CN102476630A - 用于在机动车的混合动力系中加速脱开起动离合器的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在机动车的混合动力系中加速脱开将电机(2)与变速器输入端可松脱地连接的起动离合器(5)的方法，其中，在存在脱开要求时，在为了脱开的目的开始控制起动离合器的同时或者在开始控制起动离合器之后的预定时间，如此控制所述电机(2)，即建立一定的力矩，因此在保持额定行驶力矩的情况下加速向滑动摩擦的过渡并且从而加速脱开。

Description

用于在机动车的混合动力系中加速脱开起动离合器的方法
技术领域
本发明涉及一种用于在机动车的混合动力系中、特别是在并联混合动力系中加速脱开将电机与变速器输入端可松脱地连接的起动离合器的方法。
背景技术
由现有技术已知包括并联混合动力系的车辆，其中，内燃机的转矩和可与该内燃机连接的至少一个电机的转矩的相加优选借助于累加变速器、例如借助于行星齿轮变速器实现。在此，所述至少一个电机可借助于第一离合器与内燃机的皮带传动装置或曲轴连接。由内燃机和/或所述至少一个电机产生的转矩经由下游的变速器传递到被驱动的轴上。此外由现有技术已知，内燃机和电机串联设置。
根据现有技术，在并联混合动力系中，可设有可选的另一离合器，其将变速器与由内燃机和电机组成的驱动单元可松脱地连接，并可用作起动离合器。在此，变速器借助于该起动离合器与电机能以可松脱的方式连接。
在并联混合动力系中，根据运转策略，车辆的驱动形式可在内燃机驱动、电动的驱动和混合的驱动之间转换，其中经常可能够出现的情况是，内燃机被纯电动式的行驶启动。
由现有技术已知，在所谓的牵引启动的范围内发动内燃机；在此，在电机与内燃机之间的离合器关闭的情况下，通过电机的力矩克服内燃机的牵引阻力，从而将内燃机加速到发动转速。优选地，为了执行内燃机的牵引启动，设置在电动机与车辆变速器之间的起动离合器以预定滑转运转。
当起动离合器处于关闭状态，并且通过降低需要由起动离合器传递的力矩在脱开的范围内(即在将电机与车辆变速器之间的抗旋转的连接松脱的范围内)应建立滑转时，由于例如内燃机应由牵引启动来发动，则根据现有技术，通过相应地控制起动离合器使起动离合器的当前力矩被降低，直到形成希望的滑转。为此目的，起动离合器必须被这样控制，即传递的力矩小于对应于额定滑转的需要传递的力矩。
由此在动力系中不利地产生延迟，因为离合器必须经由静摩擦转变成滑动摩擦。该延迟可被感觉为不舒适，当在长时间间隔后才到达额定滑转时尤其如此，例如在需要传递的力矩为0Nm时可能是这种情况；在该情况下，起动离合器的需要传递的力矩必须减小得非常多。
由本申请人的DE 102004001381A1已知一种用于在自动变速器中提高重叠换挡的自发性的方法，其中，随着切换指令或直接在其后设定发动机点火，通过该发动机点火使设置在变速器中的用于切断的切换元件打开和/或使涡轮转速的转速梯度增大，其中发动机点火通过规定需要设定的额定转速或通过规定需要设定的发动机额定力矩实现。
此外，WO 2007/093249A1涉及一种用于将动力系的至少一个力矩源与至少一个另外的力矩源脱开的方法，所述动力系经过多个接连设置的通过旋转轴彼此机械连接的力矩源，以在其后端产生输出力矩，其中，在至少一对相邻的力矩源之间设置分离离合器，该分离离合器被打开，以将设置在分离离合器前面的力矩源与传动线路的安置在分离离合器后面的其余部分脱开，并且在分离离合器的两侧，各至少一个力矩源在其在传动线路上的力矩输出方面可被控制，以产生期望的输出力矩曲线。
在该已知方法中规定：在打开分离离合器之前，设置在分离离合器的不同侧上的可控制的至少两个力矩源在脱开准备期间被如此控制，使得在脱开准备期间结束时所有作用在分离离合器上的力矩之和抵消，并且期望的输出力矩曲线在脱开准备期间被保持。优选借助于该分离离合器使内燃机和电机彼此可松脱地连接。
通过由WO 2007/093249A1已知的方法，输出力矩的在内燃机脱开时产生的冲击式的波动应被减小，这种波动可导致整个车辆的同样冲击式的正或负的加速度。
