專利名稱：車輛中的傳動(dòng)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于車輛中的驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)的電子控制單元(ECU)、包括該ECU的 驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)、該驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)的控制、計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品以及存儲(chǔ)介質(zhì)，諸如用以在ECU中實(shí)施 的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器。具體地，本發(fā)明涉及包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(ICE)和電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(EMG)的 混合動(dòng)力車輛的驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)的控制。
背景技術(shù)：
由于希望制造當(dāng)駕駛時(shí)對(duì)環(huán)境具有較少影響的車輛，例如較低的燃料消耗和較少 的有害廢氣的車輛，對(duì)具有包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(ICE)以及電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(EMG)的推進(jìn)系統(tǒng) 的混合動(dòng)力車輛存在增加的興趣。ICE和EMG以互補(bǔ)的方式工作，使得電動(dòng)機(jī)優(yōu)選在存在頻 繁啟動(dòng)和停止的低速條件下使用，例如在城市環(huán)境中使用，而當(dāng)以相對(duì)恒定的高速駕駛時(shí)， 例如在高速公路駕駛時(shí)，優(yōu)選地例如使用ICE。與上述類型的推進(jìn)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的一個(gè)問(wèn)題在于整個(gè)系統(tǒng)比諸如僅具有ICE的普通 車輛或純電動(dòng)車輛的普通推進(jìn)系統(tǒng)占據(jù)更多的空間。除了提供具有兩個(gè)推進(jìn)單元的車輛之 外，還存在下述需求，即提供具有用于以有效方式控制推進(jìn)單元和驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)的系統(tǒng)和裝 置的車輛，這意味著要向車輛增加另外的零件。因此，混合動(dòng)力車輛中的驅(qū)動(dòng)系單元的布置 因而需要更多的空間并且需要更先進(jìn)的控制系統(tǒng)，以便能夠利用具有兩個(gè)獨(dú)立推進(jìn)單元的 優(yōu)勢(shì)。然而，混合動(dòng)力車輛將比上文提及的兩種車輛具有某些益處。由于最大存儲(chǔ)能 量的限制，純電動(dòng)車輛一般不能夠如普通ICE驅(qū)動(dòng)車輛行駛那么長(zhǎng)的距離，并且當(dāng)需要大 扭矩時(shí)，例如當(dāng)在陡峭的上坡中啟動(dòng)并駕駛重載車輛時(shí)，或當(dāng)需要快速加速時(shí)，例如在超車 時(shí)，電動(dòng)機(jī)由于較慢的加速度和較差的性能而通常不如ICE那樣強(qiáng)勁。因而混合動(dòng)力車輛 將沒(méi)有這些缺點(diǎn)，因?yàn)楫?dāng)需要時(shí)它可以使用ICE。此外，當(dāng)希望以低排放驅(qū)動(dòng)車輛時(shí)，混合動(dòng) 力車輛將具有與電動(dòng)車輛相似的優(yōu)點(diǎn)，并且例如在反復(fù)啟動(dòng)和停止的環(huán)境下或在強(qiáng)烈希望 降低諸如氮氧化物、碳氧化物或顆粒物的有害排放物的城市環(huán)境中，混合動(dòng)力車輛可以通 過(guò)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。因此，混合動(dòng)力車輛將比使用內(nèi)燃機(jī)的普通車輛具有低的礦物燃料消耗的 益處，并且比目前的電動(dòng)車輛具有更寬的工作范圍和更好的驅(qū)動(dòng)特性，例如加速性和功率。 由于使用兩個(gè)推進(jìn)單元的上述有益效果和未來(lái)對(duì)于混合動(dòng)力車輛的總體巨大潛能，盡管驅(qū) 動(dòng)系系統(tǒng)更先進(jìn)和更昂貴，但是仍希望開發(fā)混合動(dòng)力車輛。例如在US 5，637，987、US 6，8887，180、US 7，089，095 或 GB 2359865 中描述了許 多不同的驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)系控制系統(tǒng)。這些系統(tǒng)因而提供了關(guān)于如何控制混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng) 系系統(tǒng)的不同方案。然而，上述系統(tǒng)相當(dāng)復(fù)雜并且在當(dāng)設(shè)計(jì)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)及其控制 特征時(shí)，一般希望提供一種緊湊的系統(tǒng)以便避免不必要的大而重的構(gòu)造。例如在US 2007/0095584中描述了對(duì)于為混合動(dòng)力車輛提供緊湊系統(tǒng)的問(wèn)題所 提出的方案，同時(shí)該系統(tǒng)在其裝配中是相對(duì)簡(jiǎn)單的，其中描述了一種具有單離合器的混合 動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。