專利名稱：用于控制變矩離合裝置的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及按權利要求1的前序部分的用于控制變矩離合裝置的方法。
背景技術：
變矩離合裝置通常和換檔變速器一起使用在針對要求高的使用目的的商用車中，例如重載領域、施工工地領域或軍事領域，以便也在最艱苦條件下使得車輛的簡單且小磨損的起動成為可能。公知的變矩離合裝置在這種車輛的動力總成系統(tǒng)中布置在內(nèi)燃機和換檔變速器之間，并且包括用于轉(zhuǎn)換內(nèi)燃機的驅(qū)動力矩的液力變矩器；優(yōu)選構造成摩擦離合器的鎖止離合器，該鎖止離合器平行于在動力總成系統(tǒng)中的變矩器布置并且可以機械上地跨接變矩器；通常還包括可以在滑行運行中跨接變矩器的滑行飛輪；以及換檔離合器或分離離合器，換檔變速器可以借助該換檔離合器或分離離合器在變速器換檔期間與馬達脫離。換檔變速器大多為自動變速器，其通常在無負荷的狀態(tài)下、亦即動力總成系統(tǒng)打開的情況下進行換檔。這種自動換檔變速器可以具有簡單的形狀鎖合的嵌牙換檔元件或裝備有鎖定同步裝置，這些鎖定同步裝置各通過摩擦離合器平衡換檔伙伴的轉(zhuǎn)速以及通過鎖定元件在同步結束之后才允許檔位的形狀鎖合的掛入。液力變矩器公知由充油的殼體和導輪構成，在該殼體中，泵輪與驅(qū)動馬達或者說內(nèi)燃機的曲軸連接或能夠連接，并且在殼體中，渦輪與從動軸連接或能夠連接，所述導輪布置在泵輪和渦輪之間，能朝著飛輪運動并作為用于轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換的支撐元件。在運行中，由車輛內(nèi)燃機驅(qū)動的泵輪使變矩器的注油(Olftillung)運動。油的動態(tài)流動能由渦輪吸收并轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)動運動，該轉(zhuǎn)動運動被傳遞給變速器的輸入軸。導輪使從渦輪回流的油轉(zhuǎn)向，從而使得渦輪的能給出到變速器上的轉(zhuǎn)矩高于泵輪的由內(nèi)燃機吸收的轉(zhuǎn)矩。變矩器因此作為無級變速器工作，該無級變速器可以使驅(qū)動馬達的轉(zhuǎn)矩典型地提高2至2.5倍。因為泵輪始終先于渦輪，所以產(chǎn)生了依賴于轉(zhuǎn)速差地漸增的滑差，該滑差使變矩器的效率下降。此外，在能量轉(zhuǎn)變時在變矩器中產(chǎn)生了將油加熱的熱量。因此在現(xiàn)代驅(qū)動器中的液力變矩器從頭到尾僅短時地在加速階段中運行，例如用于在牽引運行中或在延遲階段中的起動，例如作為在滑行運行中換檔時的輔助器件。否則將變矩器的泵輪和渦輪借助鎖止離合器力鎖合地連接，從而使得變矩器跨接并且液力地不起作用。在變矩離合裝置中，渦輪的從動件或者說鎖止離合器的輸出側(cè)與傳統(tǒng)的液力變矩器相比，不是直接而是能切換地與換檔變速器的變速器輸入軸連接。為此，優(yōu)選構造成摩擦離合器的以及能由控制器操控的換檔離合器在動力流中布置在渦輪和變速器輸入軸之間。帶變矩器的內(nèi)燃機因此能在變速器換檔的情況下與換檔變速器進而與變速器的從動件和受驅(qū)動的車輪脫離。為了起動，在這樣構造的動力總成系統(tǒng)中無負荷地掛入起動檔以及閉合換檔離合器。