CN110036218B - 用于操纵混合动力传动系的离合器的方法以及动力传动系 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于借助于操纵设备(3)操纵混合动力传动系(2)的离合器(1)的方法，其中操纵设备(3)具有电执行器单元，所述电执行器单元借助滑动元件以调整的方式作用于操纵轴承，所述操纵轴承又与离合器(1)的调整元件运动耦联或可运动耦联，其中预载点(6)确定成，使得首先将滑动元件在滑动路径之上运动以创建实际特征曲线(7)，随后将实际特征曲线(7)与为所述滑动路径保存的理论特征曲线(8)进行比较，并且沿着实际特征曲线在如下点处规定(900)预载点(6)，所述点相对于理论特征曲线(8)的比较点不具有偏差或具有最小的偏差，其中在所述预载点处，操纵轴承以最小滑动力按压在调整元件上，所述实际特征曲线描述滑动元件的物理运动特征值的特性，预载点(6)理论上处于所述滑动路径中。本发明也涉及一种用于机动车的混合动力传动系(2)。

Description

用于操纵混合动力传动系的离合器的方法以及动力传动系

技术领域

本发明涉及一种用于借助于操纵设备操纵混合动力传动系的离合器、优选摩擦离合器的方法，其中操纵设备具有电执行器单元，所述电执行器单元借助滑动元件以调整的方式作用于操纵轴承，所述操纵轴承又与离合器的调整元件、如杆弹簧、尤其碟形弹簧运动耦联或可运动耦联。此外，本发明涉及一种用于机动车如轿车、载重车辆、巴士或其他商用车的混合动力传动系。

背景技术

这类现有技术从DE 10 2013 205 109 A1中已知。其中公开一种用于运行用于离合器的操纵设备的方法。离合器具有定子装置、相对于定子装置可转动的转子装置和关于转子装置沿轴线方向可有限移位的滑块装置，所述滑块装置具有分离轴承，所述分离轴承能够与离合器的杆元件贴靠。预载点规定成，使得滑块装置的分离轴承在离合器转动时将最小按压力施加到离合器的杆元件上，其中定子装置为了滑块装置的移位而通电，使得在离合器转动时不低于预载点。

因此，已知的是，确定执行器单元的滑动元件的特定位置，为了在内燃机和电机驱动器之间自动地操纵车辆动力传动系中的混合动力分离式离合器，需要所述特定位置。滑动元件位置作为最小路径极限确保，作为执行器单元组成部分的操纵轴承和作为离合器一部分的调整元件、优选多个碟形弹簧优选不从彼此抬升。在运行期间操纵轴承的抬升和再次按压因此表示到与调整元件的接触区域中的相对高的能量输入，尤其到碟形弹簧中的相对高的能量输入，因为这通过操纵轴承的固定的外环加速。通过在加速期间的摩擦，切向力沿转动方向作用，所述切向力与经硬化构件中的温度升高相结合，可能引起离合器中的调整元件/碟形弹簧的折断。为了避免所述折断，因此确定所谓的预载点。已知的逻辑应防止执行器单元和离合器的操纵轴承的抬升和再次按压。

然而引人注目的是，要确定的预载点通过外部参数的影响、如通过改变的环境温度、改变的大气气压或改变的空气湿度移动。操纵设备以及离合器的同样决定使用寿命的内部参数、如离合器的摩擦衬片的磨耗以及在自动校准离合器中的与磨损相关的校准机制在运行期间能够改变。这使得需要在运行期间通过保存在软件中的逻辑反复确定预载点。

