CN103161940A - 用于控制变矩离合装置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于控制变矩离合装置的方法，该变矩离合装置具有液力变矩器、锁止离合器和换档离合器以及在机动车、例如重型商务车的动力总成系统中在动力流中布置在驱动马达的传动轴和换档变速器的变速器输入轴之间，在该变矩离合装置中变矩器能借助锁止离合器在传动轴和换档离合器之间跨接，并且变速器输入轴能借助换档离合器与变矩器和传动轴脱离，其中，在变速器换档时变速器输入轴通过换档离合器与变矩器脱离，并且其中，锁止离合器在通过变矩器执行的起动过程之后闭合。为了改善配设有该变矩离合装置的车辆的行驶舒适度以及为了减小离合器磨损而设置，锁止离合器的闭合过程在紧接着起动过程的变速器换档期间在打开的换档离合器情况下进行。

Description

用于控制变矩离合装置的方法

技术领域

本发明涉及按权利要求1的前序部分的用于控制变矩离合装置的方法。

背景技术

变矩离合装置通常和换档变速器一起使用在针对要求高的使用目的的商用车中，例如重载领域、施工工地领域或军事领域，以便也在最艰苦条件下使得车辆的简单且小磨损的起动成为可能。

公知的变矩离合装置在这种车辆的动力总成系统中布置在内燃机和换档变速器之间，并且包括用于转换内燃机的驱动力矩的液力变矩器；优选构造成摩擦离合器的锁止离合器，该锁止离合器平行于在动力总成系统中的变矩器布置并且可以机械上地跨接变矩器；通常还包括可以在滑行运行中跨接变矩器的滑行飞轮；以及换档离合器或分离离合器，换档变速器可以借助该换档离合器或分离离合器在变速器换档期间与马达脱离。

换档变速器大多为自动变速器，其通常在无负荷的状态下、亦即动力总成系统打开的情况下进行换档。这种自动换档变速器可以具有简单的形状锁合的嵌牙换档元件或装备有锁定同步装置，这些锁定同步装置各通过摩擦离合器平衡换档伙伴的转速以及通过锁定元件在同步结束之后才允许档位的形状锁合的挂入。

液力变矩器公知由充油的壳体和导轮构成，在该壳体中，泵轮与驱动马达或者说内燃机的曲轴连接或能够连接，并且在壳体中，涡轮与从动轴连接或能够连接，所述导轮布置在泵轮和涡轮之间，能朝着飞轮运动并作为用于转矩转换的支撑元件。

在运行中，由车辆内燃机驱动的泵轮使变矩器的注油

运动。油的动态流动能由涡轮吸收并转化成转动运动，该转动运动被传递给变速器的输入轴。导轮使从涡轮回流的油转向，从而使得涡轮的能给出到变速器上的转矩高于泵轮的由内燃机吸收的转矩。变矩器因此作为无级变速器工作，该无级变速器可以使驱动马达的转矩典型地提高2至2.5倍。因为泵轮始终先于涡轮，所以产生了依赖于转速差地渐增的滑差，该滑差使变矩器的效率下降。此外，在能量转变时在变矩器中产生了将油加热的热量。因此在现代驱动器中的液力变矩器从头到尾仅短时地在加速阶段中，例如用于在牵引运行中或在延迟阶段中的起动地例如作为在滑行运行中换档时的辅助器件运行。否则将变矩器的泵轮和涡轮借助锁止离合器力锁合地连接，从而使得变矩器跨接并且液力地不起作用。

在变矩离合装置中，涡轮的从动件或者说锁止离合器的输出侧与传统的液力变矩器相比，不是直接而是能切换地与换档变速器的变速器输入轴连接。为此，优选构造成摩擦离合器的以及能由控制器操控的换档离合器在动力流中布置在涡轮和变速器输入轴之间。带变矩器的内燃机因此能在变速器换档的情况下与换档变速器进而与变速器的从动件和受驱动的车轮脱离。