該系統(tǒng)包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(ICE)，該內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(ICE)具有經(jīng)由離合器聯(lián)接到電機(jī)、即電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(EMG)的軸的驅(qū)動(dòng)軸。EMG進(jìn)一步連接到機(jī)械傳動(dòng)裝置的輸入軸， 該機(jī)械傳動(dòng)裝置的輸入軸又經(jīng)由其輸出軸連接到差速傳動(dòng)裝置，該差速傳動(dòng)裝置向從動(dòng)軸 的每一側(cè)上的車輪分配驅(qū)動(dòng)力。然而，該緊湊系統(tǒng)的一個(gè)可能的問(wèn)題可能是要設(shè)法以希望 的精度控制驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)。因此，混合動(dòng)力系統(tǒng)的重要特征是推進(jìn)單元和驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)的控制，以便能夠從兩 個(gè)推進(jìn)單元的優(yōu)勢(shì)中受益。要處理的一個(gè)主要問(wèn)題涉及電動(dòng)機(jī)的能量存儲(chǔ)容量和電力的再 生。由于電池的容量通常相當(dāng)有限，所以幾乎經(jīng)常需要產(chǎn)生電能并將其存儲(chǔ)在電池等能量 存儲(chǔ)裝置中。因而希望能夠以有效的方式管理推進(jìn)單元，使得可以以最佳方式使用發(fā)動(dòng)機(jī)， 獨(dú)自的電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)，并且使得根據(jù)電池或能量存儲(chǔ)裝置的充電狀態(tài)(SOC)對(duì)它們進(jìn)行 控制。除了就諸如燃料效率、例如二氧化碳和NOx的廢氣污染的關(guān)注來(lái)控制驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng) 以及控制電池的充電狀態(tài)(SOC)之外，還希望保持諸如加速性能的驅(qū)動(dòng)參數(shù)、用于控制動(dòng) 作的發(fā)動(dòng)機(jī)響應(yīng)、以及在換檔時(shí)與普通車輛、即僅具有ICE的車輛相同水平的平順性。因 此，存在對(duì)新的和改進(jìn)的控制策略的需求，以便滿足對(duì)于良好駕駛性能、電池的SOC的能量 有效驅(qū)動(dòng)控制的要求，并且對(duì)在使用緊湊的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)的同時(shí)管理這些希望的性 能存在需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及用于混合動(dòng)力車輛的驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)，該驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī) (ICE)，在該驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)中，ICE位于電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(EMG)的上游。ICE可以是任意希望 的類型，例如奧托發(fā)動(dòng)機(jī)(Otto發(fā)動(dòng)機(jī))或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。EMG也可以是任意希望的類型，但 其應(yīng)當(dāng)具有作為電動(dòng)機(jī)以及發(fā)電機(jī)工作的能力。ICE經(jīng)由主離合器(MC)連接到EMG。該布 置因而可以通過(guò)ICE的輸出軸來(lái)示例出，所述ICE的輸出軸經(jīng)由MC連接到EMG的輸入軸。 MC可以是諸如盤形離合器的摩擦離合器或例如爪形離合器的強(qiáng)制接合離合器。一般來(lái)說(shuō)， 由于強(qiáng)制接合離合器通常比摩擦離合器有助于更少的能量損失，所以在該位置希望是強(qiáng)制 接合離合器。驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)還包括具有至少一個(gè)同步齒輪的機(jī)械傳動(dòng)裝置。該機(jī)械傳動(dòng)裝置 位于所述EMG的下游和端致動(dòng)器(車輪)的上游。在該上下文中，認(rèn)為機(jī)械傳動(dòng)裝置包括 任何階梯式齒輪選擇裝置或能夠改變輸入軸和輸出軸的速度比的傳動(dòng)裝置。傳動(dòng)裝置例 如可以僅是主變速箱或者是具有一個(gè)或幾個(gè)輔助變速箱的主變速箱，所述一個(gè)或幾個(gè)輔助 變速箱諸如是在EP 1852635中描述的拼合和/或檔位齒輪換檔布置(range gear shift arrangements)。驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)還連接到用于驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)的控制的電子控制單元(EOT)。根據(jù) 本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)因而是從ECU接收控制信號(hào)的自動(dòng)或半自動(dòng)系統(tǒng)。