CN104204591B - 用于降低抖振的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于降低机动车动力传动系中的抖振的方法，所述机动车动力传动系具有驱动单元、车辆变速器以及自动化的摩擦离合器，其中通过相应地操纵摩擦离合器来模拟减振装置，以便改进方法。

Description

用于降低抖振的方法

技术领域

本发明涉及一种用于降低机动车动力传动系中的抖振的方法，所述机动车动力传动系具有驱动单元、车辆变速器以及自动化的摩擦离合器。

背景技术

从DE 103 23 567 A1中已知一种用于调制可由车辆离合器传递的力矩的方法，尤其在起动时离合器接合期间进行调制，在所述方法中根据仅从离合器盘的转速中推导出的变量来调制力矩，以便说明一种用于调整可由离合器传递的力矩的方法，能够借助所述方法更精确地调控抖振。

从文件号为10 2011 086 579.9的德国专利申请中，已知一种用于降低机动车动力传动系中的抖振的方法，所述机动车动力传动系具有驱动单元、车辆变速器以及自动化的摩擦离合器，其中为了提供一种解决方案实施下述步骤，使得离合器执行器的激励以相位可变的方式根据所出现的信号频率在没有激发更高的频率份额的情况下以尽可能平滑的信号进行：将在时间变化中描述具有启动频率的正弦函数的信号的当前的信号值与变速器输入转速的信号的当前的信号值相乘为当前值正弦_乘积并且将在时间变化中描述具有启动频率的余弦函数的信号的当前的信号值与变速器输入转速的信号的当前的信号值相乘为当前值余弦_乘积，通过当前的数值正弦_乘积以及全部基于当前值正弦_乘积在启动频率的周期上确定的数值正弦_乘积平滑地形成平均值为数值正弦_分量，并且通过当前的数值余弦_乘积以及全部基于当前值余弦_乘积在启动频率的周期上确定的数值余弦_乘积平滑地形成平均值为数值余弦_分量，从数值正弦_分量和余弦_分量中确定振幅，确定余弦函数和变速器输入转速的信号之间的相移，从振幅和相移中确定代表抖振的信号，确定代表抖振的信号的相移的数值，其中将数值选择成使得在代表抖振的信号的该数值附近的相移中得到到离合器执行器上的控制信号，所述控制降低抖振。

发明内容

本发明基于下述目的：进一步改进开始所提出的方法。特别地应当提供下述解决方案，其能够更加鲁棒地起作用，以便最小化在批量应用中出现缺陷的风险。特别地，当在敏感范围中出现具有类似振幅的多个频率分量时，应当能更好地控制性能。特别地，当在输入信号中发生阶跃或者振幅或频率强烈变化时，应当简化控制。尤其应当也在弱的、强的、几何上或参数化的抖动方面实现改进。尤其应当改进作用方式的可预测性进而简化动力传动系减震的有针对性的设计。

所述目的的解决方案借助用于降低机动车动力传动系中的抖振的方法来进行，所述机动车动力传动系具有驱动单元、车辆变速器以及自动化的摩擦离合器，其中通过相应地操纵摩擦离合器模拟减振装置。

抖振能够是旋转振动，所述旋转振动通过摩擦离合器的抖动来激发。“抖动”能够表示摩擦离合器的无意的短暂的打滑，所述打滑能够重复地和/或周期地出现。抖振能够具有特征性的频率变化。抖振能够具有特征性的振幅变化。抖振能够具有相阶跃。

摩擦离合器能够在机动车动力传动系中设置在驱动单元和变速器之间。机动车动力传动系能够具有扭转减振器，尤其是双质量飞轮。扭转减振器能够在机动车动力传动系中设置在驱动单元和摩擦离合器之间。驱动单元能够是内燃机。机动车动力传动系能够具有至少一个可驱动的车轮。

摩擦离合器能够具有输入件和至少一个输出件。摩擦离合器能够具有输入件和刚好一个输出件。摩擦离合器能够具有输入件和两个输出件。摩擦离合器能够是单离合器。摩擦离合器能够是双离合器。双离合器能够具有第一离合器和第二离合器。摩擦离合器或离合器能够是单片式离合器。摩擦离合器或离合器能够是多片式离合器。摩擦离合器或离合器能够是干式离合器。摩擦离合器或离合器能够是湿式离合器。摩擦离合器或离合器能够是自动断开的。摩擦离合器或离合器能够是自动闭合的。摩擦离合器或离合器能够是压式离合器。摩擦离合器或离合器能够是拉式离合器。

