用于获知机动车驾驶员的换挡请求的方法和用于该方法的装置的制造方法
【专利摘要】一种用于操控机动车的能致动的离合器（20）的致动器（40）的方法，由马达（10）产生的转矩通过离合器输入端的轴（21）被传递到所述离合器上，其中，当机动车的驾驶员有换挡请求时，操控所述致动器（40），从而根据施加在离合器输入端的轴（21）上的输入转矩来改变最大能由所述离合器（20）传递的转矩。
【专利说明】
用于获知机动车驾驶员的换挡请求的方法和用于该方法的装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于操控机动车的可致动的离合器的致动器的方法。除此之外本发明涉及一种装置、尤其一种控制设备，该控制设备被设置用于执行所述方法。
【背景技术】
[0002]由未公布的文献DE10 2014 203 958公开了一种用于获知机动车的自动离合器的可测量的力矩传递的开始的方法，在该方法中在换挡过程中首先仅仅直至一预先给定的界限才断开所述自动的离合器，在可测量的力矩传递开始时该界限对应于自动的离合器的所希望的位置。
【发明内容】
[0003]具有独立权利要求1所述特征的方法具备的优点是:能够降低致动器的负荷且因而能够花费较少的工作时间。由此能够实现降低成本和/或减轻重量或者实现致动器在动力学方面的收益。
[0004]在第一方面中可以规定一种用于操控机动车的可致动的离合器的致动器的方法。将由马达产生的转矩通过离合器输入端的轴、例如曲轴来传递到所述离合器上。当机动车驾驶员有换挡请求时，则操控该致动器，从而能够根据施加在离合器输入端的轴上的输入转矩来改变最大能由该离合器传递的转矩。该最大能传递的转矩的变化以下也称为转矩追踪或者简单地称为追踪。在此，“换挡请求”系指用于变速机构的换挡的意图，即马上将要进行换挡。
[0005]通过转矩追踪减少了离合器的断开时间且能够迅速实现换挡请求。当然在对最大能传递的转矩进行这种追踪时致动器改变了其位置或者说状态。根据是否有换挡的意图来实施所述追踪，由此产生了所述致动器的、所介绍的减少了的负荷。特别地可以规定，当识别出无换挡请求时或者当未识别出换挡请求时，不实施所述追踪。
[0006]在追踪时尤其可以规定，最大可传递的转矩以不超过能预先给定的最大差值为幅度超过所述输入转矩，但是所述最大可传递的转矩尤其不低于所述输入转矩。
[0007]在另一方面中可以规定，根据加速踏板的致动程度来识别是否有换挡请求。
[0008]当加速踏板的致动程度的时间上的变化大于释放阈值或者说卸载阈值(Entlastungsschwellwert)时，则尤其能够识别出有换挡请求。这尤其能够在负的变化时，即在对加速踏板卸载时设置。当迅速执行所述释放时，即当(负的)时间上的变化的绝对值大于卸载阈值时，则能够非常简单地识别出当前的换挡请求。
[0009]在另一方面中可以规定，根据马达的转速来识别，是否有换挡请求。这也是用于识别换挡请求的非常简单的办法。尤其可以规定，当转速小于下转速阈值时，则识别出换挡请求。在这种情况下换挡到更低的挡位是很有可能的。也可以规定，当转速大于上转速阈值时，则识别出换挡请求。在这种情况下换挡到更高的挡位是很有可能的。
[0010]在另一方面中能够根据换挡杆的致动程度来获知换挡请求。该换挡请求于是能够根据表征了机动车的换挡杆的致动程度的第一信号和根据通过对该第一信号的滤波而得到的第二信号而出现。所述换挡杆可以支承在轴上，以便在换挡时插入换挡叉轴拨块凹槽。在挂入挡位时所述轴就转动。在这种情况下所述致动程度例如对应于所述轴的旋转角。
[0011]这具备的优点是，适应性地来获知换挡请求。如果借助于传感器来获知致动程度，那么能够用该方法来补偿由于部件的可变化的纵向膨胀或者说线膨胀(例如在温度影响下)而引起的传感器信号的漂移。也可以补偿其他环境影响。因此非常稳健地获知换挡请求。此外，可以非常简单地执行该方法。
