專利名稱：具有變速箱的機(jī)動(dòng)車及運(yùn)行機(jī)動(dòng)車的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)動(dòng)車，它具有一個(gè)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，一個(gè)具有第一操作裝置的轉(zhuǎn)矩傳遞裝置，一個(gè)帶有輸入軸及輸出軸以及一個(gè)第二操作裝置的變速箱，其中變速箱具有構(gòu)成多個(gè)變速級的齒輪組，這些齒輪組分別由與一個(gè)軸固定連接的一個(gè)擋齒輪及可與一個(gè)軸連接的一個(gè)惰齒輪組成，及具有一個(gè)控制裝置，其中第一及第二操作裝置通過控制裝置導(dǎo)入及自動(dòng)地控制；以及涉及一種運(yùn)行機(jī)動(dòng)車的方法。
背景技術(shù)：
在這種機(jī)動(dòng)車上，變速級的置入是通過一個(gè)換擋離合器使惰齒輪與支承它的軸相連接來實(shí)現(xiàn)的；在此，彼此待連接部分的轉(zhuǎn)速差至少應(yīng)近似地為零。轉(zhuǎn)速至少近似地相等的產(chǎn)生過程被稱為同步過程。
在一種變速箱上例如使用了與相應(yīng)惰齒輪連接的同步裝置，它在換擋過程期間在彼此待連接部件之間產(chǎn)生至少近似的轉(zhuǎn)速相等性及當(dāng)轉(zhuǎn)速至少近似相等時(shí)才實(shí)現(xiàn)換擋離合器的完全接合。在換擋過程開始時(shí)，兩個(gè)彼此待連接部件首先通過一個(gè)摩擦面形成接觸，這將引起一個(gè)與接合力及摩擦系數(shù)相關(guān)的同步。同步裝置還可包括一個(gè)閉鎖裝置，由此可避免由同步力引起繼續(xù)接合。如果至少近似形成轉(zhuǎn)速相等及由此同步力至少近似下降到零，閉鎖裝置打開及換擋過程可以結(jié)束，其方式是在彼此待連接部件之間產(chǎn)生了形狀鎖合的連接。鎖止在轉(zhuǎn)速未充分同步時(shí)的繼續(xù)接合的接合位置被稱為同步位置。在另一種變速箱上不使用同步裝置，它將以另外方式來保證當(dāng)轉(zhuǎn)速至少近似相等時(shí)才產(chǎn)生形狀鎖合連接，例如通過驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)或軸制動(dòng)器的相應(yīng)控制，為求得轉(zhuǎn)速差使用適合的傳感器。
尤其在自動(dòng)換擋的變速箱中，其中可通過控制裝置自動(dòng)導(dǎo)入變速級轉(zhuǎn)換，其方式是，根據(jù)輸入量自動(dòng)開始控制裝置的操作，同步過程的控制是一個(gè)很復(fù)雜的要求。例如在一個(gè)同步接合過程期間，在一定點(diǎn)上，即在同步門限(Synchronschwelle)上，換擋離合器的離合器套筒基于閉鎖裝置的作用被停止，在停止實(shí)現(xiàn)的時(shí)刻，一個(gè)預(yù)定的力、即同步力被調(diào)節(jié)。這將引起，同步門限的位置必需足夠精確地被控制裝置知道和/或必需提供與同步門限精確位置無關(guān)的同步力調(diào)節(jié)類型。為了對于最佳換擋達(dá)到短的換擋時(shí)間，重要的是怎樣建立或調(diào)節(jié)同步力，以致可足夠精確地考慮影響參數(shù)。
換擋彈性本身例如已由歐洲專利文獻(xiàn)EP 579 532 B1公知。它公開了一個(gè)機(jī)械輔助裝置，用于置入可借助繩或桿換擋的變速箱的擋，其中換擋順序通過換擋控制軸傳送，該換擋控制軸通過所述繩或桿被置于轉(zhuǎn)動(dòng)，其中在用于控制換擋過程的線或桿與軸之間的機(jī)械連接由兩個(gè)鉸接的部分組成，它們的相對運(yùn)動(dòng)以彈性方式通過彈簧控制，該彈簧這樣吸收能量，即當(dāng)同步階段期間它被壓縮并在吸收結(jié)束后再輸出吸收的能量。所述輔助裝置排除了傳統(tǒng)換擋裝置的一定缺點(diǎn)-感覺過長的同步時(shí)間及空行程、大的傳輸力，它以太慢的同步形式出現(xiàn)，及在齒輪嚙合時(shí)不舒適的噪音感覺。所述機(jī)械輔助裝置涉及手動(dòng)的手換擋變速箱。
在另一專利文獻(xiàn)EP 695 892 B1中描述了具有至少一個(gè)致動(dòng)器裝置及由它操作的離合器套筒的變速箱系統(tǒng)，其中所屬的連接機(jī)構(gòu)包括一個(gè)彈簧。借助所公開的該變速箱系統(tǒng)可避免當(dāng)換擋不能立即起作用時(shí)由電動(dòng)機(jī)構(gòu)成的傳動(dòng)裝置中不允許的大電流。所公開的該變速箱系統(tǒng)涉及一個(gè)自動(dòng)換擋變速箱。
在EP 579 532 B1中描述的換擋彈性承擔(dān)著一個(gè)儲能器的功能，其方式是它暫時(shí)被壓縮及然后再伸展。以此方式離合器套筒從彈簧得到一個(gè)脈沖力，該力大于由司機(jī)通過換擋桿的快速操作傳遞給它的力。所產(chǎn)生的脈沖力總是與司機(jī)操作換擋桿的操作速度及操作力有關(guān)，其中，在離合器套筒上所需的給定力的精確調(diào)節(jié)只能或多或少聽其自然。
在EP 695 892 B1中公開的換擋彈性在換擋過程期間被壓縮及然后再輸出存儲在其中的能量?，F(xiàn)有的換擋彈性能使相對實(shí)際運(yùn)動(dòng)時(shí)間延遲的滑動(dòng)套筒運(yùn)動(dòng)相應(yīng)于同步過程。該換擋彈性保護(hù)傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)免于過載，但是在考慮換擋彈性的情況下不能借助接合速度對所需給定力施加影響。
滑動(dòng)套筒與傳動(dòng)裝置之間的系統(tǒng)，包括具有運(yùn)動(dòng)及彈性特性的連接機(jī)構(gòu)在內(nèi)，尤其在自動(dòng)變速箱上是非常復(fù)雜的。對于一個(gè)變速級的同步置入的實(shí)施還沒有足夠令人滿意的方案，這種方案滿足多種要求，尤其是關(guān)于在考慮到傳動(dòng)裝置與離合器套筒之間的機(jī)構(gòu)的彈性特性情況下的接合速度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于，大大改進(jìn)開始部分所述機(jī)動(dòng)車中的同步過程、尤其是它的過程變化，以使得尤其是換擋過程可舒適、快速及無磨損地進(jìn)行。
此外，該任務(wù)還在于，提出一種變速箱及運(yùn)行變速箱的方法，其中在考慮到機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)及彈性特性情況下大大改進(jìn)同步的變速級變換、尤其是在同步門限上力的建立方面。
根據(jù)本發(fā)明該任務(wù)將通過開始部分所述的具有一個(gè)變速箱的機(jī)動(dòng)車來解決，它具有以下借助附圖描述的及權(quán)利要求書中描述的多個(gè)特征和/或方法步驟，它們可用現(xiàn)有的組合、也可各自地達(dá)到所需的成果。
為了解決該任務(wù)的一個(gè)方面，因此，在一個(gè)機(jī)動(dòng)車上，該機(jī)動(dòng)車具有一個(gè)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，一個(gè)具有第一操作裝置的轉(zhuǎn)矩傳遞裝置，一個(gè)帶有一個(gè)輸入軸、一個(gè)輸出軸及第二操作裝置的變速箱，其中變速箱具有構(gòu)成多個(gè)變速級的齒輪組，這些齒輪組分別由與一個(gè)軸固定連接的一個(gè)擋齒輪及可與一個(gè)軸連接的一個(gè)惰齒輪組成，及具有一個(gè)控制裝置，其中第一及第二操作裝置可通過控制裝置導(dǎo)入自動(dòng)操作，其方式是，在第一工作方式中由控制裝置根據(jù)多個(gè)輸入量自動(dòng)起動(dòng)操作，或在第二工作方式中通過司機(jī)的輸入導(dǎo)入操作，及其中借助一個(gè)終端輸出部件、如離合器套筒與同步裝置使至少一個(gè)變速級的惰齒輪與支承它的軸進(jìn)行連接，該部件在接合期間在施加同步力的情況下在待連接部件之間產(chǎn)生至少近似的轉(zhuǎn)速相等性及在轉(zhuǎn)速至少近似相等的情況下在同步過程結(jié)束時(shí)才使得完全接合成為可能，至少一個(gè)變速級的同步門限位置被存儲在為所述控制裝置配置的存儲器中。
作為終端輸出部件這里是指為了確定變速比進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的最后的部件，即它將在兩個(gè)力傳遞裝置如倒車齒輪、齒輪組、離合器套筒、液壓離合器的工作活塞之間形成連接。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)非常有利的構(gòu)型，至少一個(gè)變速級的同步門限位置是可適配的，以便盡管當(dāng)工作時(shí)同步位置被改變在真實(shí)同步位置及存儲在存儲器中的同步位置之間仍可保證足夠精確的一致性。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中同步門限的適配在這樣的時(shí)間進(jìn)行機(jī)動(dòng)車處于停車狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)在工作，機(jī)動(dòng)車制動(dòng)器已被操作，及存在同步門限位置適配的要求。合乎要求的是，當(dāng)機(jī)動(dòng)車為進(jìn)行適配已在預(yù)定時(shí)間t上處于停車狀態(tài)及驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)至少近似地以怠速轉(zhuǎn)動(dòng)。以此方式當(dāng)待由換擋離合器連接的部件之間轉(zhuǎn)速差小時(shí)進(jìn)行同步門限的適配，機(jī)動(dòng)車受到保護(hù)免于由適配過程中傳遞到齒輪上的轉(zhuǎn)矩引起運(yùn)動(dòng)及使可能快速轉(zhuǎn)動(dòng)的軸的轉(zhuǎn)速降低。
在一個(gè)機(jī)動(dòng)車上，在其變速箱中變速級通過第二操作裝置置入，后者包括選擇及操作終端操作部件的裝置，該同步門限位置的適配合乎目的地包括以下步驟借助第一操作裝置閉合轉(zhuǎn)矩傳遞裝置；借助第二操作裝置移入其同步門限位置應(yīng)被適配的變速級的緊鄰附近的一個(gè)位置上；從一個(gè)位置起，由該位置出發(fā)同步門限能可靠地被通過，操作終端輸出機(jī)構(gòu)，以使得終端輸出部件向著它的終端位的方向運(yùn)動(dòng)，及基于終端輸出部件由于不充分的同步造成的接合運(yùn)動(dòng)的制動(dòng)求得一個(gè)同步門限位置。第二操作裝置包括兩個(gè)傳動(dòng)裝置，其中一個(gè)傳動(dòng)裝置例如作為選擋傳動(dòng)裝置，用于選擇一個(gè)離合器套筒，其方式是換擋撥指這樣運(yùn)動(dòng)，以致它可與操作用于所需變速級操作的離合器套筒的換擋叉形成連接，該變速級的同步門限應(yīng)被適配。合乎目的地，為了執(zhí)行一個(gè)適配過程換擋撥指首先被移到緊鄰其同步門限位置應(yīng)被適配的變速級的一個(gè)位置上，最好換擋撥指與所需的換擋叉形成連接。第二操作裝置的第二傳動(dòng)裝置用作使換擋撥指運(yùn)動(dòng)的換擋傳動(dòng)裝置，其方式是使離合器套筒運(yùn)動(dòng)，換擋撥指通過換擋叉與該離合器套筒形成連接，由此進(jìn)行接合或分離運(yùn)動(dòng)。為了適配同步門限，從一個(gè)位置開始進(jìn)行接合運(yùn)動(dòng)，從該位置起始能可靠地通過同步門限，例如從中立位置到達(dá)可實(shí)現(xiàn)同步門限適配的一個(gè)位置上。