進行驅(qū)動的內(nèi)燃機然后可以通過變矩器將轉(zhuǎn)矩傳遞給車輪并且起動車輛。在起動過程結束后，將鎖止離合器閉合進而將驅(qū)動馬達的傳動軸抗相對轉(zhuǎn)動地與變速器輸入軸連接。在用于在接下來的行駛運行中變換檔位的變速器換檔期間，將換檔離合器相應打開，以便無負荷地換檔變速器。鎖止離合器在此可以保持閉合。變矩器傳統(tǒng)上、亦即在鎖止離合器打開且換檔離合器閉合的情況下用作起動元件，并且換檔離合器在鎖止離合器閉合的情況下在檔位變換時作為變速器的分離和連接元件用于驅(qū)動地起作用。因為傳統(tǒng)的手動和自動換檔變速器通常僅能在無負荷的狀態(tài)下?lián)Q檔，所以為了換檔必須總是先降低馬達轉(zhuǎn)矩以及通過換檔離合器打開動力總成系統(tǒng)。在目標檔位的已進行的掛入之后換檔離合器才可以再次閉合以及馬達轉(zhuǎn)矩才能緊接著再次提升。因此在伴隨大的行駛阻力的情況下，尤其在如在開頭提到的應用情形中經(jīng)常存在的那樣的高負荷下由牽引力中斷可以出現(xiàn)車輛在換檔期間較為強烈地失去行駛速度。因為在此情況下?lián)Q檔離合器打開且鎖止離合器閉合，所以驅(qū)動馬達的轉(zhuǎn)矩以及變矩器的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換不能阻止在變速器換檔期間的速度損失。由DE 2011206A公開了帶有變矩離合裝置的機械上的變速器，該變矩離合裝置在動力流中接在變速器之前并且包括液力變矩器；與變矩器并聯(lián)的鎖止離合器；以及布置在變矩器和變速器之間的分離離合器。在該變速器的情況下，由變矩器提供的行駛舒適性使用在所有檔位中。切換單元設置用于依賴于轉(zhuǎn)速在變速器的這些檔位中打開或閉合鎖止離合器。為了確定鎖止離合器的切換點，該切換單元的如下的轉(zhuǎn)速值作為輸入?yún)?shù)，該轉(zhuǎn)速值依賴于變速器的從動件轉(zhuǎn)速和驅(qū)動件轉(zhuǎn)速?？梢噪娮踊驒C械上地實現(xiàn)在該轉(zhuǎn)速值和驅(qū)動件轉(zhuǎn)速以及從動件轉(zhuǎn)速之間的依賴性關系。驅(qū)動件轉(zhuǎn)速可以是馬達轉(zhuǎn)速或由變矩器滑差產(chǎn)生的變速器輸入轉(zhuǎn)速。變速器的從動件轉(zhuǎn)速由變速器輸入轉(zhuǎn)速以及各已換檔的傳動比產(chǎn)生并且確定了車輛的行駛速度。從該轉(zhuǎn)速值得出針對每個檔位的用于打開和閉合鎖止離合器的獨特的切換點，以便在充分利用變矩器的情況下優(yōu)化變速器的運行特性。由DE 102010028077A1公開了自動換檔變速器，帶有液力起動和制動元件，該起動和制動元件包括泵輪、渦輪以及鎖止離合器，并且在動力流中接在換檔變速器之前。泵輪與驅(qū)動馬達的傳動軸連接并且通過鎖止離合器能與中間軸連接，該中間軸與變速器輸入軸連接。渦輪能通過飛輪離合器與中間軸連接以及能通過制動器相對殼體制動。在升檔的情況下為了同步目標檔位，將渦輪借助制動器以及將換檔變速器輸入軸借助變速器的同步設備制動。變速器輸入軸的制動在渦輪制動期間就已經(jīng)伴隨著時間錯開而開始地進行。通過渦輪和變速器輸入軸的盡量平行進行的制動，在換檔時達到了變速器牽引力中斷的縮短以及整個換檔持續(xù)時間的縮短進而提高了行駛舒適度。