CN112041582B - 用于控制机动车辆的致动器单元的致动器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于控制机动车辆（3）的致动器单元（2）的致动器（1）的方法，其中致动器单元（2）具有由致动器（1）致动的至少一个部件（4），致动器（1）和用于驱动致动器（1）的驱动马达（5），其中根据机动车辆（3）的操作状态控制驱动马达（5）；其中在第一操作状态下，致动器（1）的致动根据第一控制程序（6）以驱动马达（5）的高动力发生；并且在第二操作状态下，致动器（1）的致动根据第二控制程序（7）以驱动马达（5）的适应的动力发生。

Description

用于控制机动车辆的致动器单元的致动器的方法

技术领域

本发明涉及用于控制机动车辆的致动器单元的致动器的方法。特别地，提供致动器用于激活离合器，特别是多盘离合器，优选地布置在机动车辆的侧轴上的离合器，使得通过闭合离合器，机动车辆的整个车桥（所致动的离合器在此被称为助力器（booster））或者仅一个车轮（所致动的离合器在此被称为双离合器（twinster））以传递扭矩的方式连接到机动车辆的驱动单元。特别地，致动器是机电致动器。

背景技术

致动器包括（电）驱动马达和控制装置。致动器可具有，例如，带有可旋转的第一盘（调节环）的斜面机构，该第一盘具有第一斜面（槽）；第二盘（调节环），该第二盘（调节环）仅可在轴向方向上运动并且具有第二斜面（槽）；以及布置在盘之间、在第一斜面和第二斜面中的滚珠；以及用于使第二盘在轴向方向上运动的至少一个弹簧。可由驱动马达通过调节环的旋转使第二盘沿轴向方向运动。例如，可凭借该在轴向方向上的运动激活离合器。驱动马达可凭借一个或多个齿轮对连接到第一盘，以便传递旋转运动。

离合器的设计和致动器的设计是已知的，例如，来自DE 100 65 355 C2。在所述文件中，重点在于实施用于致动器的带有减弱的冲击性能的快速返回。为此，以适应的方式操作电动机，使得恰好在到达用于产生制动扭矩的输出位置之前，使电动机短路或者向电动机施加正电压。这旨在减弱滚珠对致动环的槽端部的冲击，并因此防止以这种方式产生的严重冲击。

目的在于不断提高机动车辆的舒适度。特别地，应尽可能减少或避免来自传动系的所有噪声和可察觉的操作力，该噪声和可察觉的操作力在机动车辆操作时可被机动车辆乘员听到。

发明内容

以此为出发点，本发明的目的是至少部分地解决就现有技术描述的问题。特别地，本发明提出了用于控制致动器的方法，通过该方法使得可进一步减少可感知的噪声或可感知的操作力。

根据本发明的方法对此做出了贡献。

提出了用于执行机动车辆的致动器单元的致动器的开环控制（也被称为控制）的方法。致动器单元具有由致动器激活的至少一个部件（例如，离合器）、致动器和用于驱动致动器的（电）驱动马达。驱动马达作为机动车辆的操作状态的函数致动。在第一操作状态下，根据第一控制程序以驱动马达的高动力激活致动器。在第二操作状态下，根据第二控制程序以驱动马达的较低的/适应（于实际系统性能）的动力激活致动器。该方法包括至少以下步骤：

a）检测致动器的期望的激活；

b）检测机动车辆的当前存在的操作状态；

c）选择为该操作状态提供的控制程序；

d）以选择的第一控制程序或第二控制程序致动驱动马达。

第一操作状态和第二操作状态至少与机动车辆的噪声产生相关。

特别地，驱动马达具有一个或多个齿轮对（彼此连接的致动器单元的机械部件，例如，带有游隙），凭借该齿轮对，可传递用于激活部件的驱动马达的扭矩。特别地，例如，将驱动马达的旋转运动转换成在轴向方向上的运动。特别地，凭借该运动激活部件。