[0012]在此，能够在一种非常简单的设计方案中规定，根据所述第一信号与能变化的阈值的比较来获知换挡请求，其中该能变化的阈值与所述第二信号有关。可以规定，当所述比较得出了第一信号与所述能变化的阈值相交的结论时，即当所述比较得出了第一信号与能变化的阈值之间的差值的符号变更的结论时，则识别出换挡请求。
[0013]在另一非常简单的改进方案中可以规定，以下述方式来获知所述能变化的阈值:对所述第二信号施加一(例如相乘的或者相加的)偏移量。也就是说所述能变化的阈值能够作为第二信号与偏移量的总和或者作为乘积来得到。
[0014]如果根据机动车的变速机构的当前挂入的挡位来选择所述偏移量，那么当呈H-形地布置所述换挡叉轴拨块凹槽时，能够非常简单地使用该方法。
[0015]在该方面的一种设计方案中尤其可以规定，当用于设置当前挂入的挡位的换挡杆必须朝更大的致动程度的方向移动时，所述偏移量是正的，且其中当用于设置当前挂入的挡位的换挡杆必须朝更低的致动程度的方向移动时，该偏移量是负的。
[0016]在另一方面中可以规定，借助于滤波器来实施所述第一信号的滤波，该滤波器具有输出信号和输入信号，其中通过该输入信号的延迟和/或存储来得到该输出信号。利用这样的滤波器能够以非常简单的方式来执行上面所述类型的稳健的方法。例如，在一种特别简单的设计方案中所述滤波器可以是PTl-滤波器。
[0017]在其他方面中本发明涉及计算机程序、电子的存储介质以及控制设备，其中所述计算机程序被设计用于执行根据前述方面的方法之一的所有步骤，在所述存储介质上存储了计算机程序，所述控制设备被构造用于执行根据前述方面中的任一个方面的方法之一的所有步骤。
【附图说明】
[0018]附图示例性地示出了本发明的特别有利的实施方式。其中:
图1示出了动力总成系统的拓扑结构；
图2是用于换挡请求识别的第一可能的方法的流程图；
图3是用于换挡请求识别的第二可能的方法的流程图；
图4是用于换挡请求识别的第三可能的方法的结构图；
图5示出了在根据图4的换挡请求识别中的信号曲线；
图6是用于打开半自动离合器的方法过程的流程图。
【具体实施方式】
[0019]图1示出了机动车I的动力总成系统的拓扑结构，在所述动力总成系统中能够运行根据本发明的方法。该机动车I具有燃烧马达10，该燃烧马达通过离合器20可分离地与变速机构30相连接。曲轴21将由燃烧马达10产生的转矩传递到离合器10上。离合器输出端的轴22将由该离合器10所传递的转矩传递到变速机构30上。在此示出了一种半自动的传动机构。离合器20能够由离合器致动器40来致动。变速机构30是一手动的变速机构。挡位选择通过换挡杆50来进行，该换挡杆在换挡树结构或者说换挡盒(Schaltbaum)51中能够被移动到换挡叉轴拨块凹槽81?、81、82、83、84、85、86中，这些换挡叉轴拨块凹槽分别对应于变速机构30的挡位的选择。换挡叉轴拨块凹槽gR对应于倒车档，换挡叉轴拨块凹槽gl对应于第一挡位，换挡叉轴拨块凹槽g2对应于第二挡位，换挡叉轴拨块凹槽g3对应于第三挡位，换挡叉轴拨块凹槽g4对应于第四挡位，换挡叉轴拨块凹槽g5对应于第五挡位以及换挡叉轴拨块凹槽g6对应于第六挡位。为了实现换挡请求所述换挡杆50通过机械的连接装置60与变速机构30耦接。
[0020]所述换挡杆50在本示例中支承在(未示出的)轴上。当将所述换挡杆50插入到上面的换挡叉轴拨块凹槽81?、81、83、85中的任一个之内时，所述轴向前转动。当将所述换挡杆50插入到下面的换挡叉轴拨块凹槽g2、g4、g6中的任一个之内时，所述轴向后转动。在该轴上安装了旋转角传感器80，以便获知该轴的旋转角。
[0021]在与机械的连接装置70的有效连接中能够设置绝对挡位传感器70，以便获知在所述变速机构30中挂入的挡位。随后将所获知的挡位传达给控制设备15。该控制设备15例如是马达控制设备。
