CN111819100A - 用于控制驱动力矩的方法和用于执行该方法的传动系组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于控制电动机的驱动力矩的方法，该电动机用于驱动机动车的传动系。对驱动力矩的控制如此根据车速来进行，使得当车速低于所预设的阈值时，控制电动机(7)处于高的转矩‑模式下，并且当车速高于所预设阈值时，控制电动机(7)处于低的转矩‑模式下。本发明还涉及一种用于执行该方法的传动系组件。

Description

用于控制驱动力矩的方法和用于执行该方法的传动系组件
技术领域
本发明涉及一种用于控制机动车的传动系中的电动机的驱动力矩的方法。本发明还涉及一种用于执行这种方法的传动系组件。
背景技术
已知具有第一传动系以及第二传动系的机动车，第一传动系带有用于驱动第一驱动桥(Antreibesachse)的第一驱动源，第二传动系带有用于驱动第二驱动桥的第二驱动源。这些驱动源可以彼此不同，例如可以把两个驱动源之一设计成内燃机，而另一个驱动源设计成电气机器。这种驱动理念也称为“混合驱动”。电气机器和内燃机可以相应各自地或者共同叠加地驱动机动车。
在功率路径(Leistungspfad)上，电气机器可后置有变速器(Getriebe)以及动力分配单元(Leistungsverzweigungseinheit)，变速器使由电气机器产生的转动运动从快转化成慢，动力分配单元把引入的转动运动分配到两个侧轴上。
由EP 2 353 916 B1已知一种用于操控机动车传动系的离合器组件的方法，该离合器组件具有两个摩擦离合器，这些摩擦离合器带有共同的与驱动单元连接的输入组件。第一摩擦离合器具有与第一驱动桥连接的第一输出组件，并且第二摩擦离合器具有与第二驱动桥连接的第二输出组件。这些输出轴相应与相关的车辆车轮以驱动方式相连接。在检测第一或第二车辆车轮的行车道表面的不同的摩擦值时如此操控两个摩擦离合器，使得两个车辆车轮的驱动力矩局限于具有较低摩擦值的驱动轮的可传递到行车道上的驱动力矩。
由DE 10 2015 118 759 A1已知一种用于在机动车的传动系组件中控制驱动力矩和驱动转速的方法，该传动系组件具有两个彼此分开的传动系。第一传动系由内燃机驱动。第二传动系由电气机器驱动。在该方法中设置成，监视第一和第二驱动桥的转速，测定用于驱动第二驱动桥的电气机器的额定转速，根据这些驱动桥的转速将电气机器控制在额定转速-模式下，基于两个驱动桥的转速测定用于驱动第二驱动桥的额定转矩，并且根据第一和第二驱动桥的转速将第二传动系中的离合器控制在额定转矩-模式下。
由DE 10 2014 221 055 A1已知一种机动车，其带有以内燃机形式的用于驱动第一驱动桥的第一驱动机器和以电动机形式的用于驱动第二驱动桥的第二驱动机器。设置有驱动控制设备，其设定成根据作为控制变量的额定转矩来控制第一和第二驱动机器。在此，把驱动力矩预设量转变为合适的控制信号用于运行第一和第二驱动机器。
由US 2016/0356370 A1已知一种用于机动车的传动系的控制器。该控制器被配置成当第一桥的驱动车轮的滑移(Schlupf)超过预定的阈值时减小驱动转矩。该控制器控制施加到第二桥的车轮上的转矩，并且识别在何时在车轮处存在不同的滑移、在车轮中的哪个处滑移超过预定的阈值。然后借助控制器进行转矩调整。
由WO 2017 157479 A1已知一种用于驱动机动车的驱动桥的电驱动器。该电驱动器包括带有电机轴的电气机器、带变速器轴的变速器单元和双离合器单元，该变速器轴可被电机轴驱动旋转。双离合器单元包括离合器壳以及两个盘片组(Lamellenpaket)，所述离合器壳可被变速器轴驱动旋转，所述盘片组可借助相应的促动器分别操纵，以便将转矩传递到相应的侧轴上。这种双离合器组件(其也以名称“Twinster” 离合器由本申请人销售)能实现可变地将转矩分配到两个输出轴上。根据行驶状态而定，可以单独调节在弯道内部或弯道外部的车轮处的转矩，这在整体上引起改善的行驶动力性，或者更确切地说行驶稳定性。该控制原理也称为主动式的或可变的力矩分配或“Torque Vectoring(力矩矢量)”。
然而，在左车轮和右车轮处的牵引力明显不同的行驶状况(其也称为“μ-split-状况”)下，可变的力矩分配会导致围绕车辆竖直轴线的并非所愿的横摆力矩(Giermoment)。当今带有在驱动桥中的双离合器单元的全轮驱动组件采用复杂的调控策略(Regelstrategie)，以便尤其在速度较高时避免这种危急的横摆力矩。在这种情况下基本方式是，在速度较低时为了最大的牵引力应用第一种调控策略(“选择-高-策略”)，而在速度较高时为了最佳的行驶稳定性应用第二种调控策略(“选择-低-策略”)。
在带有电驱动器和用于可变的力矩分配的双离合器的全轮驱动系统中，可以借助双离合器进行对两个车辆车轮之间的转矩分配的控制。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种用于控制机动车的传动系用的电动机的驱动力矩的方法，利用该方法不仅在高速情况下而且在低速情况下都确保高的行驶稳定性。本发明的目的还在于，提出一种相应的传动系组件，利用其可以执行这种控制方法。
