用于控制混合动力机动车的混动动力总成的方法与流程

1.本发明涉及一种用于控制混合动力机动车的混动动力总成的方法，其中所述混动动力总成具有带有两个子变速器的双离合变速器，两个子变速器的变速器输入轴能够分别借助于摩擦离合器与第一驱动单元以驱动有效的方式耦联，其中两个变速器输入轴之一与第二驱动单元以驱动有效的方式耦联或可耦联。


背景技术：

2.在车辆变速器的领域中，所述类型的双离合变速器是众所周知的。双离合变速器具有带有第一摩擦离合器和第二摩擦离合器的双离合器以及第一子变速器和第二子变速器。在此，摩擦离合器在功能上分别与子变速器相关联。相应的子变速器能够经由与其相关联的摩擦离合器与驱动单元驱动有效地连接。通过提供这两个功率传递路径可行的是，在不中断牵引力的情况下执行换挡。在此，由驱动单元提供的驱动力矩通过交叠操作在不中断牵引力的情况下、即连续地从一个功率传递路径传递到另一功率传递路径上。
3.此外已知的是，将机动车的动力总成混动化。这理解为至少两个不同的驱动单元的组合，所述驱动单元提供用于运行机动车的驱动功率。在最常见的实施方案中，混合动力机动车具有内燃机以及至少一个既能够电动地运行也能够发电地运行的电机。
4.为了将具有双离合变速器的动力总成混动化已知不同的设计方案。例如已知的是，将电机与双离合变速器的两个子变速器之一连接
‑‑
沿功率流观察，电机在这种情况下设置在与子变速器相关联的相应的摩擦离合器下游。例如在文献de 10 2010 004 711 a1中描述了这种布置。
5.还已知的是，在换挡过程期间在混动动力总成的这种结构中，电机尤其用于辅助挡位的同步，以便能够抵消连接到电机上的子变速器的提高的惯性，进而能够保护同步单元免受过高的机械负荷。在混动动力总成的这种设计实施变型方案中尤其要考虑的是电机的故障以及在电机方面同步辅助的与此相关的失效。
6.在de 10 2007 042 724 a1中公开了一种用于控制混合动力机动车的混动动力总成的方法，其中所述混动动力总成具有带有两个子变速器的双离合变速器，两个子变速器的变速器输入轴能够分别借助于摩擦离合器与第一驱动单元以驱动有效的方式耦联，其中两个变速器输入轴之一与第二驱动单元以驱动有效的方式耦联或可耦联。
7.在de 10 2004 035 534 a1中在用于准备换挡的同步过程中已知的是，当在第二驱动单元发生故障的情况下要挂入倒挡时，与子变速器相关联的摩擦离合器至少短暂地打滑，所述子变速器的变速器输入轴与第二驱动单元以驱动有效的方式耦联或可耦联。


