CN102131686B - 在负载变换时驱动混合动力汽车的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在负载变换时驱动混合动力汽车的方法，包括：第一混合动力汽车轴(101)在加速度反向时用第一转矩进行加载，以及第二混合动力汽车轴(103)在加速度反向时用第二转矩进行加载，第二转矩的作用方向与第一转矩的作用方向相反。

Description

在负载变换时驱动混合动力汽车的方法

技术领域

本发明涉及混合驱动装置、尤其是轴混合的领域。

背景技术

现代的混合动力汽车(例如所谓的轴混合(Achshybride))配备有混合驱动装置，其可包括电动机和内燃机。轴混合的特征在于，汽车轴中的一个通过驱动源(例如内燃机)进行驱动，而另一个汽车轴通过其它的驱动源(例如电动机)进行驱动。例如在制动的情况下，此电动机可构成为发电机，以便回收制动能量并存储在汽车蓄电池中。此外，电动机还可用来在车轮滑动增大时驱动可接入的驱动轴，如同在文献DE3542059C1中公开的一样。

为了驱动汽车，通常根据油门或加速踏板的位置来生成牵引矩，此牵引矩在轴混合中总是由加载各个汽车轴的转矩之和组成。因此例如在油门踏板位置是0％时，会产生轻微的减速度，此减速度与负的牵引矩(所谓的推力，例如-20Nm)相关联；在油门踏板位置是约10％时，驱动矩为0Nm；在油门踏板位置超过10％时，会产生正的牵引矩(所谓的拉力)。

在牵引矩的符号发生变换时，其例如与牵引矩从推力到拉力的变换有关，或在汽车加速度反向时(这时加速力的符合会发生变化)，会出现负载变换，这可能会导致转矩交零。此转矩交零可能使相关的传动系置身于震动之中，此震动会对汽车的行驶性能产生不利的影响，或可能让驾驶员感觉不舒服。减少负载变换震动的方案是，人为地减慢所述交零，但其后果是，汽车只在油门踏板位置少于10％之后才能以一定的时间延迟继续加速。

发明内容

本发明基于这样的理念，即如果在负载变换时(此时总转矩或牵引矩会产生变化，例如通过牵引矩的符号的转换)保持不同的作用方向(即轴转矩的不同符号)，则可减轻由负载变换引起的振动。因此，例如由内燃机生成的转矩的符号在汽车负载变换的过程中保持不变，因此可避免上述交零出现在内燃机驱动的汽车轴上。但为了制动混合动力汽车，可例如通过电动机这样来调节负的转矩，即对混合动力汽车的轴进行加载的转矩之和产生负的总转矩或牵引矩，换句话说，只有那种振动最小的轴转矩才允许交零，如同在电动机生成的转矩中一样。备选的是，只有那种呈现出最小的最大值的轴转矩才允许交零。

因此，由于电动机与电动机驱动的轴之间具有直接的机械耦联，与由内燃机生成的转矩交零时相比，在电动机生成的转矩交零时，其汽车振动更小。

本发明涉及一种用来在负载变换时驱动混合动力汽车的方法，其例如具有两个在各个混合动力汽车轴上起作用的驱动源，第一混合动力汽车轴在负载变换时用第一转矩进行加载，第二混合动力汽车轴在负载变换时用第二转矩进行加载，第二转矩的作用方向与第一转矩的作用方向相反。

按一种实施例，负载变换包括：加速度反向、尤其是加速度符号变换、或加速度变化、或驱动负载变换、或所有驱动矩之和的符号的变化、总牵引矩的符号变换、尤其是从推力变换成拉力、或从拉力变换成推力。

按一种实施例，第一转矩和/或第二转矩的作用方向在负载变换时保持，因此没有轴会发生负载变换。

按一种实施例，在出现负载变换之后的预先设定的时间之后，第一混合动力汽车轴和第二混合动力汽车轴分别用作用方向相同(即符号相同)的转矩进行加载。为此，第一或第二转矩的作用方向可变化，因此负载变换只涉及转矩中的一个。此外，因此不会引起其它的振动。

按一种实施例，负载变换是由混合动力汽车的制动引起的，其中在负载变换时第一转矩的作用方向与第一混合动力汽车轴的旋转方向重合，而第二转矩的作用方向与第二混合动力汽车轴的旋转方向相反。因此，通过反向唯一一个转矩的旋转方向，可实现制动。

