CN103748386B - 用于自动分组变速器的换档控制的方法 - Google Patents

用于自动分组变速器的换档控制的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103748386B
CN103748386B CN201280039272.1A CN201280039272A CN103748386B CN 103748386 B CN103748386 B CN 103748386B CN 201280039272 A CN201280039272 A CN 201280039272A CN 103748386 B CN103748386 B CN 103748386B
Authority
CN
China
Prior art keywords
basic trnasmission
gear
scope
shelves group
combustion engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201280039272.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103748386A (zh
Inventor
马里奥·施泰因博恩
罗兰·梅尔
弗洛里安·施奈德
约亨·布罗伊尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Publication of CN103748386A publication Critical patent/CN103748386A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103748386B publication Critical patent/CN103748386B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/10—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of change-speed gearings
    • B60W10/11—Stepped gearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/04—Smoothing ratio shift
    • F16H61/0403—Synchronisation before shifting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/70—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for change-speed gearing in group arrangement, i.e. with separate change-speed gear trains arranged in series, e.g. range or overdrive-type gearing arrangements
    • F16H61/702—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for change-speed gearing in group arrangement, i.e. with separate change-speed gear trains arranged in series, e.g. range or overdrive-type gearing arrangements using electric or electrohydraulic control means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/04—Smoothing ratio shift
    • F16H61/0403—Synchronisation before shifting
    • F16H2061/0422—Synchronisation before shifting by an electric machine, e.g. by accelerating or braking the input shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/04—Smoothing ratio shift
    • F16H61/08—Timing control
    • F16H2061/085—Timing of auxiliary gear shifts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/40—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism comprising signals other than signals for actuating the final output mechanisms
    • F16H63/50—Signals to an engine or motor
    • F16H63/502—Signals to an engine or motor for smoothing gear shifts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Control Of Transmission Device (AREA)
