CN102713370B - 用于运行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（1）的方法，该车辆动力系统具有发动机（2）、变速器（3）和输出端，所述变速器具有多个切换元件（A至F），为了得到不同的挡，所述切换元件相应地接入到动力流中或从动力流中断开。所述输出端与变速器（3）的变速器输出轴（7）耦联并且发动机（2）与变速器的变速器输入轴（6）耦联。根据本发明，当有在变速器（3）中在变速器输入轴（6）与变速器输出轴（7）之间中断动力流的要求时，所述多个切换元件（A至F）中的最大数量的切换元件转变到和/或保持在闭合的运行状态中，并且所述多个切换元件（A至F）中的其它切换元件转变到和/或保持在打开的运行状态中，此时变速器输出轴（7）是可旋转的。

Description

用于运行车辆动力系统的方法
技术领域
本发明涉及一种用于运行车辆动力系统的方法，该车辆动力系统具有发动机和带多个切换元件的变速器。
背景技术
实践中已知的车辆动力系统通常包括实现为内燃机的发动机，所述发动机总是通过带多个切换元件的变速器能与输出端进入作用连接，为了得到不同的挡，所述切换元件相应地接入动力流中或被断开。在此，输出端与变速器的变速器输出轴耦联，并且发动机与变速器的变速器输入轴耦联。
在输出轴转速大于零并且车辆驾驶员将脚从油门上离开而让车辆滚动的运行状态过程中，在车辆动力系统的常规运行方式中，通过共同运转的发动机，车辆基于发动机制动本身而被制动。
但这种制动经常是进行省油行车方式的驾驶员所不希望的。出于这个原因，在存在不同的运行状态参数时，将车辆在前述的运行状态过程期间转变到所谓的滑行运行中，在该滑行运行期间发动机例如在变速器的区域中通过在变速器输入轴与变速器输出轴之间中断动力流而与输出端解耦和断开。接着车辆在没有燃料燃烧和没有发动机方面的制动力矩的情况下无障碍地继续滚动，由此能减小车辆的燃料消耗。
但在此有问题的是，在有在变速器中在变速器输入轴与变速器输出轴之间耦联或者说建立动力流的要求时，直至在变速器区域中重新建立动力流之前，需要不希望地长的时间间隔。
发明内容
因此本发明的任务在于，提供一种用于运行车辆动力系统的方法，借助该方法能减小车辆的燃料消耗并且能在短的运行时间之内在变速器的区域中建立动力流。
根据本发明，该任务借助本发明的方法解决。
在根据本发明的用于运行车辆动力系统的方法中，该车辆动力系统具有发动机、变速器和输出端，所述变速器具有多个切换元件，为了得到不同的挡，所述切换元件相应地接入到动力流中或从动力流中断开，所述输出端与变速器的变速器输出轴耦联并且发动机与变速器的变速器输入轴耦联，当有在变速器中在变速器输入轴与变速器输出轴之间中断动力流的要求时，最大数量的切换元件转变到和/或保持在闭合的运行状态中，并且其它的切换元件转变到和/或保持在打开的运行状态中，此时变速器输出轴是可旋转的，在变速器的一个运行状态中，在该运行状态时在变速器中一个形锁合的切换元件是打开的，在有在变速器输入轴与变速器输出轴之间中断动力流的要求时，当在动力流取消之后通过将切换元件进行切换而将在所述形锁合的切换元件的区域中的转速差引导至一个能闭合所述形锁合的切换元件的转速差范围中时，则闭合所述形锁合的切换元件。
根据本发明的操作方式基于这样的认识，即原则上与打开的切换元件转变到闭合的运行状态相比，接入的切换元件能在较短的运行时间之内转变到打开的运行状态。通过将最大数量的切换元件转变到和/或保持在闭合的运行状态中，并且其它的切换元件转变到和/或保持在打开的运行状态中，当有在变速器中在变速器输入轴与变速器输出轴之间中断动力流的要求时，在接着有建立动力流的要求时能在短的运行时间内在变速器的区域中建立动力流，因为为了建立动力流，需要断开的切换元件多于需要接入的切换元件。