解决方案在于一种用于控制机动车的传动系中的电动机的驱动力矩的方法，其中，该传动系包括用于驱动第一车辆车轮的第一侧轴、用于驱动第二车辆车轮的第二侧轴、关联于第一侧轴的可控制的第一摩擦离合器、关联于第二侧轴的可控制的第二摩擦离合器、以及在功率路径上布置在电动机与两个摩擦离合器中的至少一个摩擦离合器之间的驱动件；具有如下方法步骤：监视代表驱动件的转速的驱动转速值；监视代表第一车辆车轮的转速的第一转速值；监视代表第二车辆车轮的转速的第二转速值；根据驱动转速值和第一转速值来测定用于第一摩擦离合器的可传递的第一离合器力矩；根据驱动转速值和第二转速值来测定用于第二摩擦离合器的可传递的第二离合器力矩；监视代表车速的车辆-速度值，并且将车辆-速度值与预设的速度阈值相比较；并且如果车辆-速度值低于预设的速度阈值：则如此控制电动机在高转矩-模式下，使得根据需要来提供由电动机产生的电机力矩；并且如果车辆-速度值高于预设的速度阈值：则如此控制电动机在低转矩-模式下，使得由电动机产生的电机力矩小于第一和第二可传递的离合器力矩中较小的那个离合器力矩的双倍加上附加力矩，该附加力矩小于电动机的最大可产生的力矩的50%。
该方法的优点是，尤其即使在车辆的高速情况下也确保高的行驶稳定性，其中，传动系中的摩擦损失通过把电动机的电机力矩控制在低转矩-模式下而最小化。这通过所述限制由电动机提供的电机力矩来实现，如果在速度阈值以上识别出在两个车轮之间具有不同摩擦值的行驶状况(“μ-split”)。到摩擦离合器中的功率输入相应地减小至可传递到行车道上的驱动力矩，该摩擦离合器关联于带有更大的滑移或相对于行车道更小的摩擦值的车轮。到相应的摩擦离合器中的能量输入因而也较小，从而该方法有助于提高在传动系运行时的能量效率。另一优点在于，在两个车辆车轮之间具有不同摩擦值的行驶状况(“μ-split”)出现时，该方法可执行得任意久，因为随着可传递的驱动力矩减小，到摩擦离合器中的热量输入较小并且相应地不进行热切断。
通过所述方法，在把电动机控制在低转矩-模式下时传动系表现得如同断开的差速变速器，该差速变速器在可传递的转动运动方面在两个侧轴之间具有平衡效果。
驱动件的转速被感测，该驱动件原则上可以是电动机与摩擦离合器之间的功率路径上的每个任意的构件。决定性的是，可以把测定的驱动转速值考虑作为参比值，用于测定在离合器的输入端与输出端之间的转速差。例如，驱动件可以是电动机的电机轴、与其连接的驱动轴、齿轮、离合器输入部分或与其抗扭地连接的驱动件。根据一种示例性的实施形式，为了测定可传递的第一离合器力矩，可以将离合器输入部分的转速与第一离合器输出部分的转速相比较，并且为了测定可传递的第二离合器力矩，可以将离合器输入部分的转速与第二离合器输出部分的转速相比较。两个离合器输入部分具有相同的转速，并且根据一种可行的实施形式也可以一体式地设计。
附加力矩可以被设置用于在具有更大滑移的车轮处提供一定的牵引力，然而以如下数量级，在该数量级中有可能出现的横摆力矩并不危急并且在行驶稳定性方面可良好地掌控。尤其设置成，该附加力矩小于可由电动机产生的最大电机力矩的50%，尤其小于可由电动机产生的最大电机力矩的30%，有时也小于其10%。为了设计附加力矩，可考虑多种可行方案，这些可行方案可以单独地或者补充地投入使用。在一种简单的实施方案中，可以把附加力矩确定为恒定的值(k)，该值例如可以介于5Nm和150Nm之间，其中，上限也可以更低，例如为100Nm或50Nm。因而在调控干预的情况下，会将电动机的所提供的电机力矩(Tm)限制于相对于行车道具有低摩擦值的车轮的可传递的驱动力矩(T20low)的两倍加上该恒定的值(k)(Tm<2* T20low+k)。根据另一种可行方案，附加力矩(Tx)能够可变地调节，优选根据车速来调节。在此尤其会设置成，相比于较低的车速时，在较高的车速时将附加力矩调节至更小的值。也可行的是，根据所测定的可传递的离合器力矩来调节附加力矩。尤其可以把附加力矩调节至第一与第二可传递的离合器力矩之间的差的一小部分，例如调节至小于力矩差的四分之一的值。
在调控技术上，把电机力矩控制在低的或高的转矩-模式下意味着，该转矩是用于控制电动机的待调节的参考变量(额定值)。根据机动车的行驶状态而定，测定电动机的对于期望的行驶动力学所需要的转矩，并且电动机相应地提供引入到传动系中的该电机力矩。在此，在高转矩-模式下，根据需要即无力矩方面的限制地，提供最大的电机力矩，并且将其引入到传动系中。牵引力需求视相应的行驶状况而定，例如根据存在的坡度和/或所期望的车辆加速度。在低转矩-模式下，把电动机的电机力矩限制于极限值，该极限值遵照两个车轮的最小可传递的离合器力矩的双倍，如上所述。在选择-低-模式下对电机力矩的测定至少基于机电地驱动的车桥的两个车轮的转速和电动机的或者与其驱动式地连接的构件的转速进行。该构件例如可以是离合器输入部分，尤其与电动机驱动式地连接的外盘片支架(Aussenlamellentraeger)。电机力矩例如可以借助电子调控单元(ECU)来计算。对两个摩擦离合器的控制可以利用同一个或另一电子调控单元来实现。
