CN103671881A

CN103671881A - 控制变速器制动器的方法

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Publication number: CN103671881A
Application number: CN201310429414.1A
Authority: CN
Inventors: 马库斯·甘索尔
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2012-09-18
Filing date: 2013-09-18
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2033-09-18
Also published as: DE102012216595A1; US9002599B2; US20140081539A1; CN103671881B; DE102012216595B4

Abstract

本发明涉及一种控制变速器制动器的方法，尤其是控制自动化的手动变速器的变速器制动器的方法，所述自动化的手动变速器以中间轴结构方式实施并具有牙嵌式离合器，所述变速器制动器与输入端变速器轴作用连接并且能够利用分别形成为2/2磁切换阀的入口阀和出口阀液压或者气动操作，其中，当从负载档升档至目标档时，在挂出负载档之后，为了目标档的同步首先打开所述入口阀并关闭所述出口阀，为了调节出尽量恒定的制动力矩(M_Br)，在能确定的打开持续时间(T_VE)之后关闭所述入口阀，并且为了获得同步转速，在能确定的关闭持续时间(T_VA)之后打开所述出口阀。本发明规定新的方法步骤用于依赖于同步过程的预定参数确定所述入口阀的打开持续时间(T_VE)。

Description

控制变速器制动器的方法

技术领域

本发明涉及一种控制自动化的手动变速器的变速器制动器的方法，所述自动化的手动变速器以中间轴结构方式实施并具有牙嵌式离合器，所述变速器制动器与输入端变速器轴作用连接（Wirkverbindung）并且能够利用分别形成为2/2磁切换阀的入口阀和出口阀液压或者气动操作，其中，在由负载档升档至目标档位时，在挂出负载档之后，为了目标档的同步，首先打开所述入口阀并关闭所述出口阀，为了调节出制动力矩，在一定的打开持续时间之后关闭所述入口阀，并且为了获得同步转速，在一定的关闭持续时间之后打开所述出口阀，其中，依赖于同步过程的预定参数确定所述入口阀的打开持续时间。

背景技术

用于纵向安装的、以中间轴结构方式实施的手动变速器通常具有输入轴、至少一个中间轴和输出轴。输入轴通过充当起动和换挡离合器的马达离合器可与驱动马达的驱动轴相连并且可与其分离。中间轴相对于输入轴轴平行地设置并且与其永久地形成驱动连接，该驱动连接通过这样的输入恒定级形成，该输入恒定级至少由一个具有两个抗相对转动地设置在相应变速器轴（输入轴和中间轴）上的固定齿轮的圆柱齿轮对构成。输出轴相对于中间轴轴平行地设置，并且相对于输入轴同轴地设置并且可选地可通过针对不同传动比的多个档位与中间轴相连。档位通常形成为圆柱齿轮档位，其具有相应的一个抗相对转动地设置在变速器轴（中间轴或者输出轴）上的固定齿轮和一个可转动支承在其他变速器轴（输出轴或者中间轴）上的空套齿轮。为了切换档位，即，为了在中间轴和输出轴之间建立具有相关圆柱齿轮档位的传动比的驱动连接，给每个空套齿轮分配一个档位离合器。相邻圆柱齿轮档位的空套齿轮通常至少成对设置在同一变速器轴上，从而档位离合器相应成对与分别一个共同的换档套管组合成双换档元件。

由负载档升档至较高的目标档的换档过程一般由此开始，即，降低驱动马达输出的扭矩并且在差不多同时打开马达离合器，之后挂出负载档。随后执行目标档同步，具体而言，将输入转速（即，在目标档的档位离合器的输入端部件上的、由输入轴或者中间轴转速确定的转速）降低至目标档的档位离合器的输出端部件上的、由输出轴转速确定的同步转速。之后挂入目标档，随后几乎同时关闭马达离合器并且再次提高驱动马达输出的扭矩。

在自动化的手动变速器中，输入转速通常利用设置在输入轴上的转速传感器检测，相反，输出转速利用设置在输出轴上的转速传感器检测。对于这两个转速的可比性，所需的是，使其涉及共同的变速器轴，即，进行相应换算。然而因为尤其在空套齿轮成对交替设置在中间轴和输出轴情况下相应换算具有目标档档位离合器的、与自身有关的变速器轴上的转速是相对麻烦的，所以两个转速往往均不依赖于有关空套齿轮的设置方式地统一涉及同一变速器轴，优选涉及输入轴。为此仅需要，在输出轴上检测到的输出转速通过与目标档传动比和输入轴上的输入恒定级传动比相乘来换算，相反，在输入轴上检测到的输入转速可以保持不变。目前没有明确论述自身已知的转速换算，而是将输入转速和输出转速分别理解为已经涉及同一变速器轴，尤其是输入轴的转速。