這里終端輸出機(jī)構(gòu)應(yīng)被理解為一個(gè)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)包括所述終端輸出部件，其中機(jī)構(gòu)表示一個(gè)或由單個(gè)部件或由一系列部件組成的運(yùn)動(dòng)鏈，其中運(yùn)動(dòng)鏈中每個(gè)點(diǎn)的位置可從該鏈每個(gè)另外點(diǎn)的位置導(dǎo)出。此外在本申請的范圍內(nèi)終端操作部件被理解為一個(gè)部件，該部件在所述運(yùn)動(dòng)鏈中位于所述終端輸出部件的前面，例如一個(gè)換擋叉。該終端輸出機(jī)構(gòu)通常包括一個(gè)換擋離合器的離合器套筒、一個(gè)換擋叉、一個(gè)換擋撥指、一個(gè)使換擋撥指與選擋及換擋傳動(dòng)裝置形成運(yùn)動(dòng)及力傳遞連接的運(yùn)動(dòng)部分，其中通過該運(yùn)動(dòng)部分確定一定的變速比-例如通過杠桿和/或通過蝸桿與蝸輪構(gòu)成的變速級。
根據(jù)該優(yōu)選實(shí)施例的另一構(gòu)型，合乎目的地，同步門限位置的適配還包括以下步驟通過一個(gè)配置給該控制裝置的計(jì)算裝置直接用于求得的同步門限位置的計(jì)算操作或用于基于它及老的同步門限位置求得一個(gè)新的同步門限位置。
根據(jù)本發(fā)明另一特別優(yōu)選的構(gòu)型，在一個(gè)機(jī)動(dòng)車上，其中這些擋終端位的位置被存儲在為所述控制裝置配置的存儲器中及在工作期間這些位置被適配，至少暫時(shí)地基于適配的擋終端位進(jìn)行同步門限位置的確定。
合乎目的地，總是在一個(gè)預(yù)定時(shí)間期滿后或在一個(gè)預(yù)定數(shù)目的獨(dú)立適配過程后至少一次地基于適配的擋終端位確定同步門限位置。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，該預(yù)定時(shí)間在40至200小時(shí)范圍中、尤其在80至120小時(shí)的范圍中，或該獨(dú)立適配過程的預(yù)定數(shù)目在15與80之間、尤其在40與60之間。
為了解決本發(fā)明任務(wù)的另一方面，根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，在一個(gè)機(jī)動(dòng)車中，該機(jī)動(dòng)車具有一個(gè)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，一個(gè)具有第一操作裝置的轉(zhuǎn)矩傳遞裝置，一個(gè)帶有一個(gè)輸入軸、一個(gè)輸出軸及第二操作裝置的變速箱，其中變速箱具有構(gòu)成多個(gè)變速級的齒輪組，這些齒輪組分別由與一個(gè)軸固定連接的一個(gè)擋齒輪及可與一個(gè)軸連接的一個(gè)惰齒輪組成，及具有一個(gè)控制裝置，其中第一及第二操作裝置可通過控制裝置導(dǎo)入地被自動(dòng)操作，其方式是，在第一工作方式中由控制裝置根據(jù)多個(gè)輸入量自動(dòng)起動(dòng)操作，或在第二工作方式中通過司機(jī)的輸入導(dǎo)入操作，及其中借助一個(gè)終端輸出部件、如離合器套筒與同步裝置使至少一個(gè)變速級的惰齒輪與支承它的軸進(jìn)行連接，該部件在接合期間在施加同步力的情況下在待連接部件之間產(chǎn)生至少近似的轉(zhuǎn)速相等性，該同步力可依賴于司機(jī)體育競技狀態(tài)、機(jī)動(dòng)車負(fù)載、變速箱油溫度、負(fù)載控制桿位置、驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩要求、目標(biāo)轉(zhuǎn)速、同步裝置上的轉(zhuǎn)速差、同步裝置的摩擦特性、變速箱牽引轉(zhuǎn)矩和/或同步裝置的狀態(tài)被調(diào)整。因此該同步力可這樣適配于多個(gè)可變的參數(shù)，即也依賴于這些參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的適配，這些參數(shù)通過持續(xù)運(yùn)行可能改變和/或從一個(gè)換擋過程到另一換擋過程可改變，由此可實(shí)現(xiàn)同步過程的最佳過程變化。
在一個(gè)機(jī)動(dòng)車中，該機(jī)動(dòng)車具有一個(gè)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，一個(gè)具有第一操作裝置的轉(zhuǎn)矩傳遞裝置，一個(gè)帶有一個(gè)輸入軸、一個(gè)輸出軸及第二操作裝置的變速箱，其中變速箱具有構(gòu)成多個(gè)變速級的齒輪組，這些齒輪組分別由與一個(gè)軸固定連接的一個(gè)擋齒輪及可與一個(gè)軸連接的一個(gè)惰齒輪組成，及具有一個(gè)控制裝置，其中第一及第二操作裝置可通過控制裝置導(dǎo)入地被自動(dòng)操作，其方式是，在第一工作方式中由控制裝置根據(jù)多個(gè)輸入量自動(dòng)起動(dòng)操作，或在第二工作方式中通過司機(jī)的輸入導(dǎo)入操作，及其中借助一個(gè)終端輸出部件與同步裝置、如離合器套筒或滑動(dòng)套筒使至少一個(gè)變速級的惰齒輪與支承它的軸進(jìn)行連接，該部件在接合期間在施加同步力的情況下在待連接部件之間產(chǎn)生至少近似的轉(zhuǎn)速相等性及在轉(zhuǎn)速至少近似相等的情況下在同步過程結(jié)束時(shí)才使得完全接合成為可能，為了解決本發(fā)明任務(wù)的另一方面，在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例中無論是同步門限的移入還是同步過程本身被控制力地進(jìn)行。這帶來特殊的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樵谕介T限上預(yù)定的力應(yīng)被調(diào)節(jié)，這可有利地借助力控制來進(jìn)行，及這樣就可避免不同控制類型之間如速度控制與力控制之間的過渡及由此避免了與此相關(guān)的缺點(diǎn)。
在此，有利的是，為了終端輸出部件的力控制估算與該部件反作用的反作用力，其中合乎要求的是，基于終端操作機(jī)構(gòu)的速度并在考慮終端操作機(jī)構(gòu)的動(dòng)能及必要時(shí)其剛性的情況下估算所述反作用力。它一方面是離合器套筒的動(dòng)能，另一方面是運(yùn)動(dòng)部分及傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)能。
在考慮終端操作機(jī)構(gòu)的剛性時(shí)尤其在反作用力高于該剛性的響應(yīng)門限的情況下，將它的特性曲線直接或間接用來估算是很有利的。通常終端操作機(jī)構(gòu)包括一個(gè)用于合乎目的地調(diào)節(jié)剛性的彈簧部件/阻尼部件。其特性曲線可有利地被使用，必要時(shí)在補(bǔ)充與機(jī)構(gòu)本身有關(guān)的剛性的情況下使用。
根據(jù)該實(shí)施例的一個(gè)特別優(yōu)選的構(gòu)型，基于能量守衡定律并根據(jù)終端操作機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置作的功進(jìn)行反作用力的估算。
為了解決本發(fā)明任務(wù)的另一方面，根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用了一種移入用于帶有一個(gè)閉鎖同步變速箱的機(jī)動(dòng)車的變速箱終端操作機(jī)構(gòu)的終端輸出部件的同步位置的方法，其中盡可能快且無過沖地移入同步位置。在這方面特別優(yōu)選的是，力控制基于振動(dòng)方程在使用一個(gè)阻尼常數(shù)的情況下進(jìn)行，它可實(shí)現(xiàn)與變速箱終端操作機(jī)構(gòu)的終端輸出部件的精確初始速度及同步位置的精確位置無關(guān)的移入并且所述同步力與它有關(guān)。
為了解決本發(fā)明任務(wù)的另一方面，借助一個(gè)控制裝置這樣進(jìn)行基于接合速度及所述機(jī)構(gòu)區(qū)域中的彈性產(chǎn)生離合器套筒上的一個(gè)接合給定力。在此，合乎目的地利用彈性，以便在觸到同步門限上時(shí)使致動(dòng)器的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成位能。
根據(jù)變速箱的一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施形式，該變速箱包括在離合器套筒與惰齒輪之間的同步裝置，這些同步裝置適于在接合過程期間閉鎖在同步門限上形成形狀鎖合連接的完全接合，直到達(dá)到轉(zhuǎn)速至少近似相等時(shí)才完全接合，其中，與在同步門限上接合運(yùn)動(dòng)閉鎖有關(guān)地，動(dòng)能以位能的形式被存儲在彈性部分中，在進(jìn)行接合運(yùn)動(dòng)制動(dòng)的時(shí)刻上在彈性部分中存儲的能量至少近似地相應(yīng)于給定力。
在本申請的范圍中，這些概念、如接合給定力或同步力均表示在一個(gè)用于操作離合器套筒的操作裝置、如換擋撥指上的力。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，在同步門限上的移入速度根據(jù)所述彈性部分的特性被這樣選擇，即在進(jìn)行接合運(yùn)動(dòng)制動(dòng)的時(shí)刻上在該彈性部分中存儲的能量至少近似地相應(yīng)于給定力。在此時(shí)刻上幾乎所有動(dòng)能作為位能被存儲在彈性部分中，由此在彈性部分中出現(xiàn)相應(yīng)于最小速度的最大能量。在該實(shí)施例中可有利地通過同步門限上移入速度的相應(yīng)調(diào)節(jié)精確調(diào)節(jié)同步門限上的給定力或同步力。
在另一合乎要求的實(shí)施例中，彈性部分的特性根據(jù)在同步門限上的移入速度這樣地被選擇，即在進(jìn)行接合運(yùn)動(dòng)制動(dòng)的時(shí)刻上在該彈性部分中存儲的能量至少近似地相應(yīng)于給定力。在該實(shí)施例中在一個(gè)預(yù)給定的到同步門限上的移入速度中通過相應(yīng)彈性的選擇來得到同步門限上的所需給定力。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述彈性部分的響應(yīng)門限明顯低于在同步過程中出現(xiàn)的力。以此方式，在每個(gè)同步換擋過程中同步門限上力的建立將所述彈性及其特性曲線考慮在內(nèi)。