本發(fā)明的特征在于 對(duì)ECU編程以執(zhí)行包括如下步驟的控制序列a)當(dāng)車輛停止而其ICE運(yùn)行并且存在指示需要發(fā)電的信號(hào)時(shí)，將驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)設(shè)定 在發(fā)電模式。希望能量產(chǎn)生的指示例如可以是電池的充電狀態(tài)(SOC)、處于停止?fàn)顟B(tài)的時(shí) 間的指示器或指示需要發(fā)電的手動(dòng)觸發(fā)信號(hào)。該停止或空轉(zhuǎn)發(fā)電模式包括以下特征將MC 設(shè)定為接合，使得EMG以發(fā)電模式旋轉(zhuǎn)，而端致動(dòng)器通過(guò)設(shè)定在空檔模式的機(jī)械傳動(dòng)裝置 的同步齒輪的使用而分離。ICE和EMG優(yōu)選控制為使得ICE在諸如(燃料)效率和廢氣中 的有害成分的低濃度方面以最佳方式運(yùn)轉(zhuǎn)，而EMG的轉(zhuǎn)速優(yōu)選在有效發(fā)電方面優(yōu)化。這通常通過(guò)控制ICE的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(rpm)和EMG的負(fù)載來(lái)實(shí)現(xiàn)。盡管能夠?qū)⒛撤N齒輪或傳動(dòng) 裝置布置并入ICE的輸出軸與EMG的輸入軸之間，以便將用于最佳發(fā)電的輸入軸的轉(zhuǎn)速在 再生時(shí)設(shè)定在ICE的希望的空轉(zhuǎn)速度，但是例如通過(guò)使用諸如爪形離合器的強(qiáng)制接合離合 器，以便在保持系統(tǒng)緊湊和簡(jiǎn)單的同時(shí)避免摩擦損耗，ICE的輸出軸與EMG的輸入軸之間變 速比通常為1 1。b)作為對(duì)到達(dá)E⑶的指示希望車輛的運(yùn)動(dòng)的輸入信號(hào)的響應(yīng)，開始從空轉(zhuǎn)到驅(qū)動(dòng) 的模式的變化。該信號(hào)例如可以通過(guò)從空檔到前進(jìn)或倒退的換檔、加速器踏板的下壓或者 行車制動(dòng)器/駐車制動(dòng)器的釋放或相關(guān)參數(shù)的狀態(tài)或狀態(tài)改變的任意其它合適的指示來(lái) 觸發(fā)。C)使MC脫離，使得ICE和EMG彼此脫離。通過(guò)使ICE與EMG脫離，EMG的轉(zhuǎn)速可以 相當(dāng)迅速地降低。此外，上文提及的用于使端致動(dòng)器與EMG和ICE分離的同步齒輪的同步器 被接合。通過(guò)使先前設(shè)定在空檔模式的齒輪的同步器接合，將能夠?qū)⑴ぞ貍魉偷嚼鐏?lái)自 慣性力的端致動(dòng)器，同時(shí)減慢EMG的轉(zhuǎn)速。使用該控制方法的有利特征在于響應(yīng)于指示希 望車輛的運(yùn)動(dòng)的信號(hào)，將對(duì)車輛的起動(dòng)具有更快的響應(yīng)。如US 2007/0095584中的控制方 法中描述的，在檔位從空檔切換到選定檔位之前，由于對(duì)EMG減速到零或接近零的等待，所 以存在自指示希望從車輛的發(fā)電、停止模式到運(yùn)動(dòng)的變化的時(shí)間點(diǎn)起的等待時(shí)間。該等待 時(shí)間對(duì)于習(xí)慣于感受直接對(duì)其控制動(dòng)作的響應(yīng)的駕駛員來(lái)說(shuō)是令人討厭的。因此，作為對(duì) 指示希望車輛運(yùn)動(dòng)的適當(dāng)輸入信號(hào)的響應(yīng)，將使用目前的控制方法使車輛更快速地開始移 動(dòng)。因此，在普通汽車、卡車或公共汽車的情形中，將使用同步程序和同步齒輪，以便將來(lái)自 EMG的扭矩(優(yōu)選是EMG和所用的相關(guān)聯(lián)的軸的慣性力)傳送到端致動(dòng)器，例如車輪。除了 能夠使用作為慣性力存儲(chǔ)在系統(tǒng)中的能量以對(duì)希望移動(dòng)提供即時(shí)響應(yīng)之外，還將具有如下 益處在將電能重新轉(zhuǎn)換成機(jī)械能或更糟糕的通過(guò)使用摩擦制動(dòng)器等裝置對(duì)EMG的旋轉(zhuǎn)進(jìn) 行制動(dòng)使得慣性能作為摩擦力損失之前，直接使用機(jī)械能，而無(wú)需將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。因 而通過(guò)使用在此描述的控制策略可以改進(jìn)總體能量效率。另一優(yōu)點(diǎn)在于，在通過(guò)使用同步 器將車輛設(shè)定處于運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，EMG的轉(zhuǎn)速的減慢還將有助于車輛的平穩(wěn)起動(dòng)。因此，EMG 將由于機(jī)械傳動(dòng)裝置的同步器的制動(dòng)力而減慢，并且EMG的慣性能的至少一部分將傳遞到 端致動(dòng)器，而車輛將平穩(wěn)地開始移動(dòng)。d)當(dāng)EMG已充分減速使得轉(zhuǎn)速在用以接合同步齒輪的強(qiáng)制聯(lián)軸器的速度界限內(nèi) 時(shí)，EMG和端致動(dòng)器將通過(guò)同步齒輪的強(qiáng)制聯(lián)軸器連接。因此，EMG現(xiàn)在可以開始作為馬達(dá) 運(yùn)轉(zhuǎn)并且在車輛的起動(dòng)和加速期間作為車輛的動(dòng)力源。當(dāng)然，上述驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)可以用于各種混合動(dòng)力車輛并且例如適合于設(shè)有諸如US 2007/0095584中描述的系統(tǒng)的車輛。然而，最有利的用途可能是用于頻繁啟動(dòng)和停止的車 輛，例如本地公共汽車、郵車或垃圾車。本發(fā)明還涉及一種用于車輛的驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)的控制的方法。該驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)包括內(nèi)燃 發(fā)動(dòng)機(jī)(ICE)，在該驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)中，ICE位于電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(EMG)的上游。ICE經(jīng)由主離 合器(MC)連接到EMG。該驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)還包括設(shè)有至少一個(gè)同步齒輪的機(jī)械傳動(dòng)裝置(MT)。 該機(jī)械傳動(dòng)裝置位于EMG的下游和端致動(dòng)器的上游，例如車輪的上游。驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)還連接 到電子控制單元(ECU)，用于驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)的控制。用于控制驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)的方法包括如下步 驟
a)在車輛的ICE運(yùn)行的情況下，當(dāng)車輛停止或空轉(zhuǎn)時(shí)，將驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)設(shè)定在發(fā)電 模式，同時(shí)使MC接合，使得EMG以發(fā)電模式旋轉(zhuǎn)，而通過(guò)使用設(shè)定在空檔模式的同步齒輪使 端致動(dòng)器分離。b)準(zhǔn)備控制序列，用于響應(yīng)于E⑶中指示希望車輛運(yùn)動(dòng)的信號(hào)而將驅(qū)動(dòng)模式從空 轉(zhuǎn)改變?yōu)轵?qū)動(dòng)。通常，表明希望車輛運(yùn)動(dòng)的信號(hào)可以通過(guò)ECU接收為這樣的信號(hào)或者通過(guò) ECU從在驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)中感測(cè)到的條件和/或與驅(qū)動(dòng)狀態(tài)和車輛狀況有關(guān)的參數(shù)計(jì)算出。c)使MC脫離，使得ICE和EMG彼此脫離，并且使上文提及的用于使端致動(dòng)器與EMG 和ICE分離的同步齒輪的同步器接合，以便將扭矩從旋轉(zhuǎn)的EMG和相關(guān)聯(lián)的軸傳送到端致 動(dòng)器，同時(shí)EMG減速。優(yōu)選地，MC在齒輪的同步器接合之前脫離，以便避免MC和/或同步 器的磨損。然而，如果MC和同步器的尺寸適于這樣的控制策略，并且希望使程序加速和變 化更迅速地出現(xiàn)，則這些操作可以稍稍重疊。d)當(dāng)EMG和連接到端致動(dòng)器的軸的轉(zhuǎn)速在接合速度界限內(nèi)時(shí)，使同步齒輪的強(qiáng)制 聯(lián)軸器接合。當(dāng)該步驟完成時(shí)，假如EMG的轉(zhuǎn)速在ICE可以連接到EMG的范圍內(nèi)，則通過(guò)使主離 合器接合而將ICE的輸出軸連接到EMG的輸入軸，當(dāng)然能夠再次允許車輛通過(guò)ICE驅(qū)動(dòng)。為了控制車輛的加速度，重要的是選擇檔位使得實(shí)現(xiàn)所需的齒輪比。通常，當(dāng)開始 使車輛從停止、發(fā)電模式移動(dòng)時(shí)，將選擇低速檔，或在大部分情形中選擇最低檔。通常，起動(dòng) 時(shí)的適當(dāng)檔位的選擇通常大致遵循與利用EMG作為動(dòng)力源的混合動(dòng)力起動(dòng)所用相同的換 檔方式，或者由于來(lái)自EMG的慣性能的附加啟動(dòng)力，可以對(duì)換檔方式的限制進(jìn)行稍許修改 以便加檔而以較高的檔位啟動(dòng)。對(duì)于加速力重要的另一特征是將換檔撥叉壓抵同步錐所用的壓力。一方面，當(dāng)然 希望使用高壓，以便實(shí)現(xiàn)開始車輛的移動(dòng)的快速響應(yīng)。另一方面，同步器中的撥叉壓力不應(yīng) 太高，以避免可能對(duì)駕駛員和乘客不便的不平穩(wěn)的或者突然的啟動(dòng)，并且該突然啟動(dòng)還可 能由于啟動(dòng)時(shí)大的反作用力而導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)磨損。此外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為同步器和錐體的表面 的磨損使得同步器不被太快地用壞。如果在機(jī)械傳動(dòng)裝置中存在若干個(gè)可利用的同步器， 以便不太快地用壞一個(gè)、單一的同步器，則使用不同的同步器當(dāng)然是可能的。本發(fā)明的其它有利實(shí)施例從專利權(quán)利要求1之后的從屬權(quán)利要求顯現(xiàn)。



