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CN107076228A - 用于确定动力传动系的传递特性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于确定动力传动系的传递特性的方法，所述动力传动系具有驱动单元、变速器和摩擦式离合器，所述摩擦式离合器设置在所述驱动单元和所述变速器之间并且借助于离合器调节器以自动化的方式控制，其中借助于控制装置为所述离合器调节器提供预设的离合器期望力矩，并且所述离合器调节器借助于操纵机构调节设定至少一个特征性的输出变量的输出力矩，其中关于所述摩擦式离合器的传递特性与摩擦式离合器和所述操纵机构的特征有关地随时间变化。为了在传递特性变化时保持摩擦式离合器的控制的质量，在所述动力传动系的初始传递特性的情况下在摩擦式离合器滑转时为所述离合器调节器提供调制变量，并且根据所述调制变量检测至少一个输出测量变量，至少一个所述输出测量变量以参考变量的形式存储在非易失性存储器中，并且在重复出现的过程中，在相同条件下，时间上后续地检测输出测量变量，并且将其与所述参考变量进行比较，并且从该比较中确定所述动力传动系关于时间的传递特性。

Description

用于确定动力传动系的传递特性的方法
技术领域
本发明涉及一种用于确定动力传动系的传递特性的方法，所述动力传动系具有驱动单元、变速器和设置在其之间的摩擦式离合器，所述摩擦式离合器借助于离合器调节器被自动化地控制，其中借助于控制装置为离合器调节器提供预设的离合器期望力矩，并且离合器调节器借助于操纵机构设定具有至少一个特征性的输出变量的输出力矩，其中关于摩擦式离合器的传递特性与摩擦式离合器和操纵机构的特性有关地随时间改变。
背景技术
这种类型的动力传动系早已为人知，所述动力传动系具有内燃机、变速器和设置在其之间的以自动化方式操纵的摩擦式离合器。在此，摩擦式离合器根据驾驶员期望力矩控制并且对此完全地闭合、完全地断开或以滑转的方式运行，以便补偿曲轴和变速器输入轴之间的转速差，并且传递预设的转矩。在此，摩擦式离合器由离合器调节器操纵，所述离合器调节器借助于操纵机构经由操纵行程轴向地控制摩擦式离合器的盘式弹簧或杆式弹簧，其中静液压或液压操纵的装置也属于所述操纵机构。在此，根据摩擦式离合器的特性、如摩擦系数等经由离合器特征曲线或特征曲线族、预设的离合器期望力矩将调节行程与操纵行程相关联，并且调节行程以受离合器调节器控制和/或调节的方式被设定。在此，存在摩擦式离合器的典型传递特性，所述典型传递特性可以与摩擦式离合器的特性、操纵机构的特性和必要时动力传动系的或配备有该动力传动系的机动车的运行参数或特性相关。例如，(如从DE 103 16 458A1中已知)，在摩擦式离合器上识别和适配摩擦系数的变化。在此，在不修改离合器调节器的情况下评估摩擦式离合器的输出端处的输出变量，并且根据传递特性的该变化进行适配。
此外，从DE 10 2013 204 698 A1中已知用于运行这种类型的动力传动系的方法，其中离合器调节器操纵摩擦式离合器，其中根据离合器力矩经由摩擦式离合器的传递特性在出现振颤振动时激活减振器，其中了离合器调节器加载带频率的校正力矩。不进行关于时间评估传递特性。
发明内容
本发明的目的是用于控制摩擦式离合器的方法的有利的改进形式，以便确定动力传动系的传递特性的监控并且必要时借此适配传递特性。
所述目的通过权利要求1的方法的特征来实现。其从属权利要求描述权利要求1的方法的有利的实施方式。
所提出的方法用于确定动力传动系的传递特性，所述动力传动系具有：驱动单元，即例如内燃机；例如带有多个可切换的挡位的变速器；和设置在其之间的摩擦式离合器，所述摩擦式离合器借助于离合器调节器以自动化的方式控制。内燃机例如是根据奥拓原理或柴油机原理的具有多个缸的存在扭振的内燃机。在曲轴上能够设置有扭振减振器，例如双质量飞轮，其必要时具有至少一个离心摆。变速器能够是：具有离散切换的齿轮对的自动或手动操纵的换挡变速器；具有多个换挡级的行星齿轮传动机构、CVT变速器或双离合器变速器。设置在其之间的摩擦式离合器能够构成为强制断开或强制闭合的干式或湿式离合器。两个摩擦式离合器尤其能够构成为双离合器与双离合器变速器一起使用。
摩擦式离合器借助于离合器调节器操纵，所述离合器调节器借助于控制装置沿着操纵行程控制，所述操纵行程与摩擦式离合器的断开和闭合状态相关联，其中为离合器调节器提供预设的离合器期望力矩。离合器期望力矩的动态和静态的设定借助于特征曲线或特征曲线族来进行，在所述特征曲线或特征曲线族中包含摩擦式离合器的和离合器调节器的传递特性，并且必要时关于时间进行适配。例如，在特征曲线族中，能够考虑摩擦式离合器的温度相关的摩擦系数、其长期演变、离合器调节器的长期演变、特定于车辆的和/或特定于动力传动系的数据，如内燃机的类型、车辆的重量、挂车运行、行车道的坡度、行驶情况等。离合器调节器包含操纵机构，所述操纵机构从运动，例如电动马达的转动运动中，形成沿着操纵行程的线性的位移运动。操纵机构能够包含机械的、静液压的和/或液压的操纵元件。
