CN112977405B 混合动力车辆的地形驱动模式控制方法和装置 （现代自动车株式会社）

(12)发明专利地址韩国首尔专利权人起亚自动车株式会社公司11002混合动力车辆的地形驱动模式控制方法和定义驾驶员需求扭短定义驾驶员需求扭短定义也来点ASoE<边界点A或者累积整动能量改变驾驶员需求扭矩应用第三控制周期)从险竣道路进出否是否否第三控制周期(减少需求扭矩第二控制周期从险峻道路逃出2定义边界点B本发明公开一种混合动力车辆的地形驱动积驱动能量和考虑电池单元的充电状态(SoC21.一种混合动力车辆的地形驱动模式控制方法，包括：根据驾驶员需求和行驶道路环境，定义车辆驱动所需的需求扭矩；响应于地形驱动模式，差异化需求扭矩；基于差异化的所述需求扭矩，计算在所述地形驱动模式下从运行时间点开始的累积驱基于计算的所述累积驱动能量和考虑电池单元的充电状态即SoC和电压条件的能量状态即SoE,确定地形驱动方法。确定地形驱动方法包括：定义基于所述SoE的边界点A和基于所述累积驱动能量的边界点A’中的至少一个；以及判断所述SoE是否小于所述边界点A或者所述累积驱动能量是否大于所述边界点A’。定义基于所述累积驱动能量的边界点包括：考虑道路环境、驾驶习惯和电池充电和放电特性中的至少一个，定义基于所述累积驱动能量的边界点。4.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：将根据所述地形驱动方法所述车辆从EV驱动转换到串联式EV驱动的时间点处的SoE定义为所述边界点A。5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：当所述SoE等于或大于所述边界点A或者所述累积驱动能量小于所述边界点A’时，选择所述地形驱动方法为第一控制周期；以及响应于所述第一控制周期，控制所述车辆在EV模式下驱动。6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括：定义基于所述SoE的边界点B和基于所述累积驱动能量的边界点B’中的至少一个，所述SoE是基于根据所述地形驱动方法的当前SoC和电压可用的SoE;其中所述边界点B小于所述边界点A,并且所述边界点B’大于所述边界点A’。确定地形驱动方法包括：从头开始重新计算所述累积驱动能量；当所述SoE等于或大于所述边界点B或者重新计算的所述累积驱动能量小于所述边界响应于所述第二控制周期，控制所述车辆在串联式EV模式下驱动。确定地形驱动方法包括：当所述SoE小于所述边界点B或者重新计算的所述累积驱动能量大于所述边界点B'时，选择所述地形驱动方法为第三控制周期；以及响应于所述第三控制周期，改变需求扭矩，以减少所述车辆的需求扭矩和电力负载。确定地形驱动方法包括：3基于所述车辆的四个车轮的速度和车辆速度，判断所述车辆是否从险峻道路逃出。10.一种计算机可读记录介质，所述计算机可读记录介质中记录有用于执行根据权利要求1所述的方法的程序。11.一种混合动力车辆的地形驱动模式控制装置，包括：需求扭矩确定器，根据驾驶员需求和行驶道路环境，定义车辆驱动所需的需求扭矩；需求扭矩差异化确定器，响应于地形驱动模式，差异化需求扭矩；累积驱动能量计算器，基于差异化的需求扭矩，计算在所述地形驱动模式下从运行时间点开始的累积驱动能量；以及电动车辆/混合动力车辆驱动模式确定器，即EV/HEV驱动模式确定器，基于计算的所述累积驱动能量和考虑电池单元的充电状态即SoC和电压条件的能量状态即SoE,确定地形驱动方法。12.根据权利要求11所述的地形驱动模式控制装置，其中，所述EV/HEV驱动模式确定器定义基于所述SoE的边界点A和基于所述累积驱动能量的边界点A’中的至少一个，并且判断所述SoE是否小于所述边界点A或者所述累积驱动能量是13.根据权利要求12所述的地形驱动模式控制装置，其中，所述EV/HEV驱动模式确定器考虑道路环境、驾驶习惯和电池充电和放电特性中的至少一个，定义基于所述累积驱动能量的边界点。14.根据权利要求12所述的地形驱动模式控制装置，其中，所述EV/HEV驱动模式确定器将根据所述地形驱动方法所述车辆从EV驱动转换到串联式EV驱动的时间点处的SoE定义为所述边界点A。15.