CN111247354B - 对机动车辆的动力传动系中的旋转不均匀性加以衰减的衰减机构 - Google Patents

对机动车辆的动力传动系中的旋转不均匀性加以衰减的衰减机构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于对机动车辆的动力传动系中的旋转不均匀性加以衰减的衰减机构，该衰减机构包括用于在转矩传输机构的输入区域与输出区域之间提供滑转的滑转机构，其中滑转机构包括调节装置，该调节装置被设计为用于取决于针对旋转不均匀性的测量信号来对滑转进行调节，其中调节装置被设计为用于从平均转速开始、取决于转速的变化分量的周期性振动分量的至少一个特征变量来对滑转进行调节，并且布置有与调节装置相连接的传感器装置，其中传感器装置被设计为用于在转矩传输路径中在滑转机构之后测定平均转速，并且其中所述传感器装置被设计为用于在所述转矩传输路径中在所述滑转机构之前测定所述变化分量的频率。

Description

对机动车辆的动力传动系中的旋转不均匀性加以衰减的衰减 机构
技术领域
本发明涉及一种用于对机动车辆的动力传动系中的旋转不均匀性加以衰减的衰减机构，所述衰减机构包括用于在转矩传输机构的输入区域与输出区域之间提供滑转的滑转机构，其中所述滑转机构包括调节装置，所述调节装置被设计为用于取决于针对旋转不均匀性的测量信号来对滑转进行调节。
本发明还涉及一种用于对机动车辆的动力传动系中的旋转不均匀性加以衰减的方法，其中借助于滑转机构在转矩传输机构的输入区域与输出区域之间提供滑转，并且其中借助于调节装置取决于针对旋转不均匀性的测量信号来对滑转进行调节。
虽然可以在任意的机动车辆中使用，针对具有燃烧发动机的乘用机动车辆形式的机动车辆对本发明进行阐述。
背景技术
为了在具有燃烧发动机的乘用机动车辆(PKW)中提高效率或节省燃料，已知各种解决方案，例如具有气缸停用装置的发动机、启动/停止***和/或不同的混合级别。然而这在乘用机动车辆动力传动系中导致旋转不均匀性增大或激励(Anregungen)增大，尤其在低转速范围内，例如自怠速转速至大约1400转/分钟。
为了对这种旋转不均匀性加以衰减，除了弹簧质量机构，例如双质量飞轮ZMS，还已知转速自适应式减振器DAT。此外在具有湿式运行的起步元件的动力传动系中已知的是，藉由起步元件中的滑转实现降低燃烧发动机的转矩波动。在此设定经预先确定的平均滑转转速。此外从DE 10 2008 009 135 A1中已知的是，在起步时通过对应地操控摩擦离合器来减小施加给摩擦离合器的共振转速宽度的转速差。
从WO 99/23392 A1中已知一种用于确定离合器滑转的方法。
从US 2004/0260444 A1中还已知一种衰减机构，所述衰减机构包括离合器和传感器机构，其中借助于传感器机构的信号来操作离合器，以避免动力传动系中的振动。在此，输入轴的转速和机动车辆车轮的速度被用作调节离合器来对振动加以衰减的参数。
从WO 2004/018890 A2中已知一种用于隔离旋转振动的方法。在此，取决于振动信号来调节离合器的驱动元件与从动元件之间的滑转，这些振动信号借助于振动传感器被传输给对应的调节装置。
已知的方法中不利的是，这些方法是不灵活的，并且因此没有充分地提供对旋转不均匀性的解耦或衰减。此外，这些方法要求重的并且由此更昂贵的部件以用于将要针对旋转不均匀性进行的预解耦。
发明内容
因此本发明的目的在于，给出一种衰减机构以及一种用于对旋转不均匀性加以衰减的方法，该衰减机构和该方法尤其在摩擦损耗相同的情况下实现更好的解耦。
本发明的另一个目的在于，给出一种衰减机构以及一种用于对旋转不均匀性加以衰减的方法，该衰减机构和该方法提供与已知的方法或***大体上相同的解耦水平，其中能够使用更轻并且更加成本有效的部件来进行预解耦。