通常称为牙嵌式离合器的非同步的档位离合器与利用磨擦环和卡止齿同步的档位离合器相比一般具有明显更简单的结构，更低的制造成本，更紧凑的尺寸和非常不容易受磨损和故障影响。在具有牙嵌式离合器的自动化的手动变速器中，升档时目标档的同步优选通过居中设置的可控制动装置，例如通过与输入轴或者中间轴作用相连的变速器制动器实施。为同步和挂入不同步目标档对变速器制动器以及换档调节器进行控制与为同步和挂入同步目标档对换档调节器进行依赖于调节路径的、调节速度和调节力可变的控制相比相对简单，这是因为，有了为此设置在输入轴和输出轴上的转速传感器的传感器数据大致就足够了。

以中间轴结构方式实施的自动化的手动变速器的典型变速器制动器例如在DE 10 2010 002 764 A1中结合那里的图4已做说明。已知变速器制动器被形成为可气动操作的盘式制动器并且设置在手动变速器的中间轴的马达侧端部上。变速器制动器的制动盘通过内外同步齿交替抗相对转动地与中间轴和壳体固定安装的制动器壳体相连。变速器制动器的操作通过在制动气缸中可轴向运动设置的活塞实施，活塞在轴向外部由制动气缸的压力室内的可控调节压力驱动并且为此反向于设置在活塞和中间轴之间的弹簧的复位力压靠制动盘。压力室中起作用的调节压力的控制通过在输入端与压力管路相连的入口阀和在输出端与无压管路相连的出口阀实施，它们在输出端或输入端通过相应的较短通道与制动气缸的压力室相连。这两个阀门在此形成为2/2磁切换阀，它们相对较廉价并且可以实现简单的控制流程。因为要不消耗能量地可靠打开处于断开状态下的变速器制动器，所以处于未操作，即，无电流状态下的入口阀是关闭的，而处于未操作状态下的出口阀是打开的。

在升档同步过程期间一般如此实施对两个阀门的控制，即，在挂出负载档之后差不多同时打开入口阀并关闭出口阀。由此压力介质从压力管路流入变速器制动器的输出端关闭的压力室并且使内外制动盘通过活塞彼此压靠，由此形成制动力矩，输入轴利用该制动力矩制动。当已形成同步目标档所需的制动力矩时，关闭入口阀。由此压力介质被锁在变速器制动器的压力室内，这样变速器制动器的制动力矩就保持恒定。为了得到同步转速或者说为了避免输入轴过度制动，在达到同步转速之前适时打开出口阀，由此压力介质从变速器制动器压力室排出至无压管路，这样就消除制动力矩，即，断开变速器制动器。

目前已知的控制这种变速器制动器的方法的局限性在于，当执行输入轴的由升档决定的制动时，利用变速器制动器带来的制动梯度确定打开出口阀（即，断开变速器制动器）的最佳时间点。

在DE 102 24 064 B4中说明了一种控制变速器制动器的相应方法，其中，接通变速器制动器之后，利用输入转速梯度外推出输入转速，如此确定变速器制动器的断开时间点，即，在挂入目标档时，在预定公差范围内，输入转速相当于通过输出转速确定的同步转速。在确定切断时间点时，考虑变速器制动器的断开迟滞时间和输出转速梯度，其归因于输出轴上起作用的造成的力矩并且导致同步转速的相应变化。然而在已知方法中，在变速器制动器断开过程中消除制动力矩被看做是不连续或者说跳跃式的过程，这并不精确符合现实情况，导致该方法的一定的误差。

相反，在由DE 10 2010 002 764 A1已知的控制变速器制动器的方法中规定，在确定变速器制动器断开时间点时，除了变速器制动器断开迟滞时间和输出转速梯度，即，同步转速的变化之外，还考虑在变速器制动器的断开过程中制动力矩的连续消除。为此，变速器制动器制动力矩造成的输入转速梯度的消除通过二次时间函数说明，其二次项与变速器制动器的因传动而异和因制动而异的断开系数F_Abs加权。利用这个改进的方法可以基本更准确地确定变速器制动器的断开时间点。

在升档时利用变速器制动器执行的同步过程原则上应当尽可能快速地完成。为了能够可靠地确定打开出口阀的，即，断开变速器制动器的最佳时间点，需要相对更准确地取得输入转速梯度。然而为了根据设置在输入轴上的转速传感器的转速信号准确取得输入转速梯度，需要变速器制动器的最小保持持续时间，在该最小保持持续时间内，变速器制动器制动力矩和输入转速梯度尽量保持恒定，这是因为在打开马达离合器和挂出负载档之后输入轴大多数时候执行扭振，其可能使相关转速信号失真。

在利用变速器制动器目标档的同步时还要考虑，变速器制动器压力管路中的供给压力可能发生波动，由此限制了变速器制动器的最大可调制动力矩。这里例如是这种情况，压力管路没有连接在具有尽量恒定的较高系统压力的系统压力管路上，而是连接在手动变速器的换档压力管路上，在换档压力管路中通过配套压力调节阀依赖于换档地调节出大小不同的换档压力。为了调节出变速器制动器上的确定制动力矩，在供给压力较低时与供给压力较高时相比，需要更长的入口阀打开持续时间。另外变速器制动器在大多数情况下不具有压力传感器（通过其可以检测存在于变速器制动器压力室中的制动压力）也给调节出确定的制动力矩带来困难。

