CN1108602A - 自动机械变速装置的控制系统/方法 - Google Patents

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Abstract

提出了控制自动机械变速系统(10)换挡过程的一种控制系统/方法。在一个最佳实施例中，该控制系统/方法(图4)确定了(换高档组合换挡以外的各种换档时的)同步啮合范围[(OS*GR7)+K≥ISE≥(OS*GRT)]，从而使牙嵌式离合器(112/114，116/118)在输入轴(16)的转速(IS)等于或略高于准确同步转速(OS*GR)时啮合，在牙嵌式离合器啮合时形成一种“推”感。

Description

自动机械变速装置的控制系统/方法
本专利申请与1993年9月7日同一天申请的题为“可调节的同步转速范围(WI NDOW)”且与本申请一样也转让给同一个受让人Eaton公司的美国专利申请08/116,627有关。
本发明涉及车辆的至少半自动机械变速装置中刚性(positive)牙嵌式离合器啮合过程的控制系统/方法。更具体地说，本发明涉及会促使变速器的牙嵌式离合器或使其偏重于在受发动机/输入轴驱动的离合器构件以略高于其输出轴驱动的转速(最好高出10至50转/分左右)转动时啮合的车辆自动机械变速装置的一种控制系统/方法。
车辆，例如重型牵引车一半挂车，其全自动或半自动机械变速装置是公知技术，这方面可参看美国专利4,361,060、4,595,986、4,614,126、4,648,290、4,676,115、4,784,019、4,874,881、4,899,607、5,050,427和5,136,987，这里将这些专利的公开内容在此引作参考。简单地说，这些自动变速装置一般利用传感器给控制器提供诸如驾驶方式或换挡选择、油门踏板位置、现时啮合比和发动机输入轴和/或输出轴转速之类的信息。控制器，一般是微处理器型的，就会根据预定的逻辑规则处理这些输入，给诸如发动机供油设备、主离合器控制器和/或换档执行机构等之类的各种执行机构发出指令，输出信号，要使输入轴及其有关的传动装置以基本上与输出轴转速同步的转速和目标传动比转动，一般要控制发动机的加油过程并采用输入轴或发动机制动器和/或动力同步器。
从各种执行机构已知的响应时间来看，随着输入轴转速(“IS”)趋近同步范围，即输出轴转速乘上目标传动比数值得出的乘积(OS*GR目标)加上或减去容许值(通常约为±40转/分)，与目标传动比有关的牙嵌式离合器是控制得使其啮合得使预期的输入轴转速(ISE)在目标传动比牙嵌式离合器构件开始啮合时处在容许范围内。
虽然现有技术的车辆自动机械变速系统控制器总地来说还是令人满意且牙嵌式离合器也能同步啮合，但它们还是不能完全令人满意的，特别是在挂低速档时，与按目标传动比啮合有关的牙嵌式离合器在与输入轴处于驱动关系的牙嵌式离合器构件以低于与输出轴处于驱动关系的牙嵌式离合器构件的转速转动时往往会啮合。输入轴略低于准确的同步转速时令牙嵌式离合器啮合会使车辆的停止轻微减缓，这对司机来说就没有因牙嵌式离合器在输入轴略高于准确的同步转速时啮合所引起的些微“加快”现象那么舒服。
本发明即通过提供一种车辆全自动或半自动机械变速装置的控制方法/系统克服或减小现有技术的上述缺点，该方法/系统无论是在挂高档或持低档时都会促使牙嵌式离合器在输入轴转速(IS)等于或略高于准确的同步转速(OS*GR目标)时啮合。如上所述，这会使车辆在牙嵌式离合器啮合时感受到一般颇受欢迎的“轻推感”。
