CN118103265A - 用于运行用于机动车的驱动桥的方法、控制单元、驱动桥和机动车 - Google Patents

用于运行用于机动车的驱动桥的方法、控制单元、驱动桥和机动车 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于运行机动车(3)的驱动桥(1)的方法、用于实施该方法的控制单元(2)、驱动桥和机动车(3)。在该方法中，检测表征当前行驶状况的行驶状态参量。基于行驶状态参量确定耦联概率值K，并且如果耦联概率值K大于限界值G，则借助牵引电机(5)使变速器输出元件(16)的转速匹配于车轮驱动轴转速(15)。该转速匹配预测性地进行，即与耦联过程是否随后开始无关，在所述耦联过程中变速器输出元件(16)和车轮驱动轴(15)彼此不可相对转动地耦联。

Description

用于运行用于机动车的驱动桥的方法、控制单元、驱动桥和机 动车
技术领域
本发明涉及一种用于运行可至少部分电驱动的驱动桥的方法，该驱动桥构造用于机动车。此外，本发明涉及一种控制单元，该控制单元设置用于实施所述方法的步骤。此外，本发明涉及一种具有这种控制单元的驱动桥。本发明还涉及一种可至少部分电驱动/移动的机动车、尤其是轿车和/或载重汽车。机动车具有这种驱动桥。机动车例如可以是混合动力车辆，其不仅具有内燃机而且具有至少一个电驱动单元。此外，机动车可以是可纯电驱动的机动车(“电动汽车”)，其不具有内燃机。
背景技术
为了可至少部分电驱动或移动的机动车的传动系的最大效率，这些机动车可以配备有所谓的脱联单元，借助所述脱联单元可以在行驶运行中使电机和/或相应传动系的部件符合情况或符合需要地脱联、即停止，以便因此最小化在传动系的运行中出现的摩擦损耗。这种脱联尤其是在具有多于一个驱动单元例如一个内燃机和一个电机(混合动力机动车)或多于一个电机(可纯电驱动的机动车)的机动车中以及分别在在耦联状态中能实现全轮驱动的驱动单元中使用。
因此，DE202011109790U1公开了一种用于可纯电全轮驱动的机动车的传动系。该传动系可以具有两个电机，其中一个电机借助可切换的离合器可脱联。此外，在DE10219080A1中公开了一种传动系统，该传动系统具有一个电机，该电机通过一个或两个离合器与传动系可分离地设置。此外，通过DE10148088B4公开了一种机动车，该机动车具有尤其是构造为摩擦离合器的离合器，借助该离合器可将驱动马达与变速器分离，例如为了起动或为了执行换挡过程。
此外，用于耦联或重新耦联的总时间需求包括电子信号渡越时间、用于状态可信度验证的时间(例如借助电子控制器)、待彼此耦联的元件的转速同步时间、脱联单元的耦联元件进行机械运动的时间以及用于在耦联后增加扭矩的时间。通常，转速同步过程在通过机动车、例如控制器向脱联单元提供用于开始耦联过程的控制信号之后才进行。此外，已知可电驱动机动车的传统脱联单元如今借助形锁合和/或摩擦锁合的耦联元件工作。为了形锁合的耦联，需要在应彼此耦联的停止元件和转动元件之间的转速同步，以能够避免在耦联过程中的功能干扰。如果使用摩擦锁合的耦联元件，则转速同步也有利于将摩擦锁合的耦联元件的磨损保持得尽可能小。该转速同步过程根据电动机的效率、参与的转动构件的惯性矩和所需的同步转速在很大程度上决定了针对整个耦联过程的时间需求。因此，现有技术中存在的问题在于重新耦联进行得特别慢。这例如在相应装备的机动车的驾驶员要求高驱动功率时格外明显，在此为满足该功率请求电机会(重新)耦联到传动系中。驾驶员于是感觉到在功率请求输入(例如完全踩下加速踏板)与机动车的实际增加速度的加速之间的延迟，因为以不利的方式耦联或重新耦联电机的时间需求特别长。这可能使驾驶员感到不确定并且例如在延迟期间促使驾驶员还加强功率请求输入，这在耦联完成后会导致过度加速，其程度因此是驾驶员始料未及的。
发明内容
本发明的任务是提供一种可能性，以使电机特别高效地、尤其是迅速地并且符合情况或符合需要可逆地耦入到机动车的传动系中。
该任务通过独立权利要求的技术方案来解决。在针对独立权利要求的技术方案之一的说明范围中阐述的特征、优点和可能的实施方式至少类似地被视为其它独立权利要求的相应技术方案以及独立权利要求的技术方案的任何可能的组合的特征、优点和可能的实施方式。本发明的其它可能的实施方式在从属权利要求、说明书和附图中公开。