电动机转换能量，并且可以在电机运行或发电机运行中工作，其中，根据车辆处于惯性运行还是牵引运行而定，电机力矩相应地可以是正的或负的。对电动机的电机力矩的控制相应地可以涉及两种运行模式。在电机运行或牵引运行中，电动机把电能转变为机械能，从而能够驱动机动车的驱动桥或两个侧轴。电机力矩是正的，从而该方法在低转矩-模式下涉及由电动机最大可传递到车轮上的驱动力矩，如上所述。在发电机运行或惯性运行中，电动机把机械能转变为电能，其然后可以被蓄存在电池中。电机力矩是负的，从而该方法在低转矩-模式下涉及由车轮最大可传递到电动机上的制动力矩，如上所述。可行的是，回收机动车的制动能量，这也称为再生。
作为另外的方法步骤可以设置成，监视代表机动车横向加速度的横向加速度变量，并且产生横向加速度信号，该横向加速度信号可以用作用于控制电动机的输入变量。尤其，横向加速度信号可以用于确定电动机的电机力矩和/或转速。此外，横向加速度信号也可以被考虑用来控制待由两个摩擦离合器传递的额定力矩。根据一种可能的实施方案，如果横向加速度信号高于所定义的横向加速度阈值，则可以控制电动机处于高的转矩-模式下；并且/或者如果横向加速度信号低于设置成的横向加速度阈值，则可以控制电动机处于低的转矩-模式下。对横向加速度信号的考虑能够可选地进行。也就是说，如果仅满足车辆-速度高于所预设的速度阈值的条件，或者附加地满足横向加速度信号高于所定义的横向加速度阈值的条件，则可以控制电机力矩在低的转矩-模式下。横向加速度阈值尤其可以介于2m/s2和4m/s2之间并且例如为3m/s2。
所提到的方法适合于带有仅一个被驱动的传动系的机动车，或者适合于带有两个被驱动的彼此以机械方式分开的传动系的机动车。“以机械方式分开”指的是，第一和第二传动系分开地设计，且在这两个传动系之间未设置力传递组件。电动机仅用于驱动一个传动系或者一个驱动桥，而另一个驱动源仅用于驱动另一个传动系或另一个驱动桥。
在带有两个传动系的机动车中，前桥可由前驱动源驱动而后桥由电动机驱动，可以设置成，测定在前桥的两个车轮之间的转速差，并且根据这些前桥车轮的转速差如此控制电动机，使得当转速差低于所定义的转速差阈值时，控制电动机处于高转矩-模式下；而当转速差高于所定义的转速差阈值时，控制电动机处于低转矩-模式下。为了在低转矩-模式与高转矩-模式之间做出选择而对转速差的考虑能够可选地进行，也就是说，附加于对车辆-速度值的考虑且必要时附加于对横向加速度信号的考虑来进行。转速差阈值尤其可以介于20U/min和40U/min之间，并且例如为30U/min。通常可以设置成，如果前桥的车桥转速大于后桥的车桥转速，则运行电动机用于驱动后桥。
为了测定车桥转速，可以检测至少一个代表相应车辆车桥的转速的信号。为了计算车桥转速，例如可以采用相应车桥的右车轮和左车轮的平均车轮转速，或者，当在前车桥中使用差速器时，也采用差速器壳的转速。电动机可以在激活状态下可选地被如此调节至额定转速，使得相比于由内燃机驱动的车辆车桥，由电动机驱动的车辆车桥能以更高的转速驱动。此外可以设置成，电动机在机动车的弯道行驶时被接通用来驱动后桥，其中，那么优选如此调节电动机的额定转速，使得相比于前桥，后桥能以更大的转速驱动。
根据一种方法指导，可以监视对于机动车的车轮转速代表性的车轮转速变量，并由此产生相应的车轮转速信号。这些车轮转速信号可以被应用于测定电动机的电机力矩、电动机的额定转速、第一摩擦离合器的额定力矩和/或第二摩擦离合器的额定力矩。
对机动车的行驶动态性的调控在弯道行驶时尤为重要，其中，车速也起到关键的作用。在此作为另外的方法步骤可以设置成，监视对于机动车车轮的转向角度代表性的转向变量，并且产生相应的转向信号。该转向信号那么可以用来调节电动机的电机力矩和/或电机转速和/或两个摩擦离合器的相应的额定力矩，以便影响机动车的行驶动力学。
作为另外的方法步骤可以设置成，监视对于机动车的油门踏板位置代表性的油门踏板变量，并且产生油门踏板信号，其中，该油门踏板信号可以用来调节电动机的电机力矩和/或电机转速和/或两个摩擦离合器的相应的额定力矩。
不言而喻，可以执行所提到的方法步骤中的单个、多个或者全部方法步骤。也就是说，转向信号、横向加速度信号、油门踏板信号和/或车轮转速信号可以单独地或者组合地被应用于控制电机力矩或电动机转速。这一点相应地也适用于控制可由两个摩擦离合器传递的转矩。同样可考虑的是，检测其它变量并且将其考虑用来测定调控变量，比如机动车的纵向加速度、横摆率和/或其它可考虑的信号。
根据一种也可以称为再生模式的方法指导，当机动车处于惯性运行中时，可以使得两个摩擦离合器闭合。在上下文中，惯性运行理解为在其中电动机被车辆拖动(推动)的行驶状态。通过这种方式，电动机被第二驱动桥的车轮驱动，并且在发电机运行中工作。在此，电动机把由驱动桥引入的机械能转变为电能，该电能可以蓄存在与电动机连接的电池中。
