首页 / 国际专利分类库 / 作业;运输 / 一般车辆 / 混合动力车辆的减振控制装置

混合动车辆的减振控制装置

申请号 CN201510427102.6 申请日 2015-07-20 公开(公告)号 CN106184216B 公开(公告)日 2019-08-16
申请人 现代自动车株式会社; 起亚自动车株式会社; 发明人 庾太一; 姜求培; 吴能燮; 温亨锡; 朴韩姬; 林盛晔; 沈昭映;
摘要 本 发明 涉及一种混合动 力 车辆的减振控制装置,该具有连接到 发动机 的第一侧的第一 电机 以及通过发动机 离合器 连接到发动机的第二侧的第二电机的混合动力车辆的减振控制装置可以包括:混合动力 控制器 ;发动机控制器,其配置为控制发动机;第一电机控制器,其配置为控制第一电机;第二电机控制器,其配置为控制第二电机;以及反 弹簧 控制器,其配置在第一电机控制器与第二电机控制器之间,且分别利用第一电机和第二电机的 频率 控制第一和第二电机的 扭矩 ,其中,混合动力控制器配置为分别向发动机控制器、第一电机控制器和第二电机控制器选择性地发送发动机的扭矩 信号 、第一电机的扭矩信号和第二电机的扭矩信号。
权利要求

1.一种混合动车辆的减振控制装置,其中:该混合动力车辆具有连接到发动机的第一侧的第一电机以及通过发动机离合器连接到发动机的第二侧的第二电机,该减振控制装置包括:
混合动力控制器
发动机控制器,其配置为控制发动机;
第一电机控制器,其配置为控制第一电机;
第二电机控制器,其配置为控制第二电机;以及
弹簧控制器,其安装在第一电机控制器与第二电机控制器之间,且分别利用第一电机和第二电机的速度值确定并控制第一电机和第二电机的扭矩
其中,混合动力控制器配置为分别向发动机控制器、第一电机控制器和第二电机控制器选择性地发送发动机的扭矩信号、第一电机的扭矩信号和第二电机的扭矩信号,所述反弹簧控制器包括:
反弹簧扭矩发生器,其使用所述第一电机的速度和所述第二电机的速度来确定用于减小速度共振现象的扭矩值;以及
扭矩负载分配器,其确定第一电机和第二电机的共振减小扭矩的分配比。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆的减振控制装置,其中:所述发动机控制器通过发送自混合动力控制器的发动机的扭矩信号来控制发动机的驱动。
3.根据权利要求1所述的混合动力车辆的减振控制装置,其中:所述第一电机控制器通过第一电机的求和扭矩信号来控制第一电机的驱动,该第一电机的求和扭矩信号由发送自混合动力控制器的第一电机的扭矩信号与输出自反弹簧控制器的第一电机的扭矩信号求和得出。
4.根据权利要求1所述的混合动力车辆的减振控制装置,其中:所述第二电机控制器通过第二电机的求和扭矩信号来控制第二电机的驱动,该第二电机的求和扭矩信号由发送自混合动力控制器的第二电机的扭矩信号与输出自反弹簧控制器的第二电机的扭矩信号求和得出。
5.根据权利要求1所述的混合动力车辆的减振控制装置,其中:所述反弹簧扭矩发生器包括:
误差检测器,其检测所述第一电机的速度与所述第二电机的速度之间的差值;
第一比例积分控制器,其依据误差检测器的差值,通过第一比例增益和第一积分增益确定第一电机的扭矩值;以及
第二比例积分控制器,其依据误差检测器的差值,通过第二比例增益和第二积分增益确定第二电机的扭矩值。
6.根据权利要求5所述的混合动力车辆的减振控制装置,其中:所述误差检测器与转换器连接,该转换器将所述第一电机的速度转换为发动机的速度。
7.根据权利要求1所述的混合动力车辆的减振控制装置,其中:所述扭矩负载分配器配置为确定第一电机和第二电机的分配比,该第一电机和第二电机的分配比用于扭矩输出以减小速度共振现象。

说明书全文

混合动车辆的减振控制装置

[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2014年12月26日提交的韩国专利申请第10-2014-0190993号的优先权和权益,该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。

技术领域

[0003] 本发明涉及一种混合动力车辆的减振控制装置,更具体的,涉及这样一种混合动力车辆的减振控制装置:在使用了具有减振弹簧发动机离合器的混合动力车辆中,能够有效减少由于发动机与电机之间的弹簧共振导致的速度振动现象。