根据权利要求14所述的地形驱动模式控制装置，其中，当所述SoE等于或大于所述边界点A或者所述累积驱动能量小于所述边界点A’时，所述EV/HEV驱动模式确定器选择所述地形驱动方法为第一控制周期，并且响应于所述第一控制周期，所述EV/HEV驱动模式确定器控制所述车辆在EV模式下驱16.根据权利要求15所述的地形驱动模式控制装置，其中，所述EV/HEV驱动模式确定器定义基于所述SoE的边界点B和基于所述累积驱动能量的边界点B'中的至少一个，所述SoE是基于根据所述地形驱动方法的当前SoC和电压可用的SoE,并且所述边界点B小于所述边界点A,并且所述边界点B’大于所述边界点A’。17.根据权利要求16所述的地形驱动模式控制装置，其中，所述EV/HEV驱动模式确定器从头开始重新计算所述累积驱动能量，当所述SoE等于或大于所述边界点B或者重新计算的所述累积驱动能量小于所述边界响应于所述第二控制周期，所述EV/HEV驱动模式确定器控制所述车辆在串联式EV模式下驱动。18.根据权利要求16所述的地形驱动模式控制装置，其中，当所述SoE小于所述边界点B或者重新计算的所述累积驱动能量大于所述边界点B'时，4所述EV/HEV驱动模式确定器选择所述地形驱动方法为第三控制周期，并且响应于所述第三控制周期，所述EV/HEV驱动模式确定器改变需求扭矩，以减少所述车辆的需求扭矩和电力负载。19.根据权利要求11所述的地形驱动模式控制装置，其中，所述EV/HEV驱动模式确定器基于所述车辆的四个车轮的速度和车辆速度，判断所述车辆是否从险峻道路逃出。5混合动力车辆的地形驱动模式控制方法和装置[0001]相关申请的交叉引用[0002]本申请要求2019年12月16日提交的申请号为10-2019-0167878的韩国专利申请的权益，该韩国专利申请通过引用并入本文，如同在本文中充分阐述。技术领域[0003]本公开涉及一种混合动力车辆的地形(terrain)驱动模式控制方法和装置。背景技术[0004]通常，混合动力车辆(HEV)是指使用两种动力源的车辆，在大多数情况下，两种动力源是发动机和电动马达。与仅包括内燃发动机的车辆相比，HEV具有优异的燃料效率和动力性能并且有利于降低排气，因此近年来HEV[0005]在这样的混合动力车辆的情况下，当电动马达的使用增加时，电池的充电状态(SoC)降低，为了给电池充电，车辆进入在停车时给电池充电的电池充电模式。因力车辆的燃料效率降低，并且车辆的性能也降低。[0006]通常，车辆兼具用于逃出(escape)的地形驱动模式，但是混合动力车辆情况下存在以下问题：当车辆仅由发动机驱动以产生用于从险峻道路逃出的驱动力时，燃料效率降发明内容[0007]因此，本公开涉及一种混合动力车辆的地形驱动模式控制方法和装置，当混合动力车辆在险峻道路逃出模式下驱动时，在保持最佳高压电池的充电状态(SoC)平衡的同时提高车辆的燃料效率。[0008]由实施例解决的技术问题不限于上述技术问题，并且根据以下描述，本文未描述的其他技术问题对于本领域技术人员将变得显而易见。[0009]为了实现这些目的和其他优点并且根据本公开的目的，如本文呈现和广泛描述的，一种混合动力车辆的地形驱动模式控制方法包括：根据驾驶员需求和行驶道路环境，定义车辆驱动所需的需求扭矩；响应于地形驱动模式，差异化需求扭矩；基于差异化的需求扭矩，计算在地形驱动模式下从运行时间点开始的累积驱动能量；以及基于计算的累积驱动能量和考虑电池单元的充电状态(SoC)和电压条件的能量状态(SoE),确定地形驱动方法。[0010]在一些实施例中，确定地形驱动方法可以包括：定义基于SoE的边界点A和基于累积驱动能量的边界点A’中的至少一个；以及判断SoE是否小于边界点A或者累积驱动能量是[0011]在一些实施例中，定义基于累积驱动能量的边界点可以包括：考虑道路环境、驾驶习惯和电池充电和放电特性中的至少一个，定义基于累积驱动能量的边界点。在一些实施例中，该方法可以进一步包括：将根据地形驱动方法车辆从EV驱动转换到串联式EV(seriesEV)驱动的时间点处的SoE定义为边界点A。