用于处理驱动机械的扭矩要求和降低传动线路冲击的装置和方法

摘要

本发明涉及用于处理驱动机械的扭矩要求和用于降低传动线路冲击的装置和方法。装置设立成，在输入侧接收至少一个扭矩要求和用于标识力矩要求的来源的至少一个标识符。此外，装置设立成，取决于至少一个标识符(8b,9b)选择预定的信号处理备选方案中的一个且将其用于至少一个接收的扭矩要求(8a,9a)以用于产生至少一个经处理的扭矩要求(11,12)，其中，预定的信号处理备选方案在时间的延迟方面不同，利用其输出至少一个经处理的扭矩要求(11,12)。

说明书

技术领域

本发明涉及用于处理驱动机械的扭矩要求且用于降低传动线路冲击的装置。

背景技术

传动线路冲击(还被称为抖动)在现有技术中是已知的且为并非所期望的车辆纵向振动，其尤其在车辆加速时通过能量引入到振动系统马达－传动线路－车身中而产生。

为了避免或降低这种传动线路冲击，由现有技术已知，过滤扭矩来源的扭矩要求(在下面还称成力矩要求)，例如加速踏板、速度控制器的扭矩要求或例如速度限制器中的一个的限制，以便在扭矩要求传送给马达控制部之前产生扭矩要求的尽可能地修圆的走向和/或带有降低的梯度的走向。

在此，由实践已知，针对扭矩要求的每个来源设置有特定的理论值变换器。理论值变换器设计成借助于被动的过滤在时间上如此延迟由特定的扭矩来源产生的扭矩要求，即，产生修圆的和弄平的力矩走向，其引起降低的传动线路冲击。

因此，例如由扭矩要求来源(例如行驶速度调节器、加速踏板调节器、声音管理系统等等)的不同的制造者提供理论值变换器，其在经过滤的扭矩要求在力矩协调装置中裁定之前经过滤地输出由扭矩要求来源产生的、带有修圆或弄平的走向的扭矩要求。

用于降低传动线路冲击的此类方式的缺点是，车辆制造者不可以简单的方式针对特定车辆匹配已经过滤的扭矩要求(其由配件方提供的理论值变换器产生)，这尤其对于商用车制造者(其通过所谓的“End－of－Line(行末)”参数提供很高的多样性的车辆配置)来说是不值得期望的。此外，当多个扭矩要求和限制同时利用分开的理论值变换器激活时，产生很大的复杂性，因为必须考虑到在单个的理论值变换器之间的转变。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种用于处理驱动机械的扭矩要求和用于降低传动线路冲击的改进的装置和方法，利用其可避免传统的技术的缺点。

本发明的目的尤其在于提供一种用于降低传动线路冲击的装置，其能够实现更柔性地、不那么复杂地匹配装置且能够实现装置的参数化。

该目的通过用于处理驱动机械的扭矩要求和用于降低传动线路冲击的装置和方法实现。本发明的有利的实施方式和应用为从属权利要求的对象且在随后的说明中部分地参考附图进行进一步阐述。

根据本发明，提供了用于处理驱动机械的扭矩要求和用于降低传动线路冲击的装置，其设立成，在输入侧接收至少一个扭矩要求和用于标识扭矩要求的来源的至少一个标识符。此外，装置设立成，取决于至少一个标识符选择预定的信号处理备选方案中的一个且将其用于至少一个接收的扭矩要求以用于产生至少一个经处理的扭矩要求。在此，预定的信号处理备选方案在时间的延迟方面不同，利用其输出至少一个经处理的扭矩要求。

在本发明的意义中的扭矩要求可为：扭矩预先设定(Drehmomentvorgabe)，即，驱动单元的待设定的扭矩理论值；或扭矩限制，即，驱动单元的扭矩的不应超过的最大值。因此，扭矩要求为待设定的理论值或最大值，其预定驱动机械(例如车辆尤其商用车的马达)的输出参数。

用于处理扭矩要求以便降低传动线路冲击的装置在下面还被称为理论值变换装置，因为其将扭矩要求的信号走向改变成引起降低的传动线路冲击的信号形式，例如通过产生带有修圆的角和/或更小的梯度走向的信号走向。

