CN101466961A - 用于识别汽车的被动起动过程的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于识别汽车(1)的被动起动过程(例如不期望的起动过程)的方法，该被动起动过程中汽车(1)逆着与所选取的档位相关的行驶方向运动，所述方法凭借机构检测自动起动元件(4)的与速度切换变速器(3)的变速器输入轴(12)连接的次级侧(11)相对于起动元件(4)的与传动发动机(2)的传动轴(10)连接的初级侧(9)的逆转的转动方向，其中，依赖于转动方向进行输送的变速器油泵(16)配属于该速度切换变速器(3)。为了在所述方法中简单而成本低廉地在时间上接近此类起动过程开始时识别出逆转的转动方向，而对变速器输入轴(12)的转速和速度切换变速器(3)内的油压进行分时性地检测并且进行相关性检验，借助该相关性检验，在相关性缺失时，确定起动元件(4)的初级侧(9)与次级侧(11)的转动方向不同并且作为结果将与传动相关的措施导入到由该相关性检验识别出的不期望的被动的起动过程。此外本发明还涉及一种用来实施该方法的装置。

Description

用于识别汽车的被动起动过程的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种方法和一种装置，用于根据权利要求1的前序部分或权利要求11的前序部分对汽车的被动起动过程进行识别。
背景技术
在装有自动的或者自动化的换档变速器的汽车中，在起动过程、驻车过程或者档位切换过程中对自动起动元件，特别是对起动离合器进行控制，通过该起动离合器对传动系与传动发动机的联接产生影响。为此，将各种与运行相关的传感器数据(例如发动机转速、变速器输入转速、行驶踏板位置、行驶速度以及换档意图)传送给电子控制装置并且在相应的评估之后，同样以可变的闭合度或开放度来触发起动离合器的分离或者联结，以便保证毫无问题的、舒适的行驶运行。由此，有待驾驶员操作的离合器踏板被取消。
通常地，起动离合器在汽车驻车时分离，特别是在内燃发动机的转速下降到低于空转转速时，防止内燃发动机卡住和/或限制蠕变倾向，该蠕变倾向对于自动变速器，在挂入处于空转的行驶速度级时，在未压合制动器的情况下出现。
在这样的运行状态下，当前的行驶阻力与车道坡度、车道状况等相应地以如下方式起作用，即汽车被动地、也就是在未通过传动发动机导入传动力矩的情况下，在变速器以力配合的方式与被传动的汽车车轮相连接的情况下，在滚动方向上运动，其中该滚动方向可以与所选取的前进档或者倒车档相应然而或者与之相反并由此与驾驶员的起动意愿相应然而或者与之相反。
如果滚动方向与跟档位相关的行驶方向相反，那么汽车例如通过在车道坡度上的滚动而以挂入的倒车档在前进方向上运动，于是变速器输入轴和传动发动机的传动轴同样转动并由此起动元件的次级侧以及初级侧同样相应地相反地转动，也就是在逆转的(也就是倒转的)转动方向上转动。
这种非正常的运行状态应当尽可能即刻通过将汽车截住而被终止，以便避免不受控制的速度增加以及离合器元件(例如摩擦片)的不允许的高的转速。如果汽车通过离合器被截住，于是，以依赖于汽车的动能的方式在联结的时间点上，要么将汽车的行驶方向反转到所选取的行驶方向，要么发生发动机转速的突然地下降，在极端的情况下甚至发生传动发动机的转动方向反转。
特别是对于较重的载货车(这些载货车越来越多地配备有与自动化的离合器相连接的、自动化的变速器换档装置)，在坡度大的坡道或者斜面上由于不受控制的滚动对驾驶员而言仅发生难于掌控的起动状况和/或在闭合离合器时，造成传动系的部件(离合器、发动机、变速器)上的磨损以及甚至损坏的后果。
由DE 199 32 052 A1公知一种用于识别自动化的变速器的变速器从动轴的转动方向的方法，在该方法中将从动轴转速的时间性分布或者与之相当的变量(例如制动压力分布)与在电子存储器中存放的各种反映特性的特征变量(例如针对“以回转的方式负重地在坡道上上坡前行”的行驶状态的从动轴转速特征曲线)进行比较。依赖于所获知的行驶状态对同步点进行相应的计算，在同步点处可以进行用于离合器开闭的压力控制。通过对同步点(该同步点虑及汽车的与所选取的行驶方向相反的滚动)的计算，防止对离合器在时间上不利的控制，这种时间上不利的控制可以导致离合器和变速器的舒适性丧失以及过载。