在从现有技术中已知的方法中，因此预载点以特定的时间间隔重新确定。在从DE10 2013 205 109 A1中已知的方法中，优选在从预载点的最小可能的位置至最大可能的位置在执行器单元处/在电动机处的电压恒定时执行滑动元件的线性运动。在所述运动期间，能够测量滑动元件的驱动器的物理变量。在此，考虑滑动元件的位置和/或相关的到滑动元件上的线性力传递和/或滑动元件的线性速度。那么在评估中，在速度恒定时在笛卡尔坐标系中示出用于克服系统中摩擦的恒定的力，其中在横坐标上存在滑动元件的位置并且在纵坐标上存在执行元件的施加的线性力。从操纵轴承接触调整元件、尤其碟形弹簧舌部的点开始，执行器单元的力明显升高。为了识别在恒定的力和力升高之间的点，分别由所述区域中的测量点形成两个回归特征曲线。两个直线特征曲线的交点是所述方法的结果和特定的预载点。在第二变型形式中，也对滑动元件的线性速度进行数学评估。所述评估在预载点之前的区域中是恒定的并且在此之后明显变缓。在此也分别形成两个回归特征曲线并且计算交点。

然而，这种已知的交点形成具有如下缺点，在强烈变化的框架条件下，如在离合器剧烈磨损或在温度大幅升高时，交点不再在真正的预载点处出现。对于选择形成回归特征曲线所需要的测量点，一方面通过固定保存的时间常数隐去滑动元件的加速的区域。这就是说，仅将在所述时间结束之后记录的测量点用于形成水平的回归特征曲线。另一方面为了形成在预载点之后示出线性滑动力的升高的回归特征曲线使用如下点，所述点在超过规定的阈值之前在滑动力的最小斜率处关于位置测量。已经证实的是，所述固定保存的参数(时间常数和斜率的最大阈值)在系统的使用寿命期间必须改变，借此，即使在剧烈磨损之后或在温度大幅升高时，通过所述方法也无错误地正常确定预载点。因此，得出迄今实现的方法的不存在的鲁棒性。

发明内容

因此，本发明的目的是，消除从现有技术中已知的缺点并且尤其提供一种方法，其中在环境条件非常强地改变时也应可靠地确定预载点。

用于操纵混合动力传动系的离合器的方法借助于操纵设备实现，其中操纵设备具有电执行器单元，所述电执行器单元借助滑动元件以调整的方式作用于操纵轴承，所述操纵轴承又与离合器的调整元件运动耦联或可运动耦联，并且其中预载点确定成，使得首先将滑动元件在滑动路径中运动以创建实际特征曲线，随后将实际特征曲线与为所述滑动路径保存的理论特征曲线进行比较，并且沿着实际特征曲线在如下点处规定预载点，所述点相对于理论特征曲线的比较点不具有偏差或具有最小的偏差，其中在所述预载点处，操纵轴承借助最小滑动力按压在调整元件上，所述实际特征曲线描述滑动元件的物理运动特征值的特性，所述预载点理论上处于所述滑动路径中。

由此，实现用于评估执行器特定的物理测量变量的方法，所述方法能够与固定的阈值无关地在全部框架条件下也能够在预设的最大公差阈值之内确定预载点。尤其地，通过取消在数学评估测量变量时的固定参数，在所述方法中实现明显更大的鲁棒性。评估方法因此在环境参数强烈改变时也可靠地检测预载点。

如果在将实际特征曲线与理论特征曲线进行比较之前将理论特征曲线相对于实际特征曲线移动，直至在两个特征曲线之间的偏差是最小的，那么预载点的确定进一步地精确化。

在本文中，此外适当的是，计算表达在实际特征曲线和理论特征曲线之间的偏差的可决系数，并且将特征曲线相对于彼此移动，直至可决系数是最小的。借此，实现可尤其简单地在运行中借助于软件实施的计算逻辑。

关于可决系数此外有利的是，所述可决系数通过用于计算最小平方误差的方法来计算。所述方法优选地通过根据实现的软件的直接的计算公式来实施，以便得到数值稳定性。然而更优选地，通过滤波器实施方法，所述滤波器例如构成为正交滤波器/Savitzky-Golay滤波器。

