CN110167777A - 用于闭合爪式离合器的对混合动力车辆电机的控制 - Google Patents

用于闭合爪式离合器的对混合动力车辆电机的控制 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于控制电机(2)的控制策略，该电机通过爪式离合器系统(6)连接到混合动力机动车辆的车轮(10)，该车辆实施对电机(2)的转速调节，该电机包括用于同步的转速设定值(18)，该转速调节在一定幅度内调节离合器(6)的两个待连接元件的速度以准备闭合该离合器，该策略的特征在于，如果该离合器(6)的两个元件的速度差小于速度阈值，并且如果对于电机(2)而言转速设定值(18)和电机的当前转速(16)之间的差异大于转速阈值，则所述策略发出禁止对电机(2)进行准备闭合该爪式离合器(6)的转速调节。

Description

用于闭合爪式离合器的对混合动力车辆电机的控制
技术领域
本发明涉及一种对电机的控制策略以及一种包括实施该策略的装置的混合动力车辆，该电机通过爪式离合器系统连接到混合动力机动车辆的车轮。
背景技术
特别通过文献FR-B1-2954441公开的一种已知类型的混合动力车辆，包括热力发动机和电机，该热力发动机通过变速器驱动车辆的前轮，该电机通过传动装置驱动后轮，该传动装置包括由自动致动器控制的爪式离合器。
通过牵引电池供电的电机可以：通过在这些电池上提取能量而作为发动机运行，以将扭矩传递到后轮；或者通过恢复为电池充电的能量而作为发电机运行。
通过将电机联接到后轮实现了：混合动力模式的行驶，该混合动力模式的行驶包括通过热力发动机并通过电机牵引；通过使热力发动机的变速器保持在空档而以纯电动模式行驶。
在电机脱离的情况下，实现了在不驱动电机的情况下以热力发动机行驶，这消除了由电机的抗旋转阻力带来的损失。
通常，电机的爪式离合器可在朝向电机和朝向车辆车轮的该离合器的每个侧边包括传动装置，其使速度减速以适应旋转速度。
特别地，通过以与该电机相同的转速来旋转，爪式离合器可以在下游减速驱动差速器的情况下直接连接到电机的轴，该差速器将速度分配到后轮。作为变型，离合器可通过以与后轮相同的速度来旋转而设置在差速器中。
不同于摩擦离合器，爪式离合器在其闭合时不具有渐进性，需要提供具有小幅度的相当精确的对电机的转速调节来闭合爪式离合器，以便在使该离合器的两个元件的齿彼此接合之前，充分同步这两个元件的旋转速度，从而避免噪音、磨损以及拒绝接合的风险。
以上引用的现有技术的文献公开了一种用于联接电机的方法，通过考虑到传动链的减速比，该电机接收旋转转速设定值以同步爪式离合器的两个元件。
特别为了快速减少离合器的元件的相当大的速度差，对电机施加要求其最大扭矩的控制以快速达到设定转速，该最大扭矩可以是正的或负的。
然而，如果在爪式离合器错误闭合的同时对电机施加高扭矩控制，则该方法可能在控制系统发生故障的情况下引起问题。在由该电机驱动的车轮上获得扭矩峰值，该扭矩峰值使车辆加速或减速，该扭矩峰值通过使该车辆不稳定而对驾驶员及其随行人员来说可能是危险的。
一般该问题出现在混合动力车辆的电机中，该电机通过爪式离合器驱动前轮或后轮，该电机独立于热力发动机的传动装置连接到车轮，或者该电机通过该传动装置连接。
发明内容
本发明尤其旨在避免现有技术的这些问题。
为此，本发明提出了一种用于控制电机的控制策略，该电机通过爪式离合器系统连接到混合动力机动车辆的车轮，该车辆实施对电机的转速调节，该电机包括用于同步的转速设定值，该转速调节在一定幅度内调节该离合器的两个待连接元件的速度以准备闭合该离合器，该策略的特征在于，如果该离合器的两个元件的速度差小于速度阈值，并且如果对于该电机而言转速设定值和该电机的当前转速之间的差异大于转速阈值，则该策略发出对电机的禁止转速调节，该转速调节准备闭合爪式离合器。
该策略的优点在于，为了在爪式离合器已经闭合的情况下准备闭合，则该离合器的元件的速度差小于速度阈值。此外，如果转速设定值与当前转速之间的差距超过转速阈值，则该策略禁止对电机的需要高扭矩的转速调节以弥补这种差异，而这将构成对乘客及随行人员造成不适甚至是危险的错误。
另一方面，如果该转速设定值与当前转速接近到小于转速阈值，则该策略不阻止对电机的转速调节。在封闭的离合器发生故障的情况下，该转速差太小而不需要电机提供用于弥补该差值的高扭矩，所需要的低扭矩不会不适或危险。
相反地，在没有故障的情况下，为了进行包括例如在刚打开离合器之后闭合离合器的快速变化，速度差仍然小于速度阈值，然而转速设定值与当前转速接近到小于转速阈值。随后，不需要等到超过速度阈值来实施用于电机的转速调节方法，可以立刻开始该转速调节方法。