根据另一种也可以称为巡航模式(Segelmodus)的方法指导，当机动车在巡航运行中运行时，可以使得两个摩擦离合器断开，从而电动机与传动系的车轮脱耦。术语“巡航”在当前应包括如下功能：在行驶期间使初级驱动源(内燃机)与相关的传动系脱耦，而不对其制动。在巡航运行中，电动机相应地也可以与侧轴脱耦(这通过离合器的断开来发生)并且必要时被切断。
上述目的的解决方案还在于一种用于机动车的驱动组件，其包括：传动系，该传动系带有电动机、用于驱动第一车辆车轮的第一侧轴、用于驱动第二车辆车轮的第二侧轴、关联于第一侧轴的可控制的第一摩擦离合器、关联于第二侧轴的可控制的第二摩擦离合器、以及在功率路径上布置在电动机与两个摩擦离合器中的至少一个摩擦离合器之间的驱动件；第一传感器件，用于测定代表第一侧轴的转速的第一转速值；第二传感器件，用于测定代表第二侧轴的转速的第二转速值；驱动转速传感器，用于测定代表驱动件的转速的驱动转速值中；以及至少一个用于控制电气机器的控制单元；其中，该控制单元被设定成执行根据上述实施形式中的一个或多个实施形式的方法。
利用该驱动组件产生了与采用根据本发明的方法相同的优点，以致于就此而言参见上述说明。不言而喻，与方法相关的全部特征都可转用于产品，反之，与产品相关的全部特征可转用于方法。通过使得电动机在高速时在低转矩-模式下运行，保证了高的行驶稳定性，其中，同时减小了摩擦损失。两个侧轴中的每一个都关联有摩擦离合器，该摩擦离合器调控可相应由相关的侧轴传递的转矩。摩擦离合器可以在功率路径上布置在电动机与第一或第二侧轴之间，或者也可以布置在相应的侧轴内部。
机电地驱动的传动系可以具有变速器单元，该变速器单元把由电动机引入的转矩分配到两个输出部分上。例如，变速器单元可以包括锥齿轮传动部(Winkeltrieb)或端齿轮变速器。变速器单元可以设计成输入变速器，即带有在变速器输入端与变速器输出端之间的固定的变速比。备选地，变速器单元也可以具有可控制的切换级，利用该切换级可以把由电动机引入的转动运动转变为不同的输出转速。
根据一种实施形式，第一摩擦离合器包括与电动机驱动式地连接的第一外盘片支架和与第一侧轴驱动式地连接的第一内盘片支架。相应地，第二摩擦离合器具有与电动机驱动式地连接的第二外盘片支架和与第二侧轴驱动式地连接的第二内盘片支架。优选地，第一外盘片支架和第二外盘片支架抗扭地相互连接，尤其一体式地设计。
设置成，第一摩擦离合器和第二摩擦离合器可相应在断开位置(在其中不传递转矩)与闭合位置(在其中传递全额转矩)之间无级地可变地控制。因而可以根据需要来调节在右车轮和左车轮处所需要的离合器力矩或者说驱动力矩。
附图说明
下面参照附图阐述优选的实施例。其中：
图1示意性地示出机动车的传动系组件，其用于控制电动机的电机力矩；
图2示意性地示出用于执行根据本发明的方法的流程图，该方法用于控制机动车传动系中的电动机的电机力矩。
具体实施方式
下面共同被描述的图1和2示出了机动车的机械的传动系组件2。该传动系组件2包括带有第一驱动桥4的第一传动系3和带有第二驱动桥6的第二传动系5。
第一传动系3可被第一驱动单元7驱动，该第一驱动单元设计成电气机器的形式。第二传动系5可被第二驱动单元8驱动，该第二驱动单元尤其设计成内燃机的形式，其中，也可考虑另一种驱动源，比如电气机器。第二驱动单元8可后置有切换变速器(Schaltgetriebe)13，利用该切换变速器把电机力矩转变为驱动力矩，或者把电机转速转变为驱动转速。
可看出的是，第一驱动桥3形成机动车的后桥而第二驱动桥6形成机动车的前桥，其中，相反的布置也是可行的。两个传动系3、5在机械方面彼此分开，也就是说，在两个传动系之间无法进行力传递。电气机器7仅用于驱动第一驱动桥4，而驱动源8仅用于驱动第二驱动桥6。一种变型的实施形式也是可行的，在该实施形式中，驱动仅一个车辆车桥。
前桥6包括车桥差速器37，该车桥差速器使得引入的驱动力矩均匀地分配到机动车的右边的和左边的前侧轴9、10上。这两个侧轴9、10在其变速器侧的端部处和在其车轮侧的端部处相应包括等速转动活节(未示出)，这些等速旋转活节能实现在角运动情况下将转矩传递到机动车的车轮11、12上。
机电地驱动的传动系3包括用于驱动右边的车轮17的右边的侧轴15、用于驱动左边的车轮18的左边的侧轴16、在电动机7与右边的侧轴15之间的功率路径上的可控制的第一摩擦离合器20以及在电动机7与左边的侧轴16之间的功率路径上的可控制的第二摩擦离合器20'。在当前的实施形式中，由电动机7产生的旋转运动经由可选的锥齿轮传动部14均匀地引入到两个摩擦离合器20、20'的两个离合器输入部分21、21'上。两个离合器20、20'的输出部分22、22'与相应的侧轴15、16连接，用于传递转矩。在外端部处，两个侧轴15、16与驱动桥4的车轮17、18连接。
根据一种未示出的变型的实施形式，两个摩擦离合器也可以设计成离合器单元，其带有一个共同的离合器输入部分和两个可相互独立地转动的离合器输出部分。在这种情况下，该共同的离合器输入部分与电动机驱动式地连接，而右边的离合器输出部分与右边的侧轴驱动式地连接并且左边的离合器输出部分与左边的侧轴驱动式地连接。在此，共同的离合器输入部分尤其可以设计成外盘片支架；相应地，离合器输出部分设计成内盘片支架。
