CN107428240B - 用于运行机动车驱动传动系的方法及相应的驱动传动系 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行用于机动车的驱动传动系(1)的方法，该驱动传动系具有至少一个主驱动桥(2)和至少一个副驱动桥(3)，该主驱动桥和副驱动桥通过耦联装置(11)以能设定的传动扭矩相互作用连接。在此提出，确定驱动传动系(1)的振动的振幅，并且在驱动传动系(1)的减振运行模式中由振幅确定传动扭矩以及在耦联装置(11)上设定传动扭矩。本发明还涉及一种用于机动车的驱动传动系(1)。

Description

用于运行机动车驱动传动系的方法及相应的驱动传动系
技术领域
本发明涉及一种用于运行机动车驱动传动系的方法，所述驱动传动系具有至少一个主驱动桥和至少一个副驱动桥，这两个驱动轴通过耦联装置以能设定/调节的传动扭矩作用连接。此外，本发明还涉及一种用于机动车的驱动传动系。
背景技术
所述方法用于运行驱动传动系，以便例如驱动机动车，尤其是使其加速。驱动传动系被规定用于机动车中，从而本发明也涉及具有相应配备的驱动传动系的机动车。驱动传动系具有至少一个主驱动桥和至少一个副驱动桥。它们通过耦联装置相互作用连接或者至少能够作用连接，其中耦联装置的传动扭矩，即在主驱动桥和副驱动桥之间通过耦联装置传递的扭矩，是可以设定的。
传动扭矩在此可以优选在最小传动扭矩和最大传动扭矩之间设定。最小传动扭矩例如等同于零，但可以不是零，尤其是大于零。最大传动扭矩通常取决于耦联装置的配置，但优选至少等于、尤其是大于驱动传动系的驱动设备或驱动总成所能够提供的要由耦联装置传递的驱动扭矩。最大传动扭矩例如在耦联装置的最大离合过压的情况下出现。
驱动扭矩在此优选理解为实际施加于耦联装置的扭矩，其与驱动设备或驱动总成产生的扭矩有区别。这种区别现象例如施加于如下情况下，由于设置在驱动设备与耦联装置之间的作用连接中的传动机构、尤其是由于控制传动机构的原因，从开始就存在或设定了不同的传动比。在确定施加于耦联装置上的驱动力矩时，因此优选要考虑到存在于驱动设备或驱动总成与耦联装置之间的传动比。
主驱动桥是驱动传动系或机动车的车轴，该车轴在施加旨在驱动机动车的扭矩时一直被该扭矩或该扭矩的至少一部分加载。副驱动桥可以选择性地被该扭矩或该扭矩的至少一部分加载。为此目的，设置耦联装置，其存在于主驱动桥和副驱动桥之间。在耦联装置的第一运行状态中，副驱动桥完全与主驱动桥解耦。相应地，机动车仅借助于主驱动桥被驱动。因此不进行扭矩从主驱动桥向副驱动桥的传递。传递扭矩在此情况下等于零。
在耦联装置的另一种运行状态下，传动扭矩大于零，因为传动扭矩从主驱动桥传递至副驱动桥。在此情况下，副驱动桥也用于驱动机动车。机动车或者驱动传动系根据上述实施方案至少有时具有多个、尤其是至少两个从动轴，但也允许由仅所述至少一个主驱动桥、尤其就是由唯一一个主驱动桥驱动。
例如，主驱动桥持久地和/或刚性地与机动车或驱动传动系的驱动设备作用连接。驱动设备在此具有优选至少一个驱动总成，例如内燃机和/或电机，以及起动离合器。现在，主驱动桥尤其通过起动离合器与驱动设备作用连接或能够与之作用连接，而副驱动桥与驱动总成之间的作用连接优选仅经过主驱动桥存在，即总体上讲经过耦联装置、主驱动桥和起动离合器存在，或者至少仅经过耦联装置存在。
耦联装置可以优选被实施为摩擦耦联装置，尤其是膜片式离合器，例如膜片式自锁离合器。耦联装置的最大能够传递的力矩例如通过操纵机构或执行器控制式和/或调控式地设定。一旦耦联装置打滑，相应地耦联装置的输入转速和输出转速之间的标准差值不等于零，则由操纵机构设定的扭矩也就相当于实际传递的扭矩。一旦耦联装置打滑等于零，则实际传递的扭矩值不再能够确定。只有最大能够传递的扭矩根据所设定的扭矩而可知，该扭矩可以被称作为传动扭矩。