背景技术

[0004] 混合动力车辆是指通过高效地组合两种或更多种不同的动力源而驱动的车辆。在多数情况下,混合动力车辆意指由发动机和电机(电动机/发电机)来驱动的车辆,发动机通过燃烧燃料(例如,诸如汽油化石燃料)来获得扭矩,电机通过电池的动力来获得扭矩。
[0005] 混合动力车辆是通过采用电机(电动机/发电机)以及作为辅助动力源的发动机来促进排放气体的减少以及燃料效率的提高的未来车辆。已经对混合动力车辆进行了深入积极地研究,以便符合需要提高燃料效率和需要研发环保产品的时代需求。混合动力车辆可以分为各种结构,诸如串联混合动力车辆、并联混合动力车辆、复合混合动力车辆等。
[0006] 同时,根据并联混合动力车辆之中的变速器装设的电力驱动(transmission mounted electric drive,TMED)系统,电机连接至变速器,而且在发动机与电机之间安装了能够执行EV模式与HEV模式的转换功能的发动机离合器。
[0007] 另外,如发动机离合器,主要使用了具有减振弹簧的干式离合器。干式离合器具有摩擦损失的效率改进的有效益处,但是其具有下述缺点:由于具有减振弹簧干式离合器具有比湿式离合器低的滞后特性,依据在车辆行驶期间变速器的双离合器是否具有滑动,惯性改变会导致出现10到20Hz的低频振动,而且还具有负面效果:由于这种低频振动并不会发生快速衰减,所以驾驶员很易于识别到该低频振动。
[0008] 公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术

发明内容

[0009] 本发明的各个方面致力于解决现有技术中产生的上述问题,而由现有技术所实现的优点将会完整地保持。
[0010] 本发明的一个方面提供了在使用了具有减振弹簧的发动机离合器的混合动力车辆中的能够有效减少由于发动机与电机之间的弹簧共振导致的速度振动现象的混合动力车辆的减振控制装置。
[0011] 根据本发明的示例性的实施方案,具有连接到发动机的一侧的第一电机以及通过发动机离合器连接到发动机的另一侧的第二电机的混合动力车辆的减振控制装置可以包括:混合动力控制器;发动机控制器,其配置为控制发动机;第一电机控制器,其配置为控制第一电机;第二电机控制器,其配置为控制第二电机;以及反弹簧控制器,其安装在第一电机控制器与第二电机控制器之间,且分别利用第一电机和第二电机的频率控制第一和第二电机的扭矩,其中,混合动力控制器配置为分别向发动机控制器、第一电机控制器和第二电机控制器选择性地发送发动机的扭矩信号、第一电机的扭矩信号和第二电机的扭矩信号。
[0012] 发动机控制器可以通过发送自混合动力控制器的发动机的扭矩信号来控制发动机的驱动。
[0013] 所述第一电机控制器可通过第一电机的求和扭矩信号来控制第一电机的驱动,该第一电机的求和扭矩信号由发送自混合动力控制器的第一电机的扭矩信号与输出自反弹簧控制器的第一电机的扭矩信号求和得出。
[0014] 所述第二电机控制器可通过第二电机的求和扭矩信号来控制第二电机的驱动,该第二电机的求和扭矩信号由发送自混合动力控制器的第二电机的扭矩信号与输出自反弹簧控制器的第二电机的扭矩信号求和得出。
[0015] 所述反弹簧控制器可包括:反弹簧扭矩发生器,其利用所述第一电机的速度和所述第二电机的速度来确定用于减小速度共振现象的扭矩值;以及扭矩负载分配器,其确定第一电机和第二电机的共振减小扭矩的分配比。
[0016] 所述反弹簧扭矩发生器可包括:误差检测器,其检测所述第一电机的速度与所述第二电机的速度之间的差值;第一比例积分(PI)控制器,其依据误差检测器的差值,通过第一比例增益和第一积分增益确定第一电机的扭矩值;以及第二比例积分控制器,其依据误差检测器的差值,通过第二比例增益和第二积分增益确定第二电机的扭矩值。
[0017] 误差检测器可以与转换器连接,转换器将第一电机的速度转换为发动机的速度。
[0018] 所述扭矩负载分配器可以配置为确定用以减小速度共振现象的用于扭矩输出的第一电机和第二电机的分配比。
[0019] 本发明的方法和装置具有其它的特性和优点,这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的实施方案中将是显而易见的,或者将在并入本文中的附图和随后的实施方案中进行详细陈述,这些附图和实施方案共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

[0020] 图1为通常的变速器装设的电力驱动(TMED)系统的混合动力车辆的示意图;
[0021] 图2为根据本发明的混合动力车辆的减振控制装置的配置图;
[0022] 图3为根据本发明的混合动力车辆的减振控制装置的反弹簧控制器的框图
[0023] 图4A、图4B和图4C、图5A、图5B和图5C以及图6A、图6B和图6C为根据本发明的通过反弹簧控制器来减少的速度共振的结果的图。
[0024] 附图标记
[0025] 1:发动机
[0026] 2:发动机离合器
[0027] 10:混合动力控制器
[0028] 11:发动机控制器
[0029] 20:反弹簧控制器
[0030] 30:反弹簧扭矩发生器
[0031] 40:扭矩负载分配器
[0032] 应当了解,所附附图并非按比例地显示了本发明的基本原理的图示性的各种特征的略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和形状将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
[0033] 在这些图形中,贯穿附图的多幅图形,附图标记引用本发明的相同或等同的部件。

