專利名稱：用于執(zhí)行自動變速器的換擋的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種按權利要求1前序部分所述的、用于在利用或不利 用分離離合器的情況下在行駛時執(zhí)行車輛的自動變速器的換擋的方法。
背景技術：
很久以來，自動變速器用在不同的車輛類型中。它們具有多個固定 的傳動比，所述傳動比可以通過駕駛員和/或變速器控制裝置的選擇規(guī)定 而連接到車輛的驅動發(fā)動機與被驅動的車輪之間的轉矩流中。在車輛的 驅動發(fā)動機與自動變速器之間設置有分離離合器或行駛離合器，該分離 離合器或行駛離合器例如允許在驅動發(fā)動機運行和車輛靜止時掛擋。所 迷分離離合器經(jīng)常同樣可以自動操作，并且從而使全自動或半自動的換 擋過程成為可能。
自動變速器可以設計成同步變速器。在所述結構方式中，通過特別 的變速器元件確保，在掛擋時變速器的參與的形鎖合地共同作用的元件 在沒有或只有小的經(jīng)常希望的差速的情況下運動。在所述結構方式中， 通過變速器內的摩擦離合器確保同步。
然而設置在變速器本身內的同步裝置由于多個用于變速器不同傳動 級的不同摩擦副在由附加元件引起的成本、必需的附加的結構空間、由 附加元件決定的較大的重量方面以及也在變速器的按可能性無維護的使 用壽命方面帶來原則性的缺點。因為摩擦離合器承受不可忽視的磨損， 所述摩擦離合器至少在具有高的行駛里程或頻繁的換擋過程的車輛中在
一定的使用時間后必須被更換，這由于其在變速器內的位置導致巨大的 成本和車輛的由車間停留時間決定的停駛。
因此尤其是在以典型方式在商業(yè)上使用并具有高的年行駛里程和/ 或特別多的換擋過程的車輛類型中，非同步變速器具有優(yōu)點。所述非同步變速器大多構成為牙嵌式變速器(Klauengetriebe)，其中相應連接到 驅動發(fā)動機與被驅動的車輪之間的力矩流中的傳動級由形鎖合元件的運 動確定。在該變速器類型中， 一根軸的各齒輪大多抗旋轉地設置在該軸 上，而至少另一軸的與所述齒輪嚙合的齒輪作為所謂的空套輪沿軸向固 定、但沿徑向可旋轉地支承在該另一軸上。所述空套輪可以通過控制爪 齒抗旋轉地固定在其軸上，由此使從一個設置在第 一軸上的固定輪經(jīng)由 一個借助控制爪齒固定在第二軸的空套輪的力矩流成為可能。
僅當相應要固定在其軸上的空套輪和所屬的軸至少基本上具有相同 轉速時，控制爪齒的轉換以合理的構件負荷并且在沒有或只有小的噪聲 擴展的情況下才是可能的。因為變速器輸出軸的轉速由車輛的行駛速度 和存在于被驅動的車輪以及變速器輸入軸之間的、通常固定的傳動比確 定，所以對于非同步變速器的換擋必須在車輛行駛時調節(jié)變速器驅動軸 的轉速，使得該轉速至少基本上等于在牙嵌式離合器閉合后產(chǎn)生的轉速。
為此，首先驅動發(fā)動機能以簡單的手段在變速器處在中性位置和分 離離合器打開時被控制或者在其發(fā)動機轉速方面對其調節(jié)，使得驅動發(fā) 動機根據(jù)變速器輸入軸的所希望的加速或制動僅調節(jié)到比使變速器同步 所需的轉速較高或較低的轉速上。現(xiàn)在如果分離離合器慢慢地閉合，則 變速器驅動軸相應地加速或減速。 一旦與希望的同步轉速的偏差足夠小， 就嚙合用于固定空套輪的形鎖合元件并掛上所希望的擋。
所述方法具有這樣的優(yōu)點，即該方法由于在分離離合器中可能的明 顯的打滑即使在驅動發(fā)動機的輸出轉速與變速器驅動軸的實際或希望的 轉速之間存在非常大的轉速差時也無問題地起作用。
然而正是在頻繁的換擋過程中和在具有很大重量的車輛中，由此決 定的、在分離離合器上的磨損是不可忽視的，并且又導致用于更換摩擦 襯片的成本以及由為此必需的車間停留決定的車輛停駛成本。此外除離 合器的摩擦襯片外，配設的致動器和分離軸承承受負荷并同樣受到磨損。
在所述背景下已經(jīng)有如下方案，即在車輛行駛過程中在分離離合器 閉合時對非同步變速器進行換擋。為此必需的是，在變速器輸出軸的由 車輛行駛速度給定的轉速下將變速器驅動軸的轉速或驅動發(fā)動機的經(jīng)由閉合的分離離合器與該變速器驅動軸抗旋轉地連接的輸出軸的轉速相對 精確地調節(jié)到同步所需的轉速上。
