CN104395165A - 混合电动车辆中的主泵到辅助泵的切换策略 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种减少在混合动力电动车辆中的在从燃气动力发动机(120)操作到电动马达操作的转变期间液压增压损失发生的方法和辅助泵系统。该方法包括在启动具有其相关联的电动马达(125)的辅助泵(128)时维持燃气动力发动机(120)的操作。启动主计时器。一旦辅助泵(128)的速度超过最小速度阈值，则确定延迟时间段，在该延迟时间段期间测试辅助泵的操作。如果辅助泵(128)在延迟时间段期间不停转以及主计时器尚未到期，则允许关闭燃气动力发动机(120)。

Description

混合电动车辆中的主泵到辅助泵的切换策略

技术领域

本发明涉及用于操作混合电动车辆传动装置的系统和方法，以及更具体地涉及在车辆的电动推进模式的初始化期间用于防止液压增压损失的系统和方法。

背景技术

混合电动车辆在燃气动力发动机操作和电动马达操作之间交替变化。在车辆正在使用的同时发生燃气动力模式操作车辆到电动模式操作车辆的转变，且反之亦然。因此，从一种模式的操作到另一种模式的操作的有效转变是重要的，这样在车辆的操作期间不会发生车辆功能或控制的损失。例如，当从燃气动力操作转变到电动模式的操作时，必须加以小心以确保在车辆的燃气动力发动机关闭之前车辆的电动模式操作的功能是完备的。

然而，目前存在在操作模式之间进行无效转变的可能性。具体而言，在使用燃气动力发动机来泵送传动流体以及在电动模式下使用辅助传动流体泵之间的转变中可能会发生问题。在先进的混合系统载重车(“AHS-T”)混合传动装置中，当车辆处于电动模式时，辅助泵提供传动流体的增压。当车辆处于燃气动力模式下时，由燃气动力发动机驱动的主泵本身提供传动流体的增压。在从燃气动力发动机推进到电动推进的转变期间，辅助泵被激活，且允许燃气动力发动机(包括主泵)关闭。遗憾的是，在辅助泵完全可操作之前，传统的混合动力传动装置容易过早地关闭燃气动力发动机。具体而言，在寒冷的环境温度或寒冷的传动流体的温度条件下，辅助泵在其初始激活阶段容易失效。当发生这种情况时，车辆可能丧失动力和控制。动力故障的后果可从简单的不便情况发展到不可接受的危险情况。因此，确保从燃气动力发动机操作到电动马达操作的适当转变的系统和方法显然是期望的。

发明内容

在一种形式中，本公开提供减少在混合动力电动车辆中的在从燃气动力发动机操作到电动马达操作的转变期间液压增压损失发生的方法。该方法包括在启动具有其相关联的电动马达的辅助泵时维持燃气动力发动机的操作。启动主计时器。一旦辅助泵超过最小速度阈值，则确定延迟时间段，在该延迟时间段期间测试辅助泵的操作。如果辅助泵在延迟时间段期间不停转以及主计时器尚未到期，则允许关闭燃气动力发动机。

在另一种形式中，本公开提供混合动力电动车辆中的辅助泵系统。该系统包括具有相关联的电动马达的辅助泵，且配置成在从混合动力电动车辆的燃气动力发动机的操作到混合动力电动车辆的电动马达操作的转变期间维持混合动力电动车辆的传动系统中的液压增压。该系统包括处理器，其配置成在燃气动力发动机模式的车辆操作和电动马达模式的车辆操作之间的转变期间确定辅助泵的速度，并控制辅助泵和关闭燃气动力发动机。处理器控制包括用于在燃气动力发动机运行并提供液压增压的同时启动具有其相关联的电动马达的辅助泵的指令。处理器控制还包括用于启动主计时器的指令。一旦辅助泵超过最小速度阈值，则确定延迟时间段，在该延迟时间段期间测试辅助泵的操作。如果辅助泵在延迟时间段期间不停转且主计时器尚未到期，则允许关闭燃气动力发动机。