利用两个摩擦离合器20、20'来控制把转矩传递和分配到两个侧轴17、18上。未设置车桥差速器。两个离合器输入部分21、21'刚性地相互连接，从而它们以相同的转速n4、n21旋转。为了调节在两个车辆车轮17、18处的不同的驱动力矩，离合器20、20'可相应单独地操控。两个离合器20、20'相应由相关的操纵单元34、34'操纵，利用该操纵单元可以使得用于闭合相应离合器20、20'的轴向力施加到离合器的摩擦组件上。操纵单元34、34'可以设计成液压的操纵单元，这些操纵单元由泵35供应以液压压力。不言而喻，操纵单元的其它形式也是可行的，例如机电的促动器(例如带有滚珠坡道组件)，或者电磁的促动器。
离合器20、20'的操纵单元和电气机器7由电子的控制单元(Electronic ControlUnit，ECU)控制，该控制单元把相应的控制电流经由导线发送至离合器20、20'或电气机器7。为了往返于控制单元(ECU)的电气信号传递，设置有串行的总线-组件23，其例如可以构造成CAN(Controller Area Network(控制器局域网))总线。用于在CAN-总线上传递信号的接口、协议和电路技术是已知的并且无须详述。不言而喻，备选于总线-组件，也可以设置有带有控制单元(ECU)的车辆的不同的电气部件的单独布线。
利用两个离合器20、20'可以实现不同的行驶状态。用于驱动相关驱动桥4的两个侧轴15、16的驱动力矩可以单独地且可变地根据所测定的需求(额定转矩)来调节。此外，两个侧轴15、16和电气机器7可借助于离合器20、20'根据需要相互连接或者彼此分开。离合器20、20'设计成摩擦离合器的形式，其能实现无级地可变地调节在相应的离合器输入部分21、21'与相关的离合器输出部分22、22'之间可传递的离合力矩。在完全闭合的状态下，侧轴15、16抗扭地相互连接，从而它们以相同的转速n4旋转。在两个离合器20、20'的断开状态下，两个侧轴15、16机械地与电动机7分开，从而在电动机7与车轮17、18之间不传递转矩。在闭合位置与断开位置之间，离合器20、20'可以被无级地调节至任何中间位置，从而在此可以单独地调节和控制传递到右边的和左边的侧轴15、16上的转矩。为此，控制单元(ECU)相应测定分别用于相关的离合器20、20'的额定力矩(T20、T20')。
控制单元(ECU)包括过程控制的微处理器和电子的存储器，在该存储器中存储有控制程序。在此，由微处理器，根据控制程序的指示产生用于离合器20、20'的操纵单元34、34'和电气机器7的相应的控制信号。为了产生相应的控制信号，控制单元(ECU)依靠关于机动车的不同的运行参数的信息。为此，控制单元(ECU)可以经由总线-组件23访问对于这些运行参数代表性的不同信号。
尤其设置转速传感器24、24'；25、25'，它们提供关于车轮11、12、18、19中的每个的相应转速n11、n12、n18、n19的信息。控制单元(ECU)可以由测得的转速计算出机动地驱动的车辆车桥4的车桥转速n4或第二车辆车桥6的车桥转速n6。此外可以设置转速传感器38，用于监视代表离合器输入部分21的转速n21的信号。另外可以设置转速传感器36，用于监视代表第二车辆车桥6的差速器37的差速器壳的转速n6的信号。基于前车轮11、12的感测的转速n11、n12或者差速器壳37的转速n6，可以识别出这些前车轮之一在何时进入到打滑状态中，从而然后可以借助控制单元(ECU)调控地干预行驶动力学。
还设置成，控制单元(ECU)访问对于驱动单元8的所提供的电机力矩(T8)和/或电机转速(n8)代表性的至少一个电机信号。该电机信号由示意性地示出的电机传感器26传递到总线-组件23上。此外，控制单元(ECU)访问转向角度信号。该转向角度信号由转向角度传感器27提供，该转向角度传感器检测机动车的转向轮28的或者承载转向轮28的转向柱的转动位置。在此，转向轮的或者转向柱的转动位置是用于机动车的用α表示的转向角度的量度，即前车轮与正前方位置的角度差。
作为用于控制单元(ECU)的另外的输入信号，可以采用踏板位置信号，该踏板位置信号借助踏板传感器29说明机动车的油门踏板30的位置。还可以设置成，控制单元(ECU)可以访问机动车的对于机动车的围绕竖直轴线的横向加速度Alat或者机动车的纵向加速度代表性的一个或多个加速度信号。为此象征性地绘出了加速度传感器31，其同样经由总线-组件23与控制单元(ECU)连接。
也可以设置成，控制单元(ECU)访问其它信号，例如档位信号，该档位信号检测切换变速器的档位。此外，控制单元(ECU)可以按照本身已知的方法测定机动车的速度。
