CN102639908A - 用于运行具有内燃机的车辆动力系统的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行车辆动力系统的方法，车辆动力系统包括内燃机和变速装置（3），该变速装置在变速器输入轴（6）的区域中与内燃机处于操作连接，该变速装置具有形锁合的换档元件（A），其一个换档元件半部（A6）与变速器输入轴（6）处于操作连接并且其另一个换档元件半部（A7）与变速器输出轴（7）处于操作连接。在存在用于将变速装置（3）从在变速装置（3）的区域中中断力流的空档工作状态引导到在变速装置（3）的区域中形成力流的工作状态中的要求时，形锁合的换档元件（A）转入闭合的工作状态中。借助内燃机的转速的变化将所述形锁合的换档元件（A）的两个换档元件半部（A6、A7）之间的转速差引导到转速差范围中，在该转速差范围中，形锁合的换档元件（A）能被引导到闭合的工作状态中。

Description

用于运行具有内燃机的车辆动力系统的方法
技术领域
本发明涉及一种根据在权利要求1前序部分中详细定义的类型的用于运行具有内燃机的车辆动力系统的方法。
背景技术
由实践中已知的车辆动力系统通常分别具有一个内燃机和至少一个设置在内燃机和从动端端之间的变速装置，借助该变速装置可提供总是与工作状态相关的要求的传动比。
这种公知的并且被构成为自动变速器的变速装置用于借助换档元件形成各种不同的传动比，通过这些换档元件可分别摩擦锁合地传递施加的转矩。在存在用于形成定义的传动比的要求时，相应地至少一个或多个摩擦锁合的换档元件从变速装置的力流中断开，而至少一个或多个其它的摩擦锁合的换档元件为了形成要求的传动比而接入变速装置的力流中。在摩擦锁合的换档元件的接入过程期间，不要求特殊的同步措施来确保希望的换档舒适性，因为借助摩擦锁合的换档元件可在定义的压紧压力下在宽的转速差范围中实现追求的换档舒适性。
由于这种变速装置以公知的方式基于在打开的摩擦锁合的换档元件区域中出现的牵引损失，只能以不充分的效率来运行，所以用形锁合的换档元件取代一定的摩擦锁合的换档元件。在既具有摩擦锁合的换档元件又具有至少一个形锁合的换档元件以及具有相应的齿轮组结构的自动变速器中，为了实施定义的换档要求，可将至少一个形锁合的换档元件接入变速装置的力流中。
不利的是，具有或不具有附加的结构方面的同步装置的形锁合换档元件与摩擦锁合换档元件相比只有在转速差非常低的情况下、即接近其同步转速时才可舒适地切换，因此，设有至少一个形锁合换档元件的并且构成为自动变速器的变速装置的运行至少在执行一定的有形锁合换档元件参与的换档期间受到的影响超出希望的程度。要求的换档有可能在不希望地长的换档时间之后才能结束，因为在参与要求的换档的形锁合换档元件闭合之前必须将该形锁合的换档元件区域中的转速差调节到一个可使形锁合换档元件转入其闭合工作状态的量上。
但附加的用于使变速装置的形锁合换档元件同步以便能够在可接受的换档时间内且同时以高的换档舒适性来进行要求的换档的结构措施将不希望地提高变速装置的制造成本和安装空间需求。
发明内容
因此本发明的任务是提供一种用于运行车辆动力系统的方法，借助该方法能够以高的换档舒适性低成本地在无需变速装置的附加的安装空间要求的情况下在预定的换档时间内在变速装置中进行有至少一个形锁合的换档元件参与的换档。
根据本发明，该任务借助具有权利要求1的特征的方法得以解决。
在根据本发明的用于运行车辆动力系统的方法中，该车辆动力系统包括内燃机和变速装置，该变速装置在变速器输入轴的区域中与内燃机处于操作连接，该变速装置具有形锁合的换档元件，该换档元件的一个换档元件半部与变速器输入轴处于操作连接并且该换档元件的另一个换档元件半部与变速器输出轴处于操作连接，在存在用于将变速装置从在变速装置的区域中中断力流的空档工作状态引导到在变速装置的区域中形成力流的工作状态中的要求时，该形锁合的换档元件被引导到闭合的工作状态中。
根据本发明，借助内燃机的转速的变化将形锁合的换档元件的两个换档元件半部之间的转速差引导到一个转速差范围中，在该转速差范围中，形锁合的换档元件能转入闭合的工作状态中。
因此，变速装置的一个要接入的形锁合的换档元件在没有附加的结构方面的同步装置的情况下通过内燃机的相应运行低成本地在变速装置安装空间需求小的情况下在要求的换档期间在闭合过程之前被同步，由此能够以高的换档舒适性且同时在可接受的换档时间内进行换档。
在根据本发明的方法的另一有利的方案中，一个为了在变速装置的区域中形成力流要被接入的摩擦锁合的换档元件在内燃机的区域中的发动机干预之前转入闭合的工作状态中。为了能够考虑形锁合的换档元件上的转速差，这一点是需要的。
