CN108700138A - 用于运行机动车的双离合变速器的控制装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于运行机动车(1)的双离合变速器(3)的方法,其中使第一离合器(10)接合,由此驱动其中挂入当前的实际挡位(9)的第一变速器支路(K1),在用于转换到设定挡位(9’)的预选择阶段(28)中在第二变速器支路(K2)中挂入(38)设定挡位(9’)并填充第二离合器(11)中的离合器液压系统(18),由此使第二离合器(11)接合。希望换挡过程加速。本发明提出,预选择阶段(28)期间便已经开始填充离合器液压系统(18),但是在预选择阶段(28)中将离合器液压系统(18)最高填充至达到第二离合器(11)的接触点(40)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于运行机动车的双离合变速器的方法。通过本方法使用于换挡的所谓预选择阶段与离合器接合相协调。在预选择阶段中,使要挂入的设定挡位同步、释放(或者说解锁)并最终挂入。通过接合离合器将挂入的设定挡位与发动机的曲轴联接。本发明还包括一种用于双离合变速器的控制装置以及一种具有双离合变速器的机动车。
背景技术
文献DE 197 51 456 B4公开了预选择阶段与离合器接合之间的特别密切地协调。为此之前总是以(液压系统)部分填充的方式运行将新的要挂入的挡位、即设定挡位与发动机曲轴联接的离合器。也就是说,该离合器虽然分离地运行,但是其离合器液压系统保持部分填充的并因此从不排空至止挡位置。这一点在多种类型的变速器中无法实现,这是因为需要将不使用的、分离的离合器排空至其止挡位置,以防止离合器液压系统和离合器的磨损。
为了缩短从实际挡位到设定挡位的切换过程,从文献DE 10 2009 059 081 A1中已知:冲击式地、进而快速地填充离合器液压系统,而不会由此产生要设定的目标压力值的过冲
文献DE 10 2008 043 384 A1对双离合变速器作出了进一步的说明。从该公开文本中采用如下术语,例如接触点(Touch Point)、接合点(Point of Engagement,KissPoint)。
发明内容
因此本发明的目的是,在双离合变速器中在短暂的切换时间内完成从实际挡位到设定挡位的挡位变换。
上述目的通过独立权利要求的主题实现。本发明有利的改进方案通过从属权利要求的特征说明。
通过本发明提出一种用于运行机动车的双离合变速器的方法。在机动车行驶期间可以通过双离合变速器将发动的曲轴的转矩传递到双离合变速器的变速器输出端,再从变速器输出端继续传送到机动车的车轮上。根据本发明的方法提出,借助于填充的第一离合器液压系统使第一离合器接合地运行,由此驱动如下的第一变速器支路/传动支路,在该第一变速器支路中挂入或设定为当前的实际挡位。所述离合器液压系统特别是具有工作缸,该工作缸被填充并且通过其活塞的推移使活塞、进而离合器保持接合。
在此期间,借助于排空至止挡位置的第二离合器液压系统使双离合变速器的第二离合器分离地运行。在双离合变速器中,离合器是自动分离的,即在排空离合器液压系统时使相应的离合器分离。
为了转换到新的设定挡位而进行预选择阶段。在预选择阶段中,在第二变速器支路中使设定挡位的转动运动与变速器输出端同步,然后释放并挂入已同步的设定挡位。通过转动运动的同步使设定挡位的齿轮的转动运动加速或被制动,从而使设定挡位的齿轮与已经随着变速器输出端一同运动的齿轮同步运转。在同步的转动运动时释放设定挡位,从而最终可以挂入该设定挡位。因为释放实现了设定挡位的继续转动,从而设定挡位的齿轮可以啮合到与变速器输出端联接的齿轮中。齿轮的这种继续运动即是真正地挂入了挡位。
换挡的第二方面是接合第二离合器。在第二离合器的情况下,为此填充第二离合器液压系统,由此第二离合器被填充至接触点,从该接触点开始第二离合器将转矩从曲轴传递到第二变速器支路上。继续填充直到离合器接合。所述接触点是从现有技术中已知的接触点或半接合点或滑磨点。
