專利名稱：用于控制混合驅(qū)動(dòng)裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1前序部分所述的用于控制汽車的混 合驅(qū)動(dòng)裝置的方法。
背景技術(shù)：
所述類型的混合驅(qū)動(dòng)裝置包括至少一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)、至少一臺(tái)電機(jī)和 各至少一個(gè)布置在所述內(nèi)燃機(jī)和電機(jī)之間以及在所述電機(jī)和汽車的連 接著的傳動(dòng)系之間的離合器。在汽車領(lǐng)域中既有的驅(qū)動(dòng)方案的關(guān)于能 耗優(yōu)化、降低排放及改進(jìn)主觀的駕駛感受方面的進(jìn)一步改進(jìn)的范圍內(nèi)， 混合驅(qū)動(dòng)裝置越來越重要。這些混合驅(qū)動(dòng)裝置除了內(nèi)燃機(jī)之外還擁有 至少一種另外的驅(qū)動(dòng)源，該驅(qū)動(dòng)源不是用化石的燃料來運(yùn)行。通過合 適的運(yùn)行策略，可以最佳地利用不同的驅(qū)動(dòng)源的優(yōu)點(diǎn)并且對(duì)缺點(diǎn)進(jìn)行 補(bǔ)償。在此，內(nèi)燃機(jī)與作為替代方案的驅(qū)動(dòng)源的電機(jī)的組合在汽車領(lǐng) 域內(nèi)是主導(dǎo)的方案， 一 系列不同的混合驅(qū)動(dòng)汽車早已作為批量或接近 批量的設(shè)計(jì)方案來構(gòu)造.所有的混合驅(qū)動(dòng)汽車的共同點(diǎn)是，它們相對(duì) 于常規(guī)的用內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車消耗更少的燃料.燃料消耗的節(jié)省應(yīng)該 歸因于在制動(dòng)時(shí)能量回收的混合驅(qū)動(dòng)裝置所特有的方案并且歸因于起
動(dòng)-停止-功能的實(shí)現(xiàn)，混合驅(qū)動(dòng)裝置分為并聯(lián)式混合驅(qū)動(dòng)裝置、串聯(lián)式 混合驅(qū)動(dòng)裝置和混聯(lián)式混合驅(qū)動(dòng)裝置.所有的混合驅(qū)動(dòng)裝置的共同點(diǎn) 是，使用兩個(gè)蓄能器也就是蓄電池和燃料箱。作為蓄電池的替代方案， 也可以設(shè)想電容器作為蓄能器?；旌向?qū)動(dòng)裝置中一個(gè)另外的區(qū)別特征 是電機(jī)的功率能力。在此分為適度-混合驅(qū)動(dòng)方案與完全-混合驅(qū)動(dòng)方 案，其中所謂的完全-混合驅(qū)動(dòng)是指至少部分地能夠用純粹的電驅(qū)動(dòng)裝 置來行駛的汽車。所謂的功率分支的混合驅(qū)動(dòng)裝置對(duì)本發(fā)明來說在考 慮之外，因?yàn)樵谒龉β史种У幕旌向?qū)動(dòng)裝置中起動(dòng)過程以其它方式 進(jìn)行并且因此不是本發(fā)明所關(guān)心的問題。此外公開了所謂的啟動(dòng)發(fā)電
機(jī)(Startergenerator )。但是因?yàn)樵谶@些啟動(dòng)發(fā)電機(jī)中電機(jī)固定地與 汽車的曲軸相連接，所以沒有提出在運(yùn)行中同步的問題.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是，在具有構(gòu)造為并聯(lián)式混合驅(qū)動(dòng)裝置的混合驅(qū)動(dòng)裝置的汽車中改進(jìn)起動(dòng)過程。
該任務(wù)通過在權(quán)利要求l中所述的特征得到解決。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了在汽車中改進(jìn)起動(dòng)過程，該汽車裝備有構(gòu)造為并聯(lián) 式混合驅(qū)動(dòng)裝置的混合驅(qū)動(dòng)裝置。在此在內(nèi)燃機(jī)和電機(jī)之間設(shè)置了構(gòu) 造為比例離合器的附加的離合器.所述的配置允許在這個(gè)附加的離合 器的斷開的狀態(tài)中用所述電機(jī)來驅(qū)動(dòng)汽車，這種情況下的問題是，在 功率需求增加時(shí)或者在所述蓄電池的充電狀態(tài)減少時(shí)必須起動(dòng)所述內(nèi) 燃機(jī)，而不在傳動(dòng)系中引起干擾。內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)通過這個(gè)附加的離合 器的閉合來實(shí)現(xiàn).但是在此必須如此控制這個(gè)離合器，使得一方面扭 矩足以使所述內(nèi)燃機(jī)達(dá)到對(duì)成功的起動(dòng)來說所必需的轉(zhuǎn)速。另一方面 為所述內(nèi)燃機(jī)的加速所使用的扭矩應(yīng)該盡可能地低，因?yàn)樵撆ぞ乇仨?額外地由所述電機(jī)所施加并且作為儲(chǔ)備來提供。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了更加舒 適地控制所述混合驅(qū)動(dòng)裝置，方法是在內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)時(shí)考慮駕駛員的愿 望。
其它優(yōu)點(diǎn)從說明書、附圖及從屬權(quán)利要求中獲得.


