CN106090070A - 用于控制在传动系内颤抖振动的方法以及变速器和传动系 - Google Patents

用于控制在传动系内颤抖振动的方法以及变速器和传动系 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于控制在机动车(100)的传动系(1)内的颤抖振动的方法，所述传动系包括驱动单元(2)、车辆变速器(4)和用于操作尤其自动的摩擦离合器(3)的执行机构(9)，所述方法包括：借助用于衰减颤抖振动的减振函数调制离合器转矩，在执行机构(9)上实施测试函数(SSOLL；20)；确定执行机构(9)的实际传递特性(SIST；21)；确定执行机构(9)的实际传递特性(SIST；21)与执行机构(9)额定传递特性(SSOLL；20)的偏差(ΔOA；ΔUA；ΔT)，并根据所确定的偏差(ΔOA；ΔUA；ΔT)实施减振函数(MK)。本发明此外涉及一种用于实施该方法的变速器(3)和传动系(1)。

Description

用于控制在传动系内颤抖振动的方法以及变速器和传动系
技术领域
本发明涉及一种用于控制在机动车的传动系内颤抖振动的方法，该传动系包括驱动单元、车辆变速器和用于操作摩擦离合器的执行机构，其中，借助用于衰减颤抖振动的减振函数对离合器转矩进行调制。
背景技术
颤抖振动(Rupfschwingung)是指在传动系中频繁出现的在离合器上由摩擦接触引起的振动。特别是这种振动在滑动摩擦离合器上出现，其中例如通过在摩擦系统中粘滑运动效应自激励的摩擦振动引起。离合器系统中的结构造成的或通过磨损导致原始结构几何形状偏差的公差可以激发这种振动。颤抖振动附加地使传动系内的相关部件承受负荷并损害行驶舒适性。因此，这种颤抖振动是不希望的。
公开了用于减少自动摩擦离合装置颤抖振动的多种不同的方法。
EP 1 540 201 B1公开了一种用于减少颤抖振动的方法，其中首先测定或确定是否存在颤抖振动，并然后这样调整在传动系中的装置，使旋转特性值、如转矩或转速得到改变，并通过这种改变来改变颤抖振动时间上的曲线。在此方面，调制可由离合装置传递的转矩和/或离合器行程，以便与颤抖振动反作用。
DE 10 2004 036 054 A1公开了在启动过程期间调制离合器的离合器行程，方法是为避免颤抖振动按照保存在一个特性曲线族内的数值调制离合器行程。
DE 10 2008 041 884 A1追求一种类似的方案，其中首先检测作为与颤抖振动叠加的输出变量的传感器信号，并随后利用适当的计值装置计算相应的对应控制信号，以便连续补偿振动。
依据WO 2013/152922追求的方案是，通过相应操作摩擦离合器模仿振动缓冲器。在此设定，利用传递函数计算上作为所谓的软件减震地模拟这种振动缓冲器，该传递函数例如通过联接线性的调节元件获得，其中，调节元件可以单独地参数化。在此方面的目标是，利用所谓的减振函数衰减传动系中的振动，方法是该减振函数调制离合器转矩。
但这样一种减振函数仅在用于调整离合器转矩的执行机构的传递函数是已知的并且相对稳定的情况下才会无误地衰减传动系内可能出现的颤抖振动。然而如果执行机构的传递特性通过运行具有变化，那么该减振函数不能有效实施。
基本上的问题在于，借助减振函数调整离合器转矩，该离合器转矩与已知/获知的振动反作用并衰减这种振动。为此离合器转矩必须在正确的相位和振幅上进行调制。对于减振函数来说，也就是必须已知离合器上的执行器以何种强度并以何种相位角(和需要时以何种频率)将额定转矩转换成实际转矩。
例如，如果执行机构的传递特性出现变化(不稳定的传递函数)未被发现，那么所希望的减振函数也许不能得到有效实施。如果使用减振函数的话，在极端情况下执行机构的传递特性可以如此强地改变(也就是与所设定的原始数值出现偏差)，使得通过不利的相移和叠加颤抖振动甚至被增强。
