用于調(diào)節(jié)混合動(dòng)力車輛的驅(qū)動(dòng)系的電動(dòng)機(jī)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 具體的本發(fā)明涉及一種用于調(diào)節(jié)混合動(dòng)力車輛的驅(qū)動(dòng)系的電動(dòng)機(jī)的方法，其中， 該電動(dòng)機(jī)通過驅(qū)動(dòng)軸與驅(qū)動(dòng)輪連接并且通過發(fā)動(dòng)機(jī)軸與內(nèi)燃機(jī)連接，該內(nèi)燃機(jī)將旋轉(zhuǎn)不均 勻性引入驅(qū)動(dòng)系中，并且給電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)器預(yù)定伺服轉(zhuǎn)矩。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)代混合動(dòng)力車輛的已知的驅(qū)動(dòng)系方案包括電動(dòng)機(jī)，所述電動(dòng)機(jī)通過驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng) 車輛的驅(qū)動(dòng)輪，并且可能驅(qū)動(dòng)變速器、差速器和半軸。電動(dòng)機(jī)附加地通過離合器和連接軸與 內(nèi)燃機(jī)連接，以便提高混合動(dòng)力車輛的行駛距離。為此，使用較小型的內(nèi)燃機(jī)，例如2缸發(fā) 動(dòng)機(jī)或3缸發(fā)動(dòng)機(jī)，因?yàn)閮?nèi)燃機(jī)僅用作電動(dòng)機(jī)的輔助支持。然而，內(nèi)燃機(jī)由于燃燒沖擊而具 有循環(huán)波動(dòng)的轉(zhuǎn)矩，由此，在內(nèi)燃機(jī)的輸出軸上（或者在飛輪上）產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)不均勻性，該旋 轉(zhuǎn)不均勻性通過電機(jī)傳播到驅(qū)動(dòng)系中并且在那里感覺為振動(dòng)，這降低混合動(dòng)力車輛的行駛 舒適性。
[0003] 因此，已經(jīng)已知調(diào)節(jié)策略，該調(diào)節(jié)策略試圖校正在這種混合動(dòng)力車輛的驅(qū)動(dòng)系中 的旋轉(zhuǎn)不均勻性。例如在會(huì)議論文"具有緊湊的CEA-方案-內(nèi)燃機(jī)輔助系統(tǒng)的高效的E級(jí) 車輛驅(qū)動(dòng)裝置"，C.Beidl以及其他人，第七屆發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)雜志專業(yè)會(huì)議，驅(qū)動(dòng)裝置，2012年 1 月 24 和 25 日上午，沃爾夫斯堡（"Effizienter E-Fahrzeugantrieb mit dem kompakten CEA-Konzept-Combustion Engine Assist''，C. Beidl，et al. ,7. MTZ Fachtagung Der Antrieb von morgen，24und 25 JSltnei* 2012, Wolfsburg)的范圍內(nèi)設(shè)想一種調(diào)節(jié)器，該 調(diào)節(jié)器借助于所謂的諧波控制（Harmonic Oriented Control，HOC)補(bǔ)償旋轉(zhuǎn)不均勾性。為 此，類似于電動(dòng)機(jī)的場定向的調(diào)節(jié)，實(shí)施轉(zhuǎn)速波動(dòng)到以波動(dòng)的頻率同步地旋轉(zhuǎn)的坐標(biāo)系中 的派克變換（Park-Transformation)。在此，參與波動(dòng)的加速度在新的坐標(biāo)系利用兩個(gè)PI 調(diào)節(jié)器中加以校正，從而在逆變換之后得出待預(yù)定的額定轉(zhuǎn)矩的補(bǔ)償份額，利用該補(bǔ)償份 額修正電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的額定轉(zhuǎn)矩。類似的方案在WO 2012/156258A2中找到，其中， 這里是在電動(dòng)機(jī)的場定向調(diào)節(jié)的逆變換之前進(jìn)行補(bǔ)償。
