CN108430845A - 用于在机动车的滑行运行中使动力传动系接合的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行具有用于实施滑行接合过程的驱动单元（2）和离合器（5）的驱动系统（1）的方法，其中在滑行接合过程中，在预先给定减速力矩（VM）的情况下实施所述离合器（5）的自动的接合，所述减速力矩在所述接合之后由驱动单元（2）提供，所述驱动单元（2）包括所有调节转矩的组件，具有以下步骤：‑按照由所述离合器（5）传递的离合器力矩（M离合器）的时间上的变化曲线使所述离合器（5）闭合；‑操控所述驱动单元（2），使得其在动力传动系（3）上提供驱动力矩，所述驱动力矩在接合的期间变得大于所述预先给定的减速力矩（VM）。

Description

用于在机动车的滑行运行中使动力传动系接合的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于使机动车的动力传动系自动地闭合以用于提供滑行运行的方法。
背景技术
根据在机动车中所实现的功能，可能出现以下情况：比如如果应该结束自动的惯性运行（Segelbetrieb），则要自动地使此前断开的动力传动系闭合。如果在所述动力传动系闭合的时刻要将负的驱动力矩通过所述驱动系统传递到车轮上，则涉及滑行接合过程（Schubeinkuppelvorgang）。
出于舒适性原因，如此实施所述接合过程，从而从所述接合过程开始到结束非阶跃式地传递负的驱动力矩，以便实现平缓的减速并且避免所述动力传动系中的振动。同时，值得追求的是，降低下述持续时间以用于降低所述离合器的磨损，在所述持续时间期间所述离合器处于滑转状态。
公开文献DE 100 40 657 A1公开了一种用于对机动车的驱动系统进行控制和调节的方法，所述驱动系统具有用于自动变速器的电子的变速器控制机构以及与此相连接的用于驱动马达的电子的马达控制机构。在此，在所述驱动系统的滑行运行中，在变速器元件从断开的状态过渡为闭合的或者滑转的状态的期间，在所述变速器的滑行接合过程中或者在所述变速器元件的调节过程中如此在受调节和/或受控制的情况下使所述马达的旋转的质量加速，使得车辆减速小于能够预先给定的公差值。
公开文献DE 10 2013 215 101 A1公开了一种用于使驱动马达接合到动力传动系上的方法，其中查明离合器的输入侧与输出侧之间的转速差并且通过有待传递的目标-离合器力矩的预先给定来操控所述离合器。
发明内容
按照本发明，设置了一种按照权利要求1所述的、用于为了滑行运行而使机动车的动力传动系闭合的方法以及按照并列的权利要求所述的装置和驱动系统。
另外的设计方案在从属权利要求中得到了说明。
按照第一方面，设置了一种用于运行具有用于实施滑行接合过程的驱动单元和离合器的驱动系统的方法，其中在所述滑行接合过程中，在预先给定减速力矩的情况下实施离合器的自动的接合，所述减速力矩在所述接合之后由驱动单元来提供，所述驱动单元包括所有调节转矩的组件，所述方法具有以下步骤：
-按照由所述离合器传递的离合器力矩的时间上的变化曲线使所述离合器闭合；
-操控所述驱动单元，使得其在动力传动系上提供驱动力矩，所述驱动力矩在所述接合的期间变得大于所述预先给定的减速力矩。
上述方法的构想在于，如此执行用于机动车的滑行接合过程，从而已经在所述接合的期间由驱动马达和离合器一起提供驾驶员的预先给定的减速力矩。在所述离合器的闭合的期间通过所述驱动力矩的短时间的提高，能够更快地提高所述离合器力矩，直至所述离合器完全闭合。通过这种方式，能够舒适地并且对所述离合器来说降低磨损地实施所述滑行接合过程。尤其上述方法规定，所述动力传动系的转速的同步或者所述离合器的闭合或者通过所述动力传动系进行的耦合由所述动力传动系中的其余的调节转矩的组件来支持或者承担。作为调节转矩的组件，能够设置任何驱动单元、像比如燃烧马达或者电动驱动装置。