为了使向设定挡位的切换加速,即实现第二离合器在挂入设定挡位时的更快的接合,根据本发明提出,在预选择阶段期间便开始填充第二离合器液压系统,第二离合器液压系统在预选择阶段中最高填充至达到第二离合器的接触点。也就是说,第二离合器已部分地从其分离位置开始向接触点运动,而第二离合器不会由于传递转矩而干扰预选择阶段,即同步、释放和挂入设定挡位。即,可以使第二离合器在预选择阶段之前一直以第二离合器液压系统排空至止挡位置的方式运行,因此这是保护性的且无磨损的运行。直到换挡才填充第二离合器液压系统,特别是以如下方式:使得从挂入设定挡位起第二离合器便已经在如下程度上接合,使得第二离合器可以从接触点起无延迟地经具有设定挡位的第二变速器支路传递转矩。
本发明还涉及最佳的改进方案,通过这些改进方案还得到附加的优点。
根据一改进方案,在预选择阶段期间便对第二离合器液压系统填充有直至高于最终体积的60%、特别是高于最终体积的70%的液压液,在最终体积的情况下离合器完全接合。这实现了,在预选择阶段之后利用少量液压液、即利用剩余体积进行从实际挡位向设定挡位的转换。这就实现了,已经在第二离合器液压系统中注入了用于接合第二离合器所需的液压液的高于60%、特别是高于70%,而不会在此干扰或妨碍预选择阶段。
一改进方案提出,第二离合器液压系统以至少一个中间级逐级地(或者说阶跃式地)被填充,在该中间级中第二离合器液压系统的设定填充压力恒定。也就是说,填充不是连续、均匀的填充过程。替代的是,通过设定至少一个中间级使对第二离合器液压系统的填充匹配于预选择阶段的各个阶段,即同步、释放和挂挡。因此要考虑的是,第二离合器不能从最初预选择阶段的开始就接合至接触点,这是因为否则在进行预选择阶段时通过早已接合至接触点的第二离合器由此产生所述的磨损作用,如在现有技术中的这种情况。
预选择阶段完成之后,第二离合器接合至接触点,才能实现从实际挡位到设定挡位真正过渡,就是说,在第一离合器和第二离合器之间进行组合/转变或过渡。本发明的改进方案提出,在预选择阶段之后,通过至少部分地排空第一离合器液压系统使得第一离合器分离,同时通过进一步填充第二离合器液压系统使第二离合器超过接触点从而接合,并使得发动机的在离合器输出端上传递的转矩恒定。由此从实际挡位转换到设定挡位,而在车轮上不发生转矩变化,从而特别是在机动车中的人感觉不到驱动机动车时的急动。由此改善了行驶安全性,这是因为不会由于驱动力矩的急动式的改变使车轮在行车道路面上附着力损失。
如果设定挡位小于当前起作用的挡位,可以实现特别的优点。这被称为换至低速挡。即从变速级n切换到变速级n-1。本发明的改进方案提出,在预选择阶段期间便已经通过部分排空第一离合器液压系统来增大发动机曲轴的转速,即发动机转速。因为这导致第一离合器的部分分离,由此在发动机曲轴上产生的转矩不再仅仅向离合器输出端传递,从而转矩差使发动机加速,就是说,增大转速。由此得到以下优点,在第二离合器接合时发动机便已经处于接近新的设定挡位转速的同步转速,因此发动机不必通过第二离合器由于第二离合器的接合而被加速。
一改进方案解决如下问题,即通过第一离合器部分地分离,发动机增大其转速,并可能超过同步转速达到高转速。为了防止这种情况,改进方案提出,在预选择阶段之后通过继续填充第二离合器液压系统衰减或避免转速的过冲也就是说,在预选择阶段期间,第一离合器部分地分离,从而使发动机加速,然后借助于第二离合器通过借助于第二离合器液压系统部分地接合该第二离合器对发动机的转速提高或加速进行衰减或制动,从而使发动机保持在预定的转速。