如果在耦联装置打滑已经较小或耦联装置打滑为零时进一步提高传动扭矩，则这由于耦联装置上的高挤压力的原因被称作耦联装置过压，尤其是在膜片式离合器情况下。耦联装置过压通常设置用于阻止或减小耦联装置打滑，尤其是还在快速负载转换时。这类负载转换能够例如由于车道变换而出现。但耦联装置过压也具有缺点。一方面，耦联装置的操纵机构需要更多能量并且在某些情况下产生能够被机动车驾驶员觉得受到干扰的噪音。另一方面操纵机构被不必要的负载，由此影响其使用寿命。最后，仅能以小精确度来确定实际传递的扭矩，因为数值所处的数值范围变大。
通过副驱动桥的解耦能够节省驱动传动系的能量消耗。尤其是当耦联装置位于主驱动桥与驱动传动系的万向轴之间，主驱动桥和副驱动桥通过万向轴能够彼此作用连接时，能量节省尤其大。在这种耦联装置布置中，除了副驱动桥外，还将万向轴与主驱动桥解耦，从而在此不会出现损耗。
越是经常驱动主驱动桥，即使副驱动桥从主驱动桥解耦，则在副驱动桥上的负载总和或扭矩水平越小。相应地，该副驱动桥或者具有该副驱动桥的次级驱动传动系可以设计得更小，由此能够一方面减小驱动传动系的重量，另一方面节省结构件成本。因此，整体上通过使次级驱动传动系从初级驱动传动系解耦得到一些优点。
除了具有副驱动桥外，次级驱动传动系还例如具有万向轴和/或位于副驱动桥与万向轴之间的传动机构，例如差速器或车桥差速器。传动机构在此可以具有至少一个冠状齿轮，其优选与万向轴连接或固定在其上。
但之前说明的次级驱动传动系的较小的布置结构会导致驱动传动系振动，尤其是在机动车加速时，例如从静止状态、即机动车起动时振动。该驱动传动系振动会导致噪音。另外会对爬坡性能、牵引重量和/或类似参数有不利影响。为了充分衰减该驱动传动系振动，例如加装了关节盘(Hardy-Scheibe)。对此要参阅公开文献GB 497903。
发明内容
本发明的目的是，提出一种用于运行机动车驱动传动系的方法，其相比于其他方法具有优点，尤其是能够衰减驱动传动系的振动。
这根据本发明例如通过一种运行用于机动车的驱动传动系的方法实现，该驱动传动系具有至少一个主驱动桥和至少一个副驱动桥，该主驱动桥和副驱动桥通过耦联装置以能设定的传动扭矩相互作用连接，其中，确定驱动传动系的振动的振幅。在此提出，在驱动传动系的减振运行模式中确定耦连装置的耦联装置过压以及在耦联装置上设定该耦联装置过压，其中，耦联装置过压由振幅确定的传动扭矩确定或者直接由振幅确定。即首先确定驱动传动系或次级驱动传动系是否振动，即通过副驱动桥传递的扭矩是否叠加有振动。在此确定该振动的振幅，或者确定为绝对值，或者备选地确定为相对值，该相对值是以经由副驱动桥传递的扭矩、优选相应于传动扭矩，为参照基准。
如果在减振运行模式中运行驱动传动系，则之后由振幅确定传动扭矩并且在耦联装置上设定。传动扭矩因此根据振幅被调整或矫正。例如，首先确定传动扭矩——例如从驾驶员和/或驾驶员辅助设备的规定值或规定扭矩中确定。之后根据振幅调整这样确定的传动扭矩并且然后在耦联装置上设定。例如由传动扭矩确定和设定耦联装置的过压。
但替代于传动扭矩，也可以由振幅直接确定耦联装置过压并且在耦联装置上设定。然后可以规定，进行对传动扭矩或耦联装置过压的预控制，尤其是根据驱动扭矩。
优选这样由振幅确定传动扭矩，使得该传动扭矩之后至少等于额定传动扭矩，和/或最多等于最大传动扭矩。理想的是，传动扭矩位于额定传动扭矩和最大传动扭矩之间。特别优选的是，传动扭矩明显大于额定传动扭矩。例如，以额定传动扭矩和最大传动扭矩之间的差值为参照，传动扭矩比额定传动扭矩大至少10％、至少20％、至少30％、至少40％或至少50％。相应地，一直存在足够的传动扭矩储备来至少大部分地避免耦联装置打滑。