在所述接合的期间由调节转矩的组件和所述离合器传递的转矩的组合能够根据不同的标准、像比如效率、声学、可用性或者动力来进行。在滑行接合过程中，已经在所述离合器的闭合的期间如此操控所述调节转矩的组件，使得这些组件提供下述转矩，该转矩总体上首先大于通过所述负的驱动力矩预先给定的减速愿望。通过这种方式，一方面可能的是，所述动力传动系通过所述接合能够舒适地并且尤其在所述动力传动系中没有出现能够感觉到的振动的情况下闭合，并且另一方面能够尽可能地降低下述持续时间，在所述持续时间期间所述离合器处于磨损剧烈的滑转状态。总之，上述方法设置了一种用于使动力传动系闭合的方法，从而尽管负的驱动力矩直至所述离合器完全闭合之前（并且也在朝标准运行的过渡中）也没有在转矩变化曲线中产生过渡阶跃。
所述离合器调节减速愿望并且用作用于所述驱动单元的预控制机构。如果结束了滑转调节，所述预控制机构就为所述驱动单元还仅仅预先给定所述负的驱动力矩，其应该在所述离合器闭合之后作用于所述动力传动系。由此既不必使力矩斜坡化（verrampen）也不必将其转交给其它的调节转矩的组件。
此外，能够设置下述步骤：
-按照目标驱动力矩来操控所述驱动单元，其中所述目标驱动力矩取决于第一和第二驱动力矩分量；
-作为转速调节的调节量来提供所述第一驱动力矩分量，用于将所述驱动单元的转速调节到变速器输入端转速；
-根据所述驱动单元的所需要的牵引力矩和所述预先给定的减速力矩来提供所述第二驱动力矩分量。
此外，所述第二驱动力矩分量能够变为零，如果所述驱动单元的牵引力矩相当于所述预先给定的减速力矩。
能够规定，按照预先给定的离合器力矩使所述离合器闭合，所述预先给定的离合器力矩的变化曲线取决于所述预先给定的减速力矩和作为转速调节的积分份额的I-调节力矩、尤其是取决于所述I-调节力矩与减速力矩的总和。
按照一种实施方式，能够在作为指令变量的转速差梯度的基础上实施所述转速调节，其中尤其按照预先给定的目标-转速差-梯度函数从当前的转速与变速器输入端转速之间的转速差中求取目标-转速差梯度。
能够规定，在预先给定不能调节的减速力矩时将所述目标驱动力矩作为适配的目标驱动力矩调节限制、尤其是提高到能够调节的减速力矩，其中给所述离合器力矩加载所述目标驱动力矩与所述适配的目标驱动力矩之间的差、尤其是提高所述离合器力矩。
此外，所述减速力矩能够相当于最大的马达牵引力矩、零力矩或者可变的由驾驶员预先给定的减速力矩。
附图说明
下面借助于附图对实施方式进行详细解释。其中：
图1示出了用于机动车的驱动系统的示意图；
图2示出了用于对一种功能进行说明的功能图，所述功能用于运行离合器以及用来实施滑行接合过程的、具有一个或者多个调节转矩的组件的驱动单元；
图3示出了一种功能的详细的功能图，所述功能用于运行离合器以及用来实施滑行接合过程的、具有一个或者多个调节转矩的组件的驱动单元；并且
图4示出了一种功能的详细的功能图，所述功能用于运行离合器以及驱动单元，所述驱动单元具有减速力矩不能调节的区域；并且
图5示出了一张图表，该图表则示出马达力矩、离合器力矩、目标驱动力矩、减速力矩、I-调节力矩、马达转速、变速器输入端转速和转速差-梯度的时间上的变化曲线。
具体实施方式
图1示出了用于机动车的驱动系统1的示意图。所述驱动系统1具有驱动单元2。所述驱动单元2能够仅仅具有燃烧马达或者被设置为混合动力驱动单元，对于所述混合动力驱动单元来说燃烧马达能够与电动驱动装置相耦合。当然，所述驱动单元2也能够仅仅具有电动驱动装置。能够额外地在所述驱动单元2中设置另外的接受力矩的组件、像比如用于空调设备的压缩机或者发电机。
所述驱动单元2能够通过动力传动系3与机动车的被驱动的车轮4相连接，从而能够将驱动力矩由所述驱动单元2通过离合器5、变速器6和传动轴7传递到被驱动的车轮4上。
所述变速器6能够构造为传统的、具有多个行驶速度级的换挡变速器。所述离合器5能够手动地操纵或者对于自动变速器来说自动地操纵，用于使所述动力传动系3断开，也就是说没有驱动力矩由所述驱动单元2传递，或者用于使所述动力传动系3闭合，也就是说将由所述驱动单元2提供的驱动力矩传递到被驱动的车轮4上。
