CN109969159A - 用于传动系的运行方法、传动系和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于传动系的运行方法、传动系和车辆，具体而言本发明涉及一种用于可选地在传动机构组件的纯有级的运行方式或无级的运行方式中运行传动系(22)的方法，该传动系带有至少一个驱动机械、带有传动机构组件和驱动控制器，其中在传动机构组件的纯有级的运行方式中在驱动控制器中提供至少一个驱动机械的第一目标转速(10)且在传动机构组件的无级的运行方式中在驱动控制器中提供至少一个驱动机械的第二目标转速(12)，该方法的特征在于，在传动机构组件的第三运行方式中在驱动控制器中取决于第一目标转速(10)和第二目标转速(120)形成至少一个驱动机械的第三目标转速(14)且至少一个驱动机械以第三目标转速(14)运行。

Description

用于传动系的运行方法、传动系和车辆

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于传动系(Antriebsstrang，有时称为动力总成系统)的运行方法。此外本发明涉及一种根据权利要求9的传动系以及一种根据权利要求10的车辆。

背景技术

传动系大多数具有带有可变的传动机构传动比(Getriebeübersetzung，有时称为变速器)传动比的传动机构(Getriebe，有时称为变速器)。传动机构传动比在此取决于不同的参数如例如当前的转速或功率要求调整。取决于传动系和传动机构的类型，传动机构传动比的变化要么跳跃式地即有级地要么连续地即无级地发生。一些传动系-传动机构-组合此外实现：不仅有级地而且无级地实行传动机构传动比的变化。

由文件DE 10 2015 206 061 A1例如已知一种用于在功率分支的传动系中的有级自动变速器的切换程序(Schaltroutine)，该切换程序将内燃发动机的转速调节到理论转速上以用于提高能量效率。

由文件DE 10 2014 016 188 A1此外得出一种带有传动机构和控制方法的传动系，该传动系不仅实现无级的运行而且实现有级的运行且例如取决于驱动功率在有级的和无级的运行之间转变。

发明内容

本发明的任务在于，在传动系的有级的和无级的运行之间的转换过程期间增加行驶舒适性。

该任务根据本发明通过带有根据权利要求1的特征的方法、以及利用根据权利要求9的传动系和根据权利要求10的车辆解决。本发明的有利的改进方案在从属权利要求中表明特征。在专利权利要求中单独列举的特征能够以技术上有意义的方式彼此组合且能够通过来自说明书的起解释作用的事实情况和/或来自图的细节补充，其中指出本发明的另外的实施变型方案。

根据本发明的方法用于运行带有至少一个驱动机械(Antriebsmaschine)、带有传动机构组件和驱动控制器的传动系。驱动控制器能够就此而言有利地设计成，除了控制传动系之外还控制位于传动系之外的部件。此外还能够将在说明书的范围中赋予传动系控制器的性能和功能分配到多个在硬件技术方面分布的控制器上，这些控制器以其全体形成驱动控制器。传动机构组件能够在此可选地至少在纯有级的运行方式中或在无级的运行方式中运行。在此在驱动控制器中，对于传动机构组件的纯有级的运行方式在驱动控制器中提供所述至少一个驱动机械的第一目标转速以及对于传动机构组件的无级的运行方式在驱动控制器中提供所述至少一个驱动机械的第二目标转速。此外，在传动机构组件的第三运行方式中在驱动控制器中取决于第一目标转速和第二目标转速形成所述至少一个驱动机械的第三目标转速且然后所述至少一个驱动机械以第三目标转速运行。通过产生的连续的转换过程能够在能够不仅有级地而且无级地切换的传动机构组件中产生特别舒适的行驶性能。

传动系能够有利地理解为这样的组件，即该组件适合于，例如通过提供旋转的或平移的运动来驱动机械或车辆，尤其陆上车辆，优选地非轨行的陆上车辆。由传动系提供的旋转运动在此还能够称为输出转速。特别优选地，在本发明的含义中传动系能够用作驱动电气化的车辆，尤其混合动力或电动车辆。在此混合动力车辆能够构造为插电式混合动力车辆。插电式混合动力车辆有利地实现：在更长的路段上纯电动地运行且在传动系控制的情形中提供大的自由度。