根据本发明，提出一种用于运行用于机动车的驱动桥的方法。在驱动桥的常规安装位置中，机动车具有驱动桥，因而通过驱动桥形成机动车的组成部分。机动车例如是轿车和/或载重汽车，机动车通过具有所述驱动桥而构造成可至少部分电驱动或移动的。因此，驱动桥是纯电驱动桥或混合动力驱动桥。驱动桥在任何情况下具有牵引电机和变速器装置。在此牵引电机的转子轴和变速器装置的变速器驱动元件不可相对转动地相互连接。
“不可相对转动地相互连接”或类似表述在此可理解为参与该不可相对转动连接的元件的相对转动被相互锁止。就此而言，例如两个彼此啮合的齿圈在此也被视为不可相对转动地相互连接。
变速器装置还具有变速器输出元件，该变速器输出元件通过变速器装置的变速机构与变速器驱动元件连接或可连接。变速机构可以构造为单级或多级变速机构。此外，变速机构可以构造成可自动或手动切换的或例如在输入变速器的情况下构造成不可切换的。
此外，驱动桥具有车轮驱动轴和耦联装置，变速器输出元件和车轮驱动轴借助耦联装置——为了转速传递和/或扭矩传递——可完全或部分地相互耦联并且——为了减小、尤其是脱开扭矩传递——可完全或部分地相互脱联。耦联装置例如是形锁合或摩擦锁合作用的耦联装置。在摩擦锁合作用的耦联装置的情况下，通过借助摩擦锁合作用的耦联装置允许打滑，变速器输出元件和车轮驱动轴可以部分地彼此脱联或部分地彼此耦联。
在替代的实施方式中，耦联装置可以定位在其它位置，例如在变速器装置和差速器之间、在转子轴和变速器装置之间等。还可以想到，耦联装置构造为变速机构的一部分，例如构造为变速器切换元件。此外，耦联装置可构造为差速器的一部分。
车轮(轮胎-轮辋组合)直接或间接地不可相对转动地固定在车轮驱动轴的外端部或侧端部上，至少当车轮驱动轴和变速器输出元件通过耦联装置彼此不可相对转动地耦联时，所述车轮可通过牵引电机驱动。如果变速器输出元件和车轮驱动轴通过耦联装置彼此脱联，则驱动桥的或多或少的元件通过转动的车轮驱动，这取决于耦联装置设置在哪里或耦联装置设置在驱动桥的哪些部件之间。
机动车的驱动桥可以构造为主驱动桥或辅助驱动桥。如果驱动桥构造为辅助驱动桥，则借助辅助驱动桥在常规安装位置中结合机动车的主驱动桥可提供机动车的全轮驱动功能。这意味着，在此情况下，机动车具有构造为辅助驱动桥的驱动桥和至少另一驱动桥、即主驱动桥。相反，如果驱动桥构造为主驱动桥并且机动车没有其它驱动桥，则机动车可仅通过所述驱动桥驱动，机动车于是仅具有前轮驱动或仅具有后轮驱动。
在用于运行驱动桥的方法中，预测性地——即与耦联过程(在其中变速器输出元件和车轮驱动轴彼此不可相对转动地耦联)是否随后实际开始无关——在第一方法步骤中检测至少一个行驶状态参量，所述行驶状态参量表征具有驱动桥的机动车的当前行驶状况。然后，在进一步的预测方法步骤中，例如借助控制单元基于所述至少一个行驶状态参量确定耦联概率值K。该耦联概率值K表明在当前行驶状况下或基于当前行驶状况或基于当前行驶状况变化，耦联过程实际开始或执行的概率有多高，在所述耦联过程中变速器输出元件和车轮驱动轴彼此不可相对转动地耦联。换言之，耦联概率值K表明例如借助控制单元向耦联装置的执行器实际发送控制信号的概率有多高，该控制信号由耦联装置作为输入控制信号接收，接着借助耦联装置将车轮驱动轴和变速器输出元件彼此不可相对转动地耦联。这因此可以理解为，只有当相应的控制信号被发送到耦联装置或其执行器时，和/或只有当执行器实际在机械上起作用或已起作用时，耦联过程才被视为实际开始。
如果耦联概率值K大于或至少等于限界值G，则借助牵引电机使变速器输出元件的转速匹配于车轮驱动轴的转速、即车轮驱动轴转速。为此例如可以使用控制单元，借助该控制单元可控制或可操控牵引电机。换言之，借助控制单元可这样控制或调节转子轴的转速、即牵引电机的转子轴转速，使得可以在考虑变速机构的变速比的情况下使转子轴转速匹配于车轮驱动轴转速。如果该匹配过程已经发生，则牵引电机的转子轴和因此变速器驱动元件以同步转速转动，该同步转速借助变速机构这样变速，使得变速器输出元件和车轮驱动轴在相同方向上且以相同速度转动或被转动。
耦联概率值K例如可以用百分比来表示，从而耦联概率值K可以取0(0％)和1(100％)之间的值。如果耦联过程的概率为70％，则耦联概率值K就为0.7或70％。耦联概率值K的限界值G例如可以设定为0.5，从而当耦联概率值等于或大于0.5时，实施变速器输出元件的转速与车轮驱动轴转速的匹配。当然，也可以在制造驱动桥或控制单元时将限界值G设定为其它值。还可以想到，限界值G可以在有限的调节范围内或在0和1之间调节。
