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CN113968220A - 用于运行机动车的方法、调节装置和机动车 - Google Patents

用于运行机动车的方法、调节装置和机动车 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于运行机动车的方法，通过调节装置基于转速预设在使用模型的情况下对所述至少一个车轮的转速进行调节，模型对机动车的动力传动系进行建模，根据基于模型确定的、动力传动系的至少一个状态参量来影响由动力装置产生的、作为控制量的转矩，调节装置评估对所述离合器的切换状态作出描述的切换状态信息，并在切换信息所描述的切换状态表明离合器接合时，将所确定的状态参量与所测得的动力装置实际转速和/或与所测得的至少一个车轮的转速进行比较，而在切换信息所描述的切换状态表明离合器至少部分地分离时，将所确定的状态参量与所测得的至少一个车轮的转速进行比较、而不与所测得的动力装置实际转速进行比较。

Description

用于运行机动车的方法、调节装置和机动车
技术领域
本发明涉及一种用于运行机动车的方法，其中，机动车具有调节装置和动力传动系，所述动力传动系的组成部分包括动力装置、离合器/离合传动机构和至少一个车轮，其中，动力装置通过离合器与至少一个车轮联接。
背景技术
为了调节机动车的动力传动系的各功能，在机动车中通常使用多个分离的调节器，通过它们在动力传动系运行时相应实施不同的功能。调节器例如可相应实施转速限制、负载冲击缓冲以及各种构件保护功能和/或舒适功能。由现有技术已知用于使用在机动车中的不同的调节器。
在DE102018200169B3中说明了一种用于机动车的速度调节的方法。机动车具有动力传动系，为其分配有至少一个转速调节元件。在此，动力传动系包括至少一个驱动车轮以及动力装置。在此，在使用转速传感器的情况下，动力装置的速度的调节通过调节转速来实现，该转速传感器确定动力装置的当前转速。
由DE102013018626A1已知一种用于缓冲用于可作为全轮驱动的汽车的动力传动系的负载冲击的方法。借助于负载冲击缓冲器，其前置于负载冲击缓冲单元，缓冲与驾驶期望对应的总理论力矩以及确定总实际力矩。根据驱动车桥的确定的运行限制来确定基于总实际力矩的各力矩，并且将其分配到机动车的各个车桥。
还已知的是，在机动车运行时必须实施不同的安全功能，例如对于具有在动力传动系中的离合器的机动车，安全功能确保，在离合器分离时以及在离合器功能故障的情况下没有转矩从动力装置传递到机动车的车轮。为此例如可在机动车中安装传感器装置，其在离合过程中例如探测和评估在动力传动系中的转速和/或在离合器中的压力。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种改善的用于运行机动车的方法，该方法尤其使得能够低成本地实现安全功能。
为了实现该目的，在开头提到的类型的方法中，根据本发明设置成，提供调节装置，基于转速预设在使用模型的情况下对所述至少一个车轮的转速进行调节，所述模型对机动车的动力传动系进行建模，其中，根据基于模型确定的、动力传动系的至少一个状态参量来影响由动力装置产生的、作为控制量的转矩，其中，所述调节装置评估对所述离合器的切换状态作出描述的切换状态信息，并在切换信息所描述的切换状态表明离合器接合时，将所确定的状态参量与所测得的动力装置实际转速和/或与所测得的至少一个车轮的转速进行比较，而在切换信息所描述的切换状态表明离合器至少部分地分离时，将所确定的状态参量与所测得的至少一个车轮的转速进行比较、而不与所测得的动力装置实际转速进行比较。
在将状态调节器用于实施用于机动车的动力传动系的转速调节时，可有利地将此前分开的不同的调节器组合在共同的调节构思中，从而可有利地取消对分开的、相应仅为单个功能分配的调节器进行优先级划分和/或仲裁。通过凭借模型描绘机动车的动力传动系可确定动力传动系的一个或多个状态参量，并且将其用于调节动力传动系。根据至少一个确定的状态参量，通过调节装置产生用于调整动力装置的转矩的调节力矩，以便在经由调节装置进行转速调节的情况下通过控制量改变转速。
在此，至少一个状态参量的确定基于说明机动车的动力传动系的模型来进行。这能够实现的是，可在动力传动系中的相应的调节功能的作用位置处将动力传动系调节到实际相关的参量。在此，状态参量可尤其与动力传动系的不同的组成部分相关联，例如车轮或机械部件，诸如驱动轴或从传动机构伸延至车轮的半轴。由此实现针对在组成部分处出现的参量进行直接调节。