已知的方法在没有附加的转动方向传感器或者转速传感器(该转速传感器被以对转动方向敏感的方式构成)的情况下也是可以行得通的，由此节约成本。提供一种有效的机构可供使用，用来在所述滚动过程中保护离合器和变速器。然而不利的是，借助所存放的特征曲线进行的可信性检测需要比较耗费时间的且复杂的算法，所述算法直至明确地配属实际的行驶状态时，在参考其它参数(诸如根据行驶踏板位置或者对制动踏板操作的载重要求)的情况下，可能导致正常换档运行中的换档延迟。此外，所述特征曲线是汽车型号专门性的，所以对于每个所采用的汽车型号需要进行分别的检测以及如果需要进行匹配。另外，需要比较耗费成本的数据存储器以及快速的信号传递装置。
由申请人的DE 10 2004 057 122 A1公知另一方法，用于识别起动离合器的次级侧的转动方向，在该方法中，当离合器的次级侧(也就是变速器侧)上的当前转速大于初级侧(也就是发动机侧)的当前转速时，起动离合器以可变的闭合度闭合。在此，离合器的所述闭合度以依赖于次级转速的加速度的方式调节。接下来，传动发动机的转速借助发动机控制装置被调整到额定转速，优选为次级转速。于是，当初级转速与次级转速在预先给定的时间段内彼此平衡时，识别到起动离合器的初级侧与次级侧相同的转动方向。反之，当起动离合器的闭合导致初级转速或发动机转速下降到某一阈值之下，特别是下降到空转转速之下时，识别到次级侧相反取向的转动方向。
该方法同样在不设有昂贵的转动方向识别型传感器的情况下可以行得通。此外，无需特征曲线存储器并且不需要与汽车型号专门地匹配，由此节约了其它成本。不利的影响是，在各种情况下，首先必须将离合器至少闭合直至确定的程度并且然后基于该闭合过程的作用可能会将离合器闭合至离合器侧逆转的转动方向。这使得预防性的准备措施是必需的，该准备措施用于在相反的转动方向上出现高的转速差时，保护离合器防止过度负荷，特别是快速的控制指令，用于打开离合器或者将变速器换档到安全的中间位置。为此，通过附加的离合器换档和发动机转速提高可能在该方法中出现提高的燃料消耗和磨损。
发明内容
鉴于所述背景，本发明基于如下任务，即给出一种方法和一种装置，用于识别汽车的被动起动过程，所述方法和装置在接近此类起动过程的开始时，对发动机侧的传动轴与变速器侧的变速器输入轴之间的逆转的转动方向进行识别以及尽管如此所述方法和装置是简单而且成本低廉的。
该任务的解决方案由独立权利要求的特征得到，而本发明的有利的构造方案和改进方案可以从从属权利要求中获悉。
本发明对如下实际情况是有好处的，即很多轿车以及通常所有的大型载货车配置有依赖于转动方向进行输送的变速器油泵，该变速器油泵的转动方向与变速器输入轴的转动方向相关联。本发明基于如下认识，即具有此类油泵的变速器内的油压可以被用作对于变速器输入轴的转动方向的指示参量。
因此，本发明由如下方法出发，对汽车的被动起动过程进行识别，例如不期望的起动过程，在这样的起动过程中汽车与所选取的、与档位相关的行驶方向相反地运动，本发明借助如下机构用于检测自动起动元件的与速度切换变速器的变速器输入轴连接的次级侧相对于起动元件的与传动电动机的传动轴连接的初级侧的逆转的转动方向，其中依赖于转动方向进行输送的变速器油泵配属于该速度切换变速器。
对于被动起动过程，是指汽车的如下的起动过程或者滚动，特别是与所希望的行驶方向相反，在该被动起动过程中，行驶阻力以如下方式作用，即对于力配合的变速器，汽车在未通过传动发动机导入传动力矩的情况下运动。
对于自动起动元件，是指所有无需由驾驶员操作的离合器系统，特别是指可以通过电子控制设备控制的起动离合器，还有自动的离合器类型，例如离心式离合器，所述离心式离合器依赖于发动机转速地在离心力作用下变为力配合的。
为了解决所列任务，本发明设置为，对变速器输入轴的转速和速度切换变速器内油压分时性地检测并且对变速器输入轴的转速和速度切换变速器内油压进行相关性检验，借助该相关性检验在相关性缺失时，确定起动元件的初级侧与次级侧不相同的转动方向；以及作为该检验的结果将与传动相关的措施导入到由该检验识别出的不被期望的被动的起动过程。
汽车中的许多变速器(特别是以在载货车中所采用的结构尺寸)具有用来对变速器进行润滑和冷却的变速器油泵，所述变速器油泵通常以依赖于转动方向的方式进行输送。因此，仅在或者至少仅在润滑油泵的传动装置(也就是变速器输入轴)在符合要求的方向上转动，也就是与传动发动机的传动轴相同的方向上转动时，那么此类的润滑油泵才或者至少才进行符合要求地输送。因此，在离合器的次级侧的转动方向与变速器内的润滑油压之间存在明确的相关性。