为了起动，在这样构造的动力总成系统中无负荷地挂入起动档以及闭合换档离合器。进行驱动的内燃机然后可以通过变矩器将转矩传递给车轮并且起动车辆。在起动过程结束后，将锁止离合器闭合进而将驱动马达的传动轴抗相对转动地与变速器输入轴连接。在用于在接下来的行驶运行中变换档位的变速器换档期间，将换档离合器相应打开，以便无负荷地换档变速器。锁止离合器在此可以保持闭合。变矩器传统上、亦即在锁止离合器打开且换档离合器闭合的情况下用作起动元件，并且换档离合器在锁止离合器闭合的情况下在档位变换时作为变速器的分离和连接元件用于驱动地起作用。

尤其在伴随高负荷以及由此造成的在变矩器上的相对高的转速差的、如在开头所述的应用情况中经常出现的那样的行驶状况下，在起动过程之后的锁止离合器闭合的情况下基于驱动马达的惯性而可能出现车辆的突然的加速。这样的换档冲击会让驾驶员感到不舒适。

由DE 2011 206 A公开了带有变矩离合装置的机械上的变速器，该变矩离合装置在动力流中接在变速器之前并且包括液力变矩器；与变矩器并联的锁止离合器；以及布置在变矩器和变速器之间的分离离合器。在该变速器的情况下，由变矩器提供的行驶舒适性使用在所有档位中。切换单元设置用于依赖于转速在变速器的这些档位中打开或闭合锁止离合器。为了确定锁止离合器的切换点，该切换单元的如下的转速值作为输入参数，该转速值依赖于变速器的从动件转速和驱动件转速。可以电子或机械上地实现在该转速值和驱动件转速以及从动件转速之间的依赖性关系。驱动件转速可以是马达转速或由变矩器滑差产生的变速器输入转速。变速器的从动件转速由变速器输入转速以及各已换档的传动比产生并且确定了车辆的行驶速度。从该转速值得出针对每个档位的用于打开和闭合锁止离合器的独特的切换点，以便在充分利用变矩器的情况下优化变速器的运行特性。

由DE 10 2010 028 077 A1公开了自动换档变速器，带有液力起动和制动元件，该起动和制动元件包括泵轮、涡轮以及锁止离合器，并且在动力流中接在换档变速器之前。泵轮与驱动马达的传动轴连接并且通过锁止离合器能与中间轴连接，该中间轴与变速器输入轴连接。涡轮能通过飞轮离合器与中间轴连接以及能通过制动器相对壳体制动。在升档的情况下为了同步目标档位，将涡轮借助制动器以及将换档变速器输入轴借助变速器的同步设备制动。变速器输入轴的制动在涡轮制动期间就已经伴随着时间错开而开始地进行。通过涡轮和变速器输入轴的尽量平行进行的制动，在换档时达到了变速器牵引力中断的缩短以及整个换档持续时间的缩短进而提高了行驶舒适度。

由DE 10 2007 032 946 A1公开了带有换档变速器和变矩离合装置的动力总成系统，该变矩离合装置在动力流中接在换档变速器之前并且包括液力变矩器、与变矩器并联的锁止离合器以及布置在变矩器和换档变速器之间的分离离合器。分离离合器构造成摩擦离合器并且能自动操纵。换档变速器设有若干形状锁合的换档离合器、如嵌牙离合器，它们可以同步化或不同步。将分离离合器原则上在低于最小车辆行驶速度以及不操纵加速踏板且操纵制动踏板的情况下脱开，以及随着挂入起动档在超过最小车辆行驶速度或操纵加速踏板或不操纵制动踏板的情况下接合。借助制动踏板的经重复检测的操纵度或者由此推导出的各与预先给定的边界值作比较的参数来识别随即而来的起动过程和随即而来的停车过程。在车辆起动时，将分离离合器然后在超过预先给定的车辆最小速度或松开制动踏板或操纵加速踏板之前就进行接合。在车辆停车时，将分离离合器在不操纵加速踏板和操纵制动踏板的情况就已经在低于车辆最小行驶速度之前脱开。由此来避免摩擦离合器的过负荷以及改善行驶舒适度。

