CN102905921B - 用于运行机动车驱动单元的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行机动车驱动单元（1）的装置，该装置基于尤其是驾驶员方面的输入参数（MSumme）产生用于控制驱动单元（1）的理论值（M1、M2），该装置具有在存在冲击负荷-危险时对理论值（M1、M2）进行处理以用于缓冲冲击负荷的冲击负荷缓冲单元（37）。利用该装置（27）可以产生用于前轴驱动装置（5、7）的第一理论值（M1）和用于后轴驱动装置（19）的第二理论值（M2）。按本发明将所述冲击负荷缓冲单元（37）分成用于处理导引到前轴驱动装置（5、7）的第一理论值（M1）的第一冲击负荷缓冲滤波器（41）和用于处理导引到后轴驱动装置（19）的第二理论值（M2）的第二冲击负荷缓冲滤波器（42）。

Description

用于运行机动车驱动单元的装置
技术领域
本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的用于运行机动车驱动单元的装置。
背景技术
不仅在具有发动机的车辆中，而且在只具有电驱动或部分电驱动结构的车辆中，强烈的、驾驶员方面给定的转矩跃变可能导致在传动链中的振动或者冲击负荷，这会被感觉为不舒服的行驶性能。这尤其适用于在没有转矩要求的运行状态即滑行运行状态与具有转矩要求的运行状态即牵引运行状态之间的转矩跃变。
由DE 102007013253A1已知这样的用于运行机动车驱动单元的装置。该装置以驾驶员方面的输入参数为基础产生用于控制驱动单元的理论值。在这种情况下驱动单元由发动机以及电机组成。在此装置识别存在冲击负荷危险的运行状态。在这种情况下该装置这样处理理论值，使得可以缓冲冲击负荷。
这种冲击负荷缓冲尤其在具有前轴驱动装置以及与其机械断耦联的后轴驱动装置的车辆中是有问题的。因为在这种驱动系统中前轴驱动装置和后轴驱动装置以不同的动力学对理论转矩跃变作出反应。因此在前轴驱动装置与后轴驱动装置具有不同响应特性时前轴上和后轴上的冲击负荷缓冲不能相互协调地实现，由此可能产生不舒服的行驶感觉。
由DE 102008041693A已知这种类型的用于运行机动车驱动单元的装置。在出现冲击负荷的危险时在该装置中从预给定的转矩分配（值）偏差。两个被驱动的车轴则由相应变化的理论值加载。由DE 102006039400A已知另一种用于运行机动车驱动单元的装置，其中给发动机和电机设置不同的过滤器/滤波器来补偿不同的响应特性。在该装置中一个比较器的公共的信号通过上述滤波器分配成分别用于电机和发动机的信号。
发明内容
本发明的目的是，提供一种用于运行机动车驱动单元的装置，其中尤其在具有前轴驱动和后轴驱动的车辆中可以执行对于乘客舒适的冲击负荷缓冲。
这个目的通过权利要求1的特征实现。本发明的优选改进方案在从属权利要求中公开。
按照权利要求1的特征部分，按照本发明的装置安装在一具有一前轴驱动装置和一后轴驱动装置的车辆中。按照本发明的装置以驾驶员方面给定的输入参数为基础产生用于前轴驱动装置的第一理论值或第一理论转矩和用于后轴驱动装置的第二理论值或第二理论转矩。
按照本发明没有设置中央冲击负荷缓冲单元，而是具有配属于前轴驱动装置的第一冲击负荷缓冲滤波器和配属于后轴驱动装置的第二冲击负荷缓冲滤波器。因此第一冲击负荷缓冲滤波器可以调制导引到前轴驱动装置的第一理论转矩，而第二冲击负荷缓冲滤波器可以调制导引到后轴驱动装置的第二理论转矩。
理论转矩应该也包括所有的由其能够导出车轮转矩或车轴转矩的理论值。示例地也可以是驱动功率或者由驱动功率导出的参数。
由于第一冲击负荷缓冲滤波器和与其无关地工作的第二冲击负荷缓冲滤波器，可以在前轴上或后轴上相互独立地实现冲击负荷缓冲作用。这样例如在两个车轴的一个上执行冲击负荷缓冲，而在另一车轴上不进行冲击负荷缓冲。对此也可以选择，在前轴上的冲击负荷缓冲与在后轴上的冲击负荷缓冲在时间上错开地实现，用于实现确定的行驶特性。