  • Structure Of Transmissions (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于自动分组变速器的换档控制的方法，其中，分组变速器具有至少一个多级的主变速器（HG）和在驱动技术方面布置在主变速器（HG）之后且与该主变速器通过主轴（5）驱动相连的至少两级的范围选择档组（GP），其中，主变速器（HG）的输入轴（4）与驱动装置（1）能够驱动相连或驱动相连，其中，主变速器（HG）和范围选择档组（GP）具有包含换档离合器的同步装置（SP1、SP2、SP3、SP4），其中，主变速器（HG）的同步装置（SP1、SP2、SP3）各具有用于相关传动级的两个换档位置和一个用于空档位置的换档位置，其中，范围选择档组（GP）的至少一个同步装置（SP4）仅具有用于相关传动级的两个换档位置，并且其中，在范围选择换档期间在主变速器（HG）以及在范围选择档组（GP）中各实施两个传动级之间的变换。为了实现较短的换档时间而规定，在范围选择换档时在范围选择档组（GP）同步期间，先前切换至空档的主变速器（HG）的输入轴（4）借助控制作用于输入轴（4）的外部同步辅助装置（1、3）来同步至目标转速（n_Ziel），并在达到目标转速之后可选地要么在同步和切换范围选择档组（GP）的传动级之后要么与范围选择档组（GP）的瞬时同步状态无关地在主变速器（HG）中挂入新的传动级。

Description

用于自动分组变速器的换档控制的方法
技术领域
本发明涉及一种用于自动分组变速器的换档控制的方法。
背景技术
自动分组变速器很久以来就是公知的。它们优选用于这种需要的档位数量较多和传动比范围较大的商用车辆。视希望得到的档位数量而定，它们大多包括中间轴结构方式的、多档位的主变速器以及行星齿轮结构方式的、在动力流中位于主变速器之后的两级的范围选择档组和/或中间轴结构方式的、在动力流中位于主变速器之前的分裂式档组。这种组结构方式与单个变速器相比档位数量相同而尺寸明显更紧凑且重量也较轻。因为视换档而定不仅在变速器组中进行简单的切换而且也在多个部分变速器中进行相对复杂的传动级变换的组合，所以优选实施全自动或部分自动的换档。作为自动换档变速器，这种分组变速器与手动换档变速器相比操作舒适度更高并避免了操作错误。
在两个部分变速器中变换传动比的通常的换档过程中，在部分变速器中连续地实施换档阶段，其中，在驱动马达上消除负载之后，主变速器切换至空档，随后释放另一个部分变速器以进行切换，在此之后切换另一个部分变速器，挂入主变速器档位并由此借助同步换档组件来同步。
然而变速器的要同步转动的质量惯性在换档时导致相对较长的换档时间间隔。长的换档时间间隔尤其出现在范围选择换档时，其中，首先必须切换下档位范围和上档位范围之间的范围选择档组，随后执行同步主变速器换档。在此，范围选择档组的切换会占据相对长的时间间隔。因此，范围选择换档往往干扰驾驶员并且还会损坏行车动力。
由WO2008/107318A1公知一种分组变速器，其具有主变速器、分裂式档组和范围选择变速器，其中，主变速器和后置的范围选择档组不同步并且前置的分裂式档组同步地构造。分裂式档组的同步换档装置可通过分离离合器与驱动马达相连和分离。在分裂式档组的同步换档装置中可以取消空档位置。范围选择档组具有简单的行星齿轮轮组地构造，该行星齿轮组可在低速行驶级(根据行星齿轮传动比)和快速行驶级(根据主变速器和从动件之间的直接联接)以及空档位置之间切换。
这种变速器的换档流程方案规定，在范围选择换档时，在主变速器和范围选择档组中各实施两个传动级之间的变换，其中，范围选择档组和主变速器中的换档方向可以相反。换档时，在打开分离离合器并消除驱动马达上的负载之后，将范围选择档组切换至空档，因此整个分组变速器在档位变换时至少暂时与驱动马达和从动侧的传动系(即，车轮)分离并因此完全地无负载。随后，主变速器的和分裂式档组的旋转的自由质量借助传动制动器来制动到为了脱离啮合而可允许换档的低转速。同时开始马达转速与所选目标档位的同步转速的匹配。主变速器中的传动级的变换和分裂式档组中的传动级的变换在时间上是并行的。随后，通过至少部分闭合分离离合器将自由质量的转速加速至与目标档位的同步转速方向并行运转的马达转速并且随后使爪式接合的范围选择档组通过变速器主轴来同步。在此之后，切换范围选择档组的新的传动级，由此，在完全闭合分离离合器时，开始在驱动马达上建立负载，进而结束档位变换。
由EP1565674B1公知一种分组变速器，其具有主变速器、分裂式档组和范围选择档组，其中，主变速器借助手动换档装置手动换档，通过手动换档装置预选分裂式档组的和范围选择档组的传动比。在范围选择换档时，利用检测主变速器中的空档位置开始范围选择档组的切换。在切换范围选择档组期间选出主变速器中的目标传动比，对此，延迟了用于在主变速器中切换传动级的辅助支持，优选只有在切换范围选择档组之后才被释放，以便减少尖锐的换档噪音和换档部件的磨损。
发明内容
从此背景出发，本发明的任务在于说明一种用于具有同步部分变速器的自动分组变速器的换档控制的方法，所述方法可以缩短换档时间。
本发明基于这样的认知，即，在具有驱动技术方面相继布置的同步部分变速器的自动分组变速器中，当应用变速器内部同步和外部同步机构时，这些部分变速器在时间方面并行地同步，并且它们的传动级可以在相交叠的换档过程中切换，由此可以实现换档时间的显著缩短。
相应地，本发明基于一种用于自动分组变速器的换档控制的方法，其中，分组变速器具有至少一个多级主变速器和在驱动技术方面后置于主变速器且与该主变速器通过主轴驱动相连的至少两级的范围选择档组(Bereichsgruppe)，其中，主变速器的输入轴与驱动装置能够驱动相连或驱动相连，其中，主变速器和范围选择档组具有带有换档离合器的同步装置，其中，用于主变速器的同步装置各具有两个用于相关传动级的换档位置和一个用于空档位置的换档位置，其中，范围选择档组的至少一个同步装置仅具有用于相关传动级的两个换档位置，并且其中，在范围选择换档期间在主变速器以及在范围选择档组中相应地实施两个传动级之间的变换。
为了解决所提出的问题，本发明规定，在范围选择换档时在范围选择档组同步期间，先前切换至空档的主变速器的输入轴借助外部的、作用于输入轴的同步辅助装置的触发而同步至目标转速，并在达到目标转速之后可选地或者在同步和切换范围选择档组的传动级之后或者与范围选择档组的瞬时同步状态无关地在主变速器中挂入新的传动级。
