CN107074104A - 运行机动车的多桥动力总成系统的方法及相应的多桥动力总成系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行多桥动力总成系统(1)的方法，所述多桥动力总成系统用于机动车，其中，第一桥(3)持续地并且第二桥(4)通过转换离合器(13、14)至少暂时地与驱动装置作用连接。在此提出，在第二桥(4)与所述驱动装置脱耦并且起动离合器打开时，预测地获得可预期的车轮力，其中，在获得所述车轮力时考虑由所述驱动装置的惯性矩引起的转矩，并且其中，当所述可预期的车轮力超过最大车轮力时，使所述第二桥(4)与所述驱动装置耦合。此外，本发明涉及一种用于机动车的多桥动力总成系统(1)。

Description

运行机动车的多桥动力总成系统的方法及相应的多桥动力总 成系统
技术领域
本发明涉及一种用于运行多桥动力总成系统的方法，所述多桥动力总成系统用于机动车，其中，第一桥持续地并且第二桥通过转换离合器至少暂时地与驱动装置作用连接。此外，本发明涉及一种多桥动力总成系统。
背景技术
多桥动力总成系统例如可用于机动车并且特别是可为机动车的组成部分。多桥动力总成系统允许驱动多个桥，例如机动车的第一桥、特别是前桥以及第二桥、特别是后桥。在机动车的桥之间的作用连接在此例如可通过优选作为万向节轴存在的连接轴建立。
常常值得预期的是，仅仅暂时地借助于多桥动力总成系统执行多桥运行，在所述多桥运行期间实际上桥中的多个、即尤其是第一桥以及第二桥被驱动。在机动车的情况中，例如仅仅当在驱动桥中的仅仅一个、尤其是第一桥时牵引过小时和/或如果仅仅利用多桥驱动才可实现期望的行驶性能时，才需要这种多桥运行。因此大多有意义的是，借助于多桥动力总成系统驱动桥中的仅仅一个、即第一桥。
出于这种原因，第一桥持续地与驱动装置作用连接。就此而言，第一桥持续地被驱动装置驱动。而驱动装置和第二桥之间的作用连接优选地仅仅暂时地存在，从而第二桥仅仅暂时地由驱动装置驱动。
为了该目的，设置有转换离合器，所述转换离合器位于驱动装置和第二桥之间的作用连接中。在转换离合器打开时，在驱动装置和第二桥之间的作用连接中断，从而仅仅驱动第一桥。而在转换离合器至少部分地闭合、特别是完全闭合时，驱动装置的转矩的一部分传递到第二桥上。
发明内容
现在，本发明的目的是，提出一种用于运行多桥动力总成系统的方法，所述方法相对于现有技术具有的优点是，特别是一方面通过借助于驱动装置尽可能仅仅驱动第一桥来减小多桥动力总成系统的燃料消耗，并且另一方面仍然在机动车的任意行驶状态中都实现出色的机动车牵引。
根据本发明，这通过具有权利要求1的特征的方法实现。在此提出，在第二桥与驱动装置脱耦并且起动离合器打开时，预测地获得可预期的车轮力，其中，在获得车轮力时考虑由驱动装置的惯性矩引起的转矩，并且其中，当可预期的车轮力超过最大车轮力时，使第二桥与驱动装置耦合。就此而言，当牵引当前足以借助于驱动装置仅仅驱动第一桥，但不驱动第二桥时，使用所述方法。
优选地，多桥动力总成系统具有换档变速器，借助于所述换档变速器可调整多个行驶档位中的一个。在此，为每个行驶档位分配一方面驱动装置以及另一方面第一桥和第二桥之间的优选与其它行驶档位不同的传动比。为了实现换档变速器的档位变换，设置有起动离合器，所述起动离合器例如设置在驱动装置和换档变速器之间的作用连接中。就此而言，借助于起动离合器可选择性地中断或者至少部分地、特别是完全地建立驱动装置和换档变速器之间的作用连接。
起动离合器与转换离合器不同。起动离合器位于一方面驱动装置以及另一方面不仅第一桥而且第二桥之间的作用连接中，而转换离合器仅仅用于建立第二桥与驱动装置的作用连接，或者说使第二桥与驱动装置作用连接，即，例如位于第一桥和第二桥之间的作用连接中。在以上实施方案的范围中，例如起动离合器和换档变速器配置给驱动装置，从而根据以上实施方案，第一桥可持续地与驱动装置作用连接或者说被所述驱动装置驱动，而第二桥可借助于转换离合器与驱动装置脱耦。
如已经解释的那样，当机动车的驾驶员想在换档变速器上执行档位变换时，所述驾驶员操作起动离合器。在起动离合器打开时，即在驱动装置以及不仅第一桥而且第二桥之间的作用连接中断时，预测地获得可预期的车轮力。在此，可预期的车轮力相应于预计将在起动离合器闭合期间和/或在起动离合器完全闭合时出现的车轮力。