将状态参量与至少一个测得的参量进行比较提高了状态参量的确定的精度，因为在动力传动系中的可至少部分地通过测量参量来描绘的实际情况与用作确定或估计状态参量的基础的模型之间的偏差可至少部分地再次得到补偿。
除了可将各种不同的调节功能组合到共同的调节器中之外，使用状态调节器的优点是，还可以借助于状态调节器实施安全功能。
机动车的离合器可尤其用于建立和中断在例如构造为电机或内燃机的动力装置和至少一个车轮之间的机械联接，尤其以便能够在机动车的包括多个挡位的传动机构中实现换挡。为此，根据说明离合器的切换状态的切换状态信息进行至少一个确定的状态参量与测得的至少一个车轮的车轮转速和/或测得的动力装置的实际转速的比较，其中，在切换信息说明的切换状态是离合器接合时，进行状态参量与测得的动力装置的实际转速和/或测得的至少一个车轮的转速的比较，并且在切换信息说明的切换状态是离合器分离时，将状态参量与测得的车轮转速、尤其仅与测得的车轮转速进行比较，并且不与测得的动力装置的实际转速进行比较。
于是，在切换信息说明的切换状态是离合器分离时，不比较至少一个状态参量与测得的动力装置的实际转速。因此，在离合器分离时，尤其从通过在离合器接合时动力装置的实际转速或通过动力装置的实际转速和测得的车轮转速的组合进行的比较切换到尤其仅与在离合器分离时测得的车轮转速进行的比较。在离合器接合时，是与动力装置的实际转速、车轮转速和/或还是与动力装置转速和车轮转速的组合相比较，可尤其根据说明机动车的实际运行状态和/或动力传动系的至少一个组成部分的实际运行状态的运行状态信息由调节装置来决定。
其技术效果是：在估计的状态参量、例如估计的车轮转速与实际的测得的车轮转速有偏差时，在观测器中修正估计的状态参量。此外，如果测得的状态参量或估计的状态参量与由转速预设引起的理论状态参量有偏差，通过状态调节器进行力矩干预。
如果在切换过程期间，即，在切换状态信息说明的切换状态是离合器分离时，提高测得的车轮转速，通过与测得的车轮转速相比较还提高估计的车轮转速。如果估计的车轮转速和/或测得的车轮转速超过用于车轮转速或转速预设的理论状态参量，则通过调节装置进行力矩干预，于是因此降低动力装置力矩或动力装置转速，以维持最大转速。如果离合器在其分离的状态中没有完全分开动力装置与车轮、而是由于离合器的缺陷和/或离合器的不充分的分离仍将力矩从动力装置传递给至少一个车轮，尤其此时出现测得的实际的车轮转速与估计的车轮转速的偏差。
尤其在传动机构构造为自动传动机构时，离合器可在其分离的切换状态中打滑地运行，其中，在这种情况下，即使在处于分离的切换状态中的离合器没有充分分离时，过大的转矩将通过离合器传递，并且因此可能出现实际的和因此测得的车轮转速的不期望的提高，其不同于无缺陷的正常运行。因此，将在离合器至少部分地分离的情况下的切换状态除了理解成完全分离的状态之外，在该完全分离的状态中两个离合器侧部完全分开，还可理解成这样的状态，在该状态中离合器打滑地运行，因此仅部分地分离。
由于缺陷或功能故障而不期望地传递的力矩引起测得的实际的车轮转速的改变，其中，调节装置基于在比较状态参量时在测得的转速和车轮转速之间的偏差对估计的车轮转速和/或其他估计的状态参量进行修正。此外，如果超过了转速预设或由转速预设得出的理论状态参量，产生力矩干预以调整转速。此时，力矩干预作用于动力装置，并且引起动力装置的转速降低。如果离合器在此仍处于打滑的状态中，则继续传递离合器力矩。如果由于降低的动力装置转速而使离合器的打滑接近零，则动力装置力矩由离合器传递给至少一个车轮，并且在此是有效的。
因此，即使在离合器至少部分地分离的切换状态中，例如在机动车的动力传动系的传动机构的换挡期间，也进行转速调节，并且尤其是维持预定的最大转速。此外，可避免在离合器的分离切换状态中将力矩不期望地传递给至少一个车轮，从而可有利地取消附加的安全功能以及为此使用的传感器装置，或者能够实现采用具有更低安全级别(例如根据ASIL的QM安全级别)要求的传感器装置。因此，通过调节装置可有利地避免在传动机构的切换过程期间将力矩不期望地传递给至少一个车轮。
至少一个车轮的车轮转速和动力装置的实际转速例如可相应地通过转速传感器来测量。为此，例如可使用已经为了其他目的而安装的转速传感器，例如在动力装置构造为电机时安装的转子位置传感器和/或例如来自防抱死系统的车轮转速传感器。