摩擦离合器能够根据操纵始于完全分离的操纵部位直至完全接合的操纵部位实现增大的功率传递，在所述完全分离的操纵部位中在输入件和输出件之间基本上不进行功率传递，在所述完全接合的操纵部位中在输入件和输出件之间基本上进行完全的功率传递，其中以摩擦配合方式进行输入件和输出件之间的功率传递。相反地，始于完全接合的操纵部位直到完全分离的操纵部位根据操纵实现下降的功率传递，在所述完全闭合的操纵部位中在输入件和输出件之间基本上进行完全的功率传递，在所述完全断开的操纵部位中在输入件和输出件之间基本上不进行功率传递。

“自动地”能够表示摩擦离合器的自动的可操纵性。操纵装置能够用于操纵摩擦离合器。操纵装置能够具有至少一个执行器。至少一个执行器能够用于机械加载摩擦离合器。至少一个执行器能够具有电动机。至少一个执行器能够具有传动装置、如蜗杆传动装置。传动装置能够是自锁的。操纵装置能够具有刚好一个执行器。操纵装置能够具有两个执行器。操纵装置能够具有至少一个控制装置。至少一个控制装置能够用于控制至少一个执行器。至少一个控制装置能够产生用于控制至少一个执行器的输出信号。至少一个控制装置能够至少部分地在结构上集成到至少一个执行器中。至少一个控制装置能够提供输入信号。输入信号能够是传感器信号。输入信号能够是转速传感器的、加速度传感器的、位移传感器的、力传感器的、力矩传感器的信号和/或另外的传动系力矩相关的信号。运算装置能够具有处理器。至少一个控制装置能够具有存储装置。存储装置能够具有缓冲存储器。

通过相应地操纵摩擦离合器能够模拟机械的减振装置。摩擦离合器能够为此被断开和/或闭合，使得施加力矩，所述力矩以相移位的方式跟随抖振，使得抖振吸收能量并且实现减震。在机动车运行时能够临时地应用该方法。能够在预设的运行情况中应用该方法。当能够以充分的质量提供所需的参数时，能够应用该方法。

借助根据本发明的方法，进一步改善行驶舒适性。能够取消机械的减振装置。降低制造和/或维护成本。改进抖振的降低。提高方法的鲁棒性。改进方法的可控制性。不需要对抖振直接进行频率确定。在更宽的运行范围中实现改进。能够更好地预测作用方式。

减振装置能够借助于传递函数模拟，所述传递函数的数值在机动车动力传动系的共振频率的范围中具有最大值。到最大值的上升和/或从最大值的下降能够被调节。能够借助于传递函数来模拟减振装置，所述传递函数具有相移。相移能够选择成，使得反馈的信号相对于原始的干扰是逆相的、即-180°。传递函数能够具有相移，所述相移相应于离合器力矩和转速信号之间的相移。传递函数能够具有-90°的相移。能够调整相移。因此，能够调整离合器力矩和转速信号之间的相移。相移能够借助于时间上的移动利用存储器装置来实现。在模拟减振装置的情况下，能够执行滤波。在模拟减振装置的情况下，能够应用高通装置以抑制较低频率的分量。在模拟减振装置的情况下，能够执行放大。

借助于传递函数来模拟减振装置，所述传递函数通过将线性的调节元件的互联来获得。调节元件能够分别单独地参数化。因此，能够执行对相应的机动车动力传动系的调整。能够在衰减共振频率和在共振之外进行放大之间实现最佳的折衷。能够分别调整调节元件的参数化。因此，能够以与运行情况相关地调整的方式降低抖振。特别地，能够进行所接入的传动级、变速器温度和/或离合器温度的匹配。匹配能够通过对特征曲线族的校准来进行。特征曲线族能够包含需要用于执行方法的参数。能够通过适配算法来进行匹配。能够通过观察机动车动力传动系的性能来进行匹配。因此，确保机动车动力传动系的减震的功能。能够监控参数是否位于期望的运行空间中或出现边界情况。边界情况能够被诊断。当确定边界情况时，能够在故障存储器中登记。因此，能够及早地识别机动车动力传动系的范围中的有威胁的损坏。