本公开的进一步应用领域从此后所提供的详细描述、附图和权利要求将变得显而易见。但应当理解包括所公开实施例和附图的详细描述在本质上仅仅是示例性的，仅意旨用于说明的目的，而并不意旨限制本发明的范围、其应用或用途。因而，不脱离本发明主旨的变型意旨处于本发明的范围之内。

附图说明

图1是根据本公开原理的混合动力电动车辆的机械和液压布局的框图；

图2是在混合动力电动车辆中的传统主泵到辅助泵的切换策略的时间表；

图3是在根据本公开原理的混合动力电动车辆中的主泵到辅助泵的切换策略的方法；

图4是在根据本公开原理的混合动力电动车辆中的主泵到辅助泵切换策略的时间表；以及

图5是根据本公开原理的混合动力电动车辆的框图。

具体实施方式

图1中示出了混合动力传动装置的机械和液压布局100。如在布局100中所示那样，燃气动力发动机120使得曲轴122转动。主泵叶轮130附接到曲轴122且在传动箱110的内部。来自机油箱的油在输入端132处进入到主泵叶轮130，且在输出端134处作为增压油流出。排放口136联接到增压的输出端134。如下面解释的那样，增压油在通过止回阀150之后流出传动箱110。

在图1的布局100中还示出依赖于电动马达的可替换的油流动路径。辅助泵128包括电动马达125和叶轮140。电动马达125由电池供电且起到将油从机油箱经由输出端142泵送到辅助泵叶轮140内的功能。油通过辅助泵叶轮140增压，并经由输出端144输出到止回阀150。排放口146联接到增压的输出端144。

止回阀150包括两个输入端口152，154和输出端口156。两个输入端口152，154均分别包括止回阀球座153，155。止回阀球座153，155用于定位止回阀球158。止回阀球158“检查”或停止油从输入端口152，154的流动，除非流入超过最小压力阈值。因此，当燃气动力发动机120操作并使液压系统增压且电动马达125关闭时，由于由发动机120泵送的油被足够增压，止回阀球158从输入端口152的止回阀球座153移开。备选地，当电动马达125操作并经由辅助泵128使液压系统增压且燃气动力发动机120关闭时，由于由辅助泵128泵送的油被足够增压，止回阀球158从输入端口154的止回阀球座155移开。在从燃气动力发动机操作到电动马达操作的转变期间，可能存在燃气动力发动机120和电动马达125均在操作的一段时间。在该重叠阶段期间，止回阀球158从两个止回阀球座153，155移开。

图2中示出时间表200，其示出从使用燃气动力发动机的车辆操作到使用电动马达的车辆操作的常规转变。在时间点t0下，辅助泵打开。在理想情况下，在时间t0下，辅助泵的速度210立即处于其期望速度。然而，实际上，辅助泵在速度220上必须加速上升，直到辅助泵达到期望速度230。在图2中，辅助泵直到时间t1才达到其期望的速度230。根据常规的时间表200，一旦辅助泵在时间t1下达到其期望的速度230，标志240从FALSE(假)切换到TRUE(真)，指示辅助泵正在运行。只要辅助泵运行标志240一切换到TRUE，则燃气动力发动机就被关闭，所有的车辆控制转交给使用电动马达的辅助泵。

遗憾的是，在寒冷的环境条件下，存在下述的显著可能性，即辅助泵会在操作的开始几分钟内停转，甚至在其初次达到期望操作速度之后。在常规的时间表200中，如果辅助泵在其已初次达到期望操作速度之后(即，在燃气动力发动机已关闭之后)停转，则车辆将会失去动力和/或失去控制。

