專利名稱：用于起?；旌蟿?dòng)力車輛的爬行模式推進(jìn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動(dòng)機(jī)，且更具體地涉及用于混合動(dòng)力車輛中的電動(dòng)發(fā)電機(jī)單元的控 制系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
這里提供的背景技術(shù)用于總體上介紹本發(fā)明的背景的目的。當(dāng)前所署名發(fā)明人的 工作(在本背景技術(shù)部分中所描述的程度上)和本描述中否則不足以作為申請(qǐng)時(shí)的現(xiàn)有技 術(shù)的各方面，既非明示地也非默示地被承認(rèn)為與本發(fā)明相抵觸的現(xiàn)有技術(shù)。
混合動(dòng)力系統(tǒng)典型地包括諸如內(nèi)燃機(jī)(ICE)的第一扭矩產(chǎn)生器，和諸如電動(dòng)機(jī) (EM)的第二扭矩產(chǎn)生器。這兩者可將扭矩提供給傳動(dòng)系統(tǒng)以推進(jìn)車輛。在重度混合動(dòng)力系 統(tǒng)中，EM可直接驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)，而不通過(guò)ICE的部件傳送扭矩。在輕度混合動(dòng)力系統(tǒng)中，EM 可通過(guò)附件傳動(dòng)連接ICE，并且由EM產(chǎn)生的扭矩通過(guò)ICE傳送給傳動(dòng)系統(tǒng)。示范性輕度混 合動(dòng)力系統(tǒng)包括帶傳動(dòng)交流發(fā)電機(jī)起動(dòng)機(jī)(BAS)系統(tǒng)。在BAS系統(tǒng)中，EM經(jīng)帶和帶輪連接 到ICE。諸如泵和壓縮機(jī)的其他附件部件可由附接到其中一個(gè)帶輪的帶或額外的帶供應(yīng)動(dòng) 力?？商鎿Q地，其他附件部件可由電力驅(qū)動(dòng)。 現(xiàn)在參考圖l，示出車輛的混合動(dòng)力系統(tǒng)的功能框圖。混合動(dòng)力系統(tǒng)包括內(nèi)燃 機(jī)(ICE) 102、電動(dòng)發(fā)電機(jī)單元(MGU) 104、逆變器106、混合動(dòng)力電池108和附件動(dòng)力模塊 (APM) 110。 APM110將電提供給12V電池114和12V車輛負(fù)荷116。 逆變器106在混合動(dòng)力電池108的DC電壓與由MGU104產(chǎn)生的電力之間轉(zhuǎn)換功率。 混合動(dòng)力電池108的DC電壓在當(dāng)前混合動(dòng)力系統(tǒng)中可以為42伏并且在下一代BAS混合系 統(tǒng)中可以為118伏。APM110將來(lái)自混合動(dòng)力電池108的DC電壓的功率轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的車輛 電壓，例如12伏。通過(guò)使用APMllO， 12V車輛負(fù)荷116不必重新設(shè)計(jì)以利用混合動(dòng)力電池 108的較高電壓工作。 ICE102和MGU104可經(jīng)分別環(huán)繞ICE102的帶輪122和MGU104的帶輪124的帶120 連接。ICE102和MGU104的組合扭矩推進(jìn)車輛。當(dāng)希望推進(jìn)扭矩比ICE102當(dāng)前產(chǎn)生的扭矩 更大時(shí)，MGU104可用作電動(dòng)機(jī)以提供額外扭矩。 當(dāng)在ICE102產(chǎn)生比所需扭矩更大的扭矩時(shí)，MGU104可用作發(fā)電機(jī)，從而給混合動(dòng) 力電池108提供功率。此外，在再生制動(dòng)期間，MGU104可用作發(fā)電機(jī)，從而使車輛減速，同 時(shí)給混合動(dòng)力電池108提供電功率。

發(fā)明內(nèi)容