传动系能够在此包括一个或多个驱动机械，例如内燃发动机，尤其往复活塞式机械，和/或一个或多个电机，例如异步机和/或同步机。优选地，传动系包括内燃发动机以及至少一个、优选地两个电机。优选地，传动系此外还包括传动机构组件。驱动机械能够在此单独地或与传动机构组件组合地起作用。在此可行的是，各驱动机械直接地作用到传动系的输出部上，但是或者所述驱动机械例如用于制动传动系和/或其它的驱动机械以及用于对可能由传动系包括的牵引电池充电或放电。如果驱动机械直接地作用到传动系的输出部上，则这导致整个系统的改进的效率，因为能够避免无效率的能量转换过程。

术语传动机构组件当前能够理解为由多个、尤其不同的下级传动机构组成的组合件。传动机构组件有时实现，固定地和/或可变地使不同的驱动机械的转速相对彼此被调整和/或与传动机构组件的一个或多个输出部相比固定地和/或可变地调整不同的驱动机械的转速。这还适用于各下级传动机构本身。只要转速比是可变的，所述转速比能够取决于传动机构组件的类型和控制有级地和/或无级地变化。有级的切换尤其通过如下方式而出众，即仅仅能够持久地实现限定的传动机构传动比，其中典型地能够相对快速地实施传动机构传动比的变化。反之，无级的切换通过如下方式而出众，即在传动机构的最大的调整范围之内理论上所有的传动比能够持久地存在。

对于可有级地切换的传动机构的示例为传统的实施为可切换的正齿轮传动机构的切换传动机构(Schaltgetriebe，有时称为换档传动机构)，该切换传动机构能够例如自动地借助于液压的促动器和/或由操作者借助于切换杆(Schalthebel，有时称为换档杆)被切换。有级的切换特性还能够借助于不同的行星齿轮组的经常在常规的自动变速器中使用的组合产生，这些行星齿轮组在例如借助于离合器锁止不同的传动机构自由度时实现不同的传动机构传动比。

无级的传动机构能够例如实现为带有可变的摩擦半径的机械地可无级地切换的传动机构，如推带(Schubgliederband)或皮带传动机构。优选地，无级的传动机构还能够实行为所谓的电动的无级的传动机构，还称作eCVT。在本发明的含义中的电动的无级的传动机构能够包括至少一个电机，该至少一个电机与至少一个内燃发动机借助于功率分支的传动机构和/或叠加式传动机构(Überlagerungsgetriebe)交替作用。所述组件有利地实现，将电机的性能(如四象限运行)与由传动比优化引起的内燃机的效率提高相组合。

如经常在自动变速器中、尤其在车辆部段中使用的常规的转矩变换器虽然在理论中也是一种无级的传动机构，但是该转矩变换器在本发明的含义中不视作无级的传动机构，因为在上文中提到的性能(能够持久地以任意的传动机构传动比运行)不能够实现或只能够利用非常高的技术耗费实现。

在根据本发明的方法的一种优选的实施方式中，有级地与无级地可切换的传动机构尤其例如包括至少一个行星齿轮组的切换传动机构与电动地可无级地切换的传动机构组合成传动机构组件。由此能够将切换传动机构的优点(如例如宽的转速分布(Drehzahlspreizung))与无级的传动机构的优点(如例如非常自由且舒适的转速操纵(Drehzahlführung))联合。

多个驱动机械(如果设置多于一个驱动机械的话)的转速以及不同的下级传动机构的传动机构传动比和传动系的输出转速经由数学关系彼此耦合。由于该原因，根据本发明的目标转速能够有利地涉及传动系的内燃机的目标转速、换而言之理论转速。这因此是有利的，因为内燃机的转速对于传动系的效率及其对乘客的效果具有特别高的影响，且此外在传动系的输出转速假定为给定的情形中可切换的下级传动机构的传动比能够从其中确定。转速能够例如作为每单位时间的转数或作为定性的变量(“高的”、“中等的”、“低的”等等)给出。

对于传动机构组件的有级的运行的第一目标转速能够当前自由地在调整范围之内确定。在带有可部分地或完全地无级地运行的传动机构组件的传动系的情形中，有级的运行的目标转速能够利用无级的传动机构仿效。由此换而言之产生虚拟的档位。这具有如下优点，即能够彻底自由地调整驱动机械的目标转速。在根据本发明的方法的一种优选的实施方式中第一目标转速根据切换传动机构的实际的传动比等级确定。这在能够不仅有级地而且无级地运行的传动机构组件中具有如下优点，即在有级的变化的情形中仅仅必须匹配有级地起切换作用的部分，由此切换能够特别有效地且快速地执行。

