具体实施方式

现在将详细参考本发明的各种实施方案，这些实施方案的示例在附图中示出并描述如下。尽管将与本发明的示例性实施方案相结合来描述本发明，但是将理解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。另一方面，本发明旨在不但覆盖本发明的示例性实施方案，而且还覆盖可以被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替代形式、修改形式、等价形式以及其它实施方案。

下文中，将参考附图以适合于本发明的各种示例性实施方案所属领域的技术人员实施的细节来充分地描述本发明的实施方案。然而，本发明不限于本文中包括的示例性实施方案，并且可以以其它形式来实现。

在整个说明书中，当一个元件被称为“包括”或“包含”一个组件时，这表示该组件可以进一步包括其他组件，除非另有说明，否则不排除其他组件。

本发明的各个方面提供一种控制车辆的上坡行驶的方法，其配置为通过使上坡行驶过程中的电池放电最小化来始终确保电池的合适的电量状态(SOC)值，并且配置为使加速区域中的能量消耗最小化。

此外，本发明的各个方面提供一种控制车辆的上坡行驶的方法，其配置为使在车辆的上坡行驶过程中由于电池的放电和SOC的下降引起的驱动能力和燃料效率的下降最小化。

本发明适用于利用电机驱动的电动化车辆。本发明适用于利用发动机和电机驱动的混合动力车辆，并且，本发明适用于设置有双离合器变速器(DCT)作为变速器的混合动力车辆。

图3是示出了配置为应用了根据本发明各种示例性实施方案的控制上坡行驶的方法的混合动力车辆的动力传动系的配置的示意图，其示出了设置有DCT 14的车辆的变速器安装的电装置(TMED)混合动力系统。

如图所示，TMED混合动力系统包括：作为用于驱动车辆的驱动装置的发动机11和电机13、安装在发动机11与电机13之间的发动机离合器12以及连接到电机13的输出侧的DCT 14。

此外，车辆包括混合式起动机发电机(hybrid starter and generator，HSG)16、逆变器17以及电池18；HSG16是配置为使发动机11起动的电机；逆变器17用于驱动和控制电机13和HSG 16；电池18经由作为电机13和HSG 16的动力源(电源)的逆变器17可充电和可放电地连接到电机13和HSG 16。

在TMED混合动力系统中，用于驱动车辆的电机13经由DCT 14而以动力传递方式连接到驱动轮15。因此，可以利用电池18的电力来驱动电机13，以向驱动轮15提供旋转力，相反，可以接收驱动轮15的旋转力以产生电力，从而对电池18充电。

发动机离合器12执行锁闭操作或分离操作，以在发动机11与电机13之间以动力传递方式连接或分离，并且DCT 14改变从电机13传递的旋转动力的速度，以通过驱动轴将旋转动力传递到驱动轮15。

为了驱动电机13和HSG 16，逆变器17设置为将电池18的直流(DC)电流转换成三相交流(AC)电流，以向电机13和HSG 16施加三相AC电流，并且在电机13和HSG 16的驱动过程中，电池18供应电力或者在电机13和HSG 16的电力产生操作过程中被充电。

同时，本发明包括在上坡行驶过程中保护电池18的SOC值的控制过程。为了执行保护电池18的SOC值的控制过程，控制器10：确定车辆当前正在上坡行驶的情况；在车辆当前处于高负荷上坡行驶的情况下，执行发动机高扭矩控制，以提高(增加)发动机扭矩；当电池18过度放电时，通过对于发动机11和电机13的速度控制来保护电池18的SOC值。

这里，电池18是设置在车辆中的电池，其向电机13供应驱动电力(或放电)，并且在电机13作为发电机运行时接收并存储由电机13产生的电力(或充电)。电池的SOC值(％)表示电池18的剩余电量。

此外，保护电池18的SOC值表示维持和管理电池18的SOC值以不下降到预定极限值以下的一系列过程。

在图3所示的混合动力系统中，在发动机11的驱动状态和发动机离合器12的锁闭状态下，当发动机11的动力经由发动机离合器12传递到电机13时，电机13可以由于发动机11的动力而作为发电机运行，以对电池18充电(“电机充电”)。