由此，通过所述方法对于所有如此装备的汽车实现对变速器输入轴的转动方向的简单而成本低廉的监测，所述监测在未设有附加的转动方向传感器、费力的算法或者特征曲线比较以及也不进行试验性的离合器操作的情况下对转动方向反转进行可靠地识别，所述转动方向反转基于汽车的与当前由驾驶员为了起动而选取的档位相反的滚动。
特别地，如同在本发明的特别有利的构造方案中设置的一样，可以由变速器输入轴的转速上升(该转速上升不会引起速度切换变速器内的油压的上升)而将离合器闭合到变速器输入轴的逆转的转动方向。此外，伴随变速器输入轴的转速的相应上升(在变速器输入轴的转速上升时未测量到变速器内的油压或者油压的上升)的微小的滚动已经足以快速而可靠地识别两个离合器侧的反运转的转动方向。
因为在具有变速器油泵的自动化变速器中通常存在用于变速器输入轴的、有利的、转动方向恒定的转速传感器以及用于变速器内的油压监测的压力敏感性机构(压力开关或者压力传感器)并且总是提供发动机转速可供使用，所以对于根据本发明的方法不产生附加的部件开支，所述方法特别地以成本低廉的以及节约结构空间且节约重量的方式发挥作用。
为了对转动方向进行监测，在最简单的情况下除了变速器输入轴的转速分布以外，仅诸如“润滑油压为零”或“润滑油压不为零”的信息是必需的。由此，特别成本低廉的、简单的油压开关足以实施该方法。由此，保证了对离合器在很大程度上的保护以及如果需要保护变速器在逆转的转动方向情况下免于损坏。
在设有压力传感器的情况下，可以使用该压力传感器对变速器内的填充量，也就是油位进行监测，由此可以用信号告知传感器内缺油以及如果需要可以触发差错反应和/或保护措施，进而可以实现汽车运行安全性的进一步提高。此外，由此可以确保，由于损坏(例如由于漏油)的油压缺失，不会错误地解读为是转动方向发生逆转。
如另外可以设置的那样，借助压力传感器可以对变速器油压的时间性压力分布进行精确地检测，以便对润滑油压的上升或下降进行监测。
例如在传动轴的变速器输入轴以较高的转速超前时，同样可以由压力分布通过将该压力分布与输入轴的转速分布进行比较来识别在各个所选取的行驶方向的被动的起动过程，以便通过对离合器相应的控制也在此避免不受控制的速度增加以及使舒适的联结变得容易。
当起动离合器上的逆转的转动方向被识别到时，于是存在如下的可能性，如果在此，当附属于闭合过程的离合器负载仍保持在允许的范围内时，借助离合器将汽车截住，抑或否则就让离合器打开着。在此，离合器的闭合度可以是关于挤压力和时间性分布而变化的，以便在避免过度的离合器负载的同时，实现尽可能高的换档舒适度，其中特别地把在顾及到传动轴和变速器输入轴的转动方向的情况下的传动轴转速与变速器输入轴的转速之间的转速差作为用来预先确定所预期的离合器负载的参数。为了保护离合器，例如在转速差高于预先规定的阈值时，保持离合器是打开的。
为了预先确定离合器负载，原则上可以考虑到所有可供使用的相关的运行参数，这些运行参数例如关于汽车重量、车道坡度以及滚动方向(例如在挂入倒车档时的向前滚动或者在挂入前进档时的向后滚动)。
其它措施同样可以作为所识别出的逆转转动方向的结果。例如可以将变速器换档到中间位置。同样也可以考虑汽车运行制动器的主动的制动干预，以便在重新开始起动尝试之前将汽车安全地停住。由此，可以在出现逆转的转动方向时保护离合器和变速器免于损坏以及还进一步地改善行驶安全性。
此外，可以设置为，在依赖于发动机转速进行换档的起动离合器中，在识别到被动起动过程时通过传动发动机的转速调整来控制起动离合器的操作。由此，该方法也可以被有利地应用于自动的离心式离合器中。特别是可以通过发动机控制装置而如此地影响发动机转速，即根据所预期的离合器负荷来操作离合器或者不操作离合器。
下面描述一种装置，该装置特别好地适用于前面所描述的方法的执行。该装置通过独立权利要求11的特征来限定。
因此，本发明进而由用于识别汽车的被动起动过程的装置出发，该装置具有：传动发动机，该传动发动机通过传动轴与自动起动元件的初级侧连接；速度切换变速器，该速度切换变速器通过变速器输入轴与起动元件的次级侧连接，其中速度切换变速器具有依赖于转动方向进行输送的变速器油泵；以及用于至少检测变速器输入轴的转速以及检测依赖于变速器油泵的输送的变速器油压的机构。
此外，为了解决所列任务，本发明关于该装置设置为，存在如下的控制装置，在该控制装置中可以将至少关于变速器输入轴转速和变速器油压的信号或者与之相当的信号分时性地读入或者相互比较，其中凭借该控制装置由所述信号比较可以获知起动元件的次级侧与初级侧之间不相同的转动方向，并且借助该控制装置可以产生依赖于转动方向的输出信号，用来至少对起动元件进行控制。