根据本发明可设置成，基于所述模型将车轮转速、动力传动系的驱动轴的扭转角、动力装置的转速、动力装置的实际转矩和/或在所述至少一个车轮处出现的负载力矩确定为状态参量。通过基于模型确定一个或多个状态参量，不必针对状态参量中的所有状态参量都使用传感器来测量用作状态参量的参量，因此可有利地降低传感器装置的成本。因此，尤其还可以考虑将在测量技术上仅仅很难探测或完全不可能探测的参量作为状态调节器的状态参量。还可使用这样的参量，在机动车中这些参量的探测分辨率例如不足以实现确定的调节功能，例如对于车轮转速可以是这种情况。然而，在此可考虑将测得的车轮转速和/或测得的动力装置转速用于与确定为状态参量的车轮转速、确定为状态参量的动力装置转速和/或其他状态参量进行比较。对于状态参量中的至少一部分还可以通过传感器装置进行测量，以便通过反馈进行观测器的比较或模型修正，并且因此通过纠错的可能性改善状态参量的确定的精度。作为状态参量估计的负载力矩为扰动参量，并且例如可在扰动参量接入的情况下予以使用。如果没有使用扰动参量接入，那么在观测器中考虑负载力矩可有利地降低观测器的误差，在不考虑负载力矩的情况下通常不是这种情况。
根据本发明可设置成，状态参量通过观测器、尤其龙伯格(Luenberger)观测器来确定。在使用模型的情况下确定的至少一个状态参量可通过观测器来确定，该观测器形成状态调节器的基础。观测器可尤其实现为龙伯格观测器，并且例如借助于极点预设——例如具有二项特性——来进行设计。除了观测器实现为龙伯格观测器之外，还可以根据其他的观测器结构实现观测器。
根据本发明可设置成，切换状态信息由调节装置确定或由机动车的控制器传输给调节装置。调节装置例如可以与离合器连接，并且自己确定何时在接合的离合器和分离的离合器之间发生改变或发生反向的改变，从而可通过调节装置对至少一个确定的状态参量的比较进行适配。
同样可行的是，切换信息通过机动车的控制器传输给调节装置。控制器例如可以是为离合器分配的控制器，其探测离合器状态，或者可以是自动变速器、例如双离合器变速器的变速器控制器。
根据本发明可设置成，在切换状态信息表明离合器分离的情况下，在由调节装置产生力矩干预时，由调节装置产生故障状态信息，其中，将该故障状态信息传输给机动车的至少一个控制器，和/或由调节装置执行至少一个与故障状态信息相关联的措施。
在离合器的分离切换状态中，尤其在车轮转速超过理论转速或最大转速时，产生通过调节装置进行的力矩干预。这表明离合器未充分分离，其原因尤其可能是离合器的缺陷，从而通过调节装置可能有利地生成故障状态信息，其内容是有故障的离合器功能，尤其是离合器有故障地分离。故障状态信息可通过调节装置传输给机动车的控制器，从而可由控制器例如警告驾驶员和/或限制车辆功能。根据调节装置的设计同样可直接由调节装置执行为故障状态信息分配的措施，例如显示警告和/或限制机动车的功能。
根据本发明可设置成，对转速预设进行适配，以对最大转速进行限制和/或对最小转速进行限制和/或对理论转速进行调节。这使得能够根据要在调节方法中实现的功能将转速限制到在最大转速和/或最小转速之间的范围。理论转速调节也可以通过用在根据本发明的方法或实施方法的调节装置中的转速预设来实现。
根据本发明可设置成，对控制量进行适配，以对动力传动系的至少一个组成部分的振动进行衰减和/或对动力传动系的组成部分进行保护。在此，例如可以在预设诸如根据黎卡提的质量标准的情况下执行状态调节器的设计，从而可以调节状态调节器的动态性和阻尼特性，使得例如将动力传动系的机械部件——例如驱动轴或半轴——的扭转限制到最大值。通过对动力传动系的至少一个组成部分进行减振可实现舒适性功能，其能够实现尽可能稳定且无急动的行驶运行。
根据本发明可设置成，由用于限制所述至少一个车轮的打滑的打滑调节来对转速预设进行适配；和/或由用于形成转速差的全轮驱动调节来对转速预设进行适配。通过在设计时相应地设计状态调节器可如此设定其动态性和其阻尼，使得根据对打滑调节的要求设定由打滑调节确定的转速预设，以限制至少一个车轮的打滑。除此之外或替代于此，还可以通过状态调节器在相应的阻尼或相应的动态性的情况下设定由全轮驱动调节规定的转速预设，例如以调节在用于具有全轮的机动车的两个车桥之间的最佳的转速差。
根据本发明可设置成，由行驶运行调节来规定转速预设，尤其用于执行行驶运行、制动运行和/或针对性制动。相应地，这样设计状态调节器，即，实现由状态调节器产生的转速调节的阻尼或动态性，使得转速变化相应地实现行驶运行或制动运行的预设或要求。也可以匹配于要执行的各种驾驶操作，例如针对性制动等等。行驶运行调节可以尤其为自动行驶运行提供调节，通过该自动行驶运行调节可以实现机动车的自动的行驶运行。