发明内容

在这个背景下，本发明所要解决的技术问题是，提供用于控制变矩离合装置的方法，该方法在用之运行的车辆中改善了行驶舒适度以及减小了离合器磨损。

从独立权利要求的特征得出该技术问题的解决方案，而由从属权利要求能得到本发明有利的设计方案和扩展方案。

本发明基于这样的认识，即，在用于重载应用和道路外应用的商用车中，该商用车带有中断牵引力地进行换档的优选自动的变速器和接在变速器之前的、带有锁止离合器以及用于在变速器换档时中断动力总成系统的换档离合器的液力变矩器，当闭合过程在换档离合器本来就打开的那样的运行阶段中进行时，于是能无冲击地且可靠地执行锁止离合器在高负荷下的困难的闭合过程。

相应地，本发明由用于控制变矩离合装置的方法出发，该变矩离合装置具有液力变矩器、锁止离合器和换档离合器以及在车辆、例如重型商用车的动力总成系统中在动力流中布置在驱动马达的传动轴和换档变速器的变速器输入轴之间，在该变矩离合装置的情况下变矩器能借助锁止离合器在传动轴和换档离合器之间跨接，并且在该变矩离合装置的情况下变速器输入轴能借助换档离合器与变矩器以及传动轴脱离，其中，在变速器换档的情况下变速器输入轴通过换档离合器与变矩器脱离，并且其中，锁止离合器在通过变矩器执行的起动过程之后被闭合。为了解决所提出的技术问题，本发明设置，锁止离合器的闭合过程在接着起动过程的变速器换档期间在打开的换档离合器的情况下进行。

相应地，锁止离合器在起动后有利地在正在进行的变速器换档期间被闭合，其中，驱动马达、包括变矩器通过换档离合器与从动件分开。在闭合锁止离合器时在变矩器输入侧和变矩器输出侧之间的转速和转矩均衡在此令人愉快地不会由驾驶员发觉，因为通过开的动力总成系统不会发生车辆的加速急冲。由此提高了行驶舒适度以及减小了在锁止离合器上的磨损。

此外可以设置，针对锁止离合器的闭合过程考虑如下的转速判据，按照这个判据，当驱动马达已达到或超过预先给定的最小转速和在变矩器上的由其输入侧的转速和其输出侧的转速得出的转速差已低于预先给定的最大值时，才闭合锁止离合器。由此确保，锁止离合器能方便且磨损很小地被闭合，并且没有将变矩器在无效的以及低效的运行区域中运行。但是因为按照本发明的教导，针对锁止离合器的闭合的优先的触发判据是变速器换档，所以在变速器换档期间，在与变速器输入轴进而与从动件脱离的变矩器的情况下所提到的转速阈值相对传统的方法可以更为宽大地来确定。尤其可以针对闭合过程接受在变矩器上的相对而言较大的转速差。

此外可以设置，确定等候期，在超过该等候期后闭合锁止离合器，如果到那时自起动过程没有触发变速器换档的话。由此可以确保，针对起动后不接着进行变速器换档的情况，例如因为基于在很大的坡度下的高行驶阻力而必须保持起动档，在确定的时间段期满后还是将变矩器跨接，以便车辆不会没必要地长时间在变矩器运行中行驶以及不允许产生在变矩器中的高的油温以及提高的燃料消耗。

相宜地，在等候期期满后，先在锁止离合器进行闭合之前检测和评估驱动马达的马达转速以及变矩器的转速差。在此可以应用更为严厉的转速判据，这些更为严厉的转速判据在变速器换档之外的传统地闭合锁止离合器的情况下通常被使用。