通过预测性地——即与在转速匹配之后耦联过程是否实际开始无关——同步车轮驱动轴和变速器输出元件的转速，驱动桥被置于这样的状态，在所述状态中在例如借助控制单元提供控制信号之后耦联过程(即车轮驱动轴与变速器输出元件的机械耦联)特别迅速地进行，因为代替在确定需要将牵引电机耦联或重新耦联到其余传动系之后才使车轮驱动轴和变速器输出元件的转速同步，根据在此提出的方法预测性地、尤其是在确认或确定需要实际的机械耦联之前先就使变速器输出元件的转速和车轮驱动轴转速彼此适配。因此，牵引电机和/或驱动桥的其它元件、例如至少变速器装置的部分可以在其早前被关停之后特别简单地(再次)激活。如果机动车例如具有在此描述的驱动桥作为唯一的驱动桥，则可以特别迅速地(例如在滑行运行之后)再次切换到惯性运行，其中在滑行运行中基于关停的牵引电机和/或基于关停的变速器装置的部分特别高效，因为它们不通过机动车的车轮驱动并由此产生摩擦损耗。
在该方法的一种扩展方案中，例如借助控制单元存储第一行驶状态参量，在第一行驶状态参量时耦联概率值K大于限界值G。然后确定偏差值A，该偏差值表征在第一行驶状态参量和第二行驶状态参量之间的偏差或差值，第二行驶状态参量在第一行驶状态参量之后在当前被检测。如果该偏差值A小于预定或可预定的偏差限界值AG，则使变速器输出元件的转速匹配于车轮驱动轴转速。这尤其是可以(多次)重复地、尤其是连续地实施，从而产生自适应学习。通常，确定过去在哪些行驶状况中(在哪种扭矩、在哪种速度、在哪种车轮滑动等情况下)实际开始耦联过程。在了解这些过去的第一行驶状况的情况下，在当前的(第二)行驶状况接近过去的或第一行驶状况时，可以预测性地与这些参数关联，与自适应变速器控制类似。可以说：“车辆越来越了解驾驶员”。
第一行驶状态参量与第二行驶状态参量或相应的行驶状况之间的这种比较可以替代或附加于耦联概率值K的确定进行。例如第一行驶状态参量与第二行驶状态参量的比较可以作为可信度检验或可信度测试在确定耦联概率值K之前、期间或之后进行。以这种方式，可以特别可靠地确定耦联概率值K，由此车轮驱动轴和变速器输出元件的意外或者说不必要的转速匹配特别少地发生。这导致驱动桥和因此装备有该驱动桥的机动车的特别节能的运行。
在该方法的另一种实施方式中，为了检测当前的或第二行驶状态参量，检测一个或多个以下行驶状态子参量：
-加速踏板(“油门”)的偏移，即由机动车的使用者或驾驶员输入的功率请求，
-加速踏板的偏移随时间的变化走向，
-超过加速踏板的预定或可预定的限界位置随时间的变化走向，
-前方或当前行驶的车道路面(干燥、潮湿、积水膜、冰、雪、砂砾、油迹、未铺设路面等)的摩擦系数，
-前方或当前行驶的车道的坡度，
-例如由驾驶员输入到机动车的导航系统中和/或由导航系统自动(即无需驾驶员干预或无需输入路线规划)预测的路线规划，
-转向信号灯的运行状态，尤其是结合由导航系统提供的数据，例如基于路线规划，
-驱动桥的或机动车的安全系统的运行状态，例如自动防抱死装置、电子稳定程序(ESP)，尤其具有挂车稳定辅助系统、驱动滑差调节等。
通过检测加速踏板的偏移或加速踏板的偏移随时间的变化走向例如可以推断出机动车驾驶员的优选驾驶方式。此外，基于加速踏板的偏移或基于加速踏板偏移的变化走向可以推断出驾驶员是否打算进行功率强化的驾驶操作，例如超车操作。通过检测超过加速踏板的限界位置随时间的变化走向还可以推断出存在不均匀的车道路面，这使得需要尽快使用全轮驱动功能。加速踏板的限界位置例如可以是加速踏板的强制降档操作阈值和/或加速踏板的其它预定或可预定的操作阈值/限界位置。检测前方或当前行驶的车道的摩擦系数和/或坡度也有助于有效地评估是否需要更多的驱动功率和/或牵引力，其可以通过将牵引电机耦联到其余传动系中来提供。路线规划可以由驾驶员输入到导航系统中。替代或附加地，可以借助导航系统例如通过评估数字地图材料自动预测路线或前方的路段，而无需驾驶员主动输入其目的地。通过检测这种路线规划——尤其是结合对转向信号灯当前运行状态的评估——可以推断出转弯过程，该转弯过程尤其是具有随后的高驱动力矩需求，例如在驶上高速公路或其它快速路时。在此情况下，一旦机动车驾驶员为了驶上高速公路而通过操作加速踏板使机动车剧烈加速，就以有利的方式提供最大驱动功率。当机动车的和/或驱动桥的安全系统中的至少一个安全系统在当前处于正常运行中时，也可能需要将牵引电机出于制动目的或加速目的而耦入到其余传动系中，例如为了车桥选择性的加速/制动和/或车轮选择性的加速/制动。
