专利名称：用于控制混合驱动装置的方法
技术领域：
本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的用于控制汽车的混 合驱动装置的方法。
背景技术：
所述类型的混合驱动装置包括至少一台内燃机、至少一台电机和 各至少一个布置在所述内燃机和电机之间以及在所述电机和汽车的连 接着的传动系之间的离合器。在汽车领域中既有的驱动方案的关于能 耗优化、降低排放及改进主观的驾驶感受方面的进一步改进的范围内， 混合驱动装置越来越重要。这些混合驱动装置除了内燃机之外还拥有 至少一种另外的驱动源，该驱动源不是用化石的燃料来运行。通过合 适的运行策略，可以最佳地利用不同的驱动源的优点并且对缺点进行 补偿。在此，内燃机与作为替代方案的驱动源的电机的组合在汽车领 域内是主导的方案， 一 系列不同的混合驱动汽车早已作为批量或接近 批量的设计方案来构造.所有的混合驱动汽车的共同点是，它们相对 于常规的用内燃机驱动的汽车消耗更少的燃料.燃料消耗的节省应该 归因于在制动时能量回收的混合驱动装置所特有的方案并且归因于起
动-停止-功能的实现，混合驱动装置分为并联式混合驱动装置、串联式 混合驱动装置和混联式混合驱动装置.所有的混合驱动装置的共同点 是，使用两个蓄能器也就是蓄电池和燃料箱。作为蓄电池的替代方案， 也可以设想电容器作为蓄能器。混合驱动装置中一个另外的区别特征 是电机的功率能力。在此分为适度-混合驱动方案与完全-混合驱动方 案，其中所谓的完全-混合驱动是指至少部分地能够用纯粹的电驱动装 置来行驶的汽车。所谓的功率分支的混合驱动装置对本发明来说在考 虑之外，因为在所述功率分支的混合驱动装置中起动过程以其它方式 进行并且因此不是本发明所关心的问题。此外公开了所谓的启动发电
机(Startergenerator )。但是因为在这些启动发电机中电机固定地与 汽车的曲轴相连接，所以没有提出在运行中同步的问题.
发明内容
本发明的任务是，在具有构造为并联式混合驱动装置的混合驱动装置的汽车中改进起动过程。
该任务通过在权利要求l中所述的特征得到解决。
本发明实现了在汽车中改进起动过程，该汽车装备有构造为并联 式混合驱动装置的混合驱动装置。在此在内燃机和电机之间设置了构 造为比例离合器的附加的离合器.所述的配置允许在这个附加的离合 器的断开的状态中用所述电机来驱动汽车，这种情况下的问题是，在 功率需求增加时或者在所述蓄电池的充电状态减少时必须起动所述内 燃机，而不在传动系中引起干扰。内燃机的起动通过这个附加的离合 器的闭合来实现.但是在此必须如此控制这个离合器，使得一方面扭 矩足以使所述内燃机达到对成功的起动来说所必需的转速。另一方面 为所述内燃机的加速所使用的扭矩应该尽可能地低，因为该扭矩必须 额外地由所述电机所施加并且作为储备来提供。本发明实现了更加舒 适地控制所述混合驱动装置，方法是在内燃机起动时考虑驾驶员的愿 望。
其它优点从说明书、附图及从属权利要求中获得.
