用于控制车辆的动力系中的换挡过程的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于控制车辆的动力系(1)中换挡过程的方法，该动力系(1)具有第一驱动机器(M)和第二驱动机器(E)、将驱动机器(E、M)连接到变速器输出的变速器和能切换的至少一个离合器(C1、C3)，其中，在换挡过程中，分离的离合器(C3)脱开和/或接近的离合器(C1)接合。变速器(2)具有至少一个带有固定齿轮传动比(FGR)的传动模式和至少一个带有可变齿轮传动比(CVT)的传动模式，其中，同时将轮驱动扭矩调节到期望的驱动扭矩。为了使得在具有最多变化的拓扑和两个驱动元件(M、E)的动力系(1)中无损且平滑的换挡过程是可能的，根据本发明专利技术，分离的离合器(C3)在(优选地完全地)脱开之前在卸载阶段(t1)卸载和/或在同步阶段(t2)中，将接近的离合器(C1)的输入侧和输出侧之间的速度差(Δωc1)在接合之前调节为零。

A Method for Controlling Shifting Process in Vehicle Power System

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制车辆的动力系中的换挡过程的方法本专利技术涉及一种用于控制车辆的动力系中的换挡过程的方法，该动力系包括第一和第二驱动机器，将这些驱动机器连接到变速器输出的变速器以及至少一个可切换的离合器，其中，在换挡过程中，(待)分离的离合器脱开和/或接近(待接合)的离合器接合，并且其中，变速器包括至少一个具有固定传动比的传动模式和至少一个具有可变传动比的传动模式。分离的离合器表示这样的变速器的可切换的离合器，在换挡过程开始时接合而在换挡过程中脱开。接近的离合器表示这样的变速器的可切换的离合器，其在换挡过程开始时脱开而在换挡过程中接合。术语“离合器”也包括制动器。存在具有两个驱动机器和若干传动模式的已知的动力系拓扑结构，其中，这些传动模式可分类如下：(1)至少一个传动模式在任何情况下具有固定的传动齿轮比(FGR)并具有额外的自由度以允许在两个驱动机器之间可变的动力分享；(2)至少一个CVT传动模式(CVT＝continuousvariabletransmission，无级变速器)具有在驱动机器与变速器输出之间可变的驱动比。这一真实(实际)的机械自由度可例如通过另一驱动机器或通过调节两个驱动机器的扭矩来进行控制。这样的动力系拓扑结构实现了CVT传动模式中的两个机械自由度。以此方式可以除了轮驱动扭矩之外控制或调节接近的离合器的滑差速度。在FGR传动模式中(一个机械自由度)，可以除了轮驱动扭矩之外控制或调节传递到接近的离合器的扭矩。US7,356,398B2描述了用于电动变速器的分离的离合器到不发生打滑(滑差)的速度的反馈调节。其中所描述的方法限于具有一个内燃机和两个驱动机器的混合动力系，其中，从自第一电子控制CVT模式到第二电子控制CVT模式(eCVT＝electroniccontrolledcontinuousvariabletransmission，电子控制连续变速传动)的换挡可经由具有固定传动比的模式发生。DE102010012259A1公开了一种用于具有三个驱动元件、一个内燃机和两个电机的混合变速器的反馈调节。当从EVT模式(电动可调节变速器模式)切换到ETC模式(电扭矩转换器)时，接近的离合器在接合之前被同步。未提供分离的离合器的减负荷(松弛、卸载)。在换挡过程中持续产生轮驱动扭矩，但这并不代表自由度。EP1502791A2也描述了具有三个驱动元件的混合变速器。DE102010012259A1和EP1502791A2均未提供在换挡运行的所有阶段期间的轮驱动扭矩的反馈调节。从DE102005006371A1已知用于通过电可调节变速器中的中立运行模式进行换挡的控制系统。通过设定发动机扭矩而将接近的离合器的打滑(滑差)速度朝零调节。此外，就在离合器脱开之前，在输出元件处产生基本为零的扭矩。为了考虑到输出扭矩所计划的中断由于限制而是不可能的情况，从第一到第二运行模式使用中立的运行模式，这对于换挡持续时间和换挡质量具有不利的影响(由于轮驱动扭矩的中断)。本专利技术的目标是对于具有多种拓扑(结构)的动力系借助两个驱动元件实现无损且平滑的换挡过程，多种拓扑(结构)具有至少一种带有可变传动比的传动模式(CVT传动模式)和至少一个具有固定传动齿轮比的传动模式(FGR传动模式)，而不必在两种运行模式之间切换中立运行模式。根据本专利技术，该目标这样实现，即，在减负荷阶段期间，分离的离合器在(优选地完全)脱开之前减负荷，和/或在同步阶段中，在接近的离合器的驱动侧和从动侧之间的速度差在接合之前被调节为零，其中，同时轮驱动扭矩继续被调节到对应于例如驾驶员需求的目标驱动扭矩。无论变速器换挡状态如何，可完全利用在变速器中可获得的自由度。该方法可用于具有至少一个带有可变传动比的传动模式和两个驱动机器的多种变速器拓扑(结构)。这一方面使得能够最优地执行特定对的混合(混动)策略，而另一方面实现了在单独的换挡过程期间无损且平滑的换挡。第二自由度使得能够实现其中在脱开或接合之前滑动速度(滑差速度)为零的变速器运行，而同时例如将机动车辆的驾驶员所要求的各轮上的目标驱动扭矩完全维持在两个驱动机器的极限之内。优选地，期望通过将分离的离合器的配合(匹配)扭矩调节到零来执行分离的离合器的减负荷。术语“配合扭矩(Steckmoment，匹配扭矩)”这里是指实际上施加到离合器并经由离合器片传递的扭矩。