如果实际特征曲线和/或理论特征曲线构成为二维的特征曲线，那么相应的特征曲线可以尤其简单地以数学的方式计算或示出。在此优选沿着实际特征曲线在如下点处规定预载点，所述点相对于理论特征曲线的比较点沿横坐标方向、更优选不仅沿横坐标方向、而且也沿纵坐标方向不具有偏差或具有最小偏差。

与此相关地还有利的是，在调整元件的滑动速度在滑动路径上保持不变的情况下，检测实际特征曲线。由此，实际特征曲线在运行中可尤其简单地描绘。对此，优选运动特征值实现为操纵变量、优选运动力/滑动力或输送给用于驱动滑动元件的驱动单元的电流值。因此，实际特征曲线优选为电流/滑动力在滑动路径中的特征曲线。理论特征曲线因此优选构成为如下特征曲线，所述特征曲线示出在滑动路径上的电流/滑动力。

然而对此替选也可行的是，在操纵变量、如运动力/滑动力或输送给用于驱动滑动元件的驱动单元的电流值/电流在滑动路径中保持恒定的情况下，检测实际特征曲线。在此又适当的是，运动特征值是/示出调整元件的滑动速度。理论特征曲线那么优选也构成为如下特征曲线，所述特征曲线示出在滑动路径中的滑动速度。

此外，本发明涉及一种用于机动车的混合动力传动系，所述混合动力传动系具有带有操纵设备的离合器，其中操纵设备借助于电驱动单元作用于离合器，使得可通过根据上述实施方案中至少一个的根据本发明的方法来操纵所述离合器。

与此相关的又适当的是，设有电机以及内燃机，并且离合器设置在内燃机和电机之间。由此，实现动力传动系，所述动力传动系能够使用寿命尤其长地通过离合器置于不同的驱动状态中。

换言之，根据本发明实施一种用于检测混合动力传动系中的执行器(操纵设备的滑动元件)和干式摩擦离合器之间的接触点的方法。优选地，检测执行器位置(滑动元件的位置)以及在滑动时的线性力，其中基于检测的数值创建二维曲线(实际特征曲线)。将以所述方式获得的曲线与规定的理论曲线(理论特征曲线)通过如下方式比较：将曲线相对于彼此移动并且优选地至少部分置于重叠。通过如下方式规定可决系数的最小值：使用最小平方误差的方法，使得最后在如下点处规定接触点(预载点)，所述点具有最小的可决系数。

附图说明

本发明现在在下文中根据附图详细阐述，结合所述附图也描述原理上不同的实施例。

附图示出：

图1示出根据一个优选的实施例的用于操纵混合动力传动系的离合器的根据本发明的方法的示意流程图，

图2示出图表，所述图表用于将根据图1的方法中的实际特征曲线与理论特征曲线比较，其中在纵坐标上绘制电流，所述电流输送给操纵设备的电驱动单元，并且在横坐标上绘制通过驱动单元以滑动的方式驱动的滑动元件的滑动路径，其中滑动元件在滑动路径中以保持不变的滑动速度运动，

图3示出图表，所述图表用于将根据第二实施例的根据本发明的方法中的实际特征曲线与理论特征曲线比较，其中再次描绘实际特征曲线以及理论特征曲线，然而所述实际特征曲线和理论特征曲线现在示出在电流保持不变时滑动元件在滑动路径上改变的滑动速度，和

图4示出混合动力传动系的简化的原理图，所述混合动力传动系可通过根据本发明的方法操纵。

附图仅是示意性的并且仅用于理解本发明。相同的元件设有相同的附图标记。

具体实施方式

在图1中概括地示出根据优选的第一实施例的根据本发明的方法。示出的流程图尤其通过软件借助于用于操控操纵设备3的逻辑实施。在图4中示意地示出的操纵设备3又用于操纵机动车的动力传动系2中的离合器1。动力传动系2构成为混合动力传动系，从而除了内燃机5之外也具有电机4/电动机。离合器1以分离式离合器的形式、即摩擦离合器/摩擦衬片离合器的形式在动力传动系2中置入在内燃机5和电机4之间。电机4是电力牵引驱动器。连接于电机或电力牵引驱动器，在动力传动系2中包含变速器9。以调整的方式作用于离合器1的操纵设备3在原理上根据在DE 10 2013 205 109 A1中实现的操纵设备构造以及起作用，使得其另外的构造以及其他功能方式应引入本文中。