发明内容
由此出发本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于控制在机动车传动系内颤抖振动的方法，在这种方法中至少部分地考虑上述问题。另一要解决的技术问题在于，提供机动车的一种自动变速器或传动系，其为实施依据本发明的方法而设置。
所述技术问题通过一种用于控制在机动车的传动系内的颤抖振动的方法以及运行该方法的传动系和变速器所解决。
用于控制机动车传动系内颤抖振动的依据本发明的方法的特征在于，该方法包括以下步骤：
-在执行机构上实施测试函数(Testfunktion)；
-确定执行机构的实际传递特性；
-确定执行机构的实际传递特性与执行机构的额定传递特性的偏差以及
-根据确定的偏差实施减振函数。
该方法允许在传动系运行之前、但也可以在传动系运行期间，对传递函数的改变做出反应。这样例如可以在运行开始时或在初次运行中确定执行机构的实际传递特性。随后，能够将这种第一次测定的实际传递特性作为额定传递特性，并且在需要时记录和/或储存。随后，在运行中反复实施测试函数的情况下通常和需要时也可以在固定的周期内测定执行机构的实际传递特性、并将其与执行机构的额定传递特性进行比较。在此方面，可以确定(当前的)实际传递特性与(已经测定或确定的)额定传递特性之间的偏差。随后，根据(实际传递特性与额定传递特性之间)此前所确定的偏差来实施自身的减振函数。
存在该方法的设计方案，其中根据确定的偏差而对减振函数的实施包括激活减振函数、调整减振函数和/或去激活减振函数。这一点例如意味着以下情况：
-如果执行机构的实际传递特性与额定传递特性之间所确定的偏差很小，那么激活减振函数并有效地衰减颤抖振动；
-如果在另一种情况下规定的偏差超过确定的阙值(该阙值禁止不变的激活减振函数)、并在此仍低于一个极限值(该极限值原则上禁止实施减振函数)，那么可以要么有针对性地调整或配合减振函数，要么选取另一个与变化的传递特性配合的减振函数，从而可以一如既往地有效控制(衰减)颤抖振动；
-但如果实际传递特性与额定传递特性之间规定的或确定的偏差超过极限值(该极限值的特征在于根本不能有效实施减振函数或甚至导致颤抖振动被失控地增强)，那么将减振函数去激活。
也就是通过依据本发明的方法提供的作用原理是，可以根据所测定的传递特性改进和有针对性地实施减振函数。这样例如可以无需考虑加工造成的公差而在原则上激活标准-减振函数。如果在个别情况下现在证实，执行机构的实际传递特性与额定传递特性出现偏差，那么需要时可以调整减振函数、选取其他适用的减振函数或去激活减震函数，也就是断开减振函数。在小的偏差情况下，使减振函数例如与当前的实际传递特性相配合。
在该方法的另外的设计方案中，实施测试函数包括向执行机构元件施加输入信号。这样执行机构元件例如可以是位置调节器、流体阀门和/或调节元件如流体活塞、调节传动机构、伺服传动装置、泵或类似的元件。在此方面有益的是使用一种执行机构元件，其中简单和准确地确定表明该元件实际状态特征的输出信号。属于此类的输出信号特别是压力、位置和角度信号。
在该方法的另外的设计方案中，输入信号被设计为周期函数(例如振动函数、矩形函数、具有可变频谱的伪随机函数)。
振动函数原则上能够可靠地确定传递特性，因为输入信号与输出信号之间振幅、相位和需要时还有频率方面的偏差可以很容易地被确定。
在矩形函数或还有阶跃函数的情况下，可以很容易地用数量表示和确定输入信号与输出信号之间的延迟。
具有可变频谱的所谓的伪随机函数可以(随机)产生变换的输入振动信号，这种信号能够详细地分析传递特性。它们因此也可以提供用于对待执行机构或适用于专门调整减振函数的单个元件的专用信息。