本发明通过一种用于对机动车辆的动力传动系中的旋转不均匀性加以衰减的衰减机构来实现目的，所述衰减机构包括用于在转矩传输机构的输入区域与输出区域之间提供滑转的滑转机构，其中所述滑转机构包括调节装置，所述调节装置被设计为用于取决于针对旋转不均匀性的测量信号来对滑转进行调节，其方式为：所述调节装置被设计为用于从平均转速开始、取决于转速的变化分量的周期性振动分量的至少一个特征变量来对滑转进行调节，并且布置有与所述调节装置相连接的传感器装置，其中所述传感器装置被设计为用于在所述转矩传输路径中在所述滑转机构之后测定所述平均转速，并且其中所述传感器装置被设计为用于在所述转矩传输路径中在所述滑转机构之前测定所述变化分量的频率。
本发明通过一种用于对机动车辆的动力传动系中的旋转不均匀性加以衰减的方法来实现目的，其中借助于滑转机构在转矩传输机构的输入区域与输出区域之间提供滑转，并且其中借助于调节装置取决于针对旋转不均匀性的测量信号来对滑转进行调节，其方式为：借助于所述调节装置从平均转速开始、取决于转速的变化分量的周期性振动分量的至少一个特征变量来对所述滑转进行调节；并且借助于与所述滑转机构连接的传感器装置，在所述转矩传输路径中在所述滑转机构之后测定所述平均转速，并且在所述转矩传输路径中在所述滑转机构之前测定所述变化分量的频率。
由此获得的优点是，尤其在起步过程之后实现有利地降低旋转振动。另外的优点在于由此提高了效率，原因在于调节装置对应于实际的解耦需求来操作滑转机构。此外提高了灵活性，原因在于调节装置根据行驶状况以与旋转不均匀性适配的方式对衰减进行调节，从而提高了动力传动系中的能量效率并且同时改善了对旋转不均匀性的衰减。另外的优点在于，在连续运行中对旋转不均匀性进行调节，而不是基于存储的参数、特征图等进行调节。
换言之，为了对旋转不均匀性加以衰减，截取在转矩传输机构的有利范围中与功能相关的特征变量或参数，这些特征变量或参数随后用作用于对滑转机构进行调节的输入变量。
本发明的其他特征、优点和其他实施方式将在下文中进行说明或以如下方式公开：
根据一个有利的改进方案，所述传感器装置被设计为用于在所述转矩传输路径中在所述滑转机构之后测定所述旋转不均匀性的幅值作为特征变量。换言之，因此剩余的旋转不均匀性在滑转机构的次级侧作为参考变量。在此优点在于，由此可以实现特别可靠地测定旋转不均匀性。
根据另一个有利的改进方案，所述传感器装置具有用于驱动所述机动车辆的轴的位置传感器，尤其曲轴位置传感器。在此优点在于，可以在滑转机构之前特别准确地测定发动机转速或发动机的点火频率。
根据另一个有利的改进方案，在所述滑转机构之前布置有旋转不均匀性预解耦装置，尤其包括至少一个转速自适应式减振器，并且所述传感器装置包括初级转速传感器，所述初级转速传感器在所述转矩传输路径中布置在所述旋转不均匀性预解耦装置之后并且在所述滑转机构之前。在转矩传输路径中在这个位置处，于是已经藉由旋转不均匀性预解耦装置过滤掉大部分的旋转不均匀性，从而使得可以实现更精确地检测在滑转机构的输入区域处在紧挨与功能直接相关的位置处的转速。
根据另一个有利的改进方案，用于测定所述旋转不均匀性的幅值作为特征变量的所述传感器装置包括在所述转矩传输路径中布置在所述滑转机构之后的次级转速传感器和/或次级加速度传感器。在此优点在于，由此可以以简单的方式检测滑转机构的次级侧剩余的旋转不均匀性。特别有利地，可以藉由转速传感器来检测该旋转不均匀性，无论如何都布置有该转速传感器以用于测定滑转转速。
根据另一个有利的改进方案，在所述转矩传输路径中在所述滑转机构之后布置有变速器，并且所述传感器装置被设计为用于在所述转矩传输路径中在所述变速器之后测定所述旋转不均匀性的幅值。这可以实现特别可靠地测定旋转不均匀性的幅值，原因在于通常在变速器的输出端不存在振动节点，因此可以实现对滑转进行可靠的调节以便对旋转不均匀性加以衰减。
