CN115929814A - 在混合动力驱动系中用于控制分离离合器的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于控制布置在内燃机(3)和驱动轮(14)之间的混合动力模块(2)的借助液压单元操作的分离离合器(6)的方法，混合动力模块具有连接在分离离合器(6)之前以及连接在分离离合器(6)之后的电机(4、5)，其中用液压单元的工作压力运转的输出缸借助其输出缸活塞沿着通风路径完全地操作分离离合器(6)直至分离离合器(6)的接触点并且从此处形成摩擦力矩。为了缩短分离离合器(6)的闭合时间，在用于闭合分离离合器(6)的闭合信号之后首先借助输出缸活塞(115)设置接触点并且将分离离合器(6)保持在此处，直至在电机(4、5)之间形成转速平衡。

Description

在混合动力驱动系中用于控制分离离合器的方法
技术领域
本发明涉及用于控制布置在内燃机和驱动轮之间的混合动力模块的借助液压单元操作的分离离合器的方法，混合动力模块具有连接在分离离合器之前以及连接在分离离合器之后的电机，其中用液压单元的工作压力运转的输出缸借助输出缸活塞沿着通风路径完全地操作分离离合器直至分离离合器的接触点并且从此处形成摩擦力矩。在驱动系中分离离合器用于能控制地例如在内燃机和驱动轮之间传输扭矩。在这种类型的具有液压模块的混合动力驱动系中分离离合器用于使与内燃机直接连接的电机和通过分离离合器分开并且能连接的电机连接。
背景技术
这种类型的具有布置在两个电机之间的分离离合器的混合动力驱动系由文献DE2019 122 170A1和WO2021/073681A1已知。在输出上一级行驶策略的闭合信号之后借助用于控制分离离合器的方法，通过提高液压单元的工作压力闭合分离离合器。
发明内容
本发明的目的是改进用于控制这种类型的驱动系的分离离合器的方法。本发明的目的尤其是提出用于控制分离离合器的方法，该分离离合器能够加速地闭合分离离合器。
该目的通过权利要求1的对象实现。权利要求1的从属权利要求再现权利要求1的对象的有利的实施方式。
提出的方法用于控制机动车的混合动力驱动系的混合动力模块的分离离合器。混合动力模块例如布置在内燃机和差速器之间，差速器具有驱动轴和驱动轮。混合动力模块包括第一电机和第二电机以及布置在电机之间的分离离合器。第一电机例如用作发电机并且例如通过内燃机驱动以产生电能，电能存储在电池中并且用电能使得第二电机运转以驱动机动车。自特定的速度、例如50km/h开始，为了提高机动车的驱动器的效率，可使分离离合器闭合并且使机动车以混合动力方式运转。
例如借助液压单元操作分离离合器，液压单元具有液压的电气式驱动的泵。电机和液压单元通过一个或多个控制单元控制。液压单元包括例如压力管路，在压力管路中借助泵设置预设的工作压力。借助压力传感器检测工作压力。
借助输出缸操作分离离合器。在此，例如输出缸活塞使操作构件、例如分离离合器的杠杆弹簧沿轴向借助联接在中间的操作机构克服用于在分离离合器打开时使输出缸活塞复位的复位弹簧的作用移动。操作机构必要时包括转动平衡件，例如操作支承件。借助通过控制单元控制的切换阀控制输出缸，切换阀在压力管路中布置在输出缸和泵之间。在切换阀打开时输出缸的输出缸活塞在预设的工作压力下移动并且闭合分离离合器。
借助止回阀可保持压力管路中的工作压力，由此切断泵或可使用其他方式。例如泵可构造成双向泵，其中沿泵的转动方向设置压力管路中的工作压力并且沿另一转动方向在压力介质管路中提供用于冷却和/或润滑至少一个驱动系部件的流体流。
如果分离离合器打开，输出缸和无压力的油底壳之间的排气阀被打开并且工作压力卸载。由于泄漏输出缸处或压力管路中的工作压力减小。如果低于工作压力的预设的压力最小值，泵开始重新泵送过程直至预设的压力最大值。
例如混合动力模块可包括驻车锁，借助布置在压力管路中的切换阀和连接在其后的操作驻车锁的输出缸操作驻车锁。
为了相对于根据闭合信号和电机的同步转动的转子完全地操作输出缸活塞加速分离离合器的闭合，根据机动车的上一级策略的用于闭合分离离合器的闭合信号首先将输出缸活塞移动到接触点并且保持在此处，直至在电机之间形成转速一致性，即电机具有同步的转速，以便例如至少减小舒适性损失、磨损等。
