專利名稱：用于控制在雙離合器變速器中的升檔過程的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于控制在雙離合器變速器中的升檔過程的方法，該雙離合器變 速器具有一根與驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)連接的雙離合器變速器輸入軸、兩個(gè)摩擦離合器和兩個(gè)分變速
O
背景技術(shù)：
這類雙離合器變速器是眾所周知的。偶數(shù)檔位被分配給兩個(gè)分變速器中的一個(gè)， 奇數(shù)檔位被分配給另一個(gè)分變速器。通過對(duì)被分配給分變速器的摩擦離合器進(jìn)行交叉操 作，可以無(wú)牽引力中斷地從一個(gè)檔向下一個(gè)檔地進(jìn)行換檔。為了在雙離合器變速器中進(jìn)行換檔過程，已經(jīng)公開了許多方法。例如DE 103 49 220 Al描述了一種這樣的方法，在該方法中，通過如下方式改善 舒適度控制在變速器中從源檔到目標(biāo)檔的換檔過程以及控制相應(yīng)的摩擦離合器，使得發(fā) 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以幾乎不變的梯度朝著目標(biāo)檔的同步轉(zhuǎn)速的方向改變。文獻(xiàn)DE 10 2006 010 934 Al建議，通過在進(jìn)行在處于工作中的分變速器中的同 步過程之前使相應(yīng)的離合器接合，來抑制在處于工作中和/或不工作的分變速器中的振 動(dòng)，緊接著進(jìn)行同步過程。該方法被設(shè)計(jì)成用于避免在向后換檔過程(例如從第四檔到第二檔)中出現(xiàn)所謂 的同步?jīng)_擊。文獻(xiàn)DE 10 2006 002 490涉及一種類似的問題并且公開了一種用于進(jìn)行雙重向 后換檔過程的方法，其中過渡地掛入檔中，該檔的檔位位于源檔和目標(biāo)檔之間。在這里要實(shí)現(xiàn)的是，在通過被分配給不工作的分變速器的摩擦離合器掛入中間檔 期間將力矩沖擊傳遞到該分變速器中，以由此接近地加速到目標(biāo)轉(zhuǎn)速，與如在手動(dòng)換動(dòng)變 速器的向后換檔時(shí)在引入同步器之前所需要的中間接合相類似。

發(fā)明內(nèi)容
以此為出發(fā)點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于進(jìn)一步優(yōu)化在雙變速器離合器中的換檔過程。上述目的是通過按照權(quán)利要求1所述的用于控制在雙離合器變速器中的雙重升 檔過程實(shí)現(xiàn)。 優(yōu)選的實(shí)施方式在從屬權(quán)利要求中給出。此外，上述目的通過按照權(quán)利要求15所 述的用于消除在自動(dòng)換檔變速器中掛入檔時(shí)出現(xiàn)的換檔卡住現(xiàn)象的方法實(shí)現(xiàn)。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，在多重升檔過程中，特別是在雙重升檔過程中(例如從一到三，從二 到四，從三到五，從四到六，等)可明顯減小由相應(yīng)的目標(biāo)檔的同步器消耗的同步功。在目 標(biāo)檔的同步器上的轉(zhuǎn)速差或者說摩擦速度可以分別被減低到這樣的數(shù)值，這些數(shù)值使得可 以使用比較而言成本更加低廉且結(jié)構(gòu)緊湊的同步器。從低的源檔到較高的目標(biāo)檔的升檔過程也應(yīng)當(dāng)包括從倒檔換到前進(jìn)檔。在這種實(shí) 施方式中，同樣可能在目標(biāo)檔的同步器上產(chǎn)生相對(duì)較高的轉(zhuǎn)速差，更確切地說是由于倒檔級(jí)別中的逆轉(zhuǎn)。因此該目的得到完全解決。一般地，本發(fā)明的控制方法可以應(yīng)用于雙離合器變速器中的任何升檔過程。但特 別優(yōu)選的是，只有在降低目標(biāo)檔的同步器上的轉(zhuǎn)速差確實(shí)是必需的或者有利的，才根據(jù)確 定的車輛運(yùn)行狀態(tài)實(shí)施該方法。因此，在其他運(yùn)行狀態(tài)下可以縮短換檔時(shí)間并降低變速器 輸入側(cè)的摩擦離合器的磨損。特別優(yōu)選的是，壓緊過程只有在轉(zhuǎn)速差大于一個(gè)確定的閾值時(shí)才進(jìn)行。轉(zhuǎn)速差取決于雙離合器變速器輸入軸的轉(zhuǎn)速(也就是驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速)和利用 換檔過程應(yīng)當(dāng)引入的檔位跳躍。特別是在當(dāng)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速非常高(例如在劇烈加速過程 中)時(shí)要從一個(gè)源檔進(jìn)行升檔過程的時(shí)候，實(shí)施本發(fā)明的方法可以是有利的。根據(jù)另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，壓緊過程只在目標(biāo)換檔離合器的摩擦環(huán)(例如同步 環(huán))的摩擦速度大于一個(gè)確定的閾值時(shí)才進(jìn)行。