[0004] 對(duì)于兩種方法，用于實(shí)施變換的相對(duì)高的計(jì)算耗費(fèi)是共同的，這也在車輛中實(shí)施 時(shí)取決于相應(yīng)的高效能的計(jì)算單元。
[0005] 由DE 10 2009 047 116 A1和DE 199 39 250 A1得知用于補(bǔ)償由內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng) 機(jī)構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)系中的旋轉(zhuǎn)不均勻性的方法，其中，首先確定旋轉(zhuǎn)不均勻性并且控制電動(dòng)機(jī)， 以便抵抗這個(gè)旋轉(zhuǎn)不均勻性。但是，由于系統(tǒng)延遲和調(diào)節(jié)器的滯后，僅可能達(dá)到旋轉(zhuǎn)不均勻 性的一定的動(dòng)態(tài)特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 因此，本發(fā)明的任務(wù)在于，給出混合動(dòng)力車輛的這種驅(qū)動(dòng)系的電動(dòng)機(jī)的備選調(diào)節(jié)， 該調(diào)節(jié)能特別簡單地執(zhí)行和實(shí)施。
[0007] 按照本發(fā)明，該任務(wù)通過如下方式解決，即，檢測內(nèi)燃機(jī)的當(dāng)前工作循環(huán)的發(fā)動(dòng)機(jī) 軸的軸轉(zhuǎn)矩并且輸送給補(bǔ)償調(diào)節(jié)器，在該補(bǔ)償調(diào)節(jié)器中儲(chǔ)存內(nèi)燃機(jī)的前一個(gè)工作循環(huán)的軸 轉(zhuǎn)矩并且由所述當(dāng)前工作循環(huán)的軸轉(zhuǎn)矩、前一工作循環(huán)的軸轉(zhuǎn)矩和前一工作循環(huán)的由于推 移了系統(tǒng)延遲（量）的軸轉(zhuǎn)矩來計(jì)算補(bǔ)償?shù)妮S轉(zhuǎn)矩，該補(bǔ)償?shù)妮S轉(zhuǎn)矩與由在上級(jí)的控制 單元預(yù)定的額定轉(zhuǎn)矩相結(jié)合用于確定伺服轉(zhuǎn)矩，以便通過電動(dòng)機(jī)補(bǔ)償內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)不均勻 性。
[0008] 以這種方式可以實(shí)現(xiàn)，伺服轉(zhuǎn)矩包括一個(gè)清除了系統(tǒng)延遲（量）的（并且因此在 將來存在的）組成部分，這能使電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)：通過這個(gè)預(yù)期及時(shí)且快速地充 分對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)軸的旋轉(zhuǎn)不均勻性作出反應(yīng)并且特別是也在沒有附加干預(yù)介入到驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)中 的情況下校正這種旋轉(zhuǎn)不均勻性。因此，旋轉(zhuǎn)不均勻性通過驅(qū)動(dòng)系的電動(dòng)機(jī)補(bǔ)償，由此，阻 止這種旋轉(zhuǎn)不均勻性傳播到驅(qū)動(dòng)系中。