特别地，致动器单元导致噪声，例如，因为应用彼此啮合的齿轮的齿面（特别是当驱动马达的（旋转）运动反向时）。当致动器以高动力激活时（第一控制程序），与期望的激活相比，驱动马达以高速度和尽可能短的减速致动。在这种情况下，例如，致动器单元的机械部件（该机械部件彼此连接并带有游隙）加速并尽可能快地运动，使得一旦克服了在部件之间存在的游隙，则在部件之间发生机械接触。机动车辆的乘员可在听觉上感知到该机械接触（可是可听见的），特别是在机动车辆的特定操作状态下。

当致动器以低动力激活时（第二控制程序），与期望的激活相比，驱动马达以相对低的速度并且如果合适的话以减速致动。在这种情况下，例如，致动器单元的机械部件（该机械部件彼此连接并带有游隙）较缓慢地加速和/或以较低的速度运动（与第一控制程序的情况下的速度相比），使得一旦克服了在部件之间存在的游隙，则（以减弱的方式）发生机械接触。

当必要时，也就是说特别是根据当前的噪声情况，拒绝潜在地技术上可能的（并且对于该控制操作可能是常规的）高动力，而是替代地选择较低的动力。

特别地，可通过使设定值规范（setpoint value specification）的动力更近似于实际系统的动力（第二控制程序）而实现控制质量的改进以及因此声音性能的改进。为此，在操作期间确定实际系统的动力，并由控制设备学习设定值规范的动力。特别地，设定规范可以下述方式实施，即，该设定值规范可实施为与实际系统的可能的动力尽可能精确。

在此提出的是，根据所检测（例如，凭借控制装置）的机动车辆的当前存在的操作状态选择哪个控制程序以致动驱动马达。

特别地，与由第一控制程序激活相比，第二控制程序包括在整个控制范围内以相对低的动力和/或以改进的设定值规范与实际系统性能的近似性激活致动器。特别地，凭借根据系统时间常数的对设定值规范的根据情况的过滤，可实现降低控制误差和降低所操纵的变量，其结果是，例如，可改进瞬态响应并且可避免离合器扭矩中的过冲。通过降低操纵变量，例如，可降低功率并且因此可降低能量消耗。

特别地，在第二控制程序期间，较缓慢地致动致动器或其驱动马达。

特别地，降低了驱动马达的突然加速，并且至少暂时地降低了凭借驱动马达驱动的部件的速度的忽然改变。此外，通过既在操作期间又在当接近端部止挡时的驱动马达和致动器系统的较平缓的性能，可实现噪声的减少。

特别地，这使得可以降低的加速度或降低的速度克服在致动器单元的机械部件之间存在的游隙。例如，因此可使彼此啮合的齿轮的齿面与在第一控制程序中相比较缓慢/较平缓地彼此支靠。因此可减少噪声的产生。

特别地，机动车辆在第一操作状态下具有第一噪声产生水平，并且在第二操作状态下具有第二噪声产生水平。第二噪声产生水平低于第一噪声产生水平。特别地，噪声产生的实例（或噪声水平，优选地在机动车辆的客厢中，优选地在机动车辆的乘员区域中）相差至少三分贝，特别是相差至少六个分贝，优选地相差至少九分贝。

特别地，在机动车辆的客厢中的固定位置处确定噪声产生，特别是在机动车辆的车辆乘员区域中（也就是说，用于机动车辆的使用者的座椅布置在其中的区域）确定。

特别地，因此，当由机动车辆产生的噪声较低时，执行第二控制程序。在机动车辆的这种状态下，可（更可能）在听觉上感知到致动器的激活。因此，提出了根据背景噪声选择控制程序，该背景噪声可被机动车辆的乘员感知。因此可明显提高机动车辆的舒适性。

