CN109996972A - 用于实施弹射起动的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于实施机动车(10)的起动过程的方法，所述机动车具有包括双离合变速箱(3)的传动系，所述双离合变速箱具有承载奇数挡的第一离合器(K1)和承载偶数挡的第二离合器(K2)，其中，为了传动系的预加载，至少部分地使用双离合变速箱的第二离合器。

Description

用于实施弹射起动的方法
本发明涉及机动车变速箱的领域、尤其涉及一种用于实施弹射起动(“跑车起动”)的方法。
由专利文献DE 10 2013 13 958 A1中已知一种具有双离合变速箱和变速箱控制模块的车辆的起步控制装置。双离合变速箱结合了手动和自动变速箱的某些特征。在具有奇数齿轮组和偶数齿轮组的双离合变速箱中接合输入离合器，以便使奇数齿轮组之一啮合。同样，接合另外的输入离合器，以便使偶数齿轮组之一啮合。车载变速箱控制器在使用可利用的控制输入数据、如动力装置的加速度和制动水平的情况下预测下一个要选择的挡位，并且随后在即将发生的换挡开始时要求挂入下一个挡位。与常规的变速箱相比，双离合变速箱能够实现更快的换挡，这种换挡通常改善了换挡控制和提高了效率。
专利文献DE 10 2013 13 958 A1的变速箱控制模块用于实施起步控制方法。在车辆起步时，马达控制模块和变速箱控制模块共同工作，以便最后计算并且修正用于控制双离合变速箱的多个输入离合器中的某个输入离合器的随时间的位置控制信号。该位置信号最终命令确定的输入离合器的接合位置、即活塞或用于输入离合器的接合的执行器/其它执行器的轴向位置。
由专利文献DE 103 05 297 A1已知一种用于控制机动车的可由驾驶员选择的关于跑车起动过程(“弹射起动”)的起步过程的方法。弹射起动能够在不光滑的路面上实现最佳的车辆加速。选择已知的弹射起动的方法是，在静止的车辆上关闭滑移调节系统、选择特定的行驶程序、在车辆静止时将换挡杆置于确定的位置并且操纵加速踏板。随后准备弹射起动，方式是在离合器还断开时将马达转速调节至固定值。随着制动踏板的释放，车辆加速，也就是说准备就绪的起步过程随后通过离合器调节在最佳加速的意义上继续进行。
在已知的用于实施弹射起动的方法中，在真正的起动前，传动系已经通过部分闭合配属于起步挡的离合器被预加载。因为在此使用的离合器与随后在起动时承受负荷的离合器相同，这导致非常高的热负荷。出于构件保护的原因，可应用于起动和预加载的参数(预加载力矩、预加载转速)因此受限制。
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于实施机动车的起动过程的方法和相应设置的控制模块，该方法或控制模块至少部分克服了上述缺点。
所述技术问题按照本发明通过按照权利要求1所述的方法以及按照权利要求9所述的相应设置的控制模块解决。本发明的另外的有利的设计方式由从属权利要求和以下对本发明的优选的实施例的说明得出。
以下实施例涉及一种用于实施机动车的起动过程的方法。所述机动车具有传动系，所述传动系包括具有第一离合器和第二离合器的双离合变速箱，第一离合器承载奇数挡(也就是说配属于具有奇数挡的子变速箱)，并且第二离合器承载偶数挡(也就是说配属于具有偶数挡的子变速箱)。因此，第一离合器配设有第一挡位、也就是具有最大传动比的前进挡，第一挡位在按照本发明的起动过程中被用作起步挡。为了传动系的预加载，至少部分地使用双离合变速箱的第二离合器。如此，为起动需要的第一离合器的不必要的热负荷通过预加载阶段被避免。结构的优点被最佳地充分利用。
按照优选的实施方式，传动系的预加载完全基于双离合变速箱的第二离合器。由此可以尽可能好地降低为起动需要的第一离合器的热负荷。