操纵设备3具有在此出于概览没有进一步示出的电执行器单元。电驱动单元又具有电动机，所述电动机在插入螺旋弹簧传动装置的条件下以滑动的方式作用于操纵设备3的滑动元件。通过可沿相反的驱动方向运动的电动机，滑动元件能够以常规的方式沿其相反的滑动方向往复运动。滑动元件又抗滑动地与操纵轴承耦联，使得操纵轴承在滑动元件滑动时执行与滑动元件相同的滑动运动。操纵轴承优选地作为分离轴承作用于离合器1。操纵轴承对此作用于离合器1的调整元件。为了操纵离合器，即将其在其接入位置/接合位置和其分离/分开位置之间变化，操纵轴承与调整元件、在此为呈碟形弹簧的形式的调整元件运动耦联或可运动耦联。然而尤其地，操纵轴承不与碟形弹簧固定连接，而是仅可贴靠在其上。

经由保存在控制设备中的软件执行的根据本发明的方法在操纵设备3运行时通过操控逻辑/软件逻辑执行，所述操控逻辑/软件逻辑经历在图1中说明的步骤100至1100。在图1中示出的方法用于求出预载点6，如在下文中详细描述的那样，在所述预载点6处出现操纵轴承与调整元件的接触。预载点因此也称作为接触点。

首先，将操控逻辑在特定的时间点在步骤100中开始。在开始方法100之后，作出决定：是否应确定预载点6。如果软件规定，不应求出预载点6(回答“不”)，那么操控逻辑重置到开始100。如果软件规定，应求出预载点6(回答“是”)，那么在步骤300中以操纵设备3的有源(aktiven)驱动/运行开始。

在步骤300中，对操纵设备3进行操纵，使得驱动单元沿着预定的(理论的)滑动路径使滑动元件滑动。预定的滑动路径是事先规定的参数/路径，其中可靠地确保，要确定的预载点6在操纵设备的运行状态中处于那里。滑动路径因此具有第一部分路径，在所述第一部分路径中操纵轴承和调整元件仍未接触，以及具有第二部分路径，在所述第二部分路径中操纵轴承和调整元件可靠地彼此贴靠。在这些部分路径之间设置有预载点6。在步骤300中的滑动因此用于可靠地达到预载点6。在测量方面，预载点6可简单地检测，因为在达到预载点6时最小滑动力由操纵轴承施加到调整元件上。

与根据步骤300在预定的滑动路径之内滑动同时，在步骤400中描绘/检测实际特征曲线7。对此尤其检测滑动路径以及运动特征值。运动特征值尤其是物理运动特征值/物理操纵变量，所述物理运动特征值/物理操纵变量表征/描述/示出滑动元件的运动特性。

在根据第一实施例的根据图1执行的方法中，如随后另外在图2中可见的，运动特征值是电流值/电流，所述电流值/电流被输送给电驱动单元/电动机。所述运动特征值因此是与作用于滑动元件的滑动力成比例的值。所述运动特征值在整个滑动路径之上检测，在所述滑动路径中理论上存在预载点6。同时，将电流控制成，使得确保在滑动路径中的滑动元件的保持不变的滑动速度。