针对根据本发明的调节装置设置成，其包括至少一个控制器，其中，控制器构造成执行根据本发明的方法。为通过调节装置实施确定的功能而对转速预设进行的适配同样可以由调节装置的控制器来执行。同样可行的是，转速预设的适配尤其相应通过其他的控制器来执行，从而例如在一个或多个其他的控制器中实施防滑调节、行驶运行调节和/或全轮驱动调节，其中，将相应确定的和/或调整的转速预设传输给调节装置，以调节动力传动系。
针对根据本发明的机动车设置成，其包括动力传动系以及根据本发明的调节装置。在此，机动车的动力传动系尤其包括动力装置、至少一个离合器和至少一个车轮，其中，动力装置通过该至少一个离合器与至少一个车轮联接。
上文针对根据本发明的方法说明的所有优点和设计方案相应地同样适用于根据本发明的调节装置和根据本发明的机动车。
附图说明
从下文中说明的实施例以及借助附图得到本发明的其他的优点和设计方案。附图是示意性的图示，其中，
图1示出了根据本发明的机动车的实施例的侧视图，
图2示出了机动车的动力传动系的用于模型说明的模型，
图3示出了用于根据本发明的方法的调节系统的模型，
图4示出了根据本发明的机动车的调节装置的框图，
图5示出了根据本发明的用于运行机动车的方法的实施例的流程图。
具体实施方式
在图1中示出了根据本发明的机动车1的侧视图的原理图示。机动车1包括动力传动系2，该动力传动系具有动力装置3，动力装置通过离合器4与包括多个挡位的传动机构5联接，并通过至少一个构造为驱动轴6或半轴的机械部件与动力传动系2的至少一个车轮7联接。
离合器4为可分离的离合器，其可在接合的切换状态和分离的切换状态之间运动，其中，在接合的切换状态中，动力装置3与传动机构5联接，并且驱动轴6与车轮7联接，而在分离的切换状态中，动力装置3与传动机构5脱开并且因此也与驱动轴6和车轮7至少部分地脱开。当变换传动机构5的挡位时例如可进行离合器的分离。离合器4和传动机构5可手动操纵，或者其可为自动式的离合器和/或自动式的变速器，例如双离合器变速器。动力装置3可实施为内燃机和/或电机。尤其在传动机构5构造为自动传动机构时，离合器4可滑磨地运行，使得还有针对性地在离合器分离时传递转矩。
为了调节动力传动系2，机动车1包括调节装置8。调节装置8包括控制器，并与机动车1的其他控制器9、10连接。调节装置8设立成，在使用对机动车1的动力传动系2作出建模的模型情况下基于转速预设对至少一个车轮7的转速进行调节，根据动力传动系2的至少一个基于模型确定的状态参量来影响作为控制量的、由动力装置3产生的转矩。转速预设例如可以根据当前的加速踏板位置，和/或如下文中更详细地说明的那样受到其他控制器9、10中的一个控制器的影响和/或由其规定。
借助于状态调节器来实现由调节装置8对至少一个车轮7的转速调节，状态调节器用于基于动力传动系2的模型确定的状态参量来对转速进行调节或者说对控制量进行设定。在此，可用作状态参量的是至少一个车轮7的车轮转速、动力传动系2的至少一个驱动轴6的扭转角、动力装置3的转速、动力装置3的实际转矩和/或在至少一个车轮7处出现的负载力矩。在此，状态参量可以基于模型由观测器来确定。用于确定状态参量的观测器例如可实现为龙伯格观测器。在此，代替观测器的估计，动力装置3的实际转矩也可以在观测器的模拟器部分中予以考虑，并且将其包括到状态调节中。负载力矩为估计的扰动量，其例如可在扰动量接入的情况下应用。如果不使用扰动量接入，在观测器中考虑负载力矩引起观测器的误差减小，在没有考虑负载力矩的情况下通常不是这种情况。
在图2中示出了动力传动系2的示意图。在此，示出了动力装置3通过离合器4、传动机构5和至少一个驱动轴6与至少一个车轮7联接。根据机动车1的构造，显然动力装置3还可以通过离合器4和传动机构5与相应实施为半轴的两个驱动轴6和两个车轮7联接，例如当机动车包括构造成驱动机动车的车桥中的一个车桥的动力装置3时。类似地，动力传动系2还可包括其他组成部分，例如以形成全轮驱动，从而四个车轮7通过多个驱动轴或半轴和/或至少一个传动机构5与动力装置3联接。机动车1可包括多于一个的动力装置3，例如，机动车1的四个车轮7中的每个车轮可通过自己的动力装置3驱动，或者例如可通过两个动力装置3各自驱动机动车1的两个车桥之一。