当前调控理念的特殊性是，根据车辆速度来控制电气机器7处于转矩-模式下。在此具体地设置成，当车轮速度低于所预设的速度阈值v_lim时，控制电动机7处于高的转矩-模式下，其中，所提供的电机力矩Tm不受限制，或者根据所调用的需求来调节(Tm=Tm_max)。与此相对地，当车辆速度高于所预设的速度阈值时，如此控制电动机7处于低的转矩-模式下，使得由电动机7产生的电机力矩Tm限制于相对于最大电机力矩更小的极限值Tm_lim。受限的电机力矩Tm_lim小于等于第一和第二可传递的离合器力矩(T20'、T20)中较小的那个(T20low)的双倍加上附加力矩(Tx)，即Tm_lim≤2*T20low+Tx)。附加力矩Tx尤其可以小于等于电动机7的最大可产生的力矩Tm_max的50%。对可由摩擦离合器20、20'传递的离合器力矩T20'、T20的测定相应至少根据机电地驱动的车桥4的两个车辆车轮17、18的转速值n17、n18，相应与离合器输入部分21、21'的转速n21成比例地进行。
下面借助根据图2的流程图来阐述其它细节。
可看出的是，作为用于控制电动机7的电机力矩Tm的输入变量I，考虑离合器输入部分21、21'的转速n21、车轮17、18的转速n17、n18、车速v、转向角度信号α和横向加速度信号Alat。在此，后两个信号值，即转向角度信号α和横向加速度信号Alat是可选的。
在步骤S10中，测定在机电地驱动的车桥4的两个车轮17、18之一和于功率路径上前置于摩擦离合器20、20'的驱动构件21之间是否有可能存在打滑。为此可以考虑在右边的车轮17的转速n17与离合器输入部分21的转速n21之间的差，或者考虑在左边的车轮18的转速n18与离合器输入部分21'的转速n21之间的差。相应的离合器输入部分21、21'的或者与其连接的构件的转速n21借助于转速传感器38来检测。根据一种变型的实施形式，两个摩擦离合器20、20'也可以设计成一个结构单元。在此，两个离合器输入部分21、21'可实施成一体式，尤其以外盘片支架的形式。在这种情况下，内盘片支架会抗扭地与相应的侧轴连接。不言而喻，在计算滑移时，考虑或者计算出在右边的和左边的车轮17、18之间的有可能基于弯道行驶而存在的转速差。
在另一步骤S20中，可由右边的离合器20传递的离合器力矩T20被计算为在右边的车辆车轮17的转速n17与离合器输入部分21的转速n21之间的转速差的函数。相应地，可由左边的离合器20'传递的离合器力矩T20'被计算为在左边的车辆车轮18的转速n18与离合器输入部分21'的转速n21'之间的转速差的函数。第一和第二离合器部分21、21'刚性地相互连接，因而具有相同的转速(n21=n21')。
持续地对车速v和可选地其它值比如横向加速度Alat和/或在前车桥6的两个车轮11、12之间的可能的转速差进行监视。
根据对于车速v代表性的车速值高于还是低于所定义的速度阈值v_lim而定，且必要时根据所测定的横向加速度信号Alat高于还是低于所定义的横向加速度阈值Alat_lim而定，且必要时根据在前车桥6的右边的和左边的车轮11、12之间的转速差Δn6(所谓的μ-split-行驶状态)高于还是低于所定义的转速差值Δn6_lim而定，然后在步骤S30中进行如下情况区分：电动机7是在高的转矩-模式下(“选择高”)还是在低的转矩-模式下(“选择低”)运行。
如果车辆速度v低于(-)所预设的例如可以介于50和70km/h之间的阈值v_lim，则控制电动机7处于高的转矩-模式下，从而所提供的电机力矩(Tm)不受限制(Tm=Tm_max)。也可以称为“选择高”的该模式在图2的左边的分支S40中示出。在该工作模式下，两个摩擦离合器20、20'可以相应地调控成使得它们传递最大的离合器力矩。最大可传递的离合器力矩至少基本上相应于可由相关的车辆车轮17、18传递到道路上的驱动力矩。
如果车速高于(+)所预设的阈值，则把电动机7的电机力矩Tm限制于极限值T_lim(Tm=T_lim)。这种情况在图2的右边的分支中示出。受限制的电机力矩(Tm_lim)视如下离合器20、20'的可传递的离合器力矩(T20'、T20)而定，所述离合器的相关的车辆车轮17、18具有相对于行车道的更小的牵引力。在步骤S50中进行如下情况区分：是否由于滑移而在两个摩擦离合器20、20'之间存在可不同地传递的离合器力矩T20'、T20，或者，哪个可传递的离合器力矩T20'、T20由于滑移有可能更大而哪个更小。
尤其设置成，受限的电机力矩(Tm_lim)小于或等于第一和第二可传递的离合器力矩(T20'、T20)中较小的那个(T20low)的双倍加上附加力矩Tx，即Tm_lim≤2*T20low+Tx。附加转矩Tx可以基于不同的可行方案来确定，尤其小于电动机7的最大可产生的力矩Tm_max的50%，即Tm_lim≤2*T20low+0.5Tm_max。
如果在右边的车轮17处存在滑移，也就是说，右边的摩擦离合器20的可传递的离合器力矩T20小于左边的摩擦离合器20'的可传递的离合器力矩T20'，则测定对于电机力矩Tm的极限值，作为右边的摩擦离合器20的可传递的离合器力矩T20的函数。在此，适用Tm_lim=2*T20+Tx。该可行方案在左边的子分支S60中示出。如果相应地在左边的车辆车轮18处存在滑移，也就是说，左边的摩擦离合器20'的可传递的离合器力矩T20'小于右边的摩擦离合器20的可传递的离合器力矩T20，则测定对于电机力矩Tm的极限值，作为左边的摩擦离合器20'的可传递的离合器力矩T20'的函数。在此，适用Tm_lim=2*T20'+Tx。该可行方案在右边的子分支S70中示出。该方法的结束用S80绘出。