额定传动扭矩例如相当于经由副驱动桥最大可处理的扭矩，或者大于该扭矩。该最大可处理的扭矩可以例如用公式
MAchse＝Fz,Achse.μx.rdyn
确定得出，其中MAchse表示最大可处理的扭矩，Fz,Achse表示轴负载，μx表示车道摩擦系数，rdyn表示副驱动桥的车轮的动态车轮半径。
额定传动扭矩并因此传动扭矩都能够优选最多减小至最大可处理的扭矩。通过该减小实现了，减小了在副驱动桥上的车轮打滑，从而增大了在车轮与行车道之间的车道摩擦系数或附着系数。相应地，通过减小传动扭矩，尤其是通过衰减在驱动传动系中振动，可以改进机动车的牵引。
在此可以提出，在使用至少一个如下参量的情况下确定最大可处理的扭矩：副驱动桥的轴负载、车道摩擦系数、副驱动桥的车轮的动态车轮半径和耦联装置与副驱动桥之间的传动比。轴负载Fz,Achse、车道摩擦桩μx和动态车轮半径rdyn在上面已经指出。此外可以在最大可处理的扭矩或额定传动扭矩中使用传动比。该传动比例如为位于耦联装置和副驱动桥之间的传动机构所具有。
特别优选在本发明的另一种实施方案中提出，由机动车的纵向加速度确定得出车道摩擦系数。为确定当前的车道摩擦系数，可以使用一个或多个传感器。作为传感器例如使用纵向加速度传感器。尤其是在机动车的加速过程中确定在此出现的最大纵向加速度。该车道摩擦系数在此例如至少近似地由最大加速度除以重力常数g的值中得出。该估计的车道摩擦系数可以被用于计算额定传动扭矩。
但这类操作方式并不准确，尤其是当机动车位于斜坡上时。在此情况下，纵向加速度包含作用在机动车上的重力分量。相应地，借助纵向加速度传感器确定的纵向加速度在此情况下并不等于实际存在的机动车的纵向加速度。
补充或替代于此，当然还可以尤其是为了避免之前描述的不准确性而使用光学传感器来确定车道摩擦系数。为了确定副驱动桥的轴负载，可以使用一个或多个传感器。
本发明的另一种实施方案提出，耦联装置被设计为膜片式离合器，通过调整膜片式离合器的压合力设定传动扭矩。对于耦联装置的这类实施方案上面已有说明。膜片式离合器例如是多片锁止传动耦联装置。通过相应调整或设定压合力能够设定在膜片式离合器上的所需的传动扭矩。
在本发明的另一种实施方案中提出，根据机动车的横摆角速度将主驱动桥转速和副驱动桥转速转换到机动车的重心上。在确定情况下，尤其是在机动车的弯道行驶时在主驱动桥的转速和副驱动桥的转速之间会出现不同。例如在此机动车的前桥具有比机动车的后桥更大的转速。在此，主驱动桥相当于前桥，副驱动桥相对于后桥，或者反之。
但为了仍能够可靠确定驱动传动系的振幅，进行主桥转速和副桥转速的转换。
该转换基于机动车的横摆角速度进行，该横摆角速度例如借助于驶偏传感器测量得出。除了横摆角速度外，优选使用相应的驱动轴和/或在相应车桥上设置的车轮与机动车重心的距离。
本发明的一种特别优选的实施方案提出，在确定的测量时间段内，尤其是在随同运动的测量时间段内，确定主桥转速与副桥转速之间的转速差的最大值和最小值。在测量时间段内，因此持续或间歇地确定在主桥转速和副桥转速之间的转速差。在此这样确定最大值和最小值，使得该最大值和最小值在测量时间段结束时是在该测量时间段内出现的最大以及最小转速差。
例如，在测量时间段开始前或开始时将最大值和最小值复位，即设置至初始值。如果在该测量时间段内，当前存在的转速差超出最大值，则该最大值被设置等于该转速差。如果相反当前存在的转速差小于最小值，则该最小值被设置等于该转速差。该测量时间段的长度可以例如被选择为常数。
