启动混合动力车辆内燃机以用于从电动模式切换到混合动力模式时的转矩控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于混合动力车辆的转矩控制方法，所述混合动力车辆包括通过 离合器和变速箱驱动第一车桥的内燃机以及驱动另一车桥的动力电机，当启动所述内燃机 时所述转矩控制方法用于能够从电动模式切换到混合动力模式，本发明还涉及一种控制计 算机以及一种实施这种方法的混合动力车辆。
【背景技术】
[0002] 一些称为并联式混合动力车辆的混合动力车辆设置有内燃机，所述内燃机通过离 合器驱动变速箱的输入轴，所述变速箱包括动力电机，所述电机可通过第二联接部件与所 述输入轴连接。
[0003] 尤其在文件FR-A1-2887496中示出了一种该类型车辆的离合器的已知控制方法， 该方法在启动内燃机以从电动行驶模式切换到混合动力模式时实施，为了避免输入轴上的 冲击，根据与该轴相关联的惯量变化通过机动化装置对传送到该轴上的转矩的调整取决于 离合器的状态。
[0004] 然而对于包括内燃机和动力电机的混合动力车辆，所述内燃机通过变速箱驱动第 一车桥，所述变速箱包括在输入端的离合器，所述动力电机驱动另一车桥，例如如果内燃机 驱动车辆前桥并且电机驱动后桥，则需要通过考虑位于变速箱外部的电机的惯量来设置该 方法的适用性。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的尤其在于对于该类型的混合动力车辆在启动内燃机以能够从电动 行驶模式切换到包括两个机动化装置的混合动力模式时在离合器闭合期间避免冲击。
[0006] 为此，本发明提供了一种混合动力车辆的转矩控制方法，所述方法用于启动内燃 机以能够从电动模式切换到混合动力模式，所述方法包括使联接式离合器闭合，所述离合 器使所述内燃机与变速箱的输入轴连接，所述变速箱驱动第一车桥的车轮，所述车辆包括 电机，所述电机驱动第二车桥的车轮，其特征在于，为了联接预先启动并且通过调节略大于 输入轴速度的速度来控制的内燃机，在所述离合器完全闭合之前的时刻，将转矩设定值的 瞬时增量施加在所述离合器上形成了突变，以便获得所述离合器的完全闭合，以用于之后 切换到内燃机的转矩调节，通过考虑带至输入轴的电机惯量和车辆惯量，以及考虑所述电 机的转矩和车辆的阻力矩，计算设定值偏差以补偿带至所述输入轴的惯量变化。
[0007] 根据本发明的转矩控制方法的优点在于，为了在车辆以电动模式行驶时启动内燃 机，可准确计算在离合器完全闭合时的突变，以通过离合器上的转矩设定值增量来补偿带 至离合器的惯量差，并且还避免了由于导致车辆加速度振荡的突变而造成的冲击。还获得 了满足车辆加速度的最佳时间。
[0008] 根据本发明的转矩控制方法可包括以下可相互结合的一个或多个特征。
[0009] 更具体地，所述控制方法可通过以下公式计算转矩设定值偏差，所述转矩设定值 偏差对应于输入轴上的转矩的最终设定值与初始设定值之间的偏差：
[0011] 值"n*Cmel/P"表示后置电机的惯量，所述惯量可根据其相对于其它惯量的大小 忽略不计。
[0012] 有利地，根据输入轴上的理论转矩设定值增量要求，在离合器开始传送转矩的时 亥IJ，所述方法施加了线性实际增量设定值直到离合器闭合的时刻，以确保车轮加速度的连 续性。
[0013] 有利地，在由离合器传送转矩的阶段期间，电机通过从总需求转矩中减去由离合 器带来的转矩得到的值来补偿由所述离合器带来的转矩，以获得遵循车轮设定转矩的总转 矩。
[0014] 本发明的目的还在于提供一种用于混合动力车辆传动系统的控制计算机，所述传 动系统包括使内燃机与变速箱的输入轴连接的离合器，所述变速箱驱动第一车桥的车轮， 所述车辆设置有电机，所述电机驱动第二车桥的车轮，所述控制计算机包括实施转矩控制 方法的部件，所述方法用于启动内燃机以能够从电动模式切换到混合动力模式并且包括任 意其中一种上述特征。
[0015] 本发明的目的还在于提供一种包括传动系统的混合动力车辆，所述传动系统包括 使内燃机与变速箱的输入轴连接的离合器，所述变速箱驱动前轮，所述车辆设置有电机，所 述电机驱动后轮，所述车辆包括实施转矩控制方法的部件，所述方法用于启动内燃机以能 够从电动模式切换到混合动力模式并且包括任意其中一种上述特征。