在此，可预期的车轮力特别是与驾驶员相关。这取决于：例如第一驾驶员至少平均缓慢地操作或缓慢地闭合起动离合器。这导致小的可预期的车轮力。然而，第二驾驶员可能至少平均较快地接合，从而可预期的车轮力比在第一驾驶员的情况中大。因此，可出现这样的情况，即，对于第一驾驶员来说足够的是，由驱动装置提供的转矩仅仅用于驱动第一桥或者说该转矩仅仅通过第一桥传递到机动车的地面上。
在第二驾驶员的情况中，这可能为不充分的，从而在转换离合器打开时第一桥的车轮在地面上滑转。出于这一原因，在这种情况中，在起动离合器闭合之前，特别是直接在闭合之前或至少在闭合期间，最晚在闭合结束时，转换离合器应优选完全闭合，从而由驱动单元提供的转矩不仅通过第一桥而且通过第二桥传递到地面上并且由此考虑两个桥用于驱动机动车。
相应地提出，优选仅仅当可预期的车轮力超过最大车轮力时，第二桥才与驱动装置耦合，特别是通过转换离合器的闭合来耦合。在此，最大车轮力例如可为固定地预定的值，然而或者也可根据情况来获得。由此，借助于所描述的方法，一方面可实现低的燃料消耗，因为第二桥不是在起动离合器每次闭合时都与驱动装置耦合。尽管如此仍保证，始终存在出色的牵引，特别是即使在由例如以上提及的第二驾驶员执行的运动型驾驶方式的情况下。
本发明提出，在考虑由驱动装置的惯性矩引起的转矩的情况下获得可预期的车轮力。该转矩由在起动离合器闭合时驱动装置的转速的减小而产生，特别是当驾驶员在换档变速器上挂入了更高的档位并且就此而言换档变速器的输入轴的转速小于驱动装置的转速时。显然，当起动离合器至少部分地、特别是完全地打开并且驱动装置产生足以增大其转速的转矩时，驱动装置的转速可上升到输入轴的转速。惯性矩是驱动装置的特性，特别是所述惯性矩在时间上恒定或至少基本上恒定。优选由惯性矩以及转速参量、例如转速梯度得到转矩。特别是，转矩是惯性矩和转速梯度的乘积。
由于驱动装置的惯性矩而出现的转矩在起动离合器闭合时反作用于驱动装置的转速的减小。换句话说，惯性矩引起影响车轮力的附加转矩。特别是，由于惯性矩而出现的转矩添加到在驱动装置上调整的转矩。就此而言，特别是当起动离合器又闭合以将由驱动装置产生的转矩通过换档变速器和至少第一桥、然而特别是第一桥以及第二桥传递到机动车的地面上以实现机动车加速时，出现附加转矩。
在本发明的优选的设计方案中提出，可预期的车轮力、特别是由惯性矩引起的转矩由驱动装置的转速参量和/或转速参量的时间变化曲线确定。转速参量优选地是与驱动装置的转速相应的参量或者与其相对应的参量，所述参量特别是由驱动装置的转速导出。
可根据当前的转速参量获得可预期的车轮力。例如，可预期的车轮力在较大的转速参量时比在较小的转速参量时大。附加地或备选地也可考虑转速参量的时间变化曲线。可提出，由于惯性矩而出现的转矩或相应的车轮力可由转速参量和/或其时间变化曲线中学习。紧接着，可预测地获得可预期的车轮力。
例如，借助于转速参量和/或转速参量的时间变化曲线推断出机动车的当前驾驶员的驾驶方式。特别优选地，将驾驶方式分类，例如在周期地执行学习过程的范围中，并且将驾驶方式分成多个级。级越高，则驾驶员的驾驶方式越呈运动型。然而这也意味着，配置给驾驶员的级越高，则可预期的车轮力越高。特别优选地可提出，将以这种方式获得的级临时存储并且配置给驾驶员。如果同一个驾驶员重新接任该机动车的驾驶，则可直接使用该级，从而就此而言可缩短学习过程。
本发明的改进方案提出，使用转速梯度作为转速参量。以上已经解释：转速参量可为由驱动装置的转速导出的参量。优选考虑转速梯度，所述转速梯度相应于转速在时间上的时间导数并且就此而言描述驱动装置的驱动轴的加速度或减速度。驱动装置的驱动轴优选地通过起动离合器与换档变速器的输入轴相连接。就此而言优选地，学习在起动离合器闭合时可预期的转速参量或可预期的转速梯度，从而随后可将该转速参量或者说转速梯度考虑用于预测地获得车轮力。
在本发明的另一设计方案中提出，根据机动车的驾驶员、离合器特性和/或行驶状况估计转速参量。就此而言，根据至少一个参数、优选地多个参数估计转速参量并且紧接着作为获得可预期的车轮力的基础。在此显然可提出，存储或保存在起动离合器的一个或多个离合过程时出现的转速参量或根据驾驶员、离合器特性和/或行驶状况出现的转速参量。就此而言进行转速参量的学习。