尤其是在确定最大值和最小值时使用伴随运动的测量时间段。该操作方式优选也被称作“滚动视域”。在此向存储器中写入主桥转速和副桥转速的值，而从中删除相应数目的值。该存储器因此被称作先进先出暂存器(FIFO:“First In-First Out”)。该存储器或暂存器的参量在此被这样选择，使得在该测量时间段内出现的数值完全能够被存储在其中。
本发明的改进方案提出，从主桥转速曲线和副桥转速曲线中确定测量时间段的长度。测量时间段长度例如被这样选择，使其至少包含一个完整的驱动传动系振动。测量时间段的长度因此相当于至少一个可能的振动时长。为此目的例如在该测量时间段中以相应曲线形式保留或暂存主桥转速以及副桥转速。
例如当之前描述的在主桥转速和副桥转速之间的转速差从最小值起被再次增大或反之从最大值起被再次减小，则识别出测量时间段结束并因此确定其长度。为了确保在该测量时间段内包含完整的振动，还可以提出，当在该测量时间段内转速差至少两次具有最大值和最小值，则结束该测量时间段并且因此确定其长度。从最大值和最小值或者从主桥转速曲线以及副桥转速曲线中能够在此推断出振动时长和振幅。
在本发明的一种优选改进方案中提出，在最大值超出最大阈值时并且同时在最小值低于最小阈值时转换至减振运行模式。因此仅当最大值超出最大值阈值并且同时最小值低于最小值阈值时才实施开头所述的减振运行模式。如果仅超出最大阈值，则虽然存在耦联装置打滑，但并不一定存在要衰减的振动。
在向减振运行模式转换之后可以马上规定，仅以限定的扭矩梯度调整传动扭矩。也就是说，用于改变传动扭矩的扭矩梯度被限制到最大梯度。该最大梯度优选这样选择，使得振动至少不进一步加剧。
通过有针对性地将传动扭矩与振幅相适应——该适应过程通常导致传动扭矩减小并因此导致减小耦联装置过压——则因此在耦联装置中出现微打滑，该微打滑本身导致摩擦并因此导致减振。传动扭矩在此仅被这样减小，使得虽然实现了所需的减振，但是对应于耦联装置打滑的振动的正半波却保持得尽可能小。以这种方式实现了行驶的高稳定性。此外能够实现机动车的大幅加速，而不会导致所不期望的高耦联装置打滑。最大阈值优选与最小阈值不同，尤其是更大。
在本发明的另一种实施方案中提出，仅当行驶速度小于或等于速度限值和/或温度小于温度限值时，才转换至减振运行模式。如所述那样，驱动传动系振动通常在机动车加速时出现，尤其在起动时出现。因此仅在较小行驶速度时才进行减振运行模式。为此目的，规定速度限值，例如在10km/h至100km/h，尤其是20km/h至90km/h，优选30km/h至70km/h或40km/h至60km/h的范围内，特别优选为50km/h。仅当行驶速度等于速度限值或小于速度限值时才允许向减振运行模式转换。
替代或补充于此，可以使用温度作为标准。仅当该温度小于温度限值，才允许向减振运行模式转换。温度例如是耦联装置的温度，尤其是耦联装置膜片的耦联装置膜片温度，或者耦联装置运行介质的运行介质温度。作为运行介质例如使用液压流体或润滑剂。当然还可以使用多个或全部所述温度，其中优选使用多个尤其是彼此不同的温度限值。因此例如检查耦联装置膜片温度是否小于第一温度阈值，运行介质温度是否小于第二温度限值。仅当两个条件都满足，才将运行转换至减振运行模式。
本发明的一种特别优选的实施方式提出，在最大值低于最大阈值时和/或最小值低于最大阈值时转换至常规运行模式。在常规运行模式中，传动扭矩例如相当于规定扭矩。因此并不由振幅确定传动扭矩或根据振幅校正传动扭矩。如果满足上述条件，则能够推断出耦联装置中存在耦联装置打滑，但振幅并不过高。相应地，不必进行(其他或者更剧烈地)减振。替代或补充于此可以规定，当行驶速度大于速度限值和/或温度大于或等于温度限值时转换至常规运行模式。
如果从减振运行模式向常规运行模式转换，则可以提出，仅以限定的扭矩梯度调整传动扭矩。如之前所述那样，这意味着，用于改变传动扭矩的扭矩梯度被限制至最大梯度。该最大梯度优选这样选择，使得振动至少不会继续加剧，即不会再次引发。