附加力矩Tx可以被设置用于在带有更大滑移的车轮17、18处提供一定的牵引力，然而以如下数量级，在该数量级中有可能出现的横摆力矩并不危急并且在行驶稳定性方面可良好地掌控。为了具体地确定附加力矩Tx，可考虑多种可行方案。在一种简单的实施方案中，可以将附加力矩确定为恒定的值k，该值例如可以介于5Nm和150Nm之间，即Tx=k。因此在调控干预的情况下，电动机7的所提供的电机力矩Tm将被限制于相对于行车道具有较低的摩擦值的车轮17、18的可传递的驱动力矩T20low的双倍加上该恒定的值k，即Tm<Tm_lim=2xT20low+Tx)。也可行的是，可变地调节附加力矩，优选根据车辆速度来调节。在此尤其可以设置成，相比于在车辆速度较低时，在车辆速度较高时将附加力矩调节至更小的值。尤其设置成，附加力矩小于等于电动机7的最大电机力矩的50%。
该方法不仅可以在牵引运行中执行，也就是说，电动机7把电能转变为机械能，以便驱动车辆，而且可以在惯性运行中执行，也就是说，电动机7把机械能转变为电能，以便制动车辆。
该方法的优点是，尤其即使在车辆的高速情况下也确保高的行驶稳定性，其中，传动系中的摩擦损失通过把电动机7的电机力矩Tm控制在低的转矩-模式下而最小化。到摩擦离合器中的功率输入，相应地减小至可传递到行车道上的驱动力矩，该摩擦离合器关联于带有更大的滑移或者说相对于行车道的更小的摩擦值的车轮17、18。到相应的摩擦离合器20、20'中的能量输入因而也较小，从而该方法有助于提高在传动系运行时的能量效率。
附图标记清单：
2 传动系组件
3 第一传动系
4 第一驱动桥
5 第二传动系
6 第二驱动桥
7 电气机器/电动机
8 驱动源
9 侧轴
10 侧轴
11 车轮
12 车轮
13 变速器
14 锥齿轮传动部
15 侧轴
16 侧轴
17 差速器壳
18 车轮
19 车轮
20、20' 离合器
21 离合器输入部分
22 离合器输出部分
23 总线-组件
24 转速传感器
25 转速传感器
26 电机传感器
27 转向角度传感器
28 转向轮
29 踏板传感器
30 油门踏板
31 加速度传感器
32 输出部分
33 输出部分
34 操纵单元
35 泵
36 转速传感器
37 车桥差速器
38 转速传感器
39 电机传感器
Alat 横向加速度
α 转向角度
ECU 电子控制单元
I 输入信号
n 转速
S10-S80 步骤
T 转矩
v 速度。

Claims (12)

1.用于控制机动车的传动系(3)中的电动机的电机力矩的方法，其中，所述传动系(3)包括用于驱动第一车辆车轮(17)的第一侧轴(15)、用于驱动第二车辆车轮(18)的第二侧轴(16)、关联于所述第一侧轴(15)的可控制的第一摩擦离合器(20)、以及关联于所述第二侧轴(16)的可控制的第二摩擦离合器(20')、以及在功率路径上布置在所述电动机(7)与第一和第二摩擦离合器(20、20')中的至少一个摩擦离合器之间的驱动件(21)；
带有如下方法步骤：
监视代表所述驱动件(21)的转速(n21)的驱动转速值；
监视代表所述第一车辆车轮(17)的转速(n17)的第一转速值；
监视代表所述第二车辆车轮(18)的转速(n18)的第二转速值；
根据所述第一转速值相对于所述驱动转速值来测定用于所述第一摩擦离合器(20)的可传递的第一离合器力矩(T20)；并且
根据所述第二转速值相对于所动转速值来测定用于所述第二摩擦离合器(20')的可传递的第二离合器力矩(T20')；
监视代表车速(v)的车辆-速度值，并且将所述车辆-速度值与所预设的速度阈值(v_lim)相比较；
如果所述车辆-速度值低于所预设的速度阈值(v_lim)：
则如此控制所述电动机(7)处于高转矩-模式下，使得根据需要来提供由所述电动机(7)产生的电机力矩；
如果所述车辆-速度值高于所预设的所述速度阈值(v_lim)：
则如此控制所述电动机(7)处于低转矩-模式下，使得由所述电动机(7)产生的电机力矩(Tm)小于第一和第二可传递的离合器力矩(T20、T20')中较小的那个离合器力矩的双倍加上所述电动机(7)的最大可产生的力矩(Tm_max)的50%。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，作为另外的步骤设置成：
监视对于所述机动车的横向加速度(Alat)代表性的横向加速度变量，并且产生横向加速度信号，
其中，根据所述横向加速度信号来如此控制所述电动机(7)，使得
如果所述横向加速度信号高于所定义的横向加速度阈值，则控制所述电动机(7)处于高的转矩-模式下；
如果所述横向加速度信号低于所定义的横向加速度阈值，则控制所述电动机(7)处于低的转矩-模式下。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述横向加速度信号被应用于测定下述中的至少一个：