发明内容

因而本发明任务在于提供一种控制自动化的手动变速器的前述类型变速器制动器的方法，所述自动化的手动变速器以中间轴结构方式实施并具有牙嵌式离合器，利用所述方法在升档时针对同步过程预定参数可以确定变速器制动器的入口阀的最佳打开持续时间或者说相应断开时间点。

该任务结合权利要求1的前序部分的特征如此解决，即，首先传感检测同步过程(t=t0)开始时存在的输入转速n_{E_0}和相应的输出转速n_{A_0}，由此确定在接通变速器制动器之前存在的输入转速梯度ng_{E_W}和相应输出转速梯度ng_A，利用这些值以及因传动而异和因制动而异的特性值确定所述变速器制动器的对于保持在恒定制动力矩M_Br的预定保持持续时间T_H所需的输入轴制动梯度ng_{E_Br}，之后确定为了调节出所述输入轴制动梯度ng_{E_Br}在所述变速器制动器中要调节出的制动压力p_Br，随后依赖于所述变速器制动器的当前供给压力p_V确定所述入口阀对调节出制动压力p_Br所需的打开持续时间T_VE。

从属权利要求给出根据本发明方法的有利实施方式和改进方式。

本发明源于一种变速器制动器，其设置在以中间轴结构方式实施并具有牙嵌式离合器的自动化的手动变速器中并且与输入端变速器轴（即，与输入轴）或者中间轴作用连接。此外，本发明前提是，变速器制动器能够利用分别形成为2/2磁切换阀的入口阀和出口阀液压或者气动操作。当从负载档升档至目标档时，在挂出负载档之后，为了目标档的同步首先打开所述变速器制动器的入口阀并关闭所述出口阀。为了调节出尽量恒定的制动力矩M_Br，在能确定的打开持续时间T_VE之后再次关闭所述入口阀，并且为了获得由输出转速n_A确定的同步转速，在能确定的关闭持续时间T_VA之后再次打开所述出口阀。现在本发明提出的任务在于，依赖于同步过程的预定参数来确定所述入口阀打开持续时间T_VE。

为此规定，在第一方法步骤中，传感检测同步过程(t=t0)开始时存在的输入转速n_{E_0}和相应的输出转速n_{A_0}。由此确定在接通变速器制动器之前存在的输入转速梯度ng_{E_W}和相应输出转速梯度ng_A。因为虽然入口阀已打开并且出口阀已关闭然而变速器制动器基于接通迟滞时间T₁尚未形成制动力矩M_Br，所以存在的输入转速梯度ng_E相当于倒拖梯度ng_{E_W}，其由作用于输入轴和中间轴上的轴承阻力、啮合阻力和掺渗阻力（Panschwiderstand）带来的阻力矩造成。输出转速梯度ng_A相当于输出轴的、在输入轴上换算的转速梯度，其在由换档决定的牵引或者推力中断期间基于与驱动轮的驱动连接由车辆加速或者减速确定。

在输入转速n_E和输出转速n_A与实际转速曲线很好地协调一致时，输入轴的倒拖梯度ng_{E_W}可以直至变速器制动器的制动力形成开始并且输出转速梯度ng_A可以直至挂入目标档总是设为恒定的，并且以已知的方式作为两个当前连续检测到的转速值n_{E_i}、n_{E_i+1}；n_{A_i}、n_{A_i+1}以及检测这些转速值之间的时间间隔t_i+1-t_i的差商，根据方程式

ng_{E_W}=(n_{E_i+1}-n_{E_i})/(t_i+1-t_i)和ng_A=(n_{A_i+1}-n_{A_i})/(t_i+1-t_i)

算出。在此，n_{E_i}和n_{A_i}意味着在时间点t_i检测到的输入转速n_E或输出转速n_A的值，n_{E_i+1}和n_{A_i+1}意味着相应在后续时间点t_i+1检测到的转速值。

因为通过转速传感器检测到的转速信号n_E(t)、n_A(t)可能会失真和/或与振荡叠加，所以为了按照前述方式取得转速梯度ng_{E_W}、ng_A可能需要对各个转速信号平整化，例如以低通滤波形式，或者需要更复杂的数值计算方法来取得转速梯度ng_{E_W}、ng_A。

利用刚刚提出的值(n_{E_0}、n_{A_0}、ng_{E_W}、ng_A)以及因传动而异和因制动而异的特性值，例如变速器制动器的接通迟滞时间T₁、变速器制动器的断开迟滞时间T₄，和由DE 10 2010 002 764 A1已知的、表示变速器制动器制动力消除的断开系数F_Abs来确定针对所述变速器制动器的对于保持在恒定制动力矩(M_Br=常数)的预定保持持续时间T_H所需的所述输入轴制动梯度ng_{E_Br}。根据本发明作为同步过程参数所应用的变速器制动器保持持续时间T_H如此预定，即，使得变速器制动器的制动力矩M_Br和输入轴制动梯度ng_{E_Br}足够长时间的保持恒定，以便可以准确确定制动梯度ng_{E_Br}。