控制模塊包括交通判定模塊，所述交通判定模塊確定車輛處于交通中并且選擇地 產(chǎn)生交通信號(hào)?？刂颇K還具有基于所述交通信號(hào)產(chǎn)生爬行允許信號(hào)的爬行允許模塊?？?br> 4制模塊還包括選擇地產(chǎn)生內(nèi)燃機(jī)(ICE)禁止信號(hào)的動(dòng)力控制模塊。在駕駛員減小制動(dòng)踏板
壓力時(shí)，基于所述爬行允許信號(hào)，動(dòng)力控制模塊還指令電動(dòng)發(fā)電機(jī)單元產(chǎn)生動(dòng)力。
方法包括下述步驟，即確定車輛何時(shí)處于交通中并且選擇地產(chǎn)生交通信號(hào)、基于
所述交通信號(hào)產(chǎn)生爬行允許信號(hào)、以及選擇地產(chǎn)生內(nèi)燃機(jī)(ICE)禁止信號(hào)，并且在駕駛員
減小制動(dòng)踏板壓力時(shí)，基于所述爬行允許信號(hào)指令電動(dòng)發(fā)電機(jī)單元產(chǎn)生動(dòng)力。 進(jìn)一步的適用范圍將從下文提供的描述變得顯而易見(jiàn)。應(yīng)當(dāng)理解詳細(xì)描述和特定
例子僅旨在圖示目的，并且無(wú)意限制本發(fā)明的范圍。


本發(fā)明將從詳細(xì)描述和附圖被更充分地理解，其中 圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的車輛的混合動(dòng)力系統(tǒng)的功能框圖； 圖2是根據(jù)本發(fā)明原理的操作電動(dòng)發(fā)電機(jī)單元的示范性混合動(dòng)力系統(tǒng)的功能框 圖； 圖3是根據(jù)本發(fā)明原理的示范性混合動(dòng)力控制模塊的功能框圖；以及 圖4是描述根據(jù)本發(fā)明原理的由混合動(dòng)力控制模塊執(zhí)行的示范性步驟的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面的描述本質(zhì)上僅是示范性的并且決不是以任何方式限制本發(fā)明、應(yīng)用或使 用。清楚起見(jiàn)，在附圖中使用相同的附圖標(biāo)記標(biāo)識(shí)相似的元件。如這里所使用的，短語(yǔ)A、B 和C中的至少一個(gè)應(yīng)當(dāng)被解釋為使用非排他邏輯或的邏輯(A或B或C)。應(yīng)當(dāng)理解在不改 變本發(fā)明的原則時(shí)，可以以不同順序執(zhí)行方法內(nèi)的步驟。 如這里所使用的，術(shù)語(yǔ)模塊指專用集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)軟 件程序或者固件程序的處理器(共用的、專用的、或成組的)和存儲(chǔ)器、組合邏輯電路、和/ 或提供所描述功能的其他適合部件。 在輕度混合動(dòng)力車輛中當(dāng)車輛應(yīng)用制動(dòng)并且停下時(shí)，ICE通常關(guān)閉。當(dāng)電動(dòng)發(fā)電 機(jī)單元(MGU)接收到功率并且以預(yù)設(shè)速度旋轉(zhuǎn)時(shí)其在電池功率下操作并且將動(dòng)力提供給 車輛附件。在駕駛員減小制動(dòng)踏板壓力時(shí)，MGU再起動(dòng)ICE以允許車輛加速。
混合動(dòng)力控制模塊可確定出車輛何時(shí)處于繁忙交通中。僅舉例，基于預(yù)設(shè)周期內(nèi) 的多個(gè)連續(xù)起停，混合動(dòng)力控制模塊可確定出車輛處于繁忙交通中。當(dāng)混合動(dòng)力控制模塊 確定出車輛處于繁忙交通中時(shí)，可允許爬行(即緩行)模式。在允許爬行模式以及駕駛員 減小制動(dòng)踏板壓力時(shí)，車輛可由MGU而不是ICE推進(jìn)。ICE可保持關(guān)閉，這可減少排放并且 增加燃料經(jīng)濟(jì)性。如果駕駛員壓下加速踏板，那么ICE可由MGU再起動(dòng)并且可禁止爬行模 式。 在允許爬行模式時(shí)，混合動(dòng)力控制模塊可指令變矩器離合器鎖止，使得變速器輸 入軸以與ICE中的曲軸相同的速度旋轉(zhuǎn)。鎖止變矩器離合器防止在變矩器內(nèi)的泵輪和渦輪 被允許打滑時(shí)發(fā)生的動(dòng)力損失。 