目標(biāo)換檔離合器的摩擦環(huán)的摩擦速度是摩擦環(huán)在摩擦位置(同步位置)上的切向 速度。摩擦速度通常與上述的轉(zhuǎn)速差成正比例。但摩擦速度是用來確定壓緊過程(在下文 中也可能被稱作中間接合)的必要性的一個(gè)很好的標(biāo)準(zhǔn)?？偟膩碚f，此外還有利的是，壓緊過程只在上述一個(gè)分變速器的轉(zhuǎn)速大于雙離合 器變速器輸入軸的轉(zhuǎn)速時(shí)才進(jìn)行。在升檔過程中，這樣的中間接合只有在由此降低轉(zhuǎn)速差時(shí)才是有意義的。因此，通 過監(jiān)視上述一個(gè)分變速器的轉(zhuǎn)速以及監(jiān)視雙離合器變速器輸入軸的轉(zhuǎn)速，可以確定中間接 合是否有意義(或者甚至是有害的)。在本發(fā)明中，上述一個(gè)分變速器的轉(zhuǎn)速是指該分變速器的輸入轉(zhuǎn)速，也就是相應(yīng) 的摩擦離合器的輸出部件的轉(zhuǎn)速。在升檔過程中，目標(biāo)轉(zhuǎn)速通常低于上述一個(gè)分變速器的輸入軸的轉(zhuǎn)速。該轉(zhuǎn)速由 于自身慣性而降低。但是，由于自身慣性的轉(zhuǎn)速降低在有些瞬間進(jìn)行得太慢，以致不能達(dá)到 適當(dāng)?shù)哪Σ了俣?。本發(fā)明的方法可以應(yīng)用于這些情況中。總的來說，此外還有利的是，傳遞到上述一個(gè)變速器的牽引力矩逐漸增加。因此，可以減小在傳動(dòng)鏈中的沖擊。在這里，特別有利的是，牽引力矩呈斜坡狀或階梯狀增加。該增加可以遵循線性特征曲線或者也可以遵循拋物線狀特征曲線。根據(jù)另一種總體上優(yōu)選的實(shí)施方式，壓緊過程在滿足預(yù)先確定的中斷條件時(shí)結(jié) 束ο該中斷條件一般包括壓緊過程不再是必要的或者不再是允許的。這例如可以包括監(jiān)視摩擦速度。如果摩擦速度已經(jīng)或?qū)⒁档偷阶銐蚋偷臄?shù) 值，則可以結(jié)束壓緊過程。在這里，優(yōu)選地，可以這樣結(jié)束壓緊過程，使得牽引力矩傳遞到上述一個(gè)分變速器 的過程跳躍式地結(jié)束。因此，總的來說，可以縮短換檔過程。根據(jù)一種替代實(shí)施方式，這樣結(jié)束壓緊過程，使得牽引力矩傳遞到上述一個(gè)分變 速器的過程逐漸地，特別是呈斜坡狀或階梯狀地結(jié)束。因此，可以減小在傳動(dòng)鏈中的振動(dòng)沖擊或激勵(lì)。特別優(yōu)選的是，中斷條件是上述一個(gè)分變速器的轉(zhuǎn)速變化率的一個(gè)規(guī)定的閾值。這例如可以是該分變速器的輸入軸的轉(zhuǎn)速。因此可以實(shí)現(xiàn)，壓緊過程能夠盡可能早地結(jié)束。也就是說，如果該分變速器的轉(zhuǎn)速 變化率達(dá)到一個(gè)確定的閾值，則可以認(rèn)為摩擦速度將由此開始以較快的速度降低，從而可 以盡可能早地結(jié)束壓緊過程。總的來說，優(yōu)選的是，目標(biāo)檔的同步過程是在被分配給上述一個(gè)分變速器的摩擦 離合器在過渡地壓緊之后又重新斷開之后才進(jìn)行。因此，可以防止變速器卡住。此外還有利的是，用于被分配給上述一個(gè)分變速器的摩擦離合器的致動(dòng)器在將驅(qū) 動(dòng)功率傳遞到上述另一個(gè)分變速器時(shí)將該摩擦離合器保持在接近接觸點(diǎn)(kiss或touch point)的位置中，以能夠必要時(shí)以較短的反應(yīng)時(shí)間進(jìn)行過渡壓緊。換句話說，該摩擦離合器在將驅(qū)動(dòng)功率傳遞到上述另一個(gè)分變速器(以通過中間 檔獲得牽引力)之后不是完全斷開(對(duì)于液壓操作摩擦離合器來說，也就是不是完全排 空)。而是，上述一個(gè)分變速器的摩擦離合器保持在接近接觸點(diǎn)的位置上，以能夠盡可能快 地引入在必要時(shí)需要的壓緊過程。此外還有利的是，源檔在預(yù)緊條件下退出，從而在驅(qū)動(dòng)功率被傳遞到上述另一個(gè) 分變速器時(shí)，被分配給上述一個(gè)分變速器的摩擦離合器不必完全斷開。同樣，這也會(huì)使換檔過程更快。換句話說，用于退出源檔的致動(dòng)器朝退出方向被預(yù)緊。當(dāng)通過源檔傳遞的扭矩低 于一個(gè)確定的數(shù)值時(shí)，源檔就由于預(yù)緊而被退出，其中，上述一個(gè)分變速器的摩擦離合器在 這里不必完全斷開。在退出源檔之后立刻開始驅(qū)動(dòng)功率傳遞到上述另一個(gè)分變速器的過 程，以通過中間檔傳遞驅(qū)動(dòng)功率。另一種特別優(yōu)選的實(shí)施方式是，使被分配給上述一個(gè)分變速器的摩擦離合器在過 渡壓緊過程中傳遞的扭矩不大于20Nm，優(yōu)選不大于15Nm，特別是不大于15Nm。已經(jīng)表明，即使是將這樣小的扭矩從雙離合器變速器輸入軸傳遞到上述一個(gè)分變 速器的壓緊過程也足以有效地降低在目標(biāo)檔的同步器上的轉(zhuǎn)速差。當(dāng)然，前面所述的和下面還要說明的特征不僅可以在分別給出的組合中，也可以 在其他組合中或者單獨(dú)地使用，而不會(huì)脫離本發(fā)明的范圍。