最好與同步門限上的給定力相關(guān)地，在同步力為50-450N的范圍中，200-600N的范圍中或400-1000N的范圍中所述彈性部分進(jìn)行響應(yīng)。在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例中響應(yīng)門限在150-350N的范圍中。
此外，為了解決本發(fā)明的任務(wù)提出了一種用于運(yùn)行機(jī)動(dòng)車的變速箱的方法，該變速箱具有構(gòu)成多個(gè)變速級的齒輪組，這些齒輪組分別由與一個(gè)軸固定連接的一個(gè)擋齒輪及可與另一個(gè)軸連接的與該擋齒輪嚙合的一個(gè)惰齒輪組成。該變速箱包括離合器套筒，它們適于在一個(gè)變速級的惰齒輪與支承它的軸之間產(chǎn)生連接；傳動(dòng)裝置，它們適于引起離合器套筒的接合或分離運(yùn)動(dòng)；一個(gè)用于將傳動(dòng)裝置與離合器套筒連接的機(jī)構(gòu)；在離合器套筒與惰齒輪之間起作用的同步裝置，這些同步裝置適于在接合過程期間基于接合力產(chǎn)生一個(gè)同步轉(zhuǎn)矩及超過同步門限的繼續(xù)接合一直被閉鎖，直到達(dá)到轉(zhuǎn)速近似相等時(shí)為止；所述機(jī)構(gòu)區(qū)域中的一個(gè)彈性部分，它適于將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成位能的形式來存儲及相反地將位能轉(zhuǎn)換成動(dòng)能的形式再輸出；及一個(gè)用于控制所述傳動(dòng)裝置的控制裝置，其中一個(gè)變速比的確定包括以下步驟速度控制地接合離合器套筒，直到同步門限為止；識別由在同步門限上閉鎖產(chǎn)生的反作用力；接著過渡到力控制，其中通過在同步門限上接合運(yùn)動(dòng)的閉鎖將能量存儲到彈性部分中，然后它起決定作用地被用于產(chǎn)生同步門限上的給定力。
該方法優(yōu)選使用在一種變速箱上，該變速箱具有權(quán)利要求1-7中至少一項(xiàng)的特征。


以下將借助附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。附圖為圖1具有可自動(dòng)操作的轉(zhuǎn)矩傳遞裝置及可自動(dòng)操作的變速箱的機(jī)動(dòng)車的示范及概要圖，圖2，2a換擋離合器的示范及概要圖，圖3關(guān)于同步門限適配的初始化條件的示范及概要流程圖，圖3a一個(gè)傳動(dòng)裝置及具有一個(gè)連接機(jī)構(gòu)的離合器套筒的示范及概要圖，圖4a同步力與負(fù)載控制桿位置關(guān)系的曲線圖，圖4b涉及例如變速箱溫度與同步力偏移的關(guān)系的曲線圖，圖4c由根據(jù)特性曲線組的同步力及力偏移構(gòu)成給定同步力的例子，圖4d換擋過程中包括在機(jī)構(gòu)中的轉(zhuǎn)換彈性與力或行程變化的關(guān)系的特性曲線例，圖5a用于控制操作離合器套筒的傳動(dòng)裝置的流程圖，圖5b在速度-功曲線圖中傳動(dòng)裝置的給定功時(shí)，達(dá)到離合器套筒的給定位置的各種運(yùn)行路徑，圖5c速度-功曲線圖中的一個(gè)有利的運(yùn)行路徑，圖6用于控制離合器套筒操作的傳動(dòng)裝置的流程圖。
具體實(shí)施例方式
圖1概要及示范地表示具有轉(zhuǎn)矩傳遞裝置4及變速箱6的機(jī)動(dòng)車1。在此，轉(zhuǎn)矩傳遞裝置4設(shè)置在驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)2與變速箱6之間的能量流中；合乎目的地，在驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)2與轉(zhuǎn)矩傳遞裝置4之間設(shè)有一個(gè)分開式的飛輪質(zhì)量，它的部分質(zhì)量可在中間連接一個(gè)彈簧阻尼裝置的情況下相對轉(zhuǎn)動(dòng)，由此可大大地改善尤其是傳動(dòng)系的振動(dòng)技術(shù)特性。本發(fā)明最好與一個(gè)接收或均衡轉(zhuǎn)動(dòng)沖擊的阻尼裝置或補(bǔ)償轉(zhuǎn)動(dòng)沖擊的裝置或減小轉(zhuǎn)動(dòng)沖擊的裝置或阻尼振動(dòng)的裝置相組合，如在本申請人的公開文獻(xiàn)DE OS 34 18 671，DE OS 34 11 092，DE OS 34 11 239，DE OS 36 30 398，DE OS 36 28 774及DE OS 3721 712中所描述的。該機(jī)動(dòng)車1將由一個(gè)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)2驅(qū)動(dòng)，這里它作為內(nèi)燃機(jī)如強(qiáng)制點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)來描述；在另外的實(shí)施例中該傳動(dòng)裝置也可借助混合式傳動(dòng)裝置、電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)或液壓馬達(dá)來實(shí)現(xiàn)。在圖示的實(shí)施例中轉(zhuǎn)矩傳遞裝置4是一個(gè)摩擦式離合器，尤其對于起動(dòng)或進(jìn)行換擋過程可借助它使驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)2與變速器6分離。通過離合器的不斷接合或分離可傳遞大些或小些的轉(zhuǎn)矩，為此，一個(gè)壓緊板及一個(gè)壓板被彼此軸向上相對移動(dòng)及或多或少地帶動(dòng)一個(gè)接在中間的摩擦盤。有利地，該構(gòu)成離合器的轉(zhuǎn)矩傳遞裝置4是可自動(dòng)再調(diào)節(jié)的，即摩擦片的磨損可被這樣地補(bǔ)償，以致能保證恒定的小分離力。最好本發(fā)明與尤其描述在本申請人的申請DEOS 42 39 291，DE OS 42 39289，DE OS 43 06 505中的摩擦式離合器相組合。借助一個(gè)軸8及通過一個(gè)差速器10使機(jī)動(dòng)車1的車輪12被驅(qū)動(dòng)。對被驅(qū)動(dòng)的車輪12配置了轉(zhuǎn)速傳感器60，61，有時(shí)也可僅設(shè)置一個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器60或61，各轉(zhuǎn)速傳感器將產(chǎn)生相應(yīng)于車輪12的轉(zhuǎn)速的信號，附加地或替換地將一個(gè)傳感器52設(shè)置在傳動(dòng)系的其它合適的位置上，例如設(shè)置在軸8上，用于獲得變速箱的輸出轉(zhuǎn)速。變速箱輸入轉(zhuǎn)速可借助另一傳感器來獲得，或如在本實(shí)施例中由驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來確定，因此可確定出變速箱中所置入的變速比。有利地，摩擦式離合器4可被作成受壓的，在另一實(shí)施例中被作成受拉的也是合乎要求的，這里借助一個(gè)操作裝置46、如離合器致動(dòng)器46來操作該離合器。為了操作變速器6，設(shè)有一個(gè)包括兩個(gè)致動(dòng)器48及50的操作裝置，其中一個(gè)致動(dòng)器執(zhí)行選擇操作及另一致動(dòng)器執(zhí)行換擋操作。離合器致動(dòng)器46和/或變速器致動(dòng)器48，50用直流電動(dòng)機(jī)來實(shí)施，而在另一實(shí)施例中，尤其當(dāng)需要大的操作力時(shí)，設(shè)置液壓操作系統(tǒng)也是很合乎要求的。離合器4及變速箱6的控制可通過一個(gè)控制裝置44來實(shí)現(xiàn)，合乎目的地，該控制裝置與離合器致動(dòng)器46構(gòu)成一個(gè)結(jié)構(gòu)單元，而在另一實(shí)施例中，它也可有利地安裝在機(jī)動(dòng)車的其它位置上。離合器4及變速箱6的操作在一個(gè)自動(dòng)工作方式中通過控制裝置44自動(dòng)地進(jìn)行，或在一個(gè)手動(dòng)工作方式中通過司機(jī)借助變速比選擇裝置60如換擋桿輸入來進(jìn)行，其中該輸入通過傳感器61來檢測。在自動(dòng)工作方式中，變速級的轉(zhuǎn)換將根據(jù)特性曲線通過致動(dòng)器46、48及50的相應(yīng)控制來實(shí)現(xiàn)，其中特性曲線被存儲在配置給控制裝置44的存儲器中?？删哂卸鄠€(gè)由通過至少一個(gè)特性曲線確定的運(yùn)行程序，司機(jī)可在其中進(jìn)行選擇，如一個(gè)“體育”運(yùn)行程序，其中驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)2的功率最佳地工作；一個(gè)“經(jīng)濟(jì)”運(yùn)行程序，其中驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)2燃料消耗優(yōu)化地工作；或“冬季”運(yùn)行程序，其中機(jī)動(dòng)車1運(yùn)行安全性最佳地工作；此外，在所述實(shí)施例中，特性曲線例如可適配于司機(jī)和/或其它邊界條件如行駛車道摩擦、外界溫度等?？刂蒲b置18將通過對混合氣的供給或混合氣組分的影響來控制驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)2，其中在圖中代表性地表示出一個(gè)節(jié)氣閥22，它的開角借助一個(gè)角度傳感器20來檢測及將該信號提供給控制裝置18。在驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)的另外的實(shí)施例中，假如涉及一個(gè)內(nèi)燃機(jī)，對控制裝置18提供一個(gè)相應(yīng)的信號，借助該信號可確定混合氣的組分和/或輸入體積；合乎目的地，也可使用一個(gè)現(xiàn)有的λ探頭的信號。此外在該實(shí)施例中，對控制裝置18提供一個(gè)由司機(jī)操作的負(fù)載控制桿14的信號-該桿的位置借助一個(gè)傳感器16檢測，一個(gè)關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的信號-該信號由配置給發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)速傳感器28產(chǎn)生，一個(gè)進(jìn)氣管壓力傳感器26的信號及一個(gè)冷卻水溫度傳感器24的信號?？刂蒲b置18及44可被構(gòu)造在結(jié)構(gòu)和/或功能上分開的部分區(qū)域中，然后它們可合乎目的地例如借助一個(gè)CAN總線54或另外的電連接形式彼此形成用于數(shù)據(jù)交換的連接。但也可有利地，將控制裝置的區(qū)域相組合，尤其是因?yàn)楣δ艿呐渲貌豢偸菃我坏牟⑿枰獏f(xié)同作用。尤其當(dāng)變速級轉(zhuǎn)換的一定階段控制裝置44可以在轉(zhuǎn)速和/或轉(zhuǎn)矩上控制驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)2。無論是離合器致動(dòng)器46還是變速箱致動(dòng)器48及50將產(chǎn)生出信號，由它們至少可導(dǎo)出致動(dòng)器位置，它將提供給控制裝置44。這里是在致動(dòng)器內(nèi)部進(jìn)行位置的獲取，其中使用了增量發(fā)送器，它確定相對一個(gè)參考點(diǎn)的致動(dòng)器位置。但在另一實(shí)施例中，將發(fā)送器設(shè)置在致動(dòng)器外面和/或借助電位器確定絕對位置，也是合乎要求的。因此對于離合器致動(dòng)器，當(dāng)離合器4的配合點(diǎn)可配置給一定的接合行程及由此配置給致動(dòng)器位置時(shí)致動(dòng)器位置的確定具有重要意義。有利地，在投入運(yùn)行時(shí)確定離合器4的配合點(diǎn)及在工作期間重復(fù)地重新確定，尤其根據(jù)參數(shù)如離合器磨損、離合器溫度等來確定。變速箱致動(dòng)器位置的確定對于置入的變速比的確定是重要的。此外對控制裝置44提供非驅(qū)動(dòng)車輪65及66的轉(zhuǎn)速傳感器62及63的信號。對于機(jī)動(dòng)車速度的確定，有意義的是考慮轉(zhuǎn)速傳感器62及63或60及61的平均值，以便補(bǔ)償如在彎道運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速差。借助轉(zhuǎn)速信號可求得機(jī)動(dòng)車速度及此外也可進(jìn)行打滑識別。在圖中控制裝置的輸出連接用實(shí)線表示，輸入連接用虛線表示。傳感器61，62及63對控制裝置的連接僅象征地表示。