第一冲击负荷缓冲滤波器和第二冲击负荷缓冲滤波器具有至少一判定环节或相互独立工作的、单独的判定环节，它们识别，对于前轴或对于后轴是否出现冲击负荷-危险。这种冲击负荷-危险例如在前轴驱动装置或后轴驱动装置在滑行运行与牵引运行之间负荷变换时产生。另外或附加地在较大的理论转矩跃变时也会产生冲击负荷-危险，此时驾驶员冲击式地给定高的转矩需求。
此外，第一冲击负荷缓冲滤波器和第二冲击负荷缓冲滤波器可以分别具有一调制环节，通过它调制驾驶员方面的理论转矩预定值以缓冲冲击负荷。在此在上述牵引运行与滑行运行之间负荷变换的情况下，在转矩过零的部位可以减小转矩坡度。这例如可以如此实现，对于转矩跃变在转矩过零部位显示出二阶的抛物线。
对于判定环节识别到没有冲击负荷-危险的情况，理论转矩可以跨接调制环节并且不经调制地导引到前轴驱动装置或后轴驱动装置。
本发明尤其在其前轴驱动装置和后轴驱动装置是相互独立的以及机械上断耦联的车辆中使用。因此在这种情况下前轴与后轴不通过一共同的传动链驱动，而是相互独立地通过两个上述车轴驱动装置驱动。
车轴驱动装置在此指的是发动机和/或电机。发动机和电机可以二者择一地或组合地作为车轴驱动装置。例如前轴驱动装置可以通过发动机以及电机实现。与该前轴驱动装置无关地可以使后轴驱动装置具有另一电机。另外可以选择使轴驱动装置具有发动机和电机的组合或者两个电机的组合。在此前轴驱动装置和后轴驱动装置的控制不通过共同的传动链实现，而是通过相互分开的传动链实现。
利用上述的输入参数，本装置可以首先确定一总转矩，该总转矩可以输入到一转矩分配单元。该转矩分配单元将总转矩根据例如驾驶员辅助调节系统比方说四轮调节系统、行驶动态调节系统或行驶速度调节系统或类似系统分成上述的用于前轴驱动装置的第一理论转矩和用于后轴驱动装置的第二理论转矩。
如上所述，前轴驱动装置和后轴驱动装置可以具有不同的机组即发动机或电机，由此在对于理论转矩预定值在前轴驱动装置与后轴驱动装置上可能会产生不同的时间上的响应特性。而对于舒适的行驶特性有意义的是，相互独立地进行的冲击负荷缓冲在前轴以及在后轴上相互协调地实现。
为此可以对第一冲击负荷缓冲滤波器和第二冲击负荷缓冲滤波器附设至少一时间环节。通过该时间环节可以在考虑前轴驱动装置和后轴驱动装置的不同时间响应特性的条件下定义时间错位。在此可以这样确定时间错位，使得在前轴上以及在后轴上同时实现冲击负荷缓冲。但是对此也可以选择这样定义时间错位，使得前轴以及后轴上的冲击负荷缓冲在时间上相互延迟地在不同的时刻进行。由此必要时可以建立例如在运动模式期间确定的驾驶员所期望的行驶特性。
附图说明
下面根据附图描述本发明的实施例。附图中：
图1示出机动车驱动系统的示意图；
图2示出方框图，它表示从驾驶员方面的转矩预定值出发直到产生用于前轴驱动装置的过滤/滤波的理论转矩和用于后轴驱动装置的过滤/滤波的理论转矩的信号处理；
图3示出转矩-时间曲线，在其中示出驾驶员方面预定的理论转矩跃变以及在冲击负荷缓冲方面被调制的用于前轴驱动装置和后轴驱动装置的理论转矩变化。
具体实施方式
在图1中示出混合动力车的驱动系统原理图，该混合动力车配有一四轮驱动单元1。在前车轴3上发动机5以及电机7连接在传动链中并且与一变速器9连接。该变速器9通过变速器输出轴11以及示意的车轴差速器13与前车轴3驱动连接。在发动机5与电机7之间连接有一根据行驶状况断开或接通的离合器15。
在机动车的后轴17上设置有另一电机19，它通过车轴差速器21驱动两个后车轮。
为了理解本发明，在图1中示出由发动机5和电机7组成的前轴驱动装置和由电机19组成的后轴驱动装置。出于清楚的原因没有详细描述而是只粗略地示出其它驱动部件，如用于给两个电机7、19供电的高压电池2，或者例如电机控制器4、变速器控制器6或两个电机7、19的功率电子装置8。
按照图1一行驶踏板模块23与一中央控制装置25信号连接。该中央控制装置25还收集多个在这里未详细描述的输入参数，其中基于由踏板模块23传递的驾驶员期望转矩和这些输入参数以第一过滤的理论转矩M1F控制前轴驱动装置5、7和以第二理论转矩M2F控制后轴驱动装置19。