理论值变换装置如此构造使得其接收产生扭矩要求的这样的来源的标识符(例如呈源地址的形式)实现在算法和空间方面分离扭矩要求的变换部与产生扭矩要求的功能单元。

根据一优选的实施例，预定的信号处理备选方案包括：第一信号处理方案，如果被选择，其以第一时间延迟过滤接收的至少一个扭矩要求；和第二信号处理方案，如果被选择，其以第二时间延迟过滤接收的至少一个扭矩要求，其中，第二延迟延迟大于第一延迟；和第三信号处理方案，如果被选择，借助于其基本上无时间延迟和/或以基本上未改变的信号形式通过装置输出接收的至少一个扭矩要求。

因此，在本发明的范围中存在这样的可能性：理论值变换装置可具有至少三种不同的行为方式，取决于标识符将其应用于在输入侧接收的扭矩要求信号。一特点在于，信号处理备选方案确定理论值变换装置的一般的行为方式，其可相应应用于来自不同的扭矩来源的扭矩要求信号。在此，第一信号处理方案和第二信号处理方案更确切地说第一行为方式和第二行为方式在在输出侧产生的信号的时间延迟方面不同。带有更短的延迟的信号处理备选方案典型地如此构造，即，其呈现出动力学和行驶舒适性的很好的折衷且典型地用于加速踏板。带有更大的延迟的行为方式实现更大地集中于行驶舒适性且例如可应用于行驶速度调节器。

第三信号处理方案(在其中，至少一个扭矩要求基本上无时间延迟和/或以基本上未改变的信号形式由装置输出)相应于这样的行为方式，在其中无附加的信号延迟或附加的修圆或弄平应用于输入信号。这例如对于限制制动系统要求(ASR)是重要的，因为其应尽可能最快地且无延迟地执行。因此，信号“基本上无时间延迟”的输出应意味着，除了通过装置的必需的很短的通过时间之外，在第三信号处理备选方案中未产生用于降低传动线路冲击的附加的延迟。

此类行为方式的执行方案本身由现有技术已知且例如可通过合适的被动的过滤器(其沿着力矩走向在某区段执行不同的梯度限制)实现。根据期望的时间延迟更确切地说信号形状的修圆或弄平可选择不同的梯度限制。在此，第三信号处理备选方案相应于停用过滤器，从而信号基本上未过滤地通过装置。

利用这三种信号处理备选方案可在降低传动线路冲击方面实现用于处理扭矩预先设定的大多数要求。不言而喻，本发明不限于设置恰好三种信号处理备选方案，而是原则上可在装置中执行任意多的信号处理备选方案且借助于关于相应的标识符的存储的关联性和/或力矩要求的类型将其应用于接收的力矩要求。

优选地，装置设立成，当未为接收的扭矩要求的标识符在装置中关联有任一信号处理备选方案时，根据第三信号处理方案处理至少一个接收的扭矩要求。这确保无时间延迟地传输其来源未知的扭矩要求，因为其可潜在地与安全性相关。

根据一特别优选的实施例，装置设立成接收第一扭矩要求和用于标识第一扭矩要求的来源的第一标识符以及第二扭矩要求和用于标识第二扭矩要求的来源的第二标识符，其中，第一扭矩要求是扭矩预先设定，而第二扭矩要求是扭矩限制。上述已经提到，扭矩预先设定应理解成扭矩理论值，其应设定为车辆马达的输出参数，而扭矩限制预定马达的扭矩的不应超过的最大值。

此外，根据该实施方式，装置设立成，针对第一扭矩要求和第二扭矩要求，取决于相应的标识符且取决于扭矩要求是扭矩预先设定还是扭矩限制相应选择预定的信号处理备选方案中的一个且将其应用于接收的扭矩要求。这提供这样的优点，可针对带有相同的标识符的力矩要求和力矩限制对装置的不同的行为方式进行参数化处理，从而在该情况下行为方式关于扭矩来源的标识符的关联性附加地取决于力矩要求的类型。

此外，根据该实施方式的一有利的变型方案，理论值变换装置包括选择器件，其设立成，由扭矩预先设定和扭矩限制确定更小的扭矩预先设定且仅将其作为经处理的扭矩预先设定输出。因此，根据该变型方案，装置在输入侧接收扭矩预先设定和扭矩限制且在输出侧两个力矩预先设定中的决定性的一个。