【附图说明】
[0016] 通过阅读下文作为非限制性示例给出的详细说明和附图，本发明的其它特征和优 点将更加清楚，在附图中：
[0017] -图1为实施根据本发明的转矩控制方法的混合动力车辆的示意图；
[0018] -图2为所述车辆的传动系统的简化示意图；
[0019] -图3为示出了按照已知方法和按照本发明的方法的内燃机转矩设定值增量随时 间变化的曲线图；以及
[0020] -图4为示出了按照本发明的方法的不同转矩曲线随时间变化的曲线图。
【具体实施方式】
[0021] 图1示出了一种包括内燃机2的混合动力车辆，所述内燃机通过离合器8与变速 箱4的输入轴连接，所述变速箱包括离合器和切换速度的自动控制装置，所述自动控制装 置驱动车辆前轮6。
[0022] 前置电机12与内燃机2始终联接，以辅助内燃机运行。
[0023] 由电池16供电的后置电机20通过传动装置18与车辆后轮22联接。
[0024] 传动系统的监控系统调配两个机动化装置2、20和离合器8的运行，以及通过选择 变速比调配变速箱4的运行，以用于决定行驶模式，所述行驶模式根据驾驶员要求分配需 获得的功率，以便获得能够减少能量消耗和污染气体排放的运行点和车况的优化。
[0025] 混合动力车辆还能够以多种行驶模式运行，所述多种行驶模式尤其包括：使用后 置电机20的电动模式，内燃机2停止并且变速箱4在空挡点（pointmort);使用两个机动 化装置的混合动力模式；带有两个机动化装置的四轮驱动模式，也称为"E-AWD"模式，该模 式能够改善车辆的运动性能和抓地力；以及运动模式。
[0026] 图2以简化方式示出了在对应于滑动终止的离合器8完全闭合时运行转矩控制方 法所需的一些物理量，以便避免变速箱中的冲击，并且保持车辆加速度的连续性以确保乘 客的舒适性。标为"AV"的箭头示出了车辆向前行驶的方向。
[0027] 转矩控制方法使用了以下值：
[0028] -aveh:车辆加速度（m/s2)
[0029] -Cemb:离合器转矩（N.m)
[0030] -Cmel:电机转矩（N.m)
[0031] -Cmth:内燃机转矩（N.m)
[0032] -Cres:车轮阻力矩（N.m)
[0033] -Cap:输入轴转矩（N.m)
[0034] -Jmel:电机惯量（kg.m2)
[0035] -Jmth:内燃机惯量（kg.m2)
[0036] -Jveh:车辆惯量（kg.m2)
[0037] -n:变速箱的减速比
[0038] -P:电机的传动装置的减速比
[0039] -wap:输入轴转速（rad/s)
[0040] - ?roue:车轮转速（rad/s)
[0041] 在车辆行驶期间当启动内燃机时，考虑转矩在离合器闭合之前以及闭合之后的平 衡。在离合器闭合之前，存在：
[0045] 转矩控制方法的目的在于确保在离合器闭合时车辆加速度aveh的连续性，因此 得到上述两个等式。
[0047] 分别在闭合之前以及闭合之后通过采用Capl和Cap2来推导变速箱4的输入轴上 的转矩设定值：
[0049] 根据上述等式推导出在增量形成突变期间的ACap_cns，ACap_cns对应于最终 设定值Cap2和初始设定值Capl之间的偏差，公式如下：
[0051] 由此可见不仅需要考虑添加内燃机惯量Jmth以确立对接时无冲击，还需要将由 后置电机施加的转矩添加至施加在车轮上的阻力，以便确保在该阶段中车辆加速度的连续 性。
[0052] 注意到在包括该控制方法的工业化软件范围内，以及为了优化实施所述方法的计 算机的负载和存储空间的目的，可通过根据大小忽略涉及后置电机20的惯量的项来简化 计算。
[0053] 图3示出了在离合器完全闭合之前和闭合之后输入轴上随时间t变化的转矩设定 值Cap，所述离合器完全闭合发生在时刻tl。在时刻tl之前，直线30为输入轴上的转矩设 定值Capl，该转矩设定值是不断增大的。
[0054] 当离合器在时刻tl完全闭合时，对于包括与变速箱输入轴