此外根据本发明运行的车辆动力系统的燃料消耗或者说发动机的燃料消耗能以简单的方式这样减小，即优选实现为内燃机的发动机与输出端解耦并且能在没有燃料燃烧的情况下与在实践中已知的滑行运行一样类似地运行。
在根据本发明的方法的一种优选的方案中，在变速器输出轴的转速大于零并且在有在变速器输入轴与变速器输出轴之间中断动力流的要求时，各切换元件转变到和/或保持在闭合的或打开的运行状态中。
如果在变速器输入轴与变速器输出轴之间中断动力流时变速器输入轴被闭合的切换元件至少接近抗旋转地保持，则在动力流中断时变速器以简单的方式转变到且保持在规定的运行状态中，从该运行状态出发能以简单的方式在变速器的区域中建立动力流。
如果在发动机作用在变速器输入轴上的转矩至少接近零时变速器输入轴通过切换元件抗旋转地保持，则以简单的方式避免实现为内燃机的发动机的停机。
在根据本发明的方法的方案中，在变速器的一个运行状态中有在变速器输入轴与变速器输出轴之间中断动力流的要求时，在所述运行状态中在变速器中一个形锁合的切换元件是打开的，当在动力流中止后通过接通切换元件在所述形锁合的切换元件的区域中的转速差被引导至一个转速差范围中时，在所述转速差范围之内能闭合所述形锁合的切换元件，则闭合所述形锁合的切换元件。在根据本发明的方法的这种方案中，在动力流中断期间在变速器的区域中已经为以后的动力流建立相应地预备车辆动力系统，使得为了建立动力流需要转变到闭合的运行状态的形锁合的切换元件在动力流中断时通过对切换元件的规定的操纵首先被同步并在至少接近同步的运行状态中被闭合。
在变速器输入轴与变速器输出轴之间中断动力流的要求之后紧接着有在变速器输入轴与变速器输出轴之间建立动力流的要求时，如果通过操纵为了得到在变速器中需要挂入的挡而需要被引导至闭合的运行状态中的切换元件而使变速器输入轴的转速至少接近适配于变速器输出轴的转速，则车辆动力系统在动力流建立的时刻在没有其它措施的情况下在短的运行时间之内处于同步的运行状态中。
在根据本发明的方法的另一种优选的方案中，在变速器的一个运行状态中，在变速器输入轴与变速器输出轴之间中断动力流的要求之后紧接着有在变速器输入轴与变速器输出轴之间建立动力流的要求时，在所述运行状态中在变速器中一个形锁合的切换元件是打开的，所述形锁合的切换元件在有建立动力流的要求时需要闭合，通过在发动机方面调节变速器输入轴的转速，将在所述形锁合的切换元件的区域中的转速差引导至一个转速差范围中，在所述转速差范围之内能闭合所述形锁合的切换元件。由此以小的控制花费和调节花费确保，为了建立动力流而需要接入的形锁合的切换元件能在预定的切换时间内转变到闭合的运行状态中并且能在短的运行时间之内提供动力流。
如果在变速器中的动力流中断时断开发动机，则在输出端的区域中避免由断开过程造成的可能会损害驾驶舒适性的反作用力矩。
在变速器区域中的动力流中断时并且在发动机断开时，为了得到规定的运行状态，通过操纵切换元件能抗旋转地保持变速器输入轴。
在根据本发明方法的另一种优选的方案中，在变速器输入轴与变速器输出轴之间中断动力流的要求之后紧接着有在变速器输入轴与变速器输出轴之间建立动力流的要求时，在变速器的区域中建立动力流之前接入发动机。由此，发动机可有利地用于使变速器输入轴的转速与变速器输出轴的转速同步，以便能以在需要操纵的切换元件的区域中的尽可能小的负荷在变速器的区域中建立动力流。
如果在在变速器的区域中建立动力流之后接入发动机，则比刚描述的操作方法更加节省燃料。
根据本发明方法的其它优点和有利的方案由权利要求书和接着借助附图按原理说明的实施例得出，为了明了性在不同实施例的说明中对于结构和功能相同的构件使用相同的附图标记。