为了解决该低温的可能性，本文公开了新的计时和切换策略。该策略包括将延迟积分引入到时间段期间，在该时间段期间燃气动力发动机和电动马达同时运行。

图3示出用于改进的主泵到辅助泵的切换策略的方法300，其适于解决在寒冷环境温度条件下的问题。每当存在从燃气动力发动机操作转变到电动马达操作的需要时，都可在混合动力传动装置中实施方法300。当存在这种需要时，启动自动停止程序以便关闭燃气动力发动机(框305)。在启动时，主计时器启动(框310)。主计时器指示时间窗，在该时间窗内，任一辅助泵必须开始完全操作，如下所述，或自动停止程序必须暂停。此外，设定期望的辅助泵速度(框315)。具体的期望辅助泵速度可取决于各种操作条件且可参照例如查找表来设定。

在框320检查辅助泵的速度。只要主计时器尚未到期(框325)，则定期地进行检查以便确定辅助泵的速度是否已超过最小阈值(框320)。因为启动噪音以及其它速度波动可过早地超过最小阈值，辅助泵速度低通滤波，以去除高频噪声和波动的影响。从而，定期监测经滤波的辅助泵速度以便确定是否已经超过最低阈值。最低阈值通常是期望辅助泵速度(如在框315中确定的)的百分比。

如果在定期检查以确定辅助泵速度是否已经超过所设定的最低阈值(框320)的期间，超过了最低阈值，则启动延迟积分计时器(框330)。延迟积分是传动装置温度和环境温度两者的函数。延迟积分确定在已经超过最低阈值速度之后的一时间段，在该时间段期间辅助泵最有可能停转。作为实例，延迟积分可以是由传动流体温度和环境温度所限定表面的二次插值。通常而言，更低的温度导致更大的延迟积分值。

如果辅助泵在延迟积分时间段期间的任一时刻停转(框335)，则做出主计时器是否到期的评估(框325)。如果主计时器尚未到期，则重设期望的辅助泵速度(框315)，且所述方法300等待辅助泵速度再次超过所确定的最小阈值(框320)。一旦超过最小阈值，则延迟积分计时器再次启动(框330)。只要主计时器尚未到期，辅助泵在延迟积分时间段期间的另外停转导致重复相同的循环(框335，325)。

如果辅助泵在延迟积分时间段期间不停转(框335)，则执行最后的评估来确定主计时器是否已经到期(框340)。如果主计时器尚未到期，则所述辅助泵运行标志被设定为TRUE，从而允许燃气动力发动机停止，从而完成自动停止过程(框345)。然而，如果主计时器在辅助泵运行标志被设定为TRUE之前的任一时刻到期，则自动停止过程被中止(框350)。

图4示出改进的主泵到辅助泵的切换策略的时间表400。在时间表400中，其中辅助泵开始操作的自动停止过程在时间t0下启动。在时间t0下，辅助泵运行标志440保持在FALSE设定，意味着燃气动力发动机必须保持运行。在理想情况下，在辅助泵启动时，辅助泵210立即达到其期望的辅助泵速度460。然而，实际上，辅助泵需要一定的时间来达到期望的辅助泵速度。监测辅助泵速度410以确定速度是否超过最小阈值450。为了减少启动和其它噪音的影响，辅助泵速度是经过低通滤波的速度420。经滤波的辅助泵速度420在时间t1下开始超过所确定的最低阈值450。

如在上文方法300中所述的那样，当自动停止过程在时间t0下开始时，主计时器开始。主计时器限定最大的时间段，在该时间段期间允许辅助泵显示完全操作。最大的时间段从时间t0延长到时间t3。主时间窗430从时间t1延长到时间t3，在该时间窗内可显示辅助泵的完全操作。

辅助泵完全操作的显示需要辅助泵在处于主时间窗430内的延迟积分时间段期间不停转。如果辅助泵操作了延迟积分时间段的时长且没有停转，以及延迟积分时间段在主时间窗430内的时间t2下结束，则辅助泵被推定为完全操作以及辅助泵运行标志440被设定为TRUE。然而，如果辅助泵在延迟积分时间段的时长期间的任一时刻停转，则重新启动延迟积分时间段，且重新测试辅助泵在新延迟积分时间段期间的操作。只要辅助泵一可以在主时间窗430内显示完全操作(在完整的延迟积分时间段期间不停转)，则辅助泵运行440标志将在时间t2下就被设定为TRUE。然而，如果辅助泵在主时间窗430(即时间t3之前)内未能通过延迟积分时间段的测试，则自动停止过程将被取消，且辅助泵运行标志440保持为FALSE。