這要求一個相對昂貴且精密的發(fā)動機控制裝置，只要所述同步借助 于發(fā)動機轉速在合理的時間間隔內實現(xiàn)。調節(jié)的轉速在此首先與加在驅 動發(fā)動機的活塞上的功率有關，該功率本身又與多種因素如燃料噴入量、 空燃比、點火角以及個性化的且也在一 個發(fā)動機結構系列內不同的發(fā)動 機特性以及其他因素有關。
為了得出供驅動變速器輸入軸使用的發(fā)動機功率，須使加活塞上的 發(fā)動機功率降低例如內部的摩擦損耗，該摩擦損耗本身不僅與驅動發(fā)動 機的和變速器的部件的相應磨損度有關，而且也短期地例如隨著溫度以 及變速器油和發(fā)動機油的粘度而變化。
此外必須考慮的是，在已脫擋時，亦即在變速器的中性位置中調節(jié) 同步速度。由于驅動發(fā)動機的功率-轉速曲線的在所述工作狀態(tài)中非常陡 的走向，驅動功率的或反作用于驅動功率的牽引力矩的小變化就導致顯 著的轉速差，因此例如發(fā)電機或空調的功率降低的變化可能對調節(jié)的轉 速走向具有短時間可察覺到的反作用。然而，所述驅動發(fā)動機側的調節(jié) 范圍在許多情況下令人滿意地由發(fā)動機控制裝置控制。
此外，調節(jié)同步轉速涉及一個高度動態(tài)的過程，其中要制動或加速 的質量的慣性同樣具有不可忽視的作用。然而當要加速或制動的質量相 對精確地已知并且通常僅緩慢地例如隨著分離離合器襯片的增強的磨損 而變化時，還必須注意的是，同步轉速在換擋過程中同樣可以在變速器 輸入側改變。 一旦因為在變速器中脫開之前桂上的擋并且變速器從而處 于中性位置中而使發(fā)動機的牽引力不能再進一步傳到被驅動的車輪上， 車輛速度就按照作用力改變，所述力例如與車輛支承面的坡度和車重、 由車輛部件和路面不平度決定的滾動阻力、迎流空氣的空氣阻力和速度
以及方向和其他因素有關。所述范圍當然不在驅動發(fā)動機的控制裝置的 調節(jié)能力之內，因而必須分開地監(jiān)測以及作為瞬時或在不久的將來所需 的同步轉速傳遞到發(fā)動機控制裝置上。
為了判定是否應在分離離合器不打開的情況下執(zhí)行換擋并且為了足
6夠精確地調節(jié)同步轉速，歸根結底必須始終估計上述的和其他的影響因 素的互相作用。在此必須考慮的是，可由在分離離合器不打開的情況下 的換擋獲得的優(yōu)點正好主要以降低磨損為基礎。
雖然在最筒單的情況下已足夠的是，借助于在測量技術上能相當簡 單地得到的變速器輸出軸轉速和借助于由目標擋已知的傳動比得出變速 器驅動軸的所希望的同步轉速，以及借助于調節(jié)環(huán)通過驅動發(fā)動機的功 率變化朝所希望的方向影響驅動發(fā)動機的輸出軸。然而一種這樣的工作 方式恰好在車輛的強烈波動的工作條件中經(jīng)常導致過度長的換擋時間或 者導致不希望地不精確調節(jié)的同步轉速。
最后必須注意的是，存在在分離離合器不打開的情況下不能實現(xiàn)的 或者在各種情況下都不能有利地實現(xiàn)的換擋過程。這不僅包括起步過程 而且包括例如這樣的換擋過程，所述換擋過程例如會要求驅動發(fā)動機的 低于正常的怠速轉速或者甚至低于可能的怠速轉速的轉速。 一種這樣的 換擋過程例如可能是希望的，當車輛下坡運動并且駕駛員只希望非常小 的發(fā)動機制動作用或者想要選擇一個擋位以期待車輛在斜面上加速，該 擋位雖然短時間地致使發(fā)動機在轉速下限上或低于轉速下限地運行，但 由于車輛在幾秒鐘內加速將是一個適當?shù)男旭倱跷弧?br> 由DE 102 49 951 Al已經(jīng)已知一種用于控制傳動系的方法，其中在 分離離合器不打開的情況下通過考慮大量不同的影響因素而能實現(xiàn)換 擋。為此在每次換擋時判定換擋應在離合器閉合還是打開的情況下進行。 只要檢查到在離合器閉合的情況下可以換擋，換擋也就在離合器閉合的 情況下執(zhí)行。
為此提出，根據(jù)大量車輛參數(shù)和運行參數(shù)選擇和/或檢查換擋運行類 型。要強調的是，選擇換擋運行類型出現(xiàn)錯誤結果的危險在所述方法中 是特別小的。這一方面通過極其復雜的并且不僅在電子變速器控制裝置 的必需的計算能力方面而且在必需的傳感器方面都昂貴的方法流程來實 現(xiàn)，另一方面這樣來實現(xiàn)，即僅當計算方法以高的可靠性預測毫無問題 的可執(zhí)行性時，才在離合器閉合時執(zhí)行換擋。