在从属权利要求中说明的特征以及在接着的本发明主题的实施例中说明的特征分别单独地或以彼此间任意的组合地适合进一步构成本发明的主题。各相应的特征组合关于本发明主题的进一步方案不构成限制，而实质上仅具有示例性的性质。
附图说明
附图如下：
图1车辆动力系统的大大简化的示意图；
图2按图1的车辆动力系统的变速器的第一实施形式的齿轮组；
图3按图2的变速器的挡位图；
图4按图1的车辆动力系统的变速器的第二实施形式的齿轮组；
图5按图4的变速器的挡位图。
具体实施方式
在图1中描述了车辆动力系统1，该车辆动力系统具有：当前实现为内燃机的发动机2；变速器3，借助该变速器能得到用于前进行驶和倒车的不同挡；差速器4；两个车轴5、6，车轴5当前为车辆后轴并且车轴6为车辆前轴。
在图2中描述变速器3或者说多挡变速器的第一实施形式的齿轮示意图，该变速器原则上从DE 102008000429A1已知。变速器3具有变速器输入轴6和变速器输出轴7，该变速器输出轴在装配到车辆的状态中与差速器4连接，而变速器输入轴6与发动机2作用连接。
此外变速器3具有四个行星齿轮组P1至P4，优选构造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为主齿轮组。附加地，变速器3具有六个切换元件A至F，其中，切换元件C、D和F实现为制动器并且切换元件A、B和E实现为换挡离合器。
借助切换元件A至F能至少实现八个前进挡“1”至“8”和一个倒车挡的选择性换挡，为了在变速器3中得到挡或者说为了在变速器3中在变速器输入轴6和变速器输出轴7之间建立动力流，总是需要同时引导或保持三个切换元件到闭合的运行状态中。
切换元件A和F当前构造为形锁合的切换元件，以在变速器3的运行中与只借助摩擦锁合的切换元件构造的变速器相比减少由打开的摩擦锁合的切换元件引起的牵引力矩。因为形锁合的切换元件通常只能在同步转速周围的一个很窄的转速差范围中由打开的运行状态转变到闭合的运行状态，在没有附加的结构措施的情况下，通过对摩擦锁合的切换元件的相应操作或通过发动机干预来支持或者说完全实现需要接入的形锁合的切换元件的同步。
如果在变速器3中挂入用于前进行驶的第八挡“8”，则切换元件C、D和E保持在闭合的状态中。在有将车辆动力系统1过渡到滑行运行的要求时，同时也要求在变速器3的区域中在变速器输入轴6与变速器输出轴7之间中断动力流。为了得到滑行运行，附加地也要断开发动机2。
在此首先打开摩擦锁合的切换元件E并接着断开发动机2。切换元件B的操纵压力成斜坡形地提高，直到在始终处于打开的运行状态中的形锁合的切换元件A的区域中的转速差被引导至一个转速范围之内，在该转速范围之内所述形锁合的切换元件A处于至少接近同步的运行状态，在该运行状态时所述形锁合的切换元件A能以简单的方式转变到闭合的运行状态。
因为断开了发动机2，对于当前具有与变速器输入轴6作用连接的变速器油泵的初级供油装置，该发动机不能提供对于切换元件的供油所需要的驱动力矩。出于该原因，变速器3以未详细描述的方式具有次级供油装置。该次级供油装置例如可以这样构造，使得在断开发动机2时借助电驱动的泵进行液压的供给。
除了形锁合的切换元件A，切换元件C和D继续保持在闭合的运行状态中，由此在车辆动力系统1或者说变速器3的滑行运行S中，切换元件A、B、C和D处于闭合的运行状态。在变速器输入轴6与变速器输出轴7之间中断动力流并且变速器输出轴7能自由旋转，而变速器输入轴6被闭合的切换元件A至D抗旋转地保持。
如果在中断变速器3区域中的动力流的要求之后接着是在变速器输入轴6与变速器输出轴7之间建立动力流的要求，则首先确定车辆动力系统1的实际运行状态或者说车辆动力系统1的输出端的转速。如果基于车辆动力系统1的实际确定的运行状态，从滑行运行S出发需要在变速器3中挂入到第七挡“7”，则切换元件B和C转变到它们的打开的运行状态，而闭合切换元件E。