通过检测所述一个或多个行驶状态参量可以特别精确地确定耦联概率值K，从而可以根据当前行驶状况符合情况且符合需要地将变速器输出元件特别迅速地耦联到车轮驱动轴上。尤其是在所述至少一个安全系统或行驶稳定系统方面，通过牵引电机快速或迅速耦入其余传动系提高了相应系统的调节速度和/或调节质量，这有助于特别高的交通安全性。根据该方法的一种扩展方案，使用传感系统(例如本来就在机动车中使用的传感系统)用于检测相应的行驶状态子参量。替代或附加地，使用机动车的导航系统来检测相应的行驶状态子参量。因此，例如借助传感系统检测当前行驶状态，并且基于相应的传感器值提供相对应的行驶状态参量。传感系统的用于检测相应的行驶状态子参量的传感器例如是速度传感器、车轮转速传感器、加速度传感器、温度传感器、摄像机传感器、激光传感器、激光雷达传感器等。导航系统可以用于检测车道数据，例如坡度、弯道走向等。由于传感系统和/或导航系统本来就在机动车中使用，因此以有利的方式分别实现双重功能，因为可以省却用于实施所述方法的单独的传感系统和/或单独的导航系统。
该方法的另一种实施方式规定，如果耦联过程开始，则借助耦联装置将车轮驱动轴和变速器输出元件形锁合地相互耦联。换言之：耦联装置具有至少一个形锁合作用的耦联单元或构造为形锁合作用的耦联单元。形锁合作用的耦联单元例如可以是爪式离合器、齿式离合器等。尤其是规定，所述耦联装置不具有摩擦锁合作用的耦联单元，即例如不具有片式摩擦离合器等。因此，有效避免了车轮驱动轴和变速器输出元件之间的摩擦损耗。
在该方法的另一种实施方式中，如果变速器输出元件的转速预测性地与车轮驱动轴转速相匹配并且随后耦联过程未开始，则在牵引电机的发电机运行中将变速器输出元件制动，尤其是制动到停止状态。在此基于牵引电机的发电机运行，借助牵引电机向驱动桥的或具有驱动桥的机动车的电能量存储器提供电能。如果在实施该方法时确定大于限界值G的耦联概率值K并且接着借助牵引电机预测性地使变速器输出元件的转速匹配于车轮驱动轴转速，则由此引起的能量消耗可以至少部分地得到补偿，其方式是，通过随后主动制动变速器输出元件如此长时间地发电机式地驱动牵引电机，直到变速器输出元件和因此牵引电机的转子轴再次停止。因此，该方法是特别节能的。
此外，本发明涉及一种用于机动车的驱动桥的控制单元，该控制单元根据上述说明构造。在此控制单元配置用于实施根据上述说明构造的方法的方法步骤、尤其是相应方法的所有方法步骤并且根据所述方法步骤控制或操控驱动桥的牵引电机和/或耦联装置。因此，控制单元以及牵引电机和/或耦联装置这样相互耦联或可耦联，使得可以通过控制单元向牵引电机和/或耦联装置提供控制信号。在此牵引电机构造用于接收控制单元的控制信号作为输入控制信号。
此外，本发明涉及一种用于机动车的驱动桥，该驱动桥根据上述说明构造并且可根据在上述说明中描述的方法运行或控制或操控。为此驱动桥具有根据上述说明构造的控制单元。
在另一种实施方式中，驱动桥构造为辅助驱动桥，借助该辅助驱动桥在常规安装位置中结合机动车的主驱动桥可提供机动车的全轮驱动功能。以这种方式，通过将牵引电机符合需要或符合情况地耦联到其余传动系中，可选择性地激活或停用机动车的全轮驱动。全轮驱动的激活或停用根据上述方法特别迅速地进行。
最后，本发明还涉及一种机动车，例如混合动力车辆或可纯电驱动或移动的机动车，其具有根据上述说明构造的驱动桥。所述驱动桥尤其是构造为辅助驱动桥，这意味着，机动车具有至少另一可驱动或被驱动的车桥。如果机动车在行驶运行中不仅借助所述驱动桥而且借助所述至少另一车桥被驱动，则机动车至少在该运行模式中具有多桥驱动、尤其是全轮驱动。
本发明的其它特征可以从权利要求、附图和附图说明中得出。以上在说明书中提到的特征和特征组合以及以下在附图说明和/或在附图中单独示出的特征和特征组合不仅可以在分别给出的组合中、而且也可以在其它组合中或单独地使用，而不脱离本发明的范围。
附图说明
附图如下：
图1示出用于机动车的驱动桥的示意性视图或拓扑视图，该驱动桥具有耦联装置，驱动桥的牵引电机和驱动桥的变速器装置的部分借助该耦联装置停用；
图2示出驱动桥的示意性视图或拓扑视图，其中，借助该耦联装置将车轮驱动轴和变速器输出元件相互耦联；
