CN108791294A - 变速器的控制 - Google Patents

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B.希尔德
I.齐夫科维奇
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Abstract

一种用于车辆的变速器系统，其具有能够在多个挡位之间转换的变速器(3)、用于在变速器(3)的挡位之间进行选择的换挡杆(5)、能够自动操作的离合器(4)和控制单元(10)，所述离合器(4)在传动系中与所述变速器(3)串联地布置，并且当满足用于转换到怠速运行或滑行运行的条件时，所述控制单元(10)在保持在变速器(3)中挂入的挡位的情况下自动地分开(S5)离合器(4)。所述控制单元(10)设置为，检测(S1、S3、S10)驾驶员对换挡杆(5)的接触，只有当检测到换挡杆(5)未被接触时，才打开离合器(4)，并且当在怠速运行或滑行运行过程中检测到换挡杆被接触(S10)时，在保持挂入的挡位的情况下闭合(S13)离合器。

Description

变速器的控制
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的变速器系统，其支持向怠速运行模式或滑行运行模式的自动转换，以及一种在变速器系统中控制离合器的方法。
背景技术
这种变速器系统由专利文献DE 10 2009 045 091 A1已知。
在怠速运行模式下，在传动系中从发动机到底盘的转矩传递通过分开离合器被中断；此外在滑行运行模式下，发动机被关闭。当车辆的驾驶员将脚部从加速踏板上拿开时，变速器系统向前述模式之一中的自动转换实现了节省能源的前进，在前进过程中车辆不会由于发动机拖曳力矩而减速。
目前，这种自动转换只有结合自动的或自动化的变速器实现，因为在怠速运行模式或滑行运行模式下车辆的车速可能发生改变并且因此为了取消怠速运行模式或滑行运行模式需要调整在变速器中挂入的挡位。因此专利文献DE 10 2009 045 091 A1规定，在取消怠速运行模式或滑行运行模式时分别根据驾驶员的选择，或者选择用于最大加速的挡位、用于最大发动机制动作用的挡位或者选择用于低耗运行的挡位。
但同时这种挡位匹配延迟了向普通行驶状态的返回。尤其在拥堵的城市交通中行驶时，在这种情况下交通信号灯和前方行驶的车辆都要求经常地和快速地对速度进行匹配，在此情况下这种自动的转换迫使制动器过于频繁的使用，这尤其对于习惯使用手动变速器并且习惯利用发动机拖曳力矩使车辆减速的驾驶员来说是干扰。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种变速器系统，其虽然一方面实现了与自动转换到怠速运行或滑行运行相关的燃料节省能力，然而另一方面可以实现在不过度使用制动的情况下在城市交通中的速度调整。
所述技术问题通过本发明的设计方案解决，即，一种用于车辆的变速器系统，其具有能够在多个挡位之间转换的变速器、用于在变速器的挡位之间进行选择的换挡杆、能够自动操作的离合器和控制单元，所述离合器在传动系中与所述变速器串联地布置，并且当满足用于转换到怠速运行或滑行运行的条件时，所述控制单元自动地分开离合器，其中，所述控制单元设置为，检测驾驶员对换挡杆的接触，并且所述用于转换的条件包括换挡杆未被接触的子条件。
在此利用的是，一位熟练的手动挡车辆驾驶员，如果他预计要对车辆减速，但还不能估计，在当前挡位中存在的拖曳力矩对于需要的减速是否足够时，倾向于在他分开离合器之前将手放在换挡杆上，以便在需要时可以快速地降挡。如果这样的驾驶员换成具有按照本发明的变速器系统的车辆，则在这种情况下他感觉不到车辆状态的改变，因为离合器不自动地分开并实现所希望的拖曳减速。在不需要通过拖曳力矩修正速度，并且驾驶员由此不准备换挡并且手从换挡杆离开的情况下，离合器反而自动地分开，从而通过怠速运行或滑行运行实现节省能源的前进。