在一个最佳实施例中，上述情况是通过改变同步转速范围，使其从(OS*GR)+K≥IS≥(OS*GR)-K改变为(OS*GR)+K≥IS＞(OS*GR)达到的，
其中：
IS＝输入轴转速；
OS＝输出轴转速；
GR＝目标传动比的齿轮减速值；
K＝正常数值(约为20至40转/分)；
容限因数值K是作为最恶劣的容许换档情况的函数选取的，这可参看例如美国专利5,052,535，这里也将该专利的公开内容包括进来以供参考。如下面即将更详细说明的那样，K的值也可以是目标传动比值的函数。
作为本发明实施例的另一种可供选择但不太理想的方案，若执行机构和控制器没有充分响应使牙嵌式离合器在上述同步范围内啮合，则可将同步范围定为(OS*GR)+K≥IS＞(OS*GR)-(K/X)，其中：
X＝大于1的正数。
举例说，若K＝30，X＝2，则同步范围会是(OS*GR)+30≥IS＞(OS*GR)-15，于是系统促使牙嵌式离合器以具“推”感的方式啮合的倾向为2∶1(即约67％)。
在另一种实施方案中，在较低的传动比(较大的齿轮减速)下，K值可随目标传动比的齿轮减速值变化，一直到达到最小值(例如30转/分)为止。
在另一个实施例中，规定了最小的总同步范围Y(例如45转/分)，K是最小齿轮减速值(例如30转/分)的函数，于是同步范围定为：(OS*GR)+K≥IS＞(OS*GR)，若K≥Y；定为(OS*GR)+K≥IS＞(OS*GR)-(Y-K)，若K＜Y。
实际上，鉴于通常为了在挂低档期间达到同步要增加输入轴转速，且通常为了在挂高档期间达到同步要减低转速，因而在本发明的控制系统/方法下，对牙嵌式离合器啮合的命令比起现有技术来，在挂低档时会略为延迟，在挂高档时可能会略为提前。
在换档型组合式变速器(见美国专利5,193,410，这里也将该专利的公开内容引作参考)的情况下，可能就不会有上述诸实施例的情况。在组合式变速器的副变速器换高档时，为确保副变速器部分的同步器正常工作，通过使变速器具有使目标传动比的主变速器部分的牙嵌式离合器啮合从而使(OS*GR)＞IS≥(OS*GR)-Z(其中Z是正转速/分)，可以兼顾换档的质量。在以下对优选实施例的描述中，将能明白这种情况。
因此，本发明的目的是提供车辆的至少部分自动机械变速系统的一种控制系统/方法，该控制系统/方法可以使牙嵌式离合器为在当时的车辆速度(OS)下按目标传动比(GR目标）料啮合而在等于或稍高于输入轴准确同步转速下按一定的顺序啮合或意于按一定的顺序啮合。
阅读结合附图对最佳实施例所作的说明可以清楚了解本发明的上述和其它目的和优点。
图1是特别适宜于用本发明的控制方法/系统控制的那一种自动机械变速系统的示意图；
图2是用本发明的控制系统/方法控制的车辆机械变速系统的示意图；
图3是图1和图2的自动机械变速系统中使用的典型刚性牙嵌式离合器组件的部分剖视图；
图4是本发明控制系统/方法示意流程图。
图5是图1和图2所示的那一种变速装置的齿轮减速比值和典型容限因数值的一览表。
下面的说明中使用的某些术语仅仅是为了方便和参考起见使用的，并没有对本发明起限制作用。“向上”、“向下”、“向右”和“向左”等词是就图中的方向而说的。“向内”和“向外”二词分别指朝向和偏离装置及其特定部分的几何中心的方向。这些术语包括上面特加说明的词及其派生词和意义类似的词。