除了传统的用于在选择行驶速度级时手动地或者自动地使所述离合器5断开或者闭合的功能之外，也能够在独立于行驶速度级的情况下运行所述离合器，用于实现惯性运行或者起停-惯性运转。在进行惯性运行时，不管所述离合器5是自动变速器的一部分还是手动的换挡变速器，通过所述离合器5的断开将所述动力传动系3断开，使得所述车辆在没有通过所述动力传动系3传递驱动力矩的情况下滚动。在此，此外能够关停所述驱动单元2的燃烧马达，用于实现起停-惯性运行。为了结束所述惯性运行或者所述起停-惯性运行而又自动使所述离合器5闭合，用于通过所述动力传动系3来重建所述驱动单元2与所述被驱动的车轮4之间的耦合。
按行驶情况可能出现下述情况：紧接在所述离合器5的重又接合之后应该以减速力矩的形式来调节负的驱动力矩或者将其通过所述动力传动系3传递到所述车轮4上。在这种情况下，通过所述机动车1的动能在所述离合器5闭合的情况下将力矩通过所述被驱动的车轮4来传递到所述驱动单元2上，所述驱动单元由此被牵引。总之，由此在所述动力传动系3上提供负的驱动力矩。由此将所述机动车制动。在所述机动车的这样的减速过程中由所述驱动单元2提供负的驱动力矩，这样的减速过程被称为滑行运行。此外，所述离合器5为了提供这样的负的驱动力矩而进行的接合被称为滑行接合过程。
借助于控制单元10能够实施滑行接合过程。所述控制单元10与所述驱动单元2或者与所述驱动单元2的（未示出的）马达控制器处于连接之中，用于预先给定所述驱动单元2的目标驱动力矩。此外，所述控制单元10与所述离合器5处于连接之中，用于以受控制的方式来进行所述离合器5的自动的闭合。尤其能够通过对于所述离合器5的可变的操控来调节由所述离合器5传递的离合器力矩。所述控制单元10能够是马达控制器或者变速器控制器或者类似装置的一部分。
在图2中示出了示意性的、用于实现滑行接合过程的功能图，所述滑行接合过程在所述控制单元10中执行。借助于转速适配模块11提供第一驱动力矩分量M1，该第一驱动力矩分量被输送给求和元件12并且相当于下述调节力矩，所述调节力矩用于使所述驱动单元2的转速与所述变速器6的变速器输入端转速n变速器相适配。作为输入参量向所述转速适配模块11输送所述驱动单元2的当前的转速n马达和所述变速器输入端转速n变速器。
由滑行接合功能模块13提供第二驱动力矩分量M2，向所述滑行接合功能模块13提供减速力矩VM。所述滑行接合功能模块13为所述离合器5预先给定所述离合器力矩M离合器，该离合器力矩相当于应该由所述离合器5传递的力矩。所述离合器力矩M离合器能够处于0Nm与由所述车轮4接受的转矩与由所述驱动单元2提供的驱动力矩之间的力矩差之间。所述离合器力矩M离合器能够作为力矩参量或者以用于所述离合器5的调节量的形式来表明，用于预先给定所述离合器5的特定的滑转或者断开或者闭合。
由所述第一和第二驱动力矩分量M1、M2构成的总和代表着所述目标驱动力矩M目标。所述目标驱动力矩M目标用作用于所述驱动单元2的调节量并且在那里在所述调节转矩的组件、像比如燃烧马达、由燃烧马达和电动驱动装置构成的混合动力驱动系统、纯电动驱动装置和类似的驱动装置中必要时在考虑到另外的接受转矩的负载的情况下实现。
在所述第二驱动力矩分量M2中，对由所述离合器当前传递的离合器力矩M离合器加以考虑（或者所述减速力矩VM，因为减去MI）。尤其使所述第二驱动力矩分量M2的时间上的变化曲线如此成形，从而按照所述离合器5的滑转的预先确定的变化曲线在0Nm与VM之间加载这个第二驱动力矩分量。在时间上预先给定所述第二驱动力矩分量M2（t）的变化曲线，从而相应地确定了所述离合器5的闭合。尤其M2（t）=VM（t）-MI或者M2（t）=M离合器-M马达。
在图3中示出了用于可能实现滑行接合过程的功能的、更为详细的示意性的功能图。
针对所述转速适配模块11看出调节器结构，该调节器结构用在第一减法元件111中所求取的、由所述变速器输入端转速n变速器和所述驱动单元2的当前的转速n马达构成的转速差n差的梯度作为指令变量来工作。所述转速差-梯度dn差/dt在梯度模块112中作为所述转速差n差的时间上的导数d(n马达-n变速器)/dt来连续求取。
此外，将在所述第一减法元件111中所求取的转速差n差输送给特性曲线模块113，该特性曲线模块按照目标-转速差-梯度函数来提供所述转速差n差的目标-转速差-梯度dn差_目标/dt。在第二减法模块114中从所述转速差-梯度dn差/dt中减去所述目标-转速差-梯度dn差_目标/dt，用于得到调节差参量RD并且将其输送给P-调节模块115。将所产生的P-调节力矩MP输送给加法模块117。