根据另一优选的实施方式，用于存储其他的标识符的装置可如此配置，即，存储在装置中的关联性(其使预定的处理备选方案中的一个与接收的标识符相关联)可通过用于标识扭矩要求的其他的来源的其他的标识值来扩展。因此，本发明的一特别的优点在于，要求来源的扩展不需要在功能上改变装置。换而言之，仅产生很低的匹配花费，因为已经限定了基本的存储的一般性的信号处理备选方案且仅还必需标识符与信号处理备选方案中的一个的关联性，其可在集成新的扭矩来源时相应地添加。

实现方案的一示例性的可行性方案设置成，表存储在装置中，其使每个标识符与可支配的信号处理备选方案中的一个相关联。于是，迄今未存储的新的来源可通过表的简单的扩展考虑到，从而因此由理论值变换装置识别出标识符，且扭矩要求的相关的信号走向相应地根据关联的信号处理备选方案来处理。

可接入或集成新的力矩来源的可行性方案和理论值变换部与力矩来源的空间的分离尤其在商用车中特别有利，因为在此使用所谓的“End－Off－Line”参数来处理，以便考虑到商用车的大量的参数化。

优选地，装置包括用于处理至少一个扭矩要求的过滤装置，其可取决于所选择的信号处理备选方案参数化，以便根据所选择的信号处理备选方案过滤至少一个扭矩要求，和/或其设立成至少在某区段执行至少一个扭矩要求的梯度限制。

本发明的另一有利的方面涉及用于处理扭矩要求的组件，包括力矩协调装置(还称成裁定装置)和根据上述说明的方面中的一个的理论值变换装置，其布置在力矩协调装置之后且在输入侧接收由力矩协调装置选择的扭矩预先设定和扭矩限制。

力矩协调装置设立成，从多个输送给力矩协调装置的扭矩预先设定和扭矩限制中相应选择和输出扭矩预先设定和扭矩限制。因此，在力矩协调装置中借助于存储的优先权进行力矩要求的裁定。此类力矩协调装置本身由现有技术已知。

因此，本发明的一特别的优点在于，理论值变换装置可布置在力矩协调部之后，优选地，布置在中央控制器或马达控制器上。

此外，本发明涉及用于处理驱动机械的扭矩预先设定和用于降低传动线路冲击的方法，带有以下步骤：接收用于标识扭矩要求的来源的至少一个扭矩要求和至少一个标识符；取决于接收的至少一个扭矩要求的标识符选择多个预定的信号处理备选方案中的一个；且根据所选择的信号处理备选方案执行信号处理以用于由至少一个接收的扭矩要求产生至少一个经处理的扭矩要求，其中，预定的信号处理备选方案在时间的延迟方面不同，利用其输出至少一个经处理的扭矩要求。

为了避免重复，纯粹根据装置公开的特征应还适用于根据方法公开的特征且可要求保护，且反之亦然。因此，涉及装置的上述的方面和根据本发明的特征还适用于用于处理扭矩预先设定和用于降低传动线路冲击的方法。

附图说明

下面参考附图说明本发明的其他的细节和优点。其中：

图1显示了未经过滤的扭矩要求和带有修圆的走向和梯度限制的经过滤的扭矩要求的示意性的示例图示；

图2根据本发明的一实施例显示了带有力矩协调装置和理论值变换装置的示意性的框图；

图3根据本发明的一实施例显示了理论值变换装置的示意性的框图；以及

图4根据一实施例显示了由理论值变换装置产生的输出信号。

参考标号列表

1 扭矩要求(未过滤)

2 扭矩要求(已过滤)

3 零耦合力矩(内部马达的马达力矩，在其中并未通过耦合传递力–无力矩)

4 对零耦合力矩的已过滤的扭矩要求的走向

5 扭矩要求的来源

6 扭矩要求(未过滤)

7 力矩协调装置

8a 扭矩预先设定(未过滤)

8b,9b 标识符

9a 扭矩限制(未过滤)

10 理论值变换装置

11 扭矩预先设定(已过滤)

12 扭矩限制(已过滤)

13 马达控制部

14 比较器

15 信号线路

16,17 理论值变换单元

20 开关

21 输出的已过滤的扭矩要求

k 修圆因数

G 梯度。

具体实施方式

图1示例性地显示了未经过滤的扭矩预先设定1和经过滤的扭矩要求2。以矩形函数的形式产生的扭矩要求1通过理论值变换装置(未显示)被动地过滤且作为经过滤的扭矩要求2(虚线的曲线)输出。