按照备选的实施例，传动系的预加载部分基于双离合变速箱的第二离合器并且部分基于双离合变速箱的第一离合器。由此将热负荷分配到两个离合器上并且因此至少减小为起动需要的第一离合器的热负荷。
例如，为了传动系的预加载，将扭矩从动力装置传递到双离合变速箱的第二离合器上。所述动力装置可以例如是内燃机或用作机动车的牵引马达的电动机。
双离合变速箱的预加载通过第二离合器的打滑的运转实现。在机动车移动之前，通过第二离合器的打滑的运转对变速箱预加载。
在传动系的预加载之后，可以将用于加速机动车的扭矩传递到第一离合器上。真正的起动可以因此通过第一挡位的接合进行。用于预加载的离合器在起动开始时被断开。
双离合变速箱可以例如基于湿式离合器类型。所述方法可以例如用于双离合变速箱的液压操作的盘式离合器。同样可以使用其它的离合器类型。
在有利的变型方案中，双离合器中的多个离合器沿径向堆叠，也就是说，一个离合器布置在另一离合器的径向内部，其中，第一离合器是径向外侧的离合器并且第二离合器是径向内侧的离合器。因为冷却油沿径向从内向外流向离合器，因此径向内侧的离合器直接被冷却油供给管路流过并且因此更好地被冷却。径向内侧的离合器的热负荷可以由此被改善并且可以用比在径向外侧的离合器中更小的冷却油量保持在较低的水平。因此，冷却油泵的能量需求被降低。所述方法的使用则特别有利于具有径向结构的双离合器，在这类双离合器中，冷却油经过径向内侧的离合器流向径向外侧的离合器。
所述起动过程可以是跑车起动。所述方法可以例如在弹射起动的范畴内使用。弹射起动例如用于将具有自动变速箱的车辆最佳地加速至最高速度。在弹射起动的范畴内可以如此控制自动变速箱，使得在起步时产生这样的转速，该转速在车轮不打滑的情况下将车辆从静止最佳地加速。
本发明也涉及一种控制装置，其设置用于实施上述方法。所述控制装置可以例如是变速箱控制模块和/或马达控制模块。按照本发明的方法可以例如作为由计算机执行的方法在控制模块中执行，所述控制模块具有处理器、存储器和通信接口。所述方法尤其能够以在处理器、例如变速箱控制模块上被实施的程序指令的形式执行。因此，本发明也涉及设置用于执行所述方法的处理器或包括如此设置的处理器的控制装置。包括这种控制装置的机动车也是本发明的技术方案。
此外，本发明也涉及一种具有控制模块的机动车。所述机动车可以例如是具有内燃机的车辆、电动车、混合电动车等车辆。
在此示例性并且结合附图描述本发明的实施例，在附图中：
图1示出机动车的传动系的实施例的示意图；
图2示出双离合变速箱的工作方式的示意图；
图3示出机动车的示例性的控制模块；
图4a以图表示出按照本发明的示例性的起动过程；
图4b以图表示出按照本发明的另外的示例性的起动过程；
图5示出按照本发明的用于实施起动过程的示例性的方法的示意性流程图；
图6示出具有沿径向构造的多个湿式离合器的双离合器，在多个湿式离合器中，第二离合器布置在第一离合器的径向内部。
图1示意性地示出机动车10的传动系的实施例。该传动系包括内燃机1，内燃机1产生输入扭矩并且将该输入扭矩经由曲轴2提供给双离合变速箱3。双离合变速箱3的输出扭矩经由输出轴4和车轴差速器5传递至机动车10的车轮上，以便驱动机动车10。
图2示意性地示出双离合变速箱3的工作方式。如示意图所示，双离合变速箱3由两个分别具有离合器K1、K2的自动的子变速箱构成。一个子变速箱承载偶数挡，另一个子变速箱承载奇数挡。在该实施例中，离合器K1和K2是湿式离合器。所属的电子和液压的离合控制器(参见图3)控制车辆的换挡操作和起步。双离合变速箱3具有轴6a和空心轴6b，轴6a与第一离合器K1连接，空心轴6b与第二离合器K2连接。轴6a仅与奇数齿轮组7a连接。第二轴6b仅与偶数齿轮组7b连接，偶数齿轮组7b包括倒挡齿轮组。双离合变速箱3还包括上方和下方的主轴9a或9b，主轴9a或9b与车轴驱动齿轮组8a、8b连接。