根据另一个有利的改进方案，所述传感器中的至少一个传感器、尤其所有传感器与所述滑转机构、尤其与所述滑转机构的调节装置直接相连。这可以实现由滑转机构特别快速地对滑转进行调节，原因在于可以因此考虑对信号处理的实时要求。因此避免了经过总线***的延迟。
根据另一个有利的改进方案，所述调节装置包括储存器，所述储存器包括用于调节所述滑转机构的起始值。因此，当调节装置开始工作时(例如在启动机动车辆时)，可以以有利的方式缩短调节时间(例如用于检测幅值)。
根据另一个有利的改进方案，所述调节装置包括储存器，所述储存器包含一个或多个值，所述一个或多个值代表预先确定的解耦性能，并且其中所述调节装置被设计为用于调节所述滑转的幅值直至达到所述经预先确定的解耦性能。以此方式提高了效率，原因在于调节装置仅将变化分量的调制力矩的幅值放大至达到期望的解耦性能。
根据另一个有利的改进方案，所述滑转机构包括用于提供平均滑转的离合器，并且所述调节装置被设计为用于取决于所述特征变量中的至少一个特征变量来提供平均滑转。在此优点在于，可以借助于离合器以简单并且同时可靠的方式实现滑转调节。
根据该方法的一个有利的改进方案，在所述量转矩传输路径中测定所述周期性振动分量的振动节点，并且借助于在所测定的振动节点之外的所述传感器装置测定特征变量。因此可以实现特别可靠并且稳定的调节：传感器布置在振动节点中可能导致，检测到的用于调节的特征变量会具有过小的幅值或者甚至没有检测到幅值；或者甚至可能的是，振动节点附近的振动与旋转不均匀性的原本有待稳定的振动反相。由此例如可能设定比需要的更大的幅值，并且总体上用于对旋转不均匀性加以衰减的滑转调节可能变得不稳定。
根据该方法的另一个有利的改进方案，当达到所述变化分量的预先确定的最大幅值时，藉由所述滑转机构来提高所述平均滑转。以此方式，尽管滑转的变化分量已经以最大幅值运行，仍可以进一步改善解耦。
根据另一个有利的改进方案，预先确定针对所述转矩传输路径中的至少两个不同位置的目标解耦性能，并且将所述变化分量的幅值仅提高至达到所述目标解耦性能并且尤其然后所述幅值保持恒定。这显著地提高了效率，原因在于不超出所期望的解耦性能来对滑转进行调节。
本发明的其他重要的特征和优点由从属权利要求、附图以及借助附图的所属附图说明得出。
不言而喻，以上提到的这些特征以及仍将在以下说明的特征不仅能够以分别给出的组合方式使用，而且还能够以其他组合方式或者单独使用，而不脱离本发明的范围。
附图说明
在附图中展示了本发明的优选实施方案和实施方式并且将在以下说明中对其进行更详细的阐述，其中相同的附图标记指代相同或相似或功能相同的构件或元件。
图1示出根据本发明的实施方式的衰减机构。
图2示出根据本发明的实施方式的方法的步骤。
图1示出根据本发明的实施方式的衰减机构。
具体实施方式
在图1中示出用于机动车辆的动力传动系的衰减机构1。在此，动力传动系包括发动机10，该发动机在转矩下游与旋转不均匀性预解耦器9相连接。旋转不均匀性预解耦器9进一步在转矩下游与滑转机构2相连接，其中滑转机构2在输出侧与变速器11相连接，并且变速器11与另外的变速器元件(在图1中被称为其余的动力传动系12)连接。在发动机10与旋转不均匀性预解耦器9之间布置有曲轴位置传感器20。在旋转不均匀性预解耦器9与滑转机构2之间布置有转速传感器21，并且在滑转机构2与变速器11之间布置有另一个转速传感器22。因此，转速传感器21布置在滑转机构2的输入区域3中，并且转速传感器22布置在滑转机构2的输出区域4中。