在示出的模型中，可相应在选择至少一个驱动轴6或至少一个车轮7的模型参数时对应地考虑设计方案。动力传动系2的在图2中示出的示例性的模型涉及离合器4的接合的切换状态，在其中，动力装置3与车轮7联接。动力传动系2的模型为双质量振动模型，在其中，动力装置3通过接合的离合器4、传动机构5和驱动轴6与至少一个车轮7联接。在此，动力装置3具有惯量JEM，并且车轮7具有惯量JRad。驱动轴6分配有刚度cSW。可行的是，在模型中附加地至少考虑动力传动系2的组成部分中的一个组成部分的机械阻尼，尤其是当在选择用于动力传动系2的组成部分4的上文提到的参数之一时忽略机械阻尼或至少部分地考虑机械阻尼是不可能的时候。基于用于动力传动系2的双质量双质量振动模型而示出的模型可得出动力传动系2的在图3中示出的框图。
图3所示的示例性框图是动力传动系2的基于在图2中示出的双质量振动模型的模型。因此，框图示出了用于调节动力传动系2的调节系统，并且基于动力装置3的理论力矩MSoLL，该理论力矩通过PT1环节11转换成动力装置3的实际转矩MIST，其中，增益因子为1，并且考虑了传输时间常数TEM。这对应于基于理论力矩Msoll通过动力装置3产生实际转矩MIST。如通过比例环节12示出的那样，动力装置3的惯量JEM基于实际转矩MIST影响动力装置转速ωEM的转速变化
Figure BDA0003092757810000131
转速变化
Figure BDA0003092757810000132
通过积分环节13与动力装置转速ωEM相关联，动力装置转速根据非线性函数14产生动力装置MREIB的摩擦力矩，摩擦力矩反作用于实际转矩MIST，如在求和节点15处示出的那样。
动力装置转速ωEM通过积分环节16与节点17连接，其中，积分环节16具有作为增益因子的逆传动比ig。在节点17处确定的、在传动机构5的转速减去至少一个车轮7的转速ωRad所形成的转速差Δω通过具有增益因子dSw的比例环节18作用于求和节点19。
基于转速差Δω，通过经由积分环节20的积分得到半轴的扭转角
Figure BDA0003092757810000134
该扭转角通过非线性函数21以及具有作为增益因子的驱动轴6的刚度CSW的比例环节22同样输送给节点19。节点19通过比例环节23反作用于节点15，其中，比例环节23的增益因子对应于传动比iG。在节点19的输出处确定的、在车轮侧产生的转矩通过节点24并且相应地通过积分环节25作为转速变化
Figure BDA0003092757810000133
或在积分环节26中积分之后作为车轮转速ωRAD反作用于节点17，其中，积分环节25具有作为增益因子的至少一个车轮7的惯量JRAD的倒数。
在节点24处还减去在至少一个车轮7处的、由作为方框27的打滑/滑转率λ产生的负载力矩Fx·rDyn，其中，打滑λ据据车辆VFZG的实际速度和车轮转速ωRAD通过非线性函数28来确定。在此，负载力矩Fx·rDyn通过作用于至少一个车轮7的力Fx与至少一个车轮7的动态的车轮直径rDyn相乘得到。
现在可通过以下方式来简化动力传动系2的上文说明的模型，即，尤其忽略非线性影响和/或将其理解为下文被看作调节的扰动量的负载力矩Fx·rDyn的附加组成部分。这使得能够通过下面的等式在状态矢量空间中在变换到车轮平面中的情况下来描述动力传动系2：
Figure BDA0003092757810000141
Figure BDA0003092757810000142
等式(1)和(2)为动力传动系的模型，并且现在可作为用于观测器的基础来确定在动力传动系2中的状态参量。通过变换到车轮平面中，逆传动比iG作用于动力装置转速ωEM，R和惯量JEM，R的车轮侧的参量中。于是观测器可在状态调节器中用于基于转速对动力传动系进行调节。
Figure BDA0003092757810000143
Figure BDA0003092757810000144
在此，等式(3)和(4)表示观测器在状态矢量空间中的说明，其除了等式(1)和(2)之外还含有扰动的模型。
矢量
Figure BDA0003092757810000151
含有由观测器估计的状态参量，即，车轮转速ωRAD、动力装置转速ωEM，R、至少一个半轴的扭转角
Figure BDA0003092757810000152
