用于避免在车辆动力总成系统中牵引中断的方法以及控制
单元
技术领域
[0001] 本
发明涉及一种用于避免在机动车动力总成系统中牵引中断的方法以及一种相应的控制单元。
背景技术
[0002] 机动车动力总成系统可以包括
内燃机以及具有手动操纵的
离合器的
手动变速箱。此外，动力总成系统可以包括弧形
弹簧-双
质量飞轮，该弧形弹簧-
双质量飞轮用于在内燃机与动力总成系统的其余部分之间的旋转不均匀性解耦。为了能够实现在较低挡或较高挡中流畅的换挡过程，在
发动机控制装置侧可以设有连接转速调节装置，通过该连接转速调节装置在换挡过程中可以使内燃机的转速适配于
变速器的输入转速。
[0003] 在具有弧形弹簧-双飞轮质量(缩写为ZMS)的动力总成系统中，紧接着换挡过程可能出现突然的运动、尤其是出现所谓的牵引中断(Zugaussetzern)，所述牵引中断可能使车辆乘客感觉不愉快。本文研究的技术任务是，提供一种方法以及一种相应的控制单元，通过该方法和控制单元可以避免这种牵引中断。
发明内容
[0004] 所述任务通过独立
权利要求得以解决。有利的实施方式尤其是在
从属权利要求中描述。
[0005] 根据一个方面描述一种用于在换挡过程中控制车辆动力总成系统的方法。所述动力总成系统包括驱动发动机(尤其是内燃机)，该驱动发动机经由弧形弹簧-双质量飞轮(ZMS)与能够通过离合器解耦的变速器连接。在此，所述离合器可以手动地(典型地通过离合器
踏板)由车辆驾驶员打开或闭合。此外，变速器的
传动比可以手动地由车辆驾驶员(例如通过
变速杆)改变。
[0006] 所述ZMS包括至少一个弧形弹簧，该弧形弹簧沿ZMS的旋转方向(例如沿ZMS的初级飞轮盘的圆周)设置在弧形弹簧通道中。在此，所述弧形弹簧随同ZMS一起旋转(例如以每分钟3000转或更多的转速)并且由于
离心力被
挤压到弧形弹簧通道的内壁上。在此可能出现弧形弹簧附着在弧形弹簧通道内。
[0007] 所述方法包括检测：离合器在换挡过程(尤其是升挡过程)的范围内闭合。尤其是可以检测：车辆驾驶员(例如通过释放离合器踏板)促使闭合离合器。此外可以检测：在闭合离合器之前变速器的传动比已被改变(例如使得变速器的输入转速已降低)。
[0008] 此外，所述方法可以包括在ZMS上形成转矩干预。在此，所述转矩干预可以这样形成，使得弧形弹簧在弧形弹簧通道中的由离心力引起的静摩擦未被克服、也就是说转矩干预可以辅助弧形弹簧在弧形弹簧通道中的由离心力引起的静摩擦，以便将弧形弹簧保持在确定的
位置中(尤其是保持在与直接在换挡过程之前相同的侧上)。换句话说，所述转矩干预可以防止，弧形弹簧在弧形弹簧通道内运动并且被置入另一个位置中。备选地或补充地，所述弧形弹簧可以通过转矩干预被置入弧形弹簧通道中的确定的、预定义的位置中或被保持在所述确定的位置中。尤其是，转矩干预可以在ZMS上这样形成，使得弧形弹簧(直接)在闭合离合器之后设置在ZMS的与(直接)在打开离合器之前相同的侧上(并且保持在那里)。
[0009] 所述转矩干预自动地进行(例如通过相应地操控驱动发动机)。尤其是，转矩干预与车辆驾驶员的转矩要求无关地、例如与车辆
加速踏板的偏转无关地进行。
[0010] 因此，通过自动形成转矩干预(例如转矩脉冲)可以实现，弧形弹簧在换挡过程期间不运动或较少地运动，以及因此被置入或被保持在确定的、预定义的位置中。因此，可以避免弧形弹簧稍后滑动通过弧形弹簧通道以及在动力总成系统中与之关联的、可察觉的冲击。尤其是，因此可以避免随着升挡到较高挡中在加速过程中的牵引中断。