按一种实施例，第一混合动力汽车轴通过内燃机或通过电动机进行驱动，第二混合动力汽车轴通过电动机或通过内燃机进行驱动。为了调节负载变换，优选只改变由电动机生成的转矩。

按一种实施例，第一混合动力汽车轴和第二混合动力汽车轴同时用各自的转矩进行加载，因此可简单地生成总转矩。

按一种实施例，在负载变换时第一转矩的值保持恒定，因此可避免它的交零。

按一种实施例，根据实际总转矩(尤其是正的实际总转矩)和额定总转矩(尤其是负的额定总转矩)之间的差值，来确定第一转矩和/或第二转矩，其中第一和第二转矩是这样生成的，即它的总和相当于额定总转矩。因此，可简单地确定待生成的转矩和。

按一种实施例，借助与使用者或运行有关的参数，尤其借助油门踏板位置、或档位变换、或发动机转速、或行驶模式、或变速器档位、或待行驶道路的上坡或下坡、或发动机转速、或油门踏板运动的动态性，或根据电池的充电状况，或根据上述参数中的一个以上，来选择第一转矩或第二转矩，或选择第一或第二转矩的作用方向。

本发明还涉及一种在程序技术方面设置的设备，尤其是控制设备，它构造得可运行计算机程序，用来执行按本发明的方法。

附图说明

参照附图阐述了其它的实施例。

图1：具有两个驱动轴的混合动力汽车；以及

图2：转矩的时间走向。

具体实施方式

图1所示的混合动力汽车具有第一轴101和第二轴103，此第一轴101例如用由内燃机生成的转矩进行加载，而第二轴103例如用由电动机生成的转矩进行加载。

在汽车的负载变换时，此时例如在从拉力状态过渡到推力状态时总转矩会出现变化，但必须得到负的总转矩。为此，汽车轴101上的转矩的符号例如保持为正，而汽车轴103上的转矩经历交零并且变为负的。此负的转矩例如这样进行选择，即在油门踏板位置例如是0％时，在混合动力汽车的轴上起作用的转矩总和产生负的总转矩，从而使汽车制动。在本发明的意义中，如果转矩的作用方向与轴旋转方向重合，则此转矩是正的；如果转矩的作用方向与轴旋转方向相反，则此转矩是负的。

在图1中示意性地示出了在油门踏板位置是0％时转矩关于汽车轴的作用方向。两个轴101和103的旋转方向是相同的并且这样取向，使得混合动力汽车往前运动。如果例如第一汽车轴101上的由内燃机生成的转矩的作用方向105与第一汽车轴101的旋转方向107重合，因此此转矩的符号是正的。与此相反，第二汽车轴103上的例如由电动机生成的转矩的作用方向109与第二汽车轴103的旋转方向111相反，因此电动机的转矩的符号是负的。

如果例如在负载变换之后或在油门踏板移动到50％之后，汽车重新加速，因此无需交零就可提高在轴101上例如由内燃机生成的转矩，因此可快速且振动弱地实现再次加速。

例如借助油门踏板位置，可检测各自的运行模式或期望的负载变换。因此例如在油门踏板位置是0％时，通过电动机驱动的汽车轴用例如-30Nm的制动转矩进行加载，而通过内燃机驱动的轴可在牵引中用例如+15Nm的转矩进行加载。因此可产生-15Nm的总转矩，因此能制动汽车。在油门踏板位置是0％时，通过内燃机驱动的轴上的牵引矩也可以是+5Nm或+10Nm。此转矩优选是正的并选得如此之大，使得此轴的传动系既使在驶过凹凸不平的地面时也不会振动。

当油门踏板位置是例如50％时，通过电动机驱动的轴例如用-15Nm的制动转矩进行加载。同时，内燃机驱动的轴在牵引中用例如+100Nm进行加载，因此产生+85Nm的总转矩。例如可在运动模式行驶时选择这种运行模式。