附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，在下面的描述中對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)說明。附圖中圖1示出了一種雙離合器變速器的示意圖，在該雙離合器變速器中能夠?qū)嵤┍景l(fā) 明的方法，其中，已經(jīng)掛入源檔；圖2至7示出了圖1的雙離合器變速器在實(shí)施本發(fā)明的用于控制雙重升檔過程的 方法期間處于不同狀態(tài)的視圖；圖8示出了在實(shí)施本發(fā)明的用于控制雙重升檔過程的方法時(shí)轉(zhuǎn)速、扭矩和摩擦速 度的隨時(shí)間變化圖；圖9至16示出了圖1的雙離合器變速器在實(shí)施本發(fā)明的用于控制升檔過程的方法的另一種實(shí)施方式期間，更確切地說在四重升檔過程中處于不同階段的視圖；圖17示出了用于實(shí)施本發(fā)明的控制方法的流程圖以及在此被詢問的條件；圖18示出了目標(biāo)檔位的輪對(duì)的示意圖，以說明轉(zhuǎn)速和摩擦速度；圖19示出了在不同轉(zhuǎn)速水平下的不同換檔過程的表格，以說明本發(fā)明的控制方 法的優(yōu)點(diǎn)；以及圖20示出了在雙離合器變速器中的升檔過程中在采用和不采用本發(fā)明的方法的 情況下的轉(zhuǎn)速突變和摩擦速度圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出了一種雙離合器變速器的示意圖，該雙離合器變速器用標(biāo)記10表示。該雙離合器變速器10具有雙離合器變速器輸入軸12，該輸入軸與驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī) 14(比如內(nèi)燃機(jī))的曲軸連接。該雙離合器變速器包括第一摩擦離合器16和第二摩擦離合器18。兩個(gè)摩擦離合 器16，18的輸入部件與雙離合器變速器輸入軸12連接。該輸入軸的轉(zhuǎn)速在圖1中用％表
7J\ ο第一摩擦離合器16的輸出部件與第一分變速器20連接。該第一分變速器20包 括檔位1、3和5并且被設(shè)計(jì)為副軸結(jié)構(gòu)形式。第二摩擦離合器18的輸出部件與第二分變 速器22連接，該第二分變速器包括檔位2、4、6并且同樣被設(shè)計(jì)為副軸結(jié)構(gòu)形式。由于簡(jiǎn)化視圖的原因，沒有示出倒檔位。該倒檔位可以被分配給第一分變速器20 或第二分變速器22。第一分變速器20通過第一恒定輪對(duì)24與雙離合器變速器輸出軸25連接，該輸出 軸的轉(zhuǎn)速用Na表示。相應(yīng)地，第二分變速器22通過第二恒定輪對(duì)26與雙離合器變速器輸 出軸25連接。雙離合器變速器輸出軸25例如可以通過差動(dòng)傳動(dòng)裝置與機(jī)動(dòng)車輛例如載客車輛 或者載貨車輛的驅(qū)動(dòng)輪連接。第一分變速器20具有用于操縱檔位1和5的第一換檔離合器組件28。圖1示出 了，換檔離合器28已被接合，使得檔位5處于掛入狀態(tài)。此外，第一分變速器20具有用于 檔位3的換檔離合器30。第二分變速器22具有用于檔位2/6的換檔離合器32和用于檔位4的換檔離合器 34。在本實(shí)施例中示出了，換檔離合器34已被接合，使得檔位4處于掛入狀態(tài)。此外，圖1還示出了，第二摩擦離合器18處于閉合狀態(tài)。因此，驅(qū)動(dòng)功率從驅(qū)動(dòng)發(fā) 動(dòng)機(jī)14經(jīng)由第二摩擦離合器18和第二分變速器22傳遞到雙離合器變速器輸出軸25，更確 切地說是經(jīng)由檔位4。在另一個(gè)變速器20中，預(yù)選了檔位5，由于車輛處于加速過程。如果 車輛減速，則也可以在第一分變速器預(yù)選例如檔位3 (依賴于檔位預(yù)選策略)。第一分變速器20具有第一變速器輸入軸40，該第一變速器輸入軸與第一摩擦離 合器16的輸出部件連接。第一變速器輸入軸40的轉(zhuǎn)速用nE1表示。相應(yīng)地，第二分變速器 22具有第二變速器輸入軸42，其轉(zhuǎn)速用nE2表示。第一分變速器20具有第一變速器輸出軸44，換檔離合器28，30支承在該第一變 速器輸出軸上，并且該第一變速器輸出軸與第一恒定輪對(duì)24連接。相應(yīng)地，第二分變速器22具有第二變速器輸出軸46，換檔離合器32，34被設(shè)計(jì)在該第二變速器輸出軸上，并且該 第二變速器輸出軸與第二恒定輪對(duì)26連接。如圖所示，雙離合器變速器10被設(shè)計(jì)成具有兩個(gè)輸出恒定輪對(duì)24，26。同樣地，雙 離合器變速器10也可以被設(shè)計(jì)成具有輸出側(cè)的恒定輪對(duì)。此外，雙離合器變速器10被布 置成用于橫向或縱向安裝在車輛中。檔位在相應(yīng)的分變速器20，22內(nèi)的布置方式在所示實(shí) 施例中純粹是任意選取的。同樣可以采用其他布置方式(特別是軸向布置方式)。圖2至7示出了雙離合器變速器10在從檔位4到檔位6的升檔過程中連續(xù)出現(xiàn) 的狀態(tài)，其中使用了本發(fā)明的控制方法。從圖1的狀態(tài)開始，雙離合器變速器10通過檔位4傳遞驅(qū)動(dòng)功率，其中需要假定 驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)14具有相對(duì)較高的轉(zhuǎn)速水平。