[0009] 雖然由WO 2010/023228 A2已知按照本發(fā)明的調(diào)節(jié)的基本方案，但關(guān)聯(lián)內(nèi)容完 全不同并且目的設(shè)定完全不同。在這里使用所述調(diào)節(jié)，是為了阻尼在由內(nèi)燃機(jī)和電的負(fù) 荷機(jī)器構(gòu)成的試驗(yàn)臺(tái)配置結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的、處于連接軸上的諧振，如果諧振頻率在內(nèi)燃機(jī) 的運(yùn)行頻率的范圍內(nèi)下降的話，從而能夠在試驗(yàn)臺(tái)上實(shí)現(xiàn)高的動(dòng)態(tài)特性。為此，使用所 述調(diào)節(jié)，目的是盡可能精確地追蹤內(nèi)燃機(jī)與負(fù)荷機(jī)器的旋轉(zhuǎn)不均勻性，從而避免振動(dòng)激勵(lì) (Aufschwingen)。因此，負(fù)荷機(jī)器被這樣調(diào)節(jié)，使得負(fù)荷機(jī)器盡可能良好地跟隨內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn) 速，亦即負(fù)荷機(jī)器以與內(nèi)燃機(jī)相同的旋轉(zhuǎn)不均勻性旋轉(zhuǎn)。
[0010] 但是，在混合動(dòng)力車輛中必須避免電動(dòng)機(jī)以相同的旋轉(zhuǎn)不均勻性旋轉(zhuǎn)，因?yàn)榉駝t 該旋轉(zhuǎn)不均勻性會(huì)直接傳送到驅(qū)動(dòng)系中。此外，混合動(dòng)力車輛的驅(qū)動(dòng)系在機(jī)械上通常這樣 設(shè)計(jì)，使得不可能出現(xiàn)諧振，因?yàn)閮H這只會(huì)在混合動(dòng)力車輛的實(shí)際運(yùn)行中引起問題。由此， 完全以不同方式使用本身相同的調(diào)節(jié)方案。
[0011] 當(dāng)檢測內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速并且將其輸送給轉(zhuǎn)矩評(píng)估器時(shí)，該轉(zhuǎn)矩評(píng)估 器由此評(píng)估發(fā)動(dòng)機(jī)軸的當(dāng)前的軸轉(zhuǎn)矩，發(fā)動(dòng)機(jī)軸上的軸轉(zhuǎn)矩可以簡單地確定。這種轉(zhuǎn)矩評(píng) 估器本身充分已知并且可以以簡單的方式處理轉(zhuǎn)速的在驅(qū)動(dòng)系中本來存在的測量值。因 此，可以避對(duì)軸轉(zhuǎn)矩的較耗費(fèi)的直接測量。
[0012] 以有利的方式，確定一個(gè)清除了恒等份額的軸轉(zhuǎn)矩。對(duì)此原因是，僅由內(nèi)燃機(jī)向電 動(dòng)機(jī)傳遞的轉(zhuǎn)矩的變化份額引起旋轉(zhuǎn)不均勻性。由此，主要目的是，僅確定軸轉(zhuǎn)矩的變化份 額。
[0013] 完全特別有利的是，由當(dāng)前工作循環(huán)的軸轉(zhuǎn)矩和前一工作循環(huán)的軸轉(zhuǎn)矩來計(jì)算瞬 時(shí)的軸轉(zhuǎn)矩，其方式是，將當(dāng)前的軸轉(zhuǎn)矩從儲(chǔ)存的先前的軸轉(zhuǎn)矩減去，確定預(yù)估的軸轉(zhuǎn)矩， 其方式是，補(bǔ)償在所述儲(chǔ)存的先前的軸轉(zhuǎn)矩中的系統(tǒng)延遲，并且將補(bǔ)償?shù)妮S轉(zhuǎn)矩確定為由 預(yù)估的軸轉(zhuǎn)矩和瞬時(shí)的軸轉(zhuǎn)矩構(gòu)成的總和。這能夠以少量的操作完成，這明顯減少了用于 確定補(bǔ)償?shù)妮S轉(zhuǎn)矩的計(jì)算耗費(fèi)。
【附圖說明】
[0014] 以下參照圖1和2詳細(xì)解釋本發(fā)明，所述附圖示例性地、示意性地并且非限制性地 示出本發(fā)明的有利構(gòu)造方案。在此，在附圖中：
[0015] 圖1示出對(duì)混合動(dòng)力車輛的驅(qū)動(dòng)系進(jìn)行調(diào)節(jié)的框圖，以及