6[0012]在一些实施例中，该方法可以进一步包括：当SoE等于或大于边界点A或者累积驱动能量小于边界点A’时，选择地形驱动方法为第一控制周期，并且响应于第一控制周期，控[0013]在一些实施例中，该方法可以进一步包括：定义基于SoE的边界点B和基于累积驱动能量的边界点B’中的至少一个，SoE是基于根据地形驱动方法的当前SoC和电压可用的SoE,其中边界点B小于边界点A,并且边界点B’大于边界点A’。[0014]在一些实施例中，确定地形驱动方法可以包括：从头开始重新计算累积驱动能量；当SoE等于或大于边界点B或者重新计算的累积驱动能量小于边界点B'时，选择地形驱动方法为第二控制周期；以及响应于第二控制周期，控制车辆在串联式EV模式下驱动。[0015]在一些实施例中，确定地形驱动方法可以包括：当SoE小于边界点B或者重新计算的累积驱动能量大于边界点B’时，选择地形驱动方法为第三控制周期；以及响应于第三控制周期，改变需求扭矩，以减少车辆的需求扭矩和电力负载。[0016]在一些实施例中，确定地形驱动方法可以包括：基于车辆的四个车轮的速度和车辆速度，判断车辆是否从险峻道路逃出。[0017]在本公开的另一方面中，一种混合动力车辆的地形驱动模式控制装置包括：需求扭矩确定器，被配置成根据驾驶员需求和行驶道路环境，定义车辆驱动所需的需求扭矩；需求扭矩差异化确定器，被配置成响应于地形驱动模式，差异化需求扭矩；累积驱动能量计算器，被配置成基于差异化的需求扭矩，计算在地形驱动模式下从运行时间点开始的累积驱动能量；以及电动车辆/混合动力车辆(EV/HEV)驱动模式确定器，被配置成基于计算的累积驱动能量和考虑电池单元的充电状态(SoC)和电压条件的能量状态(SoE),确定地形驱动方附图说明[0018]附图被包括以提供对本公开的进一步理解，附图被并入本申请中并且构成本申请的一部分，附图示出本公开的实施例并且与描述一起用于解释本公开的原理。在附图中：[0019]图1是示出根据本公开的实施例的地形驱动模式控制装置的配置的框图；[0020]图2是示出根据本公开的实施例的根据能量状态(SoE)的边界点的示例的示图；[0021]图3和图4示出根据本公开的实施例的根据混合动力车辆的地形驱动模式的驱动[0022]图5是根据本公开的实施例的地形驱动模式控制方法的流程图。具体实施方式[0023]现在将详细参照本公开的示例性实施例，本公开的示例性实施例的示例在附图中且不具有任何可区分的含义或功能。描述本公开的各种元件，但是这些术语仅用于区分一个元件和另一元件，并且相应元件的7基本顺序或序列不受这些术语的限制。将理解的是，当一个元件被称为“连接到”、“联接到”元件，或者该一个元件可以直接连接到或直接接入另一元件。[0026]本文中描述的术语“包含”、“为进一步包括这些其他元件，因为除非另有特殊说明，否则可以包括相应的元件。包括技术术语或科学术语的所有术语具有与本公开所属领域的技术人员通常理解的含义相同的含解释这些术语。[0027]图1是示出根据本公开的实施例的地形驱动模式控制装置100的配置的框图。化确定器120、累积驱动能量计算器130以及电动车辆/混合动力车辆(定器140。[0029]地形驱动模式控制装置100可以根据基于地形驱动模式、地形详细驱动模式信息、高压电池的SoC信息、车辆的传感器信息等的驱动方法来执行最佳的高压电池的充电状态(SoC)平衡控制，并且可以控制车辆的发动机扭矩、HSG扭矩和马达扭矩。[0030]需求扭矩确定器110可以根据驾驶员需求和行驶道路环境来确定车辆驱动所需的需求扭矩。可以根据下面的公式1,通过APS开度和车辆速度来确定需求扭矩。[0031][公式1]辆速度。[0034]然后，需求扭矩确定器110可以根据下面的公式2,通过在计算的需求扭矩中考虑根据行驶道路环境(道路坡度、车外温度等)的校正扭矩来确定需求扭矩。[0035][公式2][0037]其中，Tmd_Norma1可以是在车辆的正常状态下的需求扭矩，Tmd_Driver可以是驱动扭[0038]需求扭矩差异化确定器120可以将根据地形驱动模式的用于从险峻道路逃出的驱动扭矩的分布曲线(profile)根据地形应用不同的分布曲线。以在车辆启动时减少需求扭矩但具有车辆速度的情况下确定需求扭矩与正常驱动扭矩类似。[0041]在一些实施例中，当地形驱动的地形是泥地时，需求扭矩差异化确定器120可以将地形驱动模式以泥地/车辙模式(mud/rutsmode)运行。