车轴驱动齿轮组8a、8b在其侧与双离合变速箱3的输出轴4连接并且设计为，提供需要的车轴变速器传动比。第一离合器K1控制双离合变速箱的所有的奇数齿轮组，在示例性的6挡变速箱中控制第一、第三和第五挡。第二离合器K2控制每个偶数齿轮组、此处控制示例性的6挡变速箱的第二、第四和第六挡。在齿轮组内布置有附加的连接元件，这些连接元件被接合或分离以便产生希望的挡位状态。倒挡可以是奇数齿轮组8a的部分并且通过第一离合器K1被控制。双离合变速箱3实现自动的变速箱，该变速箱借助两个子变速箱能够在不中断牵引力的情况下实现全自动的换挡。
在上述实施例中，双离合变速箱的第二离合器描述为通过空心轴与相应的齿轮组连接的那个离合器，而第一离合器通过设置在空心轴中的轴与相应的齿轮组连接。在备选的实施例中，这点也可以反过来，即，双离合变速箱的第一离合器描述为通过空心轴与相应的齿轮组连接的那个离合器，而第二离合器通过设置在空心轴中的轴与相应的齿轮组连接。术语“第一”离合器和“第二”离合器在这方面不应当理解为限制性的。
图3示出机动车的示例性的控制模块。在该实施例中，机动车具有用于控制双离合变速箱3的变速箱控制模块11和用于控制内燃机1的马达控制模块12。该实施例的变速箱控制模块11和马达控制模块12以微处理器和存储模块以及通信接口为基础。为变速箱控制模块11和马达控制模块12编程，以便实施按照本发明的起步控制方法、例如在图4a、图4b和图5中描述的方法的需要的步骤。
图4a以图表示出按照本发明的示例性的起动过程。在该图表中，随时间变化一方面记录扭矩401(实线)，内燃机对双离合变速箱的承载偶数挡的第二子变速箱施加该扭矩401，另一方面记录扭矩402(虚线)，内燃机对双离合变速箱的承载奇数挡的第一子变速箱施加该扭矩402。在起动过程开始时，变速箱控制装置如此设置双离合变速箱，使得同时挂入双离合变速箱(第一子变速箱)的第一挡位和双离合变速箱(第二子变速箱)的第二挡位。通过将50Nm的预加载力矩向双离合变速箱的第二离合器(K2)传递，在时间点2开始起动过程。第二离合器(K2)打滑地运转，从而机动车的传动系被预加载，同时机动车还未加速。通过打滑的离合器运转产生的摩擦热传导至第二子变速箱、尤其第二离合器(K2)的离合器片、加热这些离合器片并且为冷却第二子变速箱而设的冷却剂至少部分导出该摩擦热。在时间点5结束变速箱控制装置的预加载阶段。被传递到第二离合器(K2)上的扭矩401被变速箱控制装置替代第二离合器(K2)而传递(“平滑转移”)到第一离合器(K1)上，在第一离合器(K1)中已经预先挂入第一挡位。车辆的真正的加速过程通过提高传递到第一离合器(K1)上的扭矩402开始。第一离合器被变速箱控制装置完全或部分接合。通过将扭矩传递到车轮上加速车辆。在加速过程期间的准确的扭矩走向与驾驶员意愿有关。在此处示出的例子中，扭矩在时间点9已达到其最大值并且从该时间点起又减小。在时间点11，起动过程结束。通过将第二离合器(K2)用于预加载阶段避免第一离合器(K1)、尤其第一离合器(K1)的离合器片在预加载期间的升温。由此，在真正的加速过程期间，第一子变速箱可以比在已经由于预加载过程被加热的情况下更大程度地承受负荷。
图4a中的时间标度仅示范性地选择。预加载阶段(图4a中的时间点2至时间点8)可以例如持续6至10s。力矩产生直至最大力矩(图4a中的时间点8至时间点10)可以在小于1s内完成。
图4b以图表示出按照本发明的另外的示例性的起动过程。在该图表中又一方面记录扭矩401(实线)，内燃机对双离合变速箱的承载偶数挡的第二子变速箱施加该扭矩401，另一方面记录扭矩402(虚线)，内燃机对双离合变速箱的承载奇数挡的第一子变速箱施加该扭矩402。但与图4a不同，为传动系的预加载既使用双离合变速箱(第二子变速箱)的第二挡位也使用双离合变速箱(第一子变速箱)的第一挡位。在此处示出的例子中，将30Nm的预加载力矩传递到第二离合器(K2)上并且将20Nm的预加载力矩传递到第一离合器(K1)上。通过至少部分地将第二离合器用于预加载阶段来减小第一离合器、尤其第一离合器(K1)的离合器片的升温。由此，在加速过程期间，第一子变速箱可以比在必须单独承受全部的预加载力矩的情况下更大程度地承受负荷。
