用於運行多橋驅動裝置的方法以及相應的多橋驅動裝置與流程
2023-11-05 18:38:22
本發明涉及一種用於運行多橋驅動裝置(或稱為「多軸驅動裝置」)的方法，其中，多橋驅動裝置具有處於第一從動軸和連接軸之間的作用連接中的同步離合器和至少一個處於連接軸和第二從動軸之間的作用連接中的分離離合器，其中，同步離合器以及分離離合器在第一運行狀態中打開(或稱為「分離」)並且在第二運行狀態中閉合(或稱為「接合」)。此外，本發明涉及一種多橋驅動裝置。
背景技術：
多橋驅動裝置例如可用於機動車並且特別是可為機動車的組成部分。多橋驅動裝置允許驅動多個橋，例如機動車的第一橋、特別是前橋以及第二橋、特別是後橋。在機動車的橋之間的作用連接在此通過例如作為萬向節軸存在的連接軸建立。常常值得預期的是，僅僅暫時地藉助於多橋驅動裝置執行多橋運行，在所述多橋運行期間實際上橋中的多個被驅動。在機動車的情況中，例如僅僅當在驅動橋中的僅僅一個時牽引過小時和/或如果出現過強的橫向加速度時，才需要這種多橋運行。因此大多有意義的是，藉助於多橋驅動裝置驅動橋中的僅僅一個。
技術實現要素：
現在，本發明的目的是，提出一種用於運行多橋驅動裝置的方法，所述方法相對於現有技術具有的優點是，特別是實現更快速地轉換到多橋運行。
根據本發明，這通過具有權利要求1的特徵的方法實現。在此提出，在第一運行狀態期間在轉換參量超過第一轉換閾值時至少部分地閉合同步離合器並且僅在超過第二轉換閾值時才閉合分離離合器。
多橋驅動裝置選擇性地實現驅動僅僅一個橋或多個橋、特別是所有橋。相應地，多橋驅動裝置具有至少一個離合器，以使第二橋與第一橋或者說使第二從動軸與第一從動軸脫耦。為了保持多橋驅動裝置的運動質量儘可能小並且相應地避免由此產生的損失，當不是驅動橋中的所有橋時，特別是僅僅驅動橋中的一個時，不應驅動連接軸。相應地，設置多個離合器。
在此處提出的多橋驅動裝置的範圍中，至少存在同步離合器以及分離離合器。同步離合器處於第一從動軸和連接軸之間的作用連接中。在此，優選地，第一從動軸相應於橋中的一個。在機動車的情況中，第一從動軸直接、即不通過同步離合器和/或分離離合器與機動車的驅動總成作用連接。在該作用連接中，在此可設置變速器、優選換檔變速器、差速器、特別是橋差速器和/或起動離合器。而連接軸僅僅可間接地與驅動總成作用連接，即，通過同步離合器作用連接。
同步離合器原則上可任意設計，然而優選地，所述同步離合器可實現無級地或離散地調整第一從動軸和連接軸之間的確定的同步轉矩。分離離合器特別優選地實施成形鎖合離合器(或稱為「形狀配合的離合器)、特別是爪齒離合器，並且就此而言可選擇性地或者完全打開或者完全閉合。相應地，所述分離離合器不能識別出在連接軸和第二從動軸之間僅僅傳遞一部分轉矩的中間位置。
第二從動軸與第一從動軸可通過連接軸耦合或作用連接。第二從動軸優選地相應於機動車的第二橋或其至少一部分。例如，第二從動軸被分配給機動車的車輪。第二從動軸類似於連接軸僅僅可間接地與機動車的驅動總成作用連接，即，通過同步離合器和分離離合器作用連接。
在機動車的情況中，例如第二橋分配有多個、特別是兩個第二從動軸。在此可提出，連接軸在其背離同步離合器的側上聯接到差速器、特別是橋差速器上，並且就此而言作為用於所述差速器的輸入軸存在。現在，在差速器的兩個輸出軸上分別通過分離離合器聯接著第二從動軸，其中，在每個第二從動軸上，機動車的車輪設置在分離離合器的背離差速器的側上。備選地，顯然也可提出，兩個第二從動軸直接聯接到差速器上，所述差速器又通過分離離合器與連接軸相連接或者說可作用連接。
多橋驅動裝置可至少處於第一運行狀態中和第二運行狀態中。在第一運行狀態中，不僅同步離合器而且分離離合器完全打開，從而不傳遞轉矩。相應地，連接軸不僅與第一從動軸而且與第二從動軸完全脫耦，從而所述連接軸不被驅動並且優選地靜止。在以上描述的具有差速器的設計方案中，這優選地同樣適用於所述差速器。就此而言，連接軸和/或差速器不必一起被拖曳，從而在第一運行狀態中節省了否則要為此使用的能量。而在第二運行狀態中，不僅同步離合器而且分離離合器至少部分地、特別是完全地閉合，從而出現在第一從動軸上的驅動力矩例如均勻地分配給第一從動軸和第二從動軸。