所述电动机(7)的电机力矩(Tm)、所述电动机(7)的额定转速(n7)、所述第一离合器(20)的可传递的第一离合器力矩(T20)和所述第二离合器(20')的可传递的第二离合器力矩(T20')。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述机动车具有受驱动的前桥(6)和后桥(4)，其中，可由所述电动机(7)驱动的所述传动系(3)关联于所述后桥(4)，
其中，作为另外的步骤设置成：
测定在所述前桥(6)的第一侧轴(9)和第二侧轴(10)之间的转速差，并且
如此根据所述转速差来控制所述电动机(7)，使得
当所述转速差低于所定义的转速差阈值时，控制所述电动机(7)处于高转矩-模式下；且
当所述转速差高于所述所定义的转速差阈值时，控制所述电动机(7)处于低转矩-模式下。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，作为另外的步骤设置成：
监视对于所述机动车的车轮转速(n11、n12、n18、n19)代表性的车轮转速变量，并且产生车轮转速信号，其中，所述车轮转速信号被应用于测定下述中的至少一个：所述电动机(7)的电机力矩(Tm)、所述电动机(7)的额定转速(n7)、所述第一离合器(20)的可传递的第一离合器力矩(T20)和所述第二离合器(20')的可传递的第二离合器力矩(T20')。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，作为另外的步骤设置成：
监视对于所述机动车的转向角度(α)代表性的转向变量，并且产生转向信号，其中，所述转向信号被应用于测定下述中的至少一个：所述电动机(7)的电机力矩(Tm)、所述电动机(7)的额定转速(n7)、所述第一离合器(20)的可传递的第一离合器力矩(T20)和所述第二离合器(20')的可传递的第二离合器力矩(T20')。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，为了测定所述可传递的第一离合器力矩(T20)，将第一离合器输入部分(21)的转速(n21)与第一离合器输出部分(22)的转速(n22)相比较；且
为了测定所述可传递的第二离合器力矩(T20')，将第二离合器输入部分(21')的转速(n21')与第二离合器输出部分(22')的转速(n22')相比较。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述电动机(7)的电机力矩是正的，其中，所述电动机(7)在高的转矩-模式下被调节至最大可产生的驱动力矩；或者，
所述电动机(7)的电机力矩是负的，其中，所述电动机(7)在高的转矩-模式下被调节至最大可产生的制动力矩。
9.用于机动车的驱动组件，包括：
传动系(3)，其带有电动机(7)、用于驱动第一车辆车轮(17)的第一侧轴(15)、用于驱动第二车辆车轮(18)的第二侧轴(16)、对可由所述第一侧轴(15)传递的转矩予以调控的可控制的第一摩擦离合器(20)、对可由所述第二侧轴(16)传递的转矩予以调控的可控制的第二摩擦离合器(20')、以及在功率路径上布置在所述电动机(7)与所述第一和第二摩擦离合器(20、20')中的至少一个摩擦离合器之间的驱动件(21)；
第一传感器件(25)，用于测定代表所述第一车辆车轮(17)的转速(n17)的第一转速值；
第二传感器件(25')，用于测定代表所述第二车辆车轮(18)的转速(n18)的第二转速值；
驱动转速传感器(38、39)，用于测定代表所述驱动件(21)的转速的驱动转速值；和
至少一个用于控制电气机器(7)的控制单元(ECU)；
其特征在于，所述控制单元(ECU)设定成执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法。
10.根据权利要求9所述的驱动组件，其特征在于，所述第一摩擦离合器(20)具有与所述电动机(7)驱动式地连接的第一外盘片支架和与所述第一侧轴(15)驱动式地连接的第一内盘片支架，并且，
所述第二摩擦离合器(20')具有与所述电动机(7)驱动式地连接的第二外盘片支架和与所述第二侧轴(16)驱动式地连接的第二内盘片支架，
其中，所述第一外盘片支架和所述第二外盘片支架抗扭地相互连接，尤其一体式地设计。
11.根据权利要求9或10所述的驱动组件，其特征在于，带有电动机(7)的所述传动系(3)关联于所述机动车的后桥(4)，其中，还设置有用于驱动所述机动车的前桥(6)的传动系(5)，其与所述后桥(4)的传动系(3)机械地分开。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的驱动组件，其特征在于，所述第一摩擦离合器(20)和所述第二摩擦离合器(20')能够相应在断开位置与闭合位置之间无级地可变地控制，在所述断开位置中不传递力矩，在所述闭合位置中传递全额力矩。
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