在根据本发明的另一种方案中，当形锁合的换档元件的变速器输入侧的换档元件半部的转速和变速器输出侧的换档元件半部的转速之间存在处于转速差范围之外的正的转速差时，减小内燃机的转速，直至该转速差处于转速差范围中。
此外在根据本发明的另一种方案中，当形锁合的换档元件的变速器输入侧的换档元件半部的转速和变速器输出侧的换档元件半部的转速之间存在处于转速差范围之外的负的转速差时，提高内燃机的转速，直至该转速差处于转速差范围中。
本发明的主题的其它优点和有利的实施方式由权利要求书和下面根据附图描述的实施例给出。
无论从属权利要求中给出的特征还是本发明的主题的下述实施例中给出的特征都适宜单独地或以任意组合来扩展本发明的主题。在本发明的主题的进一步扩展方面，各种特征组合不构成限制，而基本上只具有示例性的特点。
附图说明
附图如下：
图1为车辆动力系统的大大简化的示意图；
图2为根据图1的车辆动力系统的变速装置的齿轮简图；
图3为根据图2的变速装置的表格形式的换档简图；
图4为根据图1的车辆动力系统在执行要求的换档期间的多个不同工作状态参数的曲线图。
具体实施方式
图1示出一种车辆动力系统1，其包括内燃机2、变速装置3、差速器单元4和两个车轴5、6，借助变速装置3可形成用于前进和后退行驶的不同传动比，车轴5在当前为车辆后轴并且车轴6为车辆前轴。
图2中示出变速装置3或者说多级变速器的齿轮简图，该多级变速器原则上由本申请人的未公开的德国专利申请DE102008000429.4公开。变速装置3具有变速器输入轴6和变速器输出轴7，变速器输出轴在安装于车辆中的状态下与差速器单元4连接，而变速器输入轴6则与内燃机2处于操作连接。
此外，变速装置3包括四个行星齿轮组P1至P4，其中，优选构成为负传动比行星齿轮组的第一和第二行星齿轮组P1、P2构成可切换的前置齿轮组，而第三和第四行星齿轮组P3、P4则构成主齿轮组。变速装置3附加地包括六个换档元件A至F，其中，换档元件C、D和F构成为制动器并且换档元件A、B和E构成为换档离合器。
借助换档元件A至F能够可选择性地接通九个前进档“1”至“9”和一个倒档“R”，其中除了第四变速级“4”之外，在其它变速级中均是三个换档元件同时被引导到或保持在闭合的工作状态中，以便在变速装置3中实现传动或者说在变速装置3中形成力流。
换档元件A和F在当前构造成形锁合的换档元件，以便在变速装置3运行中与仅构造有摩擦锁合的换档元件的变速装置相比减小由打开的摩擦锁合的换档元件所引起的牵引力矩。由于形锁合的换档元件通常仅可在很窄的、围绕同步转速的转速差范围从打开的工作状态转入闭合的工作状态中，所以在没有附加的结构设计的情况下借助在下面将详细说明的本发明的方法辅助或通过根据本发明的操作方法完全实现要接入的形锁合的换档元件的同步。
借助图4中详细示出的按图1的车辆动力系统1的多个工作状态参数关于时间t的曲线详细解释本发明方法的一种方案的工作方式。
直至时刻T1，变速装置3处于所谓的空档工作状态“N”中，在该时刻基本上不能通过变速装置3从变速器输入轴6向变速器输出轴7的方向或在相反方向上引导驱动力矩，并且该时刻仅形锁合的换档元件F处于闭合的工作状态中，而其它的换档元件A至E则全部处于打开的工作状态中。在时刻T1，在变速装置3中发出用于进入第一前进档变速级“1”的换档要求，为了实现该变速级，除了换档元件F外，摩擦锁合的换档元件D和形锁合的换档元件A要转入闭合的工作状态中。
通过使形锁合的换档元件F在变速装置3的空档工作状态“N”中即使在无相应的换档要求的情况下也已经转入并且保持在其闭合的工作状态中，变速装置3可以以高的自发性运行。换档元件F也参与实现倒车传动比“R”，由此在存在相应的换档要求时可分别以短的换档时间从空档工作状态“N”切换到起动传动比或者说第一前进档传动比“1”或倒车传动比“R”中，这是因为只须闭合换档元件A和D或换档元件B和D。
为了实施从空档工作状态“N”到第一前进档变速级“1”的换档要求，首先通过换档元件D的操纵压力p_D的斜坡状上升使摩擦锁合的换档元件D闭合，其在换档元件F同时关闭的情况下且另一形锁合的换档元件A同时处于打开的工作状态中尚未在变速装置3中形成力流。紧接着，形锁合的换档元件A接入或者说转入其闭合的工作状态中。于是从空档工作状态“N”向第一变速级“1”的换档过程结束。
