CN103998313B - 车辆的并联式混合动力驱动系的分离耦合器的耦合器力矩的调配 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于实现调配并联式混合动力车中的比例耦合器的耦合器力矩的方法，其中所述方法在确定的边界条件下由控制单元自动地触发并且内燃机被起动但不点火（幽灵起动）。

Description

车辆的并联式混合动力驱动系的分离耦合器的耦合器力矩的 调配

技术领域

本发明涉及用于实现调配比例耦合器的耦合器力矩的方法以及并联式混合动力驱动系。

背景技术

在并联式混合动力***中，内燃机（VM）和电机（EM）位于驱动轴上（参见图1）。为了能够纯电动行驶，通常通过比例分离耦合器（K0）将内燃机与其他驱动装置分离。由此能够仅借助电机形成前驱，避免了内燃机的拖曳力矩和废气后处理设备中的物质处理。

分离耦合器根据构造方式能够划分为脉冲耦合器和比例耦合器。脉冲耦合器仅识别断开状态（无力矩）和接合状态（全力矩）。与此相对地，比例耦合器能够用于设定耦合器特征曲线在断开状态和接合状态之间的任意力矩。比例耦合器尤其应用在“对转差率敏感的”传动系中。例如具有转换器的传动系是“对转差率敏感的”，因为改变电机和传动装置输入端之间的转速差（转换器转差率）会对车轮上的力矩产生影响。

为了在电动行驶期间在不使用额外的起动单元（例如小齿轮起动机）的情况下在需要时能够再次接通内燃机，要借助分离耦合器起动内燃机。为了满足“对转差率敏感的”传动系所适用的舒适度要求，需要尽可能准确地识别通过耦合器设置的扭矩，因为要借助电机补偿该扭矩，使得电机的转速尽可能不变并且由此在起动时使得转差率（Schlupf）尽可能不变。

在现有技术中，在满足一定的边界条件的情况下，在一些起动阶段要像公开文献DE 10 2008 042 685 A1中已经描述的那样对参与的传动系组件进行角动量平衡，从而调配耦合器力矩。在进行平衡时，高度简化地对起动时电机上的预期转速变化和实际转速变化进行比较。如果存在偏差，那么分离耦合器的实际传输的耦合器力矩被视为偏差的原因并且相应地纠正（调配）所述偏差。

在实际的混合动力系列项目（PL72h）中，每次起动的调配频率大约为起动的30%。平均下来每公里进行4次起动。对耦合器特征曲线（在执行器路径上的耦合器力矩）的了解越准确，就能够越舒适地实现重新起动。因此有必要能够尽可能不受限地并且在必要时进行调配。

由于朝插电混合动力车、即电池容量更大并且能够用电缆为电池充电的车辆发展的趋势，马达起动的次数能够大幅度减少（＜1次起动/km）,并且因此通过已公开的方法调配耦合器特征曲线的可能性也大幅度减小。如果驾驶员最佳地利用允许的电动行驶范围并且仅在插座上为车辆电池充电，甚至有可能长达几周根本不会进行调配。尽管如此必须确保的是，即使在经过了很长的纯电动行驶阶段以后，马达起动能仍然满足舒适度要求。

发明内容

通过根据本发明的方法能够采用久经考验的角动量平衡，而不必起动内燃机，从而使得乘客不会察觉到。

过去为了能够成功地完成调配必须等待上级的控制***（运行策略）在当前的行驶工况的基础上触发起动，并且边界条件在这种起动情况中也还适合进行调配。由于新的插电行驶形式产生了主动触发并且协调所述调配的必要性。

在此描述的方法的优点在于，提供了一种可能性，即如此实施久经考验的角动量平衡，一方面使得不必利用喷射、点火和内燃机与电机的转速同步进行传统的马达起动并且另一方面使得这个过程的进行对于驾驶员来说完全察觉不到。这种运行状态在下面被称为“幽灵起动”，因为实际上并没有起动内燃机（例如没有喷射和/或点火）。真正的内燃机起动在这里被称为“再起动”。

其他优点是，一方面由耦合器控制***观察行驶状态，并且在边界条件适合进行调配时，只要耦合器控制***中存在调配期望，就能够由耦合器控制***触发幽灵起动，这显著改进了每次起动的调配频率。另一方面，在如今的调配方法中能够使得该调配时间段（用于平衡计算的辅助点的数量）由于在通过上级控制***重新起动时必要的动力要求而非常短，也就是说，驾驶员通过行车踏板表达他的力矩期望并且想要/必须首先经历对其的直接反应再进行调配或者根本不进行调配。延迟越大，产品感受起来就越“不运动”。在这里所述的方法包括幽灵起动中就不再会如此，因为不通过驾驶员期望来触发起动，而是通过耦合器控制功能进行。