即，本发明提供一种用于自动分组变速器的换档控制的方法，其中，所述分组变速器具有至少一个多级主变速器和在驱动技术方面布置在所述主变速器之后且与该主变速器通过主轴驱动相连的至少两级的范围选择档组，其中，所述主变速器的输入轴与驱动装置驱动相连或能够驱动相连，其中，所述主变速器和所述范围选择档组具有包含换档离合器的同步装置，其中，所述主变速器的同步装置各具有用于相关传动级的两个换档位置和用于空档位置的换档位置，其中，所述范围选择档组的至少一个同步装置仅具有用于相关传动级的两个换档位置，并且其中，在范围选择换档期间在所述主变速器以及在所述范围选择档组中各实施两个传动级之间的变换，其特征在于，在范围选择换档时在所述范围选择档组同步期间，先前切换至空档的所述主变速器的输入轴借助触发作用于所述输入轴的外部同步辅助装置来同步至目标转速，并在达到目标转速之后可选地要么在同步和切换所述范围选择档组的传动级之后要么与所述范围选择档组的瞬时同步状态无关地在所述主变速器中挂入新的传动级。
在范围选择换档中目标转速可以理解为如下转速，即，在变速器输出端的当前从动转速的情况下，在变速器输入端的要新挂入的档位上出现的转速。
所述方法可以在分组变速器中实现并行的换档流程，其中，构造有至少两个具有同步装置的、在驱动技术方面相继布置的变速器组。由此，与传统的连续换档的分组变速器相比可以明显缩短整个换档时间。当驱动技术方面相继排列的变速器组彼此反向地工作时，在换档期间它们原则上不允许同时应用其内部的同步换档机构。然而在本发明中变速器组的并行同步由此实现，即，马达附近的前组即主变速器通过外部的同步辅助装置例如内燃机和起动或分离离合器来同步，而后组即范围选择档组利用自身的同步装置来同步。
尤其可以在范围选择档组的同步过程期间就已经借助驱动马达和起动或分离离合器来调节主变速器的同步转速，并且在范围选择档组的同步过程结束之前就已经可以在主变速器中挂入新的传动级。为此，不需要将整个传动系在换档期间与驱动件或从动件完全分离。因此，从动侧的范围选择档组利用没有空档位置的切换装置来工作，这在制造成本方面是有利的。
内燃机和/或布置在内燃机与主变速器的输入轴之间的可控制的分离离合器和/或与主变速器驱动相连的电机和/或可调节的传动制动器和/或可调节的液压介质泵和/或辅助输出装置的可控制的机组可以设置为外部的同步辅助装置。原则上，适用于在传动系中施加正扭矩或负扭矩的所有元件都可以考虑作为外部的同步辅助装置。
本发明因而尤其也可以简单地用于具有并联式混合驱动系统的车辆，其中，可以可选地借助充当驱动装置的电机来调节输入轴的目标转速。
在应用外部的同步辅助装置时要注意，通常设计成惯性同步装置(其通过摩擦离合器来补偿换档组伴的转速并允许通过锁止元件仅在结束同步之后形状锁合地挂入档位)的内部同步装置被刻意地加载或解锁。因此在执行所述方法时，外部的同步辅助装置的扭矩梯度有意义地调节到内部的同步装置的扭矩梯度之下或限定到这样的阈值。为了提高换档安全性和降低在挂档时的换档元件的负载，优选降低外部的同步辅助装置的同步力矩。
原则上，这种外部的同步辅助装置也可以有利地用于在部分变速器中支持内部同步，尤其是当部分变速器在确定的时间间隔内同时地或相交叠地挂档。
此外还可以规定，在挂入主变速器的传动比和/或挂入范围选择档组的传动比时，暂时地重新打开或部分打开先前闭合的或部分闭合的分离离合器。相应地，马达接线和变速器输入端之间的分离离合器可以在部分变速器的挂档过程中保持完全闭合或部分闭合，或者可以在驱动马达达到目标转速时再次打开或部分打开先前闭合或部分闭合的分离离合器。
因为要调节的目标转速(即，要新挂入的档位中的输入转速)由从动转速和目标档位的传动比的乘积得到，所以驱动马达的经调节的目标转速会在不准确地了解从动转速的情况下与正确的目标转速有所偏差。得到的错误转速随后通过变速器组的内部同步装置来补偿，其中，同步装置工作并因此消耗动能。该工作可以通过如下方式最小化，即，内部的同步装置为了克服可能的错误转速而仅以相关变速器部分的惯性来同步，然而却不具有通过分离离合器来传递的扭矩。为此，可以在部分变速器的挂档过程中暂时地再次打开或部分打开分离离合器。此外，由此可以避免或至少减少可能的挂档碰撞。
本发明提供了在范围切换时同步目标档位的另选的可能性。因此，在所述方法中可以决定应当相应地应用哪种另选方案。为此，尤其可以考虑将变速器内部的同步装置的磨损状况和/或与变速器内部的同步装置的动力相比较的在同步时的驱动马达的动力和/或设计成内燃机的驱动马达的在同步时的由转速梯度所造成的噪音生成作为边界条件。
在传动系(其中，借助对内燃机和分离离合器的触发可以实施主变速器的输入轴的同步并且范围选择档组两级式地构造)中可以在本发明的一个实施方式中规定如下方法步骤：
-打开通向内燃机的分离离合器并消除内燃机的负载，
-切换范围选择档组的传动级并开始主变速器的传动级的变换以及将内燃机的转速控制(Drehenzahlfuehrung)至主变速器的输入轴上的范围选择换档的目标档位的目标转速，其中包括
-将主变速器切换至空档，
-主变速器等待通过内燃机来达到目标转速，
-在范围选择档组的切换结束后闭合或部分闭合分离离合器，
-在主变速器中挂入新的传动级，
-完全闭合通向内燃机的分离离合器并在内燃机上建立负载。
相应地使内燃机达到要挂入的档位的目标转速。通过闭合和部分闭合分离离合器也可将输入轴调节至目标转速。由此实现主变速器同步并为主变速器传动比的切换做好准备。因此，在主变速器换档时主变速器的同步装置不必做任何工作。
当内燃机在范围选择档组的换档时间内已经达到目标转速时，或者在短暂的等待时间之后当范围选择档组已经切换时，一旦内燃机达到目标转速，与范围选择档组的同步过程的持续时间和外部的同步辅助装置的动力尤其是与由内燃机和分离离合器组成的系统的动力有关地，在范围选择档组换档后可以立刻挂入主变速器档位。然而与部分变速器中传统的连续换档流程相比，可能的等待时间在任何情况下都更短。由此可以实现整个换档时间的显著缩短并提高换档舒适度。
上述实施方式相应地规定，在任意情况下等待主变速器换档直至挂入范围选择档组的目标传动级。由此，主变速器的内部的同步特别地平稳。
在另选于此的本发明的实施方式中可以规定如下流程：
-打开通向内燃机的分离离合器并消除内燃机负载，
-变换主变速器的传动级并开始范围选择档组的传动级的切换，以及将内燃机的转速控制至主变速器的输入轴上的范围选择换档的目标档位的目标转速，其中包括
-将主变速器切换至空档，
-主变速器等待内燃机达到目标转速，
-闭合或部分闭合分离离合器，
-在主变速器中挂入新的传动级，
-通过主变速器的内部的同步装置来支持范围选择档组的连续同步过程，
-挂入范围选择档组的新的传动级，
-完全闭合通向内燃机的分离离合器并在内燃机上建立负载。
相应地使内燃机达到要挂入档位的目标转速。通过闭合和部分闭合分离离合器也可将输入轴调节至目标转速。由此实现主变速器同步并且新的主变速器传动比可以从空档开始无延迟地切换。