通过该控制装置，可以借助可供使用的依赖于转动方向进行输送的油泵的变速器油压信号以及由变速器输入轴的转速信号，有利地实现对传动发动机与变速器之间不相同的转动方向的快速识别。该控制装置可以特别节约成本地集成到已经存在的用于控制自动起动元件的控制设备中，从而不需要要求附加结构空间的部件。
附图说明
为了阐明本发明而为说明书附有实施例附图。
在附图中，
图1示出具有自动离合器的载货车的传动系的示意图，
图2示出对于润滑油压与变速器输入轴-转动方向之间的相关性的图解，以及
图3示出对于润滑油压与变速器输入轴-转动方向之间的相关性的另一图解。
具体实施方式
因而在图1中示出载货车1，载货车1具有被构成为内燃发动机的传动发动机2以及被构成为自动化换档变速器3的速度切换变速器。传动电动机2和变速器3可以通过被构成为摩擦离合器的自动起动元件4以力配合的方式相互连接。自动起动离合器4可以通过(未示出的)促动器借助控制装置15被控制。传动发动机2的通过变速器3转化的传动力矩可以以已知的方式通过变速器从动轴5和差速器6传递到载货车1的被传动的汽车车轮7、8上。
起动离合器4凭借其初级侧9通过传动轴(曲轴)10与传动发动机2连接并且凭借其次级侧11与引导到变速器3中的变速器输入轴12连接。此外，为传动轴10和变速器输入轴12配有转速传感器13和14，通过转速传感器13和14可以将传动轴10的转速和变速器输入轴12的转速传送给控制装置15。
变速器3为了润滑和冷却而具有油泵16，油泵16与变速器输入轴12传动联接，并且依赖于变速器输入轴12的转动方向来输送润滑油以及在变速器3内产生润滑油压。最后，存在油压传感器17，通过油压传感器17的信号输出可以将变速器3内的油压数值传送给控制装置15。
下面对在这样的载货车1在典型的运行场合下的根据本发明的方法的实施例进行描述。
汽车1停在坡道上并且应当在坡道上被向后上坡地驱动。理想的是，汽车1在挂入倒车档时在闭合起动离合器4的情况下在预先设置的行驶方向上、也就是向后地运动。在此，与传动轴10连接的初级侧9和起动离合器4的与变速器输入轴12连接的次级侧11具有相同的转动方向并且在无滑脱的、力配合的连接情况下，也具有相同的转速，也就是发动机转速。
此外，在图2中以简化的图示示例性地示出与发动机转速19和变速器油泵16的油压分布20相比的变速器输入轴12的转速分布18，其中转速n或者压力p关于时间t绘制。控制装置15在到时间点21记录到正常的起动过程，在该正常的起动过程中，变速器输入轴12的转速与传动发动机2的转速一致并且通过油泵16产生相应的符合要求的大于零的油压以及通过压力传感器17来确定该油压。
然而，由于在车道坡度上的行驶阻力，汽车1在挂入倒车档和保持起动离合器4仍然打开的情况下开始在向前的方向上滚动，该汽车1便处于非正常的被动起动过程。在此，变速器输入轴12通过汽车车轮7、汽车车轮8、差速器6、变速器从动轴5以及变速器3而被传动。由于与所挂入的倒车档有效连接的汽车1的向前运动而引起变速器输入轴12的转动方向的逆转，从而变速器输入轴12与传动轴10相反地转动以及凭借该变速器输入轴12，起动离合器4的次级侧11也与传动轴10相对地转动并且由此与起动离合器4的初级侧9相对地转动。
发动机1与变速器输入轴5的不相同的转动方向的结果在图3中示出。虽然变速器输入轴转速18由于汽车1的滚动而上升，但是控制装置15没有记录到润滑油压或者说压力等于零或者至少没有记录到润滑油压的上升。控制装置15以此识别到关于起动离合器4的逆转的转动方向并且提供相应的信号数值可供使用。该数值可以凭借当前的转速差和有利地凭借其它可供使用的运行参数而被继续处理。
作为结果而发出信号，要么凭借该信号对起动离合器4进行控制，以便截住汽车1并且使汽车1沿所希望的方向上运动，要么凭借该信号首先保持起动离合器4打开着，防止即将发生的离合器过载或传动发动机2的卡住并且同样触发其它措施。
附图标记
1            汽车
2            传动发动机
3            速度切换变速器
4            起动元件
5            变速器从动轴
6            差速器
7            汽车车轮
8            汽车车轮
9            离合器初级侧
10           传动轴
11           离合器次级侧
12           变速器输入轴
13           转速传感器