例如按照在DE 102 46 951 Al中給出的方法的基本方案，當參與的部件或其傳感器錯誤工作時，放棄在離合器閉合時的換擋。由于所述大 量的要考慮的因素和部件，這在實際中意味著明顯地限制系統(tǒng)的平均實 用性。此外，在車輛初次啟動后和在重新啟動后，約束嚴格的調節(jié)應首 先適用于對在離合器閉合時的換擋過程的觸發(fā)，以便在還未足夠精確已 知的動態(tài)和關鍵的影響參數(shù)方面補償不安全性。
防止在離合器閉合時錯誤觸發(fā)換擋過程的安全性基本上這樣來提 高，即在確定即使小的關于可執(zhí)行性的不安全性的情況下轉換到在離合 器打開時的換擋模式。因此在離合器閉合時的換擋的這些優(yōu)點在實踐中 有用的許多情況下由于在所述已知的方法中考慮的原因不能實現(xiàn)。在此 重要的是，判定換擋模式(在離合器打開或者在離合器閉合時)始終在 換擋過程真正開始之前進行。
然而所述的方法在至少一些情況下不能保證所要求的換擋模式判定 的安全性。因此例如恰好在貨運車輛中常見的、裝載量進而以及車輛總 重的非常強烈的變化應這樣來考慮，即在驅動發(fā)動機重新啟動后首先放 棄在離合器閉合時的換擋，直到足夠精確地得出或估算出重要的影響因 素例如車輛總重。然而此時切斷車輛發(fā)動機對于裝栽量的顯著變化不是
強制必需的，尤其是例如在建筑工程車如傾卸車和混凝土攪拌車中、在 某些箱式貨車中、但也在客運車例如校車和旅游車中，例外情況早于正 常情況。
為了至少部分地消除在DE 102 49 951 Al中介紹的方法的所述缺 點，在按本發(fā)明的所述方法的改進方案中提出，首先較不嚴格地制定用 于觸發(fā)在離合器閉合時的換擋過程的要求，并且為此在判定在離合器閉 合的情況下?lián)Q擋時附加地考慮脫開先前掛上的擋的分步驟以檢查判定的 正確性。
具體地由此出發(fā)，即在錯誤地判定換擋模式的情況下可以基本上不 使變速器無轉矩，使得可以用小的換擋力在預定的時間內脫開相應掛上 的擋。
因此，在作出在離合器閉合的情況下?lián)Q擋的判定時為脫開相應掛上 的擋而引入時間限制，在超過該時間限制時認為不滿足對于在離合器閉合時桂上目標擋的過程必需的前提條件。在該情況下，換擋過程中斷， 然后重新開始在離合器打開的情況下的換擋模式或者轉換到該模式。
因此，已知方法的所述改進方案具有在相對較晚的時刻有效地緊急 中斷已經(jīng)開始的方法的意義。然而在此必須考慮的是，對發(fā)動機控制裝 置的用于脫擋的精度的要求比用于成功地掛擋的要求低得多。因此，成 功地脫擋不能被評價為用于以下情況的可靠標志，即接下來的在離合器 閉合時掛擋也將是成功的或者是值得希望的。
此外，對于在離合器閉合的情況下的換擋過程的要求分別在擋與擋 之間也有所不同，并且例如與行駛速度以及裝載量和其他的車輛運行參
數(shù)及其環(huán)境有關。這應該按DE 102 49 951 Al這樣來考慮，即用于中斷 在離合器閉合時嘗試的換擋的閾值時間根據(jù)這些參數(shù)改變，這又提高了 方法的復雜性，并且從而或者提高其錯誤判定的易發(fā)性或者顯著增大在 離合器閉合時正好仍可有利地執(zhí)行的換擋過程所需的安全余地。

發(fā)明內容
在上述背景下，本發(fā)明的目的在于，給出一種用于在利用或不利用 分離離合器的情況下在行駛時執(zhí)行車輛的自動變速器換擋的方法，該方 法相對于同類的方法在降低費用的情況下提供更高的可靠性，并且即使 在車重改變的情況下在驅動發(fā)動機運行時也可以可靠地給出在分離離合 器閉合時的換擋(下面也簡稱為無離合器的換擋)的有利性。
所述目的由獨立權利要求的特征來實現(xiàn)，而本發(fā)明的有利的設計方 案和改進方案可由從屬權利要求得出。
本發(fā)明以下述知識為基礎，即當在換擋過程的較晚的時刻對換擋模 式即無離合器的掛擋或在離合器打開時的掛擋作出判定時，可以在費用 降低的情況下提高對于無離合器的換擋的有利性的判定的可靠性。本發(fā) 明尤其以下述知識為基礎，即自動變速器一處于其擋位脫開的中性位置 中，大量按現(xiàn)有技術難以檢測的影響因素的、對判定重要的總作用就能 以簡單的手段和提高的安全性確定。
對于判定要使用的換擋模式，即無離合器的換擋或掛擋或者在分離