[0011] 所述弧形弹簧可以在弧形弹簧通道中设置在ZMS的牵引侧或推压侧。在此，弧形弹簧在动力总成系统的牵引运行中典型地处于牵引侧。另一方面，弧形弹簧在动力总成系统的惯性运行中典型地处于推压侧。在换挡过程期间，动力总成系统以及尤其是ZMS典型地既不在牵引运行中、也不在惯性运行中运行。尤其是，ZMS在换挡过程期间可以是无负载的。这可能导致，弧形弹簧紧接着换挡机动动作处于不确定的位置中。尤其是，这可能导致，弧形弹簧紧接着升挡机动动作处于推压侧，并且因此在接着加速时在动力总成系统中出现牵引中断。因此，转矩干预可以(尤其是在升挡机动动作时)这样设计，使得弧形弹簧通过转矩干预保持在ZMS的牵引侧、也就是说未被置于推压侧。这尤其是可以由在ZMS的初级侧上(例如ZMS的初级飞轮盘上)的转矩干预引起。这样的转矩干预可以通过驱发动机(例如通过将
燃料喷射到驱动发动机中)形成。
[0012] 所述转矩干预可以这样形成，使得弧形弹簧的静摩擦在如下阶段期间被辅助，在该阶段中由于闭合离合器在ZMS中引起振动。尤其是，在由于闭合离合器造成的振动衰减到最初振动
能量的预定义的份额之前，可以进行转矩干预。所述预定义的份额例如可以是最初振
动能量的20％、10％或更少。因此，可以直接在闭合离合器之后进行自动的转矩干预，以影响弧形弹簧的位置。这是有利的，因为转矩干预由于在换挡机动动作期间的振动因此可以被掩蔽(以及因此对于车辆乘客来说保持未被察觉)。
[0013] 所述方法可以包括确定驱动发动机或
曲轴的转速。转矩干预以及尤其是转矩干预的幅值和/或能量便可以与驱动发动机的转速有关。在此，转矩干预的所述幅值或能量随着驱动发动机或曲轴的转速提高而升高。因此，能以可靠的方式引起弧形弹簧的位置改变。此外，可以降低转矩干预对于车辆乘客的可察觉性。
[0014] 所述ZMS典型地包括初级飞轮盘(该初级飞轮盘通常与驱动发
[0015] 动机的曲轴刚性地连接)以及具有凸缘的次级飞轮盘(该次级飞轮盘通常与离合器刚性地连接)。所述初级飞轮盘和次级飞轮盘可以相对彼此扭转，其中，所述扭转的程度可以通过弧形弹簧衰减。尤其是，由于弧形弹簧可能引起在初级飞轮盘与次级飞轮盘之间朝向中性位置的力。所述弧形弹簧可以在弧形弹簧通道中被所述凸缘的凸缘翼压缩，以便将转矩从初级飞轮盘传递到次级飞轮盘上(或反之亦然)。转矩干预可以这样设计，使得由于动力总成系统振动或由于离合器力矩存在的切割转矩(Schnittmoment)由转矩干预得以补偿，从而在弧形弹簧通道的内壁与弧形弹簧之间由离心力引起的静摩擦未被克服，并且从而弧形弹簧未移动到推压侧上。换句话说，转矩干预可以这样辅助在弧形弹簧通道的内壁与弧形弹簧之间由离心力引起的静摩擦，使得弧形弹簧保留在ZMS的与打开离合器之前相同的侧(或被置于那里)。尤其是，可以进行对弧形弹簧引起力的转矩干预，该力将弧形弹簧挤压到ZMS的、弧形弹簧直接在打开离合器之前设置所在的侧上(尤其是牵引侧上)。
[0016] 转矩干预可以在时间上在适配驱动发动机的转速以及变速器的输入转速之后进行。尤其是，转矩干预可以在如下时刻进行，在该时刻上曲轴转速与输入转速的相对偏差在数值上小于或等于预定义的偏差
阈值，例如为10％、5％、1％或更小的偏差阈值。因此，转矩干预可以在如下时刻上进行，在该时刻上离合器已经实质上闭合。
[0017] 备选地或补充地，转矩干预可以在检测离合器的闭合过程之后在预先确定的时间之内进行。在此，所述时间可以尤其是1秒、0.5秒、0.2秒或更少。优选的时间为0.2秒或更少。因此，转矩干预可以直接在闭合离合器之后进行，从而驱动反作用对于车辆乘客来说是不能察觉到的或至少不是出乎意料地进行。
[0018] 转矩干预可以具有在时间上限定的持续时间。尤其是，转矩干预可以包括转矩脉冲、或者对应于转矩脉冲。转矩干预的持续时间例如可以是1秒、0.5秒、0.2秒、0.1秒或更少。优选的持续时间为0.2秒或更少。因此可以实现，转矩干预对于乘客来说是几乎不能或完全不能察觉到的。