在第二方法步骤中，确定针对调节输入轴制动梯度ng_{E_Br}在变速器制动器中要调节出的制动压力p_Br。

最后在第三方法步骤中，依赖于所述变速器制动器的当前供给压力p_V确定所述入口阀对调节出制动压力p_Br所需的打开持续时间T_VE。

因而这种用来控制变速器制动器的方法可以实现针对预定保持持续时间T_H确定变速器制动器的入口阀的最佳打开持续时间T_VE或断开时间点。利用所述方法可以扩展已知方法，尤其是由DE 10 2010 002764 A1已知的控制变速器制动器的方法，利用该方法可以针对制动梯度ng_{E_Br}确定变速器制动器的出口阀的最佳关闭持续时间T_VA或断开时间点。

具体取得输入轴制动梯度ng_{E_Br}、在变速器制动器中要调节出的制动压力p_Br和入口阀的所需打开持续时间T_VE，原则上可以相应通过适当计算方法或者结合提前取得和存储在传动控制装置的数据存储器中的特征曲线或者组合特征曲线实施。

然而优选如此确定所需的输入轴制动梯度ng_{E_Br}，即，其由预定保持持续时间T_H和同步过程(t=t0)开始时传感检测或者算出的转速n_{E_0}、n_{A_0}以及转速梯度ng_{E_W}、ng_A使用方程式

ng_{E_Br}=F_Abs*T_H-ng_{E_W}+2ng_A

+{(F_Abs*T_H-ng_{E_W}+2ng_A)²+2F_Abs[n_{E_0}-n_{A_0}+(T₁+T_H)(ng_{E_W}-2ng_A)]}^1/2

算出，其中，F_Abs表示所述变速器制动器的因传动而异和因制动而异的断开系数，T₁表示所述变速器制动器的因装置而异的接通迟滞时间。该方程式可以由一定因果关系经过几项简化推导出来。

变速器制动器的因传动而异和因制动而异的断开系数F_Abs可以特征曲线或者组合特征曲线形式存储在传动控制装置的数据存储器中。然而断开系数F_Abs也可以分别根据实际情况使用方程式F_Abs=-M_Br/(J_GE*4π*T₅)算出，其中，M_Br表示断开过程开始时所述变速器制动器的制动力矩，J_GE表示输入轴以及与其驱动相连的变速器轴和齿轮的惯性矩，T₅表示在假定线性消除制动力矩M_Br情况下所述变速器制动器的断开持续时间。

在变速器制动器中要调节出的制动压力p_Br以所需制动梯度ng_{E_Br}的绝对值线性上升，因而可以根据相应特征曲线取得或者使用方程式p_Br=p_{Br_0}-ng_{E_Br}*F_Br计算，其中，p_{Br_0}表示所述变速器制动器的、包含制动器内部复位弹簧的弹簧力的因装置而异的压力偏置，F_Br表示所述变速器制动器的因装置而异的比例系数。

变速器制动器的比例系数F_Br不是恒定的，而是可以依赖于变速器制动器磨擦片衬面的摩擦系数发生变化，即，依赖于变速器制动器的磨损状态和当前工作温度发生变化。因而规定，所述变速器制动器的比例系数F_Br依赖于所述输入轴的实际制动梯度ng_{E_Br_ist}与要调节出的制动梯度ng_{E_Br}之间的偏差进行校正，具体而言，将比例系数F_Br在所述输入轴缓慢减速(|ng_{E_Br_ist}|<|ng_{E_Br}|)情况下提高限定的校正步距ΔF_K(F_Br=F_Br+ΔF_K)而在所述输入轴快速减速(|ng_{E_Br_ist}|>|ng_{E_Br}|)情况下降低限定的校正步距ΔF_K(F_Br=F_Br-ΔF_K)。

为了避免校正输入轴的实际制动梯度ng_{E_Br_ist}与要调节出的制动梯度ng_{E_Br}之间的突然和部分逆向的偏差，优选规定，仅当在限定数量的同步过程上记录到所述输入轴的实际制动梯度ng_{E_Br_ist}与要调节出的制动梯度ng_{E_Br}在同一方向发生偏差，才执行所述变速器制动器的比例系数F_Br的校正。

然而当在所述变速器制动器中要调节出的制动压力p_Br大于所述变速器制动器的当前供给压力p_V(p_Br>p_V)时，即，要调节出的制动压力p_Br基于过低的供给压力p_V完全无法达到时，规定，在这种情况下，对于比例系数F_Br的校正，评估所述输入轴的实际制动梯度ng_{E_Br_ist}与利用当前供给压力p_V使用方程式ng_{E_Br}*=(p_{Br_0}-p_V)/F_Br算出的制动梯度ng_{E_Br}*之间的偏差。