在一种设计方案中，其中实际传递特性借助在执行机构的调节元件上的实际行程信号而被实施，可以考虑摩擦离合器的调整性能。
在该方法的改进方案中，为确定执行机构的实际传递特性与额定传递特性的偏差，检测实际行程信号与额定行程信号的偏差，特别是在振幅、频率和/或相位方面的偏差。这些变量可以简单测定并准确和可复制地相互比较。
在该方法的另一种设计中，根据执行机构的实际传递特性与额定传递特性之间的规定的或确定的偏差，检测减振-额定相位角和/或减振-额定振幅。这种方案以此为基础，即绝大多数减振函数也以模拟的振动信号为基础，这些振动信号相移地并与规定的或预计的颤抖振动的振幅叠加，以便衰减或取消这种颤抖振动。为有效的衰减，在此方面特别是减振函数的相位角和振幅对于实际的(强烈)震颤是起决定性作用的。
在该方法的另一种设计中，其中机动车传动系具有配备两个自动摩擦离合器的双离合变速器，测试函数在运行中可以各自在未激活的分变速器上实施，而对行驶没有影响。
在本发明的一种实施方式中，设有自动变速器，特别是双离合变速器，它具有用于操作摩擦离合器的可控制的执行机构和控制执行机构的控制装置，该控制装置为运行上述方法而设置。在这样一种变速器中，通过周期性实施的测试函数而被支持的减震函数被可靠和稳定地实施，该减振函数可以被调整和专门选取，并且需要时也可以完全被去激活。
相同的内容也适用于具有这种自动变速器的机动车的传动系。
在一种简单的自动变速器上，该方法例如可以在中立位置上(Neutralstellung)实施，以便实施用于确定执行机构传递特性的测试函数。
附图说明
现在举例并参照附图对本发明的实施例进行说明。其中：
图1示出适用于实施依据本发明方法的机动车传动系的示意图；
图2示出用于说明测试函数和减振函数的示意图；
图3示出曲线图，用于介绍确定实际传递特性与执行机构额定传递特性之间的偏差；以及
图4示出依据本发明方法的示意图。
具体实施方式
在图1中示出机动车100(虚线框)的示例的传动系1。发动机2通过离合器3与变速器4连接，该变速器通过万向节轴5、差速器6和两个万向轴7对驱动轮8进行驱动。
离合器3通过执行机构9操作，该执行机构例如电液压或电机械式地被操作。变速器4设计为自动变速器，并且尤其设计为双离合器变速器，其中，一个或多个离合器3设计为摩擦离合器。
无论是触发离合器3操作的换挡、还是触发在变速器4内相应调整的换挡，均通过操作装置10触发并通过调整装置10a实施。发动机2的负载控制通过供油踏板11进行，该供油踏板要么直接，要么通过发动机控制装置12操作发动机2的功率调整机构13。
为检测运行状态和控制，设有多个传感器：例如通过飞轮检测发动机转速的发动机转速传感器14，例如通过离合器片的转速检测变速器4的输入转速的变速器转速传感器15和检测车轮转速的车轮转速传感器16。这些和其他的传感器与发动机控制装置12连接，该发动机控制装置在根据传感器14、15、16、供油踏板11和/或操作装置10的输入信号、例如在程序上、发动机综合特性曲线上和/或微处理器上控制对执行机构9、用于操作变速器的调整装置10a和/或功率调整机构13进行控制和调整。
根据通过供油踏板11或操作装置10传送的驾驶员意愿控制变速器4和离合器3。在此方面，通过执行机构9操作离合器3，从而通过调整装置10a可以在变速器(自动)4内实施换挡。能够由离合器3传递的力矩与执行机构9操作离合器3的力或位移相关。
在接合离合器3时，发动机2的飞轮与离合器3的离合器片连接。在这种通过执行机构9实施的连接中，其中飞轮和离合器片首先滑动地相互连接(滑动摩擦)并在结束时作用力接合地(静摩擦)相互连接，在传动系1内会出现被称为打滑或颤抖振动的扭转振动。它们影响行驶舒适性并使相关部件(例如离合器3、变速器4、发动机轴承等)的稳定性下降。