[0019] 离合器可以响应于车辆驾驶员的输入(例如通过操纵或脱开离合器踏板)被打开并且随后再次被闭合。此外，变速器的传动比可以响应于车辆驾驶员的输入(例如通过操纵变速杆)在打开离合器时这样改变，使得变速器的输入转速降低。这可以由车辆的控制单元(例如通过发动机
控制器)来检测。转矩干预可以必要时仅仅当检测到变速器的输入转速由于变速器的传动比改变而降低(也就是说涉及升挡机动动作)时才进行。
[0020] 在换挡过程的范围内，在改变传动比之后并且在闭合离合器之前，所述驱动发动机的转速可以尤其是通过主动转速调节来降低。因此，可以减少在闭合离合器时的冲击。
[0021] 在本文中所述的转矩干预(紧接着闭合离合器)可以在没有主动适配驱动
发动机转速的情况下进行。尤其是，所述转矩干预可以在转速实质上恒定的情况下进行。
[0022] 根据另一方面描述一种用于车辆的控制单元(尤其是发动机控制器)，该发动机控制器设计用于实施在本文中所述的方法。
[0023] 根据另一方面描述一种具有本文中所述控制单元的车辆(尤其是道路行驶车辆、例如轿车、载重
汽车或摩托车)。
[0024] 根据另一方面描述一种
软件(SW)程序。该SW程序可以设计用于在处理器上(例如在车辆的控制器上)实施并且用于由此实施在本文中所述的方法。
[0025] 根据另一方面描述一种存储介质。该存储介质可以包括SW程序，该SW程序设计用于在处理器上实施并且用于由此实施在本文中所述的方法。
[0026] 应当注意的是，在本文中所述的方法、装置和系统不仅可以单独地使用，而且可以与其它在本文中所述的方法、装置和系统结合使用。此外，在本文中所述的方法、装置和系统的任何方面可以多样化地互相结合。尤其是，权利要求的特征可以多样化地互相结合。
附图说明
[0027] 此外，借助
实施例详细说明本发明。其中：
[0028] 图1a示出车辆动力总成系统的示例性构件；
[0029] 图1b示出双质量飞轮的示例性结构；
[0030] 图2a示出在换挡过程中示例性的转速历程；
[0031] 图2b示出在相应的换挡过程中ZMS的示例性阶段或示例性状态；
[0032] 图3示出用于避免在ZMS中的弧形弹簧移动到推压侧上的示例性转矩干预，以及[0033] 图4示出用于抑制在车辆动力总成系统中牵引中断的示例性方法的
流程图。
具体实施方式
[0034] 如开头所述的那样，本文研究一种能够实现在车辆中无冲击的换挡过程。就此而言，图1a示出车辆的示例性的动力总成系统100。内燃机102驱动曲轴103，该曲轴经由弧形弹簧-双质量飞轮(缩写为ZMS)104与动力总成系统的其余部分、尤其是与离合器105以及变速器106耦联。所述ZMS104具有一个初级飞轮盘141和一个次级飞轮盘142，所述初级飞轮盘和次级飞轮盘通过一个或多个弧形弹簧143彼此耦联。所述弧形弹簧143能够实现初级飞轮盘141和次级飞轮盘142相对彼此扭转。在此，典型地相对于中性状态高达+/-70°的扭转是可能的。尤其是，在牵引阶段中(例如在加速时)可能出现朝向所谓牵引侧的扭转(例如正
角度)并且在惯性阶段中(例如在减速时)可能出现朝向所谓推压侧的扭转(例如负角度)。在此，所述一个或多个弧形弹簧143沿初级飞轮盘141的或次级飞轮盘142的圆周设置在弧形弹簧通道中并且在不仅沿牵引方向而且沿推压方向扭转时被压缩。所述一个或多个弧形弹簧143在内燃机102运行时以曲轴103的转速旋转并且由于离心力被压靠到ZMS104的、尤其是弧形弹簧通道的周面上。
