CN101772443A - 在并联的混合动力车辆中在混合动力运行的情况下执行按负载换挡的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在并联的混合动力车辆中在混合动力运行的情况下执行按负载换挡的方法，在该方法的范围内，在转速调节模式中执行内燃机和电机的对于同步到新挡所需的转速适配。

Description

在并联的混合动力车辆中在混合动力运行的情况下执行按负载换挡的方法
技术领域
本发明涉及一种按权利要求1的前序部分所述的在并联的混合动力车辆中在混合动力运行的情况下执行按负载换挡的方法。
背景技术
由现有技术已知混合动力车辆，它们包括混合动力变速器(Hybridgetriebe)。它们除了内燃机之外包括至少一个电动机或电机。在串联的混合动力车辆中，由内燃机驱动发电机，该发电机向驱动车轮的电动机供给电能。另外已知并联的混合动力车辆，其中实现内燃机的转矩和至少一个可与内燃机连接的电机的转矩的相加。在此电机可以与带传动装置或内燃机曲轴连接。由内燃机和/或所述至少一个电机产生的转矩通过下游的变速器传递到被驱动的轴上。
例如在DE 102006019679A1的范围内公开一种传动系，包括可电调节的混合动力变速器和电液的控制系统、多个电功率单元和多个转矩传递机构。在此转矩传递机构可以通过电液的控制系统有选择地启用，以便提供四个前进挡、一个空挡状态、一个带有低转速和高转速的电运行方式、一个带有低转速和高转速的可电调节的运行方式以及一个山地停车运行方式。
由DE 102005057607B3已知一种用于车辆的混合动力驱动装置，至少包括一个主发动机尤其是内燃机、一个发电机、一个电动机和一个行星齿轮变速器，该行星齿轮变速器具有一个太阳轮、一个空心轮、一个行星齿轮架以及多个行星轮，并且包含至少一个输出轴。在此设定，对于车辆的第一行驶范围，为了转矩相加，主发动机和电动机的驱动轴耦联到行星齿轮变速器的太阳轮上，而对于另一行驶范围，两个发动机之一可以为了转速的机械相加而按照叠加原理力锁合地耦联到行星齿轮变速器的空心轮上。
在按现有技术执行的按负载换挡中，对于同步到新挡上所需的发动机转速适配借助于参与的换挡元件和发动机力矩干预实现。
例如在拉动式升挡(Zug-Hochschaltung)中，首先提高正在接通的换挡元件的传递能力以便承接负载，同时降低正在切断的换挡元件的传递能力，在通过正在接通的换挡元件实现负载承接之后，借助于换挡元件和发动机力矩干预实现转速适配。在混合动力车辆的混合动力运行中按负载换挡时，发动机由内燃机和电机构成。接着，正在切断的换挡元件被完全打开并且正在接通的换挡元件被完全闭合。
按现有技术，电机在这种按负载换挡的情况下在换挡期间按行驶额定力矩的规定保持被控制力矩，并且在换挡过程控制方面实现力矩干预，所述力矩干预分配到内燃机和电机上。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种在并联的混合动力车辆中在混合动力运行的情况下执行按负载换挡的方法，通过执行该方法缩短换挡时间，提高换挡舒适性。
所述目的通过权利要求1的特征达到。本发明的其它实施形式和优点由从属权利要求给出。
因此建议，对于同步到新挡所需的电机和内燃机的转速适配通过电机在转速调节模式中的转速适配执行，其中电机按转速调节的方式被引导到新挡的目标转速或连接转速(同步转速)，使得正在接通的换挡元件被同步。因为电机与内燃机耦联，通过本发明的电机在转速调节模式中的转速适配也适配内燃机的转速。
按本发明，仅在电机不能施加足够的力矩时，才在内燃机上执行力矩干预，以便实现期望的转速变化或额定转速曲线。
按本发明，转速曲线这样构成，使得电机的转速以小的梯度进入目标转速。换挡元件和内燃机的朝电机作用的力矩按有利的方式用作为电机上的转速调节的预控制。
在该转速调节阶段，在换挡元件上的力矩确定输出力矩，因为各换挡元件处于打滑中并且跟踪行驶额定力矩。