同样，与根据步骤400与滑动路径相关地检测运动特征值同时，在步骤500中暂存所求出的数值的测量系列。然后在步骤600中，再次检查，是否实际上也检测具有该测量系列的全部需要的值，或者是否必要时应检测其他值。如果在此涉及决定“是”，那么以步骤100重新开始。如果涉及决定“否”，那么最终在步骤700中示出根据图2的二维的实际特征曲线7。

紧接于此(步骤800)，将实际特征曲线7与为滑动路径再次保存的理论特征曲线8进行比较，其中沿着实际特征曲线7在如下点处规定预载点6，所述点相对于理论特征曲线8的比较点不具有偏差或具有最小的偏差。在此，图2中的预载点用粗圆圈表示，因为在所述区域中实际特征曲线7相对于理论特征曲线8具有最小偏差。理论特征曲线8在此是如下特征曲线，所述特征曲线构成实际特征曲线7的理论上最优的变化曲线。理论特征曲线8因此示出如下特征曲线，所述特征曲线事先在预定的滑动路径之内记录并且示出在其中理想的变化曲线值。实际特征曲线7在滑动路径上示出与理论特征曲线8相同的物理运动特征值。

在比较之前，原则上也能够需要的是，将特征曲线7、8略微相对于彼此(以数学的方式)移动，因为在运行中，滑动路径的区域也能够由于离合器1的磨损的组成部分或由于改变的环境温度而移动。在将实际特征曲线7与理论特征曲线8进行比较前，因此在方法中优选将理论特征曲线8相对于实际特征曲线7移动，直至可决系数是最小的。可决系数在此尤其描绘在实际特征曲线7和理论特征曲线8之间的(沿横坐标方向以及沿纵坐标方向的)偏差。可决系数尤其通过用于计算最小平方误差的方法来计算。

因此，在根据步骤800比较特征曲线7、8之后，根据步骤900确定预载点6。因此，始终已知软件逻辑，在哪个点处调整元件通过操纵轴承可靠地接触/可靠地借助最小滑动力按压到操纵轴承上。所述预载点6以规则的间隔确定，使得在环境值改变时也始终正确地求出预载点6。

最终，在确定预载点6之后再次通过逻辑作出决定：是否应再次确定预载点6。如果以“是”回答所述问题，那么再次以步骤100开始，如果以“否”回答所述问题，那么根据步骤1100结束预载点确定。

对在图1和2中说明的方法替选地，可行的是，根据按照图3的将方法尽可能如第一实施例的方法那样构成以及起作用的第二实施例，操纵变量、即输送给驱动单元的电流、进而施加到滑动元件的滑动力保持恒定，并且在此检测改变的滑动速度。

换言之，根据本发明在用于确定预载点6的方法中使用执行器马达(电动机)的物理特征变量。执行器马达在预载点之前以恒定的速度开始，运动直至最大可能的预载点。执行器位置(滑动元件的位置)以及执行器马达的线性的传递的力(滑动力)被检测并且暂存用于评估。所述变量在图中可见地组合成二维特征曲线7、8。固定地在软件中保存的特征曲线(理论特征曲线)在理想情况下为预载点6处的变化曲线。为了将测量的和归一化的特征曲线7、8进行比较，将两个特征曲线7、8以数学的方式移动并且置于重叠。借助于计算最小平方误差的方法计算可决系数，所述可决系数作为量值用于示出：记录的和归一化的特征曲线7、8彼此以多大程度重合。在查找预载点6时，将归一化的特征曲线8点对点地移动到记录的特征曲线7上。可决系数的数值依据两个特征曲线7、8以多大程度重合而变小。可决系数的最小值说明，归一化的和测量的特征曲线7、8近似重合地重叠。预载点6作为特征曲线7中的点在具有最小可决系数的位置处给出。测量数据的比较因此借助固定地在逻辑中保存的数据曲线通过使用的最小平方误差的方法即使在略微改变的斜率的情况下也始终得出最佳结果，因为两个曲线7、8的尽可能好的一致性可靠地提供匹配的结果。在第一变型形式中，预载点6的确定借助执行器马达的线性力进行，其中测量的线性执行器分离力在执行器(滑动元件)的运动恒定实施的情况下被比较。尤其地，将测量曲线(实际特征曲线7)与归一化的特征曲线8进行比较。预载点6的确定通过移动归一化的曲线8进行。在全等重合的情况下，横坐标值作为预载点6的路径点采用。在第二变型形式中，预载点6的确定借助执行器速度进行。测量的线性的执行器速度的比较在执行器的恒定实施的运动中进行。测量曲线7与归一化的特征曲线8进行比较。预载点6的确定通过移动归一化的曲线8进行。在全等重合的情况下，将横坐标值作为预载点6的路径点采用。