滑转机构2包括调节装置6和传感器装置7。传感器装置7与三个传感器20、21和22相连接并且此外直接与用于对滑转进行调节的调节装置6相连接。由于信号处理的实时要求，这是有利的：如果传感器20、21、22具有与调节装置6的直接数据连接，那么就可以避免在经由总线***进行传输时可能的延迟。
现在将在下文中对用于藉由滑转机构对滑转进行调节的特征变量进行说明。这在下文中是指频率(更准确地说，为用以对滑转进行调制的调制频率)、平均滑转转速、对滑转进行调制的幅值以及对滑转进行调制的相位。
将由滑转机构2设定的滑转调制频率尤其是与发动机转速直接成比例的。为了针对特别是与舒适相关的发动机主要机构加以衰减，调制频率精确地与发动机10的点火频率相适配。
发动机10的转速优选是在滑转机构2之前测定的，原因在于滑转机构2之后的转速已被降低了滑转转速。因为滑转转速是可改变的，因此在滑转机构2之后，那里的转速与点火频率之间不再有直接的比例关系。可以在转矩传输路径8中在滑转机构2之前在不同位置测定发动机10的转速或发动机的点火频率。例如可以直接借助于曲轴位置传感器20从发动机10处测定发动机的转速或发动机的频率。特别有利的是，转速传感器21在转矩传输路径8中布置在DU预解耦器9之后并且在滑转机构2之前。藉由例如可以由弹簧机构和转速自适应式减振器组成的DU预解耦器9，在这个位置处转速已经被消除了大部分的旋转不均匀性。这具有以下优点：转速传感器21的部分受到更低的机械荷载并且可以实现更精确地检测滑转机构2的输入区域处紧挨与功能相关的位置之处的转速。
测定平均滑转转速作为特征变量。为了测定滑转转速，除了针对滑转机构2的初级侧3的转速信息之外，还需要滑转机构2的次级侧4的转速。对应的转速传感器22可以(如已实施地)在转矩传输路径8中布置在滑转机构2之后。传感器21和22的两个转速信号之差与滑转转速相对应，其中如果测量位置不应位于滑转机构2与变速器11之间，就还需考虑取决于挡位的变速器传动比。
为了确定滑转的幅值，将滑转机构2的次级侧4上剩余的旋转不均匀性确定为参考变量。这可以藉由加速度传感器进行检测，然而特别有利地藉由已说明的转速传感器22进行检测，该转速传感器是用于测定滑转转速无论如何都需要的。调节装置6取决于用传感器22测定的旋转不均匀性的所产生的改变而反复提高或降低该幅值。原则上，传感器22可以在转矩传输路径8中在滑转机构2之后布置在动力传动系的任意位置。然而，根据动力传动系存在形成所谓的振动节点的位置。在这些位置中，在某些运行点仅产生较小的振动幅值，而在动力传动系的其他位置产生较大的幅值。传感器22布置在这样的振动节点中是不利的，原因在于于是检测到的用于调节的参考变量会具有过小的——或者甚至没有——幅值，或者甚至可能的是，振动节点附近的振动与原本有待稳定的振动反相。调节装置6可能提供越来越大的幅值并且变得不稳定。
在用于具有DU预解耦装置9(包括弹簧储能器和在其下游连接的减振器)的机动车辆的后部动力传动系的有级自动变速器的情况下，通常在变速器11的输入端处在特定的转速下形成振动节点。就此而言有利的是，将布置在滑转机构2的次级侧的转速传感器22布置在变速器11的输出端。
借助于调节装置6对滑转调制相位(优选与幅值一起)进行调节。调节装置6，尤其因此除了幅值之外，还迭代地与至少一个特征变量的变化相对应地对相位进行适配。
图2示出根据本发明的实施方式的方法的步骤。
在图2中示意性地示出具有调节装置6的滑转机构2以及用于对滑转(平均滑转转速和滑转调制)进行调节的对应步骤。在滑转机构2之前的初级转速以信号S21的形式施加为输入变量、并且在滑转机构2之后的次级转速以信号S22的形式施加为输入变量。这些信号S21、S22由针对在此被称为模式2滑转的调节算法15b以及针对在此被称为模式1滑转的调节算法15a用作参考变量。