此外在根据本发明的另一实施方式中设置成，对于传动机构组件的无级的运行的第二目标转速根据电动的无级的传动机构的传动比确定或确认。类似于确定第一转速这在能够不仅有级地而且无级地运行的传动机构组件中具有如下优点，即在传动比变化的情形中仅仅必须匹配无级地起切换作用的部分，由此传动比变化能够特别有效地且舒适地执行。

在一种优选的实施方式中，除了第一和第二目标转速之外还取决于加速踏板位置和/或所述至少一个驱动机械的转速和/或车辆速度和/或选择杆位置(Wählhebelstellung，有时称为档位选择杆位置)和/或空调的状态和/或运行模式选择形成第三目标转速。空调的状态能够当前理解为例如加热运行和/或冷却运行。此外空调的状态能够理解为对于车辆内部空间的由车辆驾驶员期望的目标温度。此外空调的应用必须不限制于乘客内部空间，而是能够在一些实施方式中还为了冷却驱动部件、如例如牵引电池而使用。特别优选地，所述至少一个驱动机械为内燃发动机。根据内燃发动机的转速确认目标转速具有如下的优点，即所述转速对于传动系的效率和声音效果具有特别的影响。根据车辆速度调整目标转速以有利的方式在关于效率和舒适性优化的传动系控制的情形中使得对行驶阻力和行驶噪声的考虑简化。在根据本发明的传动系的一些实施方式中，尤其在应用在机动车中的情形中，此外驱动机械的高的功率输出能够有利地在有级地起切换作用的运行中实现且在小的功率输出时高的舒适性能够有利地在传动机构组件的无级地起切换作用的运行中实现。因为加速踏板位置是对于针对尤其在应用为车辆驱动中的传动系的功率要求的良好的指标，所述加速踏板位置特别有利地适合于从第一和第二目标转速形成第三目标转速。术语加速踏板在本发明的含义中还能够理解为可类似地应用的设定操作设备如杠杆或滑动调节器，但是还能够例如在通过例如机器人或软件应用根据本发明的方法的自动的控制的情形中理解为虚拟的加速踏板。这取决于，刚好在何处使用根据本发明的方法。

在优选的实施方式的组合中，第三目标转速通过借助于综合特性曲线(Kennfeld，有时称为特性曲线族)在第一和第二转速之间插值来确认。通过使用综合特性曲线能够对于由输入参数(如例如上面提到的输入参数)形成的某一组合特别节约资源地和/或可复制地产生第三目标转速和由此传动系特性。在特别简单的实施方式中这能够涉及带有仅仅一个输入参数的综合特性曲线，换而言之即涉及特性曲线。

特别有利地，在例如在加速过程的情况下在传动机构组件的无级的和有级的运行之间进行转换时使用所述方法。在该情形中所述方法能够具有在如下的顺序中的如下步骤：

a. 在无级的运行方式中运行驱动机械，

b. 获知驱动控制器的至少一个输入参数超越预设的第一值，

c. 利用作为根据综合特性曲线在第一和第二目标转速之间的插值的第三目标转速如此长时间地运行驱动机械，即直到所述驱动控制器的至少一个输入参数下降低于第一值或超越预设的第二值，

d. 如果下降低于第一值，在无级的运行方式中运行驱动机械，否则在有级的运行方式中运行驱动机械。

在之前提到的实施方式中的所述至少一个输入参数能够例如为加速踏板位置或加速期望，驱动机械能够例如为在车辆中的内燃发动机。

根据本发明，此外设置有带有传动系的车辆，该传动系包括驱动控制器以用于实施根据本发明的方法。

附图说明

根据之后的描述参考图示出了本发明的另外的优点和有利的实施方式和改进方案。其中详细地：

图1显示了在将方法应用在机动车中时作为关于速度的内燃发动机的转速变化曲线的第一、第二和第三目标转速的变化曲线，

图2显示了带有包括可切换的和无级的传动机构档位的传动系的车辆，

图3显示了在取决于加速踏板位置从无级的运行过渡至有级的运行的情形中的转速变化曲线，

图4显示了在取决于加速踏板位置从无级的运行过渡至有级的运行的情形中的方法的示例性的流程。

参考符号列表

10 第一目标转速

12 第二目标转速

14 第三目标转速

16 第一阈值

18 第二阈值

20 车辆

22 传动系

24 切换传动机构(Schaltgetriebe)