圖2概要及示范地表示使一個(gè)惰齒輪201與無相對轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在軸上的同步體203連接的變速箱的同步換擋離合器。其中圖A表示離合器套筒202處于中立位置，而圖B表示預(yù)同步及圖C表示主同步。離合器套筒202通過一個(gè)換擋叉211操作及無相對轉(zhuǎn)動(dòng)地、但軸向可移動(dòng)地與同步環(huán)204一起與同步體203連接，該同步環(huán)與壓塊206及與相應(yīng)于壓塊的壓簧205構(gòu)成同步裝置。
在預(yù)同步階段B期間，離合器套筒202受預(yù)同步力FAV的作用向惰齒輪201的方向移動(dòng)。由于在同步環(huán)204與惰齒輪201之間的錐形摩擦面R上的摩擦力將建立一個(gè)預(yù)同步轉(zhuǎn)矩TRV，由此直至壓塊206止擋在壓塊槽210的側(cè)向邊緣上使同步環(huán)204在閉鎖的初始位置上轉(zhuǎn)動(dòng)。在該初始位置上通過離合器套筒202的軸向運(yùn)動(dòng)，滑動(dòng)套筒的換擋齒部分209與惰齒輪的換擋齒部分208的齒斜面在區(qū)域D中軸向相互進(jìn)行對準(zhǔn)。在接著的過程中，由于壓塊/離合器套筒區(qū)域中的斜面構(gòu)型，預(yù)同步力FAV將抵抗壓簧205的彈簧力FD引起壓塊206的翻轉(zhuǎn)，由此可使離合器套筒202可以進(jìn)一步軸向移動(dòng)并過渡到主同步階段C，其中離合器套筒的換擋齒部分209及惰齒輪的換擋齒部分208的齒斜面彼此相遇；該位置在此被稱為同步位置。接著將通過這些斜面施加軸向同步力FA及在同步環(huán)204與惰齒輪201的同步錐體之間的錐形摩擦面上產(chǎn)生摩擦轉(zhuǎn)矩TR，由此在惰齒輪201與離合器套筒202之間產(chǎn)生轉(zhuǎn)速同步。
在另一實(shí)施例中，同步裝置也可與所述惰齒輪相連接。在另一實(shí)施例中使用同步裝置的另一構(gòu)型也是合乎要求的。需要時(shí)，這里稱為同步位置的位置是另一位置，但這在原則上不會改變本申請發(fā)明構(gòu)思的應(yīng)用。
圖2a概要及示范地表示一個(gè)用于使一個(gè)惰齒輪205a與支承它的軸201a相連接的變速箱的換擋離合器。在實(shí)施例中離合器套筒203a由一個(gè)與軸201a軸向及無相對轉(zhuǎn)動(dòng)連接的連接單元202a支承，離合器套筒可在后者上軸向地移動(dòng)，但為無相對轉(zhuǎn)動(dòng)的配置；一個(gè)同步裝置204a與惰齒輪205a相連接。
在初始位置200a中，兩個(gè)彼此待連接的換擋離合器的部分202a及205a是分開的，離合器套筒203a位于一個(gè)完全分離的位置A，上。如果離合器套筒203a在箭頭方向上移動(dòng)，它將達(dá)到一個(gè)位置210a，在該位置上具有錐形摩擦面的同步裝置204a與離合器套筒203a的相應(yīng)面形成連接。由于摩擦力及在箭頭方向上作用的接合力產(chǎn)生了增大的對惰齒輪205a的帶動(dòng)，這時(shí)形成了同步轉(zhuǎn)矩，它可使一個(gè)未示出的、例如設(shè)在離合器套筒203a上的、阻止離合器套筒203a繼續(xù)接合的閉鎖裝置起動(dòng)；該位置稱為同步位置或同步門限。當(dāng)惰齒輪205a至少近似達(dá)到離合器套筒203a的轉(zhuǎn)速及由此同步轉(zhuǎn)矩至少近似降到零時(shí)，閉鎖裝置打開及離合器套筒203a可從位置B，繼續(xù)過渡到位置C，。在完全接合的位置220a上，在離合器套筒203a與惰齒輪205a之間建立了圓周方向的形狀鎖合連接，由此使惰齒輪205a通過離合器套筒203a及部件202a與軸201相連接。
圖3示范及概要地表示關(guān)于用于同步門限適配的初始化條件的流程圖。在該實(shí)施例中將在步驟301上檢驗(yàn)機(jī)動(dòng)車是否處于靜止?fàn)顟B(tài)，合乎目的地，也可要求機(jī)動(dòng)車已在一個(gè)預(yù)定時(shí)間t上處于靜止?fàn)顟B(tài)，以保證快速轉(zhuǎn)動(dòng)的軸其轉(zhuǎn)速已下降。如果不是該情況，將不會有同步門限適配，見框307；否則將在步驟302中確定，是否操作了機(jī)動(dòng)車制動(dòng)器，以保證不會由于適配必需的在車輪上傳遞的小轉(zhuǎn)矩而使機(jī)動(dòng)車處于運(yùn)動(dòng)。在未操作機(jī)動(dòng)車制動(dòng)器的情況下，將不進(jìn)行同步門限適配，見框307；否則將在步驟303中檢驗(yàn)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)是否處于怠速運(yùn)行，由此可避免同步裝置上的太大的轉(zhuǎn)速差。只有是該情況時(shí)，則進(jìn)入步驟304，否則不進(jìn)行同步門限適配。在步驟304上將確定是否已置入一個(gè)變速級，僅當(dāng)是該情況時(shí)，才繼續(xù)進(jìn)入下一步驟305，否則將分路到框307。僅當(dāng)必需適配時(shí)，才在步驟306中檢驗(yàn)是否存在更高優(yōu)先權(quán)的適配，它使得必須分路到步驟307。如果不存在更高優(yōu)先權(quán)的適配，將在步驟308中執(zhí)行同步門限適配；當(dāng)存在更高優(yōu)先權(quán)的適配或其它與同步門限適配相抵觸的功能要執(zhí)行時(shí)，同步門限適配將一直被后移，直到其它的適配或功能結(jié)束時(shí)才執(zhí)行。
所述該用于同步門限適配初始化的判據(jù)僅是一個(gè)示范例。因此在其它的實(shí)施例中，該判據(jù)可用其它的順序檢驗(yàn)，尤其有意義的是，在一開始就進(jìn)行詢問是否需要適配及是否存在更高優(yōu)先權(quán)的適配或功能。合乎目的地，也可繞過一個(gè)或多個(gè)判據(jù)，即盡管根據(jù)該圖在流程中設(shè)置了到步驟307的分路，也可向著在步驟308中執(zhí)行適配的方向前進(jìn)，這在該圖中用虛線所示的連接來表示。在其它實(shí)施例中也可有利地使同步門限適配初始化與其它的或更多的判據(jù)相關(guān)。
為了執(zhí)行同步門限適配將在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中使起動(dòng)離合器4閉合，這時(shí)離合器閉合到這樣的程度就夠了，即至少傳遞一個(gè)離合器轉(zhuǎn)矩，該轉(zhuǎn)矩足夠大，以便使與離合器套筒相連接的閉鎖裝置起作用。在下一步驟上在選擇方向上起動(dòng)其同步門限應(yīng)被適配的擋，例如選擋傳動(dòng)裝置48被這樣操作，即換擋撥指與相應(yīng)變速級所屬的換擋叉形成連接或至少移動(dòng)到相關(guān)換擋叉的附近。最好在該步驟中移到換擋通道中心，作為初始位置，因?yàn)檫@樣可很好地到達(dá)所有的位置；但在一個(gè)變型的實(shí)施例中，也可有利地移到相關(guān)換擋通道中的其它位置，如在其同步門限應(yīng)被適配的擋的換擋通道緊前面的選擋通道中的位置。從該位置出發(fā)-最好為中立位置-由它開始能可靠地通過同步門限，離合器套筒現(xiàn)在向其同步位置應(yīng)被適配的變速級的終端位置方向移動(dòng)，其中該移動(dòng)速度與常規(guī)的換擋過程相比非常慢。向終端位置方向的該移動(dòng)將合乎目的地以確定的速度進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)地進(jìn)行，以確定的加速度通過角加速度控制地進(jìn)行，以確定的力轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)地進(jìn)行，以確定的行程通過傳動(dòng)裝置的角度位置或迭代地或用隨機(jī)的行程預(yù)給定調(diào)節(jié)地進(jìn)行，通過傳動(dòng)裝置的電壓調(diào)節(jié)或傳動(dòng)裝置的電流調(diào)節(jié)來進(jìn)行調(diào)節(jié)。也可有利地，使用所述控制方式的組合。
因此在發(fā)動(dòng)機(jī)2運(yùn)行-最好怠速運(yùn)行及離合器4閉合時(shí)得到變速箱輸入軸與變速箱輸出軸之間的轉(zhuǎn)速差。如根據(jù)圖2所示及所描述的，通過同步裝置上的同步轉(zhuǎn)矩進(jìn)行接合運(yùn)動(dòng)的制動(dòng)，離合器套筒的該位置可以先被確定為同步位置。所求得的離合器套筒的位置值可作為原始值或用校正值處理的值，最好待使用的值由新求得的值及老的值來計(jì)算。
合乎目的地，離合器套筒203的運(yùn)動(dòng)制動(dòng)的檢測將通過對離合器套筒的行程、離合器套筒的速度、離合器套筒的加速度的觀測來實(shí)現(xiàn)，其中該信息可有利地在最終輸出機(jī)構(gòu)的區(qū)域中或在操作它的機(jī)構(gòu)的區(qū)域中取出；最好使用組合在傳動(dòng)裝置中的發(fā)送器如增量行程發(fā)送器。根據(jù)另一實(shí)施例，在接近離合器套筒區(qū)域中、尤其在可能具有的換擋彈性前進(jìn)行運(yùn)動(dòng)制動(dòng)，由此可避免由于彈性和/或間隙引起的誤差。在另一實(shí)施例中，離合器套筒203的運(yùn)動(dòng)制動(dòng)的檢測借助離合器套筒與傳動(dòng)裝置之間運(yùn)動(dòng)路徑區(qū)域中力的測量來實(shí)現(xiàn)。在另一有利的實(shí)施例中離合器套筒203的運(yùn)動(dòng)制動(dòng)通過傳動(dòng)裝置接收的功率來確定。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，同步位置的求得是通過驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的角度位置、轉(zhuǎn)速或角加速度來實(shí)現(xiàn)的，其中可合乎目的地使用組合在傳動(dòng)裝置中的增量行程發(fā)送器。在另一有利的實(shí)施例中位置的求得是通過驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電壓或驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電流來實(shí)現(xiàn)的，在另一有利的實(shí)施例中也可使用角速度和/或一個(gè)或多個(gè)變速箱軸的傳遞轉(zhuǎn)矩來求得。根據(jù)另一合乎要求的實(shí)施例，離合器套筒運(yùn)動(dòng)的制動(dòng)借助上述步驟的組合來求得。