[0022]同样，旋转角传感器80将表征了所述轴的转动角的信号传输给控制设备80。在该控制设备80上能够运行根据本发明的方法。此外，在控制设备80中能够设置电子的存储介质16，在该存储介质上存储了计算机程序，且对该计算机程序这样编程，从而使得当它在所述控制设备80上运行时，它执行根据本发明的方法。
[0023]此外，所述机动车I还能够具有离合器踏板(未示出)，其致动程度能够被离合器传感器90获知且能够被传输给所述控制设备15。在这种情况下，一方面机动车I的驾驶员能够通过对所述离合器踏板的操纵来断开离合器20。但另一方面也可以自动断开该离合器20。
[0024]此外，所述机动车I还能够具有加速踏板94，其致动程度能够被加速踏板传感器95获知且能够被传输给所述控制设备15。
[0025]图2示例性地示出了，换挡请求识别的第一方面可以如何运行。在步骤400中开始所述方法。检测到了所述加速踏板94的致动程度。获知了该致动程度的时间上的变化率的绝对值。进行步骤410，在该步骤中比较所述时间上的变化率的绝对值是否比可预先给定的卸载阈值大。如果是这种情况则进行步骤420，在该步骤中判定有换挡请求。否则进行步骤430，在该步骤中判定:利用该方法未识别出有换挡请求。
[0026]图3示例性地示出了换挡请求识别的第二方面可以如何运行。在步骤500中开始所述方法。例如通过转速传感器获知了曲轴21的转速，所述曲轴的转速对应于燃烧马达1的转速。进行步骤510，在该步骤中确定所述转速是否小于下转速阈值。如果是这种情况，则进行步骤520，在该步骤中判定有换挡请求。否则进行步骤530 ο在该步骤530中确定所述转速是否大于上转速阈值。如果是这种情况，则同样进行步骤520。否则进行步骤540，在该步骤中判定未识别出下述情况:利用该方法未识别出有换挡请求。当然也可以从步骤500不转移(verzweigen)到步骤510而是直接转移到步骤530。替代地，也可以从步骤510不转移到步骤530而是直接转移到步骤540。
[0027]图4示例性地示出了换挡请求识别的第三方面可以如何运行。所述旋转角传感器80将轴的旋转角传输给滤波器100并且也传输给换挡请求识别单元150。所述轴的检测到的旋转角在该申请中也称为第一信号。
[0028]设置了一单元110，来识别驾驶员的换挡请求的结束。当所述单元110识别出了驾驶员的换挡请求结束时，该单元将信号传输给计时器120。例如当识别出挂入了挡位时，能够识别出换挡请求的结束。
[0029]所述滤波器100将第二信号输出给偏移量生成单元140。该滤波器100可以是PTl-滤波器，该PTl滤波器接收所述第二信号作为输入参量并且利用第二参量作为输出参量输出相应被滤波的信号。在这里滤波器100是PTl-滤波器并非决定性的。当然，PTl-滤波器可以特别简单地来实现。不过也可以使用其他滤波器，只要该滤波器促使能够基本上通过输入信号的延迟而收到输出信号。滤波器100例如也能够是一存储的元件，从而输入参量的值作为时间序列写入到FIFO —缓冲区中且该时间序列与时间偏移一起作为输出参量输出。
[0030]当然能够规定，当滤波器100从计时器120接收到了相应的信号时，所述滤波器才具有所介绍的功能。在该实施例中规定，计时器120在换挡请求结束后等待一段可预先给定的持续时间，且在该持续时间进行之后将信号传输给所述滤波器100。在接收该信号之前所述滤波器100输出一可预先给定的但是固定的值。在接收该信号之后该滤波器100输出被滤波的第一信号。该被滤波的第一信号在本专利申请的范围内也称为第二信号。
[0031]挡位传感器70将表征了当前挂入的挡位的信号传输给挡位识别单元130。该挡位识别单元130从表征了当前挂入的挡位的信号里获知当前挂入的挡位且将其传输给所述偏移量生成单元140和换挡请求识别单元150。
[0032]所述偏移量生成单元140检查所述预先识别是否已经识别出应实施换挡过程。在这种情况下判定实施用于换挡请求识别的方法的第二阶段，否则实施该方法的第一阶段。