模式1调节算法15a提供平均压力作为调整变量SW-MD或由此导出的变量，例如压力调节阀等的对应的位置或操作，该压力调节阀实现滑转机构2的某个可传输的力矩和平均滑转转速。这些调整变量可以(如在此展示地)被单独的、用于致动器14a的控制器13a接收并且转换，该致动器激活模式1滑转。
模式2调节算法15b提供频率(该频率由初级侧的传感器21的信号测定)以及(由次级侧的传感器22的信号S22测定的)对用于操作滑转装置(尤其呈离合器的形式)的变量进行调制的幅值和相位作为调整变量SW-DM。这些调整变量可以(如在此展示地)被单独的、用于致动器14b的控制器13b接收并且转换，该致动器激活模式2滑转。
尤其当藉由与激活模式1滑转相同的致动器14a、14b来激活模式2滑转时，可以省去分成两个不同的控制器13a、13b，从而使得所有的调整变量由同一个控制器13a、13b和对应的致动器14a、14b进行转换。
在针对模式1滑转和模式2滑转的调节算法15a、15b之间可以产生数据交换16，例如以便使用调制幅值来预先控制平均滑转转速并且即使在大的幅值下也防止在滑转机构2的初级侧3与次级侧4之间产生附接。如果模式2滑转已经以最大的幅值(该最大幅值可以由所属的致动器13b提供)运行，因此还可能的是，借助于致动器14a提高平均滑转转速，以便进一步改善解耦。
可以有利的是，给调节装置6提供针对相位和幅值的起始值，这些起始值在调节装置开始工作时缩短了调节时间。藉由参数表还可以预先确定针对不同运行点的目标解耦性能。于是，调节装置6仅将用于滑转的调制力矩的幅值放大至达到目标解耦性能，这实现了提高动力传动系的效率。
总而言之，本发明尤其具有改进解耦并且提高动力传动系效率的优点。此外，可以以可靠并且高效的方式实现对机动车辆的动力传动系中的旋转不均匀性加以衰减。另外的优点在于，对应于实际的解耦需求来进行调节。
虽然借助于优选的实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于此，而是可以以多种方式修改。
附图标记清单
1 衰减机构
2 滑转机构
3 输入区域
4 输出区域
5 转矩传输机构
6 调节装置
7 传感器装置
8 转矩传输路径
9 旋转不均匀性预解耦器
10 发动机
11 变速器
12 连接在下游的动力传动系
13a，13b 控制器
14a，14b 致动器
15a，15b 调节方法
16 数据交换
20 位置传感器
21 转速传感器
22 转速传感器
SW-DM 压力调制的理想值
SW-MD 平均压力的理想值
S21，S22 转速信号

Claims (18)

1.一种用于对机动车辆的动力传动系中的旋转不均匀性加以衰减的衰减机构(1)，
所述衰减机构包括：
滑转机构(2)，所述滑转机构用于在转矩传输机构的输入区域(3)与输出区域(4)之间提供滑转，其中所述滑转机构(2)包括调节装置(6)，所述调节装置被设计为用于取决于针对旋转不均匀性的测量信号来对滑转进行调节，
其特征在于，
所述调节装置(6)被设计为用于从平均转速开始、取决于转速的变化分量的周期性振动分量的至少一个特征变量来对滑转进行调节，并且布置有与所述调节装置(6)相连接的传感器装置(7)，其中所述传感器装置(7)被设计为用于在所述转矩传输路径(8)中在所述滑转机构(2)之后测定所述平均转速，并且其中所述传感器装置(7)被设计为用于在所述转矩传输路径(8)中在所述滑转机构(2)之前测定所述变化分量的频率。
2.根据权利要求1所述的衰减机构，其特征在于，
所述传感器装置(7)被设计为用于在所述转矩传输路径(8)中在所述滑转机构(2)之后测定所述旋转不均匀性的幅值作为特征变量。
3.根据权利要求1或2所述的衰减机构，其特征在于，
所述传感器装置(7)具有用于所述机动车辆的驱动器(10)的轴的位置传感器(20)。