9200780042553離合器打開時的換擋或掛擋，歸根結底與單個所述因素的大小無關，而 是與由因素總和得到的、對換擋重要的轉速的作用，亦即特別是要通過 形鎖合連接而彼此抗旋轉地聯(lián)接的變速器元件的轉速的作用有關。
在脫開之前掛上的擋之后，通過簡單地檢測變速器輸出軸的轉速(或 者與該轉速處于充分固定的比例下的參數(shù)例如行駛速度或另 一 個與該變 速器輸出軸強制聯(lián)接的變速器元件的轉速)和所述轉速在時間上的變化 可以精確、可靠且經(jīng)濟地得出，車輛行駛速度從而以及同步轉速是否改 變以及如何改變。
為此，不是如按現(xiàn)有技術那樣必需詳細地確定裝載量、坡度、路面 不平度和其他變化的且通常只能用很大的費用和/或不精確地檢測的參 數(shù)以及接著計算耗時地且易出錯地將它們組成一個總值。此外，通過直 接檢測變速器輸出軸的轉速和轉速在時間上的變化可以相對簡單且精確
因此本發(fā)明從一種用于在利用或不利用分離離合器的情況下在行駛
時執(zhí)行車輛的自動變速器的換擋的選擇方法出發(fā)，其中車輛傳動系具有 發(fā)動機、具有多個固定傳動比的自動變速器、設置在發(fā)動機與自動變速 器之間的可自動轉換的分離離合器和用于按駕駛員和/或自動擋位選擇 裝置的規(guī)定控制傳動比變換的換擋控制裝置。
在此，換擋控制裝置不僅可以是一個獨立的裝置，而且可以是另一 控制裝置的一部分，還可以通過多個彼此在數(shù)據(jù)技術上連接的控制裝置 起作用，該換擋控制裝置設計成使它可以在判定單元判定后在分離離合 器打開或不打開的情況下執(zhí)行或觸發(fā)自動變速器的傳動比的變換，所述 判定單元可以是換擋控制裝置的一個集成的組成部分、 一個獨立的裝置 或在數(shù)據(jù)技術上與換擋控制裝置連接的另一控制裝置的一部分。
為了實現(xiàn)所述的目的而規(guī)定，判定單元在存在一定的基本條件時在 不打開分離離合器的情況下促使脫開初始擋，接著讀入關于與自動變速 器輸出軸的轉速密切相關的參數(shù)的大小和走向的數(shù)據(jù)以及至少在考慮所 述數(shù)據(jù)的情況下判定用于掛上目標擋的換擋^=莫式。
這里，需要更精確地解釋所提到的一定的基本條件它們應理解成，相應在具體設計方案中存在的數(shù)據(jù)被完全或部分地這樣分析，即在換檔
看是否顯得可執(zhí)行。'、、 、。； 、《
這應理解成，在從一開始能以足夠高的概率排除在分離離合器閉合 時成功地執(zhí)行換擋的情況下爭取在較早的時刻打開分離離合器，并且在 該情況中否則必需的對變速器輸出軸的轉速和轉速變化的檢查或者可以 適當?shù)夭贿M行，或者必要時可以根據(jù)其他分析準則實現(xiàn)。在此，上述的 足夠高的概率在個別情況下也可以由技術人員與變速器或傳動系相關地 確定。
原則上，首先在分離離合器閉合時開始換檔過程例如在下述情況下 將是不值得期待的，即在所述情況下一方面從變速器輸入軸的瞬時轉速 (或者例如與初始擋的已知速比相結合的行駛速度)而另 一方面從已知 的目標擋出發(fā)看起來安全的是，驅動發(fā)動機不能、不能在所希望的時間 間隔內或者只能帶有不希望的伴生現(xiàn)象地達到對于無離合器的換擋過程 所需的轉速。
然而只能在相應具體的個別情況中精確地確定，例如驅動發(fā)動機的 轉速下限應在哪里。與個別情況或傳動系有關還有，這里例如是否應考 慮恒定的轉速限值，或者判定單元例如是否訪問其他相關的信息例如發(fā) 動機油溫度、系統(tǒng)的瞬時電功率需求或空調的運行。在這些情況下有意 義的將會是，在考慮所述或者另外的或其他的參數(shù)的情況下動態(tài)地確定 轉速下限。
然而另 一方面技術人員在本發(fā)明的知識內例如由于在判定單元的可 供使用的程序存儲器或數(shù)據(jù)處理容量方面的限制也可決定，他想要在具 體的設計方案中完全或部分地放棄檢查所述基本條件。因此，在極端情 況下對于判定單元來說，所述確定的用于在分離離合器不打開的情況下 脫開初始擋的基本條件也可以僅僅在于檢查車輛是否靜止或者在要求換 擋的時刻是否已掛上擋且分離離合器閉合。
對于按本發(fā)明的方法重要的是，至少如果判定單元在分離離合器不 打開的情況下已促使脫開起始擋，則該判定單元因此讀入關于與自動變速器輸出軸的轉速密切相關的參數(shù)的大小和走向的數(shù)據(jù)，并且至少在考 慮上述數(shù)據(jù)的情況下判定用于掛上目標擋的換擋模式。