在这种情况下，需求扭矩差异化确8[0042]因此，需求扭矩差异化确定器120可以根据下面的公式3,计算根据地形驱动模式[0046]累积驱动能量计算器130可以根据下面的公式4,从进入地形驱动模式的时间点开[0053]当考虑电池单元的SoC和电压条件的能量状态(SoE)等于或大于边界点A并且在地到发动机的马达来充电并利用充电的能量来执行使用直接连接到变速器的驱动马达来传9到发动机的HSG将发动机的多余扭矩转换为发电机的能量，可以利用转换后的能量给高压电池充电，并且可以将充电的能量用作马达的驱动力，从而最小化SoC放电。[0060]EV/HEV驱动模式确定器140可以从头开始重新计算累积驱动能量，并且当SoE小于边界点B或者重新计算的累积驱动能量大于边界点B'时，EV/HEV驱动模式确定器140可以执行用于减少需求扭矩的第三控制周期。即，当累积驱动能量大于边界点B'时，EV/HEV驱动模式确定器140可以执行用于系统保护的需求高于驾驶员需求的第三控制周期，以保持考虑车辆系统的车辆行驶。[0061]当混合动力车辆的SoC过低而对驱动性能产生不利影响并且难以承受整个电力负载时，EV/HEV驱动模式确定器140可以执行用于减少基于SoE使用的需求扭矩的第三控制周期，以恢复SoC而不进入这种情况。即，EV/HEV驱动模式确定器140可以通过第三控制周期控[0062]因此，EV/HEV驱动模式确定器1执行SoC防御策略。即，在第三控制周期中的防御策略可以减少驾驶员的需求扭矩，以保护车辆系统。[0063]当车辆的四个车轮的速度差Diffs₁ip等于或小于特定值并且车辆速度等于或大于特定值时，EV/HEV驱动模式确定器140可以判断车辆从险峻道路逃出，并且可以执行第四控[0064]因此，当检查车辆是否从险峻道路逃出时，EV/HEV驱动模式确定器140可以将驱动扭矩控制转换为正常控制，并且可以执行第四控制周期。[0065]图2是示出根据本公开的实施例的根据SoE的边界点的示例的示图。[0066]在图2所示的曲线图中，横轴是电池的SoC,纵轴是电池的开路电压(OCV)。[0067]图2示出用于车辆的SoC平衡的考虑电池单元的SoC和电压条件的能量状态(SoE)[0068]在这种情况下，SoE可以是可用电池能量，并且可以根据下面的公式5来定义。[0069][公式5]Erem=QremUocvlsoc=[0%,SOC],Emax=Qmaxocvlsoc=[[0072]边界点A可以对应于在混合驱动时所需的“正常SoC(NormalSoC)”区域，并且可以是为了防止车辆的SoC放电的发动机驱动所需的SoC的设定基准。[0073]在这种情况下，可以将边界点A设置为在车辆从EV驱动转换到串联式EV驱动的时间点处的SoE。即，可以根据{可用电池能量量=(当前SoE-从EV转换到串联式EV所需的SoE)*高压电池容量(Kwh)}来定义边界点A。[0074]边界点B可以对应于“临界低(CriticalLow)”区域，SoC基准可以是当混合动力车辆(HEV)和插电式混合动力车辆(PHEV)中的高压电池的能量不足时防止对使用高压电池的诸如空调的车辆系统或辅助电池的SoC产生不利影响并防止驱动性能降低并且保护系统所需的SoC的设定基准。[0075]在这种情况下，可以通过计算基于当前SoC和电压可用的SoE来定义边界点B。即，可以根据{可用电池能量量=(当前SoE-从EV转换到串联式EV所需的SoE)*高压电池容量(Kwh)}来定义边界点B。[0076]图3和图4示出根据本公开的实施例的根据混合动力车辆的地形驱动模式的驱动模式。[0078]参照图3和图4,可以针对在地形驱动模式下特定时间消耗的驱动能量考虑车辆系统的状态来定义边界点A’和边界点B’。[0079]在这种情况下，如图2所示，可以基于电池的SoE来设置边界点A和边界点B,可以基于设置的边界点A和边界点B换算为累积驱动能量值，并且可以设置基于累积驱动能量的边界点A’和边界点B’。[0080]当基于SoE的边界点A和边界点B换算为基于累积驱动能量的边界点A’和边界点B'时，可以考虑道路环境、驾驶习惯和电池充电和放电特性中的至少一个来改变计算的值。[0081]如图3所示，当在地形驱动模式下从运行时间点开始累积的累积驱动能量小于边界点A’时，可以在驱动方法的第一控制周期中控制车辆。