在另一個(gè)分變速器20中，預(yù)選了檔位5。 圖2示出了這樣一種狀態(tài)，在該狀態(tài)中，通過斷開第二離合器18和閉合第一離合 器16，進(jìn)行從第二分變速器22到第一變速器20的交叉漸變過程。摩擦離合器16，18這樣 的交叉控制過程是雙離合器變速器的特點(diǎn)，在本發(fā)明中對(duì)此不進(jìn)行詳細(xì)描述。圖3示出了第二摩擦離合器18完全斷開的狀態(tài)。在該狀態(tài)中，驅(qū)動(dòng)功率通過第二 分變速器20的檔位5傳遞到雙離合器變速器輸出軸。此外，在這一時(shí)刻，操縱換檔離合器 34，以退出檔位4 (設(shè)定中性位置N)。從該時(shí)刻起，第二變速器輸入軸42不再與功率通量有 關(guān)聯(lián)，它的轉(zhuǎn)速僅僅由于自身摩擦或者說輪組摩擦而降低。由于第二變速器輸入軸42在該 時(shí)刻的轉(zhuǎn)速相對(duì)較高(處于上面給出的每分鐘6500轉(zhuǎn)的數(shù)量級(jí)中)，雖然驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn) 速％由于從第四檔到第五檔的升檔過程已經(jīng)降低，在用于目標(biāo)檔位6的換檔離合器32上 還是存在相對(duì)較高的轉(zhuǎn)速差。圖4示出了這樣一種狀態(tài)，在該狀態(tài)中，在操縱換檔離合器32以掛入檔位6之前， 這時(shí)瞬間地壓緊第二摩擦離合器18。因此，通過雙離合器變速器輸入軸上的轉(zhuǎn)速降低，向第 二變速器輸入軸42施加牽引力矩，從而以較大的強(qiáng)度使該第二變速器輸入軸制動(dòng)。該過程 也被稱作“中間接合”。接著，重新斷開第二摩擦離合器18，如圖5所示，以及接著，操縱換檔離合器32以 掛入檔位6。圖6又示出了這樣一種交叉漸變過程，在該過程中，離合器16，18都參與了，以將 驅(qū)動(dòng)功率從第一分變速器(在其中，檔位仍然處于掛入狀態(tài))傳遞到第二分變速器22 (在 其中，第六檔位處于掛入狀態(tài))。在圖7中，升檔過程結(jié)束了，其中，摩擦離合器18現(xiàn)在處于完全閉合狀態(tài)，而第一 摩擦離合器16處于完全斷開狀態(tài)。驅(qū)動(dòng)功率現(xiàn)在通過第二分變速器22 (檔位6)傳遞到雙 離合器變速器輸出軸25。在第一分變速器22中，檔位5可以保持掛入或者被退出。圖8示意地示出了這樣的升檔過程。該視圖從圖3的狀態(tài)開始，在該狀態(tài)中，中間 檔已經(jīng)掛入并且通過該中間檔傳遞功率。因此，雙離合器變速器輸入軸12的轉(zhuǎn)速nM等于第 一變速器輸入軸40的轉(zhuǎn)速nE1。與此相比，轉(zhuǎn)速nE2更高。該相對(duì)較高的數(shù)值導(dǎo)致第六檔的 同步器上的摩擦速度v(6)在時(shí)刻、還是相對(duì)較高。從該時(shí)刻起直到時(shí)刻t3，可以通過壓 緊不工作的分變速器的摩擦離合器(在上述實(shí)施例中為摩擦離合器18)進(jìn)行中間接合。摩 擦速度ν (6)很高，使得不允許進(jìn)行同步過程，因?yàn)槟Σ了俣圈?(6)尚未低于閾值L。由于這個(gè)原因，通過壓緊不工作的分變速器的摩擦離合器(摩擦離合器18)，在時(shí)刻、引入中間接合。由此傳遞到不工作的分變速器的變速器輸入軸42的牽引力矩58在這 里逐漸增加，更確切地說，呈斜坡狀地增加(如從時(shí)刻t2起所示的那樣)，直到最大值。在 接近時(shí)刻、時(shí)，滿足中間接合的中斷條件。在這里，對(duì)轉(zhuǎn)速nE2的變化率進(jìn)行監(jiān)視。當(dāng)該變 化率已經(jīng)達(dá)到一個(gè)確定的閾值時(shí)(在接近t3時(shí))，通過重新減小牽引力矩58來中斷該中間 接合。該減小可以跳躍式地進(jìn)行，但是根據(jù)圖8所示同樣也可逐漸地按照斜坡或拋物線形 狀進(jìn)行。但，優(yōu)選地，從時(shí)刻t3起，可以在牽引力矩58完全消除之后操縱第六檔的同步器。 當(dāng)?shù)诹鶛n已經(jīng)掛入之后，然后(在時(shí)刻、)進(jìn)行交叉漸變過程，在該過程中，驅(qū)動(dòng)功率從第 一分變速器20傳遞到第二分變速器22，其中，摩擦離合器18被操縱，如在通過從時(shí)刻t4起 呈斜坡狀的力矩增加過程示出的那樣。在圖8中示出了一個(gè)時(shí)間間隔50，在該時(shí)間間隔內(nèi)允許中間接合。圖中示出了一 個(gè)時(shí)間間隔52，在該時(shí)間間隔內(nèi)中間接合是必需的。此外，當(dāng)中間接合是必要的時(shí)，在時(shí)間 間隔52的開始處設(shè)置一個(gè)標(biāo)記。該標(biāo)記只有在新的換檔過程開始時(shí)才復(fù)位。圖中示出了時(shí)刻54，在該時(shí)刻，摩擦速度v(6)已經(jīng)低于預(yù)先確定的閾值。從該時(shí) 刻起，可以進(jìn)行目標(biāo)檔的同步過程。之前不允許進(jìn)行同步過程。圖中示出了一個(gè)時(shí)間窗56，在該時(shí)間窗內(nèi)，目標(biāo)檔的同步器可以處于工作中。