CN101006297A - 用于测定汽车传动系中传动比的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于测定汽车传动系中传动比的方法，该汽车具有一个发动机、一个离合器和一个与离合器连接的变速器，其中，在发动机与变速器之间通过发动机输出轴的转速和变速器输出轴的转速确定传动比，其中，该方法具有其他步骤：确定汽车瞬时速度的值，以及借助计算单元处理变速器输出轴瞬时转速的值和汽车瞬时速度的值，从而确定传动系的在变速器后置连接的汽车部件的传动比。

Description

用于测定汽车传动系中传动比的方法

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的用于测定汽车传动系中传动比的方法。

背景技术

已知汽车传动系中从传动技术上说在发动机的后面设置离合器和变速器。变速器还具有改变发动机转速和发动机转矩的功能。通过这种改变在汽车的驱动车轮上产生与在驱动转矩或牵引力足够高时所要求的行驶速度相应的转速和转矩。

通过变速器中产生不同的传动比，转矩和转速得到改变。各自的传动比由此确定，即将发动机输出轴或者变速器传动轴上的转速n_m与变速器输出轴上的转速n_wg相互进行比较。发动机输出轴或者变速器传动轴与变速器输出轴之间的传动比通过公式i₁＝n_wg/n_m确定。如果已知变速器输出轴上的转速n_wg和直至驱动车轮的传动系中不存在影响转速的其他部件，那么至少一个汽车驱动车轮的转速从变速器输出轴的转速中确定。

然而在汽车的使用过程中，会出现变速器后置连接的部件影响实际传动比的情况。这一点例如在下述情况下出现，即在制造或者改造汽车时，装入一种采用不同于此前后桥上所使用的传动比的主传动后桥。

传动系中传动比改变的另一原因可以是其转换级得到改变的可转换的分动器。为了同时驱动多个汽车轴，可以使用安装在变速器与主传动之间的分动器。分动器的另一作用在于，在采用永久性四轮驱动的汽车上达到主传动之间转速补偿的目的或者在驱动车轮之间滑差过大时锁住转速补偿。在越野汽车或者商用汽车上，也将分动器用于扩大传动比范围。在此方面存在着不能准确掌握哪些参数影响传动系传动比的情况。

在变速器后面设置的传动系部件中改变传动比的另一原因也可以通过驱动车轮产生。如果更换车轮并与此同时使用不同于此前所使用的车轮直径，那么与此前所使用的车轮相比滚动长度发生改变，从而产生不同的车速。行驶期间例如为提高牵引力通过降低气压也会出现直径改变。在汽车使用期间还会随着时间的变化出现导致车轮直径减小的轮胎磨损现象。这些影响会导致传动比部分或根本不能得知，从而对驾驶意图、变速器控制和离合器控制不存在或者仅存在有缺陷的信号值。

发明内容

在这种背景下本发明的目的在于确定一种方法，利用该方法可以在汽车的整个使用寿命期间最佳地并以较少的开支调整驾驶意图、离合器控制和变速器控制。

该目的通过主权利要求所述的特征得以实现，而本发明具有优点的构成和进一步构成可参阅从属权利要求。

本发明以这种认识为依据，即不以合理的开支便可以确定传动系中变速器直至驱动车轮的后置连接部件的传动比。因此依据本发明以确定变速器后置连接部件的总传动比为方向。

据此，本发明从一种用于确定汽车传动系中传动比的方法出发，所述汽车具有一个发动机、一个后置连接的离合器和一个与其后置连接的变速器，其中，在发动机与变速器之间通过发动机输出轴的瞬时转速和变速器输出轴的瞬时转速确定传动比。

而且该方法具有其他步骤：确定汽车瞬时速度的值以及借助计算单元处理变速器输出轴瞬时转速的值和汽车瞬时速度的值，从而确定传动系的在变速器后置连接的汽车部件的传动比。

而且优选计算单元从变速器输出轴瞬时转速的值和车速值的倒数中形成乘积。这样做是具有优点的，因为由此在取决于动态车轮直径的情况下可以从变速器后置连接部件的总传动比中形成一个量。因为该量对可观察的总时间保持不变，所以可以替代驱动车轮上的速度传感器或者变速器输出轴上的转速传感器失灵时的情况。