根据本发明的对电机的控制策略可进一步包括以下特征中的一个或多个，这些特征可以彼此组合。
有利地，在对电机禁止转速调节之后，该策略将电机置于确保安全的状态，该状态包括切断对电机的控制，或者控制该电机以在爪式离合器系统上提供零扭矩。
有利地，如果爪式离合器的两个元件的速度差大于速度阈值，或者如果转速设定值和当前转速之间的差异小于转速阈值，则该策略对电机允许转速调节。
有利地，考虑到将电机连接到该离合器的传动装置的减速比，该离合器的两个元件的速度差的速度阈值对应于300trs/mn的该电机的最大转速。
有利地，电机的转速设定值和该电机的当前转速之间的差异的转速阈值至多为300trs/mn。
本发明还涉及一种混合动力机动车辆，其配备有通过爪式离合器驱动车轮的电机，该混合动力机动车辆包括装置，其实现包括上述特征中的任一项的用于控制该电机的控制策略。
特别地，电机可驱动设置在该车辆的后部的车轮。
附图说明
通过参照附图阅读下文作为示例且非限制性给出的描述，将更好的理解本发明，并且其他特征和优点将更清楚地显现，在附图中：
-图1是示出了实现根据本发明的控制策略的混合动力车辆的设备的示意图，并且
-图2是示出运行控制策略的决策图，
具体实施方式
图1示出了具有旋转转速的车辆牵引电机2，该电机2通过第一传动装置4连接到爪式离合器6，该爪式离合器6包括上游元件，该上游元件在爪式离合器6闭合时连接到下游元件。爪式离合器6通过第二传动装置8连接到车辆的车轴的车轮10。
第一传动装置4可以：具有速度减速比，离合器6的第一元件以小于该转速的速度旋转；或者与电机2的轴直接连接，因此，离合器的第一元件以一定速度旋转，该速度是该电机的转速。
同样地，第二传动装置8可具有速度减速比，或者例如在爪式离合器6附接到驱动车辆后车轮的差速器的情况下，爪式离合器6与车轮10直接连接。
使用电子计算机的监控器12接收来自这些车轮的速度传感器的车轮速度的信息14和来自该电机的电机转速的信息16，该电子计算机执行对用于牵引车辆的电机2的控制。
然后，监控器12建立发送到电机2的需求，其包括转速设定值18、扭矩设定值20和电机2所需要进行的调节类型22。然后，电机2通过产生符合扭矩设定值20的扭矩而对这些需求作出响应，从而通过施加所需要的调节类型而达到符合转速设定值18的转速。
特别地，在准备闭合爪式离合器6时，扭矩设定值20允许电机2尽可能快速地达到电机2被要求的转速设定值18，以便通过第一传动装置4以安全接合可接受的幅度基本实现该离合器的元件的同步速度。
应注意到，在该操作期间，爪式离合器6的下游元件的速度基本保持稳定，在考虑到第二传动装置8的减速比的情况下，该下游元件的速度与车轮10的速度相关联。
图2示出了在需要闭合爪式离合器30的情况下的第一选择32，该第一选择32计算爪式离合器6的两个元件之间的速度差是否小于速度阈值SV。
与第一选择32并行地进行第二选择34，该第二选择32计算转速设定值18和电机2的当前转速16之间的差是否大于转速阈值SR。
随后，进行布尔相加运算40“ET”，如果两个选择32、34为正，则给出对电机2的转速调节禁止36，该转速调节准备闭合离合器6。
如果至少一个选择32、34为负，则存在对电机2进行转速调节的允许38，该电机2可以接收等于该电机的最大扭矩的扭矩设定值20。
在后一种情况中，由于爪式离合器6的两个元件的速度差大于速度阈值SV，因此确保该爪式离合器6是打开的。避免了在故障情况下的不适或危险。
此外，如果在速度差小于速度阈值SV的情况下离合器6刚刚打开，并且在转速设定值18和当前转速16之间的差值小于转速阈值SR的情况下需要立刻闭合该离合器，则由于该微小的速度差，因此，存在对电机2进行转速调节的允许38。
在保持闭合的离合器6发生故障的情况下，转速设定值18和当前转速16之间的微小差别不会导致显著的不适或危险。
有利地，离合器6的速度阈值SV以及转速阈值SR对应于电机2的至多300trs/mn。鉴于信息相移、间隙以及传动链的弹性，在离合器6闭合的情况下可以达到该最大值。
在检测到故障之后，可以使电机2处于安全状态40以确保车辆的安全，安全状态40尤其包括切断对电机2的命令，或者控制电机2以在爪式离合器6上提供零扭矩，该零扭矩伴随着该离合器的旋转速度的变化而不在离合器上施加应力。
通过仅需要改进混合动力牵引链的控制程序而不改变部件，提升了车辆整体安全的根据本发明的控制策略实施起来简单且经济。

