CN107923524A - 用于对摩托车变速器换挡的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于变换摩托车变速器的传动级的换挡方法，其中，所述变速器具有：多个分立的传动级，用于改变变速器输入轴与变速器输出轴的转速比；并且具有能通过换挡致动器转动的换挡鼓，用于激活所述传动级，为了驱动装置的驱动轴与变速器输入轴的传导转矩的连接而设有用于传递驱动转矩的可选择性切换的离合器，在此，所述换挡鼓可转动到一个分立的第一切换位置中和至少一个分立的另外的切换位置中，在所述第一切换位置中激活第一传动级，在所述另外的切换位置中激活一个另外的传动级，所述方法具有下述步骤：识别换挡请求(100)；维持所述传导转矩的连接，以便传递驱动转矩；减小内燃机的驱动转矩；使所述换挡鼓从所述第一切换位置(6)中运动到中间位置(8)中，所述中间位置沿着所述换挡鼓(5)的转动方向位于第一切换位置和所述另外的切换位置之间，其中，在该中间位置(8)中没有驱动转矩能够从变速器输入轴传递到变速器输出轴上；使所述换挡鼓从所述中间位置(8)运动到所述另外的切换位置(7)中进而激活所述另外的传动级。

Description

用于对摩托车变速器换挡的方法
技术领域
本发明涉及一种用于对摩托车变速器换挡的方法，通常用于对摩托车变速器自动化地或自动地换挡的方法是已知的，尤其是在EP 1 790 546 A1中已知。
背景技术
尤其为了提高舒适度和安全性，在摩托车中越来越多地使用自动地或自动化地切换的变速器。在摩托车中使用具有多个轴线平行的轴的变速器，其中，在所述轴线平行的轴上设置有齿轮对以进行力传递，所述齿轮对能够经由切换元件或耦合元件与传动轴以传导转矩的方式连接。为了致动所述切换元件，设有至少一个可转动的换挡轴或换挡鼓，通过其从第一位置到第二位置中的转动，在变速器中从第n挡换挡到第n+1挡中或者相反，在此，“第一”位置不理解为由此谈及的第1挡，而是第一位置表示初始状态。
如果这种变速器是自动化的，那么自动化地执行之前通过驾驶员进行的操作过程，或者通过执行器和控制所述执行器的方法来执行。对于切换过程这意味着，将内燃机设定为无载荷的，以便防止马达转速过高，借助于构成为起动元件的分离离合器在内燃机和变速器之间中断力传递，在该无载荷的变速器中通过将换挡鼓从其初始位置转动到另一分立的位置中而置入期望的挡位，此后再次闭合离合器，并且最后再次通过建立驱动转矩使内燃发动机加速。
EP 1 790 546 A1提出一种用于对摩托车变速器换挡的方法，其中，对于换挡过程打开和闭合设置在内燃机和变速器之间的离合器。
发明内容
本发明的任务在于，给出一种具有改进的运行安全性的用于对摩托车变速器换挡的方法。所述任务通过一种根据权利要求1所述的方法或一种至少选择性地执行所述换挡方法的运行方法来解决，本发明的优选的改进方案是从属权利要求的主题。
所述换挡方法设置用于变换摩托车变速器的传动级。在此，所述变速器具有多个挡位，优选五个或更多个挡位，优选六个或更多个挡位，并且特别优选七个或更多个挡位。在本发明的意义上，将挡位理解为分立的传动级，并且传动级尤其描述变速器输入轴与变速器输出轴的特定的转速比。优选的是，将变速器输入轴理解为下述传动轴，由驱动马达能够将驱动功率传递到该传动轴上，并且优选的是，将变速器输出轴理解为下述轴，由所述轴向外将驱动功率输送给车轮驱动装置、如优选牵引机构变速器或优选万向传动装置。