此外，本发明包括电池18进入低SOC时的上坡行驶控制过程。在上坡行驶控制过程中，在发动机11的速度(RPM)达到DCT 14的可滑移速度之前，执行对于发动机11的强制的充电控制。

此处，对于发动机11的强制的充电控制是指：用于执行一系列过程的控制，其中，驱动发动机11以使HSG 16利用发动机动力而作为发电机运行，以使电池18由HSG 16充电。

此外，在电池18进入低SOC时的上坡行驶控制过程中，在发动机11的速度(RPM)达到DCT 14的可滑移速度之后，DCT 14中的离合器14a和14b(下文称为“DCT离合器”)是可滑移的，使得发动机离合器12锁闭并且对DCT离合器14a和14b进行滑移控制(对DCT离合器14a和14b中的一个进行滑移控制)。因此，发动机动力的一部分传递到驱动轮15，以驱动车辆，并且电机13利用剩余的发动机动力而作为发电机运行，以对电池18充电。

此外，本发明包括用于确保上坡行驶手动换挡模式下的电池18的SOC值的控制过程。在这样的控制过程中，对DCT离合器14a和14b进行滑移控制，并且在电池18的过度放电量的情况下，执行斜坡模式，以强制解除手动换挡模式。

根据本发明各种示例性实施方案的控制车辆的上坡行驶的方法可以由车辆中的控制器执行。下文中，将针对控制器执行的每个细节过程来更详细地描述本发明。

图4是示出了根据本发明各种示例性实施方案的配置为执行车辆的上坡行驶控制的控制器和硬件的框图；图5是示出了根据本发明各种示例性实施方案的控制车辆的上坡行驶的方法的流程图。

保护上坡行驶过程中的电池的SOC值的控制过程

首先，控制器10基于从车辆收集到的信息来确定车辆的当前行驶状态。控制器10确定车辆当前正在执行高放电上坡行驶还是低放电上坡行驶。

在这种情况下，控制器10将设定时间期间的电池18的放电量ΔSOC值与预定的放电量参考值α和β进行比较(步骤S11和S12)。当在设定时间期间的电池18的放电量大于或等于预定的第一放电量参考值α且小于预定的第二放电量参考值β时，控制器10可以确定出车辆处于低放电上坡行驶的情况。

此外，当在设定时间期间的电池18的放电量大于或等于预定的第二放电量参考值β时，控制器10可以确定出车辆处于高放电上坡行驶的情况。

这里，电池18的放电量表示电池18的SOC变化量ΔSOC。电池18的放电量表示放电情况下的电池18的SOC变化量ΔSOC，即，电池18的SOC值的减少量。

此外，设定时间期间的电池18的放电量可以是设定时间期间的电池18的总放电量或设定时间期间的电池18的放电量的平均值(电池18的放电功率)。在这种情况下，平均值可以是通过移动平均法获得的平均值。

设定时间是足以确定电池18的放电情况的时间，并且在控制器10中设定。第一放电量参考值α可以设定为对应于从中心SOC到预定的低SOC(第二SOC阈值，将在下面描述)进入时的SOC变化量的值，并且第二放电量参考值β可以设定为对应于从中心SOC到预定怠速充电进入SOC的SOC变化量的值。

例如，设定时间可以设定为100秒，基于电池18的SOC值，第一放电量参考值α可以设定为12％，并且基于电池18的SOC值，第二放电量参考值β可以设定为20％。

在这种情况下，当电池18的SOC值下降到大于或等于12％且小于20％达到100秒时，控制器10确定低放电上坡行驶，并且当电池18的SOC值下降到大于或等于20％达到100秒时，控制器10确定高放电上坡行驶。

设定时间、第一放电量参考值α和第二放电量参考值β是在控制器10中预先设定的值，并且通过预先测试和评估过程来确定，以在输入并存储在控制器10中之后使用。上述值仅仅是示例，本发明不限于此，并且上述值可以进行各种改变。

接下来，当控制器10确定情况为高放电上坡行驶时，控制器10对发动机11执行高扭矩控制(步骤S13)。

在高扭矩控制过程中，驾驶员需求扭矩由发动机扭矩和电机扭矩满足。增大发动机扭矩以在预定的高扭矩发动机工作点执行高扭矩控制，同时，减小电机扭矩，以满足驾驶员需求扭矩。