下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)解釋。其中
圖l是具有混合驅(qū)動(dòng)裝置的汽車的示意圖2是加速踏板的行程與駕駛員愿望的等級(jí)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；
圖3是加速踏板的行程與駕駛員愿望的等級(jí)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；
圖4是加速踏板的行程與駕駛員愿望的等級(jí)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)解釋，圖1示出了具 有混合驅(qū)動(dòng)裝置1的汽車100的示意圖，所述混合驅(qū)動(dòng)裝置1包括常 規(guī)的內(nèi)燃機(jī)2和電機(jī)4。在所述電機(jī)4和示意示出的用附圖標(biāo)記6來表 示的傳動(dòng)系之間布置了笫一離合器5。在所述內(nèi)燃機(jī)2和所述電機(jī)4之 間布置了笫二離合器3.這優(yōu)選是比例離合器.汽車100的底盤通過車 輪7及軸的具有差速器的一部分來表示。用附圖標(biāo)記8來表示向所述 電機(jī)4供給能量的蓄電池。汽車電路的其它的組件在圖1中沒有示出。 在圖1中示出的混合驅(qū)動(dòng)裝置1實(shí)現(xiàn)了用所述電機(jī)4對(duì)汽車IOO進(jìn)行純 粹的電驅(qū)動(dòng)，此時(shí)，所述布置在內(nèi)燃機(jī)2和電機(jī)4之間的第二離合器3 斷開。不過如果現(xiàn)在所述蓄電池8的充電狀態(tài)下降得太嚴(yán)重或者需要更高的功率需求，那就必須起動(dòng)所述內(nèi)燃機(jī)2。這通過所述第二離合器 3的閉合來實(shí)現(xiàn)。但是，這應(yīng)該盡可能不在所述汽車IOO的傳動(dòng)系6中 引起干擾。為此，首先向所述離合器5加載滑轉(zhuǎn)力矩.由于所述內(nèi)燃 機(jī)2的起動(dòng)而可能在所述電機(jī)4中產(chǎn)生的干擾因此可以與所述汽車100 的傳動(dòng)系6脫偶.此外，將所述離合器3控制到指定的滑轉(zhuǎn)力矩上。 利用這個(gè)力矩使所述內(nèi)燃機(jī)2加速，直至其達(dá)到和所述電機(jī)4相同的 轉(zhuǎn)速，然后，所述離合器3完全閉合并且所述內(nèi)燃機(jī)2可以將扭矩傳 遞到所述汽牟1的傳動(dòng)系6上。這個(gè)額外的在滑轉(zhuǎn)階段中的力矩，下 面也稱為滑轉(zhuǎn)力矩，必須通過所述電機(jī)4來提供。在此必須如此控制 所述離合器3，使得一方面通過該離合器3傳遞到所述內(nèi)燃機(jī)2上的扭 矩足以使所述內(nèi)燃機(jī)2達(dá)到對(duì)成功的起動(dòng)來說所必需的轉(zhuǎn)速，另一方 面，對(duì)所述內(nèi)燃機(jī)2的加速來說所必需的扭矩應(yīng)該盡可能地低，因?yàn)?br> 最后，所述離合器5再度閉合。但是該離合器的閉合依賴于相應(yīng)的工 作點(diǎn)。因此比如在轉(zhuǎn)速低時(shí)所述離合器5根本沒有完全閉合。