在爬行模式中，混合動(dòng)力控制模塊還可使變速器從第一檔位變換到第二更高檔 位。該換擋可在車輛停止的情況下實(shí)施。通過(guò)接合第二更高檔位，可降低為實(shí)現(xiàn)給定車速 所需的MGU的速度。降低MGU的速度可降低由MGU消耗的功率量。為了在ICE沒(méi)有運(yùn)行的情況下實(shí)現(xiàn)換擋，可使用輔助變速器油泵以提供液壓壓力。 在駕駛員減小制動(dòng)踏板壓力時(shí)，混合動(dòng)力控制模塊可指令MGU加速到預(yù)設(shè)速度以 推進(jìn)車輛。MGU可以以預(yù)設(shè)速率增大速度從而提供平穩(wěn)加速。僅舉例，MGU速度增大可比擬 在駕駛員消除來(lái)自制動(dòng)踏板的壓力時(shí)ICE使用自動(dòng)變速器的加速。 現(xiàn)在參考圖2，示出示范性混合動(dòng)力系統(tǒng)的功能框圖。混合動(dòng)力系統(tǒng)包括控 制MGU104的混合動(dòng)力控制模塊202。混合動(dòng)力控制模塊202可包含在發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊 (ECM)206中或與發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECM)206通信。ECM206可控制ICE102的各種操作參數(shù)。 類似地，變速器控制模塊(TCM)208可控制自動(dòng)變速器210和輔助變速器泵212的各種操作 參數(shù)。 混合動(dòng)力控制模塊202使用MGU功率信號(hào)控制MGU104。在MGU功率信號(hào)為正時(shí)， MGU104可操作為電動(dòng)機(jī)，從而將正扭矩提供給ICE102。經(jīng)逆變器106由混合動(dòng)力電池108 給MGU104供應(yīng)功率。逆變器106還可選擇地控制MGU104的操作。在MGU動(dòng)力信號(hào)為負(fù)時(shí)， MGU104可操作為發(fā)電機(jī)，從而將旋轉(zhuǎn)扭矩轉(zhuǎn)換為電功率。逆變器106輸出電功率到混合動(dòng) 力電池108。 混合動(dòng)力控制模塊202可基于多個(gè)信號(hào)控制MGU104的操作。僅舉例，混合動(dòng)力 控制模塊202可接收來(lái)自方向盤(pán)位置模塊204的方向盤(pán)位置信號(hào)?；旌蟿?dòng)力控制模塊202 可接收來(lái)自制動(dòng)踏板位置模塊214的制動(dòng)踏板位置(BPF)信號(hào)以確定出制動(dòng)踏板壓力何時(shí) 改變?；旌蟿?dòng)力控制模塊202可接收來(lái)自加速踏板位置模塊216的加速踏板位置(APP)信 號(hào)?；旌蟿?dòng)力控制模塊202還可接收來(lái)自混合動(dòng)力電池108的荷電狀態(tài)信號(hào)、來(lái)自MGU104 的MGU溫度信號(hào)和來(lái)自ECM206的車速信號(hào)。 參考圖3，示出示范性混合動(dòng)力控制模塊的功能框圖?；旌蟿?dòng)力控制模塊202可包 括動(dòng)力控制模塊302、定時(shí)器模塊304、交通判定模塊306和爬行允許模塊308。交通判定模 塊306可在ICE102關(guān)閉時(shí)選擇地接收來(lái)自ECM206的信號(hào)。定時(shí)器模塊304可在交通判定 模塊306接收到來(lái)自ECM206的信號(hào)時(shí)激活定時(shí)器(未示出)。 如果交通判定模塊306確定出ICE102在預(yù)設(shè)周期內(nèi)已經(jīng)關(guān)閉和開(kāi)啟預(yù)設(shè)次數(shù)，那 么可選擇地產(chǎn)生交通信號(hào)。交通判定模塊306還可基于車輛停止的百分比時(shí)間選擇地產(chǎn)生 交通信號(hào)。在百分比處于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，可產(chǎn)生交通信號(hào)，僅舉例。 