用于運行動力傳動系的方法
【專利摘要】一種用于運行機動車的動力傳動系的方法，所述動力傳動系具有兩個能通過單獨的驅動機組驅動的車輛車軸，其中這兩個車輛車軸中的至少一個能夠由電機驅動機組(20)驅動，并且其中至少一個車輛車軸具有兩個車輪(16a，16b)和至少三個車軸部段(12a，12b，12c)，其中第一車軸部段(12a)具有第一車輪(16a)，其中第一和第二車軸部段(12a，12b)通過差速器(13)耦聯，其中第二和第三部段(12b，12c)通過離合器(10)以可彼此連接的方式設置，并且其中第三車軸部段(12c)具有第二車輪(16b)。在機動車在離合器(10)打開時的行駛運行期間，電機驅動機組(20)主動地以通過電動驅動控制單元(17)調節的方式保持在待機轉速(27)上，其中待機轉速(27)跟隨同步轉速(28)。
【專利說明】用于運行動力傳動系的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于運行機動車的動力傳動系的方法，所述動力傳動系具有兩個能通過單獨的驅動機組驅動的車輛車軸。
【背景技術】
[0002]為了改進行駛動力，在機動車中應用動力傳動系，所述動力傳動系本身能夠匹配相應存在的行駛條件。例如，在混合動力車輛中在特定的行駛情況下能夠有利的是:例如當混合驅動器的內燃機提供所需要的驅動轉矩并且不需要電機的驅動功率時，將混合驅動器的電機與動力傳動系的其他的部件分開。
[0003]在此，使用用于將動力傳動系的部件選擇性地彼此耦聯或彼此分開的離合器。通過離合器也能夠在運行干擾的情況下確保安全切斷。
[0004]在混合動力車輛的情況下，車輛能夠通過內燃機保持運動，其中通過內燃機驅動的車輛車軸的驅動運動經由第二車輛車軸的車輪傳遞到變速器上，所述變速器在該狀態下同樣轉動。由于在動力傳動系的整個裝置中形成的損耗和摩擦，也加速電機驅動機組進而被動地進行牽引。該特性通常顯著地有助于縮短離合器的同步時間。
[0005]這種動力傳動系從DE 10 2009 055 249 Al中已知。其公開用于借助電機驅動器運行機動車中的爪式離合器的方法還有設備，其中爪式離合器的兩個離合器部件在電機驅動器和具有機動車的車輪的車軸之間傳遞力并且在爪式離合器閉合之前設定到車軸和電機驅動器之間的預設的轉速差上，其中根據電機驅動器的同步轉速和機動車的車輪的轉速形成預設的轉速差。
[0006]術語“預設的轉速差”在此涉及之前引入的接合過程的最后的階段。與車輛的車軸連接的離合器元件具有高于或低于同步轉速的轉速差的轉速，因此，通過一個離合器元件的各一個齒接合到另一離合器的空隙中的方式，確保爪式離合器的這兩個離合器元件能夠彼此嚙合。
[0007]在DE 10 2009 055 249 Al中同樣公開的設備的特征在于，存在在機動車在爪式離合器打開的情況下的行駛運行期間加速被動的電機驅動器的機構。有利地，電機驅動器在空轉運行狀態下運行并且通過變速器的牽引力矩而加速，其中變速器經由承載運動的機動車的車輪的車軸運動。當電機驅動器和爪式離合器設置在安裝的變速器的變速器油中時，加強牽引力矩。
[0008]由于在特定的車輛中的空間條件并且為了改進運動學，動力傳動系的部件的與在DE 10 2009 055 249 Al中提出的顯著不同的布置能夠是有利的。
[0009]特別地，差速器、電機驅動機組和離合器在車輛車軸上的同軸的布置允許用于機動車的動力傳動系的尤其緊湊、節約空間和重量的構成方案。
【發明內容】
[0010]因此，本發明的目的是，相對于已知的實施方案改進用于運行動力傳動系的方法。
[0011]所述目的通過具有權利要求1的特征的方法來實現。在從屬權利要求中得出改進形式。
[0012]根據本發明的方法考慮改變的條件和特性并且展示出用于運行動力傳動系的可靠的且高動態的方法，在所述動力傳動系中，電機驅動機組能夠選擇性且快速地通過離合器來接合。同時，將能量消耗保持得盡可能低，最小化部件的磨損進而最大化其可用的使用壽命O