[0035] 图1b示出ZMS104的示例性结构。尤其是，图1b示出一个具有一个弧形弹簧通道144的初级飞轮盘141，两个弧形弹簧143被放入到所述弧形弹簧通道中。弧形弹簧143由弧形弹簧止挡件147在地点上固定在弧形弹簧通道144中。此外，图1b示出一个具有两个凸缘翼146的凸缘145。凸缘145与次级飞轮盘142固定地连接。凸缘翼146在初级飞轮盘141与次级飞轮盘142之间扭转时将弧形弹簧143在弧形弹簧通道144之内压缩，其中，弧形弹簧143被压靠到相应的弧形弹簧止挡件147上。根据扭转的方向可以区分牵引侧151和推压侧152。在此，朝向牵引侧151的扭转例如在动力总成系统100的加速阶段中进行。另一方面，在减速阶段(其中，离合器105闭合)中可以进行朝向推压侧152的扭转。
[0036] 在换挡过程中典型地出现ZMS104的显著的扭转。这示例性地在图2a和图2b中示出。在图2a和图2b中尤其是示出升挡过程(例如从第三挡到第四挡)。升挡过程典型地在车辆加速的范围内进行。
[0037] 换挡过程通过打开离合器105发起。在离合器打开时，在变速器106中挂上新的挡(也就是说，改变变速器106的传动比)。此外，在使用主动转速调节时可以自动适配内燃机102的转速，以便能够实现尽可能无冲击地闭合离合器105。这可以示例性地由图2a得出，该图示出在换挡过程之前、在换挡过程期间以及紧接着换挡过程(在时间段203中)之后曲轴转速201的以及变速器106的输入转速202的时间历程。在换挡过程之前，曲轴转速201等于变速器106的输入转速202。随着打开离合器105，出现转速201、202的偏差。尤其是，变速器
106的输入转速202由于变速器106升挡到更高的挡而降低。因此，随着闭合离合器105，曲轴转速201也降低到输入转速202的值(必要时通过主动转速调节的作用)。从闭合离合器105的时刻起，曲轴转速201和输入转速202再次相等。
[0038] 在换挡过程中快速的耦联过程期间以及之后，典型地出现ZMS104的显著的转动。图2b示出在换挡过程的范围内、尤其是在升挡过程的范围内示例性的阶段211、212、213、
214、215。尤其是，图2b示出阶段211、212、213、214、215的顺序，该顺序可能在换挡机动动作或耦联机动动作时从一定的发动机转速201起出现。在图2b中所示出的阶段顺序可以尤其是在如下机动动作时出现，在这些机动动作时直接在耦联之前在发动机102与变速器106的输入端之间存在相对高的转速差并且在这些机动动作时相对顺利地耦联。
[0039] 在升挡过程之前，动力总成系统典型地处于牵引阶段中，从而ZMS104的弧形弹簧143设置在牵引侧151(阶段211)。在闭合离合器105期间以及之后，由于动力总成系统振动，双质量飞轮104的弧形弹簧143典型地以或多或少压缩的形式被放置在推压侧152(阶段212和213)。所述耦联过程通常在没有负载的情况下进行，并且弧形弹簧143保留在推压侧152(阶段213)。如果现在在耦联过程之后发动机负载由于推压而提高，则双质量飞轮104的凸缘145经过空程角并且贴靠到弧形弹簧143的牵引侧上。在此，由于弧形弹簧143的由离心力引起的高的静摩擦，可能出现的是，弧形弹簧143尽管开启牵引阶段仍被继续保持在推压侧
152(阶段214)。因此，在负载进一步增加时，直到那个时候被由离心力引起的摩擦保持在推压侧152上的弧形弹簧143可能突然从推压侧滑到牵引侧上(阶段215)。所述过程可能在动力总成系统100中引起冲击(参见在图2a中的转速振动205)，该冲击对于车辆乘客来说可以作为在加速过程中的牵引中断是可察觉到的。
