啟動混合動力車輛內(nèi)燃機以用于從電動模式切換到混合動力模式時的轉(zhuǎn)矩控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于混合動力車輛的轉(zhuǎn)矩控制方法，所述混合動力車輛包括通過 離合器和變速箱驅(qū)動第一車橋的內(nèi)燃機以及驅(qū)動另一車橋的動力電機，當啟動所述內(nèi)燃機 時所述轉(zhuǎn)矩控制方法用于能夠從電動模式切換到混合動力模式，本發(fā)明還涉及一種控制計 算機以及一種實施這種方法的混合動力車輛。
【背景技術(shù)】
[0002] 一些稱為并聯(lián)式混合動力車輛的混合動力車輛設(shè)置有內(nèi)燃機，所述內(nèi)燃機通過離 合器驅(qū)動變速箱的輸入軸，所述變速箱包括動力電機，所述電機可通過第二聯(lián)接部件與所 述輸入軸連接。
[0003] 尤其在文件FR-A1-2887496中示出了一種該類型車輛的離合器的已知控制方法， 該方法在啟動內(nèi)燃機以從電動行駛模式切換到混合動力模式時實施，為了避免輸入軸上的 沖擊，根據(jù)與該軸相關(guān)聯(lián)的慣量變化通過機動化裝置對傳送到該軸上的轉(zhuǎn)矩的調(diào)整取決于 離合器的狀態(tài)。
[0004] 然而對于包括內(nèi)燃機和動力電機的混合動力車輛，所述內(nèi)燃機通過變速箱驅(qū)動第 一車橋，所述變速箱包括在輸入端的離合器，所述動力電機驅(qū)動另一車橋，例如如果內(nèi)燃機 驅(qū)動車輛前橋并且電機驅(qū)動后橋，則需要通過考慮位于變速箱外部的電機的慣量來設(shè)置該 方法的適用性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的尤其在于對于該類型的混合動力車輛在啟動內(nèi)燃機以能夠從電動 行駛模式切換到包括兩個機動化裝置的混合動力模式時在離合器閉合期間避免沖擊。
[0006] 為此，本發(fā)明提供了一種混合動力車輛的轉(zhuǎn)矩控制方法，所述方法用于啟動內(nèi)燃 機以能夠從電動模式切換到混合動力模式，所述方法包括使聯(lián)接式離合器閉合，所述離合 器使所述內(nèi)燃機與變速箱的輸入軸連接，所述變速箱驅(qū)動第一車橋的車輪，所述車輛包括 電機，所述電機驅(qū)動第二車橋的車輪，其特征在于，為了聯(lián)接預(yù)先啟動并且通過調(diào)節(jié)略大于 輸入軸速度的速度來控制的內(nèi)燃機，在所述離合器完全閉合之前的時刻，將轉(zhuǎn)矩設(shè)定值的 瞬時增量施加在所述離合器上形成了突變，以便獲得所述離合器的完全閉合，以用于之后 切換到內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)，通過考慮帶至輸入軸的電機慣量和車輛慣量，以及考慮所述電 機的轉(zhuǎn)矩和車輛的阻力矩，計算設(shè)定值偏差以補償帶至所述輸入軸的慣量變化。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)矩控制方法的優(yōu)點在于，為了在車輛以電動模式行駛時啟動內(nèi)燃 機，可準確計算在離合器完全閉合時的突變，以通過離合器上的轉(zhuǎn)矩設(shè)定值增量來補償帶 至離合器的慣量差，并且還避免了由于導(dǎo)致車輛加速度振蕩的突變而造成的沖擊。還獲得 了滿足車輛加速度的最佳時間。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)矩控制方法可包括以下可相互結(jié)合的一個或多個特征。
[0009] 更具體地，所述控制方法可通過以下公式計算轉(zhuǎn)矩設(shè)定值偏差，所述轉(zhuǎn)矩設(shè)定值 偏差對應(yīng)于輸入軸上的轉(zhuǎn)矩的最終設(shè)定值與初始設(shè)定值之間的偏差：
[0011] 值"n*Cmel/P"表示后置電機的慣量，所述慣量可根據(jù)其相對于其它慣量的大小 忽略不計。
[0012] 有利地，根據(jù)輸入軸上的理論轉(zhuǎn)矩設(shè)定值增量要求，在離合器開始傳送轉(zhuǎn)矩的時 亥IJ，所述方法施加了線性實際增量設(shè)定值直到離合器閉合的時刻，以確保車輪加速度的連 續(xù)性。
[0013] 有利地，在由離合器傳送轉(zhuǎn)矩的階段期間，電機通過從總需求轉(zhuǎn)矩中減去由離合 器帶來的轉(zhuǎn)矩得到的值來補償由所述離合器帶來的轉(zhuǎn)矩，以獲得遵循車輪設(shè)定轉(zhuǎn)矩的總轉(zhuǎn) 矩。
[0014] 本發(fā)明的目的還在于提供一種用于混合動力車輛傳動系統(tǒng)的控制計算機，所述傳 動系統(tǒng)包括使內(nèi)燃機與變速箱的輸入軸連接的離合器，所述變速箱驅(qū)動第一車橋的車輪， 所述車輛設(shè)置有電機，所述電機驅(qū)動第二車橋的車輪，所述控制計算機包括實施轉(zhuǎn)矩控制 方法的部件，所述方法用于啟動內(nèi)燃機以能夠從電動模式切換到混合動力模式并且包括任 意其中一種上述特征。