由EP 1502791A2已知一种用于机动车的混合动力系，其中，在内燃机与变速器之间设置离合器，通过该离合器，内燃机可与动力系脱开。在此设定：当离合器应被打开时，由离合器传递的力矩和可选的由离合器传递的力矩的梯度在该离合器被打开之前被减小。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用于在机动车的混合动力系中、特别是在并联混合动力系中加速脱开将电机与变速器输入端可松脱地连接的起动离合器的方法，通过执行该方法，基本上避免所提及的在动力系中的延迟。
因此建议一种用于在机动车的混合动力系中加速脱开将电机与变速器输入端可松脱地连接的起动离合器的方法，其中，在存在脱开要求时，在开始控制起动离合器以进行脱开的同时或者在开始控制起动离合器之后的预定时间，如此控制所述电机，即通过该电机建立一定的力矩，因此在保持额定行驶力矩的情况下加速向滑动摩擦的过渡并且从而加速脱开以及加速滑转的产生。
根据本发明的特别有利的第一实施方式，用于电机的额定转速由控制装置输出，电机的转速调节器建立对应于额定转速的力矩。如果在预定时间之后没有产生滑转，则电机的转速并从而电机的力矩被降低。由此避免车辆由于电机的附加力矩而意外加速。
根据本发明的特别有利的第二实施方式，用于电机的额定力矩由控制装置输出，该额定力矩作为预控制力矩传送到电机。如果在预定时间之后没有产生滑转，则电机的预控制力矩被降低，并且脱开被中断，由此避免车辆由于电机的附加力矩而意外加速，如上面提及的。
通过根据本发明对电机进行控制，一方面加速起动离合器的脱开；另一方面，以有利的方式保持额定行驶力矩，从而不会在动力系中产生不希望的延迟。
额定转速或额定力矩的值与动力系的相应的工作点相关，并可作为特性场储存在控制装置中。
附图说明
以下参照附图示例性地更为详细地阐述本发明。附图如下：
图1为机动车的包括起动离合器的并联混合动力系的示意图；
图2为根据本发明的方法的第一型式在预定时间内实现起动离合器脱开时的曲线图，包含如下参量的作为时间函数的曲线：起动离合器的状态、电机的额定转速、起动离合器的初级侧的实际转速、起动离合器的次级侧的实际转速、额定行驶力矩和离合器力矩；
图3为根据本发明的方法的第一型式在预定时间内没有实现起动离合器脱开时的曲线图，包含如下参量的作为时间函数的曲线：起动离合器的状态、电机的额定转速、起动离合器的初级侧的实际转速、起动离合器的次级侧的实际转速、额定行驶力矩和离合器力矩；
图4为根据本发明的方法的第二型式在预定时间内实现起动离合器脱开时的曲线图，包含如下参量的作为时间函数的曲线：起动离合器的状态、电机的额定转速、起动离合器的初级侧的实际转速、起动离合器的次级侧的实际转速、额定行驶力矩和离合器力矩；
图5为根据本发明的方法的第二型式在预定时间内没有实现起动离合器脱开时的曲线图，包含如下参量的作为时间函数的曲线：起动离合器的状态、电机的额定转速、起动离合器的初级侧的实际转速、起动离合器的次级侧的实际转速、额定行驶力矩和离合器力矩。
具体实施方式
在图1中，内燃机由附图标记1表示，电机由附图标记2表示，车辆变速器由附图标记3表示。在内燃机1与电机2之间设置第一离合器4，通过该第一离合器，内燃机1与电机2能以可松脱的方式连接。在此，内燃机1和电机2串联设置。
此外，在电机2与车辆变速器3之间设置用作起动离合器的第二离合器5，通过该第二离合器，电机2与变速器输入端能以可松脱的方式连接。在图1中，起动离合器的初级侧由附图标记6表示，次级侧由附图标记7表示。
根据本发明的方法以对起动离合器进行脱开用以执行内燃机的牵引启动为例进行阐述。
在图2、3、4和5中，起动离合器5的状态的时间曲线由曲线A示出，起动离合器5的初级侧6的实际转速的时间曲线由曲线C示出，起动离合器5的次级侧7的实际转速的时间曲线由曲线D示出，额定行驶力矩(即输出端的额定力矩)的时间曲线由曲线E示出，离合器力矩的时间曲线由曲线F示出。另外，曲线G表示功能“牵引启动”的状态，曲线H表示功能“脱开要求”的状态，曲线I表示计时器的初始化的状态，其中曲线J表示功能“激活额定转速规定”(在图2和3中)以及“激活预控制力矩”(在图4和5中)的状态。计时器的时间曲线借助曲线K描述。
此外，在图2和3中，电机2的额定转速的时间曲线由曲线B示出；在图4和5中，曲线L表示电机2的预控制力矩的作为时间函数的曲线。
参照图2、3、4和5，在时间点t_0要求内燃机的牵引启动，同时输出用于起动离合器2的脱开要求，从而起动离合器2被控制以进行脱开，由此离合器力矩(曲线F)被降低。