图2示出一种调节机械原理，利用其可以减少或消除这种颤抖振动。在操作离合器3的情况下，为控制由离合器传递的转矩将希望转矩MSOLL通过储存在发动机控制装置12内的离合器特性曲线17经由执行机构9传递到调整行程内，该执行机构将相应的实际转矩MIST传递到传动系1内、并以实际转速nIST对驱动元件进行驱动。为衰减颤抖振动，运行一种所谓的软件减振装置18，它借助实际转速nIST的转速振动识别颤抖振动。这种转速振动或颤抖振动例如通过变速器转速传感器15和/或车轮转速传感器16通过与经由发动机转速传感器14传送的发动机转速进行比较而被测定、并在运行软件减振装置18的发动机控制装置12内被识别。
为衰减振动，软件减振装置18产生减振函数，该减振函数调制补偿力矩MK，该补偿力矩与额定转矩MSOLL相叠加，以便这样操作执行机构9，使颤抖振动得到补偿。为此需要识别执行机构的传递特性(传递函数)，从而变化的实际转矩MIST实际上补偿或抑制振动。
在所示的实施例中，执行机构具有位置调节器91、液压阀92和作用于离合器3的接合系统93。接合系统93包括例如液压调整活塞或另外适用的线性驱动装置和需要时包括操作离合器3的弹簧。执行机构9的，也就是系统的位置调节器91、液压阀92和接合系统93的传递特性的特征在于产生(Aufbringen)额定行程SSOLL，将其与实际行程SIST进行比较。额定行程SSOLL与实际行程SIST的转换例如可以通过测试函数进行，利用该测试函数产生可变化的额定行程SSOLL。
图3示出一种正弦函数(测试函数)，其中行程(S)随着时间(T)或角度(ω)变化。在将作为测试函数的额定行程函数20与实际行程函数21进行比较时，得出相移(相位差)ΔT、上振幅偏差ΔOA和下振幅偏差ΔUA，实际行程函数21以这些变量与额定行程函数20产生偏差。在考虑与通过执行机构9的调整行程S相关的这种传递特性的情况下，软件减振装置18通过产生的减振函数补偿出现的颤抖振动。传递特性，也就是额定值向实际预定值内的转换或移位可以周期性地进行检查。
例如在不进行换挡或不激活双离合器变速器的变速器分支情况下，可以预先规定具有确定频率的转矩振动或调整行程振动、并分析所属的实际行程信号。从输入信号与输出信号之间的比例(相位角、振幅)可以确定，传递特性是否处于软件减振装置18可以有效工作的范围内。如果不是这种情况，那么可以断开软件减振装置18，以便不再附加增强出现的振动。也可以这样使用有关传递特性的信息，以便配合软件减振装置18和优化其函数或选取控制装置12内可供支配的其他适用的软件减振装置18。
该方法的流程在图4中示出。该方法包括的步骤有：
S1 借助减振函数MK调制离合器转矩MSOLL
S2 在执行机构9上实施测试函数20
S3 确定执行机构9的实际传递特性SIST；21
S4 确定实际传递特性SIST；21与执行机构9的额定传递特性SSOLL；20的偏差ΔOA；ΔUA；ΔT
S5 根据确定的偏差ΔOA；ΔUA；ΔT实施减振函数MK。
特别是步骤S1和S2也可以按其他顺序实施。
减振函数MK的实施在此方面有选择地包括：
S1a 激活减振函数，
S1b 调整减振函数
S1c 选取一种减振函数和/或
S1d 去激活减振函数
实施测试函数在此方面有选择地包括：
S2a 向执行机构元件9，特别是位置调节器91、阀门92和/或调节元件93施加输入信号20；SSOLL。
其他选择性的方法步骤可以这样构成，
-使输入信号SSOLL；20作为振动函数、矩形函数和/或作为具有可变频谱的伪随机函数构成；
