專(zhuān)利名稱(chēng)：在并聯(lián)的混合動(dòng)力車(chē)輛中在混合動(dòng)力運(yùn)行的情況下執(zhí)行按負(fù)載換擋的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1的前序部分所述的在并聯(lián)的混合動(dòng)力車(chē)輛中在混
合動(dòng)力運(yùn)行的情況下執(zhí)行按負(fù)載換擋的方法。
背景技術(shù)：
由現(xiàn)有技術(shù)已知混合動(dòng)力車(chē)輛，它們包括混合動(dòng)力變速器(Hybridgetriebe)。它 們除了內(nèi)燃機(jī)之外包括至少一個(gè)電動(dòng)機(jī)或電機(jī)。在串聯(lián)的混合動(dòng)力車(chē)輛中，由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng) 發(fā)電機(jī)，該發(fā)電機(jī)向驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的電動(dòng)機(jī)供給電能。另外已知并聯(lián)的混合動(dòng)力車(chē)輛，其中實(shí)現(xiàn) 內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)矩和至少一個(gè)可與內(nèi)燃機(jī)連接的電機(jī)的轉(zhuǎn)矩的相力B。在此電機(jī)可以與帶傳動(dòng)裝 置或內(nèi)燃機(jī)曲軸連接。由內(nèi)燃機(jī)和/或所述至少一個(gè)電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩通過(guò)下游的變速器傳 遞到被驅(qū)動(dòng)的軸上。 例如在DE 102006019679A1的范圍內(nèi)公開(kāi)一種傳動(dòng)系，包括可電調(diào)節(jié)的混合動(dòng)力 變速器和電液的控制系統(tǒng)、多個(gè)電功率單元和多個(gè)轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)。在此轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)可以 通過(guò)電液的控制系統(tǒng)有選擇地啟用，以便提供四個(gè)前進(jìn)擋、一個(gè)空擋狀態(tài)、一個(gè)帶有低轉(zhuǎn)速 和高轉(zhuǎn)速的電運(yùn)行方式、一個(gè)帶有低轉(zhuǎn)速和高轉(zhuǎn)速的可電調(diào)節(jié)的運(yùn)行方式以及一個(gè)山地停 車(chē)運(yùn)行方式。 由DE 102005057607B3已知一種用于車(chē)輛的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，至少包括一個(gè)主 發(fā)動(dòng)機(jī)尤其是內(nèi)燃機(jī)、一個(gè)發(fā)電機(jī)、一個(gè)電動(dòng)機(jī)和一個(gè)行星齒輪變速器，該行星齒輪變速器 具有一個(gè)太陽(yáng)輪、一個(gè)空心輪、一個(gè)行星齒輪架以及多個(gè)行星輪，并且包含至少一個(gè)輸出 軸。在此設(shè)定，對(duì)于車(chē)輛的第一行駛范圍，為了轉(zhuǎn)矩相加，主發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸耦聯(lián) 到行星齒輪變速器的太陽(yáng)輪上，而對(duì)于另一行駛范圍，兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)之一可以為了轉(zhuǎn)速的機(jī) 械相加而按照疊加原理力鎖合地耦聯(lián)到行星齒輪變速器的空心輪上。 在按現(xiàn)有技術(shù)執(zhí)行的按負(fù)載換擋中，對(duì)于同步到新?lián)跎纤璧陌l(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速適配借 助于參與的換擋元件和發(fā)動(dòng)機(jī)力矩干預(yù)實(shí)現(xiàn)。 例如在拉動(dòng)式升擋(Zug-Hochschaltung)中，首先提高正在接通的換擋元件的傳 遞能力以便承接負(fù)載，同時(shí)降低正在切斷的換擋元件的傳遞能力，在通過(guò)正在接通的換擋 元件實(shí)現(xiàn)負(fù)載承接之后，借助于換擋元件和發(fā)動(dòng)機(jī)力矩干預(yù)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速適配。