扭矩要求1例如可由加速踏板、传动器咬合、行驶速度调节器、声音管理系统或其他的扭矩要求源产生。扭矩要求1可作为扭矩预先设定或作为扭矩限制来产生。将扭矩预先设定理解成用于待操控的马达扭矩的理论值，应针对其来设定喷射量。将扭矩限制理解成极限值，待设定的马达扭矩不应超过该极限值。

相符于现有技术，矩形函数1的边缘通过理论值变换装置修圆，这通过图1中的修圆因数k示出。此外，借助于由现有技术已知的在零耦合力矩(其通过虚线3来表示)附近的梯度限制产生尽可能小的梯度G。初级侧指示的、引起并未通过离合器传递力矩的马达内部的力矩被称为零耦合力矩。因此，传动线路在零耦合力矩处放松，因为在该点处产生的扭矩由马达侧的损失和马达侧的负载施加。

在此，在零耦合力矩3附近的范围(在图1中通过在线3的上方和下方的点划线说明)中在时间上如此延迟力矩预先设定1的曲线走向，即，产生的力矩预先设定2在零耦合点3附近的区域中具有带有很小的斜率G的尽可能恒定的走向4。图1中的力矩结构为被动的控制系统且因此并非为闭合的调节回路，例如由现有技术同样已知的主动的减振为这种情况。

在零耦合力矩3的区域中以尽可能小的梯度G产生原始的力矩要求1的修圆的和平坦的走向2本身由现有技术已知。例如可通过应用合适的过滤器在时间上延迟在零耦合力矩3附近的区域中的原始信号1，从而力矩走向的第二导数和优选第一导数呈现尽可能小的值。

图2显示了示意性的框图，其说明了处理在机动车(尤其商用车)中的力矩要求。

机动车和尤其现代的商用车通常具有多个系统和影响参数，其通过以下方式影响纵向运动更确切地说驱动和延迟力，即，输出用于马达的扭矩要求6。作为示例，在此应提到加速踏板、ASR、ABS、传动器控制部、速度调节器、声音管理系统等等，其在图2中以参考标号5来标明。扭矩要求6转送给力矩协调装置7且可根据来源5的类型预定为扭矩预先设定和/或扭矩限制。需要由多个相应产生的扭矩要求6确定这样的扭矩要求，马达控制部13应基于其控制驱动单元(未显示)。在此，在现有技术中已经建立了用于裁定或选择扭矩要求的方法，其中，例如从相应带有统一结构化的扭矩要求的不同的系统5的一系列扭矩要求6中进行优选权受控的选择。在此，使单个要求与相应其他的要求对比，且借助预定的优先权规则选择要求得到满足的那个。例如在标准SAE J1939/71中已知这种方法。

因此，此类力矩协调装置7由多个扭矩预先设定6和扭矩限制6相应产生通过力矩协调装置7输出的扭矩预先设定8a和扭矩限制9a。

根据本实施例，在力矩协调装置7的输出侧布置有理论值变换装置10，其在输入侧接收由力矩协调装置7输出的扭矩预先设定8a以及相关的标识符8b。标识符8b标识与扭矩预先设定8a相关的来源5，其已经产生扭矩预先设定。此外，理论值变换装置10设立成接收扭矩限制9a和相关的标识符9b。

此外，理论值变换装置10设立成，取决于标识符8b、9b且取决于输入信号是扭矩预先设定(即应设定的扭矩理论值)还是扭矩限制确定理论值变换装置的相应的行为方式且将其应用于输入信号。为此，在理论值变换装置10中存储有多种行为方式。换句话说，通过理论值变换装置10执行的信号处理取决于标识符且取决于力矩要求的类型。

此外，理论值变换装置10包括过滤装置(未显示)以用于处理接收的扭矩要求，其可取决于所选择的信号处理备选方案进行参数化处理，以便根据所选择的信号处理备选方案过滤扭矩要求。在本实施例中，信号变换装置10设立成设置有三种不同的行为方式或信号处理备选方案。这些行为方式的主要不同在于可接受的时间延迟，其通过过滤产生。

对于大多数应用情况来说，三种不同的行为方式便已足够，其在上面已经进行了简短的说明。

由实践已知的力矩协调装置7已经构造成提供呈用于标识扭矩要求的来源的源地址的形式的标识符8b、9b，根据本发明可对其进行利用，以便在理论值变换装置中从多类行为方式中取决于标识符选择期望的行为方式。