一改进方案涉及特殊情况,即借助于双离合变速器并非切换一个变速级,而是切换两个变速级。该改进方案提出,通过双挡位切换从实际挡位切换到与实际挡位相差两个变速级的目标挡位,此前所述的设定挡位在此是中间挡位,首先借助于第二离合器从实际挡位切换到该中间挡位。当第二离合器接合后,在中间挡位起作用、即中间挡位用于从发动机向变速器输出端传递转矩期间,在另一预选择阶段中在第一离合器支路中同步、释放并挂入作为新的设定挡位的目标挡位。在该另外的预选择阶段期间填充第一离合器液压系统,但是最高至第一离合器的接触点。也就是说,在预选择阶段中对于第一离合器填充如同上述关于第二离合器所述的那样随着预选择阶段同时运行。通过切换过程的紧密安排,在双挡位切换到目标挡位的同步转速时实现了发动机转速保持不变。也就是说,发动机可以持续地相同的转矩输出运行并切换两个变速级。
一改进方案为此提出,通过在双挡位切换时保持对第一离合器液压系统持续地至少部分填充,则可以缩短双挡位切换的时间。也就是说,在挂入中间挡位后并因此摘除原始的实际挡位后,第一离合器液压系统还未全排空,而仍然是部分填充的,但是低于接触点并以此方式继续运行,直到在另外的预选择阶段期间再次填充至接触点,以便设定或挂入目标挡位。
如上所述,根据本发明的方法可以由用于机动车的双离合变速器的控制装置实施。本发明因此提供这种控制装置,该控制装置设置为,用于按照根据本发明的方法的实施形式控制电液式的执行器来分别填充和排空双离合变速器的第一离合器和第二离合器的相应的离合器液压系统。通过电液式的执行器特别是调节用于液压液的液压主缸,该主缸作用于在离合器液压系统的工作缸上。例如,可以设置电机作为电液式执行器,该电机通过蜗轮蜗杆传动机构使主缸的活塞运动。对应的电液式执行器从现有技术中已知。
最后本发明还涉及一种具有双离合变速器的机动车,其中双离合变速器具有根据本发明的实施形式的控制装置。根据本发明的机动车优选设计为汽车、特别是乘用车或商用车。
附图说明
下面说明本发明的实施例。为此示出:
图1示出根据本发明的机动车的实施例的示意图;
图2示出图1的机动车的离合变速器的运行参数的示意性时间变化的三个图表;
图3示出离合变速器的运行参数的另外的示意性时间变化图表。
具体实施方式
在下面描述的实施例是本发明的优选实施形式。在实施例中,所述实施形式的各个部分分别是本发明的各个可视为彼此独立的特征,这些特征分别彼此独立地改进本发明并因此单独地或以不同于示出的组合的组合方式被视为本发明的组成部分。所述实施形式还通过本发明的其它所述特征加以补充。
在附图中功能相同的元件设有相同的附图标记。
图1示出机动车1,该机动车例如可以是汽车、特别是乘用车。还示出内燃机或简称为发动机2、双离合变速器3、差速器4和驱动车轮5。在机动车1行驶期间,发动机2在曲轴6上产生驱动转矩或发动机转矩Mm,该驱动转矩或发动机转矩通过曲轴6被传递到双离合变速器3中,并由该双离合变速器按传动比提供给变速器输出端7,然后通过差速器4传递到驱动车轮5上。发动机2由此驱动车轮5并进而驱动机动车1。
双离合变速器3包括第一变速器支路K1和第二变速器支路K2。例如,在图1中示出变速器挡位或变速级8被分配到两个变速器支路K1、K2上。为了进一步描述实施例假设:在图1中示出的时刻挂入变速级“6”,就是说,变速级“6”是当前的实际挡位9。
双离合变速器3还具有第一离合器10和第二离合器11。第一离合器10接合,从而发动机转矩Mm通过第一离合器10在第一变速器支路K1中被传递到实际挡位9上,因此实际挡位9的变速级起作用以向变速器输出端7输送发动机转矩Mm。离合器转矩M1通过第一变速器支路K1起作用,这在图1中为了更好地看到在第一变速器支路K1的空心轴上示出。曲轴6以驱动转速nm转动,第一变速器支路K1相应地以变速器转速n1转动。变速器转速n1仅为了更好地看到在图1中也在空心轴上示出。
这时第二离合器11是分离的。第二离合器支路K2的离合器转矩M2相应具有不确定的值,这是因为第二变速器支路K2可以自由转动。第二离合器变速器K2的变速器转速在此以n2表示。离合器转矩M2和变速器转速n2在图1中为了更好地看到在与空心轴相应的轴上表示。