在混合動(dòng)力車(chē) 輛的混合動(dòng)力運(yùn)行中按負(fù)載換擋時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)由內(nèi)燃機(jī)和電機(jī)構(gòu)成。接著，正在切斷的換擋元 件被完全打開(kāi)并且正在接通的換擋元件被完全閉合。 按現(xiàn)有技術(shù)，電機(jī)在這種按負(fù)載換擋的情況下在換擋期間按行駛額定力矩的規(guī)定 保持被控制力矩，并且在換擋過(guò)程控制方面實(shí)現(xiàn)力矩干預(yù)，所述力矩干預(yù)分配到內(nèi)燃機(jī)和 電機(jī)上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種在并聯(lián)的混合動(dòng)力車(chē)輛中在混合動(dòng)力運(yùn)行的情況下執(zhí)行按負(fù)載換擋的方法，通過(guò)執(zhí)行該方法縮短換擋時(shí)間，提高換擋舒適性。 所述目的通過(guò)權(quán)利要求1的特征達(dá)到。本發(fā)明的其它實(shí)施形式和優(yōu)點(diǎn)由從屬權(quán)利
要求給出。 因此建議，對(duì)于同步到新?lián)跛璧碾姍C(jī)和內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速適配通過(guò)電機(jī)在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié) 模式中的轉(zhuǎn)速適配執(zhí)行，其中電機(jī)按轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的方式被引導(dǎo)到新?lián)醯哪繕?biāo)轉(zhuǎn)速或連接轉(zhuǎn)速 (同步轉(zhuǎn)速)，使得正在接通的換擋元件被同步。因?yàn)殡姍C(jī)與內(nèi)燃機(jī)耦聯(lián)，通過(guò)本發(fā)明的電 機(jī)在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模式中的轉(zhuǎn)速適配也適配內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速。 按本發(fā)明，僅在電機(jī)不能施加足夠的力矩時(shí)，才在內(nèi)燃機(jī)上執(zhí)行力矩干預(yù)，以便實(shí) 現(xiàn)期望的轉(zhuǎn)速變化或額定轉(zhuǎn)速曲線。 按本發(fā)明，轉(zhuǎn)速曲線這樣構(gòu)成，使得電機(jī)的轉(zhuǎn)速以小的梯度進(jìn)入目標(biāo)轉(zhuǎn)速。換擋元
件和內(nèi)燃機(jī)的朝電機(jī)作用的力矩按有利的方式用作為電機(jī)上的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的預(yù)控制。 在該轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段，在換擋元件上的力矩確定輸出力矩，因?yàn)楦鲹Q擋元件處于打
滑中并且跟蹤行駛額定力矩。 如果電機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到正在接通的擋的目標(biāo)轉(zhuǎn)速或同步轉(zhuǎn)速，那么電機(jī)又轉(zhuǎn)移到力 矩調(diào)節(jié)模式并且正在接通的換擋元件被完全閉合。在結(jié)束按負(fù)載換擋之后，內(nèi)燃機(jī)和電機(jī) 通過(guò)新的傳動(dòng)擋與變速器輸出端耦聯(lián)。 通過(guò)本發(fā)明的構(gòu)思，縮短換擋時(shí)間，因?yàn)殡姍C(jī)能被精確和動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。另外， 通過(guò)電機(jī)的轉(zhuǎn)速柔和地進(jìn)入新?lián)醯哪繕?biāo)轉(zhuǎn)速或同步轉(zhuǎn)速，保證特別高的換擋舒適性，因?yàn)?通過(guò)各發(fā)動(dòng)機(jī)的慣性矩引起的內(nèi)燃機(jī)和電機(jī)的動(dòng)態(tài)力矩的變化在正在接通的換擋元件進(jìn) 入附著的時(shí)刻僅經(jīng)歷小的變化。本發(fā)明方法的其它優(yōu)點(diǎn)在于，與按現(xiàn)有技術(shù)的通過(guò)力矩干 預(yù)的按負(fù)載換擋相比，按負(fù)載換擋的過(guò)程可以更簡(jiǎn)單地轉(zhuǎn)化和協(xié)調(diào)。