所述入口阀的所需打开持续时间T_VE可以利用在所述变速器制动器中要调节出的所述变速器制动器制动压力p_Br由多个针对不同供给压力p_V取得的特征曲线的曲线族来确定。

然而也可以是，所述入口阀的所需打开持续时间T_VE利用在所述变速器制动器中要调节出的制动压力p_Br根据唯一的特征曲线来确定，所述唯一的特征曲线由多个针对不同供给压力p_V取得的特征曲线的曲线族来确定。

然而在这种情况下，当取得的所述入口阀打开持续时间T_VE位于针对不同供给压力p_V取得的、从中确定出所使用的那根特征曲线的特征曲线的有较大偏差的范围内时，对于比例系数F_Br的校正不考虑所述输入轴的实际制动梯度ng_{E_Br_ist}与要调节出的制动梯度ng_{E_Br}之间的偏差。

当所述变速器制动器中要调节出的制动压力p_Br大于所述变速器制动器的当前供给压力p_V(p_Br>p_V)时并且甚至完全无法达到时，规定了，在这种情况下将所述入口阀的所需打开持续时间T_VE确定为预定的最大打开持续时间(T_{VE_max})(T_VE=T_{VE_max})。

附图说明

为了进一步说明本发明，为说明书附上用来说明实施例的附图。其中：

图1是根据本发明的用来控制变速器制动器的方法流程图；

图2a～2c是升档同步过程期间输入端和输出端转速以及输入端的转速梯度和变速器制动器控制阀的切换时间的时间曲线；

图3a～3b是根据图2的升档同步过程期间输入端转速梯度以及变速器制动器入口阀和出口阀的切换时间的简化的时间曲线；

图4是依赖于要调节出的制动梯度取得所需制动压力的特征曲线；以及

图5是依赖于要调节出的变速器制动器制动压力和供给压力取得出口阀打开时间的特征曲线的曲线族。

具体实施方式

根据图1的流程图是控制变速器制动器的方法，利用该方法针对预定的同步持续时间T_S取得变速器制动器的入口阀的打开持续时间T_VE，该方法分成三个方法步骤1、2、3。

在第一方法步骤1中，传感检测在同步过程(t=t0)开始时存在的输入转速n_{E_0}和相应的输出转速n_{A_0}，由此确定在变速器制动器接通之前存在的输入转速梯度ng_{E_W}和相应的输出转速梯度ng_A，并且利用这些值以及因传动而异和因制动而异的特性值确定对于变速器制动器的预定保持持续时间T_H所需的输入轴制动梯度ng_{E_Br}。

在第二方法步骤2中，确定为了调节出输入轴的制动梯度ng_{E_Br}在变速器制动器中要调节出的制动压力p_Br。

在第三方法步骤3中，依赖于变速器制动器的当前供给压力p_V确定入口阀对调节出制动压力p_Br所需的打开持续时间T_VE。

接下来说明，在第一方法步骤1中怎样确定输入轴的所需制动梯度ng_{E_Br}，在第二方法步骤2中怎样确定在变速器制动器中要调节出的制动压力p_Br，以及在第三方法步骤3中怎样确定入口阀的所需打开持续时间T_VE。

为了更好地理解控制流程，在图2a～2c的三部分图表中，示出在升档同步过程期间输入端转速n_E(t)和输出端转速n_A(t)的时间曲线(图2a的部分图表)，输入端转速梯度(即，倒拖梯度ng_{E_W}和制动梯度ng_{E_Br})的时间曲线(图2b的部分图表)，变速器制动器的控制阀的切换时间，即，入口阀的打开时间T_VE和出口阀的关闭时间T_VA(图2c的部分图表)。

同步过程始于时间点t0，在时间点t0挂出负载档并接通变速器制动器的两个控制阀，由此，入口阀打开，出口阀关闭。同步过程期间输入轴通过变速器制动器要克服的转速差Δn由当前输出转速n_{A_0}与当前输入转速n_{E_0}之差以及同步持续时间T_S期间发生的输出转速变化ng_A*T_S得到，从而方程式为：Δn=n_{A_0}-n_{E_0}+ng_A*T_S(图2a)。

输出转速梯度ng_A在由换档决定的牵引力中断期间由车辆的加速或者减速来确定。输入轴自时间点t0起受阻力矩影响，阻力矩来自作用于输入轴和中间轴的轴承阻力、啮合阻力和掺水阻力。因而，输入轴在由换档决定的牵引力中断期间以倒拖梯度ng_{E_W}减速(图2b)。传感检测同步过程(t=t0)开始时存在的转速n_{E_0}、n_{A_0}，由此分别由至少两个相继的值确定相应梯度ng_{E_W}、ng_A(图2a，2b)。