为了检测电机的同步性，在输出闭合信号之后评估电机的转子的通常进行检测的转速并且相互比较。在此，在转速差处于预设的转速差范围内时，完全地、即从接触点直至经由分离离合器传递最大扭矩的操作位置地操作分离离合器。转速差范围可为固定的、可设置的或例如可根据液压单元、混合动力驱动系和/或机动车的运行状态通过分离离合器的控制单元适配的。
输出缸处的工作压力可借助电气运行的泵提供并且借助布置在泵和输出缸之间的切换阀和布置在输出缸和无压力的油底壳之间的排气阀控制。
分离离合器是所谓的压紧式离合器，在其中在分离离合器处克服杠杆弹簧的作用在输出缸活塞的操作路径增加的情况下建立在湿式运转的衬片或干式运转的摩擦离合器的摩擦衬垫之间的摩擦连接并且传递待传递的扭矩，该扭矩呈通过摩擦连接产生的摩擦力矩的形式。为了闭合分离离合器使排气阀关闭并且经由完全或部分闭合的切换阀设置对于输出缸活塞的相应移位相应的工作压力。为了打开分离离合器使排气阀完全打开。
为了在第一阶段中在输出闭合信号之后输出缸活塞仅运动直至出现接触点，在排气阀关闭时关闭切换阀，使得在输出缸处出现与接触点相应的接触点压力。
在另一方法中例如可通过以下方式产生接触点，即随时间评估工作压力并且在分离离合器闭合过程期间将由于复位弹簧和杠杆弹簧的不同弹簧常量产生的工作压力折点确定为接触点。
例如在输出关闭信号之后克服基本上直至接触点起作用的复位弹簧的作用并且在接触点设置的摩擦力矩下建立电机同步性之后直至分离离合器完全闭合克服杠杆弹簧的作用设置工作压力。
在达到转速差范围时，通过完全地打开切换阀或通过保持止回阀，使工作压力从接触点压力提高到最大的工作压力。在替代的控制实施方式中，排气阀可用于控制工作压力，方式是始终完全地打开或闭合切换阀或止回阀使得压力管路相对于泵密封并且排气阀通过部分地或完全地关闭、即通过部分地打开设置接触点压力或在完全闭合的状态中设置最大的工作压力。
接触点压力的设置优选在唯一的压力级中进行，以实现快速设置。在分离离合器完全闭合的情况下工作压力从接触点压力直至最大的工作压力可优选地同样连续地提高或例如为了防止或至少减少突然关闭分离离合器以及可能伴随的舒适性损失而逐步地或坡状地提高。
附图说明
根据在图1至图5中示出的实施例详细描述本发明。其中示出：
图1示出了示意性所示的混合动力驱动系，
图2示出了用于使图1的混合动力驱动系的分离离合器运转的液压单元，
图3示出了图1和图2的分离离合器的闭合过程期间输出缸的工作压力随时间的图表，
图4示出了用于表示图1和图2的分离离合器根据提出的方法的闭合过程的图表，以及
图5示出了用于控制图1和图2的分离离合器的闭合过程的流程图。
具体实施方式
图1示出了用于机动车的混合动力驱动系1的示意图。内燃机3与混合动力模块2不可相对转动地连接，混合动力模块具有两个电机4、5和布置在电机之间的分离离合器6。内燃机3的曲轴7和第一电机4的转子8借助输入轴9不可相对转动地与分离离合器6的输入部件10连接，借助图2所示的液压单元100自动操作该分离离合器6。分离离合器6的输出部件11借助输出轴12与第二电机5的转子13连接。
如果分离离合器6完全地、即无打滑地闭合，输入轴9的转速等于输出轴12的转速，并且必要时经由一传动级和一差速器将能传递的最大接合力矩传递到驱动轮14上。
为了借助电机5支持混合动力驱动系1的唯一驱动可使分离离合器6闭合并借此接通电机4和内燃机3。通过检测并且评估使分离离合器闭合的离合器输出缸的压力变化过程，在分离离合器6的打开过程期间获得分离离合器6的接触点。由上一级行驶策略输出的用于闭合分离离合器6的闭合信号开始，使分离离合器直至其接触点闭合并且保持在此处。一旦转子8、13的转速处于转速差范围内，分离离合器6被完全闭合。
参考图1，图2示出了用于液压地操作分离离合器6、驻车锁101并且用于冷却和/或润滑混合动力驱动系1的构件、例如湿式运转的分离离合器6的液压单元100的液压规划。液压单元100的泵104双向地工作，使得在压力管路108中沿泵104的转动方向构建工作压力p并且沿另一转动方向在压力介质管路107中提供用于润滑和/或冷却的压力介质。
借助切换阀102交替地操作分离离合器6和驻车锁101。在接通切换阀102的情况下分离离合器6借助排气阀103与泵104连接或与无压力的油底壳105连接。