在这种情况下，执行发动机扭矩控制，以引导高扭矩发动机工作点收敛于预设的Part-Load Max.线。因此，发动机11输出高水平的扭矩，从而可以使由于电机13的驱动而导致的电池18的SOC值的下降最小化。

Part-Load Max.定义为：当发动机以Lambda(λ)1(＝实际空燃比/发动机理论空燃比)控制时的最大扭矩或最大动力。即，高于Part-Load Max.的区域是发动机被控制于λ<1时，而等于或小于Part-Load Max.的区域是发动机可以被控制于λ＝1.0时。

此外，在高扭矩控制过程中，控制器10将电池18的当前SOC值与预设的第一SOC阈值γ进行比较(步骤S14)，并且当电池18的当前SOC值小于或等于第一SOC阈值γ时，控制器10对发动机11和电机13执行速度控制，以保护电池18的当前SOC值(步骤S15)。

此处，第一SOC阈值γ可以设定为怠速充电进入SOC值。

在本发明的各种示例性实施方案中，在需要尽可能地保护电池18的SOC值的模式下，有限制地执行发动机和电机速度控制。在执行发动机和电机速度控制的过程中，控制器10将发动机离合器12控制在锁闭(接合)状态，并且将DCT离合器14a和14b控制在滑移状态。

此外，当进入了执行发动机和电机速度控制的过程时，控制器10将发动机11的目标速度确定为通过将预定的速度值A加到DCT 14的输出速度而获得的速度，然后在执行发动机和电机速度控制的过程中将发动机11的旋转速度控制为确定出的目标速度。

在这种情况下，由于发动机离合器12处于锁闭状态，因此电机13的速度保持为等于发动机11的速度，并且当车辆在DCT离合器14a和14b的滑移状态下行驶时，保持发动机11的高速度，使得发动机动力可以得到充分保证，以使电池18的SOC值的释放最小化。

也就是说，控制状态总结如下。

发动机离合器：锁闭

DCT离合器：滑移

发动机速度＝电机速度＝DCT输出速度+A

此处，DCT输出速度可以从安装在驱动轮15中的车轮速度传感器的信号获得，并且A可以是根据DCT离合器容量确定的速度值，并且可以根据DCT离合器容量通过变速器输入速度与变速器输出速度之间的最大速度差值来预先确定。

同时，在发动机和电机速度控制过程中，控制器10将电池18的SOC值与预设的第二SOC阈值δ进行比较(步骤S16)。在这种情况下，当电池18的SOC值小于或等于第二SOC阈值δ时，控制器10确定出进入低SOC状态，以执行预定的上坡行驶控制过程。

此处，第二SOC阈值δ设定为小于第一SOC阈值γ的值(即，γ＞δ)。

2)进入低SOC时的上坡行驶控制过程

当控制器10确定出进入了电池18的低SOC状态时，控制器10根据DCT容量来确定在当前驾驶员需求扭矩下的DCT可滑移速度，并且DCT可滑移速度可以通过以下等式1确定。

[等式1]

DCT可滑移速度＝最大DCT可滑移速度差-最小发动机速度

此处，最小发动机速度是根据发动机11预先确定并在控制器10中设定的速度(例如，1000rpm)，并且最大DCT可滑移速度差可以通过以下等式2确定。

[等式2]

最大DCT可滑移速度差＝[DCT容量(kW)-需求功率(kW)]/驾驶员需求扭矩(Nm)

此处，DCT容量是在控制器10中预设的值，并且可以称为DCT离合器容量。然而，由于在DCT 14中存在两个离合器，所以DCT容量可以根据正在使用的离合器而变化。

此外，需求功率是根据驾驶员的加速意图(例如，加速器位置传感器(APS)信号值)而计算出的值，通过根据驾驶员在普通车辆中的加速意图确定需求功率来控制普通车辆。

如上所述，当确定了DCT可滑移速度时，控制器10将当前发动机速度与DCT可滑移速度进行比较，以确定发动机速度是否达到DCT可滑移速度(步骤S17)。

此处，在发动机速度达到DCT可滑移速度之前，DCT离合器14a和14b无法滑移。因此，如图6所示，控制器10使发动机离合器12分离，然后执行强制的发动机充电控制(步骤S18)。