時(shí)間 間隔56緊接在時(shí)刻54之后，在經(jīng)過該時(shí)間間隔56后，目標(biāo)檔的摩擦速度ν已經(jīng)被降到零， 目標(biāo)檔被同步了。圖中示出了從被分配給目標(biāo)檔不工作的分變速器的摩擦離合器傳遞的扭矩58。在時(shí)刻、，全部滿足中間接合的條件，從而在時(shí)刻t2稍后將牽引力矩施加到不工 作的分變速器的變速器輸入軸，更確切地說，是在中間接合階段中進(jìn)行施加。在該中間接合 階段59內(nèi)，在時(shí)刻54(t3)，摩擦速度ν低于閾值L，從而從該時(shí)刻起可以進(jìn)行目標(biāo)檔的同步 過程(在階段56期間)。只要沒有退出源檔就不施加離合器力矩，因此實(shí)現(xiàn)從、到t2的 延遲。該性能能夠以可校準(zhǔn)的方式被禁用。關(guān)于本發(fā)明的雙離合器變速器的升檔過程的控制方法的上面描述涉及例如圖1 至7的實(shí)施例，在該實(shí)施例中，從檔位4升檔至檔位6。但，圖8的圖表應(yīng)當(dāng)從質(zhì)上進(jìn)行理解 并且與此相應(yīng)地也能夠應(yīng)用到其他換檔過程(例如從1到3，從2到4，從2到6，等等)。據(jù)此，圖9至16示出了本發(fā)明的控制方法的另一實(shí)施例，該實(shí)施例用于從檔位2 到檔位6的升檔過程。被用于描述的雙離合器變速器對(duì)應(yīng)于圖1至7中的那個(gè)。在圖9中，從一個(gè)狀態(tài)開始，在該狀態(tài)中，檔位2處于掛入狀態(tài)且功率是通過第二 分變速器22進(jìn)行傳遞。在該分變速器中，預(yù)選了檔位3。在圖10中，進(jìn)行轉(zhuǎn)換至第一分變速器的交叉漸變過程，因此在圖11中，功率通過 第一分變速器和檔位3傳遞到輸出軸。斷開摩擦離合器18，通過換檔離合器32退出檔位 2。在圖12中，通過摩擦離合器18進(jìn)行中間接合，從而降低變速器輸入軸42的轉(zhuǎn)速。在圖13中，在第一檔的同步器上的摩擦速度降低之后，掛入檔位4(換檔離合器 34)。因此，暫時(shí)使用第四檔的同步器來進(jìn)一步降低第二變速器輸入軸42的轉(zhuǎn)速。在圖14 的步驟中，通過換檔離合器34重新退出檔位4并且通過換檔離合器32掛入檔位6。在步驟15中，重新進(jìn)行交叉漸變過程，在該過程中，驅(qū)動(dòng)功率從第一分變速器(檔位3)傳遞到第二分變速器(檔位6)。在圖16中，摩擦離合器16重新處于斷開狀態(tài)，從而該檔位6現(xiàn)在為行駛檔。在圖17中，示出了流程圖60，該流程圖被執(zhí)行以引入中間接合過程。在步驟62中，首先計(jì)算轉(zhuǎn)差率，特別是計(jì)算相應(yīng)的變速器輸入軸的轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)速之間的轉(zhuǎn)差率，以及計(jì)算該變速器輸入軸的轉(zhuǎn)速與那個(gè)變速器輸入軸基于目標(biāo)檔實(shí)現(xiàn) 的轉(zhuǎn)速之間的轉(zhuǎn)差率。由該轉(zhuǎn)差率計(jì)算出目標(biāo)檔同步環(huán)的切向速度，也就是摩擦速度V。在步驟66中計(jì)算中間接合的必要性，以及計(jì)算同步延遲。在步驟68中確定是否 允許施加離合器牽弓I力矩以降低變速器輸入軸的轉(zhuǎn)速。如果不允許的話，則流程圖被重新執(zhí)行。如果允許的話，則在步驟70中修改離合 器模式(或者說引入中間接合)。圖中示出了離合器控制模塊72，該模塊在狀態(tài)74中從斷開的離合器開始。如果從 該狀態(tài)開始允許中間接合且有必要進(jìn)行中間接合且目標(biāo)檔的檔位同步器不工作，則在狀態(tài) 76中增加離合器牽引力矩。接著，監(jiān)視上述條件之一是否在此期間已經(jīng)改變。如果因此不 再允許接合或者不再有必要接合或者目標(biāo)檔的檔位同步器處于工作中，則重新斷開該離合 器，從而實(shí)現(xiàn)狀態(tài)74。圖18是雙離合器變速器10的檔位輪對(duì)(在本實(shí)施例中為第六檔位的輪對(duì))的示 意圖。該輪對(duì)包括與變速器輸入軸42固定連接的固定輪，該固定輪與游滑輪嚙合，該游 滑輪暫時(shí)可自由轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在變速器輸出軸46上。換檔離合器32包括摩擦環(huán)78 (同步 環(huán))。圖中示出了變速器輸出軸46的轉(zhuǎn)動(dòng)速度ω 。還示出了輪對(duì)36的游滑輪的轉(zhuǎn)動(dòng) 速度ω『以示意方式示出了轉(zhuǎn)速差ω (6)，該轉(zhuǎn)速差存在于摩擦環(huán)78上。示出了摩擦速 度ν (6)，該摩擦速度在摩擦環(huán)78的嚙合點(diǎn)上產(chǎn)生，也就是在同步位置上的切向速度。圖19包括三個(gè)表格，它們描述中間接合在哪些換檔過程中是特別有利的。在表格中給出了中文名稱，這些名稱對(duì)應(yīng)的英文翻譯如下· Rotation in low gear在低檔位下的轉(zhuǎn)速· manual control shifting手動(dòng)控制換檔· double shifting step without clutch strategy無(wú)離合策略的雙重?fù)Q檔過程· double shifting-step with clutch strategy有離合策略的雙重?fù)Q檔過程· gear shift換檔過程· rotational speed difference轉(zhuǎn)速差· rotation skip