与此相反，为了进一步加速混合动力汽车，两个轴用正的转矩进行加载。因此例如当油门踏板位置是100％时，电动机驱动的轴在牵引中用例如+100Nm进行加载，而内燃机驱动的轴用+300Nm的牵引矩进行加载。如果这种运行模式跟在混合动力汽车已被制动的运行模式之后，则转矩(电动机驱动的轴用此转矩进行加载)会经历符号变换(即交零)，而无需变换符号就能提高由内燃机生成的转矩。因此，可避免由内燃机生成的转矩经历交零。

如果当油门踏板位置是例如0％时这样来选择轴转矩，即在其中一个轴上转矩作用方向与此轴的旋转方向重合，而在另一个轴上转矩作用方向与此轴的旋转方向相反，因此这例如可能会导致更强的轮胎磨损。因此在出现负载变换之后的预定的时间之后(例如在10s或20s)，转矩可选择相同的作用方向。

此外，可根据行驶运行模式(例如运动模式或经济模式)、所选档位、待行驶的道路的上坡或下坡，发动机转速、驾驶员的油门踏板运动的动态性(例如快速或频繁的油门踏板运动)，或根据电池的充电状况，或根据上述参数中的一个以上，来为每个轴选择转矩或作用方向。

例如由电动机生成的转矩的交零可在晚于汽车负载变换(例如汽车牵引的交零)的时间点来进行，如图2所示。但是，轴转矩的交零也可例如在执行例如变速器档位变换的时刻进行，因此可掩盖可能出现的振动。

图2示出了总转矩201、第一转矩203和第二转矩205的时间走向，第一汽车轴101用第一转矩203进行加载，第二汽车轴103用第二转矩205进行加载。从例如制动的行驶开始，在图2未示出的、以前发生的负载变换之后，在时间点207上出现新的负载变换，总转矩201此时经历交零并例如变为正的。在此时间点上，转矩203和250的作用方向是不同的，因此在负载变换的时间点上第一转矩203是正的，第二转矩205是负的。在完成负载变换之后，两个转矩都会升高，其中第二转矩205在时间点209上经历交零并且是正的，因此从此时间点开始两个转矩的作用方向是相同的。时间点207和209之间的时间间隔例如规定为预先设定的时间，例如1s或2s，经过这个时间后这两个转矩的作用方向就变为相同的。

因此按本发明，可有效地充分利用由轴混合原理提供的自由度。因此在推力时驱动矩在其中一个轴上保持为正，例如在通过内燃机驱动的轴上保持为正。因此，负载变换(例如汽车的加速度反向)只在一个轴上需要交零。

Claims (8)

1.一种在负载变换时驱动混合动力汽车的方法，具有：

- 第一混合动力汽车轴（101）在负载变换时用第一转矩进行加载，以及

- 第二混合动力汽车轴（103）在负载变换时用第二转矩进行加载，第二转矩的作用方向与第一转矩的作用方向相反,

其中第一混合动力汽车轴（101）通过内燃机进行驱动，并且第二混合动力汽车轴（103）通过电动机进行驱动，其特征在于，

在负载变换时保持第一转矩和第二转矩的作用方向，并且在进行负载变换之后的预先设定的时间之后，第一混合动力汽车轴（101）和第二混合动力汽车轴（103）分别用作用方向相同的转矩进行加载，为此第二转矩的作用方向发生变化。

2.按权利要求1所述的方法，其中负载变换包括所有驱动矩之和的符号的变化。

3.按权利要求1或2所述的方法，其中第一混合动力汽车轴（101）和第二混合动力汽车轴（103）同时用各自的转矩进行加载。

4.按权利要求1或2所述的方法，其中根据实际总转矩和额定总转矩之间的差值，来确定第一转矩和/或第二转矩，其中第一和第二转矩是这样生成的，即它们的总和相当于额定总转矩。

5.按权利要求4所述的方法，其中所述实际总转矩是正的实际总转矩。

6.按权利要求4所述的方法，其中所述额定总转矩是负的额定总转矩。

7.按权利要求1或2所述的方法，其中借助与使用者或运行有关的参数来选择第一转矩或第二转矩，或选择第一或第二转矩的作用方向。

8.按权利要求7所述的方法，其中第一转矩或第二转矩或者第一或第二转矩的作用方向借助：油门踏板位置、档位变换、发动机转速、行驶模式、变速器档位、待行驶道路的上坡或下坡、油门踏板运动的动态性、电池的充电状况这些参数中的一个以上来选择。