技术实现要素：

8.本发明的一个目的是，给出一种用于控制混动动力总成的方法，所述方法能够实现将双离合变速器的与第二驱动单元以驱动有效的方式连接的子变速器在第二驱动单元失效或故障的情况下仍然达到期望的同步转速，而不会在此使同步单元受到过度的机械负
荷，其中所述第二驱动单元例如是电机。
9.所述目的通过一种用于控制混合动力机动车的混动动力总成的方法来实现，其中所述混动动力总成具有带有两个子变速器的双离合变速器，两个子变速器的变速器输入轴能够分别借助于摩擦离合器与第一驱动单元以驱动有效的方式耦联，其中两个变速器输入轴(5、6)之一与第二驱动单元以驱动有效的方式耦联或可耦联，其中在用于准备换挡的同步过程中在第二驱动单元发生故障的情况下，与子变速器相关联的摩擦离合器至少短暂地打滑，使得子变速器和第二驱动单元经由第一驱动单元设定为同步转速，所述子变速器的变速器输入轴与第二驱动单元以驱动有效的方式耦联或可耦联。
10.根据本发明的用于控制混合动力机动车的混动动力总成的方法在混动动力总成中使用，所述混动动力总成具有以下特征：
[0011]-第一驱动单元，
[0012]-第二驱动单元，和
[0013]-双离合变速器，所述双离合变速器包括两个子变速器，其变速器输入轴能够分别借助于摩擦离合器与第一驱动单元以驱动有效的方式耦联。
[0014]
根据本发明，第二驱动单元与两个变速器输入轴之一以驱动有效的方式耦联或可耦联。
[0015]
此外，根据本发明，在用于准备换挡的同步过程中在第二驱动单元发生故障的情况下，与子变速器相关联的摩擦离合器至少短暂地打滑，使得所述子变速器和第二驱动单元经由第一驱动单元设定为同步转速，所述子变速器的变速器输入轴与第二驱动单元以驱动有效的方式耦联或可耦联。
[0016]
本发明的改进方案在从属权利要求、说明书以及附图中给出。
[0017]
特别优选地，第一驱动单元构成为内燃机，而第二驱动单元构成为电机。所述电机既能够作为电动机运行，也能够作为发电机运行。
[0018]
根据本发明，如果在需要升挡时第一驱动单元的转速小于或等于要设定的同步转速，即目标同步转速，或者如果在需要降挡时第一驱动单元的转速大于或等于要设定的同步转速，则借助相应的摩擦离合器完全设定用于设定同步转速所需的转速跳变(“full intermediate clutching，全中间离合”)。如果第一驱动单元的转速在需要升挡时大于要设定的同步转速，或者如果第一驱动单元的转速在需要降挡时小于要设定的同步转速，则借助相应的摩擦离合器将用于设定同步转速所需的转速跳变优选基本上设定为一半(“half intermediate clutching，半中间离合”)。
[0019]
优选地，在牵引升挡和超速降挡的情况下无牵引中断地借助相应的摩擦离合器将用于设定同步转速所需的转速跳变基本上设定为一半。
[0020]
根据本发明，在牵引降挡和超速升挡的情况下，无牵引中断地借助相应的摩擦离合器完全设定用于设定同步转速所需的转速跳变。
[0021]
双离合变速器优选具有第一子变速器和第二子变速器，其中第一子变速器包括第一变速器输入轴，而第二子变速器包括第二变速器输入轴，其中第一变速器输入轴能够借助于第一摩擦离合器与第一驱动单元耦联，而第二变速器输入轴能够借助于第二摩擦离合器与第一驱动单元耦联，并且其中第二变速器输入轴与第二驱动单元耦联或可耦联。
附图说明
[0022]
下面示例性地参考附图描述本发明。
[0023]
图1示出混动动力总成的示意图。
[0024]
图2示出在混合动力机动车的“牵引升挡”的运行状态下的“转速vs时间”的图表。
[0025]
图3示出在混合动力机动车的“超速升挡”的运行状态下的“转速vs时间”的图表。
[0026]
图4示出在混合动力机动车的“牵引降挡”的运行状态下的“转速vs时间”的图表。
[0027]
图5示出在混合动力机动车的“超速降挡”的运行状态下的“转速vs时间”的图表。
具体实施方式
[0028]
图1示出用于混合动力机动车的示例性混动动力总成1，其中使用根据本发明的方法。
[0029]
在图1中示出的混动动力总成1具有：第一驱动单元9，即内燃机9’；第二驱动单元10，即电机10’；以及双离合变速器2。
[0030]
双离合变速器2具有带有第一变速器输入轴5的第一子变速器3和带有第二变速器输入轴6的第二子变速器4。
[0031]
第一子变速器3的第一变速器输入轴5能够经由第一摩擦离合器7与曲轴11驱动有效地连接。曲轴11如在图1中所示出的那样直接地或者经由分离元件与内燃机9’以驱动有效的方式连接。双离合变速器2的所有奇数挡位与第一子变速器3相关联。第一摩擦离合器7和第一子变速器3形成第一功率传递路径。在第一子变速器3下游是用于将从动轴与差速器d分离的第一换挡离合器s1。
[0032]
第二子变速器4的第二变速器输入轴6能够经由第二摩擦离合器8与曲轴11以驱动有效的方式连接。曲轴11与内燃机9’以驱动有效的方式连接。双离合变速器2的所有偶数挡位与第二子变速器4相关联。第二摩擦离合器8和第二子变速器4与第二换挡离合器s2形成第二功率传递路径。
[0033]
电机10’与第二变速器输入轴6以驱动有效的方式连接。
[0034]