-确定实际传递特性SIST；21包括在测量执行机构9的调节元件93上的实际行程信号SIST；21；
-在确定实际传递特性与执行机构的额定传递特性的偏差ΔOA；ΔUA；ΔT时，检测实际行程信号SIST；20与额定行程信号SSOLL；21特别是在振幅、频率和/或相位方面的偏差ΔOA；ΔUA；ΔT；
-调整减振函数包括调整减振的额定相位角和/或减振的额定振幅。
本发明的其他变化和实施方式在权利要求书的框架内产生。
附图标记列表
1 传动系
2 发动机
3 离合器
4 变速器
5 万向节轴
6 差速器
7 万向轴
8 驱动轮
9 执行器
10 操作装置
10a 调整装置
11 供油踏板
12 发动机控制装置
13 功率调整机构
14 发动机转速传感器
15 变速器转速传感器
16 车轮转速传感器
MSOLL 额定转矩
17 离合器特性曲线
MIST 实际转矩
nIST 实际转速
18 软件减振装置
20 额定行程函数
21 实际行程函数
ΔT 相位偏差
ΔOA 上振幅偏差
ΔUA 下振幅偏差
91 位置调节器
92 液压阀
93 接合系统
SSOLL 额定行程
SIST 实际行程
100 机动车

Claims (10)

1.一种用于控制在机动车(100)的传动系(1)内的颤抖振动的方法，所述传动系包括驱动单元(2)、车辆变速器(4)和用于操作摩擦离合器(3)、尤其自动摩擦离合器的执行机构(9)，所述方法具有如下步骤：
借助用于衰减颤抖振动的减振函数调制离合器转矩(MSOLL)；
在执行机构(9)上实施测试函数(SSOLL；20)；
确定执行机构(9)的实际传递特性(SIST；21)；
确定执行机构(9)的实际传递特性(SIST；21)与执行机构(9)的额定传递特性(SSOLL；20)的偏差(ΔOA；ΔUA；ΔT)；以及
根据确定的偏差(ΔOA；ΔUA；ΔT)实施减振函数(MK)。
2.按权利要求1所述的方法，其中，减振函数根据确定的偏差(ΔOA；ΔUA；ΔT)的实施包括：
激活减振函数；
调整减振函数；
选取减振函数和/或
去激活减振函数。
3.按权利要求1或2所述的方法，其中，测试函数(SSOLL；20)的实施包括向执行机构元件、尤其位置调节器(91)、阀门(92)和/或调节元件(93)施加输入信号(SSOLL)。
4.按权利要求3所述的方法，其中，输入信号(SSOLL；20)设计为振动函数、矩形函数和/或具有可变频谱的伪随机函数。
5.按权利要求1、2、3或4所述的方法，其中，确定实际传递特性(SIST；21)包括测量在执行机构(9)的调节元件(93)上的实际行程信号(SIST；21)。
6.按权利要求1、2、3、4或5所述的方法，其中，在确定执行机构(9)的实际传递特性(SIST；21)与额定传递特性(SSOLL；20)的偏差时，检测实际行程信号(SIST；20)与额定行程信号(SSOLL；21)尤其在振幅、频率和/或相位方面的偏差(ΔOA；ΔUA；ΔT)。
7.按权利要求2所述的方法，其中，调整减振函数包括调整减振-额定相位角和/或减振-额定振幅。
8.按前述权利要求之一所述的方法，其中，机动车传动系(1)具有配备两个自动摩擦离合器(3)的双离合变速器(4)，其中在执行机构(9)上循环实施的测试函数能够分别在一个未激活的分变速器上实施。
9.一种自动变速器(4)，尤其双离合变速器，具有用于操作摩擦离合器(3)的可控制的执行机构(9)和控制执行机构(9)的控制装置(12)，所述控制装置被配设为实施按权利要求1至8之一所述的方法。
10.一种机动车(100)的传动系(1)，具有按权利要求9所述的自动变速器(4)。
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