控制单元能够借助于具有或没有预调装置的位置调节器来调节。对此，控制装置为了构成调节回路而访问相应的传感器和/或算法装置，所述传感器和/或算法装置用于直接或间接地检测摩擦式离合器的操纵行程、要由离合器调节器施加的负荷、运行温度等。
借助于在摩擦式离合器的输出端处所设定的离合器期望力矩得出的离合器实际力矩根据摩擦式离合器的输出端处的输出变量持续地根据特征性的输出变量、例如转动特征值、如转速、角速度、角加速度和/或诸如此类来确定，并且作为位置调节器的调节环的基础。在此，控制装置例如根据驾驶员期望力矩、车辆的重量、行车道坡度等、车辆的启动和缓行情况、切换和停车过程调节不同的行驶情况、例如需恒定传递的力矩。
该调节过程通过如下方式受动力传动系的，尤其摩擦式离合器的当前的传递特性影响：即关于摩擦式离合器的传递特性根据摩擦式离合器和操纵机构的特征随时间变化。为了消除随时间变化的传递特性，在动力传动系的初始传递特性的情况下在摩擦式离合器滑转时为离合器调节器提供调制变量，并且根据调制变量检测至少一个输出测量变量。初始传递特性例如在新状态中、在维护之后、在维修等之后被设置。在摩擦式离合器滑转时，优选在车辆缓行期间确定传递特性。至少一个输出测量变量从输出变量中例如借助于相位选择方法、例如借助于锁相法(Lock-in-Verfahren)等获得。在此，输出变量直接地或以已经预处理的、例如归一化的、加权的形式或以变换成其他的可量化的变量的形式作为参考变量保存，例如存储在非易失性存储器，优选控制装置的非易失性存储器中。在时间上重复的顺序中，例如为了以数分钟、数小时的间隔来检测传递特性的短时间演变，在一些或全部缓行阶段等中，至少在摩擦式离合器滑转时和必要时在相同的温度下，在相同的滑转过程等中，检测至少一个输出测量变量，并且将其与参考变量比较。替选地或附加地，在更长的时间间隔、行驶路线或运行时间等中在相同条件下，检测至少一个输出测量变量以检测长期演变，并且将其与参考变量比较。以该方式确定的输出变量置于参考变量的格式，并且将其与参考变量比较，使得从比较中能够确定动力传动系关于时间变化的传递特性。
从变化的传递特性中又能够相关地进行其他的方法步骤。例如，能够借助于离合器调节器适配用于控制摩擦式离合器的特征曲线族或特征曲线。由此能够补偿传递特性的变化、如变化的摩擦系数等或离合器调节器的、尤其操纵机构的变化的特性。此外，在超过一个或多个预设的阈值的情况下能够将记录输出到驾驶员的警告装置和/或控制装置的故障存储器中。
根据一个有利的实施方式，调制变量构成为具有预设的频率模式的调制力矩。这表示：将离合器期望力矩与具有预设的频率模式的调制力矩叠加，在最简单的情况下与正弦形构成的调制力矩叠加。对于大多数应用情况已证实为有利的是：设有具有小于等于20赫兹的频率份额的频率模式。
从输出变量中，例如从输出力矩中，以计算的方式通过相位选择的方法能够分离所述至少一个输出测量变量作为输出测量变量。在此，输出测量变量能够是摩擦式离合器的输出转速和/或摩擦式离合器的至少一个输出加速度。至少一个输出测量变量在此用作为对于借助于离合器调节器引入的调制变量，如调制力矩的信号响应。变化的传递特性在此能够以转速和加速度的频率响应的形式根据调制变量的始终相同施加的频率模式来确定。
为了降低或避免驾驶员和可能的乘员对传递特性的变化的监控和辨识的可察觉性，用于实现至少一个输出测量变量的频率模式确定为，使得至少一个输出测量变量的频率响应位于最小的加速度响应和最大的转速响应的频率范围中，并且为了后续确定传递特性而总是应用相同的频率模式。在此，根据车辆能够事先执行研究，例如计算机辅助的模型计算和/或车辆实验，以确定在此方面适当的频率模式。此后，将该频率模式用于确定参考变量和时间上后续地输出测量变量。
优选分别根据至少一个输出变量的相位和幅度确定关于时间的传递特性。这表示：借助于相位选择的测量，例如借助于锁相放大器等，例如为加速度和转速分别确定频率相关的相位和幅度，并且从中确定传递特性。例如在存在颤振振动等的情况下，该信号响应也能够用于借助于软件减振器检测和消除所述颤振振动。在此，会有利的是：只有当不存在颤振振动时才评估传递特性。
还证实为有利的是：根据接合到变速器中的挡位实施传递特性。
例如，在超过传递特性的变化阈值的情况下并进而根据变化的传递特性能够通过如下方式适配离合器调节器的控制：即例如适配控制参数、即例如离合器特征曲线，提出维护或维修，和/或将硬件、例如操纵机构匹配于变化的状态。
换言之提出：在特定的滑转情况下、即例如在车辆缓行时，激励被混入到离合器期望力矩上，所述激励的特征在于，其尽管例如对变速器输入转速产生反应，但是例如车辆座椅处的可察觉的加速度显得极其小，或者使得加速度不可觉察。这例如在特定的挡位组合中或者在具体的传动系中在所选择的频率范围中是可行的。其特征在于：转速传递函数和加速度传递函数在该频率范围中不同，更确切地说：在转速响应的最大时在最小值处或在最小值的范围中形成加速度响应。