[0016] 圖2示出補(bǔ)償調(diào)節(jié)器的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 圖1示出包括電動(dòng)機(jī)2的混合動(dòng)力車輛的驅(qū)動(dòng)系1，該電動(dòng)機(jī)通過變速器軸4與變 速器5連接。變速器5通過驅(qū)動(dòng)軸7、例如形式為萬向軸的驅(qū)動(dòng)軸來驅(qū)動(dòng)差速器6。由差動(dòng) 器6再次通過兩個(gè)半軸8驅(qū)動(dòng)兩個(gè)車輛車輪9。此外，電動(dòng)機(jī)2通過發(fā)動(dòng)機(jī)軸11和離合器 10與內(nèi)燃機(jī)3連接。通過離合器10可以按需求接通內(nèi)燃機(jī)2。不言而喻，驅(qū)動(dòng)系1的其他 配置也是可設(shè)想的，例如沒有變速器5或者直接驅(qū)動(dòng)的車輛車輪9。其他需要的和本身充分 已知的電氣組成部分，例如電池、電池管理系統(tǒng)、變流器等等，在圖1中出于清楚明了的原 因未示出。
[0018] 如果內(nèi)燃機(jī)3接合到驅(qū)動(dòng)系1中，則在內(nèi)燃機(jī)3和電動(dòng)機(jī)3之間在發(fā)動(dòng)機(jī)軸11上 產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)不均勻性，所述旋轉(zhuǎn)不均勻性在驅(qū)動(dòng)系11中（在減少的意義上）應(yīng)予以補(bǔ)償。為 此，設(shè)置有補(bǔ)償調(diào)節(jié)器K，該補(bǔ)償調(diào)節(jié)器確定補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩Tk_，利用該補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩修正額定轉(zhuǎn)矩 TS()11，用于確定用于電動(dòng)機(jī)2的驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)器14 (主要是發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置或變流器）的伺服 轉(zhuǎn)矩Tstell。額定轉(zhuǎn)矩!^例如由在上級(jí)的控制單元15、例如混合控制單元預(yù)定。發(fā)動(dòng)機(jī)軸 11 (在離合器10閉合時(shí)可以認(rèn)為是一個(gè)軸）的軸轉(zhuǎn)矩Tw在這里用作補(bǔ)償調(diào)節(jié)器K的輸入 端。軸轉(zhuǎn)矩Tw可以直接被測量，或者可以如在這里那樣借助于調(diào)節(jié)技術(shù)上的轉(zhuǎn)矩評(píng)估器13 由內(nèi)燃機(jī)3的轉(zhuǎn)速nrcE和電動(dòng)機(jī)2的轉(zhuǎn)速n EM評(píng)估。這種轉(zhuǎn)矩評(píng)估器13、例如形式為擴(kuò)展的 卡爾曼濾波器的轉(zhuǎn)矩評(píng)估器是充分已知的，因此，在這里不作詳細(xì)探討。轉(zhuǎn)速nrcE、nEM可以 通過適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速傳感器12(該轉(zhuǎn)速傳感器本來通常應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)系1中）檢測。
[0019] 通過轉(zhuǎn)矩評(píng)估器13也可以濾出軸轉(zhuǎn)矩Tw的恒等份額，從而在補(bǔ)償調(diào)節(jié)器K中僅 僅再去處理軸轉(zhuǎn)矩Tw，dyn的動(dòng)態(tài)份額，該動(dòng)態(tài)份額包括旋轉(zhuǎn)不均勻性。但是，恒等份額也可 以在補(bǔ)償調(diào)節(jié)器K中去除，例如通過在補(bǔ)償調(diào)節(jié)器K的輸入端上的濾波器去除。以下解釋 同樣適用于T W, dyn °
[0020] 但是，由于轉(zhuǎn)速測量和在轉(zhuǎn)速評(píng)估器13中對(duì)測量的轉(zhuǎn)速nICE、nEM的處理，軸轉(zhuǎn)