经过了变速器制动器的接通迟滞时间T₁之后在时间点t1开始形成变速器制动器的制动力矩，该制动力矩在经过了变速器制动器的接通持续时间T₂之后在时间点t2完成。因而自时间点t2起在输入轴上存在尽量恒定的制动力矩M_Br，从而输入轴现在除了倒拖梯度ng_{E_W}之外自此还以恒定的制动梯度ng_{E_Br}减速(图2b)。入口阀在经过了要确定的打开持续时间T_VE之后已经在变速器制动器的接通持续时间T₂期间在时间点t1'断开，即，关闭(图2c)。

经过了具有恒定制动力矩M_Br的时间间隔T₃之后，出口阀在时间点t3断开，即，打开，其中，出口阀的相应关闭持续时间T_VA优选根据由DE 10 2010 002 764 A1已知的方法确定。经过变速器制动器的断开迟滞时间T₄(在此时制动力矩M_Br还保持恒定)之后在时间点t4，变速器制动器的制动力矩的消除开始，制动力矩经过了变速器制动器的断开持续时间T₅之后在时间点t5结束。自时间点t5起，在输入轴上仅存在合成的阻力矩，从而输入轴现在仅这样以倒拖梯度ng_{E_W}减速，直至在时间点t6挂入目标档位(图2a、2b)。

因而，同步持续时间T_S由五个所谓的部分时间间隔T₁、T₂、T₃、T₄、T₅组成。相应方程式为：

T_S=T₁+T₂+T₃+T₄+T₅

变速器制动器的保持在恒定制动力矩(M_Br=常数)的、在本发明方法中预定的保持持续时间T_H在时间间隔T₃和T₄上延续，从而方程式为T_H=T₃+T₄。

以此以及利用在实践中以足够精确性确认的假定，即，变速器制动器的制动力矩M_Br的形成与制动力矩M_Br的消除时间正好一样长(T₂=T₅)，整个公式简化为

T_S=T₁+T_H+2T₅

同样，在同步持续时间T_S期间由输入轴克服的转速差Δn由在各个部分时间间隔T₁、T₂、T₃、T₄、T₅克服的转速差Δn₁、Δn₂、Δn₃、Δn₄、Δn₅相加组成，即，

Δn=Δn₁+Δn₂+Δn₃+Δn₄+Δn₅

利用在实践中以足够精确性确认的假定，即，在变速器制动器的制动力矩M_Br形成时与制动力矩M_Br消除时克服同样的转速差(Δn₂=Δn₅)，公式简化为

Δn=Δn₁+Δn₃+Δn₄+2Δn₅

为了更准确地观察转速梯度ng_{E_W}、ng_{E_Br}、ng_A，输入轴的倒拖梯度ng_{E_W}和制动梯度ng_{E_Br}在图3a中以简化的线性形式相对于输出转速梯度ngA示出，相反，变速器制动器的控制阀的图3b所示切换状态相当于图2c所示的图。从图3a中的视图直接得到

Δn₁=T₁(ng_{E_W}-ng_A)

Δn₃+Δn₄=(T₃+T₄)(ng_{E_Br}+ng_{E_W}-ng_A)

2Δn₅=T₅[ng_{E_Br}+2(ng_{E_W}-ng_A)]

利用变速器制动器的保持持续时间T_H的上述公式以及在DE 102010 002 764 A1中针对完整消除制动力矩M_Br推导的公式

T₅=-1/(2F_Abs)ng_{E_Br}，

其中，F_Abs表示对因传动而异和因制动而异的断开系数，得到倒数第三个公式

Δn₃+Δn₄=T_H(ng_{E_Br}+ng_{E_W}-ng_A)

和倒数第二个公式

2Δn₅=-1/(2F_Abs)ng_{E_Br}[ng_{E_Br}+2(ng_{E_W}-ng_A)]

通过将这些公式插入针对Δn的公式，以及在那里通过带有n_{E_0}、n_{A_0}和ng_A的上面当初首次提到的公式来代替Δn，通过带有T₁、T_H和T₅的前述整个公式代替T_S，以及通过带有F_Abs和ng_{E_Br}的已知公式代替T₅，得到所求制动梯度ng_{E_Br}的如下二次方程式：

0=n_{E_0}-n_{A_0}+(T₁+T_H)(ng_{E_W}-2ng_A)

+[T_H-1/F_Abs(ng_{E_W}-2ng_A]*ng_{E_Br}

-1/(2F_Abs)*ng_{E_Br} ²，

其解通过方程式

ng_{E_Br}=F_Abs*T_H-ng_{E_W}+2ng_A

+{(F_Abs*T_H-ng_{E_W}+2ng_A)²+2F_Abs[n_{E_0}-n_{A_0}+(T₁+T_H)(ng_{E_W}-2ng_A)]}^1/2得到，利用此方程式优选在根据图1的第一方法步骤1中依赖于变速器制动器的预定保持持续时间TH来计算制动梯度。