為了通過計(jì)算裝置作求得的同步位置的計(jì)算處理，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中使用一個(gè)算法，該算法對求得的同步位置進(jìn)行乘法和/或加法校正。在另一實(shí)施例中，合乎要求地使用一種校正算法，該算法基于另外的數(shù)學(xué)關(guān)系如冪、對數(shù)、微分和/或積分，其中在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中可有利地與一個(gè)算法校正方式相組合。優(yōu)選校正算法的開發(fā)可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值、試驗(yàn)、借助運(yùn)動(dòng)傳遞路徑模型化的計(jì)算、仿真、測量和/或結(jié)構(gòu)圖形的分析來實(shí)現(xiàn)。
如果如在優(yōu)選實(shí)施例中那樣新的同步門限由新求得的同步門限及老值來構(gòu)成的話，則可參考下列的一個(gè)示范計(jì)算規(guī)則新同步門限＝(x·老同步門限+Y·求得的同步門限)/100其中系數(shù)x最好非常大、如在80與100之間，及系數(shù)y最好很小、如在0與20之間。
在優(yōu)選實(shí)施例中，在上述的條件下進(jìn)行同步門限的適配。但如果在適配情況下在一個(gè)信號燈處停車期間司機(jī)給油，該機(jī)動(dòng)車應(yīng)盡可能快地加速，因此在該情況下一旦不再操作怠速開關(guān)和/或機(jī)動(dòng)車制動(dòng)器，必需立即置入所需的擋。尤其在一個(gè)實(shí)施例中，其中所需的變速級在所述情況下在600ms內(nèi)被置入，尤其在300至400ms內(nèi)被置入。
本發(fā)明的所述實(shí)施例也可用于試驗(yàn)型或系列機(jī)動(dòng)車投入運(yùn)行程序范圍中變速級同步位置的探測。
由于所述的同步裝置的功能，同步轉(zhuǎn)矩與同步裝置的摩擦系數(shù)μ、相應(yīng)于接合力的同步力FSync及一個(gè)環(huán)形同步裝置的摩擦半徑Rsync相關(guān)，其中對于同步轉(zhuǎn)矩Msync可近似為Msync＝μ·FSync·RReib同步轉(zhuǎn)矩的值對換擋舒適性有直接的影響，因?yàn)楦咄睫D(zhuǎn)矩會引起干擾噪音及傳動(dòng)系中的振動(dòng)。該影響可通過同步力FSync施加。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選構(gòu)型，這樣設(shè)置同步力FSync的調(diào)整量即產(chǎn)生盡可能小的噪音及傳動(dòng)系中盡可能小的振動(dòng)及由此使換擋過程舒適地進(jìn)行。同步力FSync的調(diào)整可根據(jù)如下所述的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)來實(shí)現(xiàn)，其中例如在圖4a中表示與負(fù)載控制桿位置的關(guān)系及在圖4b中表示與變速箱油溫度相關(guān)的力偏移的構(gòu)成。在圖4c中表示由根據(jù)特性曲線組的同步力及力偏移構(gòu)成同步力給定值。
在如圖4a所示的與負(fù)載控制桿位置相關(guān)的情況下，在優(yōu)選實(shí)施例中同步力FSync將隨著負(fù)載控制桿位置的增大而增高，其中該增高對于每個(gè)變速級將根據(jù)一個(gè)固有的特性曲線來進(jìn)行。最好當(dāng)負(fù)載控制桿位置為零相應(yīng)于油門踩板未操作時(shí)同步力FSync從一定值開始升高到油門全開換擋時(shí)的兩倍值；在腳啟動(dòng)(Kickdown)條件下?lián)Q擋時(shí)同步力FSync還將繼續(xù)升高。對于具有1至1.8升排氣量范圍的發(fā)動(dòng)機(jī)的小機(jī)動(dòng)車，有利地，同步力FSync的調(diào)整量為120-310Nm，尤其為從190-250Nm到420-650Nm并尤其到490-560Nm；對于大機(jī)動(dòng)車同步力FSync將相應(yīng)地適配調(diào)整。對于倒車擋在圖示實(shí)施例中不進(jìn)行同步力FSync的調(diào)整。特性曲線的精確變化是針對在確定的負(fù)載控制桿位置上對于一個(gè)變速級怎樣的同步力FSync是合適的，這例如可通過計(jì)算或試驗(yàn)來求得。以此方式可以對于每個(gè)變速級根據(jù)負(fù)載控制桿位置得到在同步力FSync上優(yōu)化的換擋過程。有利的是，這些特性曲線的變化基本上是線性的；而在另一實(shí)施例中，當(dāng)特性曲線或特性曲線的區(qū)域具有相應(yīng)或類似于非線性函數(shù)的變化也是合乎要求的，這些非線性函數(shù)為如正弦、正切函數(shù)，e-、log-函數(shù)，或拋物線函數(shù)。為了簡化控制，在另一實(shí)施例中對于所有變速級使用單一的特性曲線或至少一個(gè)特性曲線多重使用。
圖4b以變速箱溫度為例表示與一個(gè)參數(shù)相關(guān)的偏移量的曲線圖。在該例中，對于低于-20℃的變速箱油溫度預(yù)給定一定的同步力偏移量，它在-20℃至10℃的范圍中線性地減小到零，由此對于高于10℃的變速箱油溫度預(yù)給定無偏移量。當(dāng)然該偏移量相對溫度的變化曲線是與變速箱油的粘度相對溫度的變化曲線相關(guān)的，在該實(shí)施例中是以通常多區(qū)域變速箱油的使用為基礎(chǔ)的。通過偏移量，同步力將適配于變速箱油的粘度，在溫度引起的小粘度情況下增加的力損耗被補(bǔ)償，由此在使用另一種油的情況下合乎要求地設(shè)置相應(yīng)的同步力偏移曲線。在優(yōu)選實(shí)施例中該曲線是線性的，而在另一實(shí)施例中，該曲線至少在部分區(qū)域上相應(yīng)或近似于一個(gè)函數(shù)如正弦、正切函數(shù)，e-、log-函數(shù)，或拋物線函數(shù)。
如圖4c中所示，在實(shí)施例中由一個(gè)特性曲線組-如圖4a所示-中選取的同步力及根據(jù)偏移函數(shù)-如圖4b所示-構(gòu)成的偏移量來確定給定同步力。在本發(fā)明的另一有利實(shí)施例中，合乎要求地，為了構(gòu)成給定同步力將根據(jù)另外的參數(shù)變換地或附加地調(diào)整同步力和/或根據(jù)另外的參數(shù)構(gòu)成另一或其它偏移值。
在本發(fā)明的一個(gè)有利實(shí)施例中基于司機(jī)參數(shù)調(diào)整同步力FSync。該司機(jī)參數(shù)例如以駕駛類型為特征，其中引入系數(shù)1至100，1用于以最多耗油為定向的司機(jī)及100用于以最大功率為定向的司機(jī)。駕駛類型例如可通過對負(fù)載控制桿操作、制動(dòng)器操作的觀測和/或手動(dòng)操作方式中的換擋頻度來確定。在優(yōu)選實(shí)施例中，用于駕駛類型的值愈大，同步力FSync愈大，其中在特性曲線組中同步力與駕駛類型的關(guān)系最好至少近似線性。在另一實(shí)施例中為同步力的非線性關(guān)系，它至少在部分區(qū)域中相應(yīng)或近似于一個(gè)函數(shù)如正弦、正切函數(shù)，e-、log-函數(shù)，或拋物線函數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利實(shí)施例，基于坡道駕駛參數(shù)調(diào)整同步力FSync。例如該坡道駕駛參數(shù)以車道坡度為特征，其中導(dǎo)入?yún)?shù)1至100，1用于平的車道或在另一實(shí)施例中用于很陡的下坡及100用于很陡的上坡。坡道駕駛參數(shù)例如可根據(jù)負(fù)載控制桿操作、制動(dòng)器操作、在手動(dòng)操作方式中換擋頻度和/或一個(gè)或多個(gè)車輪轉(zhuǎn)速來確定。在優(yōu)選實(shí)施例中，用于坡道駕駛參數(shù)的值愈大，同步力FSync愈大，其中在特性曲線組中同步力與坡道駕駛參數(shù)的關(guān)系最好至少近似線性。在另一實(shí)施例中為同步力的非線性關(guān)系，它至少在部分區(qū)域中相應(yīng)或近似于一個(gè)函數(shù)如正弦、正切函數(shù)，e-、log-函數(shù)，或拋物線函數(shù)。
此外，在本發(fā)明的優(yōu)選構(gòu)型中可基于對驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩要求來調(diào)整同步力FSync，其中高的轉(zhuǎn)矩要求引起同步力增大；基于在變速級轉(zhuǎn)換時(shí)新變速級的目標(biāo)轉(zhuǎn)速來調(diào)整同步力，其中相應(yīng)于高的目標(biāo)轉(zhuǎn)速提高同步力；基于在同步時(shí)要克服的轉(zhuǎn)速差來調(diào)整同步力，其中高的轉(zhuǎn)速差引起高的同步力；根據(jù)同步裝置的摩擦特性來調(diào)整同步力，其中同步裝置的小摩擦系數(shù)引起同步力增大和/或基于由目標(biāo)擋引起的同步裝置上減小的慣性轉(zhuǎn)矩來調(diào)整同步力，其中慣性轉(zhuǎn)矩下降大將引起同步力增大。
此外，有利的還有在同步過程的變化中調(diào)整同步力，尤其當(dāng)同步過程接近結(jié)束時(shí)使同步力回降，由此主要使換擋過程的舒適性得以改善。同步過程的結(jié)束例如可根據(jù)待同步的軸之間的轉(zhuǎn)速差的減小來檢測，其中該轉(zhuǎn)速差可被直接地測量或在控制裝置中借助數(shù)學(xué)模型來確定。
本發(fā)明的另一構(gòu)思涉及同步位置的移入。無論同步位置的移入還是同步力的建立均要力控制地進(jìn)行。以此方式，可實(shí)現(xiàn)快速的及與配置給控制裝置18，44的存儲器中所存儲的非精確同步位置無關(guān)的同步力建立，由此換擋操作的整個(gè)控制與同步位置的分散相比更穩(wěn)定。所力求的是，精確地在離合器套筒202接合運(yùn)動(dòng)中與同步軸C形成接觸的時(shí)刻上這樣地控制傳動(dòng)裝置，以致精確地產(chǎn)生所需的同步力FA，這在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中基于由傳動(dòng)裝置完成的功通過使用功-力特性曲線來實(shí)現(xiàn)。這里同步力根據(jù)能量守衡定律作為由傳動(dòng)裝置作出的機(jī)械功的函數(shù)被預(yù)給定。