摩托车变速器尤其是可按顺序操作的或者说可切换的变速器。为了实现这一点，借助根据本发明的方法可换挡的摩托车变速器具有可通过换挡致动器转动的换挡鼓，以激活所述传动级或挡位。换挡鼓可转动地支承并且在换挡鼓转动到分立的切换位置中时尤其是经由换挡拨叉来控制或致动耦合装置，所述换挡拨叉可与换挡鼓连接或者由所述换挡鼓控制。
优选的是，将耦合装置理解为用于在齿轮或链轮和传动轴之间或者在两个传动轴之间选择性地建立传导转矩的连接的装置。优选地，用于建立所述连接的耦合装置具有摩擦锁合元件、形状锁合元件或者两者。更优选的是，耦合装置构成为离合器或制动器，优选具有摩擦衬片，优选呈片式或筒式构型或者优选呈锥形构型。
更优选的是，耦合装置构成为同步装置，所述同步装置首先建立摩擦锁合的连接并且此后建立形状锁合的连接。更优选地，耦合装置具有控制爪钩或者优选构成为接合套。这种类型的耦合装置在现有技术中已知。这种类型的耦合装置的共同之处尤其是在于，在操作所述耦合装置时首先必须以一定方式桥接，关于多片式离合器例如在可传递转矩之前首先桥接空隙。
更优选的是，由借助于可选择性切换的起动元件来传递驱动装置、尤其是内燃发动机或电动马达的驱动功率。优选的是，将起动元件理解为下述装置，借助所述装置可选择性中断从驱动装置到变速器输入轴的驱动功率的传递，尤其是在车辆的静止状态中。优选的是，起动元件构成为转矩转换器，并且优选构成为尤其是摩擦锁合的离合器，特别优选构成为多片式离合器。
如上所述，通过将换挡鼓转动到不同的、可预先确定的转动位置中来激活摩托车变速器的各个挡位或传动级。优选的是，换挡鼓可转动到分立的第一切换位置中，在所述第一切换位置中激活第一传动级(第n挡)。优选的是，所述切换级一直是激活的，或者换言之，尤其是所述挡位一直被置入，直至换挡鼓从该第一切换位置中向外转动出特定的一段距离。更优选的是，换挡鼓可转入至少一个其它或另外的分立的切换位置，在所述切换位置中激活另一传动级(n+1或第n+1挡)。
用于变换之前描述的摩托车变速器的传动级的方法具有至少下述步骤：
-识别换挡请求；
-维持传导转矩的连接，以传递驱动转矩，尤其是将耦合装置保持闭合，所述耦合装置沿转矩传递方向设置在驱动装置和待控制的摩托车变速器之间；
-附加地能够在识别到换挡请求之后并且在维持传导转矩的连接的情况下减小内燃机的驱动转矩，尤其是由此可实现：通常基于驱动转矩保持在第一切换位置中的换挡鼓可更简单地运动；
-使换挡鼓从第一切换位置中运动到中间位置中，所述中间位置沿着换挡鼓的转动方向位于第一切换位置和所述另外的切换位置之间，其中，在该中间位置中驱动转矩不能够从所述变速器输入轴传递到所述变速器输出轴上；
-替选地，在到达中间位置之后或者在到达中间位置的同时能够减小可由驱动装置提供的驱动转矩；
-使换挡鼓从中间位置运动到所述另外的切换位置中进而激活所述另外的传动级。
优选地，根据换挡鼓的位置来调节内燃机的驱动转矩。根据第一替选方案，当换挡鼓已到达中间位置时减小内燃机的驱动转矩，或者根据另一替选方案，这还在换挡鼓运动到中间位置之前发生。在此，在该意义上将减小驱动转矩理解为，减小可由内燃机提供的转矩，直观上尤其减小输送的燃料的量，例如通过减小节流阀的打开或者减小喷射量来进行。通过使换挡鼓运动到中间位置中，尤其通过上述对换挡鼓的控制来替代起动离合器的功能，所述起动离合器设置在内燃机和摩托车变速器之间，并且在已知的变速器中在变速器的每次换挡时操作所述起动离合器。