可替換地，交通判定模塊306可基于來(lái)自ECM206的自適應(yīng)巡航控制信號(hào)選擇地產(chǎn) 生交通信號(hào)。僅舉例，自適應(yīng)巡航控制信號(hào)可提供可由交通判定模塊306使用以確定與道 路上其他車輛的距離的信息。在所述距離小于用于預(yù)設(shè)閾值達(dá)到預(yù)設(shè)周期時(shí)，可選擇地產(chǎn) 生交通信號(hào)。 在接收到交通信號(hào)時(shí)，爬行允許模塊308可評(píng)估額外信號(hào)以確定是否可以允許爬 行模式。僅舉例，爬行允許模塊308可基于來(lái)自方向盤(pán)位置模塊204的信號(hào)確定方向盤(pán)角度 是否小于預(yù)設(shè)角度。爬行允許模塊308可確定混合動(dòng)力電池108電荷是否足以推進(jìn)車輛。 爬行允許模塊308還可確定MGU104的溫度和混合動(dòng)力電池108的溫度是否在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。 評(píng)估完額外信號(hào)后，爬行允許模塊308可選擇地產(chǎn)生爬行允許信號(hào)。在車速超過(guò)閾值速度 時(shí)，可選擇地取消爬行允許信號(hào)，僅舉例。 動(dòng)力控制模塊302可接收爬行允許信號(hào)并選擇地禁止ICE。在駕駛員開(kāi)始釋放制 動(dòng)踏板時(shí)，動(dòng)力控制模塊302可基于爬行允許信號(hào)選擇地產(chǎn)生MGU功率信號(hào)。在壓下加速踏板時(shí)，動(dòng)力控制模塊302可選擇地取消MGU功率信號(hào)。在壓下加速踏板時(shí)，動(dòng)力控制模塊 302可取消ICE禁止信號(hào)，從而允許ICE102再起動(dòng)。 在產(chǎn)生爬行允許信號(hào)時(shí)，動(dòng)力控制模塊302還可選擇地產(chǎn)生變矩器離合器(TCC) 鎖止信號(hào)和變速器換擋信號(hào)?；赥CC鎖止信號(hào)，TCM208可指令TCC(未示出)鎖止。鎖 止TCC使變速器輸入軸以與ICE中的曲軸(未示出)相同的速度旋轉(zhuǎn)。鎖止TCC可防止在 變矩器內(nèi)的泵輪和渦輪被允許打滑時(shí)發(fā)生的動(dòng)力損失。 基于變速器換擋信號(hào)，TCM208可指令變速器212從第一檔位變換到第二更高檔 位。通過(guò)接合第二更高檔位，可降低為實(shí)現(xiàn)給定車速所需的MGU104的速度。降低MGU104 的速度可降低由MGU104消耗的功率量。為了在ICE102關(guān)閉的情況下實(shí)現(xiàn)換擋，TCM208可 指令輔助變速器泵212提供液壓壓力給變速器210內(nèi)的離合器(未示出)。
在駕駛員釋放制動(dòng)踏板時(shí)，ECM206可基于來(lái)自動(dòng)力控制模塊302的ICE禁止信號(hào) 防止ICE102起動(dòng)，以允許MGU104推進(jìn)車輛。通過(guò)繼續(xù)不將燃料和火花傳送給ICE102可防 止ICE102起動(dòng)，僅舉例。通過(guò)在MGU104推進(jìn)車輛的情況下禁止ICE102，可減少排放并可提 高燃料經(jīng)濟(jì)性。 參考圖4，示出描述由混合動(dòng)力控制模塊執(zhí)行的示范性步驟的流程圖。在步驟410 中，控制確定預(yù)設(shè)量的起停事件是否在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)發(fā)生。如果是，那么在步驟412中繼續(xù)。 如果否，那么控制保留在步驟410中。在步驟412中，控制確定制動(dòng)踏板是否被壓下。如果 是，那么控制繼續(xù)到步驟414。如果否，那么控制返回到步驟410。 在步驟414中，控制確定車輛方向盤(pán)是否居中。如果否，那么控制返回到步驟410。 如果是，那么控制在步驟416中繼續(xù)。在步驟416中，控制確定混合動(dòng)力電池電荷是否大于 預(yù)設(shè)水平。