由DE 102007032946A1公開了帶有換檔變速器和變矩離合裝置的動力總成系統(tǒng)，該變矩離合裝置在動力流中接在換檔變速器之前并且包括液力變矩器、與變矩器并聯(lián)的鎖止離合器以及布置在變矩器和換檔變速器之間的分離離合器。分離離合器構造成摩擦離合器并且能自動操縱。換檔變速器設有若干形狀鎖合的換檔離合器、如嵌牙離合器，它們可以同步化或不同步。將分離離合器原則上在低于最小車輛行駛速度以及不操縱加速踏板且操縱制動踏板的情況下脫開，以及隨著掛入起動檔在超過最小車輛行駛速度或操縱加速踏板或不操縱制動踏板的情況下接合。借助制動踏板的經(jīng)重復檢測的操縱度或者由此推導出的各與預先給定的邊界值作比較的參數(shù)來識別隨即而來的起動過程和隨即而來的停車過程。在車輛起動時，將分離離合器然后在超過預先給定的車輛最小速度或松開制動踏板或操縱加速踏板之前就進行接合。在車輛停車時，將分離離合器在不操縱加速踏板和操縱制動踏板的情況就已經(jīng)在低于車輛最小行駛速度之前脫開。由此來避免摩擦離合器的過負荷以及改善行駛舒適度。

發(fā)明內(nèi)容
在這個背景下，本發(fā)明所要解決的技術問題是，提供用于控制變矩離合裝置的方法，該方法在用之運行的車輛中改善了行駛舒適度以及減小了離合器磨損。從獨立權利要求的特征得出該技術問題的解決方案，而由從屬權利要求能得到本發(fā)明有利的設計方案和擴展方案。本發(fā)明基于這樣的認識，即，在用于重載應用和道路外應用的商用車中，該商用車帶有中斷牽引力地進行換檔的優(yōu)選自動的變速器和接在變速器之前的、帶有鎖止離合器以及用于在變速器換檔時中斷動力總成系統(tǒng)的換檔離合器的液力變矩器，可以在高行駛阻力下通過變矩器的需要時的使用經(jīng)常地避免換檔以及由此可以總體上減少換檔的次數(shù)。相應地，本發(fā)明由用于控制變矩離合裝置的方法出發(fā)，該變矩離合裝置具有液力變矩器、鎖止離合器和換檔離合器以及在機動車、例如重型商用車的動力總成系統(tǒng)中，在動力流中布置在驅(qū)動馬達的傳動軸和換檔變速器的變速器輸入軸之間，在這種變矩離合裝置中變矩器能夠借助鎖止離合器在傳動軸和換檔離合器之間跨接，并且在這種變矩離合裝置中變速器輸入軸能夠借助換檔離合器與變矩器以及傳動軸脫離，其中，在變速器換檔時，變速器輸入軸通過換檔離合器與變矩器脫離，并且其中，鎖止離合器在通過變矩器來執(zhí)行的起動過程之后被閉合。為了解決所提出的技術問題，本發(fā)明設置:獲知和評估當前的行駛情況；并且依賴于該行駛情況的評估在需要時暫時打開在起動過程之后閉合的鎖止離合器，以便避免或影響換檔變速器的隨即而來的換檔。相應地，在驅(qū)動馬達的當前馬達轉(zhuǎn)矩不再足以將車輛加速或至少保持當前行駛速度的行駛情形下將鎖止離合器打開。由此可以將轉(zhuǎn)矩傳遞的通過取代驅(qū)動馬達的傳動軸與變速器輸入軸的牢固連接的伴隨變矩器滑差的液力變矩器的特性有利地用于在艱苦的行駛情形下的驅(qū)動。通過所建議的方法可以在很多情況下使車輛的速度下降以及由此變速器的不可避免的中斷牽引力的換檔得到避免或至少在時間上被推移。由此可以總體上減少變速器的換檔頻繁度，改善車輛的爬坡和越野能力，提高在高行駛阻力下的速度以及由此總體上改善行駛舒適度和行駛能力。