如果基于车辆动力系统1的实际的运行状态，需要在变速器3中挂入第六挡“6”，则打开切换元件B和D，而闭合切换元件E。在需要挂入第五挡“5”时，需要打开切换元件C和D，而需要闭合切换元件E。
由于具有行星齿轮组P1和P2的齿轮组群在滑行运行S期间被闭锁，通过在中断滑行运行的同时进入较高的挡位，能够非常迅速地实现动力流的建立。
变速器输入轴6的转速根据相应存在的使用情况能通过接入摩擦锁合的切换元件E或者能通过接入的发动机2提高到与变速器输出轴7的转速水平相当的转速水平。
原则上在过渡到滑行运行S时，首先通过打开一个或多个切换元件A至F中断动力流并接着断开发动机2。在断开发动机2后，通过接入和/或保持切换元件A至D在闭合的运行状态中，行星齿轮组P1和P2被闭锁，在该操作方式期间，变速器3的与变速器输入轴6耦联的变速器元件或者说这些变速器元件的转速减少到零。
在从第八挡“8”出发过渡到滑行运行S时，当在形锁合的切换元件A区域中的转速差接近零时，才闭合该形锁合的切换元件A。在整个滑行运行S期间，变速器3的具有行星齿轮组P1和P2的齿轮组群保持闭锁。
在退出滑行运行S时，这样在变速器3中建立动力流，即：将为了在变速器3中得到要求的挡而需要闭合的切换元件闭合或保持在闭合的运行状态中，并接着将需要挂入的挡位或者说目标挡位的一个仍然打开的切换元件闭合或同步。通常这种操作方法使得能够以最少的油泵方面的流量要求在变速器3的区域中尽可能快地建立动力流。
如果基于车辆动力系统1的实际的运行状态，从滑行运行S出发需要在变速器3中挂入第一挡“1”、第二挡“2”、第三挡“3”或第四挡“4”，则分别在另两个切换元件A和D、A和C、A和B或A和E之外使另一个切换元件F转变到闭合的运行状态。
因为形锁合的切换元件A在向滑行运行S过渡中已经转变到该切换元件的闭合的运行状态中，需要分别打开切换元件B和C、B和D、C和D或B至D，而一个摩擦锁合的切换元件D、C或B需要保持在闭合的运行状态中或者摩擦锁合的切换元件E需要转变到闭合的运行状态。接着将形锁合的切换元件F接入到动力流中，形锁合的切换元件F在发动机2的发动机启动期间或在发动机启动之后通过在发动机2区域中的确定的发动机干预进行同步并接着被闭合。
图4示出变速器3的第二实施形式的齿轮示意图，该变速器借助五个摩擦锁合的切换元件A至E和四个行星齿轮组P1至P4实现。根据图5中描述的挡位图，通过按图4的变速器3同样能至少得到八个用于前进行驶的挡“1”至“8”和一个倒车挡，为此分别需要保持切换元件A至E中的三个在闭合的运行状态中，而打开其余切换元件。
为了得到滑行运行S，需要保持切换元件A、C和E在闭合的运行状态中，而打开切换元件B和D。由此以简单的方式实现：在滑行运行期间闭合切换元件A至E中的最大数量的切换元件，变速器输出轴7能自由旋转并且同时变速器输入轴6被抗旋转地保持。
为了离开滑行运行S，分别在变速器3中挂入对于车辆动力系统1的实际确定的运行状态适合的挡，为此需要将分别与此对应的切换元件引导至或保持在闭合的运行状态中，而其它的切换元件需要被打开或保持在打开的运行状态中。
附图标记列表
1车辆动力系统
2发动机
3变速器
4差速器
5车轴
6变速器输入轴
7变速器输出轴
“1”至“8”用于前进行驶的挡
A至F切换元件
P1至P4行星齿轮组
S  滑行运行

Claims (10)