[0015] 本發(fā)明的目的還在于提供一種包括傳動系統(tǒng)的混合動力車輛，所述傳動系統(tǒng)包括 使內(nèi)燃機與變速箱的輸入軸連接的離合器，所述變速箱驅(qū)動前輪，所述車輛設(shè)置有電機，所 述電機驅(qū)動后輪，所述車輛包括實施轉(zhuǎn)矩控制方法的部件，所述方法用于啟動內(nèi)燃機以能 夠從電動模式切換到混合動力模式并且包括任意其中一種上述特征。
【附圖說明】
[0016] 通過閱讀下文作為非限制性示例給出的詳細說明和附圖，本發(fā)明的其它特征和優(yōu) 點將更加清楚，在附圖中：
[0017] -圖1為實施根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)矩控制方法的混合動力車輛的示意圖；
[0018] -圖2為所述車輛的傳動系統(tǒng)的簡化示意圖；
[0019] -圖3為示出了按照已知方法和按照本發(fā)明的方法的內(nèi)燃機轉(zhuǎn)矩設(shè)定值增量隨時 間變化的曲線圖；以及
[0020] -圖4為示出了按照本發(fā)明的方法的不同轉(zhuǎn)矩曲線隨時間變化的曲線圖。
【具體實施方式】
[0021] 圖1示出了一種包括內(nèi)燃機2的混合動力車輛，所述內(nèi)燃機通過離合器8與變速 箱4的輸入軸連接，所述變速箱包括離合器和切換速度的自動控制裝置，所述自動控制裝 置驅(qū)動車輛前輪6。
[0022] 前置電機12與內(nèi)燃機2始終聯(lián)接，以輔助內(nèi)燃機運行。
[0023] 由電池16供電的后置電機20通過傳動裝置18與車輛后輪22聯(lián)接。
[0024] 傳動系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)配兩個機動化裝置2、20和離合器8的運行，以及通過選擇 變速比調(diào)配變速箱4的運行，以用于決定行駛模式，所述行駛模式根據(jù)駕駛員要求分配需 獲得的功率，以便獲得能夠減少能量消耗和污染氣體排放的運行點和車況的優(yōu)化。
[0025] 混合動力車輛還能夠以多種行駛模式運行，所述多種行駛模式尤其包括：使用后 置電機20的電動模式，內(nèi)燃機2停止并且變速箱4在空擋點（pointmort);使用兩個機動 化裝置的混合動力模式；帶有兩個機動化裝置的四輪驅(qū)動模式，也稱為"E-AWD"模式，該模 式能夠改善車輛的運動性能和抓地力；以及運動模式。
[0026] 圖2以簡化方式示出了在對應(yīng)于滑動終止的離合器8完全閉合時運行轉(zhuǎn)矩控制方 法所需的一些物理量，以便避免變速箱中的沖擊，并且保持車輛加速度的連續(xù)性以確保乘 客的舒適性。標為"AV"的箭頭示出了車輛向前行駛的方向。
[0027] 轉(zhuǎn)矩控制方法使用了以下值：
[0028] -aveh:車輛加速度（m/s2)
[0029] -Cemb:離合器轉(zhuǎn)矩（N.m)
[0030] -Cmel:電機轉(zhuǎn)矩（N.m)
[0031] -Cmth:內(nèi)燃機轉(zhuǎn)矩（N.m)
[0032] -Cres:車輪阻力矩（N.m)
[0033] -Cap:輸入軸轉(zhuǎn)矩（N.m)
[0034] -Jmel:電機慣量（kg.m2)
[0035] -Jmth:內(nèi)燃機慣量（kg.m2)
[0036] -Jveh:車輛慣量（kg.m2)
[0037] -n:變速箱的減速比
[0038] -P:電機的傳動裝置的減速比
[0039] -wap:輸入軸轉(zhuǎn)速（rad/s)
[0040] - ?roue:車輪轉(zhuǎn)速（rad/s)
[0041] 在車輛行駛期間當啟動內(nèi)燃機時，考慮轉(zhuǎn)矩在離合器閉合之前以及閉合之后的平 衡。在離合器閉合之前，存在：
[0045] 轉(zhuǎn)矩控制方法的目的在于確保在離合器閉合時車輛加速度aveh的連續(xù)性，因此 得到上述兩個等式。
[0047] 分別在閉合之前以及閉合之后通過采用Capl和Cap2來推導(dǎo)變速箱4的輸入軸上 的轉(zhuǎn)矩設(shè)定值：
[0049] 根據(jù)上述等式推導(dǎo)出在增量形成突變期間的ACap_cns，ACap_cns對應(yīng)于最終 設(shè)定值Cap2和初始設(shè)定值Capl之間的偏差，公式如下：
[0051] 由此可見不僅需要考慮添加內(nèi)燃機慣量Jmth以確立對接時無沖擊，還需要將由 后置電機施加的轉(zhuǎn)矩添加至施加在車輪上的阻力，以便確保在該階段中車輛加速度的連續(xù) 性。
[0052] 注意到在包括該控制方法的工業(yè)化軟件范圍內(nèi)，以及為了優(yōu)化實施所述方法的計 算機的負載和存儲空間的目的，可通過根據(jù)大小忽略涉及后置電機20的慣量的項來簡化 計算。
[0053] 圖3示出了在離合器完全閉合之前和閉合之后輸入軸上隨時間t變化的轉(zhuǎn)矩設(shè)定 值Cap，所述離合器完全閉合發(fā)生在時刻tl。在時刻tl之前，直線30為輸入軸上的轉(zhuǎn)矩設(shè) 定值Capl，該轉(zhuǎn)矩設(shè)定值是不斷增大的。
[0054] 當離合器在時刻tl完全閉合時，對于包括與變速箱輸入軸