現在，在第一運行狀態期間在轉換參量超過第一轉換閾值時應至少部分地閉合同步離合器並且僅在超過第二轉換閾值時才閉合分離離合器。第二轉換閾值例如大於第一轉換閾值。因此提出，不是當轉換參量超過唯一的通常相應於第二轉換閾值的轉換閾值時，才進行從第一運行狀態到第二運行狀態的轉換。而是應已經事先採取準備措施，從而可比至今為止明顯更快地進行第二從動軸的實際接通。
為此，提出多級的方法，例如二級的方法，在所述方法中，首先至少部分地閉合同步離合器，以便一方面使同步離合器準備好完全閉合，或者另一方面使連接軸和/或可能存在的差速器已經加速，即，置於較高的轉速上。顯然，也可組合這些措施。
在第一運行狀態中，即當同步離合器完全打開時，所述同步離合器優選地位於通風位置中，在所述通風位置中實現同步離合器的大的空隙。在第一運行狀態中，這用於進一步減小損失。就此而言，優選同步離合器的部分閉合應首先且優選僅僅理解成，同步離合器從打開位置中朝其閉合位置的方向移動出來，其中，這通過減小空隙來進行，然而在此優選不消除所述空隙。
即，在此特別優選地如此進行同步離合器的準備，使得所述同步離合器雖然部分地閉合以減小空隙，然而在此選擇同步離合器的這樣的位置並且將其調整到該位置，在所述位置中，在第一從動軸和連接軸之間繼續不傳遞轉矩。然而備選地，也可如此調整同步離合器，使得出現的轉矩的一部分已經從第一從動軸傳遞到第二連接軸。
至少部分地已經在轉換參量達到或超過第一轉換閾值時採取所述措施。而當轉換參量也達到或超過第二轉換閾值時，才閉合、特別是完全閉合分離離合器，其中，第二轉換閾值大於第一轉換閾值。如果轉換參量超過第一轉換閾值，然而在其達到第二轉換閾值之前又低於所述第一轉換閾值，則雖然首先至少部分地閉合同步離合器，然而分離離合器保持打開。在轉換參量低於第一轉換閾值時，也又完全打開同步離合器或者說將其置於其通風位置中，從而第一運行狀態重新出現並且不變換到第二運行狀態中。
藉助於所描述的方法，到多橋運行中的實際變換或者說從第一運行狀態到第二運行狀態中的變換可明顯加速，因為在轉換參量超過第二轉換閾值時已經進行了必要的準備，即，例如已經使同步離合器從其通風位置中移動出來和/或連接軸和/或差速器已經在其轉速方面加速。
本發明的優選的設計方案提出，如此進行同步離合器的部分閉合，使得減小、然而不消除同步離合器的空隙。以上已經闡述了這種處理方式。在第一運行狀態中，同步離合器位於其通風位置中，所述通風位置的特徵是特別大的空隙。現在，在同步離合器閉合時，空隙雖然減小，然而不是完全消除，從而在第一從動軸和連接軸之間繼續不傳遞轉矩。就此而言，如果隨後轉換參量也超過第二轉換閾值，則空隙已經減小了。相應地，可更快速地將同步離合器置於其閉合位置中，在所述閉合位置中所述同步離合器優選地完全閉合。
本發明的優選的設計方案提出，如此進行同步離合器的部分閉合，使得在第一從動軸和連接軸之間傳遞確定的轉矩。因此，作為在同步離合器閉合方面的以上實施方案的附加或備選方案，同步離合器的空隙不僅減小而是完全消除。在此，為了在第一從動軸和連接軸之間傳遞確定的轉矩而調整同步離合器，例如通過相應地選擇離合器元件、特別是離合器盤的壓緊力。然而，分離離合器繼續完全打開，從而通過同步離合器，僅僅連接軸和/或差速器而不是第二從動軸被第一從動軸以確定的轉矩驅動。
本發明的改進方案提出，如此選擇確定的轉矩，使得連接軸的轉速不改變。連接軸和/或與連接軸持續地作用連接的差速器具有確定的慣性，所述慣性表現為慣性矩的形式。該慣性矩對抗連接軸和/或差速器的加速度。同樣，連接軸和/或差速器被摩擦力矩加載，所述摩擦力矩也反作用於加速度。摩擦力矩例如通過連接軸和/或差速器的支承引起。