[0033]根据所传送的挡位来选择所述偏移量的符号。就换挡杆50的位置对应于所述轴的正旋转方向的那些挡位而言，选择该偏移量的符号为负，就换挡杆50的位置对应于负旋转方向的那些挡位而言，选择该偏移量的符号为正。在本示例中，所述轴的正旋转方向对应于第一、第三和第五挡位，而该轴的负旋转方向对应于第二、第四和第六挡位，在识别出第一、第三、第五挡位时选择所述符号为负，而在识别出第二、第四、第六挡位时选择该符号为正。
[0034]将所述偏移量从偏移量生成单元140例如加到由滤波器100接收到的第二信号上，以便获得能变化的阈值。该能变化的阈值被传送给换挡请求识别单元150。
[0035]所述换挡请求生成单元150将所述能变化的阈值与第一信号进行比较。如果该换挡请求生成单元150确定第一信号与该能变化的阈值相交，那么就识别出有换挡请求。
[0036]图5示例性地在首先换入第四挡位且随后将手放到换挡杆上的换挡过程情况下示出了根据图4的所述换挡请求识别。在横坐标上绘出了时间t，在纵坐标上绘出了所述换挡杆50的致动程度A。示出了第一信号s和能变化的第一阈值schwl的时间曲线，该阈值对应于上面介绍的正的偏移量。这是能变化的阈值，该能变化的阈值在图2的示例中被传输给换挡请求识别单元150。
[0037]为了进行说明同样示出了仅具有负偏移量的能变化的第二阈值schw2，该第二阈值与能变化的第一阈值schwl—样地被获知。在第一时间段TI内挂入该挡位。致动程度先急速的下降，经历过一短的最小值以便最终在第二时间段T2内具有近乎恒定的值。由于滤波器100的平滑特性的制约，能变化的第一阈值schwl和能变化的第二阈值schw2没有显示出过调(Iiberschwingend)的特性。
[0038]偏移量的绝对值首先选择为大的。所述换挡请求识别的、上面介绍的第一阶段随着第二时间段T2的开始而开始。例如利用斜坡函数将所述偏移量的绝对值降低到一个低的值。通过能变化的第一阈值schwl和能变化的第二阈值schw2撑开的带现在非常狭窄。因为所述换挡杆50在其静止位置中，所以第一信号s的值保持在该带中。
[0039]现在，在紧接着第二时间段T2的时间段T3中示出了当机动车I的驾驶员将其手放到换挡杆50上时发生了什么。换挡杆50由此改变了其致动程度A，并且第一信号s的值例如增大。在第一时间点tl时第一信号s的曲线与能变化的第一阈值schwl的曲线相交叉，SP从第一阶段开始，第一信号s的值首次大于能变化的第一阈值s c h w I的值。
[0040]在此，所述换挡请求识别单元150识别出:换挡请求被识别。
[0041]图6示例性地示出了用于断开离合器20的方法的流程。在步骤1010中执行根据图2的方法。将利用该方法是否识别出有换挡请求传送给步骤1040。
[0042]并行地在步骤1020中执行根据图3的方法。将利用该方法是否识别出有换挡请求传送给步骤1040。
[0043]并行地在步骤1030中执行根据图4的方法。将利用该方法是否识别出有换挡请求传送给步骤1040。
[0044]当然可以并行地只执行这三种方法中的两种或者只执行这三种方法中的一种。
[0045]在步骤1040中这三个结果用“或(ODER)”逻辑地结合并且将结果传递给步骤1050。也就是说如果并行地执行的方法中的至少一个获知了有换挡请求，则将有换挡请求传递给步骤1050，否则将没有换挡请求传递给步骤1050。
[0046]在步骤1050中检查是否有换挡请求且当没有换挡请求时转移到步骤1060，并且当有换挡请求时转移到步骤1070。在步骤1060中终止该方法。