任何发生的极限不会经由中间中立运行模式解决，而是经由对混合变速器的调节/换挡策略来解决，其中，如果需要则会省去耗散自由。本专利技术的具有在固定齿轮传动比模式(FGR传动模式)中的一个自由度的一个实施例规定，通过以下方式使分离的离合器减负荷，即在第一和第二驱动机器之间分配驱动扭矩使得分离的离合器的配合扭矩为零，同时轮驱动扭矩继续调节到对应于驾驶员的要求的扭矩。这可以使用对换挡过程使分离的离合器减负荷的合适的策略来完成。在本专利技术的具有在变速传动模式(CVT模式)中的两个机械自由度的一个实施例中，经由合适的混合策略选择对于驱动机器的最优运行点或待接合的离合器的离合器片的速度差在换挡过程中调节为零，同时对轮驱动扭矩进行调节。本专利技术的一有利实施例规定，第一和第二驱动马达(驱动机器)之间的扭矩分布借助基于模型的先导控制、优选地借助轨迹来执行。第一和第二驱动机器的扭矩计算可因此基于机械动力模型进行，其中，先导控制值借助这些轨迹、例如车辆的速度、接近的离合器的滑动速度(或分离的离合器的滑动扭矩)以及其一次、二次和三次导数来设定。车辆速度的一次、二次和三次导数以及滑动速度(滑差速度)的一次导数在此是必需的。特别有利的是，对分离的离合器的配合扭矩的调节、对接近的离合器的驱动侧和从动侧之间的速度差的调节在换挡过程的减负荷阶段或同步阶段期间立即(紧接地)相继执行。根据本专利技术的方法允许了对于甚至是具有复杂动力系拓扑(结构)的换挡控制。先决条件是动力学拓扑(结构)具有两个驱动机器和分类如下的若干传动模式：(1)至少一个固定齿轮传动比(FGR)传动模式，其具有附加的自由度以允许在两个驱动机器之间可变的动力分布；(2)至少一个无级变速传动(CVT)模式，其具有在驱动机器和齿轮输出(减速器输出)之间可变的驱动比。这一真实机械自由度可例如通过另一驱动机器或通过调节两个驱动机器的扭矩来控制。具有若干模式的大量混合电力的动力系拓扑(结构)例如落在上述分类下。根据本专利技术的调节策略实现了借助所考虑的变速器拓扑(结构)的均匀(无扭矩干扰)且无损(无离合器滑动(滑差)的变速。下面详细描述两种不同的变速(换挡)阶段:A)从FGR传动模式到CVT传动模式的变速(换挡)阶段(脱开分离的离合器)：在FGR变速模式中基本控制任务是调节所需的驱动动力在两个驱动机器之间的分布。当存在变速(换挡)指令时，将用于动力分布的附加的自由度应用于通过已接合的和分离的离合器传递的对应的扭矩。在准备阶段期间，该扭矩调节为零，从而使分离的离合器完全减负荷。在扭矩减负荷之后，分离的离合器可无滑动(滑差/打滑)并且因此无损地脱开。一旦分离的离合器完全打开，则CVT传动模式启动。在CVT传动模式中，存在选择驱动机器的角速度的自由度，例如用于增加能效。由于变速(换挡)，CVT控制将这一驱动机器的初始角速度调节到所需的值。B)从CVT传动模式到FGR本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制车辆的动力系(1)中换挡过程的方法，所述动力系具有第一驱动机器(E)和第二驱动机器(M)、将所述驱动机器(E、M)连接到变速器输出的变速器(2)和至少一个、优选地为两个可切换的离合器(C1、C3)，其中，在换挡过程中，分离的离合器(C3)脱开和/或接近的离合器(C1)接合，并且其中，所述变速器(2)具有至少一个带有固定传动比(FGR)的传动模式和至少一个带有可变传动比(CVT)的变速模式，其特征在于，在减负荷阶段(t1)期间，在脱开之前，所述分离的离合器(C3)减负荷、优选地完全减负荷，和/或在同步阶段(t2)中，将所述接近的离合器(C1)的驱动侧与从动侧之间的速度差(ΔωC1)在接合之前调节到零，其中，同时继续将轮驱动扭矩调节到目标驱动扭矩。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.02 AT A51096/20161.一种用于控制车辆的动力系(1)中换挡过程的方法，所述动力系具有第一驱动机器(E)和第二驱动机器(M)、将所述驱动机器(E、M)连接到变速器输出的变速器(2)和至少一个、优选地为两个可切换的离合器(C1、C3)，其中，在换挡过程中，分离的离合器(C3)脱开和/或接近的离合器(C1)接合，并且其中，所述变速器(2)具有至少一个带有固定传动比(FGR)的传动模式和至少一个带有可变传动比(CVT)的变速模式，其特征在于，在减负荷阶段(t1)期间，在脱开之前，所述分离的离合器(C3)减负荷、优选地完全减负荷，和/或在同步阶段(t2)中，将所述接近的离合器(C1)的驱动侧与从动侧之间的速度差(ΔωC1)在接合之前调节到零，其中，同时继续将轮驱动扭矩调节到目标驱动扭矩。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过将所述分离的离合器(C3)的配合扭矩(τSC3)调节到零来执行所述分离的离合器(C3)的减负荷。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过将扭矩在所述第一驱动机器(E)与所述第二驱动机器(M)之间进行分配以使得所述分离的离合器(C3)的配合扭矩为零来执行所述分离的离合器(C3)的减...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·鲁默特肖费尔，M·巴辛格，
申请(专利权)人：AVL李斯特有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT