用于控制混动动力总成的方法和动力总成与流程

1.本发明涉及一种用于控制机动车的混动动力总成的方法和一种用于执行所述方法的动力总成，所述动力总成具有由内燃机和第一电机构成的驱动单元、带有第二电机的单级变速器以及设置在驱动单元和变速器之间的分离离合器。


背景技术：

2.在申请人的未公开的德国专利申请10 2018 130 775.6和10 2018 126 881.5中描述了这种混动动力总成和用于其控制的方法，所述混动动力总成包含由内燃机和第一电机构成的驱动单元以及借助于分离离合器与该驱动单元可连接的第二电机。分离离合器在此在加速过程期间与内燃机的运行状态无关地完全闭合(10 2018 130 775.6)或者纯电地借助于两个电机执行启动过程(10 2018 126 881.5)。


技术实现要素：

3.本发明的目的是改进这种动力总成以及用于其控制的方法。尤其地，本发明的目的是，在加速要求期间提供更高的扭矩或更高的功率。
4.所述目的通过权利要求1和10的主题来实现。权利要求1的从属权利要求描绘权利要求1的主题的有利的实施方式。
5.所提出的方法用于控制机动车的混动动力总成。混动动力总成包含由内燃机和第一电机构成的驱动单元。内燃机和/或第一电机可以单独地或混动地提供驱动力矩。第一电机可以起动内燃机。第一电机可以以发电机的方式提供由内燃机产生的电流，尤其用于电储能器例如蓄电池和/或功率电容器的充电。
6.在驱动单元下游连接有单级变速器，其中第二电机例如在用于驱动两个或四个驱动轮的差速器上游与所述单级变速器相关联，例如设置在变速器的齿轮上或者在变速器的下游连接。第二电机可以纯电动地或与驱动单元结合地驱动具有在上游连接的动力总成的机动车。在变速器和驱动单元之间设有分离离合器，使得机动车在分离离合器，例如湿运行的或干运行的自动化操纵的摩擦离合器断开时仅借助于第二电机驱动，内燃机借助于第一电机起动并且电储能器借助于由内燃机驱动的第一电机充电和/或借助于第二电机可以进行能量回收。可以对应地提出动力总成的其他运行方式。
7.分离离合器可以设为启动离合器，使得在分离离合器闭合或被闭合时可以借助于驱动单元和必要时附加地借助第二电机启动。
8.单级变速器的传动比，如固定传动比，可以设计成，使得驱动轮的小的转速或机动车的小的速度以优选的方式通过第二电机满足并且较大的转速替选地或附加地通过驱动单元满足。例如，变速器的传动比可以设计成，使得在无滑转地操纵分离离合器时内燃机的怠速转速例如对应于在30km/h和70km/h之间，优选地在45km/h和55km/h之间的速度范围。
9.为了在机动车例如通过驾驶员的加速要求或自主行驶的机动车的控制装置的加速要求时实现机动车的必要时期望的高的加速度，借助内燃机的和两个电机的驱动力矩来
加速。为了此外在转速较高时实现内燃机的增大的扭矩或更大的功率，分离离合器在对应的加速要求下在滑转运行中运行。根据常见的发动机特征曲线族，在内燃机的情况下在预设的转速范围中在例如高于怠速转速的转速下提供更大的扭矩或更大的功率，使得在分离离合器的滑转运行中，允许在驱动轮和内燃机的曲轴之间的更大的转速差和在分离离合器的传输可能性的范围中内燃机的更大的功率。第一电机的扭矩或功率发展相反地在所述转速范围中可以假设为是基本上恒定的。在特定的运行方式中，例如在电储能器充电差的情况下，第一电机在加速过程期间可以借助减小的扭矩贡献或不借助扭矩贡献运行。替选地或附加地，在对应的运行方式中，第二电机可以无电流地运行。
10.例如，在加速过程期间，在达到内燃机的怠速转速时开始滑转运行。根据运行方式，在此分离离合器在采用滑转运行之前例如在内燃机停机时可以完全断开或者分离离合器可以完全闭合。
11.可以维持滑转运行直至内燃机的预设的转速。例如，当达到内燃机的扭矩最大值或预设的功率输出时，可以关断滑转运行。
12.例如，分离离合器的滑转运行可以与进入到分离离合器中的能量输入相关地被控制。在此，滑转，即在分离离合器的与内燃机的曲轴和第一电机的转子抗扭地连接的输入部件和分离离合器的与变速器的变速器输入轴抗扭地连接的输出部件之间的转速差，被限制成，使得持久地或暂时地在滑转运行期间可经由分离离合器传输的离合器力矩对于分离离合器是无损害的。可无损害传输的离合器力矩在此可以根据输入到分离离合器中的摩擦能量、根据分离离合器的离合器温度传感器或离合器温度模型等来确定。在此，基于求取的进入到分离离合器中的能量输入，整体上接通或关断滑转运行，或者与进入到分离离合器中的能量输入相关地控制滑转转速。在此，在超出进入到分离离合器中的预设的能量输入时，分离离合器在接受加速度减小的条件下完全闭合。替选地，在不完全调用电机的扭矩时，电机中的至少一个电机——只要与电储能器的充电状态相关地可行——以更高的可行的扭矩运行。
13.加速要求例如可以由驾驶员借助于加速踏板的降挡加速信号(kick-down-signals)进行。在此，加速踏板的对应的传感器可以检测减速度、踏板的踏板角度和/或止挡，从中求取呈阈值的形式的界限。滑转运行在此与所述界限相关地被操纵或者采用。替选地，可以在用于自主运行具有混动动力总成的机动车的控制单元中确定和输出界限。界限可以可设定地，例如可校准地、可调整地和/或相似地构成。例如，界限可以与由驾驶员期望的和可预设的运行方式相关地，例如以可运动地或经济地设定的方式预设。
14.如果通过例如低于界限来修正加速要求，分离离合器完全闭合。
15.所述目的此外通过一种用于执行上述方法的用于机动车的动力总成来实现，所述动力总成具有由内燃机和第一电机构成的驱动单元、带有第二电机的单级变速器以及设置在驱动单元和变速器之间的分离离合器，。
附图说明
16.本发明根据在图1至3中示出的实施例详细阐述。所述附图示出：
17.图1示出混动动力总成的示意图，
18.图2示出用于控制图1的动力总成的方法的流程图，和
19.图3示出图1的动力总成的与转速相关的扭矩和功率发展的图表。
具体实施方式
20.图1示出用于机动车的混动动力总成1的示意图。驱动单元2由内燃机3和第一电机4形成。内燃机3的曲轴5和第一电机4的转子6抗扭地与自动化地操纵的分离离合器7的输入部件8连接。离合器7的输出部件9抗扭地与单级地以固定的传动比构成的变速器10的变速器输入轴11连接。变速器10的变速器输出轴12抗扭地与第二电机13的转子14连接。变速器输出轴12与驱动轮借助于未详细示出的差速器转动配合地连接，仅示出所述驱动轮中的单个驱动轮15。
21.如果分离离合器7完全地、即没有滑转地闭合，那么曲轴5的转速对应于变速器输入轴11的转速并且将扭矩或功率与变速器10的和差速器的传动比相关地传输到驱动轮15上。如果驱动轮15的转速从而具有动力总成的机动车的速度相对低，那么内燃机3由于其工作原理在小转速下仅展现小的扭矩和小的功率。为了使内燃机3的转速尤其在加速要求期间升高，分离离合器7在滑转运行中运行，使得在驱动轮15的预设的转速下曲轴5的转速提升，并且由于发动机特征曲线，内燃机3可以将更高的转矩和更高的功率经由滑转的分离离合器7传输到变速器输入轴11上并且经由变速器10传输到变速器输出轴12和驱动轮15上，这提高机动车的加速度。在此，连续地通过检测例如离合器温度和/或在分离离合器7的输入部件8和输出部件9之间的转速差来求取输入到分离离合器7中的能量并且必要时在分离离合器7损坏之前中断滑转运行。
22.图2示出用于运行图1的动力总成1以在加速要求期间提高内燃机3的功率的流程图100。在框101中，调用在流程图中描述的例如可以在控制设备例如分离离合器7的离合器控制设备中存储的程序，并且在框102中初始化。在分支103中询问，是否存在用于闭合分离离合器的指令。如果不是这种情况，那么返回到分支103。如果存在用于闭合分离离合器7的指令，那么在分支104中询问，是否存在加速要求，其方式为：例如超过由驾驶员进行的加速踏板的降挡加速的界限。如果未超过所述界限，那么不存在加速请求，那么返回分支103。
23.如果识别到加速请求，那么从分支104转向框105，在所述框中，调节在分离离合器处的预设的滑转转速。滑转的预设，即在曲轴5和变速器输入轴11之间的滑转转速差的大小的预设，在此与分离离合器7的静态的或动态的能量吸收能力相关地进行并且通过其确定和限制。静态的能量吸收能力从分离离合器7对应的设计中例如借助摩擦面积、摩擦衬片厚度和分离离合器的类型——湿式或干式——得出。动态的能量吸收能力从分离离合器的预运行、环境条件等中得出。在分支106中询问，是否达到进入到分离离合器中的最大的能量输入或者是否低于加速请求的界限。如果不满足两个条件中的任一条件，那么返回到分支106，这就是说，维持滑转状态。如果满足两个条件中的一个条件，那么在框107中结束滑转运行，分离离合器7完全闭合并且返回到分支103。
24.图3参照图1示出图1的内燃机3的功率p或扭矩m关于曲轴5的转速n的图表200。
25.曲线201示出在分离离合器7不滑转时内燃机3的扭矩变化曲线，曲线202示出在分离离合器7处于滑转运行时内燃机3的扭矩变化曲线。曲线204示出在分离离合器7不滑转时内燃机3的功率变化曲线，并且曲线203示出在分离离合器处于滑转运行时内燃机3的功率变化曲线。在内燃机3的转速范围δn中，在分离离合器7滑转时由于内燃机3的升高的转速
分别出现更高的功率或更高的扭矩，使得在转速范围δn中接入的滑转运行在转速较小时，例如在怠速转速n1和预设的转速n2之间在加速要求时得出加速度升高。
26.附图标记说明
27.1动力总成 2驱动单元 3内燃机 4电机 5曲轴 6转子 7分离离合器 8输入部件 9输出部件 10变速器 11变速器输入轴 12变速器输出轴 13电机 14转子 15驱动轮 100流程图 101框 102框 103分支 104分支 105框 106分支 107框 200图表 201曲线 202曲线 203曲线 204曲线 m扭矩 n转速 n1怠速转速 n2转速 p功率 δn转速范围。