如果电机的转速达到正在接通的挡的目标转速或同步转速，那么电机又转移到力矩调节模式并且正在接通的换挡元件被完全闭合。在结束按负载换挡之后，内燃机和电机通过新的传动挡与变速器输出端耦联。
通过本发明的构思，缩短换挡时间，因为电机能被精确和动态地调节转速。另外，通过电机的转速柔和地进入新挡的目标转速或同步转速，保证特别高的换挡舒适性，因为通过各发动机的惯性矩引起的内燃机和电机的动态力矩的变化在正在接通的换挡元件进入附着的时刻仅经历小的变化。本发明方法的其它优点在于，与按现有技术的通过力矩干预的按负载换挡相比，按负载换挡的过程可以更简单地转化和协调。
附图说明
下面借助于附图示例地详细解释本发明。其中：
图1显示并联的混合动力车辆的传动系的示例的示意的简化视图；
图2显示在本发明的拉动式升挡时电动机转速走向的曲线图。
具体实施方式
参考图1，并联的混合动力车辆的传动系包括一个内燃机1和至少一个电机2，它们在该顺序中前后连接，其中内燃机1可以通过打开离合器K1与电机2并从而与传动系脱开耦联。为了执行在此介绍的方法，离合器K1闭合，因此两个发动机相互耦联，使得两个发动机1、2的力矩相加。
在电机2之后的动力流方向中设置负载控制变速器3，其在所示的示例的简化的描述本发明方法的视图中包括一个用于需要新挂上的挡的正在接通的离合器K新和一个用于旧挡的正在切断的离合器K旧，每个离合器或每个挡配设带有传动比i新或i旧的传动级。在图1中，负载控制变速器3的输出端设有标记4。
下面借助于从i旧到i新的拉动式升挡描述本发明的方法。
按本发明，如传统的换挡一样开始换挡，首先提高正在接通的离合器K新的传递能力以便承接负载，同时降低正在切断的离合器K旧的传递能力。在通过离合器K新实现负载承接之后，将电机2由力矩引导模式转移到转速调节模式并且在该转速调节模式中进行电机2的转速适配，并从而也进行与电机2耦联的内燃机1的转速适配，其中电机以转速调节的方式引导到新挡的目标转速或同步转速，同时将正在切断的换挡元件K旧完全打开。
在有利的方式中，在转速调节模式中对电机2的转速适配时的转速曲线这样构成，使得该转速以小的梯度进入到新挡的目标转速或连接转速，其中离合器K旧、K新的朝电机2作用的力矩用作为转速调节的预控制。电机2的额定转速n_EM作为时间t的函数的示例曲线描述于图2中。在此n旧挡表示在已挂上的旧挡时(也就是说在离合器K旧闭合时)的电机2的转速，n新挡表示在需要执行的按负载换挡时新挡的同步转速。
如果接着转速达到同步转速n新挡，那么电机2转移到力矩调节的模式并且离合器K新完全闭合，使得内燃机和电机2通过新的传动挡与变速器输出端耦联。
在拉动式降挡(Zug-Rückschaltung)时，首先降低正在切断的离合器K旧的传递能力，一旦在离合器K旧上识别到打滑，将电机2由力矩引导的模式转移到转速调节模式。接着将电机2的转速一直提高到大于正在接通的离合器K新上的同步转速的转速，因为在离合器K新上正的转速差是必要的，因此该离合器可传递拉动力矩(Zug-Moment)。
在下一步骤中，将正在接通的离合器K新的传递能力提高并且将正在切断的离合器K旧的传递能力进一步降低，使得实现通过K新的连续的负载承接。在通过正在接通的离合器K新实现负载承接之后，将正在切断的离合器K旧完全打开并且将电机的转速引导到正在接通的离合器K新上的同步转速。在达到同步转速时，电机又转移到力矩调节模式并且正在接通的离合器K新被完全闭合。
对于推动式降挡(Schub-Rückschaltung)的情况，首先提高正在接通的离合器K新的传递能力，同时降低正在切断的离合器K旧的传递能力。在通过K新承接负载之后，将电机从力矩引导的模式转移到转速调节模式并且将正在切断的离合器K旧完全打开。接着电机以转速调节的方式被引导到同步转速，优选转速以小的梯度进入目标转速。如果达到同步转速，电机又转移到力矩调节的模式并且将正在接通的离合器K新完全闭合。
