CN104520160B - 用于运行动力传动系的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于运行机动车的动力传动系的方法，所述动力传动系具有两个能通过单独的驱动机组驱动的车辆车轴，其中这两个车辆车轴中的至少一个能够由电机驱动机组(20)驱动，并且其中至少一个车辆车轴具有两个车轮(16a，16b)和至少三个车轴部段(12a，12b，12c)，其中第一车轴部段(12a)具有第一车轮(16a)，其中第一和第二车轴部段(12a，12b)通过差速器(13)耦联，其中第二和第三部段(12b，12c)通过离合器(10)以可彼此连接的方式设置，并且其中第三车轴部段(12c)具有第二车轮(16b)。在机动车在离合器(10)打开时的行驶运行期间，电机驱动机组(20)主动地以通过电动驱动控制单元(17)调节的方式保持在待机转速(27)上，其中待机转速(27)跟随同步转速(28)。

Description

用于运行动力传动系的方法
技术领域
本发明涉及一种用于运行机动车的动力传动系的方法，所述动力传动系具有两个能通过单独的驱动机组驱动的车辆车轴。
背景技术
为了改进行驶动力，在机动车中应用动力传动系，所述动力传动系本身能够匹配相应存在的行驶条件。例如，在混合动力车辆中在特定的行驶情况下能够有利的是：例如当混合驱动器的内燃机提供所需要的驱动转矩并且不需要电机的驱动功率时，将混合驱动器的电机与动力传动系的其他的部件分开。
在此，使用用于将动力传动系的部件选择性地彼此耦联或彼此分开的离合器。通过离合器也能够在运行干扰的情况下确保安全切断。
在混合动力车辆的情况下，车辆能够通过内燃机保持运动，其中通过内燃机驱动的车辆车轴的驱动运动经由第二车辆车轴的车轮传递到变速器上，所述变速器在该状态下同样转动。由于在动力传动系的整个装置中形成的损耗和摩擦，也加速电机驱动机组进而被动地进行牵引。该特性通常显著地有助于缩短离合器的同步时间。
这种动力传动系从DE 10 2009 055 249 A1中已知。其公开用于借助电机驱动器运行机动车中的爪式离合器的方法还有设备，其中爪式离合器的两个离合器部件在电机驱动器和具有机动车的车轮的车轴之间传递力并且在爪式离合器闭合之前设定到车轴和电机驱动器之间的预设的转速差上，其中根据电机驱动器的同步转速和机动车的车轮的转速形成预设的转速差。
术语“预设的转速差”在此涉及之前引入的接合过程的最后的阶段。与车辆的车轴连接的离合器元件具有高于或低于同步转速的转速差的转速，因此，通过一个离合器元件的各一个齿接合到另一离合器的空隙中的方式，确保爪式离合器的这两个离合器元件能够彼此啮合。
在DE 10 2009 055 249 A1中同样公开的设备的特征在于，存在在机动车在爪式离合器打开的情况下的行驶运行期间加速被动的电机驱动器的机构。有利地，电机驱动器在空转运行状态下运行并且通过变速器的牵引力矩而加速，其中变速器经由承载运动的机动车的车轮的车轴运动。当电机驱动器和爪式离合器设置在安装的变速器的变速器油中时，加强牵引力矩。
由于在特定的车辆中的空间条件并且为了改进运动学，动力传动系的部件的与在DE 10 2009 055 249 A1中提出的显著不同的布置能够是有利的。
特别地，差速器、电机驱动机组和离合器在车辆车轴上的同轴的布置允许用于机动车的动力传动系的尤其紧凑、节约空间和重量的构成方案。
发明内容
因此，本发明的目的是，相对于已知的实施方案改进用于运行动力传动系的方法。
所述目的通过一种用于运行机动车的动力传动系的方法来实现，所述动力传动系具有两个能通过单独的驱动机组驱动的车辆车轴，其中这两个车辆车轴中的至少一个车辆车轴能够由电机驱动机组驱动，并且其中至少一个所述车辆车轴具有两个车轮和至少三个车轴部段，其中第一车轴部段具有第一车轮，其中第一和第二所述车轴部段通过差速器耦联，其中第二和第三所述车轴部段通过离合器以能彼此连接的方式设置，并且其中第三所述车轴部段具有第二车轮，其特征在于，在所述机动车在离合器打开时的行驶运行期间，所述电机驱动机组主动地以通过电动驱动控制单元调节的方式保持在待机转速上，其中所述待机转速跟随同步转速。在下文中得出改进形式。