具體實(shí)施例方式在圖1中示出了包括根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)1的車輛。該系統(tǒng)包括設(shè)有輸出軸3 的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(ICE)2，該輸出軸3連接到電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(EMG)5的輸入軸4。輸出軸3和 輸入軸4經(jīng)由主離合器(或主要離合器)(MC)6連接。EMG 5還設(shè)有與機(jī)械傳動(dòng)裝置(MT)S 連接的輸出軸7。MT 8還設(shè)有輸出軸9，該輸出軸9經(jīng)由從動(dòng)軸110連接到車輛的驅(qū)動(dòng)輪 100。該系統(tǒng)通過(guò)電子控制單元(E⑶)120控制，該電子控制單元120連接到ICE 2,EMG 5、 MC 6和MT 8。EMG 5還連接到電能蓄積器(EEA) 130，當(dāng)EMG 5用作發(fā)電機(jī)時(shí)，該電能蓄積 器130可以產(chǎn)生電能，而當(dāng)EMG 5用作馬達(dá)時(shí)，電能蓄積器130用作用于EMG 5的能量源。根據(jù)本發(fā)明，對(duì)ECU 120編程以執(zhí)行特定的控制序列，該控制序列用于在混合動(dòng)力車輛的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)與再生空轉(zhuǎn)模式之間改變。可以對(duì)E⑶120編程，用以識(shí)別例如EEA 130 的充電狀態(tài)(SOC)的與系統(tǒng)的狀態(tài)有關(guān)的特定狀態(tài)、或者例如許多短的啟動(dòng)和停止操縱的 驅(qū)動(dòng)狀態(tài)；或者用以接收其它控制信號(hào)，例如手動(dòng)按下按鈕，從而指示需要發(fā)電。如上所述， 所提出的發(fā)電策略是針對(duì)在停止或空轉(zhuǎn)狀態(tài)下的發(fā)電。由于對(duì)功能進(jìn)行了描述，所以優(yōu)選 設(shè)置某一傳感器來(lái)指示在開始用于發(fā)電的控制序列之前車輛是處于停止(或接近停止)或 空轉(zhuǎn)。然而，當(dāng)通過(guò)E⑶120決定將執(zhí)行空轉(zhuǎn)發(fā)電時(shí)，E⑶控制MC 6接合，使得EMG 5以 發(fā)電模式旋轉(zhuǎn)，而端致動(dòng)器、即車輪100通過(guò)使用設(shè)定處于空檔模式的MT 8分離。MT 8中 的任何齒輪可以設(shè)定處于空檔模式，使得沒(méi)有扭矩傳送到車輪100。然而，為了能夠使用該 控制策略的優(yōu)點(diǎn)，從待接合的空檔模式換檔以便終止車輛的發(fā)電模式并開始驅(qū)動(dòng)模式的齒 輪必須是同步齒輪。響應(yīng)于輸入信號(hào)或從輸入到ECU120的與例如與驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)1或EEA 130的參數(shù)狀態(tài)對(duì)應(yīng)的信號(hào)計(jì)算所得的控制指令，作出從該停止或空轉(zhuǎn)、發(fā)電模式到驅(qū)動(dòng)模 式的改變。當(dāng)決定需要開始使車輛移動(dòng)時(shí)，ICE 2和EMG 5通過(guò)斷開MC 6而分離。當(dāng)ICE 2和EMG 5分離時(shí)，MT 8中的已經(jīng)用于將車輪100與EMG 5(和ICE 2)分離的同步齒輪開 始接合上述同步齒輪的同步器，以便將來(lái)自EMG及相關(guān)聯(lián)的軸的扭矩、例如系統(tǒng)中的慣性 力傳送到端致動(dòng)器。在可替代性控制策略中，主離合器6的脫離和同步器的接合可以重疊， 使得在MC 6脫離之前，或在諸如盤形離合器的連續(xù)可變離合器的情形中、在離合器完全脫 離之前，同步器開始工作。在該階段，優(yōu)選地沒(méi)有動(dòng)力供應(yīng)到EMG 5，并且優(yōu)選地發(fā)電也關(guān) 閉，使得EMG 5將由于與機(jī)械傳動(dòng)裝置和車輪的同步器接合而減速，從而車輛開始平穩(wěn)地 移動(dòng)。當(dāng)連接到EMG 5側(cè)的同步齒輪的軸的轉(zhuǎn)速接近連接到車輪100側(cè)的同步齒輪的轉(zhuǎn)速， 并且同步齒輪的兩側(cè)的轉(zhuǎn)速在希望的間隔之內(nèi)時(shí)，同步齒輪的強(qiáng)制聯(lián)軸器將接合。在圖2中示出了適合于本發(fā)明的機(jī)械傳動(dòng)裝置(MT)8。齒輪12可旋轉(zhuǎn)地安裝在 輸入軸7上，即安裝在來(lái)自圖1中的EMG的輸出軸7上，并且能夠通過(guò)接合套筒13鎖定在 該軸上，該接合套筒13設(shè)有同步裝置并且不可旋轉(zhuǎn)但能夠軸向移位地安裝在轂14上，該轂 14不可旋轉(zhuǎn)地連接到輸入軸7。通過(guò)接合套筒13，可旋轉(zhuǎn)地安裝在主軸10上的齒輪15還 能夠相對(duì)于輸入軸7鎖定。齒輪12和齒輪15分別與不可旋轉(zhuǎn)地連接到中間軸11的齒輪 16和齒輪17接合。分別與齒輪21、22和23接合的齒輪18、19和20還以旋轉(zhuǎn)固定的方式 布置在中間軸11上，齒輪21、22和23可旋轉(zhuǎn)地安裝在主軸10上并且能夠分別通過(guò)接合套 筒24和25鎖定在該主軸上，在所示的說(shuō)明性實(shí)施例中，接合套筒24和25不具有同步布 置。然而，如果需要，這些套筒也可以設(shè)有同步布置。另一齒輪28可旋轉(zhuǎn)地安裝在主軸10 上并與中間齒輪30接合，該中間齒輪30可旋轉(zhuǎn)地安裝在分離軸29上并且又與中間軸齒輪 20接合。齒輪28能夠通過(guò)接合套筒26鎖定在其軸上。齒輪對(duì)12、16和15、17以及接合套筒13形成具有低檔級(jí)LS和高檔級(jí)HS的拼合 傳動(dòng)裝置。齒輪對(duì)15、17還與齒輪對(duì)21、18、22、19、23、20和28、30—起形成具有四個(gè)前進(jìn) 檔和一個(gè)倒檔的基礎(chǔ)變速箱。齒輪31以旋轉(zhuǎn)固定的方式布置在主軸的輸出端上，該齒輪31 形成由附圖標(biāo)記32指示的行星類型的二級(jí)檔位齒輪中的太陽(yáng)齒輪，該二級(jí)檔位齒輪32的 行星輪架33以旋轉(zhuǎn)固定的方式連接到軸34，該軸34形成變速箱的輸出軸。檔位齒輪32的 行星輪35與環(huán)形齒輪36接合，通過(guò)接合套筒37，該環(huán)形齒輪36能夠相對(duì)于變速箱殼體鎖 定以用于低檔LR，并且能夠相對(duì)于行星輪架33鎖定以用于高檔HR。接合套筒還在檔位LR與HR之間具有空檔位NR。