所述技术问题通过本发明的第二设计方案解决，即，一种用于车辆的变速器系统，其具有能够在多个挡位之间转换的变速器、用于在变速器的挡位之间进行选择的换挡杆、能够自动操作的离合器和控制单元，所述离合器在传动系中与所述变速器串联地布置，并且当满足用于转换到怠速运行或滑行运行的条件时，所述控制单元在保持在变速器中挂入的挡位的情况下自动地分开离合器，所述控制单元设置为，检测驾驶员对换挡杆的接触，并且当在怠速运行或滑行运行过程中检测到换挡杆被接触时，在保持挂入的挡位的情况下闭合离合器。由此可以首先进行向怠速运行或滑行运行的转换并且导致不出现驾驶员从传统的手动挡车辆习惯了的拖曳减速。当驾驶员抓握换挡杆，以便以习惯的方式通过降挡来增大拖曳减速时，在此这也因此引起有意识的减速。
由此，与自动转换到怠速运行或滑行运行相关的燃料节省可以通过变速器系统实现，该变速器系统在操作过程中对于驾驶员来说与手动变速器没有区别或者仅有几乎不可察觉的区别。
作为转换到怠速运行或滑行运行的子条件可以是，未操作加速踏板。原则上虽然加速踏板被操作，但操作的程度如此轻微，使得由发动机输出的扭矩不足以克服拖曳力矩时，也就是当扭矩不是从发动机向底盘传递，而是反过来由底盘驱动发动机时，也可以允许转换到怠速运行或滑行运行。
因为按照本发明的变速器系统不需要，在没有驾驶员操作的情况下改变在变速器中挂入的挡位，因此可以使用以在手动变速器中熟知的方式在多个换挡位置中可移动的换挡杆，其中，变速器的每个挡位恰好配属于一个换挡位置。
所述传动系可以包括由驾驶员控制的离合器，以便驾驶员可以如手动变速器一样以习惯的方式操作按照本发明的变速器系统。离合器优选与前述的可由控制单元操作的离合器一致。
所述控制单元应设置为，在闭合离合器之前检查，当前挂入的挡位是否与车速相匹配，以便在处于不匹配的挡位时不闭合离合器。在这种情况下，可以让驾驶员创造用于闭合离合器适合的条件、例如通过制动车辆或者挂入另外的挡位。然而在建立这种条件后，则重新自动地在控制单元的控制下闭合离合器。
控制单元可以为驾驶员提供支持，方法是，通过信号表示与车速相匹配的挡位。这可以始终实施，而与车辆当前处于何种运行模式下无关；至少当控制单元检测到换挡杆被接触时，实施上述措施。
为了对接触进行检测，所述换挡杆可以装配有接近传感器，并且所述控制单元与所述接近传感器相连。
但是所述换挡杆也可以装配有位置传感器，并且所述控制单元与所述位置传感器相连，用于根据换挡杆的位置的改变检测驾驶员对换挡杆的接触。
所述技术问题还通过本发明的另外的设计方案解决，即，一种在变速器系统中控制离合器的方法，所述变速器系统具有能够在多个挡位之间转换的变速器和用于在变速器的挡位之间进行选择的换挡杆，所述变速器在传动系中与所述离合器串联地布置，其中，在离合器闭合时：
a)检查是否满足用于分开离合器的第一子条件，
b)检查是否换挡杆未被接触，其作为第二子条件，并且
c)只有当两个子条件均被满足时，才分开离合器。
根据另一个设计方案，在离合器分开并且在变速器中挂入挡位时：
d)检查是否换挡杆被接触，并且
g)在换挡杆被接触时在保持挂入的挡位的情况下闭合离合器。
前述的两个设计方案可以在相同的方法流程中实现。
适宜的是，当在离合器分开的情况下确定对换挡杆的接触时，
e)检查是否挂入的挡位与车速相匹配，并且只有在相匹配时才实施步骤g)。
至少在不匹配的情况下，应通过信号表示与车速相匹配的挡位。
本发明的另外的设计方案是