在前面所說明的過程中，有多種用于改進(jìn)起動(dòng)舒適性的方案。不 過這些方案通常也有這樣的缺點(diǎn)，即在實(shí)施這些方案時(shí)延長了起動(dòng)持 續(xù)時(shí)間?，F(xiàn)在，本發(fā)明使所述內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)與駕駛員愿望和/或行駛狀 況相匹配，從而總是獲得最佳的折衷。
本發(fā)明的核心在于駕駛員愿望和/或行駛狀況的分等級(jí)和定優(yōu)先 級(jí)。在下面所說明的實(shí)施方式中示范性地分成了三個(gè)等級(jí)。
等級(jí)1滿足無特殊的力矩愿望的起動(dòng)，該力矩愿望比如通過汽車 IOO的汽車電路所觸發(fā)。比如在所迷蓄電池的充電狀態(tài)下降太嚴(yán)重時(shí)出 現(xiàn)這種情況，在這種起動(dòng)狀況中，當(dāng)前的力矩愿望基本上受到所述電 機(jī)的制約.
等級(jí)2涉及與中等的力矩愿望有關(guān)的起動(dòng)過程。在此要求比所述 電機(jī)4能夠提供的力矩明顯更高的力矩。
等級(jí)3涉及與很高的力矩愿望有關(guān)的起動(dòng)過程。
以不同的優(yōu)化程度為所述的等級(jí)規(guī)定起動(dòng)過程的流程，對(duì)于按等 級(jí)1的無特殊的力矩愿望的起動(dòng)來說，通常不存在特別的緊急情況。 所有的參數(shù)由此可以根據(jù)最大的舒適性而設(shè)計(jì)。
在按等級(jí)3的具有很高的力矩愿望的起動(dòng)過程中，通常應(yīng)該實(shí)現(xiàn)盡可能短的反應(yīng)時(shí)間.如果通過所述起動(dòng)過程在所述汽車100的傳動(dòng)
系中產(chǎn)生小的沖擊，那么由此這不是特別地緊要，因?yàn)橥ㄟ^高的力矩
愿望本來就在所述汽車的傳動(dòng)系6中引起比較劇烈的沖擊。
對(duì)于按等級(jí)2的具有中等的力矩愿望的起動(dòng)過程來說，可以選擇 中等的應(yīng)用方案。也就是說，不太慢的過程可以帶來令人滿意的舒適 性.
為了按照前面所提到的分等級(jí)采取所期望的起動(dòng)方式并且進(jìn)行相 應(yīng)的分等級(jí)，可以按照本發(fā)明的第一實(shí)施變型方案考慮使用加速踏板 的位置。有利的是，在此將一個(gè)閾值分配給所述加速踏板9的角度位 置或者說該加速踏板9的最大行程的百分?jǐn)?shù).在此比如在加速踏板9 的位置相當(dāng)于小于可能的踏板行程的30%的數(shù)值\￥時(shí)(圖2)，開始 按等級(jí)1的起動(dòng)過程.在此比如在加速踏板9的位置相當(dāng)于處于可能 的踏板行程的30%和60%之間的數(shù)值W時(shí)(圖3 ),開始按等級(jí)2的 起動(dòng)過程。在加速踏板9的行程為大于最大的踏板行程的大約60%的 數(shù)值W時(shí)(圖4 )，開始按上面等級(jí)3的起動(dòng)過程.
按照本發(fā)明的一種作為替代方案的實(shí)施變型方案，也可以在考慮 所述加速踏板9的操作速度的情況下開始所述的分等級(jí).所述加速踏 板運(yùn)動(dòng)的大的變化速度可以推斷出未來的高力矩愿望，從而開始按等 級(jí)3的起動(dòng)過程。相應(yīng)地，較慢的變化速度則導(dǎo)致按等級(jí)2的起動(dòng)過 程，因?yàn)榧俣溯^低的力矩愿望.