将变速器输入轴转速的信号作为输入变量输送给传递函数以模拟减振装置，并且传递函数能够提供信号作为输出变量以调制离合器瞬时需求。

因此，换而言之且总结地描述，通过本发明还得到用于降低抖振的软件缓冲器的描述。能够经由根据变速器输入端转速信号来调制离合器调整器来实现将质量虚拟地耦联到系统上。为此，变速器输入端转速信号能够被相应地滤波，使得获得具有下述特征的传递函数。在此有利的能够是线性的滤波函数的可预测性。(关于频率的)振幅变化能够在传动系频率附近具有最大值并且在其之上或之下强烈地下降到零。能够为高的和低的频率设定下降的强度，由此能够得到典型的完全的半值宽度(FWHM：full width half maximum)。相移能够使得所述相移由于经由离合器额定力矩的反馈在共振中相对于原始的力矩干扰是逆相的。因此，经由相应的总放大能够至少部分地消除共振频率的振动。在共振频率之上和之下能够连续地改变相移，由此能够连同强烈下降的振幅一起能够避免显著的放大。

软件缓冲器能够通过特定的传递函数来描述。获得适当的传递函数的可能性能够是线性的调节元件的互联。

该方法的特征在于下述点：调节算法能够在具有自动的离合器控制的车辆中用于抑制或显著地降低动力传动系共振频率附近中的(抖动)振动。调节算法将变速器输入端转速信号用作为输入变量，然而其中另外的与传动系力矩相关的信号也是适宜的并且输出用于调制(抵消)离合器额定力矩的信号。调节算法应用一组线性的滤波信号，以便从共振频率的尽可能大的衰减和共振频率之外的尽可能小的放大中实现折衷。调节算法能够经由不同的参数来协调，使得其考虑共振频率、共振宽度、总放大、特定频率处的相移和高频和低频之间的权重。通过应用仅线性的滤波元件得到高的鲁棒性或可控能力，特别地，也能够考虑具有可预见的交互作用的多个滤波层面(例如用于缓冲多重共振)的叠加。所应用的滤波元件能够是简单的并且能够以低的存储器耗费和运算耗费在实时控制仪器中实施。不同的滤波元件的变化实现对固定的或时间上(关于共振频率)缓慢变化的运行参数的匹配。

借助“能够”表示本发明的尤其可选的特征。因此总是存在本发明的具有相应的特征或多个相应的特征的实施例。

附图说明

下面，在参考附图的情况下描述本发明的实施例。从该描述中得到其他的特征和优点。所述实施例的具体的特征能够为本发明的普遍的特征。所述实施例的与其他特征结合的特征也能够为本发明的各个特征。

其示意地且示例地示出：

图1示出具有自动的离合器的车辆传动系的结构，

图2示出具有用于模拟用于降低车辆动力传动系中的抖振的减振装置的传递函数的特征曲线的图表，

图3示出调节元件的互联的图表，以便获得传递函数，和

图4示出调节路线的图表，传递函数作用于所述调节路线上。

具体实施方式

图1示出具有自动的离合器的车辆传动系的结构。发动机10经由离合器12与变速器14连接，所述变速器当前经由万向轴16与差速器18连接，所述差速器又经由万向传动轴20与后轮22连接。动力传动系也能够是用于具有前驱动器的或具有全驱驱动器的车辆的动力传动系。

离合器12能够由操纵装置或执行器24操纵。变速器14当前为自动变速器，所述自动变速器由操纵装置26操纵。

为了操纵变速器设有选择单元28，借助所述选择单元能够选择不同的行驶程序或挡位。加速踏板30用于对马达10进行负载控制，所述加速踏板直接地或经由电子控制仪器32与发动机10的功率调节机构34连接。

传感器、如检测马达10的飞轮的转速的传感器36、用于检测未示出的离合器盘或变速器14的输入轴的转速的传感器38、用于检测车轮转速的转速传感器40以及另外的传感器与电控制仪器32连接，另外的传感器例如是冷却水温度传感器、用于检测功率调节机构的位置的传感器、用于检测离合器位置的传感器等。在包含具有所属的存储器装置的微处理器的电子控制仪器32中存储下述程序，借助所述程序控制操纵装置26、执行器24和用于功率调节机构34的执行器。

离合器12能够控制成使得分别能够传递与动力传动系的运行条件相关的力矩。可由离合器传递的力矩能够与力或位移相关，执行器24能够借助所述力或位移操纵离合器。尤其在离合器接合时，由于静摩擦和滑动摩擦之间的过渡和与能振动的动力传动系交互作用而出现旋转振动，所述旋转振动称作为抖动并且不仅不利地影响舒适度，而且也不利地影响持久性。