在圖3a中概要及示范地表示一個(gè)傳動(dòng)裝置301a及一個(gè)帶有連接機(jī)構(gòu)305a的離合器套筒304a，該連接機(jī)構(gòu)包括一個(gè)彈性部分302a及一個(gè)阻尼器303a。其目的是盡可能快地使滑動(dòng)套筒304a移動(dòng)到同步位置上及在那里盡可能快及精確地調(diào)整所需的同步力。在此，傳動(dòng)從傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)通過中間連接的一個(gè)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，該機(jī)構(gòu)包括所述彈性部分302a及所述阻尼器303a，其中彈性部分一方面由運(yùn)動(dòng)路徑的設(shè)計(jì)形成的成分及另一方面由自身設(shè)有的彈簧裝置組成，其中自身設(shè)有的彈簧裝置占整個(gè)彈性中的主要部分。
在一個(gè)優(yōu)選構(gòu)型中該彈簧裝置由兩個(gè)可相對轉(zhuǎn)動(dòng)的部件構(gòu)成，在其中間連接壓簧，這兩個(gè)部件可抵抗彈簧阻力相對轉(zhuǎn)動(dòng)。隨著轉(zhuǎn)動(dòng)角度增大阻力或彈簧力增高，其中合乎目的地在整個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)域上其增高具有不同的斜率，一個(gè)示范例表示在圖4d中，為了產(chǎn)生該變化曲線設(shè)有多個(gè)串聯(lián)和/或并聯(lián)連接的、具有不同特性曲線的壓簧。但在另一實(shí)施例中也可合乎目的地，使特性曲線在整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍上具有相同斜率。
根據(jù)本發(fā)明的另一構(gòu)思，作為彈性部分使用一個(gè)塑料彈性體，它的彈性特性曲線可通過相應(yīng)的材料選擇和/或處理來根據(jù)需要調(diào)整，該處理包括附加影響彈性的材料或使用影響彈性的制造及處理方法。對此有利地還在于，塑料彈性體在加載范圍上具有變化斜率的特性曲線。但在另一實(shí)施例中，彈性曲線在整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍上具有相同斜率。
在優(yōu)選實(shí)施例中，該彈性的響應(yīng)門限的確定通過彈性部分預(yù)壓裝配來實(shí)現(xiàn)，其中相應(yīng)于所需響應(yīng)門限，該預(yù)壓力在50-450N的范圍、在200-600N的范圍或在400-1000N的范圍中。在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例中該預(yù)壓力在150-350N的范圍中。
根據(jù)另一優(yōu)選實(shí)施例，分布地設(shè)置彈性，即設(shè)置多個(gè)的個(gè)體彈性部分，它們的總地實(shí)現(xiàn)所需的功能。在另一實(shí)施例中，還使用在軸向上被加載及起作用的彈性部分。在本發(fā)明的變速箱中這些彈性部分被設(shè)置在傳動(dòng)裝置與離合器套筒之間的機(jī)構(gòu)內(nèi)，其中在這方面真正的傳動(dòng)部件被稱為傳動(dòng)裝置、例如一個(gè)傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電樞軸。一個(gè)彈性部分可結(jié)構(gòu)上有利地組合在包括傳動(dòng)裝置及隨后變速級的一個(gè)殼體內(nèi)。
該機(jī)構(gòu)的阻尼器用303a表示，其中的阻尼是基于與設(shè)計(jì)有關(guān)的摩擦或還基于附加的、可能可調(diào)節(jié)的阻尼件。在圖示的實(shí)施例中有利的是，為了通過圖1的控制裝置18，44控制離合器套筒304a的傳動(dòng)裝置301a，在接合過程中使離合器套筒304a速度受控制地移近同步軸，然后當(dāng)進(jìn)一步的接合運(yùn)動(dòng)受到在圖2中可看到的所述機(jī)構(gòu)反作用的阻擋時(shí)進(jìn)行力控制的過渡及在該時(shí)刻基于在彈性部分302a中存儲的能量使力至少近似地相應(yīng)于同步位置上的給定力值。這里決定性的是，一方面彈性部分302與另一方面同步位置上的接合速度之間的精確協(xié)調(diào)。
同步位置的移入是在速度控制下進(jìn)行的。在考慮將傳動(dòng)裝置301a與離合器套筒304a相連接的機(jī)構(gòu)305a的彈性特性的情況下根據(jù)所要求的給定同步力使速度調(diào)節(jié)到一定值上。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，根據(jù)所要求的給定同步力250-1000N，同步門限上的移入速度在25-200mm/s的范圍中。當(dāng)所要求的給定同步力升高3倍時(shí)在使用具有圖4中用401a所示及所述的特性曲線的彈性部分的情況下，同步門限上的移入速度約升高5倍。
在速度控制地移到同步位置的期間，疊加一個(gè)力的邊界值，該值水平首先保持低值，以便補(bǔ)償機(jī)構(gòu)中存在的摩擦，而在一定的接合速度以上時(shí)該值水平被增大，以避免當(dāng)反作用力很快上升時(shí)傳動(dòng)裝置的反轉(zhuǎn)。最好是，自接合速度3-40mm/s、尤其是5-25mm/s起，提高力邊界值的水平。為了在低接合速度時(shí)借助疊加的力邊界值補(bǔ)償摩擦，合乎要求的是，根據(jù)引起摩擦力的量、如變速箱油溫度來調(diào)節(jié)該力，以使得總能保持所需的接合速度。在大摩擦力情況下進(jìn)行大的補(bǔ)償，當(dāng)摩擦力變小時(shí)該補(bǔ)償相應(yīng)地降低。
在同步位置上進(jìn)行向力控制的過渡，在該位置上離合器套筒的接合速度被制動(dòng)，在動(dòng)能轉(zhuǎn)換成位能的情況下該彈性部分被儲能及由此建立一個(gè)力，它至少近似地相應(yīng)于所需的同步力；在操作機(jī)構(gòu)中摩擦力的補(bǔ)償是通過在傳動(dòng)裝置中繼續(xù)作用的傳動(dòng)力來實(shí)現(xiàn)的。在使用電動(dòng)機(jī)作傳動(dòng)裝置的情況下，根據(jù)電動(dòng)機(jī)能量需要量的增大和/或速度的下降來識別運(yùn)動(dòng)的制動(dòng)。
在繼續(xù)變化時(shí)，力被限制或調(diào)節(jié)在所需的同步力的值上，其中僅需要有相對小的變化，因?yàn)橛蓮椥圆糠忠鸬牧χ辽俳频叵鄳?yīng)于所需的同步力。在優(yōu)選實(shí)施例中該力在100-1000N的范圍中，其中同步通常發(fā)生在200-600Nm的范圍中，僅當(dāng)需要特別快地同步時(shí)才允許同步力達(dá)到約1000N。
在使用電動(dòng)機(jī)作為離合器套筒304a的傳動(dòng)裝置的情況下，當(dāng)向力控制過渡時(shí)使用傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電壓及轉(zhuǎn)速來確定給定力，由此在力限制階段內(nèi)精確地補(bǔ)償真正作用的摩擦力。根據(jù)本發(fā)明另一構(gòu)思該優(yōu)選的方法提供了這樣的可能性，即對于不同的變速級和/或變速箱使用統(tǒng)一的換擋彈性部分及通過對同步門限的移入速度的相應(yīng)控制來建立同步力。
在該實(shí)施例中，通過使彈性部分302a合乎目的地包括在整個(gè)同步接合過程中就主要獲得了重大的時(shí)間優(yōu)越性。在與換擋彈性部分302a相關(guān)的方面可參考本申請人的德國申請DE 197 34 023 A1及DE 197 13 423 A1，它們的公開內(nèi)容也明確地屬于本發(fā)明的公開內(nèi)容。在同步接合過程的優(yōu)選控制范圍中，特別合乎要求的是，在一個(gè)屬于控制裝置18，44的存儲器中存儲同步門限的盡可能精確的位置及使該值以均勻的間隔更新。
圖4d以曲線圖401a示范地表示了一個(gè)由機(jī)構(gòu)305a所包括的換擋彈性的特性曲線，其中它表示在確定的力作用下產(chǎn)生的偏移。在經(jīng)過了該結(jié)構(gòu)中存在的間隙Sp后產(chǎn)生與分離力下相應(yīng)的偏移，它一直進(jìn)行到曲線a的點(diǎn)1，接著以明顯減小的斜率一直進(jìn)行到曲線b的點(diǎn)2及然后又以明顯加大的斜率一直進(jìn)行到曲線c的偏移區(qū)域的終點(diǎn)。該彈性的響應(yīng)門限、即引起明顯偏移的力位于特性曲線部分A的上區(qū)域中同步接合過程中出現(xiàn)的力的下面。在該實(shí)施例中，換擋彈性最好為對于約3.5mm的偏移量需要約1300N的力。
根據(jù)本發(fā)明的另一構(gòu)思，設(shè)有一個(gè)電機(jī)與該機(jī)動(dòng)車的變速箱相連接，它的轉(zhuǎn)子例如與一個(gè)可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的飛輪質(zhì)量相連接或構(gòu)成該飛輪質(zhì)量，該飛輪質(zhì)量可有利地借助至少一個(gè)離合器與驅(qū)動(dòng)單元如內(nèi)燃機(jī)及與驅(qū)動(dòng)軸隔離以利用其慣性，這樣借助該結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)混合式驅(qū)動(dòng)。根據(jù)該構(gòu)型的變速箱可實(shí)現(xiàn)電機(jī)的廣泛應(yīng)用，例如作為內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)單元，發(fā)電機(jī)、部分驅(qū)動(dòng)裝置、主驅(qū)動(dòng)裝置及作為將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能的單元或在機(jī)動(dòng)車制動(dòng)過程中內(nèi)燃機(jī)分離的情況下將轉(zhuǎn)子用作飛輪質(zhì)量使動(dòng)能轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)動(dòng)能(再生)。
為此，由控制裝置18，44連續(xù)地、近似連續(xù)地、或也合乎要求地在另一實(shí)施例中離散地計(jì)算機(jī)械功的瞬時(shí)值。在優(yōu)選實(shí)施例中該計(jì)算借助一個(gè)如圖5所示的程序進(jìn)行。在第一路徑中，根據(jù)步驟502中詢問，該計(jì)算過程開始及在步驟507中計(jì)算給定功。在另外的路徑中，根據(jù)步驟502中詢問，在步驟503中計(jì)算當(dāng)前致動(dòng)器的功。接著在步驟504中確定當(dāng)前離合器套筒是否足夠靠近同步門限上的目標(biāo)點(diǎn)。當(dāng)是該情況時(shí)，在步驟505中設(shè)置退出條件-給定力等于同步力，及離開該程序，否則進(jìn)行到下一步驟506，它根據(jù)圖5c中所示的速度-功曲線圖501中的控制曲線并考慮可由試驗(yàn)有利地確定的力-功特性曲線基于當(dāng)前位置計(jì)算給定力，在另一實(shí)施例中可合乎要求地根據(jù)機(jī)構(gòu)的彈性特性曲線來計(jì)算給定力。因此通過每個(gè)計(jì)算路徑根據(jù)當(dāng)前位置-圖5c中速度-功曲線圖510中的點(diǎn)-可確定用于下一步驟的給定力，由此能盡可能好地跟隨所需的控制曲線511。