-一种计算机程序产品，具有程序编码器件，该程序编码器件使得计算机作为控制单元在变速器系统中如前所述地工作，或者执行前述的方法之一，
-一种计算机可读取的数据存储器，在数据存储器中记录有程序指令，该程序指令使计算机以所述的方式工作，以及
-一种控制单元，具有
a)用于在离合器闭合时检查是否满足用于分开离合器的第一子条件的器件，
b)用于检查是否换挡杆未被接触的器件，换挡杆未被接触作为第二子条件，和
c)用于只有当两个子条件均被满足时才分开离合器的器件，和/或
d)用于在离合器分开时检查是否换挡杆被接触的器件，和
g)用于在换挡杆被接触时在保持挂入的挡位的情况下闭合离合器的器件。
附图说明
以下结合附图根据实施例的说明获得本发明的另外的特征和优点。在附图中：
图1示出按照本发明的车辆的框图；和
图2示出由车辆的控制单元实施的运行方法的流程图。
具体实施方式
图1在俯视示意图中示出具有发动机1和传动链的机动车，传动链将发动机1与底盘的车轮2相连，并且在传动链中沿着从发动机1到底盘的转矩的流向串联安置有变速器3和离合器4。
变速器3以已知的方式借助换挡杆5被控制，所述换挡杆在换挡滑槽6中在配属于变速器3的不同挡位的位置之间能够移动，这些位置分别处于换挡滑槽6的换挡叉轴拨块凹槽的端部上。换挡杆5可以在变速器3的内部变速机构上机械地、例如通过绳索传动装置耦连，使得变速器的每个挡位与换挡杆5的正好一个位置一致。
在换挡滑槽6上设有用于测取换挡杆5的位置的位置传感器7，通常以两个角度传感器的形式，以便测取换挡杆在换挡自由度或选档自由度中的角度。附加地，在换挡杆5的手柄中可以设有接近传感器18，所述接近传感器对由驾驶员的手对手柄的接触做出响应。
离合器4一方面借助离合器踏板8可以由驾驶员进行控制，另一方面借助执行机构9通过电子控制单元10可以被控制。
电子控制单元10与载荷传感器11相连接，所述载荷传感器提供反映实际的发动机载荷或者由驾驶员要求的发动机载荷的信号。载荷传感器11可以如附图所示地安置在加速踏板12上，用于测取驾驶员操作加速踏板12的程度。
此外，安置在发动机1的从动轴上的转速传感器13、速度表14、用于检测对离合器踏板8的操作的传感器15以及安置在车辆的仪表板上的显示仪器16均与控制单元10相连。
图2以流程图示出控制单元10的运行流程。控制单元根据传感器11、15和7(S1)的输出内容持续监视加速踏板12的位置、离合器踏板8的位置和换挡杆5的位置。如果在步骤S2中确定，驾驶员松开了加速踏板12，而没有操作离合器踏板8，则随后在步骤S3中控制单元10重新询问位置传感器7，并且检查(S4)由位置传感器测取的换挡杆5的位置从步骤S1以来是否发生过改变。如果是，则表明驾驶员接触换挡杆5并且可能意图进行换挡。在这种情况下不发生任何事情，并且所述流程返回至传感器11、15和7(S1)的监控。如果反之确定换挡杆5的位置没有发生过改变，则推定换挡杆5没有被接触，随之控制单元10在步骤S5中借助执行机构9分开离合器4。
如果在换挡杆5上存在接近传感器，则控制单元10也可以借助接近传感器在步骤S4中判定，换挡杆5是否被接触。在这种情况下，步骤S1的监控可以局限在加速踏板12和离合器踏板16上。
通过分开离合器4，车辆达成怠速运行，或者如果在相同的步骤S5中也还关闭发动机1，则通过分开离合器4使得车辆达成滑行运行。
在怠速运行或滑行运行过程中，控制单元10监视速度表14(S6)并且根据测得的车辆速度确定一个挡位，在离合器4必须重新闭合的情况下，在变速器3中应挂入该挡位(S7)。如果希望，则可以在显示仪器16上显示确定的挡位；也可以事先比较确定的挡位与控制单元10根据位置传感器7的数据测得的当前挂入的挡位，并且只有当确定的挡位不同于当前挂入的挡位时，才显示确定的挡位，或者，可以使得显示确定的挡位的方式取决于确定的挡位是否与当前挂入的挡位一致。无论选择了哪种备选方案，无论如何驾驶员都可以根据显示仪器16识别出，确定的挡位是否与挂入的挡位一致。