如果在范围选择档组的同步过程尚未结束的情况下现在主变速器换档，那么主变速器的内部同步装置在与两个部分变速器驱动相连的变速器主轴的一侧工作，范围选择档组的同步装置在另一侧工作。然而因为两个同步装置在相同的方向上使变速器的主轴同步并且努力达到相同的转速，所以范围选择档组的同步过程在时间方面缩短并且可以更早地挂入所选择的范围选择变速器传动级。由此再次缩短了整个换档时间。
优选在商用车辆的自动分组变速器中执行所述方法，所述自动分组变速器具有中间轴结构方式的主变速器，所述主变速器包括例如五个的多个传动级，主变速器能够通过设计成摩擦离合器的可触发的分离离合器或起动离合器与设计成内燃机的驱动装置驱动相连，行星齿轮结构方式的范围选择档组在驱动技术方面布置在主变速器之后，所述范围选择档组能够在调整主变速器的传动比的换档位置和直接传递主变速器的传动比的换档位置之间切换。
然而绝对不局限于这种变速器设施或驱动设施，而是也可用于具有至少两个相继布置的自动的同步变速器组的其它传动系中。本发明例如也可用于具有混合驱动器和这种变速器的车辆，其中，电机与输入轴牢固地相连并且通过电机可以调节输入目标转速。
附图说明
为了阐述本发明而在说明书中加入附图。其中：
图1示出具有主变速器和范围选择档组的自动分组变速器的变速器示意图；
图2示出在根据图1的分组变速器中的范围选择换档的流程图；
图3示出在根据图1的分组变速器中的范围选择换档的另选的流程图；以及
图4示出根据图3的范围选择换档的流程图的档位图表以及转速曲线。
具体实施方式
图1相应示出自动的、优选用于商用车辆的分组变速器的变速器示意图。变速器包括具有用于前进档位HG1、HG2、HG3、HG4、HG5的五个轮组和用于倒档级RG的轮组的主变速器HG以及两级的范围选择档组GP。
主变速器HG设计成中间轴式变速器，其包括驱动侧的输入轴4、从动侧的主轴5和中间轴6。主变速器HG的变速器档位HG1、HG2、HG3、HG4、HG5、RG的传动级各包括处于嵌接的齿轮对，并且可以看到，倒档级RG还附加地具有可转动地支承的中间齿轮用于改变转动方向。这种布置方案是公知的。因而取消了进一步标识这些齿轮。
最大的主变速器档位HG5的输入侧的传动级设计成输入端恒定件，其具有与中间轴6抗相对转动地相连的固定齿轮和与该固定齿轮啮合的、与输入轴4抗相对转动地相连的固定齿轮的齿轮对。输入轴4可通过分离或起动离合器3与设计成内燃机的驱动装置1的驱动轴2相连。其他传动级HG1、HG2、HG3、HG4、RG各包括中间轴6上的固定齿轮和可在主轴5上转动地支承的空套齿轮。
空套齿轮可与主轴5抗相对转动地相连以便通过设计成同步换档组件SP1、SP2、SP3的同步装置来换档，其中，这些同步换档组件SP1、SP2、SP3具有用于两个档位级的两个换档位置以及一个空档位置。此外，输入轴4借助输入侧的同步换档组件SP1可直接与主轴5抗相对转动地相连以便直接地切换档位。
范围选择档组GP设计成行星齿轮传动机构。其包括太阳轮8和内齿圈11以及行星齿轮架10，太阳轮8与沿着后接的范围选择档组GP的方向延伸的主轴5的输出侧端部抗相对转动地相连，行星齿轮架10引导在太阳轮8和内齿圈11之间啮合的多个行星齿轮9并在输出侧与输出轴或者说从动轴7抗相对转动地相连。
范围选择档组GP可通过另一同步换档组件SP4在两个换档位置之间切换。在第一换档位置，内齿圈11与位置固定的构件12如变速器壳体相连，从而行星齿轮传动机构的传动作用于从动轴7。在第二换档位置，内齿圈11与行星齿轮架10联接，从而行星齿轮传动机构与主轴5一同回转(imBlockumlaufen)并且从动轴7与主轴5直接联接。范围选择档组GP的同步换档组件SP4不设空档位置。因而分组变速器整体上为10档变速器。
图2示出用于这种分组变速器的范围选择换档的示例性换档流程。在换档时，在两个部分变速器HG、GP中实施传动比变换。
这相当于在根据图1的示例性的变速器中在第五档位G5和第六档位G6之间升档或降档，其中，沿逆向的切换方向，范围选择档组GP在下档位范围和上档位范围GP1、GP2之间切换，并且主变速器HG在第一档位HG1和第五档位HG5之间切换。针对图2所示的流程，假定接下来从第六档位G6切换到第五档位G5。
根据由范围选择换档情况而定的换档需求来触发换档。在开始的时候，在步骤S1中打开分离离合器3且并行于此地在步骤S2中消除内燃机1的负载。
随后，在步骤S3和步骤S4中同时变换主变速器HG的传动比并且引入范围选择档组GP的传动比变换。在此，在中间步骤S3a中，主变速器HG切换至空档且在中间步骤S3b中在等待时间内保持在该位置，而在步骤S5中，内燃机1的转速接近新档位的目标转速。在达到目标转速时，在中间步骤S3c中分离离合器3优选部分地闭合并在中间步骤S3d中立刻在主变速器HG中挂入新档位。
范围选择档组GP的切换在此时刻尚未结束，即，范围选择档组GP的同步换档组件SP4仍为激活状态。因为两个部分变速器HG、GP通过主轴5相互地处于运行连接，所以在先前外部地通过内燃机1的转速控制和闭合或部分闭合分离离合器3而接通同步主变速器HG时，其内部的同步换档组件SP1处于激活状态。之后，主变速器HG的同步换档组件SP1和范围选择档组GP的同步换档组件SP4与主轴5关于其转速同步，其中，首先在输入轴4上出现根据输出转速和目标档位G6的传动比计算出的目标转速。因而，在步骤S6中加速地引导范围选择档组GP的同步直至结束，从而范围选择档组GP可以与迄今在步骤7中可能出现的情况相比更快地切换至目标范围。最后，在步骤S8中实施在内燃机1中建立负载，其中，先前必要时部分闭合的分离离合器3完全闭合，进而结束换档。
图3示出根据图1的分组变速器的从第六档位G6到第五档位G5的范围选择换档的另选的换档流程。图4示出所属的档位图表以及转速图表。相应地，主变速器HG从第一主变速器档位HG1切换至第五主变速器档位HG5，其中，同步组件SP3首先切换至空档并且在输入轴4通过内燃机1外部同步之后当接通主变速器HG时，第五档位G5的所属的同步组件SP1调整到相关换档位置。范围选择档组GP与此并行地通过直接变换所属的同步组件SP4的换档位置而从上档位范围GP2切换至下档位范围GP1。