当存在足够数量的用于进行调配的计算辅助点、调配期望通过策略决定的马达起动被取消或者对于调配而言有效的边界条件被破坏时，就主动通过耦合器控制功能再次结束幽灵起动。迄今的调配在再起动期间能够像之前一样实现，幽灵起动方法为此作为并行的功能分支。

总的来说，根据本发明的第一方面，用于调配布置在并联式混合动力车的驱动系中的内燃机和电机之间的比例耦合器的耦合器力矩的方法具有以下步骤：检验比例耦合器是否断开、内燃机是否关断以及电机是否激活；至少部分地接合比例耦合器；起动内燃机；并且调配比例耦合器的耦合器力矩。在该方法中，不向内燃机中喷射燃料，由此使得内燃机不被点火。

根据本发明的一种实施方式，调配比例耦合器的耦合器力矩包括将电机的预期转速变化与实际出现的转速变化进行比较。

除了这些条件，即比例耦合器断开、内燃机关断以及电机激活，根据本发明的一种实施方式至少还能够检验以下条件之一，即传动装置状态是否正常、车速是否在规定的界限内、电机是否存在足够的力矩储备、驾驶员期望是否在规定的界限内以及其是否稳定、是否满足时间条件（例如从上次调配起的消除抖动时间）、是否满足温度条件（例如传动装置机油）、内燃机和电机的转速是否在预定值内。

根据本发明的另一种实施方式，能够随时中断该方法。因为调配耦合器力矩具有排在下面的优先级，因此在任意时刻被检验的条件的变化、尤其驾驶员期望的变化都能够导致该方法的中断。

此外，根据本发明的方法具有，屏蔽那些使得驾驶员在正常的运行状态期间能够监控例如马达的状态的光学的和/或声学的信号。

根据本发明的另一个方面，并联式混合动力驱动系具有内燃机、电机、布置在内燃机和电机之间的比例耦合器和用于控制驱动系的控制单元。该控制单元设置用于实施根据本发明的、用于调配比例耦合器的耦合器力矩的方法。

根据本发明的另一个方面，提供一种计算机程序，当如上所述在并联式混合动力驱动系的控制装置上运行这种计算机程序时，其执行根据本发明的方法的所有步骤。相应的计算机程序优选被加载到控制单元的工作存储器中。因此，该控制单元或者数据处理器设计用于执行根据本发明的方法。

此外，本发明还涉及一种计算机可读的媒介如CD-ROM，其中能够存储所述计算机程序。然而也能够通过网络、如因特网提供计算机程序，并且能够从该网络下载到控制单元的工作存储器中。

要注意的是，针对不同的主题描述了本发明的几种实施方式。尤其就有关装置而言的几种实施方式或几个方面以及就有关方法而言的另几种实施方式或几个方面进行了描述。然而，除了属于一类主题的特征的所有组合方式，本领域专业技术人员还能够从以上的和下面的说明中看出针对不同的主题所描述的特征之间的所有组合方式。这些都包含在本申请的全部公开内容中。

上述各个方面和其他方面、本发明的特征和优点也同样能够从下面参照附图描述的实施例中获取。要注意的是，本发明不局限于所述实施方式。

附图说明

图1示出了根据本发明的并联式混合动力驱动系的示意图；

图2示出了用于示意性地示出根据本发明的方法的流程图；

图3示出了说明了根据本发明的并联式混合动力驱动系的元件关于时间的力矩和转速的曲线图。

具体实施方式

图1示出了车辆的并联式混合动力驱动系的示意图。在图1中，分离耦合器K0布置在内燃机VM和电机EM之间，所述电机不仅能够用作电动机也能够用作发电机，其中紧接着电机，该驱动系继续通向车辆的被驱动的轴。

此外，该驱动系还能够具有一系列致动器A和传感器S，它们能够一方面用于检测所述驱动系的元件中一个元件的当前运行状态、例如内燃机、分离耦合器、电机或者输出耦合器的当前运行状态，并且另一方面用于改变所述运行状态。致动器和传感器至少与控制单元ECU连接。图1中的驱动系的控制单元一方面具有马达控制器MSG-ECU并且另一方面具有传动装置控制器TCU-ECU。此外，该控制单元还具有制动控制Br-ECU以及电池控制BMS-ECU。单个控制单元通过总线***相互连接。

图2是流程图，其原则上示出了根据本发明用于控制并联式混合动力驱动系的方法的步骤。要注意的是，所描述的步骤是主步骤，其中所述主步骤又能够区分并且划分为多个子步骤。此外，还能够有其他子步骤在所述主步骤之间进行。因此，只有当子步骤对于理解根据本发明的方法的原理来说很重要时，才会提及这些子步骤。

-在状态0（闲置）中，在起始状态下，其中车辆电动行驶，也就是说内燃机关断，分离耦合器断开并且电机激活，由***记录调配期望。由此触发根据本发明的方法。

-在状态1（授权状态）中，检验所有期望的边界条件。例如能够评估下列用于幽灵起动（Phantomstart）的边界条件：

·行驶状态“电动行驶”

·耦合器状态i.0.