此外，将所述调节差RD输送给I-调节模块116。将所产生的I-调节力矩MI输送给所述加法模块117。
此外，作为在乘积元件118中所形成的、由所述目标-转速差-梯度和惯性矩J马达构成的乘积，将所预料的惯性矩M惯性加到所述加法模块117上，以作为惯性矩补偿。
所述加法模块117的输出端将所述第一驱动力矩分量M1提供给所述求和元件12。
向所述滑行接合功能模块13输送所期望的减速力矩VM。所述减速力矩VM能够相当于所述马达牵引力矩，如果所述滑行接合过程应该作为马达制动起作用，从而作为减速力矩VM将所述驱动单元2的牵引力矩用作减速力矩。如果要实施所述接合过程，以便其没有被驾驶员所感觉到、也就是不应该对所述机动车有减速影响，那么作为减速力矩VM要预先给定零力矩并且调节工作仅仅由所述转速适配模块11来承担。而后所述第二驱动力矩分量M2仅仅为所述驱动单元2的牵引力矩作贡献。
此外，能够在0Nm与最小的减速力矩（作为负的驱动力矩）之间预先给定无级的减速愿望，所述减速愿望比如可能从单踏板方案中产生。在此，可惯性运转的机动车拥有加速踏板，对于所述加速踏板来说设置了该加速踏板的调节范围，能够以所述加速踏板的相应的位置为出发点——在该位置中进行所述机动车的惯性运行——通过进一步收回对于所述加速踏板的操纵这种方式来到达所述调节范围。
这可能作为用于使所述动力传动系闭合的过程而引起滑行接合，如果将所述动力传动系进一步收回到对于所述加速踏板的操纵中，其中所述加速踏板处于下述位置中，对于该位置来说所述机动车在惯性运行中滚动。通过这种方式，能够在0Nm与最大能够由所述驱动单元2所提供的减速力矩（最小的负的驱动力矩）之间预先给定减速力矩。作为负的数值来提供相关的减速力矩VM。
在第三减法模块131中得到所述第二驱动力矩分量M2，在所述第三减法模块中从所述减速力矩VM中减去当前的I-调节力矩MI（负的），因为其始终必须一同被克服。
在第四减法模块132中得到所述离合器力矩M离合器，方法是：从来自所述I-调节模块116的I-调节力矩MI中减去所述减速力矩VM。
通过所述转速梯度调节，能够借助于所述特性曲线模块113调节滑转消除关于磨损或者动力的变化曲线，而这对驾驶员没有影响。对于滑行接合过程来说，如此调节所述离合器5，使得该离合器传递驾驶员的额外地用所述I-调节力矩加载的减速愿望VM。因为所述I-调节力矩MI缓慢地变化，所以它能够由所述离合器6加以考虑，而所述P-调节力矩则快速地变化并且因此不会由所述离合器来传递。在所述滑行接合过程结束时，也就是在消除滑转之后，还仅仅通过所述驱动单元2实现所述减速愿望VM，因为所述离合器（以及由此所述I-调节力矩MI也）由于同步的转速而不再有影响。这引起以下结果：所述滑行接合过程非常舒适地并且在与驾驶员愿望、也就是所期望的减速力矩相适配的情况下进行。此外，能够以任意的方式使用所述驱动单元2的调节转矩的组件。
在图5中以图表示出了所述马达力矩M马达、离合器力矩M离合器、目标驱动力矩M目标、减速力矩VM、I-调节力矩MI的时间上的力矩变化曲线，并且示出了所述马达转速n马达和变速器输入端转速n变速器的变化曲线以及所述转速差-梯度n差_梯度的变化曲线。
在图4中示出了另一种实施方式，在该实施方式中所述驱动系统1具有驱动单元2，所述驱动单元不能调节在0Nm与最小的减速力矩VM之间的每个减速力矩。这比如对于作为燃烧马达的汽油马达来说就是这种情况，所述汽油马达不同于柴油马达而在减速力矩中具有死区，因为所述汽油马达要么只能在滑行运行中（用VM）运行要么只能在空转中（用0Nm）运行。而对于柴油马达来说，则经常能够通过燃料量的简单的降低调节在0Nm与所述最小的减速力矩（VM）之间的每个减速力矩。