在根据图3的换档流程中，在步骤S1打开离合器3以及在步骤S2于时间间隔Δt_lastab内消除负载之后再次同时开始范围选择档组GP的切换以及在主变速器HG中换档。为此，主变速器HG在中间步骤S3a中切换至空档。针对切换范围选择档组GP，假定时间间隔Δt_GP，针对主变速器HG的传动比变换，假定时间间隔Δt_HG。传动系在整个切换时间Δt_lastfrei内无力矩。
在范围选择档组GP同步期间，借助内燃机1和分离离合器3来调节主组HG的同步转速。为此，在步骤S5中，内燃机1的转速n_VM接近其在时间点t_synch达到的目标转速n_Ziel。在此，在中间步骤S3b中，主变速器HG保持在等待位置。
然而，与根据图2的换档流程不同，仅当在步骤S9中范围选择档组GP在下行档位范围GP2-GP1的切换过程结束时，才挂入主变速器档位HG5。在该范围变换之后，在步骤S10中，离合器3闭合或部分闭合，由此在输入轴4上出现目标转速。在步骤S11中，主变速器档位HG5可以由于主变速器HG当前已经通过借助内燃机1和离合器3的外部同步而同步的原因立刻地连贯换档，即，同步组件SP1带入到相应的换档位置。因此，内部同步装置由于在挂档时已实施的外部同步而无需作任何工作。最后，在步骤S12中在时间间隔Δt_lastauf建立负载，其中，离合器3在这种程度仍未完全闭合。
就范围选择档组GP的切换过程在达到内燃机1的目标转速之前就结束的情况而言，主变速器HG在其外部同步之后无延迟地立刻连贯换档。
附图标记列表
1内燃机、驱动装置
2驱动轴
3分离离合器
4输入轴
5主轴
6中间轴
7输出轴、从动轴
8太阳轮
9行星齿轮
10行星齿轮架
11内齿圈
12位置固定的构件、变速器壳体
G5第五档位
G6第六档位
GP范围选择档组
GP1下档位范围
GP2上档位范围
HG主变速器
HG1第一主变速器档位
HG2第二主变速器档位
HG3第三主变速器档位
HG4第四主变速器档位
HG5第五主变速器档位
n转速
n_VM马达转速
n_Ziel目标转速
RG倒档级
S1-S12换档步骤
SP1同步装置、同步换档组件
SP2同步装置、同步换档组件
SP3同步装置、同步换档组件
SP4同步装置、同步换档组件
t时间
t_sync同步时间点
Δt_GP范围选择档组的切换时间间隔
Δt_HG主变速器的切换时间间隔
Δt_lastab消除负载时间间隔
Δt_lastfrei无负载时间间隔
Δt_lastauf建立负载时间间隔

Claims (9)

1.一种用于自动分组变速器的换档控制的方法，其中，所述分组变速器具有至少一个多级主变速器(HG)和在驱动技术方面布置在所述主变速器(HG)之后且与该主变速器通过主轴(5)驱动相连的至少两级的范围选择档组(GP)，
其中，所述主变速器(HG)的输入轴(4)与驱动装置驱动相连或能够驱动相连，其中，所述主变速器(HG)和所述范围选择档组(GP)具有包含换档离合器的同步装置(SP1、SP2、SP3、SP4)，
其中，所述主变速器(HG)的同步装置(SP1、SP2、SP3)各具有用于相关传动级的两个换档位置和用于空档位置的换档位置，
其中，所述范围选择档组(GP)的至少一个同步装置(SP4)仅具有用于相关传动级的两个换档位置，并且
其中，在范围选择换档期间在所述主变速器(HG)以及在所述范围选择档组(GP)中各实施两个传动级之间的变换，
其特征在于，在范围选择换档时在所述范围选择档组(GP)同步期间，先前切换至空档的所述主变速器(HG)的输入轴(4)借助触发作用于所述输入轴(4)的外部同步辅助装置(1、3)来同步至目标转速(n_Ziel)，并在达到目标转速之后可选地要么在同步和切换所述范围选择档组(GP)的传动级之后要么与所述范围选择档组(GP)的瞬时同步状态无关地在所述主变速器(HG)中挂入新的传动级。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述范围选择档组(GP)的同步过程结束之前在所述主变速器(HG)中挂入新的传动级。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，内燃机(1)和/或布置在内燃机(1)和所述主变速器(HG)的输入轴(4)之间的能控制的分离离合器(3)和/或与所述主变速器(HG)驱动相连的电机和/或能调节的传动制动器和/或能调节的液压介质泵和/或辅助输出装置的能控制的机组设置为外部同步辅助装置。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在具有并联式混合驱动系统的车辆中，可选地借助充当驱动装置的电机来调节所述输入轴(4)的目标转速。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在触发外部同步辅助装置(1、3)时，将作用于所述输入轴(4)的扭矩的梯度限定至一个阈值，所述阈值低于所述主变速器(HG)的内部同步装置(SP1、SP2、SP3)的最大许可负载力矩和/或低于锁止力矩。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在挂入所述主变速器(HG)的传动比和/或在挂入所述范围选择档组(GP)的传动比时，暂时重新打开或部分打开先前闭合的或部分闭合的分离离合器(3)，所述分离离合器(3)布置在内燃机(1)和所述主变速器(HG)的输入轴(4)之间。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，执行如下方法步骤，其中，借助对内燃机(1)和布置在所述内燃机(1)和所述主变速器(HG)的输入轴(4)之间的能控制的分离离合器(3)的触发来实施所述主变速器(HG)的输入轴(4)的同步并且所述范围选择档组(GP)两级式地构造：
-打开通向所述内燃机(1)的所述分离离合器(3)并消除所述内燃机(1)的负载(步骤S1、步骤S2)；
-切换所述范围选择档组(GP)的传动级并开始所述主变速器(HG)的传动级的变换以及将所述内燃机(1)的转速控制至所述主变速器(HG)的输入轴(4)上的范围选择换档的目标档位的目标转速(步骤S3、步骤S4、步骤S5)，其中包括：
-将所述主变速器(HG)切换至空档(步骤S3a)，
-所述主变速器(HG)等待通过所述内燃机(1)来达到目标转速(步骤S3b)；
-在所述范围选择档组(GP)的切换结束后(步骤S6)闭合或部分闭合所述分离离合器(3)(步骤S10)；