下面借助于附圖示例地詳細(xì)解釋本發(fā)明。其中 圖1顯示并聯(lián)的混合動(dòng)力車(chē)輛的傳動(dòng)系的示例的示意的簡(jiǎn)化視圖； 圖2顯示在本發(fā)明的拉動(dòng)式升擋時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速走向的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
參考圖1，并聯(lián)的混合動(dòng)力車(chē)輛的傳動(dòng)系包括一個(gè)內(nèi)燃機(jī)1和至少一個(gè)電機(jī)2，它 們?cè)谠擁樞蛑星昂筮B接，其中內(nèi)燃機(jī)1可以通過(guò)打開(kāi)離合器K1與電機(jī)2并從而與傳動(dòng)系脫 開(kāi)耦聯(lián)。為了執(zhí)行在此介紹的方法，離合器K1閉合，因此兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)相互耦聯(lián)，使得兩個(gè)發(fā) 動(dòng)機(jī)1、2的力矩相加。 在電機(jī)2之后的動(dòng)力流方向中設(shè)置負(fù)載控制變速器3，其在所示的示例的簡(jiǎn)化的
描述本發(fā)明方法的視圖中包括一個(gè)用于需要新掛上的擋的正在接通的離合器K,和一個(gè)用
于舊擋的正在切斷的離合器K,日，每個(gè)離合器或每個(gè)擋配設(shè)帶有傳動(dòng)比i,或i,日的傳動(dòng)級(jí)。
在圖1中，負(fù)載控制變速器3的輸出端設(shè)有標(biāo)記4。 下面借助于從i,日到ia的拉動(dòng)式升擋描述本發(fā)明的方法。 按本發(fā)明，如傳統(tǒng)的換擋一樣開(kāi)始換擋，首先提高正在接通的離合器K^的傳遞能 力以便承接負(fù)載，同時(shí)降低正在切斷的離合器K,日的傳遞能力。在通過(guò)離合器K，實(shí)現(xiàn)負(fù)載承接之后，將電機(jī)2由力矩引導(dǎo)模式轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模式并且在該轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模式中進(jìn)行電
機(jī)2的轉(zhuǎn)速適配，并從而也進(jìn)行與電機(jī)2耦聯(lián)的內(nèi)燃機(jī)1的轉(zhuǎn)速適配，其中電機(jī)以轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)
的方式引導(dǎo)到新?lián)醯哪繕?biāo)轉(zhuǎn)速或同步轉(zhuǎn)速，同時(shí)將正在切斷的換擋元件K,日完全打開(kāi)。 在有利的方式中，在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模式中對(duì)電機(jī)2的轉(zhuǎn)速適配時(shí)的轉(zhuǎn)速曲線這樣構(gòu)
成，使得該轉(zhuǎn)速以小的梯度進(jìn)入到新?lián)醯哪繕?biāo)轉(zhuǎn)速或連接轉(zhuǎn)速，其中離合器K,日、K^勺朝電
機(jī)2作用的力矩用作為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的預(yù)控制。電機(jī)2的額定轉(zhuǎn)速n_EM作為時(shí)間t的函數(shù)的
示例曲線描述于圖2中。在此n,日g表示在已掛上的舊擋時(shí)(也就是說(shuō)在離合器K,日閉合時(shí))
的電機(jī)2的轉(zhuǎn)速，r^g表示在需要執(zhí)行的按負(fù)載換擋時(shí)新?lián)醯耐睫D(zhuǎn)速。 如果接著轉(zhuǎn)速達(dá)到同步轉(zhuǎn)速n 3，那么電機(jī)2轉(zhuǎn)移到力矩調(diào)節(jié)的模式并且離合器
K^完全閉合，使得內(nèi)燃機(jī)和電機(jī)2通過(guò)新的傳動(dòng)擋與變速器輸出端耦聯(lián)。 在拉動(dòng)式降擋(Zug-Rilckschaltung)時(shí)，首先降低正在切斷的離合器K,日的傳遞能
力，一旦在離合器K,日上識(shí)別到打滑，將電機(jī)2由力矩引導(dǎo)的模式轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模式。接
著將電機(jī)2的轉(zhuǎn)速一直提高到大于正在接通的離合器I^上的同步轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速，因?yàn)樵陔x合
器K新上正的轉(zhuǎn)速差是必要的，因此該離合器可傳遞拉動(dòng)力矩(Zug-Moment)。 在下一步驟中，將正在接通的離合器K，的傳遞能力提高并且將正在切斷的離合
器K,日的傳遞能力進(jìn)一步降低，使得實(shí)現(xiàn)通過(guò)K，的連續(xù)的負(fù)載承接。在通過(guò)正在接通的離