图2示出具有用于模拟用于降低车辆动力传动系中的抖振的减振装置的传递函数的特征曲线的图表200、202、204、206。在此，将离合器、如根据图1的离合器12控制成，使得降低车辆动力传动系中的抖振。在x轴向上相应地绘制频率。在图表200中借助特征曲线208示出传递函数的数值。特征曲线208首先是从0Hz频率S形地上升到最大值210。最大值210位于车辆动力传动系的共振频率的范围中。最大值210位于大约4-10Hz的频率中，尤其位于大约6Hz-8Hz的频率中。特征曲线208朝更高的频率值下降。在频率为20Hz的情况下，特征曲线208下降到大约最大值210的一半。在图表202中借助特征曲线212示出传递函数的相移。相移为-90°，因此反馈的信号相对于原始的干扰是逆相的、即-180°。在图表204中借助特征曲线214示出未调节的振幅变化并且借助特征曲线216示出经调节的振幅变化。未调节的振幅变化具有最大值。经调节的振幅变化具有显著降低的最大振幅218。在图表206中借助特征曲线220示出作为未调节的振幅变化和调节的振幅变化之间的比例(增益)的反馈的结果。特征曲线220首先从频率0和大约1的数值开始轻微上升然后下降到最小值222。最小值大约为0.4-0.6、例如大约0.5。最小值222位于车辆传动系的共振频率的范围中。特征曲线220又向更高的频率值上升并且在20Hz的频率中又接近大约1的输出值。

图3示出调节元件302、304、306、308的互联的图表300，以便获得传递函数、如根据图2的传递函数。调节元件302、304、306、308分别是线性的调节元件。调节元件302、304、306、308串联设置。调节元件302是具有拐点频率ω_HP的PT2特性的高通装置，以便滤除转速信号中的直流分量。调节元件的高通装置借助于函数构成。调节元件304是在共振频率ω_R处具有共振超高(d＜1)的PT2滤波器。因此，有针对性地降低高频分量。具有调节元件304的共振超高的PT2滤波器借助于函数形成。调节元件306是PD环节，以便在限定的频率上获得特定的相移调节元件306的PD环节借助于函数形成。调节元件308是具有总放大系数K的P环节。调节元件302、304、306、308的各个参数匹配于车辆动力传动系。例如，如下选择参数：ω_HP＝2·ω₀，ω_R＝ω₀，d＝0.5， 以及ω₀＝6.8H_Z。

图4示出调节路线的图表400，传递函数、如根据图2和图3的传递函数作用于所述调节路线上。从常规的离合器力矩需求402出发。离合器力矩需求402被输送给离合器控制装置404，所述离合器控制装置提供控制电压406作为输出信号。控制电压406引起离合器和所属的执行器的动态性能408。从中得到实际的离合器力矩410。离合器力矩410引起车辆动力传动系的动态的性能412。从中得到变速器输入轴的转速414。用于借助于传递函数模拟减振装置的输入变量是变速器输入轴的转速414。在经过调节元件416之后，提供用于调制离合器力矩需求402的信号418。

附图标记列表

10 发动机

12 离合器

14 变速器

16 万向轴

18 差速器

20 万向传动轴

22 后轮

24 执行器

26 操纵装置

30 选择单元

32 控制仪器

34 功率调节机构

36 传感器

38 传感器

40 转速传感器

200 图表

202 图表

204 图表

206 图表

208 特征曲线

210 最大值

212 特征曲线

214 特征曲线

216 特征曲线

218 降低的最大振幅

220 特征曲线

222 最小值

300 图表

302 调节元件

304 调节元件

306 调节元件

308 调节元件

400 图表

402 离合力矩需求

404 离合器控制装置

406 控制电压

408 动态性能

410 离合器力矩

412 动态性能

414 转速

416 调节元件

418 信号

Claims (9)

1.一种用于降低机动车动力传动系中的抖振的方法，所述机动车动力传动系具有驱动单元(10)、车辆变速器(14)以及自动化的摩擦离合器(12)，通过相应地操纵所述摩擦离合器(12)模拟减振装置，其特征在于，借助于传递函数模拟减振装置，所述传递函数的值在所述机动车动力传动系的共振频率的范围中具有最大值(210)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，到所述最大值(210)的上升和/或从所述最大值的下降能够被调节。

3.根据上述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，借助于传递函数来模拟减振装置，所述传递函数具有相移。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，能够调整所述相移。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在模拟减振装置时执行滤波。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在模拟减振装置时执行放大。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，借助于传递函数来模拟减振装置，所述传递函数通过将线性的调节元件(302，304，306，308)互联来获得。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述调节元件(302，304，306，308)能够分别单独地参数化。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将变速器输入轴转速(414)的信号作为输入变量输送给用于模拟减振装置的传递函数，并且所述传递函数提供信号(418)作为输出变量以调制离合器瞬时需求(402)。