在这种情况下，控制器10操作HSG 16以产生作为发动机动力的电力，利用HSG 16的产生的电力对电池18充电，同时，立即驱动电机13，从而使充电和放电的损失最小化。

此外，在DCT离合器14a接合的状态下，控制器10使电机动力传递到驱动轮15，使得车辆可以利用电机动力来行驶。

此外，在发动机速度达到DCT可滑移速度之后，DCT离合器14a和14b是可滑移的。因此，如图7所示，控制器10控制发动机离合器12处于锁闭状态，并且控制DCT离合器14a滑移(步骤S19)。

在这种情况下，发动机动力的一部分传递到驱动轮15，使得车辆可以行驶，并且剩余的能量(即，剩余的发动机动力)可以操作电机13以产生电力，使得可以利用电机13产生的电力对电池18充电。

3)确保上坡行驶手动换挡模式下的电池的SOC值的控制过程

同时，当控制器10确定车辆处于低放电上坡行驶状态时，即，在步骤S11和S12中，控制器10确定出设定时间期间的电池18的放电量大于或等于第一放电量参考值α并且小于第二放电量参考值β，控制器10确定当前是否选择了手动换挡模式(步骤S20)。

此处，当没有选择手动换挡模式时，在步骤S25中，以与步骤S13中的相同的方式对于发动机11执行高扭矩控制。

同时，在当前状态为低放电上坡行驶和手动换挡模式的状态时，在进入上坡行驶手动换挡模式之后，控制器10将电池18的当前SOC值与第三SOC阈值ε进行比较(步骤S21)。

当电池18的当前SOC值小于或等于第三SOC阈值ε时，控制器10执行DCT离合器滑移控制(步骤S22)。

此处，第三SOC阈值ε可以设定为典型的低SOC进入确定参考值，并且当电池18的容量小于正常水平时，第三SOC阈值ε可以设定为大于或等于典型的低SOC进入确定参考值的值。

第三SOC阈值ε可以等于或不同于上述第二SOC阈值δ。当第三SOC阈值ε不同于第二SOC阈值δ时，第三SOC阈值ε可以大于或等于第二SOC阈值δ。

如上所述，在电池18的当前SOC值小于或等于第三SOC阈值ε的低SOC状态下，不会任意地执行换挡并且会保持驾驶员需要的挡位。在这种情况下，如图7所示，在发动机离合器12锁闭的状态下，控制器10控制DCT离合器14a以滑移，因此发动机动力的一部分传递到驱动轮15，使得车辆可以行驶。同时，控制器10操作电机13以利用剩余的能量(即，剩余的发动机动力)产生电力，使得可以利用电机13产生的电力对电池18充电。

如上所述，在对DCT离合器进行滑移控制的同时，控制器10将设定时间期间的电池18的放电量ΔSOC与预设的第三放电量参考值ζ进行比较(步骤S23)。当在设定时间期间的电池18的放电量ΔSOC变为大于第三放电量参考值ζ时，控制器10执行斜坡模式(步骤S24)。

此处，可以将设定时间期间的电池18的放电量ΔSOC定义为等于步骤S11和S12中的设定时间期间的电池18的放电量。

此外，第三放电量参考值ζ可以是与第一放电量参考值α和第二放电量参考值β中的一个相同的值。或者，第三放电量参考值ζ可以与第一放电量参考值α和第二放电量参考值β两者都不相同。

例如，当第三放电量参考值ζ设定为20％并且电池18的放电量ΔSOC大于或等于相对于电池18的SOC值的20％时，执行斜坡模式。

此外，在执行斜坡模式的状态下，即使驾驶员将换挡模式切换为手动换挡模式，控制器10也强制解除手动换挡模式，并且根据换挡映射执行换挡控制。

在这种情况下，控制器10可以设置为通过通知部通知驾驶员：手动换挡模式被强制解除。例如，控制器10在组合仪表板上显示解除消息，例如，“由于电池的过度放电而解除手动换挡模式”，以将当前情况通知驾驶员。