更优选地，优选尚在换挡鼓到达所述另外的切换位置之前，即在激活所述另外的传动级之前，就再次提高内燃机的驱动转矩，优选在所述换挡鼓到达另外的切换位置之前不久就如此。在本发明中，在到达“另外的切换位置之前不久”的意义上，这针对于换挡鼓的转动角。优选地，就换挡鼓的转动角而言，在所述换挡鼓到达所述另外切换位置之前15°或更小时再次提高驱动转矩，优选7.5°或更小、特别优选3°或更小、并且尤其特别优选1.5°或更小时再次提高驱动转矩，并且更优选地，至少基本上在换挡鼓到达所述另外的切换位置同时提高驱动转矩。
尤其通过驱动转矩或可提供的驱动转矩和换挡鼓的位置的这种耦合，可实现特别可靠的换挡特性。
优选的是，通过操作装置、尤其脚踏操作装置或优选可手动操作的选择开关可预设换挡请求。更优选地，评估行驶参数、尤其是优选变速器输入轴的驱动转速，并且数据处理装置、优选控制设备基于所述行驶参数自动化地预设换挡请求。
优选地，在识别到换挡请求之后，在起动元件闭合的情况下换挡鼓转动到中间位置中，优选在所述换挡鼓的所述转动期间减小可由内燃机输出的驱动转矩。优选的是，中间位置选择为，使得所述中间位置沿着转动方向位于两个切换位置之间，即位于在识别换挡请求的瞬间被激活的挡位所置入的切换位置(第一切换位置)和使在变换传动级之后所置入的挡位被激活的切换位置(其它或另外的切换位置)之间。
在此，在这两个切换位置之间的路段尤其是与变速器的构造相关，优选至少与可切换的传动级的数量相关。中间位置选择为，使得所述中间位置位于第一切换位置和另外的切换位置之间，并且在中间位置中第一传动级不再被激活，并且另外的传动级仍未被激活。在该状态下，尤其是转矩不能够从变速器输入轴传递到变速器输出轴上。
优选地，中间位置至少大致对称地位于两个前述的切换位置之间。尤其通过对中间位置的控制，按计划地中断驱动装置(所述驱动装置保持与变速器输入轴传导转矩地耦合)和变速器输出轴的力流，而不必为此打开气动元件。
优选在到达中间位置的同时，优选在到达中间位置之后并且特别优选在达到中间位置之前，通过控制指令减小驱动装置的驱动转矩。尤其是通过所述控制指令可避免：驱动装置以近似无载荷的状态高速转动。
优选地，这样控制换挡鼓，使得所述换挡鼓至少短暂地保持在中间位置中，优选地，所述换挡鼓在离开第一切换位置之后以低的速度(至少在中间位置的区域中)运动。优选地，将低的速度理解为换挡鼓的下述速度，所述速度低于在换挡鼓从第一切换位置运动到另外的切换位置中的其它区域中的速度。尤其借助这种低的速度可避免换挡鼓的卡住并且可改进所述换挡鼓的可控制性。
优选地，在换挡鼓到达中间位置之后，换挡鼓从中间位置运动到分立的第二切换位置中，进而激活另外的换挡级。优选的是，可基于耦合装置的机械致动来计算中间位置，或者更优选通过试验来确定中间位置。
尤其是借助这种类型的控制在变换传动级时能够实现，在不打开和闭合起动元件的情况下进而优选在特别短的时间内引起这样的变换。更优选的是，由此可延长起动元件的使用寿命进而可提高摩托车变速器的运行安全性。
在一个优选的实施形式中，换挡鼓首先、优选在所述换挡鼓运动到中间位置中之前并且更优选在识别到换挡请求之后运动到邻近位置中。
优选的是，邻近位置选择为，使得所述邻近位置关于换挡鼓从第一切换位置到另外的切换位置的转动路径位于第一切换位置之后并且位于中间位置之前。更优选的是，在邻近位置中，与中间位置相反，可将驱动转矩从变速器输入轴传递到变速器输出轴。优选的是，邻近位置选择为，使得在该邻近位置中减小在变速器的机械致动装置中的间隙，所述系统尤其通过到达邻近位置而被预加压，在此所述邻近位置比第一切换位置更靠近另外的切换位置，但是仍能够通过变速器实现转矩传递。