合器K^實(shí)現(xiàn)負(fù)載承接之后，將正在切斷的離合器K,日完全打開(kāi)并且將電機(jī)的轉(zhuǎn)速引導(dǎo)到正
在接通的離合器K,上的同步轉(zhuǎn)速。在達(dá)到同步轉(zhuǎn)速時(shí)，電機(jī)又轉(zhuǎn)移到力矩調(diào)節(jié)模式并且正
在接通的離合器K，被完全閉合。 對(duì)于推動(dòng)式降擋(Schub-Rilckschaltung)的情況，首先提高正在接通的離合器K新 的傳遞能力，同時(shí)降低正在切斷的離合器K,日的傳遞能力。在通過(guò)1( 承接負(fù)載之后，將電機(jī) 從力矩引導(dǎo)的模式轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模式并且將正在切斷的離合器K,日完全打開(kāi)。接著電機(jī) 以轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的方式被引導(dǎo)到同步轉(zhuǎn)速，優(yōu)選轉(zhuǎn)速以小的梯度進(jìn)入目標(biāo)轉(zhuǎn)速。如果達(dá)到同步 轉(zhuǎn)速，電機(jī)又轉(zhuǎn)移到力矩調(diào)節(jié)的模式并且將正在接通的離合器K^完全閉合。
推動(dòng)式升擋(Schub-Hochschaltung)和拉動(dòng)式降擋在原則的過(guò)程中是類(lèi)似的，區(qū) 別在于，轉(zhuǎn)矩的符號(hào)是不同的并且轉(zhuǎn)速曲線朝相反的方向變化。因此在推動(dòng)式升擋時(shí)，首先 連續(xù)降低正在切斷的離合器K,日的傳遞能力，一旦在離合器K,日上識(shí)別到打滑，電機(jī)從力矩引 導(dǎo)的模式轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模式，在該轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模式中轉(zhuǎn)速一直降低到低于正在接通的換擋 元件K，上的同步轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速，因?yàn)橐筘?fù)的轉(zhuǎn)速差，因此正在接通的換擋元件可以傳遞力 矩。接著，將正在接通的換擋元件K，的傳遞能力提高并且將正在切斷的換擋元件K,日的傳 遞能力降低，使得通過(guò)離合器K 實(shí)現(xiàn)連續(xù)的負(fù)載承接。 在通過(guò)正在接通的離合器K，實(shí)現(xiàn)負(fù)載承接時(shí)，將正在切斷的離合器K,日完全打開(kāi) 并且將電機(jī)的轉(zhuǎn)速在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模式中引導(dǎo)到正在接通的離合器K,上的同步轉(zhuǎn)速。在達(dá)到 同步轉(zhuǎn)速時(shí)，電機(jī)又轉(zhuǎn)移到力矩調(diào)節(jié)的模式并且將正在接通的離合器K，完全閉合。
因?yàn)榘幢景l(fā)明的方法在內(nèi)燃機(jī)上通常不進(jìn)行動(dòng)態(tài)干預(yù)，所以按有利的方式產(chǎn)生較 少的廢氣排放。另外在升擋時(shí)，內(nèi)燃機(jī)和電機(jī)的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的通過(guò)降低轉(zhuǎn)速而釋放的動(dòng)能可 通過(guò)電機(jī)的發(fā)電操作而回收。
附圖標(biāo)記列表
1 內(nèi)燃機(jī)
5CN 101772443 A說(shuō)2電機(jī)3負(fù)載控制變速器4負(fù)載控制變速器的輸出端Kl宦A哭 問(wèn)n琉K新宦A哭 問(wèn)n琉K舊合為n_EM電機(jī)的轉(zhuǎn)速n舊擋在掛上舊擋時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速n新?lián)跣聯(lián)醯耐睫D(zhuǎn)速i舊傳動(dòng)比i新傳動(dòng)比
權(quán)利要求