-在所述主变速器(HG)中挂入新的传动级(步骤S11)；
-完全闭合通向所述内燃机(1)的所述分离离合器(3)并在所述内燃机(1)上建立负载(步骤S12)。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，执行如下方法步骤，其中，借助对内燃机(1)和布置在所述内燃机(1)和所述主变速器(HG)的输入轴(4)之间的能控制的分离离合器(3)的触发来实施所述主变速器(HG)的输入轴(4)的同步并且所述范围选择档组(GP)两级式地构造：
-打开通向所述内燃机(1)的所述分离离合器(3)并消除所述内燃机(1)的负载(步骤S1、步骤S2)；
-变换所述主变速器(HG)的传动级并开始所述范围选择档组(GP)的传动级的切换，以及开始将所述内燃机(1)的转速控制至所述主变速器(HG)的输入轴(4)上的范围选择换档的目标档位的目标转速(步骤S1、步骤S2、步骤S3)，其中包括：
-将所述主变速器(HG)向空档切换(步骤S3a)，
-所述主变速器(HG)等待通过所述内燃机(1)来达到目标转速(步骤S3b)，
-闭合或部分闭合所述分离离合器(3)(步骤S3c)，
-在所述主变速器(HG)中挂入新的传动级(步骤S3d)；
-通过所述主变速器(HG)的内部同步装置(SP1、SP2、SP3)来支持所述范围选择档组(GP)的连续同步过程(步骤S6)；
-挂入所述范围选择档组(GP)的新的传动级(步骤S7)；
-完全闭合通向所述内燃机(1)的所述分离离合器(3)并在所述内燃机(1)上建立负载(步骤S8)。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在商用车辆的自动分组变速器中执行所述方法，所述自动分组变速器具有中间轴结构方式的、带有五个传动级(HG1、HG2、HG3、HG4、HG5)的主变速器(HG)，所述主变速器能够通过设计成摩擦离合器的能触发的分离离合器(3)与设计成内燃机(1)的驱动装置运行连接并且行星结构方式的范围选择档组(GP)在驱动技术方面布置在所述主变速器(HG)之后，所述范围选择档组能够在调整所述主变速器(HG)的传动比的换档位置和直接传递所述主变速器(HG)的传动比的换档位置之间切换。
CN201280039272.1A 2011-08-11 2012-07-05 用于自动分组变速器的换档控制的方法 Active CN103748386B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011080849A DE102011080849A1 (de) 2011-08-11 2011-08-11 Verfahren zur Schaltsteuerung eines automatisierten Gruppengetriebes
DE102011080849.3 2011-08-11
PCT/EP2012/063124 WO2013020761A1 (de) 2011-08-11 2012-07-05 Verfahren zur schaltsteuerung eines automatisierten gruppengetriebes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103748386A CN103748386A (zh) 2014-04-23
CN103748386B true CN103748386B (zh) 2016-03-02

Family

ID=46456617

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280039272.1A Active CN103748386B (zh) 2011-08-11 2012-07-05 用于自动分组变速器的换档控制的方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8870712B2 (zh)
EP (1) EP2742261B1 (zh)
CN (1) CN103748386B (zh)
BR (1) BR112014003128B1 (zh)
DE (1) DE102011080849A1 (zh)
WO (1) WO2013020761A1 (zh)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010041303A1 (de) * 2010-09-24 2012-03-29 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zur Kennlinienadaption von Kupplungen in einem Teildoppelkupplungsgetriebe eines Fahrzeugs
US9394972B1 (en) * 2013-04-29 2016-07-19 Peter Reilley Automatic transmission with improved efficency
DE102014016932A1 (de) 2013-11-21 2015-05-21 Daimler Ag Verfahren zum Schalten eines Gruppengetriebes eines Kraftwagens
SE538355C2 (sv) 2013-11-21 2016-05-24 Scania Cv Ab Förfarande för att styra en hybriddrivlina i ett fordon så att glapp elimineras medelst en elmaskin
DE102014205072A1 (de) * 2014-03-19 2015-09-24 Zf Friedrichshafen Ag Kraftfahrzeuggetriebe in Gruppenbauweise
KR101655547B1 (ko) * 2014-10-16 2016-09-08 현대자동차주식회사 변속기 제어방법
KR102371482B1 (ko) * 2015-01-09 2022-03-07 현대두산인프라코어 주식회사 건설 기계의 자동 변속 방법 및 이를 수행하기 위한 장치