第一离合器10的接合状态由第一离合器液压系统12实现。离合器液压系统12可以例如具有工作缸。离合器液压系统12、即工作缸被填充。这通过电液式的执行器13实现,该执行器例如可以具有主缸14和电机15。控制装置16控制电机15。通过执行器13将离合器液压系统12中的液压压力P1设定为如此大小,使得移位器或挡位调节器17完全压出或移出并由此使离合器10接合。
第二离合器11的分离位置通过第二离合器液压系统18实现,第二离合器液压系统同样可以是工作缸。电液式的执行器19如此被控制装置16驱控,使得第二离合器液压系统18中的液压压力P2以小到,使第二离合器液压系统18的移位器或挡位调节器20一直移入至止挡位置21,由此使第二离合器11分离。执行器19由此可以与执行器13同样地具有主缸22和可由控制装置16驱控的电机23。
下面参照图2和图3说明,如何在机动车1中实现换挡。可以实现从实际挡位向设定挡位9’变换一个变速级,即切换单一的变速级,或也可以通过双挡位切换24向目标挡位9”切换两个变速级。
为此图2示出设定挡位25、转速n和转矩M关于时间t的时间变化曲线。
在第一行驶阶段26期间,存在结合图1描述的运行状态。就是说,挂入的是实际挡位9,发动机转矩Mm通过第一变速器支路K1传递到变速器输出端7作为变速器转矩M1。然后进行双挡位切换,其中首先将设定挡位9’设置为中间挡位27,再切换到目标挡位9”。为了切换至中间挡位27——这相当于切换一个单一的切换等级——在预选择阶段28中实现挡位9’的同步、释放和挂挡。这进一步结合图3详细描述。
在预选择阶段结束之后,进行交叠阶段29,在该交叠阶段期间发动机转矩Mm的传递由第一离合器10与第二离合器11同时进行或重叠进行。这通过相应地调节离合器液压系统12、18中的液压压力P1、P2实现。随后,设定挡位9’作为新的实际挡位,发动机转矩Mm完全通过第二变速器支路K2传递。然后进行另外的预选择阶段28’,在该另外的预选择阶段中在第一变速器支路K1中同步、释放并挂入目标挡位9”。然后进行另外的交叠阶段29’,以便由第二离合器11过渡到第一离合器10。
在图2中示出,如何在预选择阶段28中通过相应地调节液压压力P1部分地分离第一离合器10,由此实现发动机2以及进而使曲轴6的转速30加速,其方式是发动机产生恒定的发动机转矩Mm,由此仅一部分发动机转矩通过第一变速器支路K1作为变速器转矩M1传递。由此不会使被发动机加速超过目标转速或同步转速nsync,首先在预选择阶段28中借助于第一离合器10衰减31发动机转速nm的转速加速,并通过第二离合器将发动机转矩Mm的逐步增大的部分作为变速器转矩M2传递的方式,在交叠阶段29中便已借助于第二离合器11进行随后的衰减32。
在第二预选择阶段28’中,发动机2便已具有同步转速nsync,并可以在第二离合器11接合的情况下直接开始再次填充离合器液压系统12以用于使第一离合器10接合。
在第二交叠阶段29’中,再次使第二离合器11分离,而第一离合器10相应地接合,由此发动机转矩Mm的传递逐步地从第二变速器支路K2过渡到第一变速器支路K1。在随后的行驶阶段33中,但是在第一离合器10接合以及第二离合器11分离的情况下在同步转速nsync下通过第一变速器支路K1传递发动机转矩Mm。
在相应的预选择阶段28、28’期间,相应的目标离合器、即在预选择阶段28中第二离合器11以及在预选择阶段28’中第一离合器10分别在相应的变速器支路K2、K1上不传递转矩(0Nm),以便不妨碍同步、释放和挂挡。
图3示出,如何在预选择阶段28中仍使第二离合器11在如此程度上接合,即使得第二离合器虽然在第二变速器支路K2上不传递转矩(0Nm),但是为随后的交叠阶段29做好准备,以便能以微小的时间延迟开始交叠阶段29。相应地也适用于涉及第一离合器10的预选择阶段28’。