按照本發(fā)明的實施形式獲知和評估行駛阻力以及依賴于行駛阻力的評估在需要時暫時打開在起動過程后閉合的鎖止離合器，以便避免或影響換檔變速器的隨即而來的換檔。行駛阻力的獲知和評估可以例如在行駛運行中進行。由此在伴隨高行駛阻力的行駛情形下將鎖止離合器打開，在該高行駛阻力的情況下驅(qū)動馬達的當前馬達轉(zhuǎn)矩不再足以將車輛加速或至少保持當前行駛速度。尤其可以設置，當識別到基于高行駛阻力而隨即而來的降檔時，將鎖止離合器打開。相應地可以在確定的運行情形下暫時地、也就是在確定的時間段內(nèi)打開在起動過程之后閉合的鎖止離合器，以便避免換檔變速器的由行駛阻力引起的降檔。在車輛在斜坡上的高的爬坡阻力或在野外的高的滾動阻力下，取代如迄今為止通常在馬達轉(zhuǎn)速下降的情況下那樣地通過馬達控制和變速器控制觸發(fā)降檔，借助控制裝置的指令有針對性地打開變矩離合裝置的鎖止離合器。由此即刻地提高了馬達轉(zhuǎn)速，從而使得驅(qū)動馬達可以進入其提供了較高轉(zhuǎn)矩的運行范圍中。同時基于在變矩器中的轉(zhuǎn)矩提高而使到受驅(qū)動的車輪上的有效轉(zhuǎn)矩提高，從而使得結果是在很多情況下沒有必要降檔。當當前掛入的檔位可以在進一步的行駛運行中至少無車輛速度損失地在不使用變矩器的情況下被保持時，將變矩器通過鎖止離合器的閉合再次跨接。在此，優(yōu)選考慮驅(qū)動馬達的預先給定的最小轉(zhuǎn)速以及在變矩器上的輸入側(cè)和輸出側(cè)的轉(zhuǎn)速差的預先給定的最大值。變矩器因此不僅用作起動元件，還在需要時也用作在牽引運行中的驅(qū)動輔助器件。另一方面，不將變矩器沒必要地長時間運行，以便節(jié)省燃料以及避免變矩器的過熱。作為用于控制鎖止離合器的操縱的判據(jù)可以設置，當驅(qū)動馬達的轉(zhuǎn)速低于預先給定的打開轉(zhuǎn)速閾值時，為了繼續(xù)使用已經(jīng)掛入的檔位而打開鎖止離合器。但當驅(qū)動馬達的轉(zhuǎn)速雖然低于所述的打開轉(zhuǎn)速閾值，但確認出正的車輛加速度進而鎖止離合器的打開看來不是立即必要時，可以有益地抑制鎖止離合器的打開。這種情況可能例如在升檔過程中出現(xiàn)。正的車輛加速度指的是車輛朝前進行駛方向的加速。此外可以設置，在變速器換檔時和/或鎖止離合器切換時，先等待安全期的期滿，在該安全期期間，抑制驅(qū)動馬達的轉(zhuǎn)速關于打開轉(zhuǎn)速閾值的評估。由此可以原則上確保，在短時出現(xiàn)信號波動或傳感器故障時，例如在檢測相關的轉(zhuǎn)速和/或加速度時，不進行鎖止離合器的不期望的或不必要的切換。安全期的持續(xù)時間可以依賴于所獲知的當前的行駛阻力來調(diào)整及相應地進行適配?；旧嫌膳榔伦枇σ约皾L動阻力和空氣阻力產(chǎn)生的行駛阻力可以例如從車輛加速度與馬達轉(zhuǎn)矩的比例和/或借助斜度傳感器足夠精確地確定。用于獲知機動車的行駛阻力的方法例如在本申請人的DE 102006022170A1中說明。在非常大的行駛阻力的情況下可以例如預先給定非常短的安全期，以便使得盡量提前打開鎖止離合器成為可能。備選于此，也可以依賴于所檢測的當前的車輛加速度來調(diào)整安全期的持續(xù)時間，以便需要時盡可能提前打開鎖止離合器。


為了示出本發(fā)明，給說明書附上實施例附圖。在該附圖中，惟一一幅圖1示意性地簡化示出了商用車的帶有變矩離合裝置的動力總成系統(tǒng)。