控制单元10还在步骤S8中询问载荷传感器11和制动压力传感器19并且在步骤S10中询问位置传感器7或者询问必要时的接近传感器18。如果载荷传感器11显示加速踏板12再次被操作，或者制动压力传感器19显示制动踏板17被操作(S9)，或者如果位置传感器7(或者必要时接近传感器18)显示驾驶员接触了换挡杆5(S11)，则检查(S12)，确定的挡位与挂入的挡位是否一致。如果一致，则控制单元10闭合离合器4，如果发动机之前被关闭，则控制单元再次启动发动机(S13)，并且所述流程返回到步骤S1。如果没有满足上述条件，则所述流程返回到S6。
最晚在不一致的情况下，控制单元10作用于显示仪器16(S14)，以便提示驾驶员，在当前挂入的挡位的情况下无法闭合离合器4。这个提示可以是在显示仪器16的之前没有使用的面上或者在显示仪器16的用于显示其它参数的面上输出确定的挡位的数字，或者替代之前显示的挂入的挡位的数字现在显示确定的挡位的数字，但是以不同的显示形式、例如用闪烁替代常亮或者以不同的颜色。可设想的是，例如以加号标记以及减号标记或者方向箭头的形式显示相对于挂入挡位的确定的挡位，加号标记以及减号标记或者方向箭头的数量分别是待升或者待降的挡的数量。
驾驶员是否通过换挡或者通过操作制动踏板对显示内容作出反应，则由驾驶员自己决定。控制单元10在此期间继续进行监视，方法是，其返回步骤S6。一旦由此在重复步骤S12中出现挂入的挡位与确定的挡位一致的情况，则处理流程转移到步骤S13，以便再取消怠速运行模式或滑行运行模式。
应该理解到，虽然上述详细说明和附图展示了本发明特定的示例性设计方案，但是它们只起到说明作用，并且不应该限制本发明的保护范围。所述设计方案的变型是可行的，只要不超过权利要求和其等效内容的保护范围。尤其还存在权利要求中未提及的由说明书和附图中得到的实施例的特征。这些特征也可以与在此特定公开的组合不同的组合出现。因此，多个这种特征在相同语句中或者以其他的文字关联方式相互提及的事实并不能推定其仅能以该特定公开的组合出现中；反而，原则上多个所述特征中的一些还能够被减少或改变，只要其不使本发明的功能特性成为问题。
附图标记列表
1 发动机
2 车轮
3 变速器
4 离合器
5 换挡杆
6 换挡滑槽
7 位置传感器
8 离合器踏板
9 执行机构
10 控制单元
11 载荷传感器
12 加速踏板
13 转速传感器
14 速度表
15 传感器
16 显示仪器
17 制动踏板
18 接近传感器
19 制动压力传感器

Claims (14)

1.一种用于车辆的变速器系统，其具有能够在多个挡位之间转换的变速器(3)、用于在变速器(3)的挡位之间进行选择的换挡杆(5)、能够自动操作的离合器(4)和控制单元(10)，所述离合器(4)在传动系中与所述变速器(3)串联地布置，并且当满足用于转换到怠速运行或滑行运行的条件时，所述控制单元(10)自动地分开(S5)离合器(4)，其中，所述控制单元(10)设置为，检测(S1、S3)驾驶员对换挡杆(5)的接触，并且所述条件包括换挡杆(5)未被接触的子条件。
2.一种用于车辆的变速器系统，其具有能够在多个挡位之间转换的变速器(3)、用于在变速器(3)的挡位之间进行选择的换挡杆(5)、能够自动操作的离合器(4)和控制单元(10)，所述离合器(4)在传动系中与所述变速器(3)串联地布置，并且当满足用于转换到怠速运行或滑行运行的条件时，所述控制单元(10)在保持在变速器(3)中挂入的挡位的情况下自动地分开(S5)离合器(4)，其中，所述控制单元(10)设置为，检测(S1、S3、S10)驾驶员对换挡杆(5)的接触，