在以上描述中，尽管已经描述了根据设定时间期间的电池18的放电量而将车辆当前确定为处于高放电上坡行驶的情况，然后对发动机11执行高扭矩控制，或者，当根据设定时间期间的电池18的放电量而将车辆当前确定为处于低放电上坡行驶的情况，并且同时，当前状态确定为手动换挡模式时，执行高扭矩控制，但是在没有详细分类的情况下，当车辆处于上坡行驶情况并且当前模式不是手动换挡模式时，控制器10可以设置为对发动机11执行步骤S13中的高扭矩控制。

在这种情况下，如上所述，步骤S14至S19可以在步骤S13之后执行。

此外，在这种情况下，当车辆处于上坡行驶情况并且处于手动换挡模式时，控制器10可以设置为执行步骤S21至S24。

此外，控制器10可以根据从车辆收集到的关于当前行驶道路的坡度信息来确定车辆是否执行上坡行驶。可以从车辆中的传感器的信号获取关于当前行驶道路的坡度(倾斜度)信息。

此处，传感器可以是纵向加速度传感器。在车辆行驶时，可以利用从纵向加速度传感器输出的信号来获取关于当前行驶道路的坡度信息。

从纵向加速度传感器的信号获取坡度信息的方法和过程是本领域技术人员公知的已知技术，因此，本文中将省略其详细描述。

如上所述，根据本发明各种示例性实施方案的控制上坡行驶的方法可以应用于设置有DCT的混合动力车辆，从而能够充分保护上坡行驶过程中的电池的SOC值，以使满负荷进入最小化，并且还可以减少怠速充电区域，以提高车辆的燃料效率。

此外，在低SOC上坡行驶的情况下，能够优先执行电池的SOC值的保护并且使驱动能力的下降因素(例如，过度的发动机穿透声，由于低挡位滑移控制引起的冲击发生等)最小化，使得车辆的适销性可以得到显著提高。

如上所述，基于根据本发明各种示例性实施方案的控制车辆的上坡行驶的方法，能够使电池的放电最小化，以确保电池的电量状态(SOC)值，并且使加速区域中的能量消耗最小化。因此，车辆的燃料效率可以得到提高，并且可以使由于放电和电池的SOC值的下降引起的驱动能力和燃料效率的下降最小化。

此外，术语“控制器”表示包括存储器和处理器的硬件装置，所述处理器配置为执行被解释为算法结构的一个或多个步骤。存储器存储算法步骤，并且处理器执行算法步骤以执行根据本发明各种示例性实施方案的方法的一个或多个过程。根据本发明示例性实施方案的控制器可以通过非易失性存储器和处理器实现，所述非易失性存储器配置为存储用于控制车辆的各种组件的操作的算法或关于用于执行算法的软件命令的数据，所述处理器配置为利用存储在存储器中的数据执行上述操作。存储器和处理器可以是独立的芯片。或者，存储器和处理器可以集成在单个芯片中。处理器可以实现为一个或多个处理器。

控制器可以是由预定程序操作的至少一个微处理器，所述预定程序可以包括用于执行根据本发明各种示例性实施方案的方法的一系列命令。

前述发明也可以实施为计算机可读记录介质上的计算机可读代码。计算机可读记录介质是能够存储随后可以由计算机系统读取的数据的任何数据存储装置。计算机可读记录介质的示例包括硬盘驱动器(HDD)、固态磁盘(SSD)、硅磁盘驱动器(SDD)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘、光学数据存储装置等，并且实现为载波(例如，通过互联网传输)。

为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“上面”、“下面”、“向上”、“向下”、“前”、“背面”、“后”、“内”、“外”、“向内”、“向外”、“内部的”、“外部的”、“内侧”、“外侧”、“向前”、“向后”被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方案的特征。将进一步理解，术语“连接”或其派生词既表示直接连接又表示间接连接。

此外，术语“固定连接”表示固定连接的构件总是以相同的速度旋转。此外，术语“可选择性地连接”表示当可选择性地连接的构件不相互接合时，可选择性地连接的构件分开旋转，当可选择性地连接的构件相互接合时，可选择性地连接的构件以相同的速度旋转，当可选择性地连接的构件中的至少一个是静止构件而其余的可选择性地连接的构件接合到该静止构件时，这些可选择性地连接的构件是静止的。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不旨在成为穷举的或者将本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导，很多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，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其各种选择形式和修改形式。本发明的范围旨在由所附权利要求书及其等价形式所限定。