图3示出驱动桥的示意性视图或拓扑视图，其中，车轮驱动轴和变速器输出元件借助该耦联装置相互耦联；
图4示出用于用于说明用于运行驱动桥的方法的方法步骤的流程图。
具体实施方式
在附图中，相同和功能相同的元件设有相同的附图标记。
下面在共同的说明中阐述用于运行驱动桥1的方法、控制单元2、驱动桥1本身以及具有驱动桥1的机动车3。驱动桥1在本示例中构造为辅助驱动桥4，驱动桥1、即辅助驱动桥4在常规安装位置中是机动车3的组成部分。机动车3在附图中示出，但没有完全示出。机动车3尤其是构造为轿车并且具有驱动桥1或辅助驱动桥4以及附加于此的至少另一驱动桥(未示出)。通过驱动桥1或辅助驱动桥4在与所述另一驱动桥的共同作用下提供机动车3的全轮驱动功能。这意味着，当驱动桥1或辅助驱动桥4被激活时，机动车3具有多桥驱动、尤其是全轮驱动。如果通过驱动桥1不向机动车3提供驱动功率，则机动车3仅具有后轮驱动或仅具有前轮驱动。
驱动桥1或辅助驱动桥4具有牵引电机5以及变速器装置6。牵引电机5的转子7和因此牵引电机5的转子轴8与变速器驱动元件9(在当前是变速器驱动轴)不可相对转动地相互连接。此外，变速器装置6具有变速机构10以及差速器11，该差速器在本示例中构造为锥齿轮差速器。借助变速机构10，转子轴8和差速器11的输出元件12能不可相对转动地相互连接并且在本示例中是相互连接的。相应的输出元件12例如是差速器11的相应的输出轴。差速器11的输出元件12之一或输出轴之一直接与机动车3的车轮13(轮胎-轮辋组合)之一不可相对转动地连接。通过相应的输出元件12(其在本示例中在图1左侧示出)因此形成驱动桥1或机动车3的车轮驱动轴，该车轮驱动轴与机动车3或驱动桥1的(在图1左侧示出的)车轮13不可相对转动地连接。差速器11的另一输出元件12或另一输出轴借助耦联装置14可与图1右侧示出的车轮13的车轮驱动轴15选择性地不可相对转动地连接。这意味着，驱动桥1或具有驱动桥1的机动车3具有耦联装置14。在此耦联装置14可在耦联位置和脱联位置之间调节。此外，如果耦联装置构造为摩擦锁合作用的耦联装置，则耦联装置14可以被调节到至少一个打滑位置中。在耦联位置中，车轮驱动轴15和由差速器11的相应输出元件12形成的变速器输出元件16不可相对转动地相互连接，从而阻止在车轮驱动轴15和变速器输出元件16或所述相应的输出元件12之间的相对转动。相反，在耦联装置14的脱联位置中许可车轮驱动轴15和变速器输出元件16之间的相对转动。换言之：借助耦联装置14，变速器装置6的变速器输出元件16和车轮驱动轴15能不可相对转动地彼此耦联或彼此脱联。如果耦联装置14构造为形锁合作用的耦联装置，则变速器输出元件16和车轮驱动轴15可选择性地不可相对转动地彼此耦联或彼此脱联。在打滑位置中，在变速器装置6的变速器输出元件16和车轮驱动轴15之间传递转速和/或扭矩，其中，在一定程度上允许在变速器输出元件16和车轮驱动轴15之间的相对转动。
在替代的实施方式中，耦联装置14可以设置在驱动桥1的其它位置处，例如设置在变速器装置6和差速器11之间、在转子轴8和变速器装置6之间等。还可以想到，耦联装置14构造为变速机构10的一部分，例如构造为变速器切换元件(未示出)。此外，耦联装置14可以构造为差速器11的一部分。
在本示例中，耦联装置14构造为形锁合作用的耦联单元，这意味着，当耦联装置14从脱联位置被调节到耦联位置时，耦联装置14的第一耦联元件17和第二耦联元件18在彼此之间建立形锁合。
此外，机动车3、尤其是其驱动桥1在本示例中具有控制单元2以及传感系统19。控制单元2配置或设置用于实施下面还将更详细描述的用于运行驱动桥1的方法的方法步骤、尤其是所有方法步骤。为此，控制单元2与牵引电机5和/或与耦联装置14耦联或可耦联，其中，牵引电机5和/或耦联装置14构造用于接收控制单元2的控制信号作为输入控制信号。换言之，在本示例中规定，借助控制单元2可操控或可控制牵引电机5和/或耦联装置14。
传感系统19尤其是构造为机动车3的传感系统，其中，机动车3本就独立于驱动桥1地具有传感系统19。此外，机动车3、尤其是其驱动桥1具有导航系统20，其中，所述传感系统19和/或导航系统20与控制单元2连接或可连接。因此，能够实现将借助传感系统19确定的值(传感器值)和/或来自导航系统20的数据提供给控制单元2用于进一步电子处理。
在图1中通过虚线图示表示转子7和变速器装置6的与转子连接的元件没有转速和扭矩，这意味着，在图1中以虚线示出的元件停止或停用。这意味着，在该状态中在机动车3的行驶运行中车轮13被动地被拉动或推动。现在为了特别高效地、尤其是迅速地将牵引电机5(再次)接入到其余传动系中，根据用于运行驱动桥1的方法预测性地——即与耦联装置14是否实际开始从脱联位置调节到耦联位置中(由此车轮驱动轴15和变速器输出元件16彼此不可相对转动地耦联)无关——在第一方法步骤S1中(参见图4)检测行驶状态参量，所述行驶状态参量表征机动车3、尤其是驱动桥1的当前行驶状况。接着，在进一步的方法步骤S2中基于在方法步骤S1中检测到的行驶状态参量确定耦联概率值K。在本示例中，传感系统19和/或导航系统20用于检测行驶状态参量。例如借助传感系统19和/或借助导航系统20向控制单元2提供传感器值和/或导航值，借助控制单元2对所述传感器值和/或导航值进行运算操作，运算操作的结果为耦联概率值K。为此控制单元2可以具有计算机装置，所述计算机装置运行软件或程序代码，由此基于传感器值或导航值确定耦联概率值K。
在进一步的方法步骤S3中检验耦联概率值K是否大于或至少等于预定或可预定的限界值G。如果方法步骤S3提供的结果是耦联概率值K大于限界值G，则在方法步骤S3之后接着进一步的方法步骤S4，在其中借助牵引电机5使变速器输出元件16的转速匹配于车轮驱动轴15的转速。相反，如果在实施方法步骤S3之后存在的结果是耦联概率值K小于限界值G，则可以在方法步骤S3之后例如接着方法步骤S1。
借助牵引电机5使变速器输出元件16的转速与车轮驱动轴15的转速匹配，其方式是，尤其是借助控制单元2这样操控牵引电机，使得转子轴8以同步转速转动或者被转动并且该同步转速借助变速机构10(尤其是与差速器11共同作用地)这样变速，使得变速器输出元件16的转速和车轮驱动轴转速相等或变得相等。
正如到目前为止的说明所显示的，耦联装置14从其脱联位置到其耦联位置的调节、即耦联过程尚未启动或开始。更确切地说，变速器输出元件16的转速与车轮驱动轴15的转速的匹配预测性地进行，即与在变速器输出元件16的转速与车轮驱动轴转速匹配之后耦联过程是否实际开始无关。为了开始耦联过程，即为了将耦联装置14调节到耦联位置中，在本示例中需要例如通过控制单元2向耦联装置14提供的控制信号。只要该控制信号不存在或尚未被提供给耦联装置14，则耦联过程在此被视为(尚)未开始。如果耦联装置14例如具有用于在脱联位置和耦联位置之间进行调节的执行器，则变速器输出元件16的转速与车轮驱动轴转速的匹配在耦联装置14、尤其是其执行器实际在机械上起作用之前进行。
图2以示意性视图或拓扑视图示出驱动桥1，其中借助耦联装置14将车轮驱动轴15和变速器输出元件16彼此耦联。为此借助控制单元2在转速调节模式中这样操控牵引电机5，使得转子轴8以同步转速转动或被转动，由此驱动变速机构10和差速器11、尤其是其保持架21。同步转速在此借助变速机构10这样变速，使得变速器输出元件16以与车轮驱动轴15相同的转速和相同的转动方向转动或被转动。基于此，耦联元件17、18以相同的速度并且在相同的方向上转动，使得这两个耦联元件17、18可以共同作用以便在彼此之间形成形锁合。例如耦联元件17、18相向运动，从而耦联元件17、18相互嵌接并且由此形成形锁合。结合图2与图1清楚的是，变速机构10和差速器11的保持架21以及差速器11的锥齿轮22转动或被驱动，这通过图2中相应元件的实线显示表示。
图3示出驱动桥1的示意性视图或拓扑视图，其中车轮驱动轴15和变速器输出元件16借助耦联装置14彼此不可相对转动地耦联。可以看出，在耦联元件17、18之间形成形锁合。还可以看出，差速器11的锥齿轮22不转动或者说停止。不言而喻，当以驱动桥1或以相应装备的机动车3驶过弯道时，锥齿轮22却转动。此外，例如借助控制单元2将牵引电机5从转速调节模式切换到扭矩调节模式，从而通过牵引电机5向车轮13提供扭矩23。
图4示出用于说明用于运行驱动桥1的方法的方法步骤的流程图，其中可以看出，在进一步的方法步骤S5中检查：在方法步骤S4之后、即在借助牵引电机5使变速器输出元件16的转速匹配于车轮驱动轴转速之后耦联过程是否已实际开始。换言之，在方法步骤S5中检查：是否借助控制单元2提供了用于将耦联装置14从其脱联位置调节到其耦联位置中的控制信号和/或耦联装置14的执行器是否实际在机械上起作用或已起作用。如果在方法步骤S5中确定结果是耦联过程已经发生，从而耦联元件17、18已经以在耦联元件17、18之间形成形锁合的方式相互连接，则在方法步骤S5之后接着进一步的方法步骤S6，在该方法步骤中将牵引电机5从转速调节模式切换到扭矩调节模式。此外，方法步骤S6包括通过牵引电机5提供扭矩23。
相反，如果在实施方法步骤S5时确定结果是控制单元2没有提供用于调节耦联装置14所需的控制信号，则在方法步骤S5之后接着进一步的方法步骤S7，在该方法步骤中将牵引电机5切换到发电机运行模式并且由此通过差速器11以及通过变速机构10对变速器输出元件16进行主动制动。在此通过牵引电机5向驱动桥1的或机动车3的电能量存储器提供电能。换言之，在方法步骤S7中，如果在转速匹配之后没有将耦联装置14调节到耦联位置中，则至少部分地回收被使用用于将变速器输出元件16加速到与车轮驱动轴转速相对应的转速上的能量。如果在方法步骤S7中完成了回收过程，例如当变速器输出元件16或转子轴8被制动到停止状态时，可以在方法步骤S7之后接着例如方法步骤S1。
在方法步骤S6之后可以接着脱联过程，在脱联过程中借助控制单元2这样操控牵引电机5，使得耦联元件17、18彼此无应力地设置，从而可以简单地分离耦联元件17、18之间的形锁合。当通过牵引电机5不提供相应用于驱动和制动车轮13的驱动扭矩和制动扭矩时就是这种情况；执行所谓的零力矩调节。此外，将牵引电机5在耦联装置14调节到其脱联位置中之前从扭矩调节模式切换到转速调节模式中，使得驱动桥1的所有参与扭矩传递的元件相对于彼此无扭矩。当达到该状态时，断开耦联装置14或者说将其调节到脱联位置中，所述耦联装置也可以被称为DCU(Disconnect Clutch Unit：分离式离合器单元)。在该状态中随后例如能够将牵引电机5关停、尤其是完全关断，这例如包括关断牵引电机5的逆变器。因此，实现了在图1以及有关图1的说明部分中示出的驱动桥1的状态。差速器11的保持架21停止，其中通过使驱动桥1被动地被推动或拉动而使输出元件12中的左侧示出的输出元件通过左侧示出的车轮13来驱动，其中车轮13在车道路面上滚动。差速器11的锥齿轮22转动，从而左侧示出的输出元件12和右侧示出的输出元件12在俯视图中反向转动，由此耦联元件17、18反向转动或被反向转动。
再次参照图4的流程图，在该图中可以看出，为了实施方法步骤S1，即为了检测行驶状态参量，将传感系统19和/或导航系统20的数据24用作输入值。这些数据例如是行驶状态子参量，它们至少部分地表征相应的行驶状况或相应的行驶状态。换言之，行驶状态参量可以由以下一个或多个行驶状态子参量形成：
-加速踏板或油门的偏移，
-加速踏板或油门的偏移随时间的变化走向，
-超过加速踏板的预定或可预定的限界位置随时间的变化走向，
-前方或当前行驶的车道路面的摩擦系数，
-前方或当前行驶的车道的坡度，
-例如由驾驶员输入导航系统20中和/或由导航系统20自动(即无需驾驶员干预或无需输入路线规划)预测的路线规划，
-转向信号灯的运行状态，
-安全系统、尤其是驾驶员辅助系统或行驶稳定系统的运行状态。
此外，在图4的流程图中以虚线示出用于运行驱动桥1的方法的可以替代或附加于至此描述的方法步骤S1至S7实施的方法组成部分。示出另一方法步骤S8，为该另一方法步骤提供第一行驶状态参量25，在第一行驶状态参量时耦联概率值K大于限界值G。这意味着，为了实施方法步骤S8，在过去例如借助控制单元2存储了该第一行驶状态参量25。因此第一行驶状态参量25是过去的行驶状态参量。此外，为了实施方法步骤S8为其提供第二行驶状态参量26，其中该第二行驶状态参量26是在实施方法步骤S8之前在方法步骤S1中检测或已检测到的行驶状态参量。例如可以规定，将在方法步骤S1中检测到的行驶状态参量存储在驱动桥1或机动车3中、尤其是在控制单元2中，以用于以后/重新使用、尤其是在方法步骤S8中。然后在方法步骤S8中确定偏差值A，该偏差值表征在第一行驶状态参量25和第二行驶状态参量26之间的偏差。然后，在方法步骤S8之后的进一步的方法步骤S9中检查偏差值A是否小于预定或可预定的偏差限界值AG。如果在实施方法步骤S9之后存在的结果是偏差值A小于偏差限界值AG，则预测性地使变速器输出元件16的转速匹配于车轮驱动轴转速。换言之，如果偏差值A小于偏差限界值AG，则在方法步骤S9之后实施方法步骤S4。相反，如果方法步骤S9得出偏差值A大于或至少等于偏差限界值AG，则在方法步骤S9之后可以接着例如方法步骤S1。
通过用于运行用于机动车3的驱动桥1的方法、通过控制单元2、通过驱动桥1本身以及通过机动车3示出如何特别高效地、尤其是迅速地符合情况或符合需要将电机、如牵引电机5可逆地耦入到传动系中的相应可能性。
附图标记列表
1 驱动桥
2 控制单元
3 机动车
4 辅助驱动桥
5 牵引电机
6 变速器装置
7 转子
8 转子轴
9 变速器驱动元件
10变速机构
11差速器
12输出元件
13车轮
14耦联装置
15车轮驱动轴
16变速器输出元件
17耦联元件
18耦联元件
19传感系统
20导航系统
21保持架
22锥齿轮
23扭矩
24数据
25第一行驶状态参量
26第二行驶状态参量
A偏差值
AG偏差限界值
G限界值
K耦联概率值
S1方法步骤
S2方法步骤
S3方法步骤
S4方法步骤
S5方法步骤
S6方法步骤
S7方法步骤
S8方法步骤
S9方法步骤。

Claims (10)

1.用于运行机动车(3)的驱动桥(1)的方法，其中，牵引电机(5)的转子轴(8)和变速器装置(6)的变速器驱动元件(9)不可相对转动地相互连接，其中，变速器装置(6)的变速器输出元件(16)和车轮驱动轴(15)借助耦联装置(14)能彼此耦联并且能彼此脱联，其中，
-检测表征当前行驶状况的行驶状态参量，
-基于所述行驶状态参量确定耦联概率值K，并且
-如果耦联概率值K大于限界值G，则借助牵引电机(5)使变速器输出元件(16)的转速匹配于车轮驱动轴转速(15)，而与耦联过程是否随后开始无关，在所述耦联过程中变速器输出元件(16)和车轮驱动轴(15)彼此不可相对转动地耦联。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，存储第一行驶状态参量(25)，在所述第一行驶状态参量时耦联概率值K大于限界值G，并且确定在第一行驶状态参量(25)和第二行驶状态参量(26)之间的偏差值A，第二行驶状态参量在第一行驶状态参量(25)之后在当前被检测，并且当偏差值A小于偏差限界值AG时，使变速器输出元件(16)的转速匹配于车轮驱动轴转速。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为了检测行驶状态参量，检测一个或多个以下行驶状态子参量：
-加速踏板的偏移，
-加速踏板的偏移随时间的变化走向，
-超过加速踏板的限界位置随时间的变化走向，
-车道路面的摩擦系数，
-车道的坡度，
-路线规划，
-转向信号灯的运行状态，
-安全系统的运行状态。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，使用传感系统(19)和/或导航系统(20)用于检测行驶状态子参量。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，如果耦联过程开始，则借助耦联装置(14)将车轮驱动轴(15)和变速器输出元件(16)形锁合地相互耦联。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，如果变速器输出元件(16)的转速与车轮驱动轴转速相匹配并且随后耦联过程未开始，则在牵引电机(5)的发电机运行中将变速器输出元件(16)制动，其中借助牵引电机(5)为电能量存储器提供电能。
7.用于机动车(3)的驱动桥(1)的控制单元(2)，其中，所述控制单元(2)配置用于实施根据权利要求1至6中任一项所述的方法的方法步骤并且借助所述方法步骤控制驱动桥(1)的牵引电机(5)以及耦联装置(14)。
8.用于机动车(3)的驱动桥(1)，该驱动桥能根据权利要求1至6中任一项所述的方法运行，其方式是，该驱动桥(1)具有根据权利要求7构造的控制单元(2)。
9.根据权利要求8所述的驱动桥(1)，其特征在于，所述驱动桥(1)构造为辅助驱动桥(4)，借助该辅助驱动桥在常规安装位置中结合机动车(3)的主驱动桥而能提供全轮驱动功能。
10.机动车(3)，具有根据权利要求8或9构造的驱动桥(1)。
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