在图2中简示出对于理解本发明所需的在踏板模块与前轴驱动装置5、7以及后轴驱动装置19之间的信号变化。由踏板模块23对集成到控制装置25里面的装置27输送一驾驶员期望值作为理论值。在此它是转矩、功率或由转矩或功率推导出来的参数。在所示情况下理论值对应于一输入到装置27的一转矩分配单元29的总转矩MSumme。该转矩分配单元29根据已知的输入参数将总转矩MSumme分成用于前轴驱动装置5、7的理论转矩M1和用于后轴驱动装置19的理论转矩M2。按照图2在考虑驾驶员辅助调节31的情况下分配总转矩MSumme。
按照图2在相互独立的、并行的处理链中执行由转矩分配单元29分配的理论转矩M1、M2的继续信号处理，在处理链中可以在低通滤波单元33和冲击负荷缓冲单元37里面过滤理论转矩M1、M2，相应过滤的理论转矩M1F、M2F被继续导引到前轴驱动装置5、7和后轴驱动装置19。
在图2所示的装置27中用于过滤理论转矩M1、M2的处理链例如设计成相同的。因此下面局限于导引到前轴驱动装置5、7的理论转矩M1的信号处理。将理论转矩M1首先输送到低通滤波单元33的第一低通滤波器34。该低通滤波器34例如可以是比例-时间－环节（Proportional-Zeit-Glied），其时间特性是这样的，例如可以使驾驶员方面的输入跃变函数被平滑化（处理），如同下面还要描述的那样。
在继续的信号变化中将理论转矩M1导引到时间环节/延时环节（Zeitglied）36，通过它使理论转矩M1必要时只是通过时间上的延迟继续导引。在时间环节36上在信号变化曲线的方向上衔接有冲击负荷缓冲单元37。
这个冲击负荷缓冲单元首先具有一判定单元38，由它分支出旁路-信号导线40和主导线43，该信号导线40具有连接在其上的冲击负荷缓冲滤波器41。在判定单元38里面求得，对于前轴3是否出现冲击负荷-危险。例如在从滑行运行（Schubbetrieb）过渡到牵引运行（Zugbetrieb）的情况下在前轴驱动装置5、7或后轴驱动装置19的交变负荷时可能产生这种冲击负荷-危险。
后接于判定单元38的主导线43跨接冲击负荷缓冲滤波器41，其中旁路-信号导线40在冲击负荷缓冲滤波器41后面再引回到主导线43。主导线43进一步与前轴驱动装置5、7信号连接，该前轴驱动装置由在低通滤波单元33和在冲击负荷缓冲单元37中过滤的理论转矩M1F控制。
按照图2转矩分配单元29的理论转矩M2在后轴驱动装置19方向上的信号变化与上述理论转矩M1信号变化相一致。
在图2和3中示例地示出一行驶状况，其中通过操纵行驶踏板23产生一个驾驶员方面的跃变函数。在所示的跃变函数中输入转矩ME冲击式地从没有转矩要求的滑行运行变换到具有转矩要求的牵引运行。因此在图2和3中所示的跃变函数通过转矩-过零点而变化，即通过转矩-时间曲线的横轴。
由驾驶员给定的转矩跃变在转矩分配单元29中分成用于前轴驱动装置5、7的第一理论转矩M1和用于后轴驱动装置19的第二理论转矩M2。
在此两个理论转矩M1、M2首先在第一和第二低通滤波器34、35中被平滑化。接着利用时间环节36可以给定在前轴驱动装置5、7上实现的建立转矩与在后轴驱动装置17上实现的建立转矩之间的一个时间错位Δt。这种时间错位考虑这种状况，前轴驱动装置5、7与仅仅具有电机的后轴驱动装置19相比由于在其中使用的发动机5具有时间上较迟滞的响应特性。
时间错位Δt可以在考虑这种在时间响应特性中的差别的条件下这样设计，使得在前轴驱动装置5、7和后轴驱动装置19以过滤的理论转矩M1F，M1F加载时不出现不舒服的行驶特性。
在进一步的信号变化中判定单元38、39识别，是否出现冲击负荷-危险。如果在判定单元38、39中识别到冲击负荷-危险，则对已经被平滑的理论转矩跃变在冲击负荷缓冲滤波器41、42中在临界的转矩过零时显示出减小的转矩坡度。接着将这样过滤的转矩跃变作为过滤的理论转矩M1F、M2F继续导引到前轴驱动装置5、7或后轴驱动装置19。
另一示例的行驶状况源自这种情况，首先不进行四轮接合，而是使整个总转矩MSumme由转矩分配单元29作为第一理论转矩M1导引到前轴驱动装置5、7上。在这种情况下前轴驱动装置5、7位于牵引运行工况，而后轴驱动装置19随动拖拽并因此以滑行运行例如再生运行工况（Rekuperationsbetrieb）地工作。