图3示出第二变速器支路K2(也参见图1)的未示出的挡位调节器的调节行程s关于时间t(的曲线),其中仅示例性示出行程长度(10毫米)。还示出用于第二变速器液压系统18的液压压力P2的时间变化。作为对比还示出涉及第二变速器液压系统18的现有技术StdT、在此表示为液压压力P2’的时间变化。
在预选择阶段28之前,第二离合器11完全分离,就是说第二变速器液压系统18处于止挡位置21,由此第二离合器11处于分离位置34,这在此规定为基准距离s=0毫米。为了使设定挡位9’同步,借助于挡位调节器使相应的齿轮35运动(见图1),从而改变调节行程s。由此使变速器转速n2同步,其中通过设定挡位9’的传动比调节出相应的变速器转速n2。在同步36之后可以进行释放37,就是说可以在如此程度上释放挡位调节器,使得该挡位调节器可以继续运动,而不会导致齿轮35损坏。随后进行挂挡38,其中齿轮35最终与对应的齿轮形成形状锁合。
在现有技术StdT中,在挂挡38之后才改变变速器液压系统的设定值P2soll’,以便由此使第二离合器11接合。
与现有技术不同,在机动车1中通过控制装置16在预切换阶段28期间便已——优选利用多个中间级39在同步36、释放37和挂挡39期间便已——通过调节出相应的离合器设定压力P2soll来实现对第二变速器液压系统18的填充,从而使移位器20已经从止挡位置21处移出,由此使第二离合器11部分接合。在此要注意的是,第二离合器11在预选择阶段28期间最多接合直到接触点40处,从而第二离合器11在预选择阶段28期间以所述方式在第二变速器支路K2上不传递(见图2)曲轴6的转矩(0Nm)。直接在预选择阶段28之后,第二离合器11就已经到达接触点40。通过继续使第二离合器11接合,就是说通过继续增大液压压力P2实现了,可以立即通过第二变速器支路K2传递变速器大于0的转矩M2(见图2)。由此与现有技术StdT相比实现了切换时间减小41,这是因为在预选择阶段28之后,第二离合器11必须首先从分离位置34起进行接合,从而需要首先将第二离合器液压系统18填充至接触点。
在现有技术StdT中,依次地实施各个阶段可能持续非常长的时间,特别是在包含多个挡位变换或离合器变换(例如所述的用于间接的换至低速挡位的双挡位切换)的切换类型中以不受欢迎的方式被驾驶员感知。
因此在机动车1中同时、即并行地实施预选择(同步、释放、挂挡)的状态和离合器液压系统的填充,在此使两个过程相协调。随着挂挡过程的开始,就可以使离合器已经填充至中间水平或向中间水平的方向被填充。根据挂挡过程的进程,离合器继续向目标水平的方向被填充,就是说填充至接触点40。通过中间级39考虑挂挡的进程,即同步、释放、挂挡的各个阶段,从而如果可以实现相应的阶段(同步、释放、挂挡)就不继续填充离合器液压系统。
这种功能的优点不仅在于,动态地设置切换过程以实现切换时间缩短41,还在于,在切换过程期间减少打滑阶段,由此减小离合器10、11的磨损。
对于在预选择阶段期间就已经可以将离合器液压系统填充到何种程度的协调,就是说并行程度的协调必须由双离合变速器的具体布置结构决定。可以实现的是,离合器液压系统已经被填充了60%以上、尤其是70%以上,这是因为通常在这时到达接触点。如果由于预填充而使得不能完成挂挡过程,还必须对已经预填充的离合器相应地排空。所述并行可以在所有的切换类型(牵引升挡(Zug-Hoch)、滑行升挡(Schub-Hoch)、牵引降挡(Zug-Rück)、滑行降挡(Schub-Rück)、双离合动作/两脚离合(Zwischengas))中使用,在现有技术中在这些切换类型中填充过程跟随挂挡过程。
总之示例示出,可以通过本发明在双离合变速器中如何并行地实施各个切换过程阶段。
Claims (10)
1.一种用于运行机动车(1)的双离合变速器(3)的方法,其中:
