[发明专利]用于在起动热力发动机时控制连接到电机的离合器的方法

说明书

本发明涉及一种用于在起动热力发动机(7)时控制离合器(3)的方法，该离合器将高性能电机(2)联接到热力发动机(7)，根据可传递到发动机(7)的最大设定扭矩来控制离合器(3)，以便获得给定的发动机(7)转速梯度，该最大设定扭矩根据对发动机(7)的摩擦损失的估计来预先确定。在设定扭矩传递期间，执行用于测量或估计发动机转速加速度的步骤，并且当该测量或估计出的加速度与给定转速梯度之间的差值大于6.66转每平方秒时，执行根据测量或检测到的加速度而对最大设定扭矩进行校正的步骤，以使得在起动阶段期间，实际获得的加速度趋向于给定的转速梯度。

技术领域

本发明涉及一种用于在起动热力发动机时控制离合器的方法，该离合器将高性能电机连接到发动机以起动该发动机。

高性能电机是指能够提供至少30,000瓦特和100牛顿米扭矩的电机，因此比通常使用的起动器或交流发电机-起动器功率更大。

更特别地，本发明涉及混合动力机动车辆的领域，该混合动力机动车辆配备有热力发动机和牵引电机，在起动热力发动机时，该牵引电机通过离合器联接到热力发动机，因此，电机作为交流发电机或交流发电机-起动器。

然而，这并非限制性的，本发明适用于包括热力发动机、离合器、高性能电机和负责上述这三个元件运行的控制单元的任意总成。然而，在下文中将采用混合动力车辆的示例来说明现有技术并描述本发明，但这并非限制性的。

背景技术

混合动力车辆的牵引链可包括牵引电机，该牵引电机一方面能够向驱动轮提供扭矩以确保车辆的驱动，另一方面向热力发动机提供扭矩以特别确保起动。牵引电机的这种运用允许在起动时间方面且还在振动和声学方面获得热力发动机的高起动性能。

然而，热力发动机的过快转动可能引起发动机部件的耐久性问题，特别是在转动部件的润滑方面。在发动机起动期间过高的发动机转速梯度可导致曲轴过早磨损或油泵叶片劣化的风险，这可导致热力发动机严重损坏。这些风险特别涉及油泵上的轴和转子之间的联接断裂、不同齿轮在曲轴端部处彼此紧密联接的强度、以及轴线轴瓦的不良润滑风险。

因此，由高性能电机进行起动期间，热力发动机的转速动态上升直接取决于离合器传递到热力发动机的扭矩。离合器以最大可传递扭矩来控制，进而对发动机转速梯度的掌控取决于该控制的精度。在离合器可传递的最大扭矩上为15％的误差可能导致不确定度大于2,000tr/min，即转速梯度为33.33转/平方秒。考虑到大约2,500转/分钟的目标转速梯度水平，即41.66转每平方秒，这是不可接受的。

因此，在起动热力发动机时必须控制发动机转速梯度。该控制取决于对联接在电机和热力发动机之间的离合器的首要控制精度。然而，制造方法以及使用条件导致该控制的精度和再现性不足以确保热力发动机的耐久性。

文献EP-A-2 300 297公开了一种用于使机动车辆的动力传动系运行的方法，该传动系包括具有热力发动机和电动机的混合动力驱动装置。离合器设置在热力发动机和电动机之间，齿轮机构设置在混合动力驱动装置与从动部分及优选地起动元件之间，该起动元件设置在该齿轮机构的内部或外部，该齿轮机构例如为变速箱。

当通过电动机从外部起动热力发动机时，联接在热力发动机和电动机之间的离合器可滑动地闭合，以传递恒定的离合器扭矩。在外部起动期间实时调整的内燃机转速的实际梯度与热力发动机转速的理论梯度进行比较，然后，如果实际梯度大于理论梯度，则主动提供扭矩的已起动热力发动机会发生关闭。

虽然该文献提及应观察热力发动机的转速梯度以确定该发动机的起动状态，但既没有描述也没有建议如何控制热力发动机起动期间的该转速梯度。因此，该文献中公开的方法的目的仅在于确定热力发动机的起动状态。

发明内容

相反地，本发明的目的在于对在起动阶段期间将高性能电机连接到热力发动机的离合器进行控制，以便在受控发动机转速增大的情况下完成起动阶段，同时保持非常令人满意的起动性能。