[0013]根據本發明，該方法能夠實現可靠地和高動態地運行具有兩個能通過單獨的驅動機組驅動的車輛車軸的動力傳動系。這兩個車輛車軸中的至少一個能夠由電機的驅動機組驅動，并且至少一個車輛車軸具有兩個車輪和至少三個車軸部段，其中第一車軸部段具有第一車輪，其中第一和第二車軸部段通過差速器耦聯，其中第二和第三車軸部段通過離合器以可彼此連接的方式設置，并且其中第三車軸部段具有第二車輪。有利地，差速器的行星齒輪與電機驅動機組可驅動地連接。
[0014]在一個實施方式中，離合器具有與第二車軸部段相關聯的第一離合器部件和與第三車軸部段相關聯的第二離合器部件，其中這兩個離合器部件中的一個能夠通過執行器操作。
[0015]在該實施方案中，動力傳動系的這種本身已知的布置結構在裝入在車輛中時節約空間以及節約重量和成本。然而，在這個極其有利的布置結構中，加速電機驅動機組的牽引力矩對于動力傳動系在其他方面是不夠有效的。
[0016]通過將車輛車軸劃分成第二和第三車軸部段，在離合器打開且電機驅動機組靜止時形成運行狀態，在所述運行狀態中第一和第二車軸部段置于對應于輪轉速快速的、相反的旋轉運動中。該旋轉運動將差速器的部件暴露于高的磨損負荷。
[0017]通過在機動車在離合器打開的情況下行駛運行期間主動地以通過電動驅動控制單元調節的方式保持在待機轉速上的方式，尤其防止差速器的部件的相對旋轉運動進而避免過熱和磨損，其中待機轉速跟隨同步轉速。
[0018]同步轉速是電機驅動機組的下述轉速，在該轉速上這兩個設置在車輛車軸的第二和第三車軸部段之間的離合器部件具有精確相同的轉速。
[0019]待機轉速是電機驅動機組的轉速，其中待機轉速應位于零和相應地跟隨的同步轉速之間。旋轉方向定向為，使得隨著待機轉速的提高降低這兩個離合器部件的相對旋轉運動。
[0020]在從屬權利要求、說明書以及所附的附圖中說明本發明的改進形式。
[0021]根據本發明的一個優選的實施方案，離合器是爪式離合器。
[0022]根據本發明的另一優選的實施方案，電機驅動機組的待機轉速是同步轉速的至少一半大。在差速器對稱地構成的情況下，在待機轉速為同步轉速的百分之50的情況下得到運行狀態，在所述運行狀態中第二車軸部段基本上靜止并且在動力傳動系的該部件中的摩擦損耗以及激派損失(Planschverlust)極其小。
[0023]當電機驅動機組的待機轉速通過機動車的車輛速度和/或車輪的轉速確定時，該方法是尤其有利的。車輛速度能夠根據車輪的所測量到的轉速確定。由于動力傳動系中的傳動比，第二車輪的轉速與同步轉速具有明確的關聯性。因此，以匹配于行駛速度的方式根據車輪轉速確定用于待機轉速的適當的數值。
[0024]當從表征機動車的動力傳動系的查詢表中確定與車輛速度相關的特征變量時，也是尤其有利的。這種與車輛速度相關的特征變量例如是用于不同的換擋過程的延遲時間、離合器的閉合時間或電機驅動機組的加速特性。
[0025]根據當前的車輛速度和動力傳動系的與車輛速度相關的特征變量能夠有利地確定電機驅動機組的待機轉速。
[0026]尤其有利的是，通過用于接合離合器和結束接合過程的信號之間的時間延遲的預設的與車輛速度相關的理論值確定電機驅動機組的待機轉速。由此，待機轉速總是能夠匹配于車輛速度和動力傳動系的與車輛速度相關的特征變量，使得一方面不超過用于接合離合器的和接合過程結束的信號之間的時間延遲的理論值，并且另一方面待機轉速具有相應盡可能小的數值。由此，將能量消耗保持得盡可能低，最小化部件的磨損進而最大化其可用的使用壽命。
[0027]實時地計算并且連續地更新電機驅動機組的待機轉速。
[0028]在說明書中、權利要求中和附圖中說明本發明的其他的實施方式。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]下面示例地參考附圖描述本發明。
[0030]圖1示出根據本發明的動力傳動系的示意圖。
[0031]圖2示意地示出電機驅動機組的示例的轉速變化曲線。
[0032]圖3示意地示出用于運行根據圖1的動力傳動系的方法的流程。
【具體實施方式】
[0033]在圖1中示意地示出動力傳動系的實施方式，所述實施方式尤其適合于執行根據本發明的方法。