在根据图1的第二方法步骤2中，为了获得输入轴的取得的制动梯度ng_{E_Br}，要在变速器制动器中调整出的制动压力p_Br可以可选地结合图4示例性示出的特征曲线或者通过公式

p_Br=p_{Br_0}-ng_{E_Br}*F_Br

来确定，其中，p_{Br_0}表示变速器制动器的、包含制动器内部复位弹簧的弹簧力的因装置而异的压力偏置，F_Br表示变速器制动器的因装置而异的比例系数。

在根据图1的第三方法步骤3中，入口阀的所需打开持续时间T_VE可以利用在变速器制动器中要调节出的变速器制动器制动压力p_Br由多个针对不同供给压力p_V取得的特征曲线的曲线族取得或者根据由多个针对不同供给压力p_V取得的特征曲线的曲线族确定出的唯一的特征曲线取得。

图5的图表中示例性示出相应特征曲线，其中，参照相应存在的变速器制动器供给压力p_V和关于入口阀的打开持续时间T_VE示出要调节出的制动压力p_Br。在该图表中，得到六个针对4bar～9bar的不同供给压力p_V取得的特征曲线以及点划线绘出的以Ref.标识的线性补偿特征曲线。因而为了确定入口阀的打开持续时间T_VE可以应用对应于变速器制动器的相应当前供给压力p_V的或者最近的特征曲线。同样也可以为此规定，与当前存在的供给压力p_V无关地，应用图5中绘出的线性补偿特征曲线或者另选地应用图5未示出的、由多个依赖于压力的特征曲线的曲线族取平均值的特征曲线。

附图标记列表

1 第一方法步骤

2 第二方法步骤

3 第三方法步骤

F_Abs 变速器制动器的断开系数

F_Br 变速器制动器的比例系数

i 序数

i+1 序数

J_GE 输入端惯性矩

M 扭矩

M_Br 变速器制动器的制动力矩

n 转速

n_A 输出转速，同步转速

n_{A_0} 在时间点t0的输出转速

n_{A_i} 在时间点t_i的输出转速

n_{A_i+1} 在时间点t_i+1的输出转速

n_E 输入转速

n_{E_0} 在时间点t0的输入转速

n_{E_i} 在时间点t_i的输入转速

n_{E_i+1} 在时间点t_i+1的输入转速

ng 转速梯度

ng_A 输出转速梯度

ng_E 输入转速梯度

ng_{E_Br} 输入轴的制动梯度

ng_{E_Br_ist} 输入轴的实际制动梯度

ng_{E_Br}* 用p_V计算的输入轴制动梯度

ng_{E_W} 输入轴的倒拖梯度

p 压力

p_Br 变速器制动器的制动压力

p_{Br_0} 变速器制动器的压力偏置

p_V 变速器制动器的供给压力

t 时间，时间点

t0 同步过程的开始

t1 时间点，形成制动力矩的开始

t1' 时间点，入口阀断开时间点

t2 时间点，形成制动力矩的的结束

t3 时间点，出口阀断开时间点

t4 时间点，消除制动力矩的开始

t5 时间点，同步过程的结束

t6 时间点，换挡过程的结束

t_i 确定的时间点

t_i+1 后续的时间点

T₁ 变速器制动器的接通迟滞时间

T₂ 变速器制动器的接通持续时间

T₃ 具有恒定制动力矩的时间间隔

T₄ 变速器制动器的断开迟滞时间

T₅ 变速器制动器的断开持续时间

T_H 保持持续时间

T_S 同步持续时间

T_VA 出口阀关闭持续时间

T_VE 入口阀打开持续时间

T_{VE_MAX} 入口阀的最大打开持续时间

U 磁阀控制电压

U_VA 出口阀控制电压

U_VE 入口阀控制电压

ΔF_K 比例系数F_Br的校正步距

Δn 克服的转速差

Δn₁ 在时间间隔T1克服的转速差

Δn₂ 在时间间隔T2克服的转速差

Δn₃ 在时间间隔T3克服的转速差

Δn₄ 在时间间隔T4克服的转速差

Δn₅ 在时间间隔T5克服的转速差

Claims

1.一种控制自动化的手动变速器的变速器制动器的方法，所述自动化的手动变速器以中间轴结构方式实施并具有牙嵌式离合器，所述变速器制动器与输入端变速器轴作用连接并且能够利用分别形成为2/2磁切换阀的入口阀和出口阀液压或者气动操作，其中，当从负载档升档至目标档时，在挂出负载档之后，为了目标档的同步首先打开所述入口阀并关闭所述出口阀，为了调节出尽量恒定的制动力矩(M_Br)，在能确定的打开持续时间(T_VE)之后关闭所述入口阀，并且为了获得同步转速，在能确定的关闭持续时间(T_VA)之后打开所述出口阀，其中，依赖于同步过程的预定参数确定所述入口阀打开持续时间(T_VE)，其特征在于，首先传感检测同步过程开始时(t=t0)存在的输入转速(n_{E_0})和相应的输出转速(n_{A_0})，由此确定在接通所述变速器制动器之前存在的输入转速梯度(ng_{E_W})和相应输出转速梯度(ng_A)，利用这些值以及因传动而异的和因制动而异的特性值确定所述变速器制动器的对于保持在恒定制动力矩(M_Br=常数)的预定保持持续时间(T_H)所需的输入轴制动梯度(ng_{E_Br})，之后确定为了调节出所述输入轴制动梯度(ng_{E_Br})在所述变速器制动器中要调节出的制动压力(p_Br)，随后依赖于所述变速器制动器的当前供给压力(p_V)确定所述入口阀对调节出所述制动压力(p_Br)所需的打开持续时间(T_VE)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所需制动梯度ng_{E_Br}由同步持续时间T_S、在同步过程开始时(t=t0)的转速n_{E_0}、n_{A_0}和转速梯度ng_{E_W}、ng_A，使用方程式