Claims (7)

1.一种用于控制电机(2)的控制策略，所述电机通过爪式离合器系统(6)连接到混合动力机动车辆的车轮(10)，所述车辆实施对所述电机(2)的转速调节，所述电机包括用于同步的转速设定值(18)，所述转速调节在一定幅度内调节所述离合器(6)的两个待连接元件的速度以准备闭合所述离合器，其特征在于，如果所述离合器(6)的两个元件的速度差小于速度阈值(SV)，并且如果对于所述电机(2)而言所述转速设定值(18)和所述电机的当前转速(16)之间的差异大于转速阈值(SR)，则所述策略发出对所述电机(2)的禁止转速调节(36)，所述转速调节准备闭合所述爪式离合器(6)。
2.根据权利要求1所述的控制策略，其特征在于，在对所述电机(2)禁止转速调节(36)之后，所述策略将所述电机(2)置于确保安全的状态，所述状态包括切断对所述电机(2)的控制，或者控制所述电机(2)以在所述爪式离合器系统(6)上提供零扭矩。
3.根据权利要求1或2所述的控制策略，其特征在于，如果所述爪式离合器(6)的两个元件的所述速度差大于所述速度阈值(SV)，或者如果所述转速设定值(18)和所述当前转速(16)之间的差异小于所述转速阈值(SR)，则所述策略对所述电机(2)允许转速调节(38)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的控制策略，其特征在于，考虑到将所述电机(2)连接到所述离合器(6)的传动装置(4)的减速比，所述离合器(6)的两个元件的速度差的所述速度阈值(SV)对应于300trs/mn的所述电机(2)的最大转速。
5.根据前述权利要求中任一项所述的控制策略，其特征在于，所述电机(2)的转速设定值(18)和所述电机的当前转速(16)之间的差异的所述转速阈值(SR)至多为300trs/mn。
6.一种混合动力机动车辆，其配备有通过爪式离合器(6)驱动车轮(10)的电机(2)，其特征在于，所述混合动力机动车辆包括装置，其实现根据上述权利要求中任一项所述的用于控制所述电机(2)的控制策略。
7.根据权利要求6所述的机动车辆，其特征在于，所述电机(2)驱动位于所述车辆的后部处的车轮(10)。
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