为了确定等候期可以设置：在停车过程中获知当前的行驶阻力值；以及在紧接着该停车过程的起动过程之后考虑该行驶阻力值。基本上由爬坡阻力以及滚动阻力和空气阻力产生的行驶阻力可以例如从车辆加速度与马达力矩的比例和/或借助坡度传感器足够精确地来确定。用于获知机动车行驶阻力的方法例如在DE 10 2006 022 170 A1中说明。

相应地，等候期可以依赖于当前的行驶阻力，该行驶阻力在接近车辆静止状态的情况下被获知或计算出。由此可以尤其在非常大的坡度的情况下或在困难的道路外关系的情况下延长变矩器运行，必要时甚至没有时间上的界限。另一方面，在大的坡度或者说高的行驶阻力下也能缩短等候期，这导致，尽管在变矩器上的转速差相对很高，但该转速差通过变矩器的提前跨接而下降。这样做是有意义的，以便可以实施所期望的升档。

此外可以设置，在变速器换档时和/或在起动过程中，先等待所谓的安全期，在该安全期期间，抑制锁止离合器和/或换档离合器的操控或该操控的改变。由此可以原则上确保，在短时地出现信号波动或传感器故障时，例如在检测相关的转速和加速度时，不会进行不期望的或提前地触发的变速器换档或变矩器跨接。

但安全期的持续时间可以在行驶阻力上升的起动过程中也不断地与上升的行驶阻力适配，其中，安全期朝着缩短该安全期的方向变化，例如以便使得变矩器的尽可能早的闭合成为可能。

附图说明

为了示出本发明，给说明书附上实施例附图。在该附图中，惟一一幅图1示意性地简化示出了商用车的带有变矩离合装置的动力总成系统。

具体实施方式

用于重载牵引车辆的带有由变矩离合装置和自动换档变速器的组合的这种动力总成系统本身是公知的。变矩离合装置1包括液力变矩器2、能自动操纵的锁止离合器7、滑行飞轮8以及换档离合器9。锁止离合器7和换档离合器9构造成摩擦离合器。

变矩器2在未示出的充油的壳体中具有泵轮3、涡轮4和导轮5。泵轮3与构造成内燃机的驱动马达11的驱动轴10或者说传动轴连接。涡轮4与换档离合器9的输入侧9a连接。换档离合器9的输出侧9b与自动换档变速器13的变速器输入轴12连接。变矩器2的导轮5布置在泵轮3和涡轮4之间并且能朝着飞轮6的方向运动地布置。锁止离合器7在输入侧与驱动马达11的驱动轴10连接以及在输出侧与换档离合器9的输入侧9a连接。滑行飞轮8并联地布置在驱动马达11和锁止离合器7之间。

换档离合器9在变速器13换档时用作用于打开动力总成系统进而用于使换档变速器13与变矩器2以及与驱动马达11脱离的分离元件。变矩器2能用作起动元件。锁止离合器7用作在驱动马达11和换档离合器9或者说在换档离合器闭合时换档变速器13之间的机械上的力锁合元件。滑行飞轮8用作跨接元件，用于在车辆的滑行运行中跨接变矩器2。

在按本发明进行的用于控制变矩离合装置1的方法中，在首先静止的车辆起动之前，在换档离合器9打开的情况下在变速器13中挂入起动档、例如二档或三档，并且然后闭合换档离合器9。驱动马达11在车辆的接下来具体的起动中，通过变矩器2在锁止离合器7打开和换档离合器9闭合的情况下将驱动力矩传递到受驱动的车轮上，因此车辆起动，其中，驱动力矩在变矩器2中上升以及在换档变速器13中相应所换档的起动档被转换。