根据本发明的方法考虑改变的条件和特性并且展示出用于运行动力传动系的可靠的且高动态的方法，在所述动力传动系中，电机驱动机组能够选择性且快速地通过离合器来接合。同时，将能量消耗保持得尽可能低，最小化部件的磨损进而最大化其可用的使用寿命。
根据本发明，该方法能够实现可靠地和高动态地运行具有两个能通过单独的驱动机组驱动的车辆车轴的动力传动系。这两个车辆车轴中的至少一个能够由电机的驱动机组驱动，并且至少一个车辆车轴具有两个车轮和至少三个车轴部段，其中第一车轴部段具有第一车轮，其中第一和第二车轴部段通过差速器耦联，其中第二和第三车轴部段通过离合器以可彼此连接的方式设置，并且其中第三车轴部段具有第二车轮。有利地，差速器的行星齿轮与电机驱动机组可驱动地连接。
在一个实施方式中，离合器具有与第二车轴部段相关联的第一离合器部件和与第三车轴部段相关联的第二离合器部件，其中这两个离合器部件中的一个能够通过执行器操作。
在该实施方案中，动力传动系的这种本身已知的布置结构在装入在车辆中时节约空间以及节约重量和成本。然而，在这个极其有利的布置结构中，加速电机驱动机组的牵引力矩对于动力传动系在其他方面是不够有效的。
通过将车辆车轴划分成第二和第三车轴部段，在离合器打开且电机驱动机组静止时形成运行状态，在所述运行状态中第一和第二车轴部段置于对应于轮转速快速的、相反的旋转运动中。该旋转运动将差速器的部件暴露于高的磨损负荷。
通过在机动车在离合器打开的情况下行驶运行期间主动地以通过电动驱动控制单元调节的方式保持在待机转速上的方式，尤其防止差速器的部件的相对旋转运动进而避免过热和磨损，其中待机转速跟随同步转速。
同步转速是电机驱动机组的下述转速，在该转速上这两个设置在车辆车轴的第二和第三车轴部段之间的离合器部件具有精确相同的转速。
待机转速是电机驱动机组的转速，其中待机转速应位于零和相应地跟随的同步转速之间。旋转方向定向为，使得随着待机转速的提高降低这两个离合器部件的相对旋转运动。
在实施例、说明书以及所附的附图中说明本发明的改进形式。
根据本发明的一个优选的实施方案，离合器是爪式离合器。
根据本发明的另一优选的实施方案，电机驱动机组的待机转速是同步转速的至少一半大。在差速器对称地构成的情况下，在待机转速为同步转速的百分之50的情况下得到运行状态，在所述运行状态中第二车轴部段基本上静止并且在动力传动系的该部件中的摩擦损耗以及激溅损失(Planschverlust)极其小。
当电机驱动机组的待机转速通过机动车的车辆速度和/或车轮的转速确定时，该方法是尤其有利的。车辆速度能够根据车轮的所测量到的转速确定。由于动力传动系中的传动比，第二车轮的转速与同步转速具有明确的关联性。因此，以匹配于行驶速度的方式根据车轮转速确定用于待机转速的适当的数值。
当从表征机动车的动力传动系的查询表中确定与车辆速度相关的特征变量时，也是尤其有利的。这种与车辆速度相关的特征变量例如是用于不同的换挡过程的延迟时间、离合器的闭合时间或电机驱动机组的加速特性。
根据当前的车辆速度和动力传动系的与车辆速度相关的特征变量能够有利地确定电机驱动机组的待机转速。
尤其有利的是，通过用于接合离合器和结束接合过程的信号之间的时间延迟的预设的与车辆速度相关的理论值确定电机驱动机组的待机转速。由此，待机转速总是能够匹配于车辆速度和动力传动系的与车辆速度相关的特征变量，使得一方面不超过用于接合离合器的和接合过程结束的信号之间的时间延迟的理论值，并且另一方面待机转速具有相应尽可能小的数值。由此，将能量消耗保持得尽可能低，最小化部件的磨损进而最大化其可用的使用寿命。