具体实施方式

[0034] 现在将详细地参考本发明的各种实施方案,这些实施方案的示例被图示在附图中并描述如下。虽然本发明与示例性实施方案相结合进行描述,但是应当了解,本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反,本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案,而且覆盖可以包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种可替代形式、修改形式、等同形式及其它实施方案。
[0035] 图1为通常的变速器装设的电力驱动(TMED)系统的混合动力车辆的示意图。
[0036] 参考图1,变速器装设的电力驱动(TMED)系统的混合动力车辆包括第一电机M1、第二电机M2、变速器4等,第一电机M1连接至发动机1的一侧;第二电机M2通过发动机离合器2连接至发动机1的另一侧;变速器4通过双离合器3连接至第二电机M2。
[0037] 第一电机M1包括混合型启动和发电机(HSG),其执行发动机1的启动功能和发电功能,并且可以通过具有1:2.48的滑轮比的皮带等来连接第一电机M1和发动机1。
[0038] 在发动机1与第二电机M2之间的连接由于发动机离合器2的释放而断开的情况下,车辆可以仅由第二电机M2驱动,在发动机1与第二电机M2通过发动机离合器2的接合操作而连接的情况下,车辆可以由发动机1和第二电机M2驱动。
[0039] 然而,在发动机离合器2(其配置为具有减振弹簧的干式离合器)的接合操作时,在双离合器的滑动控制时发动机1与第二电机M2之间产生了速度差。由于上述速度差,发动机-发动机离合器-电机系统产生了10到25Hz的低频振动,而且上述低频振动并不能快速地衰减。因此,为了防止驾驶员轻易地识别到这种振动,根据本发明的混合动力车辆的减振控制装置,其响应于第一电机M1与第二电机M2之间的速度差以确定第一电机M1和第二电机M2的扭矩分配比,从而使得能够减小第一电机M1与第二电机M2之间的速度差并且能有效防止上述的低频振动。
[0040] 如图2所示,根据本发明的混合动力车辆的减振控制装置,其包括混合动力控制器10、控制发动机1的发动机控制器11、控制第一电机M1的第一电机控制器12、控制第二电机M2的第二电机控制器13以及安装在第一电机控制器12与第二电机控制器13之间并且利用第一电机M1和第二电机M2各自的频率来控制第一电机M1和第二电机M2扭矩的反弹簧控制器(anti-spring controller)20。
[0041] 混合动力控制器10电连接至发动机控制器11、第一电机控制器12以及第二电机控制器13。特别地,依据车辆的电子控制单元(ECU)的控制信号,混合动力控制器10配置为分别向发动机控制器11、第一电机控制器12和第二电机控制器13选择性地发送发动机的扭矩信号T_Eng、第一电机的扭矩信号T_M1和第二电机的扭矩信号T_M2。
[0042] 发动机控制器11通过发送自混合动力控制器10的发动机的扭矩信号T_Eng来控制发动机1的驱动。
[0043] 通过将发送自混合动力控制器10的第一电机M1的扭矩信号T_M1与输出自反弹簧控制器20的第一电机M1的扭矩信号T_M1_add求和,输出第一电机M1的求和扭矩信号T_M1_sum,并且第一电机控制器12接收第一电机M1的求和扭矩信号T_M1_sum,以便控制第一电机M1的驱动。
[0044] 通过将发送自混合动力控制器10的第二电机M2的扭矩信号T_M2与输出自反弹簧控制器20的第二电机M2的扭矩信号T_M2_add求和,输出第二电机M2的求和扭矩信号T_M2_sum,并且第二电机控制器13接收第二电机M2的求和扭矩信号T_M2_sum,以便控制第二电机M2的驱动。
[0045] 如图3所示,反弹簧控制器20包括反弹簧扭矩发生器30和扭矩负载分配器40,反弹簧扭矩发生器确定用于利用第一电机M1的速度W_M1和第二电机M2的速度W_M2来减小速度共振现象的扭矩值,扭矩负载分配器确定第一电机M1和第二电机M2的共振减小扭矩的分配比。
[0046] 反弹簧扭矩发生器30包括误差检测器35、第一比例积分(PI)控制器31、第二比例积分(PI)控制器32,误差检测器检测第一电机M1的速度W_M1与第二电机M2的速度W_M2之间的差值W_err,第一比例积分(PI)控制器依据误差检测器35的差值W_err通过比例增益KpM1和积分增益KiM1来确定第一电机M1的扭矩值,第二比例积分(PI)控制器依据误差检测器35的差值W_err通过比例增益KpM2和积分增益KiM2来确定第二电机M2的扭矩值。