在并聯(lián)的混合動(dòng)力車(chē)輛中在混合動(dòng)力運(yùn)行的情況下執(zhí)行按負(fù)載換擋的方法，其特征在于在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模式中執(zhí)行內(nèi)燃機(jī)(1)和電機(jī)(2)的對(duì)于同步到新?lián)跛璧霓D(zhuǎn)速適配。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的執(zhí)行按負(fù)載換擋的方法，其特征在于轉(zhuǎn)速曲線構(gòu)成得使電機(jī)的轉(zhuǎn)速(n_EM)以小的梯度進(jìn)入目標(biāo)轉(zhuǎn)速(n,)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的執(zhí)行按負(fù)載換擋的方法，其特征在于各換擋元件(K1B、 Ka)和內(nèi)燃機(jī)(1)的朝電機(jī)(2)作用的力矩用作為電機(jī)(2)上的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的預(yù)控制。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的執(zhí)行按負(fù)載換擋的方法，其特征在于在電機(jī)(2)的 轉(zhuǎn)速(n_EM)達(dá)到正在接通的擋的目標(biāo)轉(zhuǎn)速或同步轉(zhuǎn)速(nW3)時(shí)，將電機(jī)(2)轉(zhuǎn)移到力矩 調(diào)節(jié)模式并且將正在接通的換擋元件(Ka)完全閉合。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的執(zhí)行按負(fù)載換擋的方法，其特征在于僅在電機(jī) (2)，才在內(nèi)燃機(jī)(1)上執(zhí)行力矩干預(yù)并且將電機(jī)(2)的轉(zhuǎn)速引導(dǎo)到正在接通的換擋元件(Ka)上的同步轉(zhuǎn)速。
6.
7.
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的執(zhí)行按負(fù)載換擋的方法，其特征在于對(duì)于推動(dòng) 式降擋的情況，提高正在接通的換擋元件(Ka)的傳遞能力，同時(shí)降低正在切斷的離合器(K 10)的傳遞能力，在通過(guò)正在接通的換擋元件(Ka)承接負(fù)載之后，將電機(jī)(2)從力矩引導(dǎo)的 模式轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模式并且將正在切斷的換擋元件(K1B)完全打開(kāi)，接著將電機(jī)(2)以 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的方式引導(dǎo)到同步轉(zhuǎn)速，同時(shí)將正在切斷的換擋元件(K1B)完全打開(kāi)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的執(zhí)行按負(fù)載換擋的方法，其特征在于對(duì)于推動(dòng) 式升擋的情況，首先連續(xù)降低正在切斷的換擋元件(K1B)的傳遞能力，一旦在正在切斷的換 擋元件(K1B)上識(shí)別到打滑，將電機(jī)(2)從力矩引導(dǎo)的模式轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模式，在該轉(zhuǎn)速 調(diào)節(jié)模式中轉(zhuǎn)速一直降低到低于正在接通的換擋元件(Ka)上的同步轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速，接著將 正在接通的換擋元件(Ka)的傳遞能力提高并且將正在切斷的換擋元件(K1B)的傳遞能力 降低，使得通過(guò)(Ka)實(shí)現(xiàn)連續(xù)的負(fù)載承接，在通過(guò)正在接通的換擋元件(Ka)實(shí)現(xiàn)負(fù)載承 接時(shí)，將正在切斷的換擋元件(K1B)完全打開(kāi)并且將電機(jī)(2)的轉(zhuǎn)速在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模式中引 導(dǎo)到正在接通的換擋元件(Ke)上的同步轉(zhuǎn)速。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在并聯(lián)的混合動(dòng)力車(chē)輛中在混合動(dòng)力運(yùn)行的情況下執(zhí)行按負(fù)載換擋的方法，在該方法的范圍內(nèi)，在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模式中執(zhí)行內(nèi)燃機(jī)和電機(jī)的對(duì)于同步到新?lián)跛璧霓D(zhuǎn)速適配。
文檔編號(hào)B60W30/18GK101772443SQ200880101673
公開(kāi)日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2008年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月16日
發(fā)明者J·卡爾滕巴赫, S·瓦爾納 申請(qǐng)人:腓特烈斯港齒輪工廠股份公司