-借助于对第一离合器液压系统(12)的填充使第一离合器(10)以接合的方式运行,由此驱动设定了当前的实际挡位(9)的第一变速器支路(K1),从而从发动机(2)的曲轴(6)向变速器输出端(7)传递转矩(Mm),
-借助于将第二离合器液压系统(18)排空至止挡位置(21)使第二离合器(11)以分离的方式运行,
-在用于转换到设定挡位(9’)的预选择阶段(28)中,在第二变速器支路(K2)中使设定挡位(9’)的转动运动(n2)与变速器输出端(7)同步(36)并且释放(37)以及挂入(38)已同步的设定挡位(9’),
-对于第二离合器(11)填充第二离合器液压系统(18),由此将第二离合器(11)填充至接触点(40)并使第二离合器接合,从该接触点起第二离合器(11)将转矩(M2)从曲轴(6)传递到第二离合器支路(K2),其特征在于,在预选择阶段(28)期间便开始填充第二离合器液压系统(18),在预选择阶段(28)中第二离合器液压系统(18)最高被填充至达到第二离合器(11)的接触点(40)。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在预选择阶段(28)期间对第二离合器液压系统(18)填充液压液直至高于最终体积的60%、特别是高于最终体积的70%,在最终体积时第二离合器(11)完全接合。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,第二离合器液压系统(18)以至少一个中间级(39)被逐级地填充,在中间级中设定填充压力(P2soll)是恒定的。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,在预选择阶段(28)之后通过至少部分地排空第一离合器液压系统(12)使第一离合器(10)分离并且同时通过继续填充第二离合器液压系统(18)超过接触点(40)而使第二离合器(11)接合,从而使得在离合器输出端(7)上传递的发动机(2)的转矩(Mm)恒定。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,设定挡位(9’)低于当前起作用的实际挡位(9),在预选择阶段(28)期间便通过部分地排空第一离合器液压系统(12)来增大发动机(2)的曲轴(6)的转速(nm)。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,在预选择阶段(28)之后,通过继续填充第二离合器液压系统(18)来衰减或阻止转速(nm)的过冲。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,通过双挡位切换(24)从实际挡位(9)切换到相差两个变速级的目标挡位(9”),而设定挡位(9’)是中间挡位(27),在第二离合器(11)接合后,在中间挡位(27)起作用的情况下在另外的预选择阶段(28’)中在第一离合器支路(K1)中使作为新的设定挡位的目标挡位(9”)同步、释放并挂入,在该另外的预选择阶段(28’)期间填充第一离合器液压系统(12),但是最高填充至第一离合器(10)的接触点。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,在双挡位切换(24)中使第一离合器液压系统(12)一直保持至少部分地填充。
9.一种用于机动车(1)的双离合变速器(3)的控制装置(16),该控制装置设置用于根据前述权利要求中任一项所述的方法控制电液式执行器(13、19)以填充和排空双离合变速器(3)的第一离合器(10)和第二离合器(11)的相应的离合器液压系统(12、18)。
10.一种具有双离合变速器(3)的机动车(1),该双离合变速器具有根据权利要求9所述的控制装置(16)。
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