1.用于运行车辆动力系统(1)的方法，该车辆动力系统具有发动机(2)、变速器(3)和输出端，所述变速器具有多个切换元件(A至F)，为了得到不同的挡(“1”至“8”)，所述切换元件相应地接入到动力流中或从动力流中断开，所述输出端与变速器(3)的变速器输出轴(7)耦联并且发动机(2)与变速器的变速器输入轴(6)耦联，当有在变速器(3)中在变速器输入轴(6)与变速器输出轴(7)之间中断动力流的要求时，所述多个切换元件(A至F)中的最大数量的切换元件转变到和/或保持在闭合的运行状态中，并且所述多个切换元件(A至F)中的其它切换元件转变到和/或保持在打开的运行状态中，此时变速器输出轴(7)是可旋转的，其特征在于，在变速器(3)的一个运行状态中，在该运行状态时在变速器(3)中一个形锁合的切换元件(A)是打开的，在有在变速器输入轴(6)与变速器输出轴(7)之间中断动力流的要求时，当在动力流取消之后通过将切换元件(B至E)进行切换而将在所述形锁合的切换元件(A)的区域中的转速差引导至一个能闭合所述形锁合的切换元件(A)的转速差范围中时，则闭合所述形锁合的切换元件(A)，在变速器输入轴(6)与变速器输出轴(7)之间中断动力流的要求之后紧接着有在变速器输入轴(6)与变速器输出轴(7)之间建立动力流的要求时，通过操纵为了得到在变速器(3)中需要挂入的挡(“1”至“7”)而需要被引导至闭合的运行状态中的切换元件(A至F)，使变速器输入轴(6)的转速至少接近适配于变速器输出轴(7)的转速。
2.按权利要求1的方法，其特征在于，变速器输出轴(7)的转速大于零。
3.按权利要求1或2的方法，其特征在于，当在变速器输入轴(6)与变速器输出轴(7)之间中断动力流时，变速器输入轴(6)被闭合的切换元件(A至D，A、D、E)至少接近抗旋转地保持。
4.按权利要求3的方法，其特征在于，在发动机(2)作用在变速器输入轴(6)上的转矩至少接近零时，变速器输入轴(6)通过切换元件(A至D，A、D、E)抗旋转地保持。
5.按权利要求1或2的方法，其特征在于，在变速器输入轴(6)与变速器输出轴(7)之间中断动力流的要求之后紧接着有在变速器输入轴(6)与变速器输出轴(7)之间建立动力流的要求时，将为了得到与运行状态相关地在变速器中需要挂入的挡(“1”至“7”)而需要接入的切换元件(A至F)转变到和/或保持在闭合的运行状态中，而将其它的切换元件(A至F)转变到和/或保持在打开的运行状态中。
6.按权利要求1或2的方法，其特征在于，在变速器的一个运行状态中，在该运行状态时在变速器中一个形锁合的切换元件(F)是打开的，所述形锁合的切换元件在有建立动力流的要求时需要闭合，在变速器输入轴(6)与变速器输出轴(7)之间中断动力流的要求之后紧接着有在变速器输入轴(6)与变速器输出轴(7)之间建立动力流的要求时，通过在发动机方面调节变速器输入轴(6)的转速，将在所述形锁合的切换元件(F)的区域中的转速差引导至一个能闭合所述形锁合的切换元件(F)的转速差范围中。
7.按权利要求1或2的方法，其特征在于，在变速器(3)中的动力流中断时，断开发动机(2)。
8.按权利要求7的方法，其特征在于，在发动机(2)断开时，通过操纵切换元件(A至D，A、C、E)抗旋转地保持变速器输入轴(6)。
9.按权利要求1或2的方法，其特征在于，在变速器输入轴(6)与变速器输出轴(7)之间中断动力流的要求之后紧接着有在变速器输入轴(6)与变速器输出轴(7)之间建立动力流的要求时，在变速器(3)的区域中建立动力流之前接入发动机(2)。
10.按权利要求1或2的方法，其特征在于，在变速器输入轴(6)与变速器输出轴(7)之间中断动力流的要求之后紧接着有在变速器输入轴(6)与变速器输出轴(7)之间建立动力流的要求时，在变速器(3)的区域中建立动力流之后接入发动机(2)。
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