尤其按照权利要求1所述的变速器系统，其中，所述控制单元(10)设置为，当在怠速运行或滑行运行过程中检测到换挡杆被接触(S10)时，在保持挂入的挡位的情况下闭合(S13)离合器。
3.按照权利要求1或2所述的变速器系统，其中，所述条件包括的子条件是，加速踏板(12)未被操作或者仅如此轻微地被操作，使得在传动系中的扭矩传递的方向被反转。
4.按照前述权利要求之一所述的变速器系统，其中，所述换挡杆(5)能够在多个换挡位置之间移动，其中，变速器的每个挡位恰好配属于一个换挡位置。
5.按照前述权利要求之一所述的变速器系统，其中，所述传动系包括由驾驶员控制的离合器(4)。
6.按照前述权利要求之一所述的变速器系统，其中，所述控制单元(10)设置为，在闭合离合器(4)之前检查，当前挂入的挡位是否与车速相匹配，并且当处于不匹配的挡位时不闭合离合器(4)。
7.按照权利要求6所述的变速器系统，其中，所述控制单元(10)设置为，通过信号表示(S14)与车速相匹配的挡位。
8.按照前述权利要求之一所述的变速器系统，其中，所述换挡杆(4)装配有接近传感器(18)，并且所述控制单元(10)与所述接近传感器(18)相连，用于检测驾驶员对换挡杆(5)的接触。
9.按照前述权利要求之一所述的变速器系统，其中，所述换挡杆(4)装配有位置传感器(7)，并且所述控制单元(10)与所述位置传感器(7)相连，用于根据换挡杆(5)的位置的改变检测驾驶员对换挡杆(5)的接触。
10.一种在变速器系统中控制离合器(4)的方法，所述变速器系统具有能够在多个挡位之间转换的变速器(3)和用于在变速器(3)的挡位之间进行选择的换挡杆(5)，所述变速器(3)在传动系中与所述离合器(4)串联地布置，其中，在离合器(4)闭合时：
a)检查(S1、S2)，是否满足用于分开离合器的第一子条件，
b)检查(S3、S4)，是否换挡杆未被接触，其作为第二子条件，并且
c)只有当两个子条件均被满足时，才分开(S5)离合器。
11.一种在变速器系统中控制离合器(4)的方法，所述变速器系统具有能够在多个挡位之间转换的变速器(3)和用于在变速器(3)的挡位之间进行选择的换挡杆(5)，所述变速器(3)在传动系中与所述离合器(4)串联地布置，其中，在离合器(4)分开并且在变速器(3)中挂入挡位时：
d)检查(S10)，是否换挡杆(5)被接触，并且
g)在换挡杆(5)被接触时在保持挂入的挡位的情况下闭合(S13)离合器(4)。
12.按照权利要求11所述的方法，其中，
e)还检查(S12)，是否挂入的挡位与车速相匹配，并且只有在相匹配时才实施步骤g)。
13.按照权利要求12所述的方法，其中，
f)至少在不匹配的情况下，通过信号表示(S14)与车速相匹配的挡位。
14.一种控制单元，其安置在用于车辆的变速器系统中，所述变速器系统还具有能够在多个挡位之间转换的变速器(3)和用于在变速器(3)的挡位之间进行选择的换挡杆(5)，所述变速器(3)在传动系中与所述离合器(4)串联地布置，所述控制单元具有
a)用于在离合器闭合时检查是否满足用于分开离合器的第一子条件的器件，
b)用于检查是否换挡杆未被接触的器件，换挡杆未被接触作为第二子条件，和
c)用于只有当两个子条件均被满足时才分开离合器的器件，和/或
d)用于在离合器分开时检查是否换挡杆被接触的器件，和
g)用于在换挡杆被接触时在保持挂入的挡位的情况下闭合离合器的器件。
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