[0034]車輛車軸在第一車軸部段12a上具有第一車輪16a。第一車軸部段12a和第二車軸部段通過差速器13耦聯。差速器13的行星齒輪14與電機驅動機組20可驅動地連接。電機驅動機組20通過電動驅動控制單元17控制和供電。
[0035]第二車軸部段12b以通過爪式離合器10與第三車軸部段12c連接的方式設置。第二車軸部段12b具有第一離合器部件10a。第三車軸部段(12c)在一個端部上具有第二離合器部件1b并且在另一端部上具有第二車輪(16b)。離合器部件1a以可操作的方式與離合器執行器11連接并且離合器執行器經由控制線路21與電動驅動控制單元連接。車輛控制單元18 —方面經由信號線路22與車輪16a、16b連接，另一方面其經由通信線路23與電動驅動控制單元17連接。
[0036]從根據圖2的視圖中，示意地可見轉速的不同的變化曲線。相對于時間t繪制轉速值X。
[0037]同步轉速28的變化曲線同時也描述車輛速度相對于時間t的變化曲線。總是處于同步轉速28的變化曲線之下的待機轉速27的變化曲線通過基于確定待機轉速的規則和參數來確定。
[0038]通過牽引力矩在電機驅動機組上引起的轉速26顯著小于同步轉速28并且也在寬的范圍之上低于待機轉速27。此外，在邊沿陡的情況下(即速度變化快的情況下)由于電機驅動機組的轉子大的質量和弱的耦聯在具體的動力傳動系中引起通過牽引力矩引起的轉速變化曲線相對于車輛速度變化曲線的顯著的時間上的移位。
[0039]圖3示例性地示出用于運行動力傳動系的根據本發明的方法的流程圖。在啟動之后，在第一步驟SI中，測量機動車的另一車輛車軸上的可能另外的車輪的和車輪16a、16b的車輪轉速并且傳遞給車輛控制單元18。所述車輛控制單元在步驟S2中確定車輛速度。在步驟S3中能夠借助所確定的車輛速度的數值從存儲在車輛控制單元18中的查詢表中查詢動力傳動系的與速度相關的特征變量。根據該特征變量和其他由車輛制造商確定的規則，在步驟S4中確定待機轉速。在步驟S5中，傳輸電動驅動控制單元17的所述待機轉速并且施加于電機驅動機組。在步驟S6中，電動驅動控制單元17檢查是否存在用于接合的信號。這種用于接合的信號例如能夠由車輛控制單元發送。如果不存在用于接合的信號，那么實時地計算電機驅動機組的待機轉速并且在每次經過循環SI……S6時更新。
[0040]如果在步驟S6中記錄用于接合的信號，那么步驟S7開始閉合離合器。
[0041]為了能夠閉合離合器，必須同步離合器部件1a和10b，即其必須置于基本上相同的轉速水平上。
[0042]為此，通過電機驅動機組20將與車軸部段12c耦聯的離合器部件1b相比更緩慢轉動的離合器部件1a加速至達到或低于離合器部件10a、1b之間的預設的轉速差。然后，能夠激活離合器執行器11，以便結束離合器10的接合。電機驅動機組20從主動的轉速調節切換到主動的力矩調節。
[0043]換而言之，首先，通過電機驅動機組20加速第一離合器部件1a的方式，第一離合器部件的轉速與第二離合器部件的轉速同步。將結束同步理解為下述狀態，在所述狀態中這兩個離合器部件具有預設的轉速差，所述轉速差通常選擇得盡可能相對小，以便實現離合器的無問題的接合。預設的轉速差的大小尤其設計為，使得接合過程在不損壞行駛舒適度的情況下能夠被執行并且同時將更新時間保持為小的。
[0044]在分離離合器10時(例如當不再需要電機貢獻用于推進車輛時)驅動行星齒輪14的電機驅動機組20從力矩調節切換到轉速調節，離合器10因此理想地無負載地運行并且能夠通過離合器執行器11打開。
[0045]附圖標記列表
[0046]10離合器
[0047]10a，1b離合器部件
[0048]11離合器執行器
[0049]12a，12b，12c車輛車軸車軸部段
[0050]13差速器
[0051]14行星齒輪
[0052]16a，16b車輪
[0053]17電動驅動控制單元
[0054]18車輛控制單元
[0055]20電機驅動機組
[0056]21控制線路離合器執行器
[0057]22信號線路
[0058]23通信線路