在相应地接通切换阀102和排气阀103的情况下通过电动机106驱动的泵104在压力管路108中建立预设的工作压力p，通过相应地控制电动机106借助控制单元109设定该工作压力并且通过压力传感器110检测。在泵104和压力管路108之间布置止回阀112，使得在达到工作压力p时断开泵104或使泵沿另一转动方向运转以供给压缩介质管路107。如果在泄漏的情况下工作压力下降到预设值以下，再次沿另一转动方向接通泵104并且建立工作压力p。
借助在压力管路108中的工作压力p加载分离离合器6的输出缸111，操作分离离合器6并且传递与工作压力p相关的接合力矩。在分离离合器6完全闭合的情况下，分离离合器传递能传递的最大接合力矩。由于存在的工作压力p使得输出缸活塞115轴向地移动并且使复位弹簧113和杠杆弹簧114预紧以闭合分离离合器6。杠杆弹簧114通过其例如沿轴向预紧湿式运转的分离离合器6的在输入侧和输出侧交替叠装的衬片而设置分离离合器6的摩擦连接。
为了使输出缸活塞115从工作压力p＝0移动到最大的工作压力的操作路径Δs包括接触点压力，其中在接触点杠杆弹簧114完全地松弛，由此分离离合器6恰好不再传递接合力矩。在接触点处复位弹簧113还可部分地预紧。
如果在排气阀103打开时上一级行驶策略输出闭合信号，则闭合排气阀并且借助切换阀102在压力管路108中设置接触点压力，该接触点压力用于借助输出缸活塞115沿着操作路径Δs的相应移动设定分离离合器6的接触点。一旦电动机4、5(图1)同步，完全地打开切换阀102并且设置最大的工作压力p(max)(图4)以及完全地闭合分离离合器6。
参考图2，图3示出了在分离离合器6的关闭过程期间工作压力p随时间t的图表200。由于开始需要充满输出缸111以及跨接分离离合器6的通风路径，在发出闭合信号的时间点t0直至在时间点t0在接触点压力p(t)下达到接触点之间的第一阶段Δt1比从时间点t1直至在时间点t2在最大的工作压力p(max)下达到分离离合器6完全闭合的第二阶段Δt2持续更长时间。
为了缩短分离离合器6在两个时间点t0、t2之间的闭合持续时间，在电机4、5还未或至少还未充分转速同步的情况下(图1)自时间点t0开始输出缸111的输出缸活塞115就已经移动直至接触点，由此节省第一阶段Δt1的时间并且在电机4、5达到同步时仅需要第二阶段Δt2的时间用于完全闭合分离离合器6，由此可缩短分离离合器6的闭合过程的整个持续时间。
图4根据具有两个彼此叠置的子图表I、II的图表300示出了图1和图2的分离离合器6基于图1的电机4、5的同步的闭合过程。子图表I在此示出了图2的压力管路108的工作压力p以及图2的输出缸111处的工作压力p随时间t的变化。子图表II示出了具有图1的电机4、5的转子8、13的转速n1、n2的转速n随时间的变化。
在时间点t0输出用于闭合分离离合器6的闭合信号。同时使电机4加速并且建立工作压力p从基本为零的起始压力p(0)直至接触点压力p(t)。在时间点t1已经建立该工作压力，而电机4、5还未完全同步。因此分离离合器6直至时间点t2保持与接触点相应的接触点压力p(t)，直至电机4、5在时间点t2同步，即处于预设的转动差范围内。自时间点t2开始将工作压力p提高到最大的工作压力p(max)，因此分离离合器6完全闭合。
参考前述附图，图5示出了具有例如在控制单元109中实施的用于执行分离离合器6闭合的方法的流程401的过程图。在方框402中启动流程401，在方框403中进行初始化，即例如删除寄存器并且必要时提供转移数据。
在分支404中询问，分离离合器6是否应闭合。如果是这种情况，在方框405中关闭排气阀103。在方框406中将工作压力p设置到接触点压力p(t)。
在分支407中询问，电机4、5的转子8、13的转速n1、n2的差是否处于预设的、可预设的或适配的转速差范围内。如果不是这种情况则保持该接触点压力p(t)。如果差处于转速差范围内，在方框408中将工作压力从接触点压力p(t)提高到最大的工作压力p(max)并且使分离离合器完全闭合。
附图标记列表
1     混合动力驱动系
2     混合动力模块
3     内燃机
4     电机
5     电机
6     分离离合器
7     曲轴
8     转子
9     输入轴
10    输入部件
11    输出部件
12    输出轴
13    转子
14    驱动轮
100   液压单元
101   驻车锁
102   切换阀
103   排气阀
104   泵
105   油底壳
106   电动机
107   压力介质管路