DE102015206968B4 (de) * 2015-04-17 2022-08-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Steuerung eines Gangwechsels bei einem unsynchronisierten Klauenschaltgetriebe
SE539495C2 (en) 2015-05-04 2017-10-03 Scania Cv Ab A method for gear shifting in a gearbox equipped with a split device, a gearbox and a vehicle
SE540845C2 (en) 2015-12-01 2018-11-27 Scania Cv Ab A method for gear shifting in a gearbox, a gearbox and a vehicle
US10086686B2 (en) 2016-01-14 2018-10-02 Deere & Company Transmission with a mode selection apparatus
DE102017217521B3 (de) 2017-09-29 2018-12-27 Audi Ag Verfahren zum Adaptieren wenigstens eines Parameters zum Schließen einer Trennkupplung eines Hybridfahrzeugs, sowie Antriebsstrang für ein Hybridfahrzeug
DE102018207859B3 (de) 2018-05-18 2019-11-07 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren und Steuerungseinrichtung zum Betreiben eines Antriebsstrangs
CN114562559B (zh) * 2022-03-23 2024-04-26 广汽埃安新能源汽车有限公司 两挡电机的空挡控制方法、装置、电子设备及存储介质
CN115264043A (zh) * 2022-06-24 2022-11-01 三一重型装备有限公司 双变速箱自动同步标定系统及方法、车辆、可读存储介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5050079A (en) * 1990-08-17 1991-09-17 Eaton Corporation Mode control for mechanical transmission system with semi-automatic shift implementation and manual and automatic shift preselection modes
DE10255395A1 (de) * 2002-11-28 2004-06-09 Zf Friedrichshafen Ag Schalteinheit
DE19754726B4 (de) * 1997-12-10 2005-08-25 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zum Wechseln der Gänge eines vielgängigen manuell geschalteten Zahnradwechselgetriebes für Nutzfahrzeuge
CN101622479A (zh) * 2007-03-06 2010-01-06 Zf腓德烈斯哈芬股份公司 用于对自动组合式变速器进行换挡控制的方法
CN102057187A (zh) * 2008-06-09 2011-05-11 Zf腓德烈斯哈芬股份公司 汽车的多挡组变速器

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0565257A1 (en) * 1992-04-10 1993-10-13 Eaton Corporation Enhanced semi-automated mechanical transmission system
US5582069A (en) * 1994-05-16 1996-12-10 Eaton Corporation Engine accessory torque and engine deceleration rate determination method/system
DE102005002496A1 (de) 2005-01-19 2006-07-27 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zur Schaltsteuerung eines automatisierten Schaltgetriebes
DE102006024370A1 (de) * 2006-05-24 2007-12-13 Zf Friedrichshafen Ag Mehrgruppengetriebe und Verfahren zum Gangwechsel bei einem Mehrgruppengetriebe
DE102007010829A1 (de) 2007-03-06 2008-09-11 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zur Schaltsteuerung eines automatisierten Gruppengetriebes
DE102007043695A1 (de) * 2007-09-15 2009-03-19 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zur Schaltsteuerung eines automatisierten Gruppengetriebes