在此，所述的與自動變速器輸出軸的轉速密切相關的參數(shù)可以如上 所述地例如是車輪轉速、車輛行駛速度或另一旋轉部件的轉速，該部件 的速度比例在對于當前目的足夠精確地已知的程度內與變速器輸入軸的 轉速關聯(lián)。
由上述關鍵參數(shù)及其時間走向可以用簡單且經(jīng)濟的手段預測，自動 變速器輸入軸的哪個同步轉速是必需的或是所希望的，以及與所述轉速 的哪個偏差在此是可接受的或者甚至是受歡迎的。
顯然，可以將任何其他的數(shù)據(jù)例如在DE 102 49 951 Al中所述的車 輛參數(shù)和工作參數(shù)考慮到判定中，只要這在成本-功用評價方面看起來有 意義，當所述數(shù)據(jù)本來就可通過車輛數(shù)據(jù)總線提供時尤其如此。
判定單元基于或至少在考慮所述數(shù)據(jù)的情況下判定用于掛上目標擋 的換擋模式。因此，判定相應合適的換擋模式在換擋過程的與現(xiàn)有技術 相比決定性地較晚的時刻發(fā)生，并且以極其簡單的方式使得可以用最簡
的各單個|數(shù)的對判定重要的總和。 、 9
在此，判定的結果質量在使用簡單的判定模式的情況下已經(jīng)可預見 地明顯超過按DE 102 49 951 Al的方法的結果質量，因為后者以多重轉 接的作用鏈工作。下面應以示例對此解釋
按現(xiàn)有技術例如借助于由數(shù)字公路地圖得出的GPS定位數(shù)據(jù)讀出車 道的^JL數(shù)據(jù)和車輛的運動方向，由此在考慮估計的或得出的車重的情 況下得出爬坡阻力，該爬坡阻力被增大了必要時同樣根據(jù)車重得出的車 輛滾動阻力和與速度有關的空氣阻力，然而例如存在的逆風和錯誤調節(jié) 的胎壓的影響變得可以忽略，而按本發(fā)明的方法基本上通過在分離離合 器閉合時脫開初始擋并從而將自動變速器轉換到其中性位置中來使發(fā)動 機與被驅動的車輪分離就足夠了 。
接著，判定單元按照本發(fā)明的方法在例如二百毫秒或者更長的時間 內觀測車輛的行駛速度或變速器輸出軸的轉速隨時間如何發(fā)展。在此，對于該目的完全不重要的是，車輛的強烈的減速此時是應歸因于高的裝 載量和大的坡度還是應歸因于小的裝載量和強的逆風，并且胎壓以及車 道摩擦系數(shù)施加何種影響。
決定性的僅僅是下述知識，即車輛例如快速地減速，以至于不能有 利地在離合器閉合時掛上需要掛上的目標擋，因為換擋時間會由于在分 離離合器閉合時發(fā)動機輸出軸轉速的必需的強烈的降低而不希望地延 長，并且在分離離合器打開時的換擋過程例如由于激活內部的或外部的、 作用到自動變速器輸入軸上的制動會顯著加快地結束。
在按照本發(fā)明的方法的范圍內可能且有意義的是，首先處理所使用 的輸入數(shù)據(jù)、主要是變速器輸入軸的轉速信息。例如可能有意義的是， 在成功脫開初始擋后最初的幾亳秒內使用該數(shù)據(jù)，以便降低由負荷變化 引起的彈性變形的效應。代替于此，這種效應也可以用不同的統(tǒng)計學或 數(shù)學方法修正。
在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施形式中規(guī)定，判定裝置和換擋控制裝置 與具有固定傳動級的自動變速器共同作用，該自動變速器為轉換不同的 傳動比而至少主要地使用形鎖合的元件或構件。這首先是對于技術人員 長久已知的牙嵌式離合器。盡管按照本發(fā)明的方法原則上也可以有利地 應用在例如借助于同步環(huán)摩擦鎖合地同步的變速器中，因為至少在精確 的同步時能延長同步環(huán)的壽命并且此外在變速器本身的同步裝置失效時 可以從外部執(zhí)行同步，但在使用形鎖合的元件用于換擋時的優(yōu)點特別大。 這在于，在所述變速器中總歸至少在變速器驅動軸的必需的加速時必須 從外部通過提高發(fā)動機轉速來實現(xiàn)同步，該同步通過按照本發(fā)明的方法 在費用較小的情況下不僅在分離離合器的磨損方面而且在換擋質量方面 可以得到顯著改善。
按照本發(fā)明的另一種變型方案可以規(guī)定，判定單元在存在所述一定 的基本條件時在分離離合器不打開的情況下促使脫開初始擋，并且在繼 續(xù)的時間走向中監(jiān)控脫開初始擋是否在一個預定的時間間隔內實現(xiàn)。對 于超過該預定的時間間隔而沒有脫開初始擋的情況，促使換擋模式轉換 到在分離離合器打開的情況下的換擋。技術已知，然而它僅僅涉