由内燃机9’和/或电机10’提供的驱动力矩交替地经由通过闭合相关的摩擦离合器7、8而激活的子变速器3、4传递，意即交替地经由第一功率传递路径和第二功率传递路径传递。通过在断开和闭合换挡离合器s1和s2的情况下交叠运行第一摩擦离合器7和第二摩擦离合器8，驱动力矩从第一子变速器3切换到第二子变速器4或者相反地切换。
[0035]
在电机10’发生故障的情况下，在用于准备换挡的同步过程中，例如在将驱动力矩从第一子变速器3切换到第二子变速器4时，第二摩擦离合器8至少短暂地打滑或闭合，使得第二子变速器4和电机10’经由第一驱动单元9，即内燃机9’设定为同步转速。在此期间，用于运行混合动力机动车的驱动功率经由第一功率传递路径不受干扰地传递。
[0036]
在下文中，为了更详细地描述根据本发明的方法，在混合动力机动车的四种运行状态之间进行区分，即在牵引升挡(图2)、超速降挡(图3)、牵引降挡(图4)和超速升挡(图5)之间进行区分。
[0037]
在图2至5中分别示出上述运行状态之一，其中在所有图表中在横坐标上以秒为单位绘制时间[s]，在纵坐标上以每秒[s-1
]为单位绘制转速。分别用“12”标记的曲线描述了第二变速器输入轴6的关于时间的转速变化曲线。分别用“13”标记的曲线描述了曲轴11的关
于时间的转速变化曲线。
[0038]
图2示出“牵引升挡”的运行状态。双离合变速器的换挡过程借助从低传动比的奇数挡相应地移动到高传动比的偶数挡进行，其方式例如为：在第一子变速器中切换低传动比的奇数挡，而在内燃机与第一变速器输入轴之间的摩擦离合器闭合。这样驱动力矩经由双离合变速器的第一功率传递路径传递。在该时间内，在内燃机与第二变速器输入轴之间的第二摩擦离合器断开时，在第二变速器输入轴上接合下一挡，即具有较高传动比的偶数挡，其中第二变速器输入轴的同步通过第二摩擦离合器的打滑接触来辅助。在同步过程期间在当前的“牵引升挡”的运行情况中，内燃机9’或曲轴11的转速仅在第一半部中，即在第一时间间隔a中低于第二变速器输入轴6的转速。由于第二摩擦离合器8在第一时间间隔a中的打滑接触，第二变速器输入轴6的转速在内燃机9’或曲轴11方面被降低
‑‑
在此，内燃机9’提供负的扭矩并且第二变速器输入轴6被制动。在第二时间间隔b中，内燃机9’或曲轴11的转速高于第二变速器输入轴6的转速
‑‑
在此内燃机9’提供正的扭矩并且第二变速器输入轴6将通过第二摩擦离合器8的打滑接触而加速。在该第二时间间隔b中，第二摩擦离合器8断开，以便能够防止第二变速器输入轴6在该时间间隔内加速。在第二时间间隔b中，同步单元承担进一步的同步工作。
[0039]
图3示出“超速降挡”的运行状态。在该运行情况下，在同步过程期间，内燃机9’或曲轴11的转速仅在第一半部中，即在第一时间间隔a中高于第二变速器输入轴6的转速。由于第二摩擦离合器8在第一时间间隔a中的打滑接触，第二变速器输入轴6的转速在内燃机9’或曲轴11方面被升高
‑‑
在此，内燃机9’提供正的扭矩并且第二变速器输入轴6加速。在第二时间间隔b中，内燃机9’或曲轴11的转速低于第二变速器输入轴6的转速
‑‑
在此内燃机9’提供负的扭矩并且第二变速器输入轴6将通过第二摩擦离合器8的打滑接触而制动。在该第二时间间隔b中，第二摩擦离合器8断开，以便能够防止第二变速器输入轴6在该时间间隔内制动。
[0040]
因此，对于在图2和图3中示出的运行状态，所谓的“halfintermediateclutching，半中间离合”对于同步是必要的，意即借助第二摩擦离合器8将用于设定同步转速所需的转速跳变基本上设定为一半。
[0041]
图4示出“牵引降挡”的运行状态。在这种运行情况下，在整个同步过程期间，内燃机9’或曲轴11的转速低于第二变速器输入轴6的转速
‑‑
在此内燃机9’提供负的扭矩并且第二变速器输入轴6通过第二摩擦离合器8的打滑接触在整个同步过程期间被制动。
[0042]
图5示出“超速升挡”的运行状态。在这种运行情况下，在整个同步过程期间，内燃机9’或曲轴11的转速高于第二变速器输入轴6的转速
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在此内燃机9’提供正的扭矩并且第二变速器输入轴6通过第二摩擦离合器8的打滑接触在整个同步过程期间加速。
[0043]
因此，对于在图4和图5中示出的运行状态，所谓的“fullintermediateclutching，全中间离合”对于同步是必要的，意即借助第二摩擦离合器8将用于设定同步转速所需的转速跳变设定为完全的。
[0044]
第二变速器输入轴6的制动或加速程度分别取决于第二变速器输入轴6的要设定的同步转速。
[0045]
附图标记列表：
[0046]
1混动动力总成
[0047]
2双离合变速器
[0048]
3第一子变速器
[0049]
4第二子变速器
[0050]
5第一变速器输入轴
[0051]
6第二变速器输入轴
[0052]
7第一摩擦离合器
[0053]
8第二摩擦离合器
[0054]
9第一驱动单元
[0055]9’
内燃机
[0056]
10第二驱动单元
[0057]
10’电机
[0058]
11曲轴
[0059]
12第二变速器输入轴的转速变化曲线(第二摩擦离合器的次级侧)
[0060]
13曲轴的转速变化曲线(第二摩擦离合器的初级侧)
[0061]
a第一时间间隔
[0062]
b第二时间间隔