本发明的另一优选的设计方案提出，由惯性和传动系统传动比确定用于第一桥的桥力矩。传动系统传动比相应于存在于驱动装置和第一桥之间的传动比。就此而言，只要将起动离合器闭合或其闭合了，就可根据惯性矩和转速参量推断出在第一桥上可预期的桥力矩。除了惯性矩和转速参量，显然可考虑至少一个另外的参量，特别是在驱动装置上调整或由驱动装置产生的转矩。
本发明的另一设计方案提出，由桥力矩和布置在第一桥上的车轮的尺寸推断出在车轮中的一个上的车轮力。在第一桥上出现的桥力矩通过设置在第一桥上的车轮传递到机动车的地面上。在此，桥力矩优选地划分到多个车轮力矩，其中，为每个布置在第一桥上的车轮配置这种类型的车轮力矩。
由车轮力矩又可推断出车轮力，所述车轮力在相应的车轮和地面之间起作用。即，车轮力表示这样的参量，即，所述参量直接相应于车轮在地面上的牵引。车轮力越大，则机动车的加速度越大或者说由驱动装置提供的转矩的份额越大，该转矩可通过车轮或者说第一桥传递到地面上。
在本发明的另一优选的设计方案中提出，由桥负载和存在于车轮和地面之间的摩擦系数获得最大车轮力。以上已经解释：将可预期的车轮力与最大车轮力相比较。紧接着，特别是仅仅当可预期的车轮力超过最大车轮力时，才使第二桥与驱动装置耦合。
为了获得最大车轮力、即可借助于车轮最大地传递到地面上的车轮力，获得当前存在于车轮上的桥负载，所述桥负载特别是与机动车的质量相关。在此，该质量可与机动车的空载质量相应、被估计或测量。此外，获得存在于车轮和地面之间的摩擦系数。为了该目的，可考虑不同的处理方式。例如，将摩擦系数作为恒定的值来预定、估计或在测量技术上获得。由桥负载和摩擦系数直接得到可通过车轮传递的最大车轮力。
本发明的另一特别优选的设计方案提出，特别是借助于至少一个布置在第一桥的减振器上的传感器测量桥负载。例如，借助于传感器确定减振器的偏转、优选减振器的平均偏转。紧接着，可由减振器的所述偏转和弹簧力推断出机动车的桥负载和/或质量。
最后，在本发明的另一设计方案中可提出，作为起动离合器使用手动操作的起动离合器。就此而言，起动离合器仅仅可手动地通过机动车的驾驶员操作。未提出，起动离合器由机动车的控制器控制。就此而言，机动车的换档变速器优选地也作为手动的换档变速器存在，并且例如不是作为自动变速器。然而，显然也可实现这种类型的实施形式。
此外，本发明涉及一种多桥动力总成系统，用于机动车，所述多桥动力总成系统特别是用于执行以上所述的方法，其中，第一桥持续地并且第二桥通过转换离合器至少暂时地与驱动装置作用连接。在此提出，多桥动力总成系统被构造用于，在第二桥与驱动装置脱耦并且起动离合器打开时，预测地获得可预期的车轮力，其中，在获得车轮力时考虑由驱动装置的惯性矩引起的转矩，并且其中，当可预期的车轮力超过最大车轮力时，使第二桥与驱动装置耦合。
已经阐述了这种类型的处理方式或多桥动力总成系统的这种类型的设计方案的优点。不仅多桥动力总成系统而且方法可根据以上实施方案改进，就此而言参考这些实施方案。
附图说明
下面根据在附图中示出的实施例详细解释本发明，而不限制本发明。其中：
唯一的图示出了用于机动车的多桥动力总成系统的示意图。
具体实施方式
附图示出了用于未详细示出的机动车的多桥动力总成系统1。多桥动力总成系统1具有多桥驱动装置2，所述多桥驱动装置用于选择性地运行仅仅第一桥3或者第一桥3以及第二桥4。桥3和4中的每一个在此处示出的实施例中都具有两个车轮5，所述车轮布置在第一桥3的分桥6和7上和第二桥4的分桥8和9上。现在可提出，第一桥3的分桥6和7形成第一从动轴10。然而特别优选的是，所述分桥通过差速器、特别是桥差速器联接到第一从动轴10上，即，特别是刚性地和/或持续地与所述第一从动轴作用连接。分桥8和9可分别作为第二从动轴11存在。备选地可提出，分桥8和9通过差速器、特别是桥差速器联接到第二从动轴11上。
多桥驱动装置2具有连接轴12，通过所述连接轴可建立在第一桥3和第二桥4之间的作用连接。连接轴12优选构造成万向节轴。在第一从动轴10和连接轴12之间的作用连接中布置同步离合器13。同步离合器13优选地设计成力配合的离合器。该同步离合器特别是实现了传递出现的转矩的任意份额。此外，在连接轴12和第二从动轴11之间的作用连接中布置分离离合器14。就此而言，在此处示出的实施例中，存在两个分离离合器14，其中，分离离合器14中的各一个布置在差速器15和两个第二从动轴11中的一个或者说分桥8和9之间。