推动式升挡(Schub-Hochschaltung)和拉动式降挡在原则的过程中是类似的，区别在于，转矩的符号是不同的并且转速曲线朝相反的方向变化。因此在推动式升挡时，首先连续降低正在切断的离合器K旧的传递能力，一旦在离合器K旧上识别到打滑，电机从力矩引导的模式转移到转速调节模式，在该转速调节模式中转速一直降低到低于正在接通的换挡元件K新上的同步转速的转速，因为要求负的转速差，因此正在接通的换挡元件可以传递力矩。接着，将正在接通的换挡元件K新的传递能力提高并且将正在切断的换挡元件K旧的传递能力降低，使得通过离合器K新实现连续的负载承接。
在通过正在接通的离合器K新实现负载承接时，将正在切断的离合器K旧完全打开并且将电机的转速在转速调节模式中引导到正在接通的离合器K新上的同步转速。在达到同步转速时，电机又转移到力矩调节的模式并且将正在接通的离合器K新完全闭合。
因为按本发明的方法在内燃机上通常不进行动态干预，所以按有利的方式产生较少的废气排放。另外在升挡时，内燃机和电机的旋转质量的通过降低转速而释放的动能可通过电机的发电操作而回收。
附图标记列表
1      内燃机
2      电机
3      负载控制变速器
4      负载控制变速器的输出端
K1     离合器
K新    离合器
K旧    合器
n_EM   电机的转速
n旧挡  在挂上旧挡时电机的转速
n新挡    新挡的同步转速
i旧    传动比
i新    传动比

Claims (7)

1.在并联的混合动力车辆中在混合动力运行的情况下执行按负载换挡的方法，其特征在于：在转速调节模式中执行内燃机(1)和电机(2)的对于同步到新挡所需的转速适配。
2.根据权利要求1所述的执行按负载换挡的方法，其特征在于：转速曲线构成得使电机的转速(n_EM)以小的梯度进入目标转速(n新 挡)。
3.根据权利要求1或2所述的执行按负载换挡的方法，其特征在于：各换挡元件(K旧、K新)和内燃机(1)的朝电机(2)作用的力矩用作为电机(2)上的转速调节的预控制。
4.根据权利要求1、2或3所述的执行按负载换挡的方法，其特征在于：在电机(2)的转速(n_EM)达到正在接通的挡的目标转速或同步转速(n新挡)时，将电机(2)转移到力矩调节模式并且将正在接通的换挡元件(K新)完全闭合。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的执行按负载换挡的方法，其特征在于：仅在电机(2)，才在内燃机(1)上执行力矩干预
并且将电机(2)的转速引导到正在接通的换挡元件(K新)上的同步转速。
8.根据权利要求1至5任一项所述的执行按负载换挡的方法，其特征在于：对于推动式降挡的情况，提高正在接通的换挡元件(K新)的传递能力，同时降低正在切断的离合器(K旧)的传递能力，在通过正在接通的换挡元件(K新)承接负载之后，将电机(2)从力矩引导的模式转移到转速调节模式并且将正在切断的换挡元件(K旧)完全打开，接着将电机(2)以转速调节的方式引导到同步转速，同时将正在切断的换挡元件(K旧)完全打开。
9.根据权利要求1至5任一项所述的执行按负载换挡的方法，其特征在于：对于推动式升挡的情况，首先连续降低正在切断的换挡元件(K旧)的传递能力，一旦在正在切断的换挡元件(K旧)上识别到打滑，将电机(2)从力矩引导的模式转移到转速调节模式，在该转速调节模式中转速一直降低到低于正在接通的换挡元件(K新)上的同步转速的转速，接着将正在接通的换挡元件(K新)的传递能力提高并且将正在切断的换挡元件(K旧)的传递能力降低，使得通过(K新)实现连续的负载承接，在通过正在接通的换挡元件(K新)实现负载承接时，将正在切断的换挡元件(K旧)完全打开并且将电机(2)的转速在转速调节模式中引导到正在接通的换挡元件(K新)上的同步转速。
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PB01 Publication
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