此外，也可以設(shè)想加速踏板位置與加速踏板位置的變化速度的組合。
按照本發(fā)明的一種另外的實(shí)施變型方案，也可以識(shí)別駕駛員的類 型并且將所識(shí)別的駕駛員類型(運(yùn)動(dòng)型，隨意型)用于所述的分等級(jí)。 駕駛員協(xié)助系統(tǒng)可以比如從加速踏板、制動(dòng)踏板和轉(zhuǎn)向器的操縱的方 式中推導(dǎo)出駕駛員的類型。如果經(jīng)常特別動(dòng)態(tài)地?fù)吙v所述的操作元件，
那就假定駕駛員是特別喜歡運(yùn)動(dòng)的駕駛員，
此外，可以使閾值依賴于自動(dòng)變速器的所選擇的換檔程序(比如 運(yùn)動(dòng)型或者舒適型)。
在此，通常在應(yīng)用多個(gè)選擇標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，具有較高的力矩愿望的起動(dòng) 等級(jí)的識(shí)別優(yōu)先于具有較低的力矩愿望的起動(dòng)等級(jí).
下面對(duì)依賴于所選擇的等級(jí)的對(duì)所述混合驅(qū)動(dòng)裝置的控制的影響進(jìn)行說明。首先研究具有變矩器的傳動(dòng)系，有利的是，這里使變矩器 跨接離合器的斷開速度依賴于所選擇的等級(jí)和以此設(shè)置的起動(dòng)方式. 在等級(jí)1時(shí)設(shè)置低的斷開速度。其缺點(diǎn)是，過程持續(xù)時(shí)間較長，但其
優(yōu)點(diǎn)是，幾乎沒有對(duì)所述汽車的100的傳動(dòng)系6產(chǎn)生干擾。相反，在 等級(jí)3時(shí)，所述變矩器跨接離合器的斷開速度是高的，不過此時(shí)必須 忍受對(duì)傳動(dòng)系6的干擾。
只要如在本實(shí)施例中一樣所述離合器K3構(gòu)造為比例離合器，那么 有利的是可以使所述滑轉(zhuǎn)力矩依賴于所選擇的等級(jí)，所述混合驅(qū)動(dòng)裝 置1的內(nèi)燃機(jī)2在起動(dòng)時(shí)以所述滑轉(zhuǎn)力矩進(jìn)行加速。因此在等級(jí)1時(shí) 所述滑轉(zhuǎn)力矩剛好選擇得和必需的滑轉(zhuǎn)力矩一樣大。相反，在等級(jí)3 時(shí)，則設(shè)置了盡可能高的滑轉(zhuǎn)力矩，用于實(shí)現(xiàn)所述內(nèi)燃機(jī)2的最小的 起動(dòng)時(shí)間。
對(duì)于在起動(dòng)之后所述變矩器跨接離合器的閉合來說，不僅閉合速 度而且閉合持續(xù)時(shí)間也都可以依賴于等級(jí)來選擇.在此，不必強(qiáng)制使 用和在斷開過程中一樣的等級(jí)，因?yàn)轳{駛員愿望在這期間可能已經(jīng)改 變。為獲得高靈活性，可以隨時(shí)通過駕駛員愿望的改變來更換等級(jí)。
在起動(dòng)過程中，所述電機(jī)4以轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的模式來運(yùn)行。 一旦所述 內(nèi)燃機(jī)2已經(jīng)加速到所述電機(jī)4的轉(zhuǎn)速，并且甚至已經(jīng)提供扭矩，就 會(huì)容易出現(xiàn)轉(zhuǎn)速的過調(diào)，因?yàn)橛袝r(shí)候所述內(nèi)燃機(jī)2在一開始就產(chǎn)生太 高的扭矩。因此有利的是，在起動(dòng)之后還要讓轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)繼續(xù)運(yùn)行一段 時(shí)間，用于抑制過調(diào)((Jberschwinger)?？梢杂欣厥顾鲛D(zhuǎn)速調(diào)節(jié) 的這個(gè)跟蹤時(shí)間依賴于所述分類。在等級(jí)1的情況下，可以選擇具有
良好的抑制過調(diào)的效果的較長的跟蹤時(shí)間。在等級(jí)3的情況下，可以 選擇與快速反應(yīng)相關(guān)的短的跟蹤時(shí)間。
通常在起動(dòng)所述內(nèi)燃機(jī)2時(shí)節(jié)流閥閉合，以便沒有由于大的力矩 而出現(xiàn)轉(zhuǎn)速的過調(diào)。不過在如在等級(jí)3的情況下存在追求大的力矩的 愿望時(shí)，所述內(nèi)燃機(jī)2應(yīng)該盡快地提供盡可能高的扭矩.因此，就此 而言這適合于依賴于所選擇的等級(jí)在起動(dòng)開始時(shí)就相應(yīng)地控制所述節(jié) 流閥。