及到某些特殊情況，即開始反接(Riickschaltuiig)。有利地，在按照本 發(fā)明的方法的范圍內，對成功地脫開初始擋的監(jiān)控首先設置在本方法的 時間流程中的一個明顯不同的位置上，即在對要使用的換擋模式作出判 定之前。與此相應地，所述安全功能也具有完全不同的任務。
現(xiàn)有技術中的所述安全功能用于在判定無離合器的換擋過程后在錯 誤判定的情況下作為緊急情況策略使換擋可以繼續(xù)運行或者防止變速器 控制裝置在時間上無限地等待脫擋，而在本發(fā)明方法中的所述安全功能 用于在按照前面描述的方法判定換擋模式之前使得可以提早地判定在分 離離合器打開時的換擋模式。
盡管所述安全功能自然在此也滿足下列任務，即防止或消除方法流 程的"停滯"，但它還在此具有縮短方法的意義，因為可以避免用常見 的方式，即借助于分析在變速器中性位置中的變速器輸出軸的轉速走向， 判定要使用的換擋模式。
盡管這樣的方法"縮短"的積極效應在按現(xiàn)有技術的方法中由于在 那里相當程度地要消耗的費用而仍然會大得多，但按照本發(fā)明的方法的 該改進方案提供了在較早的時刻有意義地判定換擋模式并避免多余分析 的可能性。
按照本發(fā)明的另一種變型方案規(guī)定，換擋控制裝置在判定換擋模式 之前的時刻開始朝向分離離合器打開位置的方向控制分離離合器的致動 器，其中換擋控制裝置在判定換擋模式之前僅僅執(zhí)行所述控制，使得在 分離離合器上不發(fā)生打滑或者不發(fā)生在實際中或在分離離合器的摩擦襯 片的磨損方面顯著的磨損。在此可以已經(jīng)在開始換擋過程時或者甚至在 開始換擋過程之前就已開始分離離合器的調整運動。這允許相對緩慢地 調整致動器并從而減小其磨損。
所述工作方式帶來的結果是，分離離合器在判定換擋模式的時刻對 于應在分離離合器打開時實現(xiàn)換擋的情況已經(jīng)部分地打開或放松，由此 可以加速后續(xù)的換擋過程。也可以規(guī)定，打開分離離合器，直到可以脫 開到目前為止的擋位。
14對于做出有利于在離合器閉合時掛擋的判定的情況，可以立刻將分 離離合器回調到其閉合的初始位置中，并且從而傳遞最大可能的轉矩。
如果換擋控制裝置根據(jù)負荷撤銷(Lastrttcknahme )的程度來控制 離合器致動器的運動速度，則對于快速實現(xiàn)負荷撤銷并且因而在閉合離 合器時的換擋成為可能的情況產(chǎn)生分離離合器的希望較緩慢的調節(jié)運 動，而在緩慢實現(xiàn)負荷撤銷并且因而在離合器打開時的換擋成為可能的 情況下相對快地或者在給定的時刻繼續(xù)地打開或放松分離離合器。因此 可以特別快速地執(zhí)行后續(xù)的換擋過程。
有利地，對換擋離合器的致動器的初始控制也可以與真正的程序流 程無關地進行，并例如調出到一個自己的模塊或一個現(xiàn)有的離合器控制 模塊中。此外，可以一同考慮用于控制分離離合器的致動器的其他參數(shù)， 所述參數(shù)在以后要做出的對換擋模式的判定方面同樣重要。
最后須指出，在脫開到目前為止的擋且還未掛上目標擋時，即在變 速器的中性位置中，根據(jù)變速器輸入軸的額定轉速與實際轉速之差的符 號和/或絕對值、和/或根據(jù)在目標擋中的變速器輸入轉速的絕對值的水 平、和/或根據(jù)目標轉速的梯度與內燃機輸出軸轉速的梯度之比、和/或根 據(jù)行駛阻力控制分離離合器的操作位置。


可以借助于 一個實施例進一 步解釋本發(fā)明。為此給說明書附上附圖， 該附圖示出所提出的方法的一個極其簡化的流程圖。所述方法作為程序 在一個組合的電子的變速器和離合器控制裝置中運行。
具體實施例方式
從帶有作為驅動發(fā)動機的內燃機、非同步多擋牙嵌式變速器和設置 在牙嵌式變速器與內燃機之間的可自動轉換的分離離合器的機動車出 發(fā)，該機動車以30km/h的行駛速度運動，假設，駕駛員或自動換擋設定 裝置發(fā)出 一個信號，牙嵌式變速器應從已掛上的第二擋轉換到第三擋。
所述調節(jié)命令被帶有集成的判定單元的換擋控制裝置接收，該換擋控制裝置于是在一個準備的步驟1中首先基于已知的行駛速度和初始擋 以及目標擋得出大致的需要由內燃機調節(jié)的同步轉速，并且開始慢慢地 朝分離離合器打開位置的方向調整離合器致動器。