ng_{E_Br}=F_Abs*T_H-ng_{E_W}+2ng_A

+{(F_Abs*T_H-ng_{E_W}+2ng_A)²+2F_Abs[n_{E_0}-n_{A_0}+(T₁+T_H)(ng_{E_W}-2ng_A)]}^1/2算出，其中，F_Abs表示所述变速器制动器的因传动而异的和因制动而异的断开系数，T₁表示所述变速器制动器的因装置而异的接通迟滞时间。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述断开系数F_Abs使用方程式F_Abs=-M_Br/(J_GE*4π*T₅)算出，其中，M_Br表示断开过程开始时所述变速器制动器的制动力矩，J_GE表示所述手动变速器的输入端部件的旋转部件的惯性矩，T₅表示在假定线性消除制动力矩M_Br情况下所述变速器制动器的断开持续时间。

4.根据权利要求1至3的至少其中一个所述的方法，其特征在于，在所述变速器制动器中要调节出的制动压力p_Br根据所需制动梯度ng_{E_Br}使用方程式p_Br=p_{Br_0}-ng_{E_Br}*F_Br算出，其中，p_{Br_0}表示所述变速器制动器的因装置而异的压力偏置，F_Br表示所述变速器制动器的因装置而异的比例系数。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述变速器制动器的比例系数F_Br依赖于所述输入轴的实际制动梯度(ng_{E_Br_ist})与要调节出的制动梯度(ng_{E_Br})之间的偏差进行校正，具体而言，将比例系数F_Br在所述输入轴缓慢减速(|ng_{E_Br_ist}|<|ng_{E_Br}|)情况下提高限定的校正步距(ΔF_K)(F_Br=F_Br+ΔF_K)而在所述输入轴快速减速(|ng_{E_Br_ist}|>|ng_{E_Br}|)情况下降低限定的校正步距(ΔF_K)(F_Br=F_Br-ΔF_K)。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，仅当在限定数量的同步过程上记录到所述输入轴的实际制动梯度(ng_{E_Br_ist})与要调节出的制动梯度(ng_{E_Br})在同一方向发生偏差，才执行所述变速器制动器的比例系数F_Br的校正。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，当在所述变速器制动器中要调节出的制动压力(p_Br)大于所述变速器制动器的当前供给压力(p_V)（p_Br>p_V）时，对于比例系数F_Br的校正，评估所述输入轴的实际制动梯度(ng_{E_Br_ist})与利用当前供给压力p_V使用方程式ng_{E_Br}*=(p_{Br_0}-p_V)/F_Br算出的制动梯度ng_{E_Br}*之间的偏差。

8.根据权利要求1至7的至少其中一个所述的方法，其特征在于，所述入口阀的所需打开持续时间(T_VE)利用在所述变速器制动器中要调节出的所述变速器制动器制动压力(p_Br)由多个针对不同供给压力(p_V)取得的特征曲线的曲线族来确定。

9.根据权利要求1至7的至少其中一个所述的方法，其特征在于，所述入口阀的所需打开持续时间(T_VE)利用在所述变速器制动器中要调节出的制动压力(p_Br)由唯一的特征曲线来确定，所述唯一的特征曲线由多个针对不同供给压力(p_V)取得的特征曲线的曲线族来确定。

10.根据权利要求6和9所述的方法，其特征在于，当取得的所述入口阀打开持续时间(T_VE)位于针对不同供给压力(p_V)取得的、从中确定出所使用的那根特征曲线的特征曲线的有较大偏差的范围内时，对于比例系数(F_Br)的校正不考虑所述输入轴的实际制动梯度(ng_{E_Br_ist})与要调节出的制动梯度(ng_{E_Br})之间的偏差。

11.根据权利要求1至10的至少其中一个所述的方法，其特征在于，当所述变速器制动器中要调节出的制动压力(p_Br)大于所述变速器制动器的当前供给压力(p_V)时，将所述入口阀的所需打开持续时间(T_VE)确定为预定的最大打开持续时间(T_{VE_max})(p_Br>p_V;T_VE=T_{VE_max})。