因此，当进入地形驱动模式的时间点的SoE高于基于SoE的边界点A时，车辆可以基于残余的SoE来计算可用能量，并且可以基于计算的可用能量来执行EV驱动模式。在这种情况下，EV驱动模式可以是通过电动马达满足驾驶员的需求扭矩的驱动模式。[0082]车辆可以从头开始重新计算累积驱动能量，并且当SoE等于或大于边界点B或者重新计算的累积驱动能量小于边界点B’时，可以在驱动方法的第二控制周期中控制车辆。[0083]因此，当进入地形驱动模式的时间点的SoE低于基于SoE的边界点A时，车辆可以立即进入第二控制周期，并且可以执行串联式EV驱动模式。在这种情况下，串联式EV驱动模式可以是具有与EV模式相同的驱动策略的驱动模式，但是也可以是发动机被驱动以使用HSG利用发动机的多余能量执行充电并且增加EV可用能量的驱动模式。[0084]如图4所示，可以从头开始重新计算累积驱动能量，并且当SoE小于边界点B或者重新计算的累积驱动能量大于边界点B’时，可以在驱动方法的第三控制周期中执行控制。[0085]因此，车辆可以响应于第三控制周期来改变驾驶员需求扭矩。因此，驾驶员需求扭矩可以减少，并且可以根据残余SoC和使用高压电池的电力消耗功率的函数来定义需求扭矩的减少扭矩量fae-ratinge残余SoC可以是当前SoC和导致系统关闭(shutdown)的SoC之间的被更快地消耗。[0086]因此，可以根据下面的公式6计算第三控制周期中的累积能量量。[0090]图5是根据本公开的实施例的地形驱动模式控制方法的流程图。[0091]参照图5,当车辆进入地形驱动模式(S501)时，地形驱动模式控制装置100可以定义需求扭矩(S502)。[0092]在一些实施例中，在正常驱动的情况下的需求扭矩Tmd_Normal可以是{驱动扭矩11[0093]在一些实施例中，在进入地形驱动模式的情况下的需求扭矩Tm可以是{用于从险[0094]在一些实施例中，在进入第三控制周期时的需求扭矩Tma可以是{需求扭矩的减少扭矩量fde-rating*用于从险峻道路逃出的驱动扭矩Tfactor_terrajn*在正常驱动的情况下的需求[0095]在操作S502之后，地形驱动模式控制装置100可以检测车辆是否从险峻道路逃出(S503)。在这种情况下，当车辆的四个车轮的速度差Diffs₁ip等于或小于特定值并且车辆速度等于或大于特定值时，地形驱动模式控制装置100可以判断车辆从险峻道路逃出。[0096]在操作S503之后，地形驱动模式控制装置100可以基于考虑电池单元的SoC和电压条件的SoE来定义边界点A,并且可以基于边界点A来定义从进入地形驱动模式的时间点开始的累积驱动能量的边界点A’(S504)。[0097]在操作S504之后，地形驱动模式控制装置100可以判断SoE是否小于边界点A或者累积驱动能量是否大于边界点A’(S505)。[0098]在操作S505之后，当累积驱动能量小于边界点A'并且考虑电池单元的SoC和电压条件的能量状态(SoE)等于或大于边界点A(S505中为“否”)时，地形驱动模式控制装置100可以检测车辆是否从险峻道路逃出(S506)。地形驱动模式控制装置100可以选择地形驱动模式的驱动方法的第一控制周期，并且可以控制车辆在EV模式下驱动(S507)。驱动模式控制装置100可以选择地形驱动模式的驱动方法的第四控制周期，并且可以控制[0101]在操作S505之后，当SoE小于边界点A或者累积驱动能量大于边界点A'(S505中为“是”)时，地形驱动模式控制装置100可以基于考虑电池单元的SoC和电压条件的SoE来定义边界点B,并且可以基于边界点B来定义累积驱动能量的边界点B'(S511)。[0102]在操作S511之后，地形驱动模式控制装置100可以判断SoE是否小于边界点B或者重新计算的累积驱动能量是否大于边界点B'(S512)。[0103]在操作S512之后，当SoE等于或大于边界点B或者重新计算的累积驱动能量小于边界点B'(S512中为“否”)时，地形驱动模式控制装置100可以检测车辆是否从险峻道路逃出地形驱动模式控制装置100可以选择地形驱动模式的驱动方法的第二控制周期，并且可以控制车辆在串联式EV模式下驱动(S514)。驱动模式控制装置100可以选择地形驱动模式的驱动方法的第四控制