在驾驶员辅助调节系统31识别到前轴3上的打滑时，使总转矩MSumme至少部分地由转矩分配单元29再分配到后轴17上。通过这个转矩再分配在后轴驱动装置19上实现从滑行运行到牵引运行的负荷变换，由此附属于后轴驱动装置19的判定环节39识别到冲击负荷-危险。相应地将再分配到后轴17上的理论转矩M2在冲击负荷缓冲滤波器42里经受冲击负荷缓冲-滤波。
在此与后轴17不同，在前轴3上理论转矩M1的降低这样微小，使附属于前轴3的判定环节38不确认冲击负荷-危险。因此在前轴3上不进行冲击负荷缓冲。与上述的转矩再分配类似，在另一行驶状况中也可能产生从后轴17到前轴3的转矩再分配。在此必要时可以仅仅在前轴3上进行冲击负荷缓冲，而没有冲击负荷缓冲地驱动后轴17。

Claims (9)

1.一种用于运行机动车驱动单元(1)的装置，该装置基于驾驶员方面的输入参数产生用于控制驱动单元(1)的理论值，该装置(27)具有在存在冲击负荷-危险时对理论值进行处理以用于缓冲冲击负荷的冲击负荷缓冲单元(37)，其中，利用该装置(27)能产生用于前轴驱动装置(5、7)的第一理论值和用于后轴驱动装置(19)的第二理论值，并且所述冲击负荷缓冲单元(37)分成用于处理导引到前轴驱动装置(5、7)的第一理论值的第一冲击负荷缓冲滤波器(41)和用于处理导引到后轴驱动装置(19)的第二理论值的第二冲击负荷缓冲滤波器(42)，
其特征在于，所述第一、第二冲击负荷缓冲滤波器(41、42)具有至少一判断对于前轴(3)或对于后轴(17)是否出现冲击负荷-危险的判定环节(38、39)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一、第二冲击负荷缓冲滤波器(41、42)分别具有在出现用于前轴(3)或后轴(17)的冲击负荷-危险时对第一理论值或第二理论值进行处理的调制环节。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述前轴驱动装置(5、7)和后轴驱动装置(19)相互间机械断耦联。
4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，对所述第一、第二冲击负荷缓冲滤波器(41、42)前置一将总转矩(MSumme)分成用于前轴驱动装置(5、7)的理论转矩(M1)和用于后轴驱动装置(19)的理论转矩(M2)的转矩分配单元(29)。
5.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，第一冲击负荷缓冲滤波器(41)和/或第二冲击负荷缓冲滤波器(42)配设有至少一时间环节(36)，通过该时间环节能使前轴(3)上的冲击负荷缓冲相对于后轴(17)上的冲击负荷缓冲以一个时间错位(Δt)进行。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述前轴驱动装置(5、7)和后轴驱动装置(19)分别具有不同的时间上的响应特性，其中这样设置所述时间错位(Δt)，使前轴(3)上的冲击负荷缓冲和后轴(7)上的冲击负荷缓冲相互协调。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，这样设置所述时间错位(Δt)，使前轴(3)上的冲击负荷缓冲和后轴(7)上的冲击负荷缓冲同时进行。
8.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述前轴驱动装置(5、7)和后轴驱动装置(19)分别具有至少一电机(7、19)和/或一发动机(5)。
9.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述判定环节(38、39)在前轴驱动装置(5、7)或后轴驱动装置(19)在滑行运行与牵引运行之间变换时识别冲击负荷-危险。
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