该频率范围适合于辨识传递特性。在此，例如能够通过正弦激励进行频率响应的辨识。在假设频率响应在该频率下以绝对值、如幅度和相位的形式限定地作用于整个频率响应函数上的情况下，借此能够进行系统特性，如传递特性的评估。
在进行传递特性适配时，在离合器系统中能够允许更高的力矩不均匀性性，因为在摩擦式离合器中在新状态下不必须维持要维持的随时间变差的传递特性。借此能够优化摩擦式离合器的其他设计参数，例如力矩容量、磨损、生产成本等。
所提出的方法替选地或附加地也能够用于辨识和校正在预期频率中的振动，例如在控制混合动力传动系中的电机时的振动。
本发明能够在具有自动化的离合器控制装置的车辆设计中用于支持动力传动系的主动的振动衰减装置。
附图说明
根据唯一的附图详细阐述本发明，所述附图示出传递特性关于激励频率的曲线图。
具体实施方式
在附图中例如关于如正弦形的频率模式的激励频率绘制从车辆仿真中确定的频率响应函数的幅度。频率响应函数描述转速反应，所述转速反应呈动力传动系的变速器输入轴处的加速度的输出测量变量和转速的输出测量变量的形式。在此，借助于相应地调制到离合器期望力矩上的频率模式得到具有B1、B2的频率范围的、不超过20Hz的频率变化，在所述频率变化中尽管存在高的转速反应，但是存在低的加速度反应。由此，实现离合器调节器的对于驾驶员非干扰性的或不可察觉的频率调制，所述频率调制适合于确定和监控摩擦式离合器的传递特性，并进而也适合于在其变化时进行适配。在此，优选确定转速相关的输出测量变量的幅度和未示出的相位，其中补充地和/或在监控低于预设的阈值时能够监控与加速度相关的幅度和相位。以该方式能够引入频率模式，而车辆乘客没有察觉该情况。借助于常用的计算方法，即例如在锁相放大器中应用的计算方法，检测和评估输出测量变量。简单的可能性在于：将输出变量与频率模式的用于激励的正弦信号或相移90°的转速信号相乘并且随后进行低通滤波，其中所述输出变量呈转速信号的形式。由此，每次测量获得两个值，所述值能够换算成频率响应的幅度和相位，或者能够直接地解释为相应的矢量描述的向量分量。所述值可以与所存储的参考频率响应比较。借此，能够采取用于适配等的相应的措施。
附图标记列表
B1 频率范围
B2 频率范围

Claims (10)

1.一种用于确定动力传动系的传递特性的方法，所述动力传动系具有驱动单元、变速器和摩擦式离合器，所述摩擦式离合器设置在所述驱动单元和所述变速器之间并且借助于离合器调节器以自动化的方式控制，其中借助于控制装置为所述离合器调节器提供预设的离合器期望力矩，并且所述离合器调节器借助于操纵机构调节具有至少一个特征性的输出变量的输出力矩，其中关于所述摩擦式离合器的传递特性与摩擦式离合器和所述操纵机构的特征有关地随时间变化，其特征在于，在所述动力传动系的初始传递特性的情况下在摩擦式离合器滑转时为所述离合器调节器提供调制变量，并且根据所述调制变量检测至少一个输出测量变量，至少一个所述输出测量变量以参考变量的形式存储在非易失性存储器中，并且在重复出现的过程中，在相同条件下，时间上后续地检测输出测量变量，并且将与所述参考变量进行比较，并且从该比较中确定所述动力传动系关于时间的传递特性。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调制变量构成为具有预设的频率模式的调制力矩。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述频率模式的频率范围小于等于20Hz。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述调制变量构成为是正弦形的。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，至少一个所述输出测量变量是所述摩擦式离合器的输出转速和/或所述摩擦式离合器的至少一个输出加速度。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，其特征在于，根据所述调制变量的频率模式确定呈转速和加速度的频率响应形式的传递特性。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，为了实现至少一个所述输出测量变量将所述频率模式确定为，使得至少一个所述输出测量变量的所述频率响应位于最小的加速度响应和最大的转速响应的频率范围中，并且为了后续地确定传递特性而始终应用相同的频率模式。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，根据至少一个所述输出变量的幅度和相位确定所述传递特性。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，根据在所述变速器中挂入的挡位实施所述传递特性。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，根据变化的传递特性适配所述离合器调节器的控制。
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