108   压力管路
109   控制单元
110   压力传感器
111   输出缸
112   止回阀
113   复位弹簧
114   杠杆弹簧
115   输出缸活塞
200   图表
300   图表
400   过程图
401   流程
402   方框
403   方框
404   分支
405   方框
406   方框
407   分支
408   方框
I     子图表
II    子图表
n     转速
n1    转速
n2    转速
p     工作压力
p(0)  起始压力
p(max)最大的工作压力
p(t)  接触点压力
t     时间
t0    时间点
t1    时间点
t2    时间点
Δs   操作路径
Δt1  阶段
Δt2  阶段

Claims (10)

1.用于控制布置在内燃机(3)和驱动轮(14)之间的混合动力模块(2)的分离离合器(6)的方法，借助液压单元(100)操作所述分离离合器(6)，所述混合动力模块具有连接在所述分离离合器(6)之前以及连接在所述分离离合器(6)之后的电机(4、5)，其中，用所述液压单元(100)的工作压力(p)运转的输出缸(111)借助所述输出缸(111)的输出缸活塞(115)沿着通风路径完全地操作所述分离离合器(6)直至所述分离离合器(6)的接触点并且从此处开始形成摩擦力矩，其特征在于，在收到用于闭合所述分离离合器(6)的闭合信号之后，首先借助所述输出缸活塞(115)调整所述接触点并且将所述分离离合器(6)保持在此处，直至在所述电机(4、5)之间形成转速平衡。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，评估所述电机(4、5)的转速(n1、n2)并且相互比较，其中，在所述转速(n1、n2)的差处于预设的转速差范围内时，完全地操作所述分离离合器(6)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，借助电气运行的泵(104)提供所述工作压力(p)，并且借助布置在所述泵(104)和所述输出缸(111)之间的切换阀(102)和布置在所述输出缸(111)和无压力的油底壳(105)之间的排气阀(103)控制所述工作压力(p)。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述分离离合器(6)闭合时，借助布置在所述泵(104)和所述输出缸(111)之间的止回阀(112)保持所述工作压力(p)，并且必要时在所述工作压力(p)由于泄漏下降到预设值以下之后，借助对所述泵(104)进行重新泵送来重新调整所述工作压力(p)。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，为了打开所述分离离合器，打开所述排气阀(103)。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，其特征在于，在已经打开所述分离离合器(6)的情况下，为了闭合所述分离离合器(6)，闭合所述排气阀。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述排气阀(103)闭合时，在输出闭合信号之后闭合所述切换阀(102)，使得在所述输出缸(111)上调整与接触点相应的接触点压力(p(t))，直至在所述电机(4、5)之间形成转速平衡。
8.根据权利要求3至7中任一项所述的方法，其特征在于，克服所述输出缸活塞(115)的基本上直至接触点起作用的复位弹簧(113)的作用并且在形成摩擦力矩的情况下直至所述分离离合器(6)完全闭合克服杠杆弹簧(114)的作用调整所述工作压力(p)。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，在达到转速差范围时，通过完全地打开所述切换阀(102)，使所述工作压力(p)从所述接触点压力(p(t))提高到最大的工作压力(p(max))。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，连续地、逐步地或坡状地提高所述工作压力(p)。
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