而且优选该方法仅在车速超过最低值的情况下实施。这样做是具有优点的，因为由此可以将测定传动比时的不可靠性或误差条形图保持在很低程度上。

此外，变速器输出轴瞬时转速的值和/或者瞬时车速的值可以在各自不同的脉冲重复频率下检测。这样做是具有优点的，因为由此可以使用不同时间点上可供各自符合实际情况的测量值使用的传感器和测量值接收器。

此外具有优点的是，计算单元仅在利用最低脉冲重复频率检测的值存在变化的情况下对所称的值进行处理，因为由此仅将共同说明各自最切合实际数值的测量值纳入传动比的测定范围。因此可以避免为计算传动比使用在不同时间点上并因此在不同事件中所检测的测量值。

为此计算单元可以仅在输出轴瞬时转速加速度的值不超过确定值的情况下对该值进行处理。这样做是具有优点的，因为由此在启动时传动系内出现的机械变形(所谓的拉起效应)在测定传动比时仅作为不重要的干扰值。

依据本发明的另一种方案，计算单元频繁重复所称值的处理，直至所测定的传动比不超过确定的公差值。这样做是具有优点的，因为由此将所测定的、仅具有少量测量不可靠性的传动比作为变速器控制、离合器控制和驾驶意图的信号值使用。

最后优选计算单元确定取代计算值的替换值。这样做是具有优点的，因为例如在所测定的传动比低于最小传动比值的情况下使用这种替换值，而变速器控制和离合器控制以及驾驶意图不以技术上显而易见没有意义的数值为基础。

附图说明

现借助实施例和对附图的说明对本发明进行说明。其中：

图1示出汽车传动系的示意俯视图；

图2示出依据本发明的一种实施方式用于说明测定传动比时误差计算图；

图3示出依据本发明另一种实施方式用于说明测定传动比的示意图；以及

图4示出依据本发明另一种实施方式用于说明测定传动比的示意图。

具体实施方式

如从图1所看到的那样，汽车的传动系具有一个发动机1、一个传动技术上后置的离合器2和一个后置连接的变速器3。发动机1在其输出轴上具有转速n_m，该转速在离合器2未打开的情况下由该离合器传递到变速器3。在那里进行转矩变化和转速变化，从而变速器3的输出轴以转速n_wg旋转。

在发动机与变速器之间的传动比以公知的方式通过公式i₁＝n_m/n_wg计算。在变速器3的输出轴上，转速从传动系向可能存在的分动器4并从那里向主传动5传递。在那里力线以90°转向，从而驱动与汽车纵轴线垂直设置的传动轴6。在传动轴6的末端上设置汽车的车轮7。

依据本发明的一种实施方式，在车轮7上测量瞬时车速，从而可以利用转速n_wg按照下列公式确定相对的传动比：

$\frac{i_2}{d_{\mathrm{dyn}}}=\mathrm{\π}\frac{n_{\mathrm{wg}}}{v}---\left(1\right)$

在此方面，i₂为变速器3的输出轴与驱动车轮7的传动比。d_dyn＝车轮7的动态车轮直径，n_wg为变速器输出轴上的转速和v为车轮7的速度。i₂表示总传动比，它包括变速器3与车轮7之间存在的部件的全部单个传动比。在图1中，该传动系范围采用虚线示出。如果已知采用公式(1)测定的相对传动比，那么因此可以解决下列问题：

a)传动系上的速度传感器失灵或者转速传感器失灵：因为比例i₂/d_dyn对可观察的总时间保持不变，所以可以计算速度传感器或转速传感器可能突然缺失的数值。

b)分动器的未知传动级：如果已知动态车轮直径d_dyn，那么在测定车速v和测定变速器3转速n_wg的情况下确定传动比i₂。而且如果已知主传动器5的传动比，那么从中得出分动器4的传动级。

c)未知动态车轮直径：如果已知传动比i₂、变速器3输出轴上的转速n_wg和车速v，那么可以确定动态车轮直径。如果在汽车使用期间更换车轮、轮胎磨损或者降低气压，那么依据公式(1)测定的车轮动态直径发生变化。

在确定传动比i₂时需要注意的是，测定测量值时测量不可靠性或误差不能过大，否则会在传动级上产生错误。下面结合图2的举例可以说明这一点：

如果可转换的分动器具有一个第一传动比1∶0.9的转换级和一个第二传动比1∶1.1的转换级，那么在测量值无误差测量的情况下这些传动比彼此会明显不同。然而实践上任何测量信号均具有一定的测量不可靠性。