在方法流程核心的接著的步驟2中，判定單元檢查用于在離合器閉 合時掛上目標擋的換擋^=莫式的一定的基本條件的存在。在所述示例中， 首先查詢車輛是否在行駛以及在所述時刻是否已掛上初始擋。這被肯定。 接著檢查是否應進行超過兩擋或更多擋的換擋。在此不是這樣的。假如 是這種情況(輸出"否")，則由于在要調節(jié)的同步轉速與內燃機的瞬 時的轉速之間的巨大的轉速差，在分離離合器閉合時換擋會是不利的， 并且程序將會立刻判定在離合器打開時換擋以及將剩下的控制任務交給 控制單元，該控制單元會以用于該模式的調節(jié)速度控制離合器致動器并 且在分離離合器打開的情況下執(zhí)行傳統(tǒng)的換擋?？梢圆贿M行其他計算并 且可以結束判定單元的程序流程(分支至附圖下方的功能方框)。因為 在這里所述示例中滿足基本條件(輸出"是")，所以程序轉到步驟3。
在步驟3中，換擋控制裝置按通常的且早就已知的規(guī)定，亦即尤其 在存在驅動發(fā)動機的足夠的、在此期間例如由發(fā)動機控制裝置促使的負 荷撤銷時，在分離離合器閉合時促使脫開第三擋。
此外要注意的是，所述負荷撤銷不僅涉及驅動發(fā)動機將正轉矩導入 到牙嵌式變速器中的情況，而且涉及這樣的、例如使用發(fā)動機制動并從 而甚至將正轉矩導入到內燃機本身中的工況。在此首先僅僅傳遞的轉矩 的足夠小的量是起決定作用的，因為在傳遞過大的轉矩時脫開擋是不可 能的或者至少是不值得希望的。然而所述流程對于技術人員是已知的, 在此不需要進一步解釋。
代替于此，同樣能以已知的方式控制致動器以用選擇的產(chǎn)生的調節(jié) 力脫開已掛上的第三擋，以便實現(xiàn)脫擋，只要上述轉矩足夠小。
在步驟4中，判定單元檢查一確定的恒定的或者在給定情形下被認 為適當?shù)臅r間間隔是否已過去而沒有成功地脫開第三擋。如果是這種情 況，則這是一個明確的、在分離離合器閉合時不能以所希望的精度或者 在希望的換擋時間內執(zhí)行掛上第二擋的提示。在所述情況下，判定單元同樣判定在分離離合器打開時的換擋過程，通過輸出"否"結束程序流 程并將在分離離合器打開的情況下控制換擋過程交給換擋控制裝置(分 支至附圖下方的功能方框)。
如果前提條件是可以用調節(jié)的致動器力并在為此最大給定的時間間
隔內脫開第三擋(輸出"是")，則程序轉到步驟5。
在所述步驟5中，判定單元監(jiān)控變速器輸出軸的轉速的轉速走向， 其中該判定單元在所述情況下可以例如不考慮最初的15毫秒，因為該最 初的15毫秒過于強烈地受到變速器輸出軸的由卸載決定的旋轉運動的影 響。在接著的例如300毫秒內或甚至一直到存在有足夠說服力的數(shù)據(jù)、 但最多在要在個別情況下確定的例如500毫秒的最大時間段內，判定單 元分析變速器輸出軸的所述轉速的走向。
接著，此時應為了對要選擇的換擋模式作出判定而在步驟6中例如 考慮兩種情況
在第 一種情況下判定裝置得出車輛強烈減速。這例如可能歸因于具 有大坡度的道路、含沙量大的地基、在裝載量小時的強逆風或者其他原 因。然而，加速的原因在這里歸根結底是不重要的，因為判定裝置僅須 評價在給定的情形下是在分離離合器打開時還是在分離離合器不打開時 換擋較有利。在所述情況下?lián)Q入到高擋。因此，在掛上目標擋后加在內 燃機上的轉速總歸明顯低于輸出轉速。此外，所述效應在此通過如下方 式加強，即第二與第三擋之間的速比差與其他擋位級差相比是比較大的。
因為在所述示例中變速器輸出軸的轉速同時增強地減速，所以判定 單元識別出在所述情況下使內燃機跟蹤至同步轉速會需要非所希望地長 的時間。在此會導致在內燃機轉速的減速與所需同步轉速的同時的降低 之間的竟賽。因此，判定單元輸出一個信號給換擋控制單元(輸出"否，，)， 即要在分離離合器打開的情況下執(zhí)行換擋過程，因為借助于作用到變速 器驅動軸上的變速器制動可明顯較快地達到同步轉速。
代替于此或者附加地，判定也可以在一種較復雜的判定方法中考慮， 發(fā)動機轉速在分離離合器閉合的情況下在達到同步轉速時預計如此低， 使得所需的轉矩不再能通過內燃機產(chǎn)生。
17在該情況中有利的是，分離離合器的致動器已經(jīng)被朝分離離合器打 開位置的方向操縱一直到一定的程度并且已脫開初始擋。換擋可以幾乎 同樣快地實現(xiàn)，似乎從一開始就未考慮在分離離合器閉合時的換擋。