26 无级的传动机构

S1 第一方法步骤

S2 第二方法步骤

S3 第三方法步骤

S4 第四方法步骤。

具体实施方式

参考图示出了根据本发明的方法的实施方式以及该方法在车辆中的示例性的应用。

图1对于本发明的可能的实施例示例性地显示了关于车辆速度的第一有级的目标转速10、第二无级的目标转速12和第三目标转速14的变化曲线。这涉及一种带有如在图2中示出的传动系布局22的车辆20。在此，在传动机构组件中切换传动机构24与电动的无级的传动机构26组合。在此，传动系此外包括内燃发动机和电机。

对于有级的传动机构的目标转速的变化曲线10在此如此形成，即在内燃机的转速变化曲线中的速比跃变相应于有级的传动机构的传动比跃变。反之，无级的传动机构12的目标转速在假定有级的传动机构的高的传动比的情况下以连续的传动比变化借助于电动的无级的传动机构形成。因此在该实施例中对于每个速度存在第一和第二目标转速。

优选地，取决于另外的参数如例如加速踏板位置，于是能够从目标转速根据计算准则和/或综合特性曲线形成为了运行内燃发动机设置的第三目标转速14。

图3和图4显示了从传动机构组件的无级的运行过渡到传动机构组件的有级的运行中的实施例。图3显示了在速度固定的情形中取决于加速踏板位置的内燃发动机的转速变化曲线n_VM。传动系在低的负载要求的状态中位于第一阈值16之下，其中传动机构组件无级地运行。初始情况(即内燃发动机以第三转速运行，其中该转速相应于第二转速)相应于在图4中显示的第一方法步骤S1。在下一方法步骤S2中确认：加速踏板位置超过第一阈值16。接着在加速踏板位置增大的情形中内燃发动机的转速在下一方法步骤S3中通过转速调节到第三目标转速14上缓慢地转移到对于更高的功率要求合适的纯有级的运行10中。在最后的方法步骤S4中在超越第二加速踏板阈限18时第三目标转速完全地相应于针对有级的运行10的目标转速。第三目标转速14相对于加速踏板位置非线性地形成。这能够例如通过如下方式设置成用于改进驾驶性能(Fahrbarkeit)，即通过在这样的转速范围中(即在所述转速范围中这对于乘客不太可察觉到)转速形成和由此无级的运行到有级的运行中的过渡能够更快地且尽管如此舒适地执行。用于形成第三目标转速的相应的插值准则在该实施例中存储在取决于加速踏板位置的特性曲线中。

Claims (10)

1.一种用于可选地在传动机构组件的纯有级的运行方式或无级的运行方式中运行传动系(22)的方法，该传动系带有至少一个驱动机械、带有所述传动机构组件和驱动控制器，其中在所述传动机构组件的纯有级的运行方式中在所述驱动控制器中提供所述至少一个驱动机械的第一目标转速(10)且在所述传动机构组件的无级的运行方式中在所述驱动控制器中提供所述至少一个驱动机械的第二目标转速(12)，

其特征在于，

在所述传动机构组件的第三运行方式中在所述驱动控制器中取决于所述第一目标转速(10)和所述第二目标转速(120)形成所述至少一个驱动机械的第三目标转速(14)且所述至少一个驱动机械以所述第三目标转速(14)运行。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个驱动机械为内燃发动机。

3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述传动系包括至少一个电动的驱动机械。

4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一目标转速根据切换传动机构(24)的实际的传动比等级确定。

5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二目标转速根据电动的无级的传动机构(26)的传动比确定。

6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第三目标转速(14)此外取决于加速踏板位置和/或所述至少一个驱动机械的转速和/或车辆速度和/或选择杆位置和/或空调的状态和/或运行模式选择形成。

7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第三目标转速通过在所述第一转速(10)和所述第二转速(12)之间插值确定。

8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于在如下的顺序中的如下的步骤：

a. 在无级的运行方式中运行所述传动机构组件，

b. 获知，所述驱动控制器的至少一个输入参数超越预设的第一值(16)，

c. 利用作为根据综合特性曲线在所述第一目标转速(10)和所述第二目标转速(12)之间的插值的所述第三目标转速(14)如此长时间地运行所述驱动机械，即直到所述驱动控制器的所述至少一个输入参数下降低于所述第一值或超越预设的第二值(18)，

d. 如果下降低于所述第一值(106)，在无级的运行方式中运行所述传动机构组件，否则在有级的运行方式中运行所述传动机构组件。

9.一种传动系(22)，带有驱动控制器，该驱动控制器构造成用于实施根据上述权利要求中任一项所述的方法。

10.一种车辆(20)，带有根据权利要求9所述的传动系。