以及负载力矩Fx·rDyn。在包括观测器的状态调节部中还可将动力装置3的实际转矩MIST用作状态参量，其中，实际转矩MIST可通过在动力装置处的直接测量和/或通过经由另一参量的间接测量来确定。在调节系统的状态矢量空间说明中，其为用于状态调节器的构思的基础，例如可代替负载力矩Fx·rDyn包括动力装置3的实际转矩MIST。在此，在实际转矩结构的动态性不可忽视的情况下，微分方程系统例如可通过说明该动态性的微分方程来扩展。于是，微分方程系统可简化掉用于说明负载力矩的动态性的微分方程，如果它不再需要。作为测量实际转矩MIST的补充或替代，这可通过观测器来估计或经由观测器的模拟器部分来产生。对于车轮转速ωRAD和动力装置转速ωEM，附加地或替代地，还可使用测量值，其例如经由为车轮7分配的转速传感器或经由为动力装置3分配的转速传感器来确定。
在图4中示出了转速调节器的框图，转速调节器用在用于调节机动车1的动力传动系2的方法的实施例中。该转速调节器可在机动车1的调节装置8的控制器中来实现。转速调节基于转速预设
Figure BDA0003092757810000153
其被输送给在节点30处的调节器。转速预设
Figure BDA0003092757810000154
或由转速预设
Figure BDA0003092757810000155
形成的调节偏差通过PI调节器31与节点29连接。基于通过公式(1)和(2)说明的模型，借助例如实现为龙伯格观测器的观测器确定作为状态参量的至少一个车轮的车轮转速ωRAD、驱动轴7的扭转角
Figure BDA0003092757810000163
动力装置的转速ωEM以及用作扰动力矩的负载力矩Fx·rDyn。通过测量确定动力装置3的实际转矩MIST作为其他的状态参量。动力装置3的实际转矩MIST可直接测得，或通过测量其他参量——例如测得的实际动力装置电流——来确定。作为测量实际转矩MIST的补充或替代，其同样可通过观测器来估计或经由观测器的模拟器部分产生。
在此，通过确定的状态参量来影响用作转速调节的控制量的理论动力装置力矩MSOLL。在此，车轮转速ωRAD通过具有增益因子rRAD的比例环节32相应作用于节点35，确定的扭转角
Figure BDA0003092757810000161
通过具有增益因子rSW的比例环节33作用于节点35，以及动力装置的转速ωEM，R通过具有增益因子rEM的比例环节34作用于节点35。动力装置3的实际转矩MIst通过具有增益因子rm的比例环节36同样作用于节点35。
在节点35中形成的和在节点29中例如以负值的方式作用于基于转速预设
Figure BDA0003092757810000162
通过PI调节器31确定的转矩，以产生控制量MSOLL。相对于在图3中示出的模型忽略的参量至少部分地总括成被理解为扰动量的Fx·rDyn，其同样确定为状态参量。在此，负载力矩Fx·rDyn可在调节的一个周期时间内假定为恒定，并且针对每个新的周期重新估计。尤其在实现扰动量接入时，可使用负载力矩Fx·rDyn。在使用PI-状态调节器时，估计的负载力矩没有影响。通过在PI调节器31中的积分环节考虑由实际作用在至少一个车轮5处的负载力矩对受调节的动力传动系产生的影响。
尤其是根据动力传动系2的组成部分中的至少一个组成部分的当前的运行状态，通过观测器确定的状态参量可以被与通过为动力装置3分配的转速传感器确定的当前转速和/或与通过为至少一个车轮7分配的转速传感器确定的车轮转速进行比较，以便通过观测器实现状态参量估计的更高的精度。通过PI调节器31同样补偿扰动量，其中，PI调节器31的积分环节负责稳态精度，并且对在建模中在转速调节时忽略的影响进行稳态补偿。除了通过PI调节器31将调节器设计为PI状态调节器之外，还可将调节实施为具有扰动量当前的状态调节，以便实现改善的稳态精度。在此，负载力矩Fx·rDyn可用作扰动量。可行的是，对于PI-状态调节器或在应用扰动量接入时使用结果误差结构，如果针对斜坡形的理论值预设应当进行调节偏差的渐进补偿。
根据机动车1的动力传动系2，其基于在调节中所用的模型，借助于用于转速调节的方法可实施不同的功能。此外，使方法或构造成实施方法的调节装置8简单地匹配于不同的机动车模型或不同的模型变型，模型变型的不同之处例如在于其动力传动系2的构造。这可通过选择与动力传动系相关的模型参数JEM，R、JRAD和CSW来实现。与不同功能匹配的调节可通过选择相应的增益因子rRAD、rSW、rEM和rM以及Kp、Ki来实现。在此能够实现调节的阻尼特性与针对相应的功能提出的要求相匹配。