在图4a和图4b中示出的实施例应仅示例性地理解。对本领域技术人员显而易见的是，按照本发明的变速箱控制装置能够将预加载力矩任意分配到第一离合器和第二离合器上。如果为了传动系的预加载至少部分地将扭矩传递到第二离合器(K2)上来代替传递到第一离合器(K1)上，则传导至第一子变速箱上的热量比在为了传动系的预加载仅使用第一离合器(K1)的情况下更少。
图5示出按照本发明的用于实施起动过程的示例性的方法的示意性的流程图。在步骤501中挂入双离合变速箱的第一挡位和第二挡位。在步骤502中接合第二子离合器，从而在打滑的运转中将预加载力矩传递到第二挡位上。在步骤503中，将第二子离合器再次分离并且取而代之地接合双离合变速箱的第一子离合器，并且由此将内燃机产生的扭矩平滑转移到第一挡位上。在步骤504中，迅速提高内燃机的扭矩以便按照驾驶员的意愿实施机动车的加速过程。
在上述实施例中，(第二子变速箱上的)第二挡位用于传动系的预加载。但对本领域技术人员显而易见的是，在备选的实施例中也可以将4挡或6挡用于预加载传动系。
附图标记列表
1 内燃机
2 曲轴
3 双离合变速箱
4 输出轴
5 车轴差速器
6a 轴
6b 空心轴
7a 奇数齿轮组(第一子变速箱)
7b 偶数齿轮组(第二子变速箱)
8a 车轴驱动齿轮组(第一子变速箱)
8b 车轴驱动齿轮组(第二子变速箱)
9a 主轴(第一子变速箱)
9b 主轴(第二子变速箱)
10 机动车
11 变速箱控制模块
12 马达控制模块
K1 子离合器(第一子变速箱)
K2 子离合器(第二子变速箱)
401 扭矩(第一子变速箱)
402 扭矩(第二子变速箱)
501 挂入第一挡位和第二挡位
502 接合第二子离合器
503 分离第二子离合器并且接合第一子离合器
504 提高扭矩

Claims (10)

1.一种用于实施机动车(10)的起动过程的方法，所述机动车具有包括双离合变速箱(3)的传动系，所述双离合变速箱具有承载奇数挡的第一离合器(K1)和承载偶数挡的第二离合器(K2)，其中，为了传动系的预加载，至少部分地使用双离合变速箱的第二离合器。
2.按照权利要求1所述的方法，其中，所述传动系的预加载完全基于双离合变速箱(3)的第二离合器(K2)。
3.按照权利要求1所述的方法，其中，所述传动系的预加载部分基于双离合变速箱(3)的第二离合器(K2)并且部分基于双离合变速箱(3)的第一离合器(K1)。
4.按照前述权利要求之一所述的方法，其中，为了所述传动系的预加载，将扭矩从动力装置(1)传递到双离合变速箱(3)的第二离合器(K2)上。
5.按照前述权利要求之一所述的方法，其中，所述双离合变速箱(3)的预加载通过第二离合器(K2)的打滑的运转实现。
6.按照前述权利要求之一所述的方法，其中，在传动系的预加载之后，将用于加速机动车的扭矩传递到第一离合器(K1)上。
7.按照前述权利要求之一所述的方法，其中，所述双离合变速箱基于湿式离合器类型。
8.按照权利要求7所述的方法，其中，所述第二离合器(K2)布置在第一离合器(K1)的径向内部，其中，冷却油流尤其经过第二离合器(K2)流向第一离合器(K1)。
9.一种控制装置，其设置用于实施按照前述权利要求之一所述的方法。
10.一种机动车，具有按照权利要求1所述的控制模块。
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