14           转速传感器
15           控制装置
16           变速器油泵
17           油压传感器
18           变速器输入轴-转速分布
19           传动发动机-转速
20           变速器油压分布
21           时间点
n            转速-纵坐标
p            压力-纵坐标
t            时间-横坐标

Claims (11)

1.用于识别汽车(1)的被动起动过程的方法，该被动起动过程例如是不期望的起动过程，在所述被动起动过程中所述汽车(1)逆着与所选取的档位相关的行驶方向运动，所述方法借助机构用于检测自动起动元件(4)的与速度切换变速器(3)的变速器输入轴(12)连接的次级侧(11)相对于所述起动元件(4)的与传动发动机(2)的传动轴(10)连接的初级侧(9)的逆转的转动方向，其中，依赖于转动方向进行输送的变速器油泵(16)配属于所述速度切换变速器(3)，其特征在于，对所述变速器输入轴(12)的转速和所述速度切换变速器(3)内的油压进行分时性地检测并且进行相关性检验，借助所述相关性检验，在相关性缺失时确定所述起动元件(4)的所述初级侧(9)与所述次级侧(11)的转动方向不同，并且作为结果，将与传动相关的措施导入到由所述相关性检验识别出的不期望的被动的起动过程。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，由所述变速器输入轴(12)的不会引发所述速度切换变速器(3)内油压上升的转速上升，而将离合器闭合到所述变速器输入轴(12)的逆转的转动方向上。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述起动元件(4)是起动离合器，在所识别到的不期望的被动起动过程中，在通过闭合所述起动离合器而未超出预先确定的最大允许离合器负载的情况下，所述起动离合器至少闭合直至预先确定的可变的闭合度，以及否则所述起动离合器(4)保持打开着。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述最大允许离合器负载是至少借助传动轴(10)与变速器输入轴(12)的转速差而在顾及到所述轴(10、12)的转动方向的情况下确定的。
5.根据权利要求1到4中至少一个所述的方法，其特征在于，在依赖于发动机转速进行换档的起动离合器(4)中，所述起动离合器(4)的操作在所识别到的被动起动过程中是通过所述传动发动机(2)的转速调整来控制的。
6.根据权利要求1到5中至少一个所述的方法，其特征在于，借助压力开关来监测所述变速器油压。
7.根据权利要求1到5中至少一个所述的方法，其特征在于，借助压力传感器(17)来监测所述变速器油压。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，对所述变速器油压的压力监测附加地包括对所述变速器(3)内的油位的监测。
9.根据权利要求1到8中至少一个所述的方法，其特征在于，检测所述变速器油压依赖于时间的压力分布。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，借助所述变速器油压的依赖于时间所检测的压力分布，识别在所选取的行驶方向上的被动起动过程。
11.用于识别汽车的被动起动过程的装置，所述装置具有：传动发动机(1)，其通过传动轴(10)与自动起动元件(4)的初级侧(9)连接；速度切换变速器(3)，其通过变速器输入轴(12)与所述起动元件(4)的次级侧(11)连接，其中，所述速度切换变速器(3)具有依赖于转动方向进行输送的变速器油泵(16)；以及用于至少检测所述变速器输入轴(12)的转速以及检测依赖于所述变速器油泵(16)的输送的变速器油压的机构，其特征在于，提供控制装置(15)，在所述控制装置(15)中，至少能够将关于所述变速器输入轴转速和所述变速器油压的信号或者与之相当的信号分时性地读入或者相互比较，其中，凭借所述控制装置(15)能够由所述信号比较获知所述起动元件(4)的所述次级侧(11)与所述初级侧(9)之间不相同的转动方向，并且借助所述控制装置能够产生依赖于转动方向的输出信号，用来至少对所述起动元件(4)进行控制。
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