连接轴12在此刚性地和/或持续地与差速器15作用连接。在一方面差速器15、因此连接轴12以及另一方面呈分桥8和9形式的第二从动轴11之间的作用连接可借助于分离离合器14选择性地建立或中断。优选地，分离离合器14始终位于相同的位置中，从而或者建立或者中断一方面连接轴12和另一方面分桥8和9之间的作用连接。
在多桥驱动装置2的第一运行状态中，同步离合器13和分离离合器14打开，从而中断在第一从动轴10和第二从动轴11之间的作用连接。在本实施例的范围中，只要后面仅谈到一个分离离合器14或一个第二从动轴11，就始终指两个从动轴11或两个分离离合器14。在第二运行状态中，同步离合器13和分离离合器14完全闭合。分离离合器14优选地实施成形状配合离合器、特别是爪齿离合器。
在此处提出的多桥动力总成系统1的范围中，第一桥3与在此未示出的驱动装置作用连接或者说被所述驱动装置驱动。而第二桥仅仅暂时地通过转换离合器与驱动装置作用连接并且就此而言被所述驱动装置驱动。转换离合器可由同步离合器13和/或分离离合器14形成。在此重要的仅仅是，借助于转换离合器可中断在驱动装置和第二驱动轴11之间的作用连接。
现在，如此运行多桥动力总成系统1，使得在第二桥4与驱动装置脱耦并且位于驱动装置以及不仅第一桥3而且第二桥4之间的起动离合器打开时，预测地获得可预期的车轮力，其中，在获得车轮力时考虑由驱动装置的惯性矩引起的转矩，并且其中，当可预期的车轮力超过最大车轮力时，使第二桥4与驱动装置耦合。以这种方式，不仅可减小多桥动力总成系统1的燃料消耗，而且可在任意行驶状况中提供出色的牵引。

Claims (10)

1.一种用于运行多桥动力总成系统(1)的方法，所述多桥动力总成系统用于机动车，其中，第一桥(3)持续地并且第二桥(4)通过转换离合器(13、14)至少暂时地与驱动装置作用连接，其特征在于，在第二桥(4)与所述驱动装置脱耦并且起动离合器打开时，预测地获得可预期的车轮力，其中，在获得所述车轮力时考虑由所述驱动装置的惯性矩引起的转矩，并且其中，当所述可预期的车轮力超过最大车轮力时，使所述第二桥(4)与所述驱动装置耦合。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可预期的车轮力、特别是由惯性矩引起的转矩由所述驱动装置的转速参量和/或转速参量的时间变化曲线确定。
3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使用转速梯度作为转速参量。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据机动车的驾驶员、离合器特性和/或行驶状况估计所述转速参量。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，由惯性和传动系统传动比确定用于所述第一桥(3)的桥力矩。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，由所述桥力矩和布置在所述第一桥(3)上的车轮(5)的尺寸推断出在所述车轮(5)中的一个上的车轮力。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，由桥负载和存在于所述车轮(5)和地面之间的摩擦系数获得所述最大车轮力。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，特别是借助于至少一个布置在所述第一桥(3)的减振器上的传感器测量所述桥负载。
9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，作为起动离合器使用手动操作的起动离合器。
10.一种多桥动力总成系统(1)，用于机动车，所述多桥动力总成系统特别是用于执行根据上述权利要求中任一项或多项所述的方法，其中，第一桥(3)持续地并且第二桥(4)通过转换离合器(13、14)至少暂时地与驱动装置作用连接，其特征在于，所述多桥动力总成系统(1)被构造用于，在第二桥(4)与所述驱动装置脱耦并且起动离合器打开时，预测地获得可预期的车轮力，其中，在获得所述车轮力时考虑由所述驱动装置的惯性矩引起的转矩，并且其中，当所述可预期的车轮力超过最大车轮力时，使所述第二桥(4)与所述驱动装置耦合。
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