根据本发明并参照图2，在开始控制起动离合器5以进行脱开之后的一定时间，输出用于电机2的额定转速，该电机被控制为使得额定转速以及对应的力矩被建立。电机2的控制的开始在时间点t 1实现。在开始控制电机2的同时，计时器被初始化。
在图2所示的示例中，在时间点t_3，即在计时器到点之前，实现起动离合器的脱开，该脱开通过起动离合器5的初级侧6与次级侧7之间的转速差来说明。
如果在预定时间内即在计时器到点之前没有实现脱开，则直接在计时器到点之后电机2的转速以及力矩被下降，如图3所示；由此脱开被中断。在图3所示的示例中，在时间点t_4计时器到点，其中由起动离合器5的初级侧6和次级侧7的实际转速的曲线明显可见，在该时间点没有实现起动离合器5的脱开。
图4所示的示例与根据图2的实施例的不同之处在于：在开始控制起动离合器5以进行脱开之后的一定时间，没有输出额定转速，而是输出额定力矩，用于控制电机2，该额定力矩作为预控制力矩传送到电机2。
类似于根据图2的示例，在时间点t_1开始控制电机2，在开始控制电机2的同时，计时器被初始化。在时间点t_3，即在计时器到点之前，实现起动离合器的脱开。在所示示例中，在实现起动离合器5脱开之后预控制力矩被降低。
当在预定时间内即在计时器到点之前起动离合器5没有脱开时，直接在计时器到点之后电机2的预控制力矩被降低，如借助图5所示；在时间点t_4计时器到点，其中由起动离合器5的初级侧6和次级侧7的实际转速的曲线可见，在该时间点没有实现脱开。
通过根据本发明的构思，起动离合器的脱开在保持额定行驶力矩的同时被加速，从而提高行驶舒适性。
附图标记列表
1  内燃机
2  电机
3  变速器
4  第一离合器
5  起动离合器
6  起动离合器的初级侧
7  起动离合器的次级侧
A  起动离合器5的状态的时间曲线
B  电机2的额定转速的时间曲线
C  起动离合器5的初级侧6的实际转速的时间曲线
D  起动离合器5的次级侧7的实际转速
E  额定行驶力矩的时间曲线
F  离合器力矩的时间曲线
G  功能“牵引启动”的状态
H  功能“脱开要求”的状态
I  计时器的初始化的状态
J  功能“激活额定转速规定”的状态
K  计时器的时间曲线
L  电机2的预控制力矩的时间曲线

Claims (6)

1.用于在机动车的混合动力系中加速脱开将电机(2)与变速器输入端可松脱地连接的起动离合器(5)的方法，其特征在于，在存在脱开要求时，在为了脱开的目的开始控制起动离合器的同时或者在开始控制起动离合器之后的预定时间，如此控制所述电机(2)，即建立一定的力矩，因此在保持额定行驶力矩的情况下加速向滑动摩擦的过渡并且从而加速脱开。
2.根据权利要求1所述的用于在机动车的混合动力系中加速脱开将电机(2)与变速器输入端可松脱地连接的起动离合器(5)的方法，其特征在于，由控制装置输出用于所述电机(2)的额定转速，此时，所述电机的转速调节器建立对应于额定转速的力矩。
3.根据权利要求1所述的用于在机动车的混合动力系中加速脱开将电机(2)与变速器输入端可松脱地连接的起动离合器(5)的方法，其特征在于，由控制装置输出用于所述电机(2)的额定力矩，该额定力矩作为预控制力矩传送到所述电机(2)。
4.根据权利要求2所述的用于在机动车的混合动力系中加速脱开将电机(2)与变速器输入端可松脱地连接的起动离合器(5)的方法，其特征在于，所述额定转速的值与动力系的相应的工作点相关并且能作为特性场储存在控制装置中。
5.根据权利要求3所述的用于在机动车的混合动力系中加速脱开将电机(2)与变速器输入端可松脱地连接的起动离合器(5)的方法，其特征在于，所述额定力矩的值与动力系的相应的工作点相关并且能作为特性场储存在控制装置中。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的用于在机动车的混合动力系中加速脱开将电机(2)与变速器输入端可松脱地连接的起动离合器(5)的方法，其特征在于，对于在预定时间内没有实现脱开的情况，则降低所述电机(2)的转速或预控制力矩，以避免车辆由于所述电机(2)的附加力矩而不期望地加速。
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