如果是，那么控制在步驟418中繼續(xù)。如果否，那么控制返回到步驟410。在步 驟418中，控制確定MGU溫度是否在預(yù)設(shè)限制內(nèi)。如果是，那么控制在步驟420中繼續(xù)。如 果否，那么控制返回到步驟410。 在步驟420中，控制允許爬行模式。在步驟422中，控制禁止ICE。在步驟424中， 控制確定制動(dòng)踏板是否被釋放。如果是，那么控制在步驟426中繼續(xù)。如果否，那么控制保 留在步驟424中。在步驟426中，控制指令變速器接合希望檔位。在步驟428中，控制指令 MGU到預(yù)設(shè)速度以推進(jìn)車輛。在步驟430中，控制確定制動(dòng)踏板是否被壓下。如果是，那么 控制在步驟424中繼續(xù)。如果否，那么控制在步驟432中繼續(xù)。 在步驟432中，控制確定加速踏板是否被壓下。如果是，那么控制在步驟434中繼 續(xù)。如果否，那么控制保留在步驟432中。在步驟434中，控制允許ICE。在步驟436中，控 制指令MGU關(guān)閉。在步驟438中，控制確定車速是否大于閾值速度。如果是，那么控制在步 驟440中繼續(xù)。如果否，那么控制保留在步驟438中。在步驟440中，控制禁止爬行模式并 且控制結(jié)束。 從前面的描述中本領(lǐng)域技術(shù)人員現(xiàn)在可明白本發(fā)明的廣闊教導(dǎo)可以各種形式實(shí) 施。因此，雖然本發(fā)明包括具體實(shí)施例，但是本發(fā)明的真正范圍不應(yīng)受到如此限制，因?yàn)樵?研究附圖、說(shuō)明書(shū)和所附權(quán)利要求的基礎(chǔ)上，其他修改對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見(jiàn) 的。
權(quán)利要求
一種控制模塊，其包括交通判定模塊，所述交通判定模塊確定何時(shí)車輛處于交通中并且選擇地產(chǎn)生交通信號(hào)；爬行允許模塊，所述爬行允許模塊基于所述交通信號(hào)產(chǎn)生爬行允許信號(hào)；以及動(dòng)力控制模塊，所述動(dòng)力控制模塊選擇地產(chǎn)生內(nèi)燃機(jī)(ICE)禁止信號(hào)，并且在駕駛員減小制動(dòng)器踏板壓力時(shí)，基于所述爬行允許信號(hào)指令電動(dòng)發(fā)電機(jī)單元產(chǎn)生動(dòng)力。
2. 如權(quán)利要求1所述的控制模塊，其特征在于，當(dāng)車輛的ICE在預(yù)設(shè)周期內(nèi)關(guān)閉達(dá)預(yù)設(shè) 次數(shù)時(shí)，所述交通判定模塊確定車輛處于交通中。
3. 如權(quán)利要求1所述的控制模塊，其特征在于，所述爬行允許信號(hào)還基于方向盤(pán)角度 信號(hào)、電動(dòng)發(fā)電機(jī)單元溫度信號(hào)和電池電荷信號(hào)。
4. 如權(quán)利要求1所述的控制模塊，其特征在于，在壓下加速踏板時(shí)，所述爬行模塊取消 所述爬行允許信號(hào)。
5. 如權(quán)利要求1所述的控制模塊，其特征在于，變速器控制模塊基于所述爬行允許信 號(hào)指令變矩器離合器鎖止。
6. 如權(quán)利要求5所述的控制模塊，其特征在于，傳動(dòng)帶將所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)單元連接到 所述曲軸，并且其中所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)單元旋轉(zhuǎn)所述曲軸和所述變速器輸入軸以推進(jìn)車輛。
7. 如權(quán)利要求5所述的控制模塊，其特征在于，在取消所述爬行允許信號(hào)時(shí)，所述變矩 器離合器解除鎖止。
8. 如權(quán)利要求1所述的控制模塊，其特征在于，在車速超過(guò)預(yù)設(shè)速度時(shí)，取消所述爬行 允許信號(hào)。
9. 如權(quán)利要求1所述的控制模塊，其特征在于，所述爬行允許模塊基于所述交通信號(hào) 選擇地產(chǎn)生換擋請(qǐng)求以從第一檔位升檔到第二更高檔位。