出於該原因，即使在連接軸上出現轉矩時也可出現這樣的情況：所述連接軸的轉速不變，特別是不增大。現在，應如此選擇確定的轉矩，使得情況恰好如此。就此而言，通過同步離合器傳遞不等於零的轉矩，然而所述轉矩不足以加速連接軸。就此而言，設置同步離合器的離合器打滑。
本發明的另一設計方案提出，如此選擇確定的轉矩，使得將連接軸置於預定轉速上。原則上可任意選擇預定轉速。例如，所述預定轉速相應於第二從動軸的轉速或其至少一部分。例如，預定轉速取值為第二從動軸的轉速的至少10％、至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％或至少95％或等於第二從動軸的轉速。
本發明的另一有利的設計方案提出，在轉換參量低於第一轉換閾值時打開同步離合器。以上已經闡述了這種情況。如果轉換參量低於第一轉換閾值，而之前沒有達到或超過第二轉換閾值，則又打開、特別是完全打開同步離合器，而不是在轉換參量直接在先前超過第一轉換閾值之後就閉合分離離合器。就此而言，實施所描述的準備措施，而不是實際上完全轉換到第二運行狀態。
為了準備轉換，雖然需要確定的能量投入，然而當分離離合器實際上閉合併且因此變換到第二運行狀態中時，該能量投入特別是在機動車的行駛舒適性和/或聲學性能方面是值得的。顯然，備選地或附加地也可設置至少一個另外的條件，在滿足所述另外的條件時打開同步離合器。
本發明的特別優選的設計方案提出，僅當連接軸達到了預定轉速時，才閉合分離離合器。因此，就此而言不足夠的是，轉換參量達到或超過了第二轉換閾值。而附加地，連接軸的轉速必須相應於預定轉速，以實現無衝擊的接入。
在本發明的改進方案中提出，預定轉速相應於第二從動軸的轉速。以上對此已經進行了闡述。同樣，預定轉速可為第二從動軸的轉速的一小部分。也可行的是，當轉換參量達到或超過第一轉換閾值時，首先選擇預定轉速小於第二從動軸的轉速。該狀態持續時間越長和/或轉換參量越快地朝第二轉換閾值的方向增加，預定轉速可從首先選擇的預定轉速朝第二從動軸的轉速的方向增大。這特別是預測地進行，從而一旦轉換參量達到或超過第二轉換閾值，預定轉速就相應於第二從動軸的轉速。
最後可提出，使用機動車的狀態參量、特別是機動車的至少一個車輪的滑轉率作為轉換參量。藉助於多橋驅動裝置可在第二運行狀態中將驅動力矩分配到第一從動軸和第二從動軸上，而在第一運行狀態中所述驅動力矩僅僅出現在第一從動軸上。相應地，通過在第二運行狀態中進行的多橋驅動，與第一運行狀態相比減小機動車的被驅動的車輪的滑轉率。因此，為了防止過強的滑轉率，應使用機動車的所述至少一個車輪、特別是所有當前被驅動的車輪的滑轉率作為轉換參量。
此外，本發明涉及一種多橋驅動裝置，特別是用於執行以上描述的方法，其中，所述多橋驅動裝置具有處於第一從動軸和連接軸之間的作用連接中的同步離合器和至少一個處於連接軸和第二從動軸之間的作用連接中的分離離合器，並且其中，同步離合器以及分離離合器在第一運行狀態中打開並且在第二運行狀態中閉合。在此提出，多橋驅動裝置被構造用於，在第一運行狀態期間在轉換參量超過第一轉換閾值時至少部分地閉合同步離合器並且僅在超過第二轉換閾值時才閉合分離離合器。
已經指出了多橋驅動裝置或相應的處理方式的這種設計方案的優點。不僅多橋驅動裝置而且方法可根據以上實施方案來進一步構造，從而就此而言參考這些實施方案。
顯然，本發明也涉及一種具有這種多橋驅動裝置的機動車，其中，在此也可根據以上實施方案進一步構造多橋驅動裝置。
附圖說明
下面根據在附圖中示出的實施例詳細解釋本發明，而不限制本發明。其中，
圖1示出了機動車的動力總成系統的示意圖，所述動力總成系統具有多橋驅動裝置，以及
圖2示出了多個曲線圖，在所述曲線圖中分別在時間上示出了同步離合器的位置、用於連接軸的預定轉速、連接軸的實際轉速以及分離離合器的位置。
具體實施方式