DE102010024768A1 (de) * 2010-06-23 2011-01-13 Daimler Ag Kraftfahrzeuggruppengetriebevorrichtung

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5050079A (en) * 1990-08-17 1991-09-17 Eaton Corporation Mode control for mechanical transmission system with semi-automatic shift implementation and manual and automatic shift preselection modes
DE19754726B4 (de) * 1997-12-10 2005-08-25 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zum Wechseln der Gänge eines vielgängigen manuell geschalteten Zahnradwechselgetriebes für Nutzfahrzeuge
DE10255395A1 (de) * 2002-11-28 2004-06-09 Zf Friedrichshafen Ag Schalteinheit
CN101622479A (zh) * 2007-03-06 2010-01-06 Zf腓德烈斯哈芬股份公司 用于对自动组合式变速器进行换挡控制的方法
CN102057187A (zh) * 2008-06-09 2011-05-11 Zf腓德烈斯哈芬股份公司 汽车的多挡组变速器

Also Published As

Publication number Publication date
US8870712B2 (en) 2014-10-28
BR112014003128B1 (pt) 2021-05-25
CN103748386A (zh) 2014-04-23
US20140171263A1 (en) 2014-06-19
WO2013020761A1 (de) 2013-02-14
EP2742261B1 (de) 2018-05-16
EP2742261A1 (de) 2014-06-18
BR112014003128A2 (pt) 2017-02-21
DE102011080849A1 (de) 2013-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103748386B (zh) 用于自动分组变速器的换档控制的方法
CN106438872B (zh) 用于电动车辆的变速器
US8961345B2 (en) Range-change transmission with an electric engine
US8647232B2 (en) Group transmission device
US9637115B2 (en) Control systems and methods for transmission of hybrid power vehicle
US8585522B2 (en) Drive train and method for operating the drive train
US9517763B2 (en) Control systems and methods for transmission of hybrid power vehicle
US7632211B2 (en) Shift control method for an automatic gearbox
KR101680917B1 (ko) 변속기 장치의 작동 방법
US8251867B2 (en) Method for operating a drive train of a vehicle
US8152691B2 (en) Shift control method for an automatic group transmission
US8066617B2 (en) Method for controlling shifts in an automated step-down transmission
US20090107289A1 (en) Multi-group transmission and method for changing gear in a multi-group transmission
US9068636B2 (en) Multigroup transmission of a motor vehicle
US9151361B2 (en) Gearbox arrangement which comprises a first gearbox with an adjoining range gearbox
US20090305833A1 (en) Multi-group transmission of a motor vehicle
US8915160B2 (en) Group transmission device
US9731588B2 (en) Hybrid drive of a motor vehicle and method for operating same
CN102016360B (zh) 自动化换档变速器的换档控制的方法
US9291243B2 (en) Powershift transmission for a motor vehicle and method for controlling a powershift transmission
US20150027254A1 (en) Motor Vehicle Drive Train Device Comprising a Multi-Group Transmission
CN112135990B (zh) 用于操作动力传动系的方法和控制装置
CN102326015A (zh) 用于运行分组变速器的方法
CN102307745B (zh) 用于运行变速器的方法
CN106438995A (zh) 一种在车辆传动系中实现换挡过程的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant