CN103946603B - 用于控制机动车传动系的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于控制机动车传动系的装置，其包括至少一个驱动马达、一个扭矩转换器、一个自动变速箱和至少一个传动控制器。在所述传动控制器中实现用于执行蠕动控制的功能模块。若驱动马达的实际转速大于该驱动马达的确定的额定转速并且驱动马达的实际转速由于至少一个确定的条件作为该驱动马达的最小可能转速而不能降低，则所述蠕动控制能够与制动操作无关地被激活。

Description

用于控制机动车传动系的装置
技术领域
本发明涉及一种在带有自动变速箱的机动车中用于控制机动车传动系的装置。
背景技术
例如由DE102009030605A1已知一种这样的装置，其与蠕动减少措施有关。根据该现有技术，在下述条件下用于蠕动减少的功能被禁止，即，若变速箱控制器识别出存在一个根据驾驶者对动力起动行驶之愿望而要求终结的确定条件。
例如由DE4446077C2已知一种用于蠕动减少的基本方法。该方法特别涉及的是自动变速箱，该自动变速箱通过扭矩转换器与机动车的内燃机相连。所述扭矩转换器具有一个马达侧的泵和一个变速箱侧的涡轮。所述泵与内燃机如此地耦联，使其转速与内燃机的转速相应。因此，在机动车的静止状态中，所述泵以与内燃机空载转速相应的转速驱动变速箱侧的涡轮，从而在无蠕动减少功能的情况下将会在机动车输出上产生一个尤其是取决于涡轮转速相对泵转速的转速比、变速箱油温、转换器几何结构和总传动比的所谓蠕动力矩。原则上，即使在带有蠕动减少功能的情况下也会出现(尽管是降低的)蠕动，这取决于行驶阻力或滚动阻力和蠕动减少之的程度。
根据由DE4446077C2已知的蠕动减少功能，在操作车辆制动系统时要检测一个与制动压力成比例的值，并根据这个检测值对蠕动减少进行控制。在由此已知的方法中，为了控制蠕动减少，不仅要确定是否车辆制动系统被操作，而且还要确定车辆制动系统被以何种强度操作。依此，在车辆制动系统仅仅用微弱的压力断断续续地被操作时可以防止反复不定地开动和关断所述蠕动减少措施，从而可以推断出：例如在交通堵塞中正好希望机动车蠕动。而如果尤其是在预定的时窗之内检测到并非微弱的制动压力，则识别出驾驶者确实想让机动车进入静止状态的愿望，并通过开动蠕动减少措施来应对这个愿望。
蠕动减少或者蠕动阻止例如通过从当前预选的挡位出发进行升挡过程或者通过将管控当前预选之挡位的离合器(起步挡)中的压力降低而实现。
该已知的现有技术优先致力于在车辆静止状态中减少排放。
发明内容
本发明的目的是，特别是在低行驶速度时鉴于提高舒适性以及鉴于针对各种不同变速箱油温和针对内燃机的各种不同空载转速的可重复性来改善对机动车传动系的控制。
此目的通过一种用于控制机动车传动系的装置得以实现，所述机动车传动系包括至少一个驱动马达、一个扭矩转换器和一个自动变速箱，该装置具有至少一个电子的传动控制器，在该传动控制器中实现用于执行蠕动控制的功能模块，其中，若驱动马达的实际转速大于该驱动马达的确定的额定转速并且驱动马达的实际转速由于至少一个条件作为最小可能转速而不能降低，则所述蠕动控制能够与制动操作无关地被激活。
本发明的装置用于控制机动车传动系，其包括至少一个驱动马达、一个扭矩转换器和一个自动变速箱。驱动马达和包括扭矩转换器的自动变速箱通过至少一个电子的传动控制器进行控制或调节。例如，可以设置形式上为电子马达控制器的第一传动控制器用来控制驱动马达，可以设置形式上为电子变速箱控制器的第二传动控制器用来控制自动变速箱。然而也可以设置一个中心传动控制器，所有涉及驱动扭矩控制的控制功能例如以所谓力矩组织结构的形式被组合于该中心传动控制器中。本发明既可以应用于带有唯一一个驱动马达(例如内燃机)的车辆中、同样也可以应用于带有至少两个驱动马达(例如内燃机和电动机)的混合动力车上。根据本发明，在至少一个传动控制器中实现用于执行蠕动控制的功能模块。若驱动马达的实际转速大于该驱动马达的确定的额定转速并且所述驱动马达的实际转速由于至少一个确定的条件作为该驱动马达的最小可能转速而不能降低，则所述蠕动控制与制动操作无关地被激活。
本发明乃是基于下述思想：
自动变速箱通常配备有液压扭矩转换器作为起动无件。此外，转换器的液压方式的力传递与马达-涡轮的转速差是平方(quadratisch)关系。例如，与液压方式的力传递以及与扭矩转换器的转换器超高马达转速和传动系的总传动比相关地，为行驶速度级D或R中的蠕动运行或调车运行产生一定的蠕动力矩。
对于空载转速较高的马达(发动机)，例如3缸发动机，基于液压方式的力传递与马达-涡轮的转速差的平方关系而得到一个明显提高的蠕动力矩。驾驶者根据车辆的异常强劲的向前推动力或向后推动力感觉到这一点，对此他只能通过提高制动压力来应对。特别是对于调车情况来说，这一点导致明显较差的定量性能(可计量性)和降低的舒适性。另外，在所有空载转速提高的情形，例如冷起动、激活的空调设备、车载电网的提高的充电要求等，产生一种进一步提高的蠕动力矩。作为其他的缺点还应该提到：带自动变速箱和扭矩转换器的车辆例如在缓坡上由于有着恒定蠕动力矩之故在驾驶者不更换行驶速度级的情况下(即例如从D换到R)不能回退滚行。带有起动离合器的车辆通常单单通过操作加速踏板便能在坡道上向前或向后滚行。
因此根据本发明提出了一种借以在带有扭矩转换器的自动变速箱中调节蠕动力矩的方法。为此，在变速箱中一个摩擦锁合的切换元件(至少一个离合器或制动器)应该有滑差(有打滑)地运行或被调节。因此，有滑差地运行的切换元件对于到达输出端的力矩以及进而对于车辆加速度来说是决定性的。切换元件中的滑差转速是得自于由扭矩转换器上液压方式的力传递所产生的转速比。
理想的是，作为切换元件，可以采用那个针对所谓的停车脱联功能或者还有NIC功能(NIC＝NeutralIdleControl，空挡怠速控制)所使用的切换元件。所说NIC功能涉及到在静止状态中或在缓慢滚行到停止时切换元件的打开(断开)，以便通过降低转换器滑差转速和进而降低功率损失来提高变速箱效率。NIC功能通常通过驾驶者降低制动压力而解除。
通过该新的功能，NIC-切换元件可以从NIC中出来便直接过渡到受调控的运行中。为此，对切换元件的控制或调节或者对至少一个离合器的动力啮合调整可以与不同的输入参数(例如加速踏板、马达力矩、驱动马达的转速、行驶阻力、输出转速、车速等)相关地进行。
另外，按照优选的设计方案，可以设想一个完整的软件模块(功能模块)，该软件模块使得要打开(断开)的切换元件所要求的全部功能协调配合，诸如NIC，起动支持，MSA(＝马达-起动-停止-自动系统)和现在新提出的蠕动力矩调节或者说蠕动控制。
优点可以概括如下：
·在空载转速高的马达(发动机)中和在带有液压扭矩转换器的自动变速箱中，低蠕动力矩的可实现性。
·在混合动力车(带有电驱动的轴和通过自动变速箱以内燃机方式驱动的轴)中，任意蠕动力矩的可实现性。
·与空载转速较高的临时状态(例如空调设备、热机运转、充电状态、微尘过滤器再生、混合动力状态中的利废回收，…)无关，保持不变的蠕动力矩的可实现性。
·“应要求蠕动”功能的实现，正如其实时地在M3中与DKG转换的那样。
·在调车-运行、驻车-运行和停与行-运行中，得以改善的定量性能。
·在车辆通过制动器保持停车时的嘎嘎声响能够最小化。
·在坡道上与加速踏板位置相关联的回退功能的可实现性。
附图说明
在附图中示出的是本发明的一个实施例。唯一的附图示出了机动车的传动结构设置，其包括一个作为驱动马达的内燃机、一个扭矩转换器和一个自动变速箱，并带有本发明的蠕动力矩调节或蠕动控制。
具体实施方式
在附图中，驱动马达1(例如内燃机)通过扭矩转换器3与自动变速箱2相连接。扭矩转换器3的泵P由内燃机1驱动。在内燃机1开动的情况下，油流通过泵P经过扭矩转换器3的导轮L被输送到涡轮T的叶片上。扭矩转换器3的涡轮T与变速箱2的输入传动链抗扭转地相连接。方框4补充示意性地示出了变速箱2的其他的离合器和齿轮组。