因此，例如可设置成，对控制量、即动力装置理论力矩MSOLL进行调整，以对动力传动系2的至少一个组成部分进行减振和/或保护动力传动系2的组成部分。以这种方式例如可避免在驱动轴6中出现过大的扭矩。还可行的是，转速预设
Figure BDA0003092757810000171
通过防滑调节来调整，以限制至少一个车轮7的打滑，其中，相应地通过调节器进行防滑调节。例如针对包括两个动力装置3的机动车1，动力装置相应与车桥并且因此与两个车轮5联接，还可以调节由全轮驱动调节确定的转速预设，以通过相应调整的调节器形成转速差。
还可行的是，转速预设由机动车1的行驶运行调节来规定，例如以便执行行驶运行、制动运行和/或不同的驾驶行为，诸如针对性地制动。在此，还可借助于用于驱动调节的方法根据转速预设和与相应的使用目的匹配的阻尼、或者更确切地说与相应的使用目的相匹配的阻尼特性来调节机动车1的驱动器。
在图5中示出了用于运行机动车的方法的流程图，该方法可通过机动车1的调节装置8来执行。如上所述，可将在调节装置8中作为状态参量确定的参量ωRAD、ωEM，R、
Figure BDA0003092757810000181
以及Fx·rDyn与至少一个测量值进行比较，以提高其确定的精度。在此，与测得的车轮转速和/或测得的动力装置的实际转速进行比较。车轮转速的测量例如可通过为机动车1的至少一个车轮7分配的转速传感器来实现，例如ABS系统的转速传感器。动力装置3的实际转速的测量例如可通过动力装置3的转速表来实现，例如通过构造为电机的动力装置3的转子位置传感器和/或构造为内燃机的动力装置3的转速传感器。通过比较状态参量与至少一个测得的参量可修正在借助于模型的状态参量确定与实际在真实系统中出现的状态参量之间的偏差。此外，可以通过选择用于比较的参量通过调节装置8实现机动车1的安全功能。
在方法的步骤S1中，在其中，机动车1例如处在行驶运行中，并且离合器4相应地处在接合的切换状态中，从而力矩可从动力装置3全部传递到机动车的驱动车轮7，进行观测器与动力装置3的测得的实际转速和/或至少一个车轮5的测得的车轮转速的比较。在此，尤其可根据说明机动车的运行状态的运行状态信息通过动力装置3的测得的实际转速和/或至少一个车轮5的测得的车轮转速来进行比较。
如果在步骤S2中离合器4至少部分地分离，则这通过说明离合器4的切换状态的切换状态信息传给调节装置8。在此，调节装置8可自己确定切换状态信息或者从机动车1的另一控制器9传输地获得该切换状态信息。在切换状态信息说明离合器4的分离的切换状态的情况下，调节装置8将观测器与从正常的行驶运行中动力装置3的测得的实际转速和/或测得的车轮转速的比较改变成与至少一个车轮7的测得的车轮转速的比较。在离合器4分离时可取消通过动力装置的实际转速进行的比较，这是因为观测器是基于在动力装置和至少一个车轮之间的机械联接，该联接在离合器4至少部分地分离时不存在，或至少不再如在离合器接合时那样存在。
通过比较估计的车轮转速与测得的车轮转速，即，至少一个车轮7的实际转速，使估计的车轮转速接近测得的车轮转速。如果估计的车轮转速偏离转速预设或从转速预设导出的理论值预设，通过调节装置8产生力矩干预，使得即使在切换过程期间也可以进行车轮转速调节。这可以在离合器4完全分离时以及在离合器4在分离的状态中滑磨地运行时实现，在离合器4完全分离却仍不期望地在分离的状态中传递力矩时，在离合器4在分离的状态中滑磨地运行时在分离的状态中传递错误的力矩。
如果离合器4有缺陷和/或功能故障，从而在完全分离的离合器4的分离的状态中仍通过离合器将力矩从动力装置3传递给传动机构5或通过驱动轴6还传递给至少一个车轮7，则可以在测得的车轮转速和作为状态参量测得的车轮转速和/或状态参量中的其他状态参量之间出现这种偏差。对于处在打滑中运行的离合器，由于缺陷和/或功能故障，可能传递与正常情况下在离合器的正确运行中有偏差的转矩，从而至少一个车轮7的转速不是以期望的方式变化。
因此，通过根据切换状态信息在调节装置8中改变状态参量的比较，可实现在离合器4中出现故障时，该故障在离合器4分离时仍导致力矩传递，通过由调节装置8产生反作用于在车轮处的转速改变的调节力矩来实现安全功能。
在切换状态信息表明离合器分离的情况下通过调节装置8产生力矩干预时，可能存在离合器4的缺陷。为了可在机动车1的继续运行中考虑该可能的缺陷，通过调节装置8在步骤S3中产生故障状态信息，其中，将故障状态信息传输给机动车1的至少一个其他的控制器10。