下面参照附图对本发明的实施方式进行详细解释。其中
图l是具有混合驱动装置的汽车的示意图2是加速踏板的行程与驾驶员愿望的等级之间的对应关系；
图3是加速踏板的行程与驾驶员愿望的等级之间的对应关系；
图4是加速踏板的行程与驾驶员愿望的等级之间的对应关系。
具体实施例方式
下面参照附图对本发明的实施方式进行详细解释，图1示出了具 有混合驱动装置1的汽车100的示意图，所述混合驱动装置1包括常 规的内燃机2和电机4。在所述电机4和示意示出的用附图标记6来表 示的传动系之间布置了笫一离合器5。在所述内燃机2和所述电机4之 间布置了笫二离合器3.这优选是比例离合器.汽车100的底盘通过车 轮7及轴的具有差速器的一部分来表示。用附图标记8来表示向所述 电机4供给能量的蓄电池。汽车电路的其它的組件在图1中没有示出。 在图1中示出的混合驱动装置1实现了用所述电机4对汽车IOO进行纯 粹的电驱动，此时，所述布置在内燃机2和电机4之间的第二离合器3 断开。不过如果现在所述蓄电池8的充电状态下降得太严重或者需要更高的功率需求，那就必须起动所述内燃机2。这通过所述第二离合器 3的闭合来实现。但是，这应该尽可能不在所述汽车IOO的传动系6中 引起干扰。为此，首先向所述离合器5加载滑转力矩.由于所述内燃 机2的起动而可能在所述电机4中产生的干扰因此可以与所述汽车100 的传动系6脱偶.此外，将所述离合器3控制到指定的滑转力矩上。 利用这个力矩使所述内燃机2加速，直至其达到和所述电机4相同的 转速，然后，所述离合器3完全闭合并且所述内燃机2可以将扭矩传 递到所述汽牟1的传动系6上。这个额外的在滑转阶段中的力矩，下 面也称为滑转力矩，必须通过所述电机4来提供。在此必须如此控制 所述离合器3，使得一方面通过该离合器3传递到所述内燃机2上的扭 矩足以使所述内燃机2达到对成功的起动来说所必需的转速，另一方 面，对所述内燃机2的加速来说所必需的扭矩应该尽可能地低，因为
最后，所述离合器5再度闭合。但是该离合器的闭合依赖于相应的工 作点。因此比如在转速低时所述离合器5根本没有完全闭合。
在前面所说明的过程中，有多种用于改进起动舒适性的方案。不 过这些方案通常也有这样的缺点，即在实施这些方案时延长了起动持 续时间。现在，本发明使所述内燃机的起动与驾驶员愿望和/或行驶状 况相匹配，从而总是获得最佳的折衷。
本发明的核心在于驾驶员愿望和/或行驶状况的分等级和定优先 级。在下面所说明的实施方式中示范性地分成了三个等级。
等级1满足无特殊的力矩愿望的起动，该力矩愿望比如通过汽车 IOO的汽车电路所触发。比如在所迷蓄电池的充电状态下降太严重时出 现这种情况，在这种起动状况中，当前的力矩愿望基本上受到所述电 机的制约.
等级2涉及与中等的力矩愿望有关的起动过程。在此要求比所述 电机4能够提供的力矩明显更高的力矩。
等级3涉及与很高的力矩愿望有关的起动过程。
以不同的优化程度为所述的等级规定起动过程的流程，对于按等 级1的无特殊的力矩愿望的起动来说，通常不存在特别的紧急情况。 所有的参数由此可以根据最大的舒适性而设计。
在按等级3的具有很高的力矩愿望的起动过程中，通常应该实现尽可能短的反应时间.如果通过所述起动过程在所述汽车100的传动
系中产生小的冲击，那么由此这不是特别地紧要，因为通过高的力矩
愿望本来就在所述汽车的传动系6中引起比较剧烈的冲击。
对于按等级2的具有中等的力矩愿望的起动过程来说，可以选择 中等的应用方案。也就是说，不太慢的过程可以带来令人满意的舒适 性.
为了按照前面所提到的分等级采取所期望的起动方式并且进行相 应的分等级，可以按照本发明的第一实施变型方案考虑使用加速踏板 的位置。有利的是，在此将一个阈值分配给所述加速踏板9的角度位 置或者说该加速踏板9的最大行程的百分数.在此比如在加速踏板9 的位置相当于小于可能的踏板行程的30%的数值\￥时(图2)，开始 按等级1的起动过程.在此比如在加速踏板9的位置相当于处于可能 的踏板行程的30%和60%之间的数值W时(图3 ),开始按等级2的 起动过程。在加速踏板9的行程为大于最大的踏板行程的大约60%的 数值W时(图4 )，开始按上面等级3的起动过程.
按照本发明的一种作为替代方案的实施变型方案，也可以在考虑 所述加速踏板9的操作速度的情况下开始所述的分等级.所述加速踏 板运动的大的变化速度可以推断出未来的高力矩愿望，从而开始按等 级3的起动过程。相应地，较慢的变化速度则导致按等级2的起动过 程，因为假定了较低的力矩愿望.
此外，也可以设想加速踏板位置与加速踏板位置的变化速度的组合。
按照本发明的一种另外的实施变型方案，也可以识别驾驶员的类 型并且将所识别的驾驶员类型(运动型，随意型)用于所述的分等级。 驾驶员协助系统可以比如从加速踏板、制动踏板和转向器的操纵的方 式中推导出驾驶员的类型。如果经常特别动态地搮纵所述的操作元件，
那就假定驾驶员是特别喜欢运动的驾驶员，
此外，可以使阈值依赖于自动变速器的所选择的换档程序(比如 运动型或者舒适型)。
在此，通常在应用多个选择标准时，具有较高的力矩愿望的起动 等级的识别优先于具有较低的力矩愿望的起动等级.