特别地，第二控制程序的有效性可在测试设置中检查或验证。特别地，在静止的机动车辆中或在单独提供的致动器单元上检查该方法。在这种情况下，一方面，根据第一控制程序，以驱动马达的高动力激活致动器。并且另一方面，根据第二控制程序，以驱动马达的适应的动力激活致动器。确定/测量当激活致动器时发生的噪声水平，并将其互相比较。在这种情况下，第二控制程序的激活应产生下述噪声水平，即，与当执行第一控制程序的激活时产生的噪声的最大音量相比，其最大音量低至少1分贝，特别是至少2分贝，优选地至少3分贝，并且特别优选地至少6分贝。

特别地，根据由机动车辆产生的噪声，可提供多种不同的控制程序。可以就致动器的致动的动力以分级的方式执行控制程序：第一控制程序包括致动的最高动力（在致动器的激活期间最大的噪声产生）、第二控制程序包括较低的动力（具有较小的噪声产生）、以及第n控制程序（其中n=3,4,5...）包括比第n-1控制程序甚至更低的动力（具有甚至更小的噪声产生）。

特别地，在第一操作状态下（并且在第二操作状态下），机动车辆凭借所述机动车辆的驱动单元的扭矩驱动。在第二操作状态下，特别地，可考虑不使用驱动单元的扭矩以驱动机动车辆的情况。例如，在第二操作状态下，驱动单元则是怠速的，即，机动车辆的传动系从驱动单元分离（例如，凭借离合器），使得驱动单元和传动系不彼此连接（并且不在传动系和驱动单元之间传递扭矩）。

机动车辆优选地处于第二操作状态下。

在第二操作状态下可关闭作为机动车辆的驱动单元提供的内燃发动机（例如，因为自动起停系统）。

特别地，第二（或第n+1）控制程序对应于由PT1控制器或PT2控制器采取的第一（或第n）控制程序。

特别地，控制程序在所使用的控制器方面不同。特别地，与由所使用的控制程序的设定激活相比，使用于致动致动器或驱动马达的信号（并且该信号遵循致动器的期望的激活并且旨在实施期望的激活（设定激活））减速或制动到较多或较少的程度。在这种情况下，可在第一（或第n）控制程序中使用PT1控制器，而在第二（或第n+1）控制程序中（具有降低的动力）使用PT2控制器。

特别地，控制程序也可由PT1控制器和PT2控制器的组合形成，或者控制程序可在PT1控制器的信号和PT2控制器的信号之间插入。此外，还可在测量变量和设定值规范之间插入，使得可进一步近似实际系统时间常数。

根据一个优选的实施例，部件是离合器。特别地，因此提供致动器以激活离合器，特别是多盘离合器，优选地布置在机动车辆的侧轴上的离合器，使得通过闭合离合器，机动车辆的整个车桥（所致动的离合器在此被称为助力器）或者仅一个车轮（所致动的离合器在此被称为双离合器）以传递扭矩的方式连接到机动车辆的驱动单元。特别地，致动器是机电致动器。

特别地，可根据致动器的设定位置取消选择该方法，该设定位置是期望的激活要求的。特别地，可识别（例如，凭借所启动的致动器的激活的方式），在某些情况下，是否以另一（特别是第n-1或第一）控制程序替换在当前存在的操作状态的基础上选择的（第n）控制程序。

如果适当，可从所启动的激活的方式中推断（如果期望的激活发生得非常快，或者如果将尽可能快地将驱动单元的高扭矩传递到机动车辆的传动系），是否应为了允许较快速地实施期望的激活而接受由于高动力导致的由致动器单元产生的更高水平的噪声产生。

可根据扭矩的绝对值取消选择该方法，该扭矩的绝对值是期望的激活要求的。

如果取消选择该方法，则致动器的驱动马达可根据控制程序立即致动或加速（因此具有高/最大动力）。

此外，提出了机动车辆，该机动车辆至少具有用于驱动机动车辆的驱动单元和带有用于激活机动车辆的部件的致动器的致动器单元。致动器单元具有用于驱动致动器的驱动马达和控制装置。控制装置适合地设计为并配置为执行已经描述的方法并且可在机动车辆操作时执行在此描述的方法。