通过该其他的控制器10可执行与故障状态信息相关联的措施。该措施例如可以是对机动车1的驾驶员的警告、将指示离合器4的故障状态的信息显示在机动车1的显示装置上和/或限制机动车1的行驶运行。替代地，可行的是，调节装置8本身构造成执行为故障状态信息分配的措施，从而在出现故障时可由调节装置8本身执行措施。
如果在步骤S2中在状态参量和测得的车轮转速之间没有偏差，则在离合器闭合之后，即在离合器4切换到接合的切换状态中之后，可在步骤S1中继续该方法，为此重新比较状态参量与测得的动力装置转速。
在调节装置8中实施安全功能具有的优点是，在切换过程期间还可在离合器4分离时进行转速调节。通过调节装置8的转矩干预可降低动力装置3的转速。有利地，在此可取消其他的系统，尤其取消传感器装置等等，以确保在离合器4分离时驱动车桥无力矩，和/或能够在机动车1中实现具有更低的安全要求等级的这种传感器装置。

Claims (11)

1.一种用于运行机动车(1)的方法，其中，所述机动车(1)具有调节装置(8)和动力传动系(2)，其中，所述动力传动系(2)的组成部分包括动力装置(3)、离合器(4)和至少一个车轮(7)，其中，所述动力装置(3)通过所述离合器(4)与所述至少一个车轮(7)联接，其中，通过所述调节装置(8)基于转速预设在使用模型的情况下对所述至少一个车轮(5)的转速进行调节，所述模型对机动车(1)的动力传动系(2)进行建模，其中，根据基于模型确定的、动力传动系(2)的至少一个状态参量来影响由动力装置(3)产生的、作为控制量的转矩，其中，所述调节装置(8)评估对所述离合器(4)的切换状态作出描述的切换状态信息，并在切换信息所描述的切换状态表明离合器(4)接合时，将所确定的状态参量与所测得的动力装置(3)实际转速和/或与所测得的至少一个车轮(5)的转速进行比较，而在切换信息所描述的切换状态表明离合器(4)至少部分地分离时，将所确定的状态参量与所测得的至少一个车轮(5)的转速进行比较、而不与所测得的动力装置(3)实际转速进行比较。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述模型将车轮转速、动力传动系(2)的驱动轴(6)的扭转角、动力装置(3)的转速、动力装置(3)的实际转矩和/或在所述至少一个车轮(7)处出现的负载力矩确定为状态参量。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过观测器、尤其龙伯格观测器来确定所述状态参量。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述切换状态信息由调节装置(8)确定或由机动车(1)的控制器(9)传输给调节装置(8)。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在切换状态信息表明离合器(4)分离的情况下，在由调节装置产生力矩干预时，由调节装置(8)产生故障状态信息，其中，将该故障状态信息传输给机动车的至少一个控制器(10)，和/或由调节装置(8)执行至少一个与故障状态信息相关联的措施。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，对转速预设进行适配，以对最大转速进行限制和/或对最小转速进行限制和/或对理论转速进行调节。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，对控制量进行适配，以对动力传动系(2)的至少一个组成部分的振动进行衰减和/或对动力传动系(2)的组成部分进行保护。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，由用于限制所述至少一个车轮的打滑的打滑调节来对转速预设进行适配；和/或由用于形成转速差的全轮驱动调节来对转速预设进行适配。
9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，由行驶运行调节对转速预设进行适配，尤其用于执行行驶运行、制动运行和/或针对性制动。
10.一种调节装置，包括至少一个控制器，其中，所述控制器构造成执行根据上述权利要求中任一项所述的方法。
11.一种机动车，包括动力传动系以及根据权利要求10所述的调节装置(8)。
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