因此，通过引入基于环境和传动流体温度的延迟，会显著减少混合动力电动车辆中的从燃气动力发动机操作到电动马达操作的转变期间液压增压的损失的出现。

图5示出混合动力电动车辆500，其包括传动箱110以及所联接的燃气动力发动机120和具有其相关联的电动马达125和辅助泵叶轮140的辅助泵128。处理器510控制燃气动力发动机120和辅助泵128的操作。处理器510配置成根据图4的时间表400和图3的方法300来确定辅助泵128的速度，并将控制信号输出到燃气动力发动机120和辅助泵128。此外示出例如用于给辅助泵128供电的12V的电池520。由燃气动力发动机120提供动力的主泵530还联接到传动装置110。

Claims (14)

1.减少在混合动力电动车辆中从燃气动力发动机操作到电动马达操作转变的期间液压增压损失发生的方法，所述方法包括：

在燃气动力发动机运行并提供液压增压的同时启动具有由电池供电的电动马达的辅助泵；

启动主计时器；

一旦所述辅助泵超过最小速度阈值，则确定延迟时间段，在所述延迟时间段期间测试所述辅助泵的操作；以及

如果所述辅助泵在所述延迟时间段期间不停转且所述主计时器尚未到期，则允许关闭所述燃气动力发动机。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述延迟时间段相对于传动流体温度和环境温度来确定。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述延迟时间段确定为由传动流体温度和环境温度限定的表面的二次插值。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括确定期望的辅助泵速度。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述最小速度阈值是所述期望的辅助泵速度的百分比。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括如果所述辅助泵在所述延迟时间段期间不停转且所述主计时器尚未到期，则重新启动延迟时间段。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括如果所述辅助泵在所述延迟时间段期间确实停转且所述主计时器已经到期，则维持燃气动力发动机的操作。

8.一种混合动力电动车辆中的辅助泵系统，所述系统包括：

具有相关联的电动马达的辅助泵，所述辅助泵配置成在从混合动力电动车辆的燃气动力发动机的操作到混合动力电动车辆的电动马达操作转变的期间维持该混合动力电动车辆的传动系统中的液压增压；以及

处理器，其配置成在燃气动力发动机模式的车辆操作和电动马达模式的车辆操作之间转变的期间确定所述辅助泵的速度，并控制所述辅助泵和燃气动力发动机的关闭，所述处理器控制包括指令，所述指令用于：

在燃气动力发动机运行并提供液压增压的同时启动所述辅助泵；

启动主计时器；

一旦所述辅助泵超过最小速度阈值，则确定延迟时间段，在所述延迟时间段期间测试所述辅助泵的操作；以及

如果所述辅助泵在所述延迟时间段期间不停转且所述主计时器尚未到期，则允许关闭所述燃气动力发动机。

9.根据权利要求8所述的辅助泵系统，其中所述处理器控制指令还包括相对于传动流体温度和环境温度来确定所述延迟时间段。

10.根据权利要求8所述的辅助泵系统，其中所述处理器控制指令还包括将所述延迟时间段确定为由传动流体温度和环境温度限定的表面的二次插值。

11.根据权利要求8所述的辅助泵系统，其中所述处理器控制指令还包括确定期望的辅助泵速度。

12.根据权利要求11所述的辅助泵系统，其中所述最小速度阈值是期望的辅助泵速度的百分比。

13.根据权利要求8所述的辅助泵系统，其中所述处理器控制指令还包括如果所述辅助泵在所述延迟时间段期间不停转且所述主计时器尚未到期，则重新启动延迟时间段。

14.根据权利要求8所述的辅助泵系统，其中所述处理器控制指令还包括如果所述辅助泵在所述延迟时间段期间确实停转且所述主计时器已经到期，则维持燃气动力发动机的操作。