·传动装置状态 i.0

·车速在界限内

·存在足够的力矩储备EM（为了能够100%地补偿K0力矩）

·驾驶员期望在界限内并且稳定

·时间条件（自上一次调配起的消除抖动时间）

·温度条件（例如传动装置机油）

·转速（内燃机、电机）。

-在状态2（前提条件有效）中，确认是否满足期望的/必要的条件。

-在状态3（假起动激活）中，触发幽灵起动。

-在状态4（耦合器激活）中，将比例耦合器设置到具有期望的传递力矩的值上。

-在状态5（等待成功）中，检测实际的传递力矩并且在对期望的传递力矩和实际的传递力矩进行比较的基础上计算调配值。

-在状态6（假起动结束）中，结束幽灵起动。

在图2中，通过将状态2与状态6、状态3与状态6以及状态4与状态6直接连接的箭头表示，在幽灵起动以及与之关联的耦合力矩调配期间，能够随时中断所述方法。

此外，从状态6到状态0的箭头表示，能够重复执行所述方法。所述方法也能够设计为无限循环（Endlosschleife）。

根据一种实施方式，软件功能具有协调器，所述协调器的任务是，集中耦合器控制***内部的请求（通过幽灵起动行驶期间的调配期望、接合期望、车辆停驶期间的调配期望）并且分出优先级。当决定行驶期间的调配期望和有效的边界条件时，在上级的控制单元中请求进行幽灵起动。

图3示出幽灵起动随着时间的曲线，其中从比例耦合器至少部分接合并且由此施加耦合器力矩的时刻开始，内燃机VM旋转大约500到750ms。在幽灵起动期间不进行喷射。图3中代表驾驶员期望的保持不变的线说明，所述幽灵起动无需明确的驾驶员期望就触发。

要注意的是，转速信号在幽灵起动期间在组合仪表中被屏蔽，因此驾驶员从视觉上无法觉察到内燃机的起动。从声学上来说，在大约500U/min上的起动通常无法被察觉到，因为车轮的滚动噪声、环境噪声或者收音机与由于内燃机的提速（hochschleppen）形成的噪声明显重叠。实践中能够通过用于幽灵起动的边界条件确保，只有在这个过程从声学上以及舒适感方面保持不被察觉的行驶工况下才进行调配。

尽管在以上说明中详细地阐述并描述了本发明，但这些阐述和描述只能视为阐述性的或者示例性的而不是限制性的。本发明不局限于公开的实施方式。本领域专业技术人员能够在实施本发明的过程中通过研究附图、公开文本和所附的权利要求书理解并且得出所公开实施方式的其他变化方案。在权利要求书中，“具有”这个词不排除其他元件或者步骤，不定冠词“一”也不排除多个。

但是各个特征在不同的技术方案中被提及这种情况并不表示不能有利地应用这些特征的组合。权利要求书中的附图标记不应限制权利要求书的保护范围。

Claims (7)

1.用于调配比例耦合器的耦合器力矩的方法，所述比例耦合器布置在并联式混合动力车的驱动系中的内燃机和电机之间，其中所述方法具有以下步骤：

检验所述比例耦合器是否断开、所述内燃机是否关断以及所述电机是否激活，

接合所述比例耦合器，

起动所述内燃机，并且

调配所述比例耦合器的耦合器力矩，

其特征在于，

不将燃料喷入到所述内燃机中，从而使得所述内燃机不被点火。

2.按照权利要求1所述的方法，其中所述调配比例耦合器的耦合器力矩具有将电机的预期转速变化与实际出现的转速变化进行比较。

3.按照权利要求1所述的方法，其中此外检验传动装置状态。

4.按照权利要求1所述的方法，其中此外检验集合中的条件里至少一个条件，所述集合由以下元素组成：车速、电机的力矩储备、驾驶员期望、时间、温度、转速。

5.按照权利要求1所述的方法，其中能够随时中断所述方法。

6.按照权利要求1所述的方法，此外还具有：

屏蔽使驾驶员能够监控行驶状态的光学的/或声学的信号。

7.并联式混合动力驱动系，其具有：

内燃机（VM），

电机（EM），

比例耦合器（K0），其布置在所述内燃机和所述电机之间，以及

用于控制所述驱动系的控制单元，

其特征在于，

所述控制单元设置用于执行根据权利要求1至6中任一项所述的用于调配比例耦合器的耦合器力矩的方法。