在該空檔位NR中，輸出軸34從主軸10釋放。接合套筒13、24、25、26和37能夠如由圖2中的箭頭所示地移位，以提供箭頭之后 所示的檔級(jí)。該移位通過(guò)伺服裝置40、41、42、43和44產(chǎn)生，該伺服裝置40、41、42、43和44 在圖2中指示出并且可以是在上述類型的變速箱中使用的類型的氣動(dòng)操作的活塞/氣缸布 置。根據(jù)饋送到控制單元中的表示諸如發(fā)動(dòng)機(jī)速度、車輛速度、節(jié)氣門踏板位置、發(fā)動(dòng)機(jī)制 動(dòng)開/關(guān)、充電狀態(tài)(SOC)的多種發(fā)動(dòng)機(jī)和車輛數(shù)據(jù)并且指示是否希望手動(dòng)換檔或自動(dòng)控 制換檔的信號(hào)，通過(guò)包括微型計(jì)算機(jī)的電控單元120(圖1)來(lái)控制伺服裝置。根據(jù)節(jié)氣門踏 板位置以及如果離合器6接合或脫離，控制單元120還可以控制燃料噴射，即發(fā)動(dòng)機(jī)速度。圖2中描述的機(jī)械傳動(dòng)裝置8僅是適合于本發(fā)明的傳動(dòng)系統(tǒng)的示例。例如可以對(duì) 于同步器的數(shù)量和位置對(duì)圖2中描述的系統(tǒng)進(jìn)行修改，使得本發(fā)明中的用于同步器的同步 齒輪可以位于主變速箱中或位于拼合傳動(dòng)裝置布置中或位于檔位齒輪布置中。本發(fā)明還涉及一種計(jì)算機(jī)程序和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，兩者都與計(jì)算機(jī)一起使用，用 于執(zhí)行所述方法，并且圖3示出了施加在計(jì)算機(jī)布置上的發(fā)明。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的設(shè)備300，該設(shè)備300包括非易失性存儲(chǔ)器 320、處理器310以及讀和寫存儲(chǔ)器360。存儲(chǔ)器320具有第一存儲(chǔ)器部330，用于控制設(shè)備 300的計(jì)算機(jī)程序存儲(chǔ)在該第一存儲(chǔ)器部330中。存儲(chǔ)器部330中的用于控制設(shè)備300的 計(jì)算機(jī)程序能夠是操作系統(tǒng)。設(shè)備300例如能夠封裝在諸如控制單元120的控制單元中。數(shù)據(jù)處理單元310例 如能包括微型計(jì)算機(jī)。存儲(chǔ)器320還具有第二存儲(chǔ)器部340，用于控制根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)的程序 存儲(chǔ)在該第二存儲(chǔ)器部340中。在可替代實(shí)施例中，用于控制驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)的程序存儲(chǔ)在諸 如CD或可交換半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的單獨(dú)的非易失性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)350中。該程序能夠以可執(zhí) 行的形式或以壓縮狀態(tài)存儲(chǔ)。當(dāng)下文闡述數(shù)據(jù)處理單元310執(zhí)行特定功能時(shí)，應(yīng)當(dāng)清楚的是數(shù)據(jù)處理單元310 運(yùn)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器340中的程序的特定部分或存儲(chǔ)在非易失性記錄介質(zhì)350中的程序的特 定部分。數(shù)據(jù)處理單元310適于通過(guò)數(shù)據(jù)總線314與存儲(chǔ)器350通信。數(shù)據(jù)處理單元310 還適于通過(guò)數(shù)據(jù)總線312與存儲(chǔ)器320通信。此外，數(shù)據(jù)處理單元310適于通過(guò)數(shù)據(jù)總線 311與存儲(chǔ)器360通信。數(shù)據(jù)處理單元310還適于通過(guò)數(shù)據(jù)總線315的使用與數(shù)據(jù)端口 390
通{曰。根據(jù)本發(fā)明的方法能夠通過(guò)數(shù)據(jù)處理單元310執(zhí)行，該數(shù)據(jù)處理單元310運(yùn)行存 儲(chǔ)在存儲(chǔ)器340中的程序或存儲(chǔ)在非易失性記錄介質(zhì)350中的程序。本發(fā)明不應(yīng)被認(rèn)為限于上文描述的實(shí)施例，而是能夠在下文專利權(quán)利要求的范圍 內(nèi)構(gòu)思許多進(jìn)一步的變形和修改。因此，上述的邏輯系統(tǒng)僅是如何將傳動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)施到 車輛中的示例，并且顯然對(duì)本領(lǐng)域中的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)如何在車輛中實(shí)施本發(fā)明存在若干其 它的選擇，所述選擇在本申請(qǐng)中的發(fā)明理念的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于混合動(dòng)力車輛的驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)(1)，所述驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)(1)包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī) (ICE) (2)，在所述驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)(1)中，所述ICE(2)位于電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(EMG) (5)的上游， 