轉(zhuǎn)速突變· sliding speed摩擦速度從表格中可看出，如果不進(jìn)行中間接合，特別是在換檔過程3-5、4_6中的摩擦速 度(即使在在低檔位上的轉(zhuǎn)速只有最大轉(zhuǎn)速的0. 75倍時(shí)也是)相對(duì)較高(分別為10. 03和 11.20)。當(dāng)在低檔位上的轉(zhuǎn)速為最大轉(zhuǎn)速時(shí)引入換檔過程時(shí)，對(duì)于換檔過程1-3、2-4、3-5 和4-6來說也屬于相同情況。相反地，如果允許離合策略，也就是可以進(jìn)行中間接合，如在表格84中所示，可看 出目標(biāo)同步器上的摩擦速度即使在上述的極端換檔過程中也明顯降低，從而同步器得到保 護(hù)或者可以被設(shè)計(jì)成體積較小。最后，圖20示出了在換檔過程1-3、2-4、3-5、4_6中的轉(zhuǎn)速突變，更確切地說用灰 色線，更準(zhǔn)確地說示出了無(wú)離合策略的轉(zhuǎn)速突變，這些轉(zhuǎn)速突變從表格82中得出。用黑色 虛線示出無(wú)中間接合并且考慮到lOm/s的最大滑動(dòng)速度所允許的轉(zhuǎn)速突變。在有中間策略 的情況下，從表格84中可得出，不會(huì)超過5. 93m/s的滑動(dòng)速度。雖然上面已經(jīng)描述本發(fā)明的控制方法的幾種實(shí)施方式，但也可以進(jìn)行下面的修改。本發(fā)明的控制方法也可以應(yīng)用于有倒檔參與的換檔過程中。在這里，中間接合的 必要性可能甚至?xí)?，因?yàn)樵谶@里可能出現(xiàn)相對(duì)較高的轉(zhuǎn)速差(例如在從倒檔到第二檔 的同步過程中)。此外，中間接合也可以在出現(xiàn)所謂的掛檔不到位時(shí)進(jìn)行，也就是當(dāng)在引入換檔過 程中換檔離合器可能沒有徹底接合以建立在相應(yīng)輪對(duì)上的形狀配合連接時(shí)進(jìn)行。這可能由 于卡死或者由于閉鎖式同步器的意外閉鎖而進(jìn)行。在這種情況下，例如通過監(jiān)視用于掛入目標(biāo)檔所需的力或能量，來檢測(cè)這樣的掛 擋不到位或者說換檔卡住現(xiàn)象。如果該力或能量在較長(zhǎng)的時(shí)間間隔內(nèi)超過一個(gè)確定的數(shù) 值，則可認(rèn)為出現(xiàn)換檔卡住現(xiàn)象。在這種情況下，短暫地壓緊相應(yīng)的分變速器的輸入側(cè)的摩 擦離合器，其中，牽引力矩從變速器的輸入端傳遞到該變速器。因此，目標(biāo)換檔離合器被轉(zhuǎn) 動(dòng)，通常由此消除了換檔卡住現(xiàn)象。接著，可以開始目標(biāo)換檔離合器的新的同步過程。此外，本發(fā)明的方法不僅可應(yīng)用到升檔過程中，而且也可應(yīng)用到降檔過程，例如從 表格82和84中可得出的那樣。例如在從檔位5到檔位3的降檔過程中，可以將目標(biāo)換檔 離合器上的摩擦速度從7. 90降低到4. 90。在這樣的降檔過程中，目標(biāo)轉(zhuǎn)速高于起動(dòng)轉(zhuǎn)速。通過施加牽引力矩，使不工作的分 變速器加速。通過撤除牽引力矩，變速器轉(zhuǎn)速可以由于自身摩擦而重新減低。通過適當(dāng)?shù)?措施，可以防止離合器力矩施加過程出現(xiàn)擺動(dòng)。作為補(bǔ)充，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)背景進(jìn)行描述。對(duì)于實(shí)現(xiàn)用于施加牽引力矩的算法來說重要的是，連續(xù)地計(jì)算相關(guān)摩擦環(huán)(同步 環(huán))的摩擦速度。該計(jì)算進(jìn)行如下縮寫S起始0134]
0135]
0136]
0137]
0138]
0139]
0140]
0141]
0142]
0143]
0144]
0145]
0146]
0147]
0148]
T目標(biāo)
Iim極限值
ins輸入軸，變速器輸入軸
sync同步器
公式中使用的符號(hào)
轉(zhuǎn)速(rpm) η〔rpm〕
單獨(dú)變速比 i〔_〕 變速比常數(shù) k〔-〕 總變速比 g〔_〕 轉(zhuǎn)速突變Anins〔rpm〕
轉(zhuǎn)速差^nsylic (rpm)
同步環(huán)直徑 d〔m〕 同步環(huán)切向速度ν (m/s) 轉(zhuǎn)速突變
轉(zhuǎn)速突變是變速器輸入轉(zhuǎn)速在從起始檔到目標(biāo)檔的換檔過程中的變化量。該轉(zhuǎn)速 突變計(jì)算如下
g —gT
0149]^nins ·—-
Ss
0150]轉(zhuǎn)速差
0151]轉(zhuǎn)速差是需要接合的游滑輪的轉(zhuǎn)速與相應(yīng)的變速器輸出軸的轉(zhuǎn)速之差。
η 2 -Qrr An.