图3以框图说明了理论值变换装置10的其他的功能。理论值变换装置10首先确定两种力矩要求(即，力矩预先设定8a或力矩限制9a)中的哪个是决定性的。为此，设置有选择器件14、20。选择器件包括比较器14，其确定决定性的扭矩要求。扭矩预先设定8a在M_REQ的数额方面和扭矩限制9a在M_Limit的数额方面的决定性的扭矩要求由min(M_Req、M_Limit)得到，也就是说，两种扭矩要求中的更小者对于待设定的马达扭矩是决定性的且由比较器14确定。

根据哪种扭矩要求确定为决定性的扭矩要求，比较器14通过信号线路15控制开关20，从而在输出侧仅输出决定性的信号。利用示意性的块17和16相应标示了过滤器，该过滤器由在输入侧接收的扭矩要求产生经处理的(即，经过滤的)扭矩预先设定11或经过滤的扭矩限制12，其带有示例性地利用在图1中的参考标号2说明的走向。根据开关位置，信号11或信号12在输出侧作为输出信号21由装置10输出。

针对接收的扭矩预先设定8a，过滤装置17借助接收的标识符8b确定应用上述提及的三种行为方式中的哪种。针对选择的每个行为方式(例如无过滤、快速过滤或缓慢过滤)在过滤装置17中存储有相应的参数，其被选择以便参数化过滤器，从而根据标识符将确定的过滤行为应用于接收的扭矩预先设定8a。根据所选择的过滤备选方案，当开关位于输出信号11的位置中时，产生带有或者基本上无时间延迟、很少的时间延迟或者很大的时间延迟的经处理的扭矩预先设定11且将其作为输出信号21输出。

然而，在图3中显示了开关的这样的位置，开关在该时刻仅输出扭矩限制12的经处理的信号。

图4根据一实施例示例性地说明了理论值变换装置10的输出特性。在此，利用参考标号8b表征的曲线又说明了在输入侧由理论值变换装置10接收的扭矩限制。利用参考标号8a表征的虚线标示了由理论值变换装置10在输入侧接收的目标扭矩预先设定，即，扭矩要求。利用参考标号21表征的点线表征理论值变换装置10的输出信号。

在第一区段t1中，扭矩极限8b小于目标扭矩预先设定，从而该极限是决定性的。因此，在该区段中，理论值变换装置10的输出信号与极限预先设定8b一致。在区段t2中，扭矩限制8b突然提高到超过这样的值，该值超过当前在输入侧存在的目标扭矩预先设定8a。因此，在区段t2中，现在目标扭矩预先设定是决定性的，应将马达扭矩设定到该目标扭矩预先设定上。这由比较器14识别出且将开关20带到用于输出信号11的上部的位置中。点线21的走向显示出，理论值变换装置10引起延迟地匹配曲线8a的值。尤其通过合适地应用梯度限制在离开在区段t1中的旧的输出值之后且在达到在区段t2中的新的目标值之前实现修圆的线走向K。通过带有降低的梯度的修圆的走向可防止或降低传动线路冲击。

然后，在区段t3中发生将扭矩预先设定8a改变成更高的值。扭矩预先设定8a在区段t3中低于扭矩限制8b且因此继续是决定性的。理论值变换装置10的输出值21匹配曲线8a的新的目标值，然而根据选择的过滤带有延迟的走向。

在区段t4中，理论值变换装置10的输出值保持恒定在扭矩预先设定8a的设定的理论值上。虽然扭矩限制8b在区段t4中下降，然而继续高于曲线8a的目标预先设定且因此不是决定性的。

直到第五区段t5开始时，扭矩限制8b才下降到低于目标扭矩预先设定8a。这由比较器14发现。接着，比较器14将开关装置20再次调回到下部的位置中，从而在输出侧由装置10将相应经过滤的力矩限制12作为力矩要求21输出。曲线走向21又以延迟匹配新的预先设定8b。

尽管已经参考确定的实施例说明了本发明，但可实现多种变型方案和修改方案，其同样使用本发明的思想且因此落入保护范围中。存储在理论值变换装置中的信号处理备选方案的数量、相应的理论值变换的方式和理论值变换装置的具体的结构上的设计方案(例如作为自己的构件或作为马达控制部的部件)等可尤其匹配于具体的应用情况。因此，本发明不应受限于公开的确定的实施例，而是本发明应包括落入所附的专利权利要求的范围中的所有的实施例。