4.根据权利要求3所述的衰减机构，其特征在于，所述位置传感器(20)是曲轴位置传感器。
5.根据权利要求1或2所述的衰减机构，其特征在于，
在所述滑转机构(2)之前布置有旋转不均匀性预解耦装置(9)，其包括至少一个转速自适应式减振器，并且所述传感器装置(7)包括初级转速传感器(21)，所述初级转速传感器在所述转矩传输路径(8)中布置在所述旋转不均匀性预解耦装置(9)之后并且在所述滑转机构(2)之前。
6.根据权利要求2所述的衰减机构，其特征在于，
用于测定所述旋转不均匀性的幅值作为特征变量的所述传感器装置(7)包括在所述转矩传输路径(8)中布置在所述滑转机构(2)之后的次级转速传感器(22)和/或次级加速度传感器。
7.根据权利要求2所述的衰减机构，其特征在于，
在所述转矩传输路径(8)中在所述滑转机构(2)之后布置有变速器(11)，并且所述传感器装置(7)被设计为用于在所述转矩传输路径(8)中在所述变速器(11)之后测定所述旋转不均匀性的幅值。
8.根据权利要求1或2所述的衰减机构，其特征在于，传感器(20，21，22)中的至少一个传感器与所述滑转机构(2)直接相连。
9.根据权利要求8所述的衰减机构，其特征在于，传感器(20，21，22)中的所有传感器与所述滑转机构(2)直接相连。
10.根据权利要求8所述的衰减机构，其特征在于，传感器(20，21，22)中的至少一个传感器与所述滑转机构(2)的调节装置(6)直接相连。
11.根据权利要求9所述的衰减机构，其特征在于，传感器(20，21，22)中的所有传感器与所述滑转机构(2)的调节装置(6)直接相连。
12.根据权利要求1或2所述的衰减机构，其特征在于，所述调节装置(6)包括储存器，所述储存器包括用于调节所述滑转机构(2)的起始值。
13.根据权利要求1或2所述的衰减机构，其特征在于，所述调节装置(6)包括储存器，所述储存器包含一个或多个值，所述一个或多个值代表预先确定的解耦性能，并且其中所述调节装置(6)被设计为用于调节所述滑转的幅值直至达到所述预先确定的解耦性能。
14.根据权利要求1或2所述的衰减机构，其特征在于，所述滑转机构(2)包括用于提供平均滑转的离合器，并且所述调节装置(6)被设计为用于取决于所述特征变量中的至少一个特征变量来提供平均滑转。
15.一种用于对机动车辆的动力传动系中的旋转不均匀性加以衰减的方法，
其中借助于滑转机构(2)在转矩传输机构(5)的输入区域(3)与输出区域(4)之间提供滑转，并且其中借助于调节装置(6)取决于针对旋转不规则性的测量信号来对滑转进行调节，
其特征在于，借助于所述调节装置(6)从平均转速开始、取决于转速的变化分量的周期性振动分量的至少一个特征变量来对所述滑转进行调节，并且
借助于与所述滑转机构(2)连接的传感器装置(7)，在所述转矩传输路径中在所述滑转机构(2)之后测定所述平均转速，并且在所述转矩传输路径中在所述滑转机构(2)之前测定所述变化分量的频率。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，在所述转矩传输路径(8)中测定所述周期性振动分量的振动节点，并且借助于在所测定的振动节点之外的所述传感器装置(7)测定特征变量。
17.根据权利要求15或16所述的方法，其特征在于，当达到所述变化分量的预先确定的最大幅值时，藉由所述滑转机构(2)来提高平均滑转。
18.根据权利要求15或16所述的方法，其特征在于，预先确定针对所述转矩传输路径(8)中的至少两个不同位置的目标解耦性能，并且将所述变化分量的幅值仅提高至达到所述目标解耦性能并且然后保持恒定。
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