优选的是，所述邻近位置可在了解杠杆比和公差比以及系统刚性的情况下计算或估算，更优选的是，邻近位置可通过试验确定。尤其是通过到达邻近位置可缩短用于变换传动级的时间进而可提高行驶舒适度，在所述邻近位置中用于致动耦合装置的机械系统被预加压。
在一个优选的实施形式中，换挡请求可通过驾驶员手动预设，优选可通过可脚踏操纵或手动操作的选择开关来预设。更优选的是，换挡请求可通过数据处理装置来预设，尤其在自动驾驶模式中，在所述自动驾驶模式中尤其基于行驶速度和驱动装置的转速进行换挡级的变换。更优选的是，为了识别换挡请求使用另外的行驶参数。优选地，这种另外的行驶参数能够是车辆的加速度、油门或加速手柄的位置，或者更优选的是驾驶模式开关(运动、舒适、环保等)的位置。
优选地，用于摩托车变速器的运行方法提供至少两种换挡方法，其中之一是上述本发明的换挡方法，并且另一换挡方法是与该方法不同的换挡方法。
更优选地，根据至少一个行驶状态参数选择性地执行所述换挡方法。尤其是通过可根据至少一个行驶状态参数执行的2种不同的换挡方法能构成可特别舒适地运转的摩托车变速器。优选地，能够在第二换挡方法中规定，为了变换传动级，尤其是打开起动元件，或者优选使换挡鼓不能置入中间位置中，尤其是所述换挡鼓以高的速度越过所述中间位置，以便在第一切换位置和另外的切换位置之间尽可能短地停留。
在一个优选的实施形式中，为了确定行驶状态参数使用下面提及的参数中的至少一个参数：
-驾驶员的加速度预设、尤其是油门位置；
-瞬时车辆速度；
-瞬时车辆加速度；
-瞬时选择的传动级；
-传动级的变换类型、尤其是升挡或降挡；
-制动操作；
-驾驶模式选择开关的位置。
尤其是通过执行至少两种换挡方法中的哪种换挡方法与之前提及的参数之一的关联性已示出，由此可构成特别舒适地换挡的摩托车变速器。
在一个优选的实施形式中，第二换挡方法、即尤其是不对应于之前描述的换挡方法的换挡方法具有下述步骤：
-识别换挡请求；
-维持在驱动马达的驱动轴和变速器输入轴之间的传导转矩的连接；
-减小驱动转矩；
-使换挡鼓从第一切换位置运动到另外的切换位置中进而激活另外的传动级。尤其是在所述第二换挡方法中，换挡鼓在不到达中间位置的情况下从第一切换位置运动到另外的切换位置中。
优选地，这种第二换挡方法尤其用于所谓的牵引升挡(Zug-hochschaltung)。这种牵引升挡的特征尤其是在于，车辆被加速，更优选地，这种方法用于实现非常短的切换时间。试验表明，尤其是在牵引升挡的情况下传动级的变换也能够在不到达中间位置的情况下特别快速地进行。这种牵引升挡本身在现有技术中已知。
在一个优选的实施形式中，也在第二换挡方法中，换挡鼓在变换传动级时首先可运动到邻近位置中。在此，所述第二换挡方法的所述邻近位置对应于针对根据本发明的换挡方法所描述的邻近位置，并且尤其用于在变换传动级时加速。所述加速尤其可由此实现，因为换挡鼓从邻近位置直至另外的切换位置的转动路径与从第一切换位置至另外的切换位置的转动路径相比缩短。
优选的是，所述邻近位置沿换挡鼓的转动方向位于第一切换位置和另外的切换位置之间，所述第一切换位置，即在其中可将驱动转矩从变速器输入轴传递到变速器输出轴上并且第一传动级被激活的切换位置，在所述另外的切换位置中激活基于所识别到的换挡请求应置入的传动级。在此，邻近位置关于换挡鼓在第一切换位置和另外的切换位置之间的转动路径优选靠近第一切换位置，并且更优选地其特征在于，驱动转矩可从变速器输入轴传递到变速器输出轴上。