直至接下来第一次换档，但最长直至依赖于当前行驶阻力提前确定的等候期期满，锁止离合器7都保持打开。当换档离合器9将动力总成系统打开用于在变速器13中执行换档进而将驱动马达11和变矩器2与从动件脱离时，在正在运行的变速器换档期间闭合锁止离合器7。通过在挂入目标档位后闭合换档离合器9，因此将驱动马达11直接在驱动技术上联接到换档变速器13上。

当前的行驶阻力值可以例如在车辆的上一次停车过程中、亦即在当前的起动过程之前被获知。通过已提到的等候期与当前的行驶阻力值的依赖性，等候期可以在较小和较大的值之间。由此确保了起动过程至少在很大程度上在利用变矩器2的情况下来执行。

锁止离合器7的闭合过程依赖于转速地进行，其中，这个闭合过程在马达转速已达到最小转速值且在先于涡轮4的泵轮3和涡轮4之间的转速差已低于最大转速值时才开始。

若不应当在液力起动之后可以执行变速器换档，例如因为基于很大或很长的行车道坡度，刚刚激活的起动档还应继续被使用时，那么在等候期期满后将锁止离合器7在变速器换档之外闭合。由此确保车辆不会没必要地长时间在变矩器运行中行驶。在这种运行方式中，也依赖于转速地、但优选用另外的转速极限值、例如首先地泵轮3和涡轮4的较小的转速差的情况下进行锁止离合器7的闭合过程。

附图标记列表

1  变矩离合装置

2  液力变矩器

3  泵轮

4  涡轮

5  导轮

6  飞轮

7  锁止离合器

8  飞轮

9  换档离合器

9a 换档离合器输入侧

9b 换档离合器输出侧

10 驱动轴

11 驱动马达

12 变速器输入轴

13 换档变速器

Claims (7)

1.用于控制变矩离合装置（1）的方法，所述变矩离合装置具有液力变矩器（2）、锁止离合器（7）和换档离合器（9）以及在机动车、例如重型商务车的动力总成系统中在动力流中布置在驱动马达（11）的传动轴（10）和换档变速器（13）的变速器输入轴（12）之间，在所述变矩离合装置中所述变矩器（2）能借助所述锁止离合器（7）在所述传动轴（10）和所述换档离合器（9）之间跨接，并且在所述变矩离合装置中所述变速器输入轴（12）能借助所述换档离合器（9）与所述变矩器（2）和所述传动轴（10）脱离，其中，在变速器换档时所述变速器输入轴（12）通过所述换档离合器（9）与所述变矩器（2）脱离，并且其中，所述锁止离合器（7）在通过所述变矩器（2）执行的起动过程之后被闭合，其特征在于，所述锁止离合器（7）的闭合过程在紧接着起动过程的变速器换档期间在打开的换档离合器（9）的情况下进行。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，针对所述锁止离合器（7）的闭合过程考虑如下的转速判据，按照所述转速判据，当所述驱动马达（11）已达到或超过预先给定的最小转速和在所述变矩器（2）上的由在所述变矩器（2）上的输入侧的转速和输出侧的转速得出的转速差已低于预先给定的最大值时，才闭合所述锁止离合器（7）。

3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，确定如下的等候期，在超过所述等候期后闭合所述锁止离合器（7），如果到那时在起动过程之后没有触发变速器换档的话。

4.按权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述等候期期满后，在将所述锁止离合器（7）闭合前，先检测以及评估所述驱动马达（11）的马达转速和所述变矩器（2）的转速差。

5.按权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，在停车过程中获知当前的行驶阻力值，以及在紧接着停车过程的起动过程之后在确定等候期时考虑该行驶阻力值。

6.按权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，在变速器换档时和/或在起动过程中，先等待如下的安全期，在所述安全期期间，抑制所述锁止离合器（7）和/或所述换档离合器（9）的操控或所述操控的改变。

7.按权利要求6所述的方法，其特征在于，所述安全期的持续时间在行驶阻力上升的起动过程中不断地与上升的行驶阻力适配，其中，所述安全期朝着缩短所述安全期的方向变化。

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