原则上，内燃机1由一个作为第一传动控制器的电子马达控制器6进行控制。原则上，自动变速箱2由一个作为第二传动控制器的电子变速箱控制器7进行控制。然而作为可选方案，也可以具有仅仅一个唯一的中心传动控制器。在这个实施例中，变速箱控制器7作为至少一个按照本发明的传动控制器获得输入信号诸如车速v、加速踏板位置、驱动马达1的实际转速n_ist和变速箱油温
为挂入当前预选的挡位，至少一个配置于该挡位的离合器、这里例如为起步挡(例如1挡、2挡或倒车挡)的离合器5被变速箱控制器7闭合，以便将通过输入传动链作用的扭矩传递到变速箱2的输出传动链。在机动车的静止状态中，输出传动链的转速等于零。然而如果在机动车静止状态中内燃机以空载转速(n_ist＝n_LL)运转的话，则通过扭矩转换器3的泵P往涡轮T上实现一种扭矩传递，但该扭矩传递在机动车制动和离合器5闭合的情况下并不能用于机动车驱动。内燃机1的这种功率损失会造成不必要的燃油消耗。在已知的方法中，为了解决这个问题，在机动车静止状态期间使离合器5完全或者几乎完全分离(打开/断开)，从而，没有或者只有极小的力矩被传递到变速箱2的输出传动链上(蠕动阻止或蠕动减少)。特别是，为了实现蠕动减少或蠕动阻止将离合器5完全分离虽然使得减少燃油消耗达到优化，但是却降低了断开蠕动减少措施时和起动过程过渡时的舒适性。因此，本发明的蠕动控制非强制性地包括离合器5的仅仅一次完全分离(打开/断开)。本发明的蠕动力矩调节或者蠕动控制KS并不是为了在车辆静止状态中蠕动减少而设置的，确切地说，而是为了爬行的状况和为了在行驶过程中特别是在低行驶速度v时有针对性的蠕动而设置的。
原则上，当车速v为零时或者当由驾驶者触发的制动压力p已大于预定的第一阈限时，却也可以开动按照现有技术的蠕动减少措施。
然而，若驱动马达1的实际转速n_ist大于该驱动马达1的确定的额定转速n_soll并且该驱动马达1的实际转速n_ist由于至少一个确定的条件作为最小可能转速n_min而不能降低，则蠕动减少(以分离/打开的离合器5为出发点)根据本发明与制动操作或者机动车的静止状态无关地过渡到一种有针对性的蠕动控制中。
可能限制可减少性(Reduzierbarkeit)的参数尤其是声学情况、防止马达熄火、减少排放的规定和/或用于电池充分充电的所期望的发电机充电功率。因此所述最小可能转速n_min也可以是变化不定的。
驱动马达1的额定转速n_soll以变速箱2内的完全动力啮合为出发点根据所期望的车辆特性、变速箱油温和扭矩转换器特性k而确定，并且也可以是变化不定的。驱动马达1的额定转速n_soll例如可以通过对测得参数的分析处理明确地或根据按经验求出的经验值假设地确定。
变速箱控制器或传动控制器7包含一个优选形式上为用于执行蠕动控制KS之程序模块的功能模块8。通过该蠕动控制KS，在从静止状态起动时或者在行驶过程中-不低于驱动马达1的最小可能转速n_min-这样地调整自动变速箱2内在此至少管控实时挂入之挡位的离合器5的滑差，即，通过这种动力啮合调整KR达到但不超过预定的额定加速度a_soll，而不等于零，或者达到但不超过额定速度v_soll，而不等于零。
在本发明的蠕动控制KS的第一可选方案Alt1中，保持实时挂入之挡位，并在实时挂入之挡位的离合器(这里为离合器5)中执行相应的动力啮合调整，而无需预先升挡或降挡。
在本发明的蠕动控制KS的第二可选方案Alt2中，在第一步，在无动力啮合调整KR的情况下执行动力啮合方式的升挡HS，进入更高的挡位；以及在第二步，在超过预定的较低的行驶速度阈限v＞Su(例如5km/h)时执行降挡RS。此后，接着对管控在第二步中实时挂入之挡位的离合器5进行滑差调整，以进行动力啮合调整KR。升挡HS在保护构件的同时首先导致输出力矩降低，这是因为：按较高的传动比是不需要滑差调整的，并且尽管如此，在爬行瞬间还采用了一个相对较低挡位又被降低的车辆加速度。不过为了然后能够-定量计量地-蠕动，需要降挡，同时进行滑差调整。优选地，按照本发明的调整并非在得自额定-实际转速的加速度的基础上进行，而是在基于转速和硬件特性的力矩观测的基础上进行。针对在混合动力车中的应用，通过降低蠕动产生的或者要产生的力矩在力矩平衡中应加以考虑并且在传动中应通过电动机予以补充或减少。