具體實施例方式用于重載牽引車輛的帶有由變矩離合裝置和自動換檔變速器的組合的這種動力總成系統(tǒng)本身是公知的。相應地，變矩離合裝置I包括液力變矩器2、能由控制設備自動操控的鎖止離合器7、滑行飛輪8以及能自動操控的換檔離合器9。鎖止離合器7和換檔離合器9構造成摩擦離合器。變矩器2在未示出的充油的殼體中具有泵輪3、渦輪4和導輪5。泵輪3與構造成內(nèi)燃機的驅(qū)動馬達11的驅(qū)動軸10或者說傳動軸連接。渦輪4與換檔離合器9的輸入側(cè)9a連接，而換檔離合器9的輸出側(cè)9b則與自動換檔變速器13的變速器輸入軸12連接。導輪5布置在泵輪3和渦輪4之間并且能朝著飛輪6的方向運動。鎖止離合器7在輸入側(cè)與驅(qū)動馬達11的驅(qū)動軸10連接以及在輸出側(cè)與換檔離合器9的輸入側(cè)9a連接?；酗w輪8并聯(lián)地布置在驅(qū)動馬達11和鎖止離合器7之間。換檔離合器9在變速器13換檔時用作用于打開動力總成系統(tǒng)進而用于使換檔變速器13與變矩器2以及與驅(qū)動馬達11脫離的分離元件。變矩器2能主要地用作起動元件。鎖止離合器7用作在驅(qū)動馬達11和換檔離合器9或者說在換檔離合器閉合時換檔變速器13之間的機械上的力鎖合元件?；酗w輪8用作跨接元件，用于在車輛的滑行運行中跨接變矩器2。在按本發(fā)明進行的用于控制變矩離合裝置I的方法中，在首先靜止的車輛起動之前，在換檔離合器9打開的情況下在變速器13中掛入起動檔、例如二檔或三檔，并且然后閉合換檔離合器9。驅(qū)動馬達11在車輛的接下來具體的起動中，通過變矩器2在鎖止離合器7打開和換檔離合器9閉合的情況下將驅(qū)動力矩傳遞到受驅(qū)動的車輪上，因此車輛起動，其中，驅(qū)動力矩在變矩器2中上升以及在換檔變速器13中相應所換檔的起動檔被轉(zhuǎn)換。當起動過程結束且車輛行駛時，鎖止離合器7被閉合進而驅(qū)動馬達11在驅(qū)動技術上直接聯(lián)接換檔變速器13。鎖止離合器7的閉合過程依賴于轉(zhuǎn)速地進行，其中，這個閉合過程在馬達轉(zhuǎn)速已達到最小轉(zhuǎn)速值且在先于渦輪4的泵輪3的轉(zhuǎn)速和渦輪4的轉(zhuǎn)速之間的轉(zhuǎn)速差已低于最大轉(zhuǎn)速值時才開始。若在接下來伴隨高行駛阻力的行駛情形中，當前的馬達轉(zhuǎn)矩不再足以將車輛加速或至少恒定保持速度，那么就打開鎖止離合器7。結果是馬達轉(zhuǎn)速提高以及在受驅(qū)動的車輪上的轉(zhuǎn)矩基于由于變矩器2的力矩提高而提高，從而使得可以在當前的檔中克服行駛阻力并且避免了中斷牽引力的換檔以及車輛的速度損失。附圖標記列表I變矩離合裝置2液力變矩器3 泵輪4 渦輪5 導輪6 飛輪7鎖止離合器8 飛輪9換檔離合器9a換檔離合器輸入側(cè)9b換檔離合器輸出側(cè)10驅(qū)動軸、傳動軸11驅(qū)動馬達12變速器輸入軸13換檔變速器
權利要求