图4的实施方式与图3的实施方式的区别在于，设置了适配模块14，该适配模块得到目标驱动力矩M目标并且如此检查，所述目标驱动力矩能否通过所述驱动单元2来调节。如果发现所述目标驱动力矩M目标不能通过所述驱动单元2来调节，因为其比如处于不能调节的减速力矩的范围内，那么换而言之就将最大的还能调节的目标驱动力矩M目标作为适配的目标驱动力矩M目标’来传送给所述驱动单元2并且将现在所调节的适配的目标驱动力矩M目标’与所要求的目标驱动力矩M目标之间的差输送给第四减法模块132作为加法分量，用于加到所述I-调节力矩MI和所述减速力矩VM上。通过这种方式，也能够用驱动单元2来使用滑行接合功能，对于所述驱动单元来说，存在负的驱动力矩的不能调节的范围。

Claims (12)

1.用于运行具有用于实施滑行接合过程的驱动单元（2）和离合器（5）的驱动系统（1）的方法，其中在滑行接合过程中，在预先给定减速力矩（VM）的情况下实施离合器（5）的自动的接合，所述减速力矩在所述接合之后由驱动单元（2）提供，所述驱动单元（2）包括所有调节转矩的组件，具有以下步骤：
-按照由所述离合器（5）传递的离合器力矩（M离合器）的时间上的变化曲线使所述离合器（5）闭合；
-操控所述驱动单元（2），使得其在动力传动系（3）上提供驱动力矩，所述驱动力矩在接合的期间变得大于所述预先给定的减速力矩（VM）。
2.按权利要求1所述的方法，具有另外的步骤：
-按照目标驱动力矩（M目标）来操控所述驱动单元（2），其中所述目标驱动力矩（M目标）取决于第一和第二驱动力矩分量（M1、M2）；
-作为转速调节的调节量来提供所述第一驱动力矩分量，用于将所述驱动单元（2）的转速（n马达）调节到变速器输入端转速（n变速器）；
-根据所述驱动单元（2）的所需要的牵引力矩与所述预先给定的减速力矩（VM）之间的差来提供所述第二驱动力矩分量（M2）。
3.按权利要求2所述的方法，其中所述第二驱动力矩分量（M2）变为零，如果所述预先给定的减速力矩（VM）相当于所述驱动单元（2）的牵引力矩。
4.按权利要求2或3所述的方法，其中按照预先给定的离合器力矩（M离合器）使所述离合器（5）闭合，所述预先给定的离合器力矩的变化曲线取决于所述预先给定的减速力矩（VM）和作为转速调节的积分份额的I-调节力矩（MI）、尤其是取决于所述I-调节力矩（MI）与所述减速力矩（VM）的总和。
5.按权利要求2到4中任一项所述的方法，其中在作为指令变量的转速差梯度（n差_梯度）的基础上实施所述转速调节，其中尤其按照预先给定的目标-转速差-梯度函数从当前的转速（n马达）与变速器输入端转速（n变速器）之间的转速差中求取目标-转速差梯度。
6.按权利要求2到5中任一项所述的方法，其中在预先给定不能调节的减速力矩（VM）时将所述目标驱动力矩（M目标）作为适配的目标驱动力矩（M目标）限制、尤其是提高到能够调节的减速力矩（VM），其中给所述离合器力矩（M离合器）加载所述目标驱动力矩（M目标）与所述适配的目标驱动力矩（M目标’）之间的差、尤其是提高所述离合器力矩。
7.按权利要求1到6中任一项所述的方法，其中所述减速力矩（VM）相当于最大的马达牵引力矩、零力矩或者可变的由驾驶员预先给定的减速力矩（VM）。
8.用于以下述步骤来运行具有用于实施滑行接合过程的驱动单元（2）和离合器（5）的驱动系统（1）的装置，其中在所述滑行接合过程中，在预先给定减速力矩（VM）的情况下实施离合器（5）的自动的接合，所述减速力矩在所述接合之后由驱动单元（2）提供，所述驱动单元（2）包括所有调节转矩的组件，步骤为：
-按照由所述离合器传递的离合器力矩（M离合器）的时间上的变化曲线使所述离合器（5）闭合；
-操控所述驱动单元，使得其在动力传动系上提供驱动力矩，所述驱动力矩在所述接合的期间变得大于所述预先给定的减速力矩。
9.驱动系统（1），包括：
-驱动单元（2），其通过传动系与被驱动的车轮相连接，其中所述传动系包括离合器（5）；
-按权利要求8所述的装置。
10.按权利要求9所述的驱动系统（1），其中所述驱动单元（2）具有一个或者多个力矩调节器、尤其是燃烧马达和/或电动驱动装置。
11.计算机程序，其被设立用于：执行按权利要求1到7中任一项所述的方法的所有步骤。
12.机器可读的存储介质，在其上面保存了按权利要求11所述的计算机程序。
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