特别地，部件是离合器，凭借该离合器用于驱动机动车辆的驱动单元的扭矩可联接到机动车辆的传动系中并且可从传动系断开联接。

特别地，关于方法的陈述可移植到机动车辆，并且反之亦然。

为预防起见，应注意的是，在此使用的数字表述（“第一”、“第二”……）主要（仅）用于区分多个相同的主题、变量或过程，也就是说，特别是不必然说明这些主题、变量或过程相对于彼此的任何依赖关系和/或顺序。如果依赖关系和/或顺序是必需的，则这会在此明示指出，或者这会以明显的方式在研究具体描述的配置的基础上对于本领域技术人员来说是显而易见的。

附图说明

下面参考附图更详细地解释本发明和技术领域。应注意的是，本发明并不旨在由示出的示例性实施例限制。特别地，除非另有明示说明，否则还可提取在附图中解释的内容的部分方面，并将其与来自本说明书和/或附图中的其他部件和实现方式组合。相同的附图标记表示相同的主题，因此，如果适当的话，可额外地使用来自其他附图的解释。在附图中，分别以示意的形式：

图1在侧视图中示出了带有致动器和离合器的部分的机动车辆并带有控制装置；以及

图2在图表中示出了根据多个控制程序的致动器的致动进程。

具体实施方式

图1在侧视图中示出了带有致动器单元2和作为部件4的离合器的部分的机动车辆3并带有控制装置9。

在此示出的离合器的设计和致动器1的设计是已知的，例如，来自DE 100 65 355C2。

致动器1包括电驱动马达5和控制单元9，斜面机构11和传动设备12。驱动马达5的旋转运动13经由传动设备12（齿轮对）传递到斜面机构11。驱动马达5的旋转运动13凭借斜面机构11转换为在轴向方向15上的运动14。运动14用于激活部件4，部件4在此是离合器。离合器用于连接驱动单元8和传动系10（例如，变速器、侧轴、纵轴）用于驱动机动车辆3的车轮。

致动器1具有驱动马达5和作为传动设备12的多个齿轮对（彼此连接的致动器单元2的机械部件16，例如，带有游隙），经由该传动设备12可传递驱动马达5的扭矩以便激活部件4。

噪声可是由致动器单元2引起的，例如，由应用彼此啮合的齿轮的齿面引起的（特别是当驱动马达5的（旋转）运动反向时）。当致动器1以高动力激活时（第一控制程序6），与期望的激活相比，驱动马达5以高速度致动并带有尽可能低的减速。在这种情况下，例如，致动器单元2的机械部件16（该机械部件16彼此连接并带有游隙）加速并尽可能快地运动，使得一旦克服了在部件16之间存在的游隙，则在部件16之间发生机械接触。机动车辆3的乘员可在听觉上感知到（可是可听见的）该机械接触，特别是在机动车辆3的特定操作状态下。

在此提出的是，根据机动车辆3的当前存在的操作状态选择哪个控制程序6、7以致动驱动马达5，将凭借控制装置9检测该当前存在的操作状态。

第二控制程序7包括以与凭借第一控制程序6相比适应的和/或较低的动力（转速、加速度或制动）激活致动器1。在此，致动致动器1或其驱动马达5考虑了实际系统性能。在这种情况下，通过驱动马达5的较平缓的运动，避免了驱动马达5和凭借驱动马达5驱动的部件16的突然加速。

特别地，这使得可以适应的和/或减小的加速度或速度克服在致动器单元2的机械部件之间存在的游隙。例如，这使得与在第一控制程序6中相比，彼此啮合的齿轮的齿面可较缓慢地彼此抵靠。以这种方式，可减少噪声的产生。

图2在图表中示出了根据多个控制程序6、7的致动器1的致动进程。在该图表中，时间17绘制在横轴上，并且驱动马达5的位置18绘制在纵轴上。

第一进程19示出了期望的致动器1的激活。因此，使驱动马达5运动到特定位置18。凭借第二进程20示出了常规（已知）控制操作。凭借控制装置9使驱动马达5尽可能快地运动，其中可检测为达期望位置18的驱动马达5的过冲和下冲。