所述ICE(2)經(jīng)由主離合器(MC) (6)連接到所述EMG(5)，所述驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)(1)進(jìn)一步包括 機(jī)械傳動(dòng)裝置(8)，所述機(jī)械傳動(dòng)裝置(8)設(shè)有具有強(qiáng)制聯(lián)軸器的至少一個(gè)同步齒輪，所述 機(jī)械傳動(dòng)裝置⑶位于所述EMG (5)的下游和端致動(dòng)器(100)的上游，所述驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)⑴ 進(jìn)一步連接到電子控制單元(ECU) (120)，用于所述驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)的控制，其特征在于，所述 ECU(120)被編程以執(zhí)行包括如下步驟的控制序列a)當(dāng)所述車輛停止而其ICE(2)運(yùn)行、并且存在表明需要發(fā)電的信號(hào)時(shí)，將所述驅(qū)動(dòng)系 系統(tǒng)(1)設(shè)定在發(fā)電模式，所述發(fā)電模式包括以下特征將所述MC(6)設(shè)定為接合，使得所 述EMG 以發(fā)電模式旋轉(zhuǎn)，并通過(guò)利用設(shè)定在空檔模式中的所述機(jī)械傳動(dòng)裝置(8)來(lái)使得 所述端致動(dòng)器(100)分離；b)準(zhǔn)備控制序列，用于響應(yīng)于所述ECU(120)中的、表明希望所述車輛運(yùn)動(dòng)的信號(hào)而使 驅(qū)動(dòng)模式從空轉(zhuǎn)改變到驅(qū)動(dòng)；c)使所述MC(6)脫離接合，使得所述ICE(2)和所述EMG(5)彼此脫離，并與用于使所述 端致動(dòng)器(100)與所述EMG(5)和所述ICE(2)分離的同步齒輪的所述同步器接合，以便將 扭矩從所述EMG 和相關(guān)聯(lián)的旋轉(zhuǎn)軸傳送到所述端致動(dòng)器(100)，同時(shí)所述EMG 由于與 所述機(jī)械傳動(dòng)裝置(8)和所述端致動(dòng)器(100)的接合而減速；d)當(dāng)所述EMG 和連接到所述端致動(dòng)器的軸的轉(zhuǎn)速位于接合速度界限內(nèi)時(shí)，接合所 述同步齒輪的所述強(qiáng)制聯(lián)軸器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)(1)，其特征在于所述主離合器(6)是強(qiáng)制接合 離合器，例如爪形離合器。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)，其特征在于所述機(jī)械傳動(dòng)裝 置(8)包括拼合傳動(dòng)裝置(12、13、15、16、17)、基礎(chǔ)變速箱(18-13,28,30)和檔位齒輪 (32-37)，其中，所述拼合傳動(dòng)裝置、所述基礎(chǔ)變速箱和所述檔位齒輪中的至少一個(gè)包括同 步器。
4.一種用于混合動(dòng)力車輛用驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)(1)的控制的電子控制單元(120)，所述驅(qū)動(dòng) 系系統(tǒng)⑴包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(ICE) O)，在所述驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)(1)中，所述ICE⑵位于電動(dòng)機(jī) /發(fā)電機(jī)(EMG) (5)的上游，所述ICE⑵經(jīng)由主離合器(MC) (6)連接到所述EMG(5)，所述驅(qū) 動(dòng)系系統(tǒng)(1)進(jìn)一步包括機(jī)械傳動(dòng)裝置(8)，所述機(jī)械傳動(dòng)裝置(8)設(shè)有具有強(qiáng)制聯(lián)軸器的 至少一個(gè)同步齒輪，所述機(jī)械傳動(dòng)裝置(8)位于所述EMG(5)的下游和端致動(dòng)器(100)的上 游，所述驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)(1)進(jìn)一步連接到所述電子控制單元(ECU)，其特征在于，所述電子控 制單元(ECU)被編程以執(zhí)行包括如下步驟的控制序列a)當(dāng)所述車輛停止而其ICE(2)運(yùn)行、并且存在表明需要發(fā)電的信號(hào)時(shí)，將所述驅(qū)動(dòng)系 系統(tǒng)(1)設(shè)定在發(fā)電模式，所述發(fā)電模式包括以下特征將所述MC(6)設(shè)定為接合，使得所 述EMG(5)以發(fā)電模式旋轉(zhuǎn)，并通過(guò)利用設(shè)定在空檔模式中的所述機(jī)械傳動(dòng)裝置(8)來(lái)使得 所述端致動(dòng)器(100)分離；b)準(zhǔn)備控制序列，用于響應(yīng)于所述ECU(120)中的、表明希望所述車輛運(yùn)動(dòng)的信號(hào)而使 驅(qū)動(dòng)模式從空轉(zhuǎn)改變到驅(qū)動(dòng)；c)使所述MC(6)脫離接合，使得所述ICE(2)和所述EMG(5)彼此脫離，并與用于使所述端致動(dòng)器(100)與所述EMG(5)和所述ICE(2)分離的同步齒輪的所述同步器接合，以便將 扭矩從所述EMG 和相關(guān)聯(lián)的旋轉(zhuǎn)軸傳送到所述端致動(dòng)器(100)，同時(shí)所述EMG 由于與 所述機(jī)械傳動(dòng)裝置(8)和所述端致動(dòng)器(100)的接合而減速；d)當(dāng)所述EMG 和連接到所述端致動(dòng)器的軸的轉(zhuǎn)速位于接合速度界限內(nèi)時(shí)，接合所 述同步齒輪的所述強(qiáng)制聯(lián)軸器。