从时刻T2起，在该时刻摩擦锁合的换档元件D处于闭合的工作状态中，通过监控来确定，在形锁合的换档元件A的与变速器输入轴6处于操作连接的换档元件半部A6和形锁合的换档元件A的与变速器输出轴7联接的换档元件半部A7之间存在处于转速差范围之外的转速差，在该转速差范围中，该形锁合的换档元件可在预定义的换档时间之内且同时在要求的换档舒适性下转入闭合的工作状态中。出于该原因，在时刻T2在当前实施正的发动机干预，并且内燃机2的转速n_2斜坡状上升直至时刻T3。由此减小形锁合的换档元件A的变速器输入侧的换档元件半部A6的转速n_A6（其等于内燃机2的转速n_2以及变速器输入轴6的转速）和变速器输出侧的换档元件半部A7的转速n_A7之间的差值。
在时刻T3，形锁合的换档元件A的换档元件半部A6和A7之间的转速差处于预定义的转速差范围中，在该转速差范围中该形锁合的换档元件A可以以要求的换档舒适性转入闭合的工作状态中。出于该原因，形锁合的换档元件A的操纵压力p_A或者说操纵力在时刻T3骤然上升并且形锁合的换档元件A转入其闭合的工作状态中。紧接着，正的发动机干预又被取消，因此内燃机2的转速n_2直至时刻T4至少近似下降到时刻T2的转速水平上。
从时刻T3起在变速装置3中通过挂入第一前进档变速级“1”而形成力流，从该时刻T3起，车辆速度v_fzg以平缓的梯度连续增加，车辆速度在时刻T1和T3之间至少近似恒定并且大于零。
根据相应存在的应用情况，内燃机2在正的发动机干预期间以转速调节或力矩调节的方式运行，以便在形锁合换档元件A的区域中实现两个换档元件半部A6和A7之间的转速差的所谓的过零并且使形锁合的换档元件A能够基本上在同步的工作状态中转入其闭合状态中。
变速器输入转速在当前通过内燃机2的转速n_2的变化而变化，变速器输入轴6的转速在变速器输入轴6直接联接于内燃机2的发动机输出轴的情况下基本上等于内燃机2的转速n_2。在中间连接其它元件、例如与工作状态有关的打滑运行的摩擦锁合的切换元件或液力变矩器时，变速器输入转速为与内燃机2的转速n_2相当的转速。
附图标记列表
1车辆动力系统
2内燃机
3变速装置
4差速器单元
5车轴
6变速器输入轴
7变速器输出轴
“1”至“9”前进档传动比
“N”变速装置的空档工作状态
“R”倒车传动比
A至F换档元件
A6形锁合的换档元件A的变速器输入侧的换档元件半部
A7形锁合的换档元件A的变速器输出侧的换档元件半部
n_2内燃机的转速
n_A6变速器输入侧的换档元件半部的转速
n_A7变速器输出侧的换档元件半部的转速
p_A操纵压力
p_D操纵压力
P1至P4行星齿轮组
t时间
T1至T4离散的时刻
v_fzg车辆速度

Claims (5)

1.用于运行车辆动力系统（1）的方法，该车辆动力系统包括内燃机（2）和变速装置（3），该变速装置在变速器输入轴（6）的区域中与内燃机（2）处于操作连接，该变速装置具有形锁合的换档元件（A），该换档元件的一个换档元件半部（A6）与变速器输入轴（6）处于操作连接并且该换档元件的另一个换档元件半部（A7）与变速器输出轴（7）处于操作连接，在存在用于将变速装置（3）从在变速装置（3）的区域中中断力流的空档工作状态（“N”）引导到在变速装置（3）的区域中形成力流的工作状态中的要求时，该形锁合的换档元件（A）转入闭合的工作状态中，其特征在于，借助内燃机（2）的转速（n_2）的变化将所述形锁合的换档元件（A）的两个换档元件半部（A6、A7）之间的转速差引导到一个转速差范围中，在该转速差范围中，形锁合的换档元件（A）能被引导到闭合的工作状态中。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，另一个形锁合的换档元件（F）在变速装置（3）的空档工作状态（“N”）中保持在闭合状态中。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，一个为了在变速装置（3）的区域中形成力流要被接入的摩擦锁合的换档元件（D）在内燃机（2）区域中的发动机干预之前转入闭合的工作状态中。
4.根据权利要求1至3之一的方法，其特征在于，当所述形锁合的换档元件（A）的变速器输入侧的换档元件半部（A6）的转速（n_A6）和变速器输出侧的换档元件半部（A7）的转速（n_A7）之间存在处于转速差范围之外的正的转速差时，减小内燃机（2）的转速（n_2），直至该转速差处于转速差范围中。
5.根据权利要求1至4之一的方法，其特征在于，当所述形锁合的换档元件（A）的变速器输入侧的换档元件半部（A6）的转速（n_A6）和变速器输出侧的换档元件半部（A7）的转速（A7）之间存在处于转速差范围之外的负的转速差时，提高内燃机（2）的转速（n_2），直至该转速差处于转速差范围中。
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