假设已知传动比不可靠性为±10％。然后得出具有图2表中所列数值的下限UG和上限OG的误差条形图。在第一传动比1∶0.9中，+10％的不可靠性造成0.99的上限OG，其中，-10％的不可靠性造成下限UG＝0.81。在第二传动比1∶1.1的下个转换级中，±10％的不可靠性造成1.21的上限OG和0.99的下限UG。由此可以看出，1∶0.9的第一传动比中的上限OG等于1∶1.1的第二传动比中的下限UG。±10％的不可靠性因此导致不能明确判断在可转换的分动器中是存在1∶0.9还是1∶1.1的传动比。如果明显降低测定传动比时的不可靠性并例如仅为±5％，这种情况可以避免。

确定传动比时的不可靠性可以通过系统误差产生。属于此类的还有驱动车轮上打滑、测定车速或变速器3输出轴转速时不同的脉冲重复频率以及汽车启动时后桥的拉起效应。例如，如果在测定信号时考虑不同的脉冲重复频率，可以将测定传动比时的不可靠性降到最低限度。

图3举例示出属于传感器1或传感器2的信号分布。在传感器1上检测具有相当高脉冲重复频率的信号，而在传感器2上则利用较低的脉冲重复频率。在所示的举例中，传感器1的脉冲重复频率为传感器2的两倍。

与测定传动比i₂相关，例如传感器1为变速器3上的转速传感器和传感器2为车轮7上的速度传感器。为判断计算传动比i₂时使用哪个信号，依据本发明可以这样进行，使传动比i₂的计算仅在存在较低脉冲重复频率的传感器2信号变化的情况下进行(参见图3中采用“A”在那里标注的事件条形图)。这一点导致仅在两个传感器1和2中存在一个新测定的信号情况下计算传动比。如果事件发生变化和这一点比从第二传感器更早的一个传感器得到识别，那么测定具有相当高系统误差的传动比。

启动时会产生机械变形和整个车轮悬挂的扭转，即所谓的“拉起效应”。依据本发明的传动比测定可以暂缓，直至拉起效应造成的测量信号的失真可以忽略不计。这一点例如可以由此实现，即变速器输出轴瞬时转速加速度变化的值d n_wg/d_t ³不超过确定值。

结合图4可以看出降低测定传动比i₂时系统误差的另一种可能性。据此依据公式(1)的计算频繁重复，直至计算的结果与事先计算的结果相比不超过确定的公差值T。另一种措施在于，在低于最小传动比时取代这样测定的值使用替换值E_min。这一点同样适用于超过最大可能传动比的情况。在这种情况下选择替换值E_max，参见图4。

如果考虑到这些措施，在测定传动比时可以减少系统误差。

附图标记

1    发动机

2    离合器

3    变速器

4    分动器

5    主传动器

6    后桥

7    后车轮

i₁   发动机与变速器的传动比

i₂   变速器与驱动车轮的传动比

n_m   发动机转速

n_wg  变速器转速

v    校验的车速

d_dym 动态车轮直径

E_min 最小替换值

E_max 最大替换值

T    公差值

A    计算结果

Claims (8)

1.用于测定汽车传动系中传动比的方法，该汽车具有一个发动机、一个离合器和一个与该离合器连接的变速器，其中，在发动机与变速器之间通过发动机输出轴的转速和变速器输出轴的转速确定传动比，其特征在于，该方法具有其他步骤：

-确定汽车瞬时速度的值，以及

-借助计算单元处理变速器输出轴瞬时转速的值和汽车瞬时速度的值，

从而确定传动系的在变速器后置连接的汽车部件的传动比。

2.如权利要求1所述的方法，其中，计算单元从变速器输出轴瞬时转速的值和车速值的倒数中形成乘积。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中，该方法仅在车速超过最低值的情况下实施。

4.如前述权利要求之一所述的方法，其中，变速器输出轴瞬时转速的值和/或者瞬时车速的值在各自不同的脉冲重复频率下检测。

5.如权利要求4所述的方法，其中，计算单元仅在利用最低脉冲重复频率检测的值存在变化的情况下对该值进行处理。

6.如前述权利要求之一所述的方法，其中，计算单元仅在输出轴瞬时转速加速度的值不超过确定值的情况下对该值进行处理。

7.如前述权利要求之一所述的方法，其中，计算单元频繁重复对值的处理，直至所测定的传动比不超过确定的公差值。

8.如前述权利要求之一所述的方法，其中，计算单元确定取代计算值的替换值。

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