[0040] 在车辆紧接着换挡过程之后加速时的这种冲击可以通过发动机控制装置的有针对性的力矩干预来避免。尤其是，直接在转速适应之后在耦联过程期间可以对初级飞轮盘141引起转矩(例如通过内燃机102经由曲轴103)，从而弧形弹簧143在动力总成系统振动期间(也就是说在阶段212中)被限定地置于牵引侧151。在随后负载升高时，弧形弹簧143便已经贴靠在牵引侧151上并且不再能滑动通过ZMS104的弧形弹簧通道144。因此，在紧接着换挡过程的负载升高期间没有冲击或牵引中断。
[0041] 图3示出在升挡过程期间曲轴转速201的以及变速器106的输入转速202的示例性的时间历程。此外，图3示出在换挡过程期间弧形弹簧143在ZMS104中的位置的时间历程。尤其是，图3示出在没有力矩干预的情况下弧形弹簧143的位置的历程301(实线)。由历程301可看出，弧形弹簧143在换挡过程之前处于牵引侧151(阶段211)，并且弧形弹簧143在闭合离合器105时(也就是说紧接着通过车辆驾驶员启动离合器105的闭合过程)由于在动力总成系统100中的振动被置于推压侧152(阶段213)并且由于由离心力引起的静摩擦即使在通过操纵
油门踏板变换到牵引运行中之后也保留在推压侧152(阶段214)。
[0042] 图3还示出转矩脉冲303，该转矩脉冲在动力总成系统100中的振动的阶段212期间在ZMS104的初级飞轮盘141上被引起。通过所述转矩脉冲303，弧形弹簧143被限定地放置到牵引侧151(如由弧形弹簧143的位置的历程302可以得出)(虚线)。因此，弧形弹簧143也在动力总成系统100的振动衰减之后处于牵引侧151(也就是说在阶段213中)，从而在随后车辆加速时可以避免弧形弹簧143从推压侧152突然滑向牵引侧151。
[0043] 图4示出用于在换挡过程中控制车辆动力总成系统100的示例性方法400的流程图。所述方法400可以由控制单元101(例如由发动机控制器)实施。动力总成系统100包括驱动发动机102，该驱动发动机经由弧形弹簧-双质量飞轮104(缩写为ZMS)与能够通过离合器105解耦的变速器106连接。ZMS104包括弧形弹簧143，该弧形弹簧沿ZMS104的旋转方向设置在弧形弹簧通道144中。因此，弧形弹簧143随ZMS104一起旋转并且弧形弹簧143的侧面在此由于离心力被挤压到弧形弹簧通道144的内壁上。
[0044] 方法400包括检测401：离合器105在换挡过程的范围内闭合。尤其是可以检测：车辆驾驶员通过使车辆离合器踏板运动而引起离合器105闭合。另外，方法400与车辆驾驶员的转矩要求无关地(也就是说尤其是与操纵车辆加速踏板无关地)包括在ZMS104上这样产生402转矩干预303，使得弧形弹簧143在闭合离合器105之后设置在ZMS104的与在打开离合器105之前相同的侧151、152(推压侧或牵引侧)。这可以尤其是通过如下方式实现，即，弧形弹簧143在弧形弹簧通道144中的由离心力引起的静摩擦由转矩干预303辅助并且由此未被克服。在此，转矩干预303响应于检测到离合器105的闭合过程而进行。通过转矩干预303，弧形弹簧143可以在弧形弹簧通道144中被置入到确定的位置中。尤其是，通过转矩干预303可以实现，弧形弹簧143保持在弧形弹簧通道144的牵引侧151上，从而避免在接着换挡过程的加速机动动作时弧形弹簧143滑动穿过弧形弹簧通道144。
[0045] 因此，通过在本文中所述的方法400尤其是可以避免在紧接着换挡机动动作加速时的冲击(也就是说牵引中断)。因此可以避免对车辆乘客的刺激并且提高舒适性。
[0046] 本发明不限于所示出的各实施例。尤其应注意，
说明书以及附图仅阐述所提出的方法、装置和系统的原理。
