩的电动机扭矩命令来进行补偿的扭矩命令，并且在液压再填操作期间，响应于补偿扭矩命令来控制驱动电动机的扭矩输出。
总而言之，如图5所示，即使当在控制致动器的液压再填操作的情况下将发动机离合器切换至接合(闭合)状态时，增加从驱动电动机输出的扭矩，以满足驱动车辆的总需求扭矩(驾驶员需求扭矩)，因此，即使在CD模式期间，也能够进行液压再填操作，同时使车辆能够按照驾驶员的需求被驱动或行驶。
从上述说明可以看出，本发明提供一种用于控制混合电动车辆的发动机离合器的液压再填操作的方法，其中，在发动机离合器处于接合状态的液压再填操作期间，控制电动机的操作以输出对由发动机生成的负载扭矩进行补偿的扭矩，从而使得能够在CD驱动模式(EV模式)期间进行发动机离合器的致动器的液压再填操作，同时保持驾驶员需求的车辆的行驶状态。
已经参考本发明的优选实施例详细描述了本发明。然而，本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可以在这些实施例中进行改变，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种用于控制车辆的发动机离合器的液压再填操作的方法，所述方法包括以下步骤：
确定所述车辆的当前驱动模式是否为在所述发动机离合器保持为分离状态的情况下所述车辆使用驱动电动机的动力来行驶的模式；
当确定在所述发动机离合器保持为所述分离状态的情况下所述车辆使用所述驱动电动机的动力来行驶时，基于用于驱动所述发动机离合器的致动器的液压的状态来确定是否出现液压损失；
当确定出现液压损失时，通过液压控制致动器的电动机的操作，使所述发动机离合器从所述分离状态切换至接合状态，然后控制液压再填操作，使得在所述发动机离合器处于所述接合状态的情况下将储存器中的工作流体供应至所述致动器以补充液压；以及
在所述发动机离合器保持为所述接合状态，所述车辆使用所述驱动电动机的动力来行驶的情况下，当控制所述液压再填操作以补充液压时，控制所述驱动电动机，使得所述驱动电动机通过补偿由不操作的发动机所生成的负载扭矩对用于驱动所述车辆的驱动电动机的扭矩的影响来输出补偿扭矩。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述发动机离合器保持为所述分离状态的情况下所述车辆使用所述驱动电动机的动力来行驶的模式为混合电动车辆的耗电模式或电动车辆模式。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，确定是否出现液压损失包括：
将由压力传感器检测到的致动器的液压与参考值进行比较；并且
如果所述致动器的液压小于或等于所述参考值，则确定出现液压损失。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，当所述致动器的液压在预定时间段内保持等于或低于所述参考值时，确定出现液压损失。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，在控制所述液压再填操作的同时控制所述驱动电动机包括：控制所述驱动电动机，使得所述驱动电动机通过对作为所述负载扭矩的发动机摩擦扭矩对所述驱动电动机的扭矩的影响进行补偿来输出补偿扭矩。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述发动机离合器是常闭型发动机离合器。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，控制所述液压再填操作包括：将用于在所述致动器中生成液压的主缸的活塞向后移动至用于打开连接至所述储存器的主缸的孔口的位置，使得所述储存器中的工作流体通过所述孔口供应至所述主缸。
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