“组合式变速器”一词用以表示具有串联连接的多前进档主变速器部分和多档副变速器部分的变速器或齿轮换档变速器，因而借助于在副变速器部分中选取的齿轮减速档将主变速器部分中选取的齿轮减速档组合起来。“同步离合器系统”及意义类似的词表示用以借助于刚性离合器将所选取的齿轮不转动地啮合到一个轴上的离合器组件，这样就可以防止所述离合器进行想进行的啮合，直到该离合器在较大容量的摩擦装置中基本上同步转动的构件与离合器构件一起使用且在离合器开始啮合时足以使离合器各构件和所有与其一起转动的构件在基本上同步的转速下转动为止。
“挂高档”一词在这里是用来表示从较低档的传动比切换到较高档的传动比。“挂低档”一词在这里是用来表示从较高档的传动比切换到较低档的传动比。
图1和图2示意示出了特别适宜用本发明的控制系统/方法控制的那一种车辆自动机械变速系统10。全自动和部分自动的机械变速系统是公知技术，这方面可以参看上述美国专得4,361,060、4,595,986、4,614,126、4,648,290、4,676,115、4,784,019、5,053,961和5,136,897。
图1示意地示出了车辆的自动机械变速系统10，该变速系统有一个由诸如周知的柴油发动机之类的供油量受控的发动机E通过诸如摩擦主离合器C之类的离合器驱动的自动多速齿轮变换变速器11。自动变速器11的输出端是个输出轴90，适宜用来进行驱动，使被驱动对象与诸如驱动轴的差速器、分动器等之类的适当车辆部件相连接，这都是公知技术。
发动机E的曲轴20驱动主摩擦离合器C的拨盘18，这些拨盘18与从动盘22摩擦接合，驱动变速器11的输入轴16。
上述传动系部件都由若干装置操纵并/或监控，下面简要说明它们各自的情况。这些装置包括：油门踏板位置或油门开度监控装置21，用以检测司机对司机控制的油门装置THL所调定的位置；供油量调节装置23，用以调节待提供给发动机E的油量；发动机转速传感器25，用以检测发动机的转速；离合器操纵装置27，用以使主离合器C啮合和分离并提供离合器状态的有关信息；输入轴转速传感器98，用以检测变速器输入轴16的转速；变速器操纵装置29，用以将变速器11切换到所选取的传动比并提供表示换档杆空档状况和/或现时采用的传动比的信号；和输出轴转速传感器100，用以检测输出轴90的转速。
变速器换档操纵装置27可以是周知的任何形式，有关实例可参看上述美国专利4,874,881和4,899,607。
上述诸装置给中央处理单元控制器31提供信息并/或接收来自控制器31的指令信号。中央处理单元31可包括模拟和/或数字电子计算和逻辑电路，这些都是公知技术。中央处理单元最好是微处理器型的，其实例可参看上述美国专利4,595,986。中央处理单元31还接收来自换档控制装置33的信息，通过这个信息车辆司机就可以选择驾驶车辆倒档(R)、空档(N)或前进档(D)的驾驶方式。各种检测、操纵和/或处理机构的电力和/或气动动力由电源(图中未示出)和/或压缩液体(图中未示出)提供。
上述的那种传动系部件及其控制器都是公知技术，详细情况可参看美国专利4,959,986、4,576,065和4,445,393，这里把这些专利的公开内容也引作参考。传感器21、23、25、27、98、29和100可以是任何周知的那种用以产生与所监控的参量成比例的模拟或数字信号的结构。同样，操纵器23、27和29可知的任何用以根据来自中央处理单元31的指令信号执行操作的电动、气动或电动气动式操纵器。
除直接输入端外，中央处理单元31还可配备用以区分至少来自传感器23、25和/或98的输入信号提供表示计算出的发动机、变速器输入轴和/或变速器输出轴的增速和/或减速转数的信号的电路。CPU31还可配备用以比较来自传感器98和100的输入信号鉴定和识别变速器11是否以特定的传动比啮合等的电路和逻辑规则。