權(quán)利要求
1.用于控制汽車(100)的包括至少一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)(2)和至少一臺(tái)電機(jī)(4)的混合驅(qū)動(dòng)裝置(1)的方法，該混合驅(qū)動(dòng)裝置(1)具有布置在所述電機(jī)(4)和所述汽車(100)的傳動(dòng)系(6)之間的第一離合器(5)和布置在所述電機(jī)(4)和所述內(nèi)燃機(jī)(2)之間的第二離合器(3)，其特征在于，依賴于駕駛員愿望來控制所述混合驅(qū)動(dòng)裝置(1)的工作參數(shù)。
2. 按權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，給駕駛員愿望劃分等 級(jí)(等級(jí)l、等級(jí)2、等級(jí)3),其中所述等級(jí)的不同之處在于對(duì)應(yīng)于 駕駛員愿望的力矩要求。
3. 按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，從加速踏 板(9)的位置中推導(dǎo)出駕駛員愿望。
4. 按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，加速踏板 (9)的小于最大位置的30%的位置相當(dāng)于等級(jí)1，加速踏板(9)的處于最大位置的30%和60%之間的位置相當(dāng)于等級(jí)2,并且加速踏板(9 ) 的大于最大位置的60°/ 的位置相當(dāng)于等級(jí)3。
5. 按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在構(gòu)造為 比例離合器的離合器(3)中，在等級(jí)1時(shí)在所述內(nèi)燃機(jī)(2)起動(dòng)時(shí) 將滑轉(zhuǎn)力矩調(diào)節(jié)得如所需要的滑轉(zhuǎn)力矩一樣小并且在等級(jí)3時(shí)調(diào)節(jié)得 明顯更大，用于實(shí)現(xiàn)盡可能短的起動(dòng)時(shí)間，
6. 按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在具有變 矩器的混合驅(qū)動(dòng)裝置(1)中，變矩器跨接離合器在等級(jí)l時(shí)以較小的 斷開速度斷開，在等級(jí)3時(shí)以最大可能的速度斷開。
7. 按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在轉(zhuǎn)速調(diào) 節(jié)的電機(jī)(4)中，在等級(jí)1時(shí)在所述電機(jī)(4)起動(dòng)之后設(shè)置較長的 時(shí)間用于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)并且在等級(jí)3時(shí)設(shè)置較短的時(shí)間。
8. 按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，依賴于所 述等級(jí)對(duì)所述汽車的節(jié)流閥進(jìn)行預(yù)控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于控制汽車(100)的包括至少一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)(2)和至少一臺(tái)電機(jī)(4)的混合驅(qū)動(dòng)裝置(1)的方法，該混合驅(qū)動(dòng)裝置(1)具有布置在所述電機(jī)(4)和所述汽車(100)的傳動(dòng)系(6)之間的第一離合器(5)和布置在所述電機(jī)(4)和所述內(nèi)燃機(jī)(2)之間的第二離合器(3)。按本發(fā)明，依賴于駕駛員愿望來控制所述混合驅(qū)動(dòng)裝置(1)的工作參數(shù)。
文檔編號(hào)B60W20/00GK101528523SQ200780039348
公開日2009年9月9日 申請(qǐng)日期2007年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月23日
發(fā)明者O·凱弗, R·申克, T·朱恩曼 申請(qǐng)人:羅伯特.博世有限公司