已知的自动化换挡的摩托车变速器构成为双离合器变速器，所述双离合器变速器是非常耗费的，或者其构成为具有换挡鼓的传统的摩托车变速器，其中，通过控制装置和马达致动器来控制起动离合器和换挡鼓的位置。通过所建议的方法能够实现：使具有换挡鼓的传统的摩托车变速器自动化，而为此所述起动离合器不必构成有致动器，因为通过到达换挡鼓的中间位置来实现传导转矩的连接的用于换挡所需的中断。
附图说明
下面以示意性的类型和方式来示出本发明的特征和实施形式。在此：
图1示出具有占据换挡鼓的中间位置的换挡方法的流程图；
图2示出用于摩托车变速器的具有2种不同换挡方法的运行方法的流程图，所述换挡方法能够选择性地根据行驶状态参数来执行。
具体实施方式
图1a示出用于换挡方法的示意性流程图以及图1b示出换挡鼓5在执行所述换挡方法时占据的角度位置。
如果识别到换挡请求100，那么在第一方法步骤1中，换挡鼓5从第一切换位置6转入中间位置8中，在所述第一切换位置中激活第一传动级，在所述转入时尤其是减小可由内燃机输出的驱动转矩。同时，在第二方法步骤2中，维持从驱动装置的驱动轴到变速器输入轴的传导转矩的连接，离合器保持闭合。这能够经由自身的控制指令10发生或者不输出用于中断传导转矩的连接的指令。
在第三方法步骤3中(在此所述方法步骤3也能够直接在识别到换挡请求100之后执行，即尚在换挡鼓5从第一切换位置6中移出之前执行)，在到达中间位置8时经由控制指令11减小驱动装置的驱动转矩，进而避免所述驱动装置的无载荷的高速转动。在第四方法步骤4中，换挡鼓5从中间位置8转入另外的切换位置7中，在所述另外的切换位置中激活基于换挡请求所变换到的传动级。
如前所述，换挡鼓5从其第一切换位置6首先进入邻近位置(Anlageposition)9中，所述邻近位置关于换挡鼓5的转动路径位于换挡鼓5的第一切换位置6和中间位置8之间。在此，邻近位置9相对于中间位置8的特征在于，在邻近位置中可从变速器输入轴向变速器输出轴传递转矩，但也在图1B中可见，通过邻近位置9缩短了用于到达另外的切换位置7的转动路径，进而可实现特别快速的切换过程，其对于摩托车变速器的使用者显得特别舒适。在方法步骤4中也规定再次提高驱动装置的驱动力矩。
在图2中示出具有多个不同的换挡方法的运行方法的示意性流程图。在此，不同的换挡方法基于行驶状态参数15选择性地执行。所述换挡方法之一是已经在图1a和图1b中示出的换挡方法并且在下面不再阐述。
如果基于行驶状态参数15选择路径22，那么换挡鼓(未示出)在方法步骤12中从第一切换位置转入邻近位置中，并且输出用于维持起动元件(未示出)的转矩传递的控制指令10或者说不输出用于中断所述转矩传递的指令。
此后，换挡鼓在方法步骤3a中从邻近位置朝向另外的切换位置运动，而换挡鼓的所述运动能够经由控制指令11来影响、即优选提高或优选减小驱动装置的驱动转矩。这样的影响能够在内燃机方面通过减小所输送的燃料的量或中断点火来进行。在方法步骤4中，换挡鼓进入所述另外的切换位置中，进而激活所述另外的传动级。
此外也能够规定第三换挡方法，所述第三换挡方法能够选择性地经由行驶状态参数15执行。首先，换挡鼓在方法步骤12中进入邻近位置，并且输出用于断开起动元件、即在驱动装置和摩托车变速器之间的分离离合器的控制指令20。此外输出控制指令11，该控制指令引起驱动装置的驱动转矩的减小。
在方法步骤3b中，换挡鼓从邻近位置朝向所述另外的切换位置运动。在方法步骤4中，换挡鼓到达所述另外的切换位置并且激活基于换挡请求待置入的挡。

Claims (11)

1.用于变换摩托车变速器的传动级的换挡方法，其中，所述变速器具有：多个分立的传动级，用于改变变速器输入轴与变速器输出轴的转速比；和能通过换挡致动器转动的换挡鼓，用于激活所述传动级，