通过本发明的该实施例，提供了一种特别是在低行驶速度(例如驻车过程或驶出停车场过程)行驶期间具备蠕动控制措施的自动变速箱，通过该蠕动控制，舒适性、构件保护和减少排放同样得到了优化。

Claims (9)

1.用于控制机动车传动系的装置，所述机动车传动系包括至少一个驱动马达(1)、一个扭矩转换器(3)和一个自动变速箱(2)，该装置具有至少一个电子的传动控制器(6，7)，在该传动控制器中实现用于执行蠕动控制(KS)的功能模块(8)，其中，若驱动马达(1)的实际转速(n_ist)大于该驱动马达(1)的确定的额定转速(n_soll)并且驱动马达(1)的实际转速(n_ist)由于至少一个条件作为最小可能转速(n_min)而不能降低，则所述蠕动控制(KS)能够与制动操作无关地被激活。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述功能模块(8)是用于执行所述蠕动控制(KS)的程序模块，通过该蠕动控制，在从静止状态起动时或者在-不低于驱动马达(1)的最小可能转速(n_min)-行驶期间，能够在自动变速箱(2)内对至少一个管控实时挂入之挡位的离合器(5)或者制动器的滑差进行调整，使得通过这种动力啮合调整(KR)达到预定的额定加速度(a_soll)，而不等于零，或者达到额定速度(v_soll)，而不等于零。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于：通过所述功能模块(8)的相应组织设计，能够分两步执行所述蠕动控制(KS)，在第一步，在无动力啮合调整(KR)的情况下能够执行动力啮合方式的升挡(HS)，进入更高的挡位；以及在第二步，当超过预定的行驶速度阈限(Su)时能够执行降挡(RS)；此后，接着能够对至少一个管控在第二步中实时挂入之挡位的离合器(5)或制动器进行滑差调整，以进行动力啮合调整(KR)。
4.如权利要求2所述的装置，其特征在于：通过所述功能模块(8)的相应组织设计，能够分两步执行所述蠕动控制(KS)，在第一步，在无动力啮合调整(KR)的情况下能够执行动力啮合方式的升挡(HS)，进入更高的挡位；以及在第二步，当超过预定的行驶速度阈限(Su)时能够执行降挡(RS)；此后，接着能够对至少一个管控在第二步中实时挂入之挡位的离合器(5)或制动器进行滑差调整，以进行动力啮合调整(KR)。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于：变速箱控制器(7)或者马达控制器(6)具有这样的程序模块，通过该程序模块，驱动马达(1)的额定转速(n_soll)以变速箱(2)内的完全动力啮合为出发点根据变速箱油温和扭矩转换器特性(k)而确定。
6.如权利要求2所述的装置，其特征在于：变速箱控制器(7)或者马达控制器(6)具有这样的程序模块，通过该程序模块，驱动马达(1)的额定转速(n_soll)以变速箱(2)内的完全动力啮合为出发点根据变速箱油温和扭矩转换器特性(k)而确定。
7.如权利要求3所述的装置，其特征在于：变速箱控制器(7)或者马达控制器(6)具有这样的程序模块，通过该程序模块，驱动马达(1)的额定转速(n_soll)以变速箱(2)内的完全动力啮合为出发点根据变速箱油温和扭矩转换器特性(k)而确定。
8.如权利要求4所述的装置，其特征在于：变速箱控制器(7)或者马达控制器(6)具有这样的程序模块，通过该程序模块，驱动马达(1)的额定转速(n_soll)以变速箱(2)内的完全动力啮合为出发点根据变速箱油温和扭矩转换器特性(k)而确定。
9.如权利要求1至8之任一项所述的装置，其特征在于：变速箱控制器(7)或者马达控制器(6)具有这样的程序模块，通过该程序模块，驱动马达(1)的不能降低的最小可能转速(n_min)的存在状态根据关于声学情况、关于防止马达熄火、关于减少排放的规定和/或关于所期望之发电机充电功率的条件而确定。
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