在第二種示例性考慮的情況下，判定單元得到如下結果，即車輛只 略微地減速或者甚至稍微加速，因為該車輛例如在平坦且光滑的車道上 在適度的順風時行駛并且還強烈地裝載。在此，車輛加速行為的原因終 歸也是不重要的。然而判定單元識別出，內燃機的轉速在所述情況下在 離合器閉合時并且在不使用不對于這種慣性質量進行設計的變速器制動 的情況下可以亳無問題地以及在可接受的時間間隔內達到預計所需的同 步轉速。在該情況下，判定單元將一個用于在分離離合器閉合時執(zhí)行換 擋過程的命令傳遞給換擋控制單元，該換擋控制單元促使并監(jiān)控其他步 驟。這里例如包括開始分離離合器致動器的回位，以便在掛上第三擋后 分離離合器能立刻不打滑地傳遞最大的轉矩。
權利要求
1. 用于在利用或不利用分離離合器的情況下在行駛時執(zhí)行車輛的自動變速器的換擋的方法，其中車輛的傳動系具有發(fā)動機、帶有多個固定傳動比的自動變速器、設置在發(fā)動機與自動變速器之間的可自動轉換的分離離合器和用于按駕駛員和/或自動擋位選擇裝置的規(guī)定控制傳動比變換的換擋控制裝置，其中該換擋控制裝置設計成使該換擋控制裝置能在判定裝置判定后在分離離合器打開或不打開的情況下執(zhí)行自動變速器的傳動比變換，其特征在于所述判定單元在存在一定的基本條件時促使在分離離合器不打開的情況下脫開初始擋，接著讀入關于與自動變速器輸出軸的轉速密切相關的參數(shù)的大小和走向的數(shù)據(jù)，以及至少在考慮所述數(shù)據(jù)的情況下判定用于掛上目標擋的換擋模式。
2. 根據(jù)權利要求l所述的方法，其特征在于所述判定裝置和換擋 控制裝置與帶有固定傳動級的自動變速器共同作用，該自動變速器為轉 換不同的傳動比而至少主要使用形鎖合的元件。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征在于所迷判定單元在 存在所述一定的基本條件時在分離離合器不打開的情況下促使脫開初始 擋，并接著監(jiān)控脫開初始擋是否在預定的時間間隔內實現(xiàn)，并且對于在 超過所述預定的時間間隔而沒有脫開初始擋的情況促使換擋模式變換到 在分離離合器打開的情況下的換擋。
4. 根據(jù)上述權利要求中至少一項所述的方法，其特征在于所述換 擋控制裝置在判定換擋模式之前的時刻開始朝分離離合器打開位置的方 向控制分離離合器的致動器，并且所述換擋控制裝置在判定換擋模式之 前僅這樣執(zhí)行所述的控制，即使得在分離離合器上不發(fā)生打滑。
5. 根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于所述換擋控制裝置根 據(jù)負荷撤銷的程度控制離合器致動器的運動速度。
6. 根據(jù)上述權利要求中至少一項所述的方法，其特征在于在脫開到目前為止的擋且仍未掛上目標擋時，根據(jù)變速器輸入軸的額定轉速與 實際轉速之差的符號和/或絕對值、和/或根據(jù)在目標擋中的變速器輸入轉 速的絕對值的水平、和/或根據(jù)目標轉速的梯度與內燃機輸出軸轉速的梯 度之比、和/或根據(jù)行駛阻力，控制分離離合器的操作位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于按判定裝置的判定在利用或不利用分離離合器的情況下在行駛時執(zhí)行車輛的自動變速器、尤其是帶有至少主要是形鎖合的換擋元件的非同步變速器的換擋的方法，所述判定裝置在存在一定的基本條件時在分離離合器不打開的情況下促使脫開初始擋，并接著讀入關于與自動變速器輸出軸的轉速密切相關的參數(shù)的大小和走向的數(shù)據(jù)，以及至少在考慮所述數(shù)據(jù)的情況下判定用于掛上目標擋的換擋模式。改進方案涉及優(yōu)選根據(jù)負荷撤銷程度還在判定換擋模式之前提前和略微調整分離離合器，而在分離離合器上不發(fā)生打滑。
文檔編號B60W10/02GK101535108SQ200780042553
公開日2009年9月16日 申請日期2007年11月5日 優(yōu)先權日2006年11月17日
發(fā)明者B·德貝勒, N·維恩策克 申請人:腓特烈斯港齒輪工廠股份公司