此外，在本发明的一种优选实施方案中提出，传动扭矩借助于调节器、尤其是PI调节器由振幅确定，其中振幅由最大值和最小值、尤其是由最小值和最大值的和确定得出。再次例如提出，调节器向着更小的数值、尤其是向着零调节振幅。为此可以提出，调节器在更大振幅时比在更小振幅时更大幅地减小传动扭矩。振幅越大，调节器就更大幅地减小传动扭矩，或者选择更小的传动扭矩。振幅在此作为最大值和最小值的函数存在。特别优选该振幅相当于最小值和最大值的和。
最后，可以在本发明的另一种实施方案中提出，在耦联装置上设定之前根据振动偏差调整传动扭矩，其中振动偏差由最小值和最大值得出，其中振动偏差越大，传动扭矩就被选择得越小。因此，除了振幅外可以使用振动偏差作为调节器的输入参量。替代于此，当然可以首先借助于调节器确定传动扭矩，例如根据振幅，并且根据振动偏差校正因此确定的传动扭矩。
振动偏差同样如振幅一样由最小值和最大值确定得出。例如，振幅相当于最小值和最大值之间的差值，或者反之。振动偏差可以由最大值和最小值的和得出。振动偏差因此给出主桥转速和副桥转速从零起的平均值的偏差。振动偏差越大，即振动偏差朝正方向越远地偏离于零，则振动的正半波部分越大。相应地，必须选择更大的传动扭矩来减小或完全消除由于存在正的半波而显示的耦联装置打滑。反之，振动偏差越小，即振动偏差朝负方向越远地偏离于零，则选择越小的传动扭矩，因为较小的耦联装置打滑允许更强烈的减振。
此外，本发明还涉及一种用于机动车的驱动传动系，尤其是用于执行根据上述实施方式的方法的驱动传动系，具有至少一个主驱动桥和至少一个副驱动桥，它们通过耦联装置以能设定的传动扭矩相互作用连接。在此提出，驱动传动系被设计用于确定驱动传动系的振动的振幅，并且在驱动传动系的减振运行模式中由振幅确定传动扭矩以及在耦联装置上设定传动扭矩。
对于驱动传动系的这类操作方式或这类实施方案的优点已经加以说明。无论是驱动传动系还是所述方法都能够根据上述实施方式被进一步改进，从而就此参照上述内容。
附图说明
下面根据附图所示实施例详述本发明，而不限制本发明。唯一附图示出：
附图示出用于机动车的驱动传动系的概略示意图。
具体实施方式
附图示出了驱动传动系1的示意图，其例如是未详细示出的机动车的组成部分。该驱动传动系例如具有主驱动桥2和副驱动桥3。主驱动桥2优选具有子轴4和5，它们通过车桥差速器6相互作用连接。在每个子轴4和5上都设有车轮7。类似于此，副驱动桥3具有子轴8和9，它们通过车桥差速器10相互作用连接。在子轴8和9上同样设有车轮7。
主驱动桥2和副驱动桥3通过耦联装置11以能设定的传动扭矩作用连接。例如，在此子轴4和5或8和9被作为相应的车桥差速器6或10的输出轴，而车桥差速器6和10的输入轴12和13则借助于耦联装置11能够相互耦合。
驱动传动系1还具有驱动设备14。其例如具有在此未详细示出的驱动总成，例如内燃机和/或电机。驱动设备14可以还具有起动离合器(在此未示出)。驱动设备14优选与主驱动桥2或相应的输入轴12持久地作用连接。在驱动设备14和副驱动桥3之间的作用连接仅通过耦联装置11存在。也就是说，驱动传动系1或者相应的机动车具有持久被驱动的轴，即主驱动桥2，和仅有时被驱动的轴，即副驱动桥3。
在驱动传动系1的行驶运行中，在耦联装置11上设定确定的传动扭矩。在驱动传动系1的至少一种减振运行模式中从驱动传动系1的振动的振幅中得出该传动扭矩。为此目的，同时或者至少提前确定振幅。传动扭矩在此被这样选择，使得振动被衰减或者减小，而不必担心会对机动车行驶性能产生不利影响。