第三进程21示出了根据第一控制程序6的驱动马达5的位置18的测量的进程，其中第三进程21是在第二进程20的基础上通过PT1控制器生成的。

第四进程22示出了根据第二控制程序7的驱动马达5的位置18的测量的进程，其中第四进程22是在第二进程20的基础上通过PT2控制器生成的。

第五进程23示出了根据另外的控制程序的驱动马达5的位置18的测量的进程，其中第五进程23是在位置18的上升期间（沿纵轴向上）通过第三进程21和第四进程22的插入形成的，并且是通过测量变量和设定值变量的插入形成的以便使滤波器时间常数近似于系统时间常数。在位置18中的下降（沿纵轴向下）期间，第五进程23遵循第四进程22（PT2控制器的信号）。

附图标记列表

1致动器

2致动器单元

3机动车辆

4部件

5驱动马达

6第一控制程序

7第二控制程序

8驱动单元

9控制装置

10传动系

11斜面机构

12传动设备

13旋转运动

14运动

15轴向方向

16部件

17时间

18位置

19第一进程

20第二进程

21第三进程

22第四进程

23第五进程。

Claims (10)

1.用于控制机动车辆（3）的致动器单元（2）的致动器（1）的方法，其中，所述致动器单元（2）具有由所述致动器（1）激活的至少一个部件（4）、所述致动器（1）和用于驱动所述致动器（1）的驱动马达（5），其中，所述驱动马达（5）作为所述机动车辆（3）的操作状态的函数致动；其中，在第一操作状态下，根据第一控制程序（6）以所述驱动马达（5）的高动力激活所述致动器（1），其中，在第二操作状态下，根据第二控制程序（7）以所述驱动马达（5）的适应的动力激活所述致动器（1）；其中，所述方法包括至少以下步骤：

a）检测所述致动器（1）的期望的激活；

b）检测所述机动车辆（3）的当前存在的操作状态；

c）选择为所述操作状态提供的所述控制程序（6、7）；

d）以选择的所述第一控制程序（6）或所述第二控制程序（7）致动所述驱动马达（5）；

其中，所述第一操作状态和所述第二操作状态至少与所述机动车辆（3）的噪声产生相关。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述机动车辆（3）在所述第一操作状态下具有第一噪声产生水平，并且在所述第二操作状态下具有第二噪声产生水平；其中，所述第二噪声产生水平低于所述第一噪声产生水平。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述第一操作状态下所述机动车辆（3）凭借所述机动车辆（3）的驱动单元（8）的扭矩驱动；其中，在所述第二操作状态下考虑不使用所述驱动单元（8）的扭矩驱动所述机动车辆（3）的情况。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述机动车辆（3）处于所述第二操作状态下。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，在所述第二操作状态下关闭作为所述机动车辆（3）的驱动单元（8）提供的内燃发动机。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述第二控制程序对应于以PT1控制器或PT2控制器延迟的所述第一控制程序。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述部件是离合器。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，能够根据所述致动器（1）的设定位置取消选择所述方法，所述设定位置是所述期望的激活要求的。

9.机动车辆（3），至少具有用于驱动所述机动车辆（3）的驱动单元（8）和带有用于激活所述机动车辆（3）的部件（4）的致动器（1）的致动器单元（2）；其中，所述致动器单元（2）具有用于驱动所述致动器（1）的驱动马达（5）和控制装置（9）；其中，所述控制装置（9）适合用于执行如在权利要求1至8中的任一项中要求的所述方法。

10.根据权利要求9所述的机动车辆（3），其中，所述部件（4）是离合器，通过所述离合器，用于驱动所述机动车辆（3）的所述驱动单元（8）的扭矩能够联接到所述机动车辆（3）的传动系（10）中并且能够从所述传动系（10）断开联接。

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