圖1示出了用於未詳細示出的機動車的動力總成系統1。動力總成系統1具有多橋驅動裝置2，所述多橋驅動裝置用於選擇性地運行僅僅第一橋3或者第一橋3以及第二橋4。橋3和4中的每一個在此處示出的實施例中都具有兩個車輪5，所述車輪布置在第一橋3的分橋6和7上和第二橋4的分橋8和9上。現在可提出，第一橋3的分橋6和7形成第一從動軸10。然而特別優選的是，所述分橋通過差速器、特別是橋差速器聯接到第一從動軸10上，即，特別是剛性地和/或持續地與所述第一從動軸作用連接。分橋8和9可分別作為第二從動軸11存在。備選地可提出，分橋8和9通過差速器、特別是橋差速器聯接到第二從動軸11上。
多橋驅動裝置2具有連接軸12，通過所述連接軸可建立在第一橋3和第二橋4之間的作用連接。連接軸12優選構造成萬向節軸。在第一從動軸10和連接軸12之間的作用連接中布置同步離合器13。同步離合器13優選地設計成力鎖合的離合器。該同步離合器特別是實現了傳遞出現的轉矩的任意份額。此外，在連接軸12和第二從動軸11之間的作用連接中布置分離離合器14。就此而言，在此處示出的實施例中，存在兩個分離離合器14，其中，分離離合器14中的各一個布置在差速器15和兩個第二從動軸11中的一個或者說分橋8和9之間。
連接軸12在此剛性地和/或持續地與差速器15作用連接。在一方面差速器15、因此連接軸12以及另一方面呈分橋8和9形式的第二從動軸11之間的作用連接可藉助於分離離合器14選擇性地建立或中斷。優選地，分離離合器14始終位於相同的位置中，從而或者建立或者中斷一方面連接軸12和另一方面分橋8和9之間的作用連接。
在多橋驅動裝置2的第一運行狀態中，同步離合器13和分離離合器14打開，從而中斷在第一從動軸10和第二從動軸11之間的作用連接。在本實施例的範圍中，只要後面僅談到一個分離離合器14或一個第二從動軸11，就始終指兩個從動軸11或兩個分離離合器14。在第二運行狀態中，同步離合器13和分離離合器14完全閉合。分離離合器14優選地實施成形鎖合離合器、特別是爪齒離合器。
根據圖2描述用於運行根據上述實施方案的多橋驅動裝置2的方法。在上部的曲線圖中，曲線16示出了同步離合器13在完全打開的位置(「0」或0％)和同步位置(「1」或100％)之間的瞬時位置，所述同步位置優選地相應於完全閉合的位置。曲線17表示分離離合器14的瞬時位置，同樣在完全打開的位置(「0」)和完全閉合的位置(「1」)之間。曲線18描述用於連接軸12的預定轉速，曲線19僅僅描述連接軸12的真實的實際轉速。
在時刻t＝t0時，轉換參量達到或超過第一轉換閾值。例如考慮機動車的狀態參量、特別是機動車的至少一個車輪的滑轉率作為轉換參量。如果轉換參量達到或超過第一轉換閾值，則應使多橋驅動裝置2準備好運行狀態從第一運行狀態變換到第二運行狀態。為了該目的，至少部分地閉合同步離合器13，這如對於時間段t0＜t≤t1從曲線16中可得到的那樣。
在此，如此選擇用於同步離合器13的確定的轉矩，使得連接軸12的轉速不改變。如此調整同步離合器13，使得在第一從動軸10和連接軸12之間傳遞所述確定的轉矩。在時刻t＝t1時達到同步離合器13的該狀態。緊接著，如果轉換參量還是大於或等於第一轉換閾值，則如此選擇確定的轉矩，使得連接軸12根據曲線18加速到預定轉速。為了該目的，在時間段t1＜t≤t2期間完全閉合同步離合器13，從而連接軸12的轉速根據曲線19增大並且基本上與根據曲線18的預定轉速相匹配。
現在，如果轉換參量超過優選大於第一轉換閾值的第二轉換閾值，並且連接軸12的轉速相應於預定轉速，所述預定轉速又等於第二從動軸11的轉速，則也閉合分離離合器14，這在時刻t＝t2時根據曲線17進行。由此，隨後連接軸12的轉速始終等於預定轉速，所述預定轉速在此處示出的實施例中始終相應於第二從動軸11的轉速。
利用以上描述的處理方式，不是在唯一的步驟中進行從第一運行狀態到第二運行狀態的轉換，而是多級地進行。首先，通過至少部分地閉合同步離合器13來準備轉換，從而或者減小、然而不消除同步離合器的空隙，或者在第一從動軸10和連接軸12之間傳遞確定的轉矩，而分離離合器14繼續打開。僅當轉換參量超過第二轉換閾值時，才最終也閉合分離離合器14，從而可在極短的時間段之內藉助於多橋驅動裝置2進行第二橋4的實際接通。