0152]Δη^=^.^^ = -^-
1T Ss1T
0153]切向速度是同步環(huán)在同步位置上的切向速度。它在本文中也被稱作摩擦速度。
…1Ansync07r'd
0154]V =----
60
0155]摩擦速度是中間接合必要性的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。如果它超過一個(gè)閾值，為了保護(hù)同步裝 置進(jìn)行中間連接。
0156]在不工作的分變速器的離合器上施加牽引力矩是否促進(jìn)同步過程，取決于當(dāng)前的 轉(zhuǎn)速情況。
0157]中間接合只有在由此降低轉(zhuǎn)速差的情況下才有意義。通過中間接合，使變速器輸 入轉(zhuǎn)速朝著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速方向改變。因此下列情況適用
0158]情況1 目標(biāo)轉(zhuǎn)速小于起始轉(zhuǎn)速
0159]離合器只有在變速器輸入轉(zhuǎn)速仍然大于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)才允許閉合。
0160]情況2 目標(biāo)轉(zhuǎn)速大于起始轉(zhuǎn)速
0161]離合器只有在變速器輸入轉(zhuǎn)速小于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速才允許閉合。
0162]連續(xù)地計(jì)算在同步位置上的切向速度。中間接合功能只有在摩擦速度超過臨界值 時(shí)才觸發(fā)。 在換檔過程中，在換檔之前和在換檔之后分別要求提供一種期望的離合器模式。 由于在中間接合過程中必須要求從離合器中提供力矩，在中間接合功能激活時(shí)要求提供一種離合器模式，該離合器模式允許在換檔期間施加離合器力矩。換檔邏輯必須容忍該力矩，但仍然開始進(jìn)行換檔過程。因此，計(jì)算為小的離合器力 矩提供真值的信號(hào)。換檔邏輯對(duì)于其功能來說能容忍該小的離合器力矩，但除了過渡到同 步過程的情況。同步過程應(yīng)當(dāng)只有在離合器確實(shí)處于斷開狀態(tài)時(shí)才開始進(jìn)行。此外，只有在起始檔處于退出狀態(tài)時(shí)才要求提供牽引力矩。離合器的牽引力矩保 持施加持續(xù)在物理上有意義的時(shí)間長(zhǎng)度，或者直到低于臨界摩擦速度。然后，要么當(dāng)摩擦速度還是太高時(shí)進(jìn)一步延遲同步過程，要么進(jìn)行檔位同步過程。 在沒有施加牽引力矩的條件下的同步延遲只有在目標(biāo)轉(zhuǎn)速小于起始轉(zhuǎn)速時(shí)才可以進(jìn)行。被要求提供的離合器牽弓I力矩呈斜坡狀地增加。該力矩跳躍式地減小。如果是升檔，則目標(biāo)轉(zhuǎn)速低于變速器輸入轉(zhuǎn)速。在這種情況下，該分變速器通過其 自身慣性減速。在不工作的分變速器的轉(zhuǎn)速達(dá)到一個(gè)規(guī)定的閾值時(shí)，可以撤除離合器的牽 引力矩。在降檔時(shí)，目標(biāo)轉(zhuǎn)速高于起始轉(zhuǎn)速。通過施加牽引力矩，使不工作的分變速器加 速。通過撤除牽引力矩，變速器轉(zhuǎn)速可以由于自身摩擦重新減低。通過適當(dāng)?shù)拇胧?，防止離 合器力矩施加過程出現(xiàn)擺動(dòng)。為促進(jìn)同步過程施加牽引力矩與換檔邏輯的換檔過程同時(shí)進(jìn)行。同步延遲使得致 動(dòng)器移動(dòng)到同步位置之前并在那等待，直到實(shí)現(xiàn)釋放以進(jìn)行同步過程。如果在換檔過程中沒有必要進(jìn)行中間接合，則執(zhí)行算法，以保持離合器的超負(fù)荷 盡可能小。促進(jìn)檔位同步過程的算法能夠被完全禁用。變形方案·通過在統(tǒng)計(jì)學(xué)上評(píng)價(jià)行駛性能，可以動(dòng)態(tài)地調(diào)整臨界摩擦速度并且由此優(yōu)化離 合器和同步裝置的使用壽命。 通過在降檔過程中進(jìn)行中間接合，可以實(shí)現(xiàn)更短的換檔時(shí)間。這在不超過臨界摩 擦速度時(shí)也會(huì)是有意義的。同步時(shí)間在某些換檔過程中可以通過離合器較高的同步功率來 縮短。同步時(shí)間在有中間接合的換檔過程中相當(dāng)于離合器和同步器的同步時(shí)間，以及在無(wú) 中間接合的換檔過程中只是相當(dāng)于同步器的同步時(shí)間。 在Powershift拉力升檔過程中，可以通過在離合器交叉漸變過程中不是完全地 消除正在斷開的離合器的力矩來實(shí)現(xiàn)更短的換檔時(shí)間。起始檔在這里被設(shè)計(jì)成處于預(yù)緊狀 態(tài)，從而用于中間接合的離合器不必完全斷開。因此，節(jié)省了用于完全斷開和移向中間接合 位置的時(shí)間。 可以使離合器牽引力矩呈斜坡狀地減小(代替上述的跳躍式減小)，以保護(hù)離合 器致動(dòng)器。 在不要求提供牽引力矩期間，但算法處于激活狀態(tài)，離合器應(yīng)當(dāng)被保持在接觸點(diǎn) 之前，而不是處于接觸位置，以實(shí)現(xiàn)更快的反應(yīng)時(shí)間。·在進(jìn)行從倒檔到第2檔的檔位同步時(shí)的中間接合可以促進(jìn)該同步過程?！た梢约せ钪虚g接合來消除掛擋不到位(齒到齒)。在通過中間接合使離合器體 相對(duì)于導(dǎo)套轉(zhuǎn)動(dòng)之后，可以掛入檔位。
權(quán)利要求
用于控制在雙離合器變速器(10)中的升檔過程(例如4→6)的方法，該雙離合器變速器具有一根與驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)(14)連接的雙離合器變速器輸入軸(12)、兩個(gè)摩擦離合器(16，18)及兩個(gè)分變速器(20，22)，該方法包括以下步驟 檢測(cè)從一個(gè)低的源檔(4)到一個(gè)較高的目標(biāo)檔(6)的換檔愿望，其中，所述源檔和目標(biāo)檔被分配給所述雙離合器變速器(10)的兩個(gè)分變速器(20，22)； 斷開被分配給一個(gè)分變速器(22)的摩擦離合器(18)并且閉合被分配給另一個(gè)分變速器(20)的摩擦離合器(16)，以無(wú)牽引力中斷地通過所述另一個(gè)分變速器(20)的一個(gè)中間檔(5)傳遞驅(qū)動(dòng)功率，其中，所述雙離合器變速器輸入軸(12)的轉(zhuǎn)速因此降低； 退出源檔(4)并且在掛入目標(biāo)檔(6)之前過渡地壓緊被分配給所述一個(gè)分變速器(22)的摩擦離合器(18)，其中，由于牽引力矩(58)從以降低的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)的所述雙離合器變速器輸入軸(12)傳遞到所述一個(gè)分變速器(22)，所述一個(gè)分變速器(22)的轉(zhuǎn)速通過壓緊過程被降低，從而所述目標(biāo)檔(6)的同步過程能夠在減小的轉(zhuǎn)速差(ω)下開始；以及 斷開被分配給所述另一個(gè)分變速器(20)的摩擦離合器(16)并且閉合被分配給所述一個(gè)分變速器(22)的摩擦離合器(18)，以無(wú)牽引力中斷地將驅(qū)動(dòng)功率傳遞到所述目標(biāo)檔(6)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述壓緊過程只在所述轉(zhuǎn)速差(ω)大于一 個(gè)確定的閾值才進(jìn)行。