10. 如權(quán)利要求1所述的控制模塊，其特征在于，基于所述爬行允許信號(hào)指令所述電動(dòng) 發(fā)電機(jī)單元以校準(zhǔn)的速率增大動(dòng)力。
11. 一種方法，其包括確定車輛何時(shí)處于交通中并且選擇地產(chǎn)生交通信號(hào)； 基于所述交通信號(hào)產(chǎn)生爬行允許信號(hào)；以及選擇地產(chǎn)生內(nèi)燃機(jī)(ICE)禁止信號(hào)，并且在駕駛員減小制動(dòng)器踏板壓力時(shí)，基于所述 爬行允許信號(hào)指令電動(dòng)發(fā)電機(jī)單元產(chǎn)生動(dòng)力。
12. 如權(quán)利要求ll所述的方法，其特征在于，所述確定基于在預(yù)設(shè)周期內(nèi)ICE被關(guān)閉的 預(yù)設(shè)次數(shù)。
13. 如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述爬行允許信號(hào)還基于方向盤(pán)角度信 號(hào)、電動(dòng)發(fā)電機(jī)單元溫度信號(hào)和電池電荷信號(hào)。
14. 如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，當(dāng)加速踏板被壓下時(shí)，取消所述爬行允許信號(hào)。
15. 如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，變速器控制模塊基于所述爬行允許信號(hào) 指令變矩器離合器鎖止。
16. 如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，傳動(dòng)帶將電動(dòng)發(fā)電機(jī)單元連接到曲軸，并 且其中電動(dòng)發(fā)電機(jī)單元旋轉(zhuǎn)曲軸和變速器輸入軸以推進(jìn)車輛。
17. 如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，在取消所述爬行允許信號(hào)時(shí)，所述變矩器 離合器解除鎖止。
18. 如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，在車速超過(guò)預(yù)設(shè)速度時(shí)，取消所述爬行允許信號(hào)。
19. 如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，基于所述交通信號(hào)選擇地產(chǎn)生換擋請(qǐng)求 以從第一檔位升檔到第二更高檔位。
20. 如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，基于所述爬行允許信號(hào)指令電動(dòng)發(fā)電機(jī) 單元以校準(zhǔn)的速率增大動(dòng)力。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于起?；旌蟿?dòng)力車輛的爬行模式推進(jìn)。一種控制模塊，其包括交通判定模塊，所述交通判定模塊確定車輛處于交通中并且選擇地產(chǎn)生交通信號(hào)?？刂颇K還具有基于所述交通信號(hào)產(chǎn)生爬行允許信號(hào)的爬行允許模塊?？刂颇K還包括選擇地產(chǎn)生內(nèi)燃機(jī)(ICE)禁止信號(hào)的動(dòng)力控制模塊。在駕駛員減小制動(dòng)踏板壓力時(shí)，基于所述爬行允許信號(hào)，動(dòng)力控制模塊還指令電動(dòng)發(fā)電機(jī)單元產(chǎn)生動(dòng)力。
文檔編號(hào)B60W10/08GK101722953SQ20091020638
公開(kāi)日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月15日
發(fā)明者B·W·維斯尼夫斯基 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司