1.用于控制變矩離合裝置(I)的方法，所述變矩離合裝置具有液力變矩器(2)、鎖止離合器(7)和換檔離合器(9)以及在機動車、例如重型商務車的動力總成系統(tǒng)中在動力流中布置在驅(qū)動馬達(11)的傳動軸(10)和換檔變速器(13)的變速器輸入軸(12)之間，在所述變矩離合裝置中所述變矩器(2 )能借助所述鎖止離合器(7 )在所述傳動軸(10 )和所述換檔離合器(9)之間跨接，并且在所述變矩離合裝置中所述變速器輸入軸(12)能借助所述換檔離合器(9 )與所述變矩器(2 )和所述傳動軸(10 )脫離，其中，在變速器換檔時所述變速器輸入軸(12 )通過所述換檔離合器(9 )與所述變矩器(2 )脫離，并且其中，所述鎖止離合器(7 )在通過所述變矩器(2)執(zhí)行的起動過程之后被閉合，其特征在于，獲知和評估當前的行駛情況，以及依賴于所述行駛情況的評估在需要時暫時打開在起動過程之后閉合的所述鎖止離合器(7)，以便避免或影響所述換檔變速器(13)的隨即而來的換檔。
2.按權利要求1所述的方法，其特征在于，獲知和評估行駛阻力，以及依賴于所述行駛阻力的評估在需要時暫時打開在起動過程后閉合的所述鎖止離合器(7)，以便避免或影響所述換檔變速器(13)的隨即而來的換檔。
3.按權利要求1或2所述的方法，其特征在于，當識別到基于高行駛阻力而隨即而來的降檔時，將所述鎖止離合器(7)打開。
4.按權利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，當所述驅(qū)動馬達(11)的轉(zhuǎn)速低于預先給定的打開轉(zhuǎn)速閾值時，將所述鎖止離合器(7)打開。
5.按權利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，當所述驅(qū)動馬達(11)的轉(zhuǎn)速雖然低于打開轉(zhuǎn)速閾值，但確認出正的車輛加速度時，抑制所述鎖止離合器(7)的打開。
6.按權利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，在變速器換檔時和/或所述鎖止離合器切換時，先等待安全期的期滿，在所述安全期期間，抑制所述驅(qū)動馬達(11)的轉(zhuǎn)速關于打開轉(zhuǎn)速閾值的評估。
7.按權利要求6所述的方法，其特征在于，依賴于已獲知的當前行駛阻力來調(diào)整所述安全期的持續(xù)時間。
8.按權利要求6或7所述的方法，其特征在于，依賴于所檢測的當前車輛加速度來調(diào)整所述安全期的持續(xù)時間。
全文摘要
用于控制變矩離合裝置的方法，變矩離合裝置具有液力變矩器、鎖止離合器和換檔離合器及在機動車的動力總成系統(tǒng)中在動力流中布置在驅(qū)動馬達傳動軸和換檔變速器變速器輸入軸之間，在變矩離合裝置中變矩器能借助鎖止離合器在傳動軸和換檔離合器之間跨接，且變速器輸入軸能借助換檔離合器與變矩器和傳動軸脫離，其中，在變速器換檔時變速器輸入軸通過換檔離合器與變矩器脫離，并且其中，鎖止離合器在通過變矩器執(zhí)行起動過程之后閉合。為改善配設有這種變矩離合裝置的車輛的行駛舒適度及行駛能力而設置獲知和評估當前的行駛情況；依賴于該行駛情況的評估在需要時暫時打開在起動過程之后閉合的鎖止離合器，以便避免或影響換檔變速器的隨即而來的換檔。
文檔編號F16H61/14GK103161941SQ20121054947
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月17日 優(yōu)先權日2011年12月16日
發(fā)明者約翰內(nèi)斯·克姆勒, 邁克·維特納, 約阿希姆·施陶丁格, 安杰爾科·韋森亞克, 克勞斯·亨辛格爾 申請人:Zf腓德烈斯哈芬股份公司