下面对依赖于所选择的等级的对所述混合驱动装置的控制的影响进行说明。首先研究具有变矩器的传动系，有利的是，这里使变矩器 跨接离合器的断开速度依赖于所选择的等级和以此设置的起动方式. 在等级1时设置低的断开速度。其缺点是，过程持续时间较长，但其
优点是，几乎没有对所述汽车的100的传动系6产生干扰。相反，在 等级3时，所述变矩器跨接离合器的断开速度是高的，不过此时必须 忍受对传动系6的干扰。
只要如在本实施例中一样所述离合器K3构造为比例离合器，那么 有利的是可以使所述滑转力矩依赖于所选择的等级，所述混合驱动装 置1的内燃机2在起动时以所述滑转力矩进行加速。因此在等级1时 所述滑转力矩刚好选择得和必需的滑转力矩一样大。相反，在等级3 时，则设置了尽可能高的滑转力矩，用于实现所述内燃机2的最小的 起动时间。
对于在起动之后所述变矩器跨接离合器的闭合来说，不仅闭合速 度而且闭合持续时间也都可以依赖于等级来选择.在此，不必强制使 用和在断开过程中一样的等级，因为驾驶员愿望在这期间可能已经改 变。为获得高灵活性，可以随时通过驾驶员愿望的改变来更换等级。
在起动过程中，所述电机4以转速调节的模式来运行。 一旦所述 内燃机2已经加速到所述电机4的转速，并且甚至已经提供扭矩，就 会容易出现转速的过调，因为有时候所述内燃机2在一开始就产生太 高的扭矩。因此有利的是，在起动之后还要让转速调节继续运行一段 时间，用于抑制过调((Jberschwinger)。可以有利地使所述转速调节 的这个跟踪时间依赖于所述分类。在等级1的情况下，可以选择具有
良好的抑制过调的效果的较长的跟踪时间。在等级3的情况下，可以 选择与快速反应相关的短的跟踪时间。
通常在起动所述内燃机2时节流阀闭合，以便没有由于大的力矩 而出现转速的过调。不过在如在等级3的情况下存在追求大的力矩的 愿望时，所述内燃机2应该尽快地提供尽可能高的扭矩.因此，就此 而言这适合于依赖于所选择的等级在起动开始时就相应地控制所述节 流阀。
权利要求
1.用于控制汽车(100)的包括至少一台内燃机(2)和至少一台电机(4)的混合驱动装置(1)的方法，该混合驱动装置(1)具有布置在所述电机(4)和所述汽车(100)的传动系(6)之间的第一离合器(5)和布置在所述电机(4)和所述内燃机(2)之间的第二离合器(3)，其特征在于，依赖于驾驶员愿望来控制所述混合驱动装置(1)的工作参数。
2. 按权利要求l所述的方法，其特征在于，给驾驶员愿望划分等 级(等级l、等级2、等级3),其中所述等级的不同之处在于对应于 驾驶员愿望的力矩要求。
3. 按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，从加速踏 板(9)的位置中推导出驾驶员愿望。
4. 按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，加速踏板 (9)的小于最大位置的30%的位置相当于等级1，加速踏板(9)的处于最大位置的30%和60%之间的位置相当于等级2,并且加速踏板(9 ) 的大于最大位置的60°/ 的位置相当于等级3。
5. 按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在构造为 比例离合器的离合器(3)中，在等级1时在所述内燃机(2)起动时 将滑转力矩调节得如所需要的滑转力矩一样小并且在等级3时调节得 明显更大，用于实现尽可能短的起动时间，
6. 按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在具有变 矩器的混合驱动装置(1)中，变矩器跨接离合器在等级l时以较小的 断开速度断开，在等级3时以最大可能的速度断开。
7. 按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在转速调 节的电机(4)中，在等级1时在所述电机(4)起动之后设置较长的 时间用于转速调节并且在等级3时设置较短的时间。
8. 按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，依赖于所 述等级对所述汽车的节流阀进行预控制。
全文摘要
本发明涉及一种用于控制汽车(100)的包括至少一台内燃机(2)和至少一台电机(4)的混合驱动装置(1)的方法，该混合驱动装置(1)具有布置在所述电机(4)和所述汽车(100)的传动系(6)之间的第一离合器(5)和布置在所述电机(4)和所述内燃机(2)之间的第二离合器(3)。按本发明，依赖于驾驶员愿望来控制所述混合驱动装置(1)的工作参数。
文档编号B60W20/00GK101528523SQ200780039348
公开日2009年9月9日 申请日期2007年8月24日 优先权日2006年10月23日
发明者O·凯弗, R·申克, T·朱恩曼 申请人:罗伯特.博世有限公司