实时地计算并且连续地更新电机驱动机组的待机转速。
在说明书中、实施例中和附图中说明本发明的其他的实施方式。
附图说明
下面示例地参考附图描述本发明。
图1示出根据本发明的动力传动系的示意图。
图2示意地示出电机驱动机组的示例的转速变化曲线。
图3示意地示出用于运行根据图1的动力传动系的方法的流程。
具体实施方式
在图1中示意地示出动力传动系的实施方式，所述实施方式尤其适合于执行根据本发明的方法。
车辆车轴在第一车轴部段12a上具有第一车轮16a。第一车轴部段12a和第二车轴部段通过差速器13耦联。差速器13的行星齿轮14与电机驱动机组20可驱动地连接。电机驱动机组20通过电动驱动控制单元17控制和供电。
第二车轴部段12b以通过爪式离合器10与第三车轴部段12c连接的方式设置。第二车轴部段12b具有第一离合器部件10a。第三车轴部段(12c)在一个端部上具有第二离合器部件10b并且在另一端部上具有第二车轮(16b)。离合器部件10a以可操作的方式与离合器执行器11连接并且离合器执行器经由控制线路21与电动驱动控制单元连接。车辆控制单元18一方面经由信号线路22与车轮16a、16b连接，另一方面其经由通信线路23与电动驱动控制单元17连接。
从根据图2的视图中，示意地可见转速的不同的变化曲线。相对于时间t绘制转速值X。
同步转速28的变化曲线同时也描述车辆速度相对于时间t的变化曲线。总是处于同步转速28的变化曲线之下的待机转速27的变化曲线通过基于确定待机转速的规则和参数来确定。
通过牵引力矩在电机驱动机组上引起的转速26显著小于同步转速28并且也在宽的范围之上低于待机转速27。此外，在边沿陡的情况下(即速度变化快的情况下)由于电机驱动机组的转子大的质量和弱的耦联在具体的动力传动系中引起通过牵引力矩引起的转速变化曲线相对于车辆速度变化曲线的显著的时间上的移位。
图3示例性地示出用于运行动力传动系的根据本发明的方法的流程图。在启动之后，在第一步骤S1中，测量机动车的另一车辆车轴上的可能另外的车轮的和车轮16a、16b的车轮转速并且传递给车辆控制单元18。所述车辆控制单元在步骤S2中确定车辆速度。在步骤S3中能够借助所确定的车辆速度的数值从存储在车辆控制单元18中的查询表中查询动力传动系的与速度相关的特征变量。根据该特征变量和其他由车辆制造商确定的规则，在步骤S4中确定待机转速。在步骤S5中，传输电动驱动控制单元17的所述待机转速并且施加于电机驱动机组。在步骤S6中，电动驱动控制单元17检查是否存在用于接合的信号。这种用于接合的信号例如能够由车辆控制单元发送。如果不存在用于接合的信号，那么实时地计算电机驱动机组的待机转速并且在每次经过循环S1……S6时更新。
如果在步骤S6中记录用于接合的信号，那么步骤S7开始闭合离合器。
为了能够闭合离合器，必须同步离合器部件10a和10b，即其必须置于基本上相同的转速水平上。
为此，通过电机驱动机组20将与车轴部段12c耦联的离合器部件10b相比更缓慢转动的离合器部件10a加速至达到或低于离合器部件10a、10b之间的预设的转速差。然后，能够激活离合器执行器11，以便结束离合器10的接合。电机驱动机组20从主动的转速调节切换到主动的力矩调节。
换而言之，首先，通过电机驱动机组20加速第一离合器部件10a的方式，第一离合器部件的转速与第二离合器部件的转速同步。将结束同步理解为下述状态，在所述状态中这两个离合器部件具有预设的转速差，所述转速差通常选择得尽可能相对小，以便实现离合器的无问题的接合。预设的转速差的大小尤其设计为，使得接合过程在不损坏行驶舒适度的情况下能够被执行并且同时将更新时间保持为小的。
在分离离合器10时(例如当不再需要电机贡献用于推进车辆时)驱动行星齿轮14的电机驱动机组20从力矩调节切换到转速调节，离合器10因此理想地无负载地运行并且能够通过离合器执行器11打开。附图标记列表