[0047] 在不出现低频振动的理想状态下,第一电机M1的速度W_M1和第二电机M2的速度W_M2需要在发动机离合器2的接合操作时彼此相等,但是由于双离合器的滑动控制,第一电机M1的速度W_M1和第二电机M2的速度W_M2之间出现了差值W_err。该情况下,误差检测器35检测差值W_err作为误差值。
[0048] 另外,因为发动机1和第一电机M1以预定滑轮比H连接,所以误差检测器35连接了将第一电机M1的速度W_M1转换为发动机1的速度的转换器34。例如,通过将第一电机M1的速度W_M1乘以1/H的值,可以推导出发动机的速度。
[0049] 第一PI控制器31和第二PI控制器32可以彼此并联连接,以便分别地确定第一电机M1的扭矩值以及第二电机M2的扭矩值。
[0050] 扭矩负载分配器40是这样的逻辑器件,其确定用于减小速度共振的扭矩输出T_M1_add和T_M2_add的第一电机M1和第二电机M2的分配比。
[0051] 同时,扭矩负载分配器40的Q值,即在共振任务分配比中涉及第一电机M1和第二电机M2的共振减小分配比Q,其具有0与1之间的值。当Q值为0时,全部的共振速度可以由第二电机M2减小,而当Q值为1时,全部的共振速度可以由第一电机M1减小。
[0052] 在因为第一电机M1的输出达到了为了车辆的动力传递或再生制动的目的的第一电机M1允许的最大输出状态而不输出共振减小扭矩的情况下,在第一电机M1处于第一电机M1不能产生输出的故障状态的情况下,或者相反,Q值可以具有在0与1之间的值。
[0053] 另外,为了在利用第一电机M1和第二电机M2输出共振减小扭矩时分配第一电机M1和第二电机M2的热值或者将任务分享到具有突出的效率的一侧,Q值可以具有在0与1之间的值。
[0054] 图4A、图4B和图4C、图5A、图5B和图5C和图6A、图6B和图6C为根据本发明的通过反弹簧控制器20来减少的速度共振的结果的图。
[0055] 图4A、图4B和图4C为仅利用第一电机M1来减小发动机1与第二电机M2的速度共振(即,当Q值等于1时)之后获得的结果图,其中图4A为第一电机M1、发动机1和第二电机M2的扭矩改变值的图,图4B为第一电机M1、发动机1和第二电机M2的速度改变值的图,图4C为发动机1与第二电机M2之间的速度差值的图。如图4C所示,可见,仅利用第一电机M1速度共振减小。
[0056] 图5A、图5B和图5C为仅利用第二电机M2来减小发动机1与第二电机M2的速度共振(即,当Q值等于0时)之后获得的结果图,其中图5A为第一电机M1、发动机1和第二电机M2的扭矩改变值的图,图5B为第一电机M1、发动机1和第二电机M2的速度改变值的图,图5C为发动机1与第二电机M2之间的速度差值的图。如图5C所示,可见,仅利用第二电机M2速度共振减小。
[0057] 图6A、图6B和图6C为使用第一电机M1和第二电机M2两者来减小发动机1与第二电机M2的速度共振(即,当Q值等于0.5时)之后获得的结果图,其中图6A为第一电机M1、发动机1和第二电机M2的扭矩改变值的图,图6B为第一电机M1、发动机1和第二电机M2的速度改变值的图,图6C为发动机1与第二电机M2之间的速度差值的图。如图6C所示,可见,使用了第一电机M1和第二电机M2速度共振减小。
[0058] 参考图4A、图4B和图4C、图5A、图5B和图5C和图6A、图6B和图6C,可见,在以HEV模式行驶期间,在变速器的离合器出现换档或出现滑动的情况下,通过根据本发明的反弹簧控制器20,可以非常有效地减少发动机1和第二电机M2的速度共振。
[0059] 如上所述,在使用了具有减振弹簧的发动机离合器的混合动力车辆中,通过反弹簧控制逻辑,能够非常有效地减少由于发动机与第二电机之间的弹性共振导致的速度振动现象。
[0060] 前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。前面的描述并非旨在穷举,或者将本发明限制为所公开的精确形式,而显然的是,根据上述教导若干修改和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用,从而使得本领域的技术人员能够利用并实现本发明的各种示例性实施方案及其各种可替选形式和修改形式。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等同形式来限定。
QQ群二维码
意见反馈