圖5b表示速度-功曲線圖，其中示出了在施加給定力情況下為達(dá)到給定位置(同步位置)相應(yīng)于給定功Asoll的不同的路徑，該位置在圖中。在圖中該曲線區(qū)的邊界用點(diǎn)線表示，向上通過傳動(dòng)裝置的最大電流及最大電壓來確定，很慢的路徑如路徑a根據(jù)所要求的時(shí)間對于同步力的建立是不利的，由此它向下限制了該曲線區(qū)。所力求的是，在接合時(shí)跟隨一個(gè)快速的路徑、如路徑c；一個(gè)有利的路徑的變化被表示在圖5c的曲線圖510中。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，對所需同步力(同步給定力)的調(diào)節(jié)的控制不使用關(guān)于同步門限位置的信息。同步過程本身及合乎目的地同步位置的移入控制力地進(jìn)行，其中在另一實(shí)施例中也可合乎目的地使同步位置的移入在控制速度下進(jìn)行。對于力控制，在所述實(shí)施例中連續(xù)地、近似連續(xù)地，在另一實(shí)施例中-也合乎目的-離散地估算與傳動(dòng)裝置反作用的力。為此通過控制裝置在考慮傳動(dòng)裝置與離合器套筒之間運(yùn)動(dòng)路徑的剛性及傳動(dòng)裝置動(dòng)能的情況下進(jìn)行計(jì)算，由此達(dá)到同步給定力快速及精確且無過沖的調(diào)節(jié)。尤其可避免在達(dá)到同步位置時(shí)必需校正傳動(dòng)力以補(bǔ)償誤差的移入速度。
如圖6中所示，根據(jù)一個(gè)優(yōu)選構(gòu)型通過對傳動(dòng)裝置速度的觀測來估算阻礙傳動(dòng)裝置的力，見步驟601；及將該反作用力用于力的預(yù)給定。根據(jù)在步驟602中的檢驗(yàn)及分支的步驟604進(jìn)行給定力的計(jì)算，一直到或根據(jù)式|Fsynch-Fi|＜FGrenze所需同步力Fsynch足夠精確地調(diào)節(jié)到FGrenze上，其中Fi相應(yīng)于被估算的反作用力，或傳動(dòng)速度|vi|低于vGrenze為止。當(dāng)滿足這些判據(jù)之一時(shí)，在步驟603中設(shè)置輸出條件，其方式是將用于下一步驟的給定力FiSoll設(shè)置成等于所需同步力Fsynch。
本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例可在使用傳動(dòng)裝置中人為阻尼的情況下實(shí)現(xiàn)同步位置的移入，其方式是從圖2中用A表示的位置開始控制力地進(jìn)行同步位置的移入及同步力的建立，其中對于傳動(dòng)裝置的給定傳動(dòng)力FiSoll的預(yù)給定使用等式FiSoll＝Fmax-kvi。Fmax的計(jì)算為Fmax＝Fsync/η+FOffset，其中Fsync表示離合器套筒上的所需同步力，η表示傳動(dòng)裝置效率，vI表示移入速度及FOffset，k表示參數(shù)。并且在該實(shí)施例中所需同步力可快速及無過沖地被調(diào)節(jié)，其中尤其是參數(shù)k-也可稱為阻尼常數(shù)-的選擇具有重要影響及必需根據(jù)其它量對該參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。
在變速級借助換擋離合器換擋的變速箱中，需要將位置如擋終端位的位置或同步門限的位置存儲在設(shè)置于一個(gè)控制裝置中的存儲器中，以便保證換擋過程順利進(jìn)行。根據(jù)在離合器套筒與傳動(dòng)裝置之間的運(yùn)動(dòng)區(qū)域中由工作引起的變化、例如磨損，可以得到存儲在存儲器中的位置與真實(shí)位置之間的偏差，因此必需使位置重新適配；最好在工作期間重復(fù)進(jìn)行適配。在確定的位置之間存在一個(gè)關(guān)系，即由于工作中產(chǎn)生的變化引起的偏移均勻地影響這些位置或至少存在一個(gè)正比關(guān)系。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，至少暫時(shí)地在各位置之間形成聯(lián)系，由此該適配使一個(gè)位置也用來校正另一位置。例如擋終端位的適配與同步門限位置的適配這樣地相聯(lián)系當(dāng)一個(gè)擋終端位進(jìn)行了適配時(shí)所屬的同步門限位置也被相應(yīng)校正。合乎目的地，這些位置的所述聯(lián)系不是永久的而是暫時(shí)起作用的。例如在一個(gè)預(yù)定時(shí)間期滿后這些位置被彼此聯(lián)系用于適配。在這方面，所述時(shí)間在40至200小時(shí)、尤其80至100小時(shí)的范圍中是合乎要求的。但在另一實(shí)施例中，合適的是，例如間隔幾小時(shí)或每小時(shí)幾次地經(jīng)常形成聯(lián)系。在又一實(shí)施例中根據(jù)進(jìn)行的擋終端位適配的數(shù)目進(jìn)行該聯(lián)系。合乎目的地，在一定的擋終端位適配數(shù)目、例如15至80后，尤其在40至60個(gè)擋終端位適配后進(jìn)行一次聯(lián)系。并且基于另外情況，如機(jī)動(dòng)車起動(dòng)或如在信號燈處機(jī)動(dòng)車停車時(shí)用于共同適配的位置聯(lián)系也是合乎要求的。
在另一實(shí)施例中，在擋終端位的位置被存儲在為所述控制裝置配置的存儲器內(nèi)的變速箱中，在工作期間進(jìn)行擋終端位的位置的適配。
根據(jù)本發(fā)明的另一構(gòu)思提出設(shè)有一個(gè)電機(jī)與本發(fā)明的機(jī)動(dòng)車的變速箱連接，該電機(jī)的轉(zhuǎn)子例如與一個(gè)可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的飛輪質(zhì)量相連接或構(gòu)成該飛輪質(zhì)量，該飛輪質(zhì)量可有利地借助至少一個(gè)離合器與驅(qū)動(dòng)單元如內(nèi)燃機(jī)及與輸出軸隔離以利用其慣性，以便借助該結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)混合式驅(qū)動(dòng)。根據(jù)該構(gòu)型的變速箱可實(shí)現(xiàn)電機(jī)的廣泛應(yīng)用，例如作為內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)單元，發(fā)電機(jī)、分驅(qū)動(dòng)裝置、主驅(qū)動(dòng)裝置及作為將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能的單元或在機(jī)動(dòng)車制動(dòng)過程中內(nèi)燃機(jī)分離的情況下將轉(zhuǎn)子用作飛輪質(zhì)量使動(dòng)能轉(zhuǎn)換成慣性旋轉(zhuǎn)動(dòng)能(再生)。
本申請一起提交的權(quán)利要求書是一種撰寫建議而沒有預(yù)見到獲得盡可能寬的專利保護(hù)范圍。本申請人仍保留將至今僅公開在說明書和/或附圖中的特征組合繼續(xù)提出保護(hù)。
在從屬權(quán)利要求中使用的回引指示通過相應(yīng)從屬權(quán)利要求的特征對獨(dú)立權(quán)利要求的主題進(jìn)一步地構(gòu)型；它們不應(yīng)被理解為對回引的從屬權(quán)利要求的特征組合放棄實(shí)現(xiàn)一個(gè)獨(dú)立的具體保護(hù)。
因?yàn)橄鄬?yōu)先權(quán)日的現(xiàn)有技術(shù)這些從屬權(quán)利要求的主題是特有的且可構(gòu)成獨(dú)立的發(fā)明，本申請人仍保留將它們作為獨(dú)立權(quán)利要求的主題或部分說明。它們還可以包含其它的獨(dú)立發(fā)明，這些獨(dú)立發(fā)明具有與上述從屬權(quán)利要求的主題無關(guān)的構(gòu)型。
這些實(shí)施例不應(yīng)被看作對本發(fā)明的限制。而在本發(fā)明公開的范圍內(nèi)可具有多種變更及修改，尤其是一些變型、單元及組合和/或材料，它們例如是通過個(gè)別特征與一般說明及實(shí)施形式和權(quán)利要求中所描述的及附圖中包含的特征或單元或方法步驟的組合或變換，它們對于專業(yè)人員鑒于解決其任務(wù)來說是可推知的，或通過可組合的特征導(dǎo)致一個(gè)新的主題或新的方法步驟或方法步驟順序，并且是就它們涉及制造、檢驗(yàn)及工作方法而言。
權(quán)利要求
1.機(jī)動(dòng)車，它具有一個(gè)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，一個(gè)具有第一操作裝置的轉(zhuǎn)矩傳遞裝置，一個(gè)帶有一個(gè)輸入軸、一個(gè)輸出軸及第二操作裝置的變速箱，其中變速箱具有構(gòu)成多個(gè)變速級的齒輪組，這些齒輪組分別由與一個(gè)軸固定連接的一個(gè)擋齒輪及可與一個(gè)軸連接的一個(gè)惰齒輪組成，及具有一個(gè)控制裝置，其中第一及第二操作裝置可通過所述控制裝置導(dǎo)入地被自動(dòng)操作，其方式是，在第一工作方式中由控制裝置根據(jù)多個(gè)輸入量自動(dòng)起動(dòng)操作，或在第二工作方式中通過司機(jī)的輸入導(dǎo)入操作，及其中借助一個(gè)終端輸出部件與同步裝置使至少一個(gè)變速級的惰齒輪與支承它的軸進(jìn)行連接，該部件在接合期間在施加同步力的情況下在待連接部件之間產(chǎn)生至少近似的轉(zhuǎn)速相等性，其特征在于所述同步力可根據(jù)司機(jī)體育競技狀態(tài)、機(jī)動(dòng)車負(fù)載、變速箱油溫度、負(fù)載控制桿位置、驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩要求、目標(biāo)轉(zhuǎn)速、同步裝置上的轉(zhuǎn)速差、同步裝置的摩擦特性、變速箱牽引轉(zhuǎn)矩和/或同步裝置的狀態(tài)被調(diào)整。