自动变速器11的结构细节可参看图2。组合式变速器11有一个多档主变速部分12与器组式辅助部分14串联连接。变速器11装在外壳H中，其输入轴16由诸如柴油机E之类的原动机通过摩擦主离合器C驱动，离合器C在正常情况下啮合，有选择地分离，其输入或驱动部分18驱动时与发动机曲轴20相连接，其从动部分22可转动地固定到变速器输入轴16。
最好配备有输入轴制动器B，由CPU31操纵，起加快换高档过程的作用，这都是公知技术。
与机械变速器11类似的变速器都是公知技术，详细情况可参看美国专利3,105,395、3,28 3,613、4,754,665和5,193,140，这里也把这些专利的公开内容引作参考。
在主变速器部分12中，输入轴16上装有输入齿轮24，用以以基本上相同的转速驱动多个基本上相同的中间轴系统26和26A。该两个基本上相同的中间轴系统径向对称地设在通常与输入轴16共轴线配置的主轴28两侧。各中间轴系有一个中间轴30由外壳H中的轴承32和34支撑住，图中只示出了其一部分。各中间轴都配备有同样的中间轴齿轮组38、40、42、44、46和48，固定在轴上与轴一起转动。多个主轴齿轮50、52、54、56和58围绕着主轴28，可以通过滑动的牙嵌式离合器的套环60、62和64有选择地每次一个地与主轴28啮合，与主轴28一起转动这都是公知技术。离合器套环60还可以用来将输入齿轮24啮合到主轴28上，使输入轴16与主轴28彼此直接驱动。
一般说来，离合器套环60、62和64都借助于与执行机构2 7有关的拨叉径向配置的，这是公知技术。离合器套环60、62和64可以是周知的那一种双动式异步双动牙嵌式离合器套环。
主轴齿轮58是倒档齿轮，它借助于普通的中间过桥齿轮(图中未示出)与中间轴齿轮48不断地啮合。还应该指出的是，虽然主变速器部分12确实提供了五个可供选择的前进档传动比，但最小的前进档传动比，也就是通过在驱动过程中将主轴驱动齿轮56与主轴28连接得出的传动比，如果经常处在如此高的齿轮减速情况，就必须考虑设置一个低档齿轮，这个低档齿轮只供车辆在恶劣条件下启动之用，通常在高变速范围内是不用的。因此，虽然主变速器部分12确实提供了五种前进档速度，通常还是称之为“四加一”主部分，因为前进档速中只有四个是与辅助范围变速器部分14共同组合使用的。
牙嵌式离合器60、62和64都是三位离合器，它们可借助于执行机构27调到三个位置上：中间不啮合的位置，如图中所示，或完全向右啮合的位置或完全向左啮合的位置。众所周知，在某给定时间内三个离合器60、62和64中只有一个离合器可以啮合，且主部分的联锁装置(图中未示出)是为了在空档情况下锁定其它离合器而设的。
副变速器组部分14有两个基本上相同的辅助中间轴系统74和74A，各个具有辅助中间轴76，由外壳H中的轴承78和80支撑着，且具有两个辅助部分中间轴齿轮82和84与中间轴一起转动。辅助部分中间轴齿轮8 4不断地与固定在变速器输出轴90上的输出齿轮88啮合时，辅助中间轴齿轮82不断地与配套组/输出齿轮86啮合。
双位同步牙嵌式离合器组92借助于换档拨叉(图中未示出)和换档部分的换档执行机构96轴向配置，是为进行低档操作将齿86啮合到主轴28或为进行组合式变速器10的直接或高档操作将齿轮88接合到主轴28而设的。
虽然换档式辅助部分14是就采用正齿式或斜齿式传动的双速部分举例说明的，但不言而喻，本发明也适用于采用小速比副变速器式或小速比副变速器/换档混合式辅助部分具有三个或多个可选择的传动比和/或采用行星齿轮式传动的组合式变速器。此外，离合器60、62或64的任何一个或多个可以是同步牙嵌式离合器，变速部分12和/或14可以是单中间轴式的。