[0047]在步骤1070中激活转矩追踪。获知了施加在曲轴21上的转矩。这例如由综合特性曲线来实现，该综合特性曲线被存储在电子的存储介质16中。所述综合特性曲线通过燃烧马达10的工作参数来给由该燃烧马达10产生的转矩寻址或者说设定位置。将可预先给定的最大差值加到这样获知的转矩的值上，这就得出了额定一离合器转矩。该额定离合器最大转矩是离合器20应该能够最大传递的转矩。例如通过综合特性曲线由所获知的转矩和额定离合器最大转矩来得到用于离合器致动器40的合适的操控，所述合适的操控以下述方式进行:由离合器20最大能传递的转矩大于所获知的转矩且不大于所述额定离合器最大转矩。于是，利用这种合适的操控来操控所述离合器致动器40。持续地重复用于转矩追踪的这种方法的方法步骤，从而使得由离合器20最大能传递的转矩跟随或者说追随由燃烧马达10产生的转矩。
[0048]进行步骤1080，在该步骤中例如通过对由旋转角传感器80传输的信号的分析来获知是否确实实施了换挡。如果在所识别的换挡请求之后的可预先给定的时间间隔内不是这种情况，则进行步骤1100。在该步骤中对所述转矩追踪解除激活且终止该方法。
[0049]而如果这与该种情况相反，则进行步骤1090。在步骤1090中断开离合器，并且同样终止所述力矩追踪。在进一步的过程中可以检查是否挂入了新的挡位且紧接着再次使该离合器结合。以此终止该方法。
[0050]对于本领域技术人员而言不言而喻的是，能够以软件来执行所介绍的方法，或者能够以硬件或者以由硬件和软件组成的混合形式来执行所介绍的方法。
【主权项】
1.用于操控机动车(I)的能致动的离合器(20)的致动器(40)的方法，由马达(10)产生的转矩通过离合器输入端的轴(21)被传递到所述离合器上，其中，当机动车(I)的驾驶员有换挡请求时，操控所述致动器(40)，从而根据施加在离合器输入端的轴(21)上的输入转矩来改变最大能由所述离合器(20)传递的转矩。2.根据权利要求1所述的方法，其中最大能传递的转矩以不超过能预先给定的最大差值为幅度超过所述输入转矩。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中根据加速踏板(94)的致动程度来识别是否有换挡请求。4.根据权利要求3所述的方法，其中当所述加速踏板(94)的致动程度的时间上的变化大于卸载阈值时，则识别出有换挡请求。5.根据上述权利要求中的任一项所述的方法，其中根据所述马达(10)的转速来识别是否有换挡请求。6.根据上述权利要求中的任一项所述的方法，其中根据表征了机动车的换挡杆(50)的致动程度的第一信号(s)来识别换挡请求的存在，并且根据通过对所述第一信号(S)的滤波而得到的第二信号来识别换挡请求的存在。7.根据权利要求6所述的方法，其中根据所述第一信号(s)与能变化的阈值(schwl、8(:1^2、801^3)的比较来获知换挡请求，其中所述能变化的阈值(801^1、801^2、801^3)与所述第二信号有关。8.根据权利要求7所述的方法，其中通过以下方式来获知所述能变化的阈值(schwl、schw2、schw3):对所述第二信号施加一偏移量。9.根据权利要求8所述的方法，其中根据机动车(I)的变速机构(30)的当前挂入的挡位来选择所述偏移量。10.根据权利要求6至9中的任一项所述的方法，其中借助于滤波器(100)来得到滤波，其中通过所述滤波器(100)的输入信号的延迟和/或存储来得到该滤波器(100)的输出信号。11.计算机程序，该计算机程序被设置用于执行根据权利要求1至10中任一项所述的方法之一的所有步骤。12.电子的存储介质(16)，在该电子的存储介质上存储了根据权利要求10所述的计算机程序。13.控制设备(15)，该控制设备被设置用于执行根据权利要求1至10中任一项所述的方法之一的所有步骤。
【文档编号】F16D48/06GK105972121SQ201610135205
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年3月10日
【发明人】S.赫夫勒, J.科瓦克斯
【申请人】罗伯特·博世有限公司