附图标记列表：

1 离合器

2 动力传动系

3 操纵设备

4 电机

5 内燃机

6 预载点

7 实际特征曲线

8 理论特征曲线

9 变速器

100 第一步

200 第二步

300 第三步

400 第四步

500 第五步

600 第六步

700 第七步

800 第八步

900 第九步

1000 第十步

1100 第十一步

Claims (11)

1.一种用于借助于操纵设备(3)操纵混合动力传动系(2)的离合器(1)的方法，其中所述操纵设备(3)具有电执行器单元，所述电执行器单元借助滑动元件以调整的方式作用于操纵轴承，所述操纵轴承又与所述离合器(1)的调整元件运动耦联或能运动耦联，其中

将预载点(6)确定成，使得首先将所述滑动元件在滑动路径之上运动以创建实际特征曲线(7)，随后将所述实际特征曲线(7)与为所述滑动路径保存的理论特征曲线(8)进行比较，并且沿着所述实际特征曲线在如下点处规定(900)预载点(6)，所述点相对于所述理论特征曲线(8)的比较点不具有偏差或具有最小的偏差，其中在所述预载点处，所述操纵轴承借助最小滑动力按压在所述调整元件上，所述实际特征曲线描述所述滑动元件的物理运动特征值的特性，所述预载点(6)理论上处于所述滑动路径中。

2.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

在将所述实际特征曲线(7)与所述理论特征曲线(8)比较之前，将所述理论特征曲线(8)相对于所述实际特征曲线(7)以如下程度移动：直至在所述特征曲线(7，8)之间的偏差是最小的。

3.根据权利要求1或2所述的方法，

其特征在于，

计算表达在所述实际特征曲线(7)和所述理论特征曲线(8)之间的偏差的可决系数，并且将所述特征曲线(7，8)以如下程度相对于彼此移动：直至所述可决系数是最小的。

4.根据权利要求3所述的方法，

其特征在于，

所述可决系数通过用于计算最小平方误差的方法来计算。

5.根据权利要求4所述的方法，

其特征在于，

在所述滑动元件的滑动速度在所述滑动路径上保持恒定的情况下，检测所述实际特征曲线(7)。

6.根据权利要求5所述的方法，

其特征在于，

所述运动特征值是运动力或是输送给用于驱动所述滑动元件的驱动单元的电流值。

7.根据权利要求6所述的方法，

其特征在于，

在操纵变量在所述滑动路径中保持恒定的情况下，检测所述实际特征曲线(7)。

8.根据权利要求7所述的方法，

其特征在于，

所述运动特征值是所述滑动元件的滑动速度。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述操纵变量为运动力或输送给用于驱动所述滑动元件的所述驱动单元的电流值。

10.一种用于机动车的混合动力传动系(2)，所述混合动力传动系具有带有操纵设备(3)的离合器(1)，其中所述操纵设备(3)借助于电驱动单元作用于所述离合器(1)，使得通过根据权利要求1至9中任一项所述的方法来操纵所述离合器。

11.根据权利要求10所述的混合动力传动系(2)，

其中设有电机(4)以及内燃机(5)，并且所述离合器(1)设置在所述内燃机(5)和所述电机(4)之间。

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