3.如權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，所述壓緊過程只在目標(biāo)換檔離合器(32)的 摩擦環(huán)(78)的摩擦速度(ν)大于一個(gè)確定的閾值才進(jìn)行。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述壓緊過程只在所述一個(gè)分 變速器(22)的轉(zhuǎn)速(ηΕ1)大于所述雙離合器變速器輸入軸的轉(zhuǎn)速(nj時(shí)才進(jìn)行。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，傳遞到所述一個(gè)分變速器 (22)的所述牽引力矩(58)逐漸地增加。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述牽引力矩(58)呈斜坡狀或者階梯狀增加。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述壓緊過程在滿足預(yù)先確定 的中斷條件時(shí)結(jié)束。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，結(jié)束所述壓緊過程，使得所述牽引力矩(58) 傳遞到所述一個(gè)分變速器(22)的過程跳躍式地結(jié)束。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，結(jié)束所述壓緊過程，使得所述牽引力矩(58) 傳遞到所述一個(gè)分變速器(22)的過程呈斜坡狀或者階梯狀地結(jié)束。
10.如權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述中斷條件是所述一個(gè)分 變速器(22)的轉(zhuǎn)速(nE2)的變化率的一個(gè)規(guī)定的閾值。
11.如權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述目標(biāo)檔(6)的同步過程 是在被分配給所述一個(gè)分變速器(22)的摩擦離合器(18)在過渡地壓緊之后又重新斷開之 后才進(jìn)行。
12.如權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，用于被分配給所述一個(gè)分變 速器(22)的摩擦離合器(18)的致動(dòng)器在將驅(qū)動(dòng)功率傳遞到所述另一個(gè)分變速器(20)時(shí) 將該摩擦離合器保持在接近接觸點(diǎn)(kiss或touch point)的位置中，以能夠必要時(shí)以較短的反應(yīng)時(shí)間進(jìn)行過渡壓緊。
13.如權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述源檔(4)在預(yù)緊條件下 退出，從而在驅(qū)動(dòng)功率被傳遞到所述另一個(gè)分變速器(20)時(shí)，被分配給所述一個(gè)分變速器 (22)的摩擦離合器(18)不必完全斷開。
14.如權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，被分配給所述一個(gè)分變速 器(22)的摩擦離合器(18)在過渡壓緊時(shí)傳遞的扭矩不大于20Nm，優(yōu)選不大于15Nm，特別 優(yōu)選不大于10Nm。
15.用于消除在自動(dòng)換檔變速器特別是雙離合器變速器(10)中掛入檔時(shí)出現(xiàn)的換檔 卡住現(xiàn)象的方法，該方法包括以下步驟-在通過目標(biāo)換檔離合器掛入目標(biāo)檔時(shí)檢測(cè)換檔卡住現(xiàn)象即掛檔不到位現(xiàn)象；-當(dāng)檢測(cè)到換檔卡住現(xiàn)象，壓緊輸入側(cè)的摩擦離合器，其中，牽引力矩從變速器即分變 速器之一的輸入端傳遞到該變速器即該分變速器，從而使目標(biāo)換檔離合器轉(zhuǎn)動(dòng)，以消除所 述換檔卡住現(xiàn)象，其中，接著可以開始所述目標(biāo)換檔離合器的重新同步過程。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于控制在雙離合器變速器(10)中的升檔過程(例如4-6)的方法，該雙離合器變速器具有一根與驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)(14)連接的雙離合器變速器輸入軸(12)、兩個(gè)摩擦離合器(16，18)及兩個(gè)分變速器(20，22)，該方法包括以下步驟-檢測(cè)從一個(gè)低的源檔(4)到一個(gè)較高的目標(biāo)檔(6)的換檔愿望，其中，所述源檔和目標(biāo)檔被分配給所述雙離合器變速器(10)的兩個(gè)分變速器(20，22)；-斷開被分配給一個(gè)分變速器(22)的摩擦離合器(18)并且閉合被分配給另一個(gè)分變速器(20)的摩擦離合器(16)，以無(wú)牽引力中斷地通過所述另一個(gè)分變速器(20)的一個(gè)中間檔(5)傳遞驅(qū)動(dòng)功率，其中，所述雙離合器變速器輸入軸(12)的轉(zhuǎn)速因此降低；-退出源檔(4)并且在掛入目標(biāo)檔(6)之前過渡地壓緊被分配給所述一個(gè)分變速器(22)的摩擦離合器(18)，其中，由于牽引力矩(58)從以降低的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)的雙離合器變速器輸入軸(12)傳遞到所述一個(gè)分變速器(22)，所述一個(gè)分變速器(22)的轉(zhuǎn)速通過壓緊過程被降低，從而所述目標(biāo)檔(6)的同步過程可以在減小的轉(zhuǎn)速差(ω)下開始；以及-斷開被分配給所述另一個(gè)分變速器(20)的摩擦離合器(16)并且閉合被分配給所述一個(gè)分變速器(22)的摩擦離合器(18)，以無(wú)牽引力中斷地將驅(qū)動(dòng)功率傳遞到所述目標(biāo)檔(6)。
文檔編號(hào)F16H61/688GK101918740SQ200880100456
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2008年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月26日
發(fā)明者A·舍費(fèi)爾, J·比爾克勒, M·希默爾斯巴赫, O·奧廷格, R·普菲斯特, R·沙爾施密特, R·阿內(nèi), T·卡利施, U·萊布蘭德 申請(qǐng)人:格特拉格傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和齒輪工廠赫爾曼·哈根邁爾有限公司&兩合公司