2.機(jī)動(dòng)車，它具有一個(gè)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，一個(gè)具有第一操作裝置的轉(zhuǎn)矩傳遞裝置，一個(gè)帶有一個(gè)輸入軸、一個(gè)輸出軸及第二操作裝置的變速箱，其中變速箱具有構(gòu)成多個(gè)變速級的齒輪組，這些齒輪組分別由與一個(gè)軸固定連接的一個(gè)擋齒輪及可與一個(gè)軸連接的一個(gè)惰齒輪組成，及具有一個(gè)控制裝置，其中第一及第二操作裝置可通過控制裝置導(dǎo)入地被自動(dòng)操作，其方式是，在第一工作方式中由控制裝置根據(jù)多個(gè)輸入量自動(dòng)起動(dòng)操作，或在第二工作方式中通過司機(jī)的輸入導(dǎo)入操作，及其中借助一個(gè)終端輸出部件與同步裝置使至少一個(gè)變速級的惰齒輪與支承它的軸進(jìn)行連接，該部件在接合期間在施加同步力的情況下在待連接部件之間產(chǎn)生至少近似的轉(zhuǎn)速相等性及在轉(zhuǎn)速至少近似相等的情況下在同步過程結(jié)束時(shí)才使得可以完全接合，其特征在于無論是同步門限的移入還是同步過程本身都被控制力地進(jìn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的機(jī)動(dòng)車，其特征在于為了終端輸出部件的力控制，估算與該部件反作用的反作用力。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的機(jī)動(dòng)車，其特征在于基于終端操作機(jī)構(gòu)的速度并在考慮終端操作機(jī)構(gòu)的動(dòng)能及必要時(shí)其剛性的情況下進(jìn)行反作用力的估算。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的機(jī)動(dòng)車，其特征在于在考慮終端操作機(jī)構(gòu)的剛性時(shí)尤其在反作用力高于該剛性的響應(yīng)門限的情況下，將它的特性曲線直接或間接用來估算。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的機(jī)動(dòng)車，其特征在于基于能量守衡定律并根據(jù)終端操作機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置作的功進(jìn)行反作用力的估算。
7.用于運(yùn)行根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)的機(jī)動(dòng)車的方法。
8.用于移入帶有一個(gè)閉鎖同步變速箱的機(jī)動(dòng)車的變速箱終端操作機(jī)構(gòu)的終端輸出部件的同步位置的方法，其特征在于盡可能快且無過沖地移入同步位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于基于振動(dòng)方程及在使用一個(gè)阻尼常數(shù)的情況下進(jìn)行力控制，它可實(shí)現(xiàn)與變速箱終端操作機(jī)構(gòu)的終端輸出部件的精確初始速度及同步位置的精確位置無關(guān)的移入并且同步力與它有關(guān)。
10.機(jī)動(dòng)車，它具有一個(gè)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，一個(gè)具有第一操作裝置的轉(zhuǎn)矩傳遞裝置，一個(gè)帶有一個(gè)輸入軸、一個(gè)輸出軸及第二操作裝置的變速箱，其中變速箱具有構(gòu)成多個(gè)變速級的齒輪組，這些齒輪組分別由與一個(gè)軸固定連接的一個(gè)擋齒輪及可與一個(gè)軸連接的一個(gè)惰齒輪組成，及具有一個(gè)控制裝置，其中第一及第二操作裝置可通過控制裝置導(dǎo)入地被自動(dòng)操作，其方式是，在第一工作方式中由控制裝置根據(jù)多個(gè)輸入量自動(dòng)起動(dòng)操作，或在第二工作方式中通過司機(jī)的輸入導(dǎo)入操作，及其中借助包括同步裝置的換擋離合器使至少一個(gè)變速級的惰齒輪與支承它的軸進(jìn)行連接，其中需要時(shí)同步裝置只有在轉(zhuǎn)速至少近似相等的情況下才使接合成為可能和/或借助不包括同步裝置的換擋離合器使至少一個(gè)變速級的惰齒輪與支承它的軸進(jìn)行連接，其中兩個(gè)待連接的離合器部分的轉(zhuǎn)速均衡通過控制裝置的控制來實(shí)現(xiàn)及當(dāng)轉(zhuǎn)速至少近似相等的情況下才進(jìn)行接合。
11.機(jī)動(dòng)車，它具有一個(gè)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，一個(gè)具有第一操作裝置的轉(zhuǎn)矩傳遞裝置，一個(gè)帶有一個(gè)輸入軸、一個(gè)輸出軸及第二操作裝置的變速箱，其中變速箱具有構(gòu)成多個(gè)變速級的齒輪組，這些齒輪組分別由與一個(gè)軸固定連接的一個(gè)擋齒輪及可與一個(gè)軸連接的一個(gè)惰齒輪組成，及具有一個(gè)控制裝置，其中第一及第二操作裝置可通過控制裝置導(dǎo)入地被自動(dòng)操作，其方式是，在第一工作方式中由控制裝置根據(jù)多個(gè)輸入量自動(dòng)地起動(dòng)操作，或在第二工作方式中通過司機(jī)的輸入導(dǎo)入操作，及其中借助一個(gè)終端輸出部件、如換擋離合器與同步裝置使至少一個(gè)變速級的惰齒輪與支承它的軸進(jìn)行連接，該部件在接合期間在施加同步力的情況下在待連接部件之間產(chǎn)生至少近似的轉(zhuǎn)速相等性及在轉(zhuǎn)速至少近似相等的情況下在同步過程結(jié)束時(shí)才使得可以完全接合，其特征在于無論是同步門限的移入還是同步過程本身被控制力地進(jìn)行。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11的機(jī)動(dòng)車，其特征在于為了終端輸出部件的力控制，估算與該部件反作用的反作用力。
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中一項(xiàng)的機(jī)動(dòng)車，其特征在于基于能量守衡定律并根據(jù)終端操作機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置作的功進(jìn)行反作用力的估算。
14.用于機(jī)動(dòng)車的變速箱，它具有構(gòu)成多個(gè)變速級的齒輪組，這些齒輪組分別由與一個(gè)軸固定連接的一個(gè)擋齒輪及可與另一個(gè)軸連接的與該擋齒輪嚙合的一個(gè)惰齒輪組成，該變速箱包括-離合器套筒，它們適于在一個(gè)變速級的惰齒輪與支承它的軸之間產(chǎn)生連接，-傳動(dòng)裝置，它們適于引起離合器套筒的接合或分離運(yùn)動(dòng)，-一個(gè)用于將這些傳動(dòng)裝置與離合器套筒連接的機(jī)構(gòu)，-該機(jī)構(gòu)區(qū)域中的一個(gè)彈性部分，它適于將動(dòng)能以位能的形式存儲及相反地將位能以動(dòng)能的形式再輸出，及-一個(gè)用于控制所述傳動(dòng)裝置的控制裝置。
15.用于機(jī)動(dòng)車的變速箱，它具有構(gòu)成多個(gè)變速級的齒輪組，這些齒輪組分別由與一個(gè)軸固定連接的一個(gè)擋齒輪及可與另一個(gè)軸連接的與該擋齒輪嚙合的一個(gè)惰齒輪組成，該變速箱包括-離合器套筒，它們適于在一個(gè)變速級的惰齒輪與支承它的軸之間產(chǎn)生連接，-傳動(dòng)裝置，它們適于引起離合器套筒的接合或分離運(yùn)動(dòng)，-一個(gè)用于將所述傳動(dòng)裝置與所述離合器套筒連接的機(jī)構(gòu)，-該機(jī)構(gòu)區(qū)域中的一個(gè)彈性部分，它適于將動(dòng)能以位能的形式存儲及相反地將位能以動(dòng)能的形式再輸出，及-一個(gè)用于控制所述傳動(dòng)裝置的控制裝置，其中控制這樣進(jìn)行，即基于接合速度及所述機(jī)構(gòu)區(qū)域中的彈性產(chǎn)生一個(gè)接合給定力。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15的變速箱，它包括在離合器套筒與惰齒輪之間起作用的同步裝置，該同步裝置適于在接合過程期間阻止在同步門限上形成形狀鎖合連接的情況下的完全接合，直到達(dá)到轉(zhuǎn)速近似相等時(shí)才完全接合，其中，在同步門限上阻止接合運(yùn)動(dòng)的條件下動(dòng)能以位能的形式被存儲在所述彈性部分中，其特征在于在進(jìn)行了接合運(yùn)動(dòng)制動(dòng)的時(shí)刻上在彈性部分中存儲的能量至少近似地相應(yīng)于給定力。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的變速箱，其特征在于到同步門限上的移入速度根據(jù)該彈性部分的特性被這樣地選擇，即在進(jìn)行接合運(yùn)動(dòng)制動(dòng)的時(shí)刻上在彈性部分中存儲的能量至少近似地相應(yīng)于給定力。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的變速箱，其特征在于彈性部分的特性根據(jù)到同步門限上的移入速度被這樣地選擇，即在進(jìn)行了接合運(yùn)動(dòng)制動(dòng)的時(shí)刻上在彈性部分中存儲的能量至少近似地相應(yīng)于給定力。
19.根據(jù)權(quán)利要求14-18中至少一項(xiàng)的變速箱，其特征在于所述彈性部分的響應(yīng)門限明顯低于在同步過程中出現(xiàn)的力。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的變速箱，其特征在于在同步力為50-450N，200-600或400-1000N，尤其為150-350N的情況下所述彈性部分進(jìn)行響應(yīng)。
21.運(yùn)行用于機(jī)動(dòng)車的變速箱的方法，該變速箱具有構(gòu)成多個(gè)變速級的齒輪組，這些齒輪組分別由與一個(gè)軸固定連接的一個(gè)擋齒輪及可與另一個(gè)軸連接的與該擋齒輪嚙合的一個(gè)惰齒輪組成，該變速箱包括-離合器套筒，它們適于在一個(gè)變速級的惰齒輪與支承它的軸之間產(chǎn)生連接，-傳動(dòng)裝置，它們適于引起離合器套筒的接合或分離運(yùn)動(dòng)，-一個(gè)用于將所述傳動(dòng)裝置與所述離合器套筒連接的機(jī)構(gòu)，-在離合器套筒與惰齒輪之間起作用的同步裝置，它們適于在接合過程期間基于接合力摩擦連接地產(chǎn)生一個(gè)同步轉(zhuǎn)矩及閉鎖超過該同步門限的一個(gè)繼續(xù)接合，直到達(dá)到轉(zhuǎn)速近似相等時(shí)為止，-所述機(jī)構(gòu)區(qū)域中的一個(gè)彈性部分，它適于將動(dòng)能以位能的形式存儲及相反地將位能以動(dòng)能的形式再輸出，及-一個(gè)用于控制傳動(dòng)裝置的控制裝置，其中一個(gè)變速比的確定包括以下步驟-速度控制地接合離合器套筒，直到同步門限為止，-識別由在同步門限上的閉鎖產(chǎn)生的反作用力，-接著過渡到力控制，其中通過在同步門限上接合運(yùn)動(dòng)的閉鎖在彈性部分中存儲能量。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，尤其應(yīng)用于根據(jù)權(quán)利要求1-20中至少一項(xiàng)的變速箱上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種機(jī)動(dòng)車，它的驅(qū)動(dòng)系主要包括可自動(dòng)接合及分離的離合器及一個(gè)其變速級可自動(dòng)轉(zhuǎn)換的變速箱。
文檔編號F16H59/00GK1818429SQ20061000681
公開日2006年8月16日 申請日期2001年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月20日
發(fā)明者鮑里斯·謝列布連尼科夫, 克勞斯·亨內(nèi)貝格爾, 馬丁·?？颂? 弗朗克·巴斯特, 賴因哈德·貝格爾, 馬丁·福內(nèi)姆, 斯特凡·溫克爾曼 申請人:盧克摩擦片和離合器兩合公司