为了驱动装置的驱动轴与变速器输入轴的传导转矩的连接而设有用于传递驱动转矩的可选择性切换的离合器，在此，所述换挡鼓可转动到一个分立的第一切换位置中和至少一个分立的另外的切换位置中，在所述第一切换位置中激活第一传动级，在所述另外的切换位置中激活一个另外的传动级，
所述方法具有下述步骤：
-识别换挡请求(100)；
-维持所述传导转矩的连接，以便传递驱动转矩；
-减小内燃机的驱动转矩；
-使所述换挡鼓从所述第一切换位置(6)中运动到中间位置(8)中，所述中间位置沿着所述换挡鼓(5)的转动方向位于第一切换位置和所述另外的切换位置之间，其中，在该中间位置(8)中驱动转矩不能够从变速器输入轴传递到变速器输出轴上；
-使所述换挡鼓从所述中间位置(8)运动到所述另外的切换位置(7)中进而激活所述另外的传动级。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
使所述换挡鼓(5)从所述第一切换位置(6)运动到一个邻近位置(9)中，所述邻近位置(9)沿着所述换挡鼓(5)的转动方向位于所述第一切换位置(6)和所述中间位置(8)之间，
在所述邻近位置(9)中能够实现驱动转矩从变速器输入轴到变速器输出轴的传递。
3.根据上述权利要求之一所述的换挡方法，其特征在于，就所述换挡鼓(5)的转动角而言，在所述换挡鼓到达所述另外的切换位置(7)之前15°或更小时，再次提高所述内燃机的驱动转矩。
4.根据上述权利要求之一所述的换挡方法，其特征在于，所述换挡请求能通过车辆驾驶员手动预设。
5.根据上述权利要求之一所述的换挡方法，其特征在于，所述换挡请求能自动化地预设，使得为了确定换挡请求使用下述参数中的至少一个参数，
-当前的车辆速度；
-变速器输入轴的转速。
6.用于摩托车变速器的运行方法，所述运行方法具有根据上述权利要求之一所述的换挡方法，其特征在于，能根据行驶状态参数选择性地执行所述换挡方法和至少一个另外的换挡方法。
7.根据权利要求6所述的运行方法，其特征在于，为了确定所述行驶状态参数使用下述参数中的至少一个参数：
-驾驶员的加速度预设、尤其是油门位置；
-瞬时车辆速度；
-瞬时车辆加速度；
-瞬时选择的传动级；
-所述传动级的变换类型、尤其是升挡或降挡；
-制动操作；
-驾驶模式选择开关。
8.根据权利要求6或7所述的运行方法，其特征在于，一个第一另外的换挡方法至少包括下述步骤：
-识别换挡请求；
-中断在驱动马达和所述变速器输入轴之间的传导转矩的连接，使得驱动转矩不能够从所述驱动轴传递到所述变速器输入轴上；
-减小能由输出轴输出的驱动转矩；
-使所述换挡鼓从第一切换位置运动到所述另外的切换位置中；
-建立在驱动马达和变速器输入轴之间的传导转矩的连接。
9.根据权利要求6或8所述的运行方法，其特征在于，一个第二另外的换挡方法包括至少下述步骤：
-识别换挡请求；
-维持在驱动马达的驱动轴和变速器输入轴之间的传导转矩的连接；
-减小驱动转矩；
-使所述换挡鼓从第一切换位置运动到所述另外的切换位置中进而激活所述另外的传动级。
10.根据权利要求9所述的运行方法，其特征在于，使所述换挡鼓从第一切换位置运动到一个邻近位置中，
所述邻近位置沿着所述换挡鼓的转动方向位于第一切换位置和所述另外的切换位置之间，
在所述邻近位置中能够实现驱动转矩从变速器输入轴到变速器输出轴上的传递。
11.摩托车变速器，所述摩托车变速器至少暂时具有根据权利要求1至5之一所述的换挡方法。
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