[0059]26通過牽引力矩引起的轉速
[0060]27待機轉速
[0061]28同步轉速
[0062]t時間
[0063]X轉速
[0064]SI測量車輪轉速
[0065]S2確定車輛速度
[0066]S3查詢表中的特征變量
[0067]S4確定待機轉速
[0068]S5施加待機轉速
[0069]S6用于接合的信號
[0070]S7閉合離合器
【權利要求】
1.一種用于運行機動車的動力傳動系的方法，所述動力傳動系具有兩個能通過單獨的驅動機組驅動的車輛車軸，其中這兩個車輛車軸中的至少一個車輛車軸能夠由電機驅動機組(20)驅動，并且其中至少一個所述車輛車軸具有兩個車輪(16a，16b)和至少三個車軸部段(12a，12b，12c)，其中第一車軸部段(12a)具有第一車輪(16a)，其中第一和第二所述車軸部段(12a，12b)通過差速器(13)耦聯，其中第二和第三所述車軸部段(12b，12c)通過離合器(10)以能彼此連接的方式設置，并且其中第三所述車軸部段(12c)具有第二車輪(16b)，其特征在于，在所述機動車在離合器(10)打開時的行駛運行期間，所述電機驅動機組(20)主動地以通過電動驅動控制單元(17)調節的方式保持在待機轉速(27)上，其中所述待機轉速(27)跟隨同步轉速(28)。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述差速器(13)的行星齒輪(14)與所述電機驅動機組(20)能驅動地連接。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述離合器(10)具有與第二所述車軸部段(12b)相關聯的第一離合器部件(1a)和與第三所述車軸部段(12c)相關聯的第二離合器部件(10b)，其中這兩個離合器部件(10a，1b)中的一個離合器部件能夠通過離合器執行器(11)操作。
4.根據上述權利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，所述離合器(10)是爪式離合器。
5.根據上述權利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，所述電機驅動機組(20)的所述待機轉速(27)是所述同步轉速(28)的至少一半大。
6.根據上述權利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，所述電機驅動機組(20)的所述待機轉速(27)通過所述機動車的車輛速度和所述車輪(16a，16b)的轉速來確定。
7.根據上述權利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，從表征所述機動車的所述動力傳動系的查詢表中確定與所述車輛速度相關的特征變量。
8.根據上述權利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，根據當前的所述車輛速度和所述動力傳動系的與所述車輛速度相關的特征變量確定所述電機驅動機組(20)的所述待機轉速(27)。
9.根據上述權利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，通過用于接合所述離合器(10)的和結束接合過程的信號之間的時間延遲的預設的與車輛速度相關的理論值來確定所述電機驅動機組(20)的所述待機轉速(27)。
10.根據上述權利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，實時地計算并且連續地更新所述電機驅動機組(20)的所述待機轉速(27)。
【文檔編號】B60K17/16GK104520160SQ201380041132
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年7月30日 優先權日:2012年8月2日
【發明者】馬庫斯·科爾伯克 申請人:麥格納動力系有限兩合公司