5.一種用于車輛的驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)(1)的控制的方法，所述驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī) (ICE)，在所述驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)中，所述ICE位于電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(EMG)的上游，所述ICE經(jīng)由主 離合器(MC)連接到所述EMG，所述驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)進(jìn)一步包括機(jī)械傳動(dòng)裝置，所述機(jī)械傳動(dòng)裝 置設(shè)有至少一個(gè)同步齒輪，所述機(jī)械傳動(dòng)裝置位于所述EMG的下游和端致動(dòng)器(車輪)的 上游，所述驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)進(jìn)一步連接到電子控制單元(ECU)，用于所述驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)的控制，用 于所述驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)的控制的所述方法包括如下步驟a)當(dāng)所述車輛停止而其ICE(2)運(yùn)行、并且存在表明需要發(fā)電的信號(hào)時(shí)，將所述驅(qū)動(dòng)系 系統(tǒng)(1)設(shè)定在發(fā)電模式，所述發(fā)電模式包括以下特征將所述MC(6)設(shè)定為接合，使得所 述EMG(5)以發(fā)電模式旋轉(zhuǎn)，而通過(guò)利用設(shè)定在空檔模式中的所述機(jī)械傳動(dòng)裝置(8)來(lái)使得 所述端致動(dòng)器(100)分離；b)準(zhǔn)備控制序列，用于響應(yīng)于所述ECU(120)中的、表明希望所述車輛運(yùn)動(dòng)的信號(hào)而使 驅(qū)動(dòng)模式從空轉(zhuǎn)改變到驅(qū)動(dòng)；c)使所述MC(6)脫離接合，使得所述ICE(2)和所述EMG(5)彼此脫離，并與用于使所述 端致動(dòng)器(100)與所述EMG 和所述ICEQ)分離的同步齒輪的所述同步器接合，以便將 扭矩從所述EMG 和相關(guān)聯(lián)旋的轉(zhuǎn)軸傳送到所述端致動(dòng)器(100)，同時(shí)所述EMG6)由于與 所述機(jī)械傳動(dòng)裝置(8)和所述端致動(dòng)器(100)的接合而減速；d)當(dāng)所述EMG 和連接到所述端致動(dòng)器的軸的轉(zhuǎn)速位于接合速度界限內(nèi)時(shí)，接合所 述同步齒輪的所述強(qiáng)制聯(lián)軸器。
6.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的程序代碼裝置，用于當(dāng)所述 程序產(chǎn)品在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)執(zhí)行權(quán)利要求5中的所有步驟。
7.一種用于在計(jì)算環(huán)境中使用的諸如計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器(520)或非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)(550) 的存儲(chǔ)介質(zhì)，所述存儲(chǔ)器包括用以執(zhí)行權(quán)利要求5所述的方法的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電子控制單元(ECU、120)、用于混合動(dòng)力車輛用驅(qū)動(dòng)系(1)的控制的方法和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品以及包括這樣的控制裝置的驅(qū)動(dòng)系?；旌蟿?dòng)力車輛包括位于上游的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(ICE、2)，該內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)由主離合器(MC、6)連接到電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(EMG、5)。該EMG經(jīng)由包括同步器的機(jī)械傳動(dòng)裝置(MT、8)連接到車輪(100)。對(duì)ECU編程以便當(dāng)從發(fā)電模式切換到驅(qū)動(dòng)模式時(shí)以這樣的方式控制MC和MT，即通過(guò)使用MT中的同步器，將當(dāng)使EMG減速以便使EMG和MT的轉(zhuǎn)速同步時(shí)所釋放的慣性能中的至少一部分傳遞到車輪，從而使EMG減速并將動(dòng)力傳遞到車輪，在上述發(fā)電模式中，ICE為處于停止或接近停止的EMG供以動(dòng)力。
文檔編號(hào)B60W10/26GK102131685SQ200880130904
公開日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2008年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月29日
發(fā)明者揚(yáng)·奧貝格, 漢斯·施特維克 申請(qǐng)人:沃爾沃拉斯特瓦格納公司