10 离合器
10a，10b 离合器部件
11 离合器执行器
12a，12b，12c 车辆车轴车轴部段
13 差速器
14 行星齿轮
16a，16b 车轮
17 电动驱动控制单元
18 车辆控制单元
20 电机驱动机组
21 控制线路离合器执行器
22 信号线路
23 通信线路
26 通过牵引力矩引起的转速
27 待机转速
28 同步转速
t 时间
X 转速
S1 测量车轮转速
S2 确定车辆速度
S3 查询表中的特征变量
S4 确定待机转速
S5 施加待机转速
S6 用于接合的信号
S7 闭合离合器

Claims (10)

1.一种用于运行机动车的动力传动系的方法，所述动力传动系具有两个能通过单独的驱动机组驱动的车辆车轴，其中这两个车辆车轴中的至少一个车辆车轴能够由电机驱动机组(20)驱动，并且其中至少一个所述车辆车轴具有两个车轮(16a，16b)和至少三个车轴部段(12a，12b，12c)，其中第一车轴部段(12a)具有第一车轮(16a)，其中第一和第二所述车轴部段(12a，12b)通过差速器(13)耦联，其中第二和第三所述车轴部段(12b，12c)通过离合器(10)以能彼此连接的方式设置，并且其中第三所述车轴部段(12c)具有第二车轮(16b)，其特征在于，在所述机动车在离合器(10)打开时的行驶运行期间，所述电机驱动机组(20)主动地以通过电动驱动控制单元(17)调节的方式保持在待机转速(27)上，其中所述待机转速(27)跟随同步转速(28)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述差速器(13)的行星齿轮(14)与所述电机驱动机组(20)能驱动地连接。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述离合器(10)具有与第二所述车轴部段(12b)相关联的第一离合器部件(10a)和与第三所述车轴部段(12c)相关联的第二离合器部件(10b)，其中这两个离合器部件(10a，10b)中的一个离合器部件能够通过离合器执行器(11)操作。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述离合器(10)是爪式离合器。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述电机驱动机组(20)的所述待机转速(27)是所述同步转速(28)的至少一半大。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述电机驱动机组(20)的所述待机转速(27)通过所述机动车的车辆速度和所述车轮(16a，16b)的转速来确定。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，从表征所述机动车的所述动力传动系的查询表中确定与所述车辆速度相关的特征变量。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据当前的所述车辆速度和所述动力传动系的与所述车辆速度相关的特征变量确定所述电机驱动机组(20)的所述待机转速(27)。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过用于接合所述离合器(10)的和结束接合过程的信号之间的时间延迟的预设的与车辆速度相关的理论值来确定所述电机驱动机组(20)的所述待机转速(27)。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，实时地计算并且连续地更新所述电机驱动机组(20)的所述待机转速(27)。
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