利用这类操作方式改进机动车的牵引，尤其是在加速时，尤其是在机动车起动时。同时减小在耦联装置11上存在过高的传动扭矩，或减小相应的耦联装置过压，从而能够整体上减少驱动传动系1的能量消耗。为确定驱动传动系1的振动的振幅，例如在确定的测量时间段内确定在主驱动桥2的转速和副驱动桥3的转速之间的转速差的最大值和最小值。
现在，如果最大值超出最大值阈值且同时最小值超出最小值阈值，则转换至减振运行模式(或者保持该模式)，并且如之前所述那样由振幅确定传动扭矩。如果相反未满足所述条件，则转换至常规运行模式或者继续实施常规运行模式。特别有利地，仅当机动车的行驶速度小于或等于速度限值时才转换至减振运行模式。如果未满足该条件，则实施常规运行模式或转换至常规运行模式。

Claims (10)

1.一种运行用于机动车的驱动传动系(1)的方法，该驱动传动系具有至少一个主驱动桥(2)和至少一个副驱动桥(3)，该主驱动桥和副驱动桥通过耦联装置(11)以能设定的传动扭矩相互作用连接，其中，确定驱动传动系(1)的振动的振幅，其特征在于，在驱动传动系(1)的减振运行模式中确定耦联 装置(11)的耦联装置过压以及在耦联装置(11)上设定该耦联装置过压，其中，耦联装置过压由振幅确定的传动扭矩确定或者直接由振幅确定。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据机动车的横摆角速度将主驱动桥转速和副驱动桥转速转换到机动车的重心上。
3.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在确定的测量时间段内确定主驱动桥转速和副驱动桥转速之间的转速差的最大值和最小值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，由主驱动桥转速的曲线和副驱动桥转速的曲线确定测量时间段的长度。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述最大值超出最大值阈值并且同时最小值低于最小值阈值时转换至减振运行模式。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，仅当行驶速度小于或等于速度限值和/或耦联装置的温度小于温度限值时，才转换至减振运行模式。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在最大值低于最大阈值时和/或最小值低于最小阈值时转换至常规运行模式。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，借助于调节器由振幅确定传动扭矩，其中，由最大值和最小值得出振幅。
9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在耦联装置(11)上设定传动扭矩之前根据振动偏差调整传动扭矩，其中从最小值和最大值得出振动偏差，其中振动偏差越大，传动扭矩就被选择得越大。
10.一种用于机动车的、用于执行根据上述权利要求中的任一项所述的方法的驱动传动系(1)，该驱动传动系具有至少一个主驱动桥(2)和至少一个副驱动桥(3)，主驱动桥和副驱动桥通过耦联装置(11)以能设定的传动扭矩相互作用连接，其中，驱动传动系(1)被设计用于确定驱动传动系(1)的振动的振幅，其特征在于，驱动传动系(1)还被设计用于在驱动传动系(1)的减振运行模式中确定耦联 装置(11)的耦联装置过压以及在耦联装置(11)上设定耦联装置过压，其中，耦联装置过压由振幅确定的传动扭矩确定或者直接由振幅确定。
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