图3示出了与用本发明的控制系统/方法自动化的那种重型机械齿轮换档变速器配用的牙嵌式离合器的典型结构。简单说来，可以看到，主轴齿轮54和56以径向浮动的形式围绕主轴28配置且借助于隔离构件102相对于主轴28保持在预定的轴向位置，更详细的情况可参看美国专利3,894,621和4,949,589，这里也把这些专利的公开内容引作参考。离合器套环62和64配备有内花键104可滑动地与设在主轴28外径表面的外花键106啮合。离合器套环62和64分别借助于换档拨叉108和110轴向安置在主轴28上。该两拨叉则由换档执行机构27控制。换档套环62配备有可有选择地与设在主轴齿轮54上的牙嵌式离合器齿114啮合的牙嵌式离合器齿112。
大家知道，要使齿轮54与主轴28平滑啮合，必须使离合器套环62在主轴齿轮54以基本上等于主轴28和与主轴28一起转动的离合器套环62的转速转动时与离合器齿114啮合。假设辅助换档部分14在其高传动比或低传动比下保持啮合，则各离合器套环和主轴28的转速由换档部分的传动比和输出轴(OS)的转速确定。在主变速器部分12换档过程中，车辆的行驶速度，以致输出轴90的转速，基本上仍然不变。主轴齿轮54和56的转速是其传动比和输入轴16(IS)转速的函数。因此，要使其中一个主轴齿轮的啮合达到基本上同步的情况，可借助于发动机E受控的加油过程和/或换高档制动器B的动作加以调节。如现有技术所周知的那样，在特定目标传动比啮合完全同步的情况下，IS＝OS×GR目标，而若离合器C完全啮合而不打滑，则ES＝IS＝OS×GR目标。实际上，若牙嵌式离合器不同步量达预定量(例如20至40转/分左右)可以使换档达到容许的程度。因此，特定目标传动比下啮合的同步换档范围为IS＝(OS×GR目标)±大约20至40转/分。
在现有技术全自动或部分自动变速装置中，各种执行机构的动作时间，和发动机和/或输入轴的转速变化率一样，都是已知的或确定值。根据这些参量，在输入轴趋近基本上同步的转速时，ECU31会给各种执行机构发出指令输出信号，开始使换档进入所选取的目标传动比，期望离合器齿在所预期的输入轴转速(ISE)等于目标传动比乘上输出轴转速得出的乘积加上或减去预定的常数值时啮合。
虽然现有技术的车辆自动机械变速装置控制器通常还是令人满意且能使牙嵌式离合器很好地同步啮合，但它们还是不能令人完全满意的，特别是挂低档时，与目标传动比有关的牙嵌式离合器在与输入轴有驱动关系(即离合器齿与主轴齿轮相关联)的牙嵌式离合器构件以低于牙嵌式离合器构件与输出轴有驱动关系(即离合器齿与牙嵌式离合器套环相关联)时转速转动时具有啮合的倾向。这会使牙嵌式离合器在输入轴略低于准确同步转速时啮合，从而使汽车略为减速，而这种减速对司机来说就没有像输入轴转速略高于准确同步转速时牙嵌式离合器啮合所产生的轻“推”感那么舒服。
按照图4流程图形式示意示出的本发明的控制系统/方法，同步范围系取得使ECU在输入轴转速等于或略高于在目标传动比下啮合所需的准确同步转速时促使或意于使牙嵌式离合器啮合。这会使车辆在牙嵌式离合器啮合时感受到一般颇受欢迎的轻“推感”。
上述情况是通过改变同步转速范围，使其从(OS×GR目标)+K＞ISE＞(OS×GR目标)-K改变为(OS×GR)+K≥IS＞(OS×GR目标)达到的，其中：
IS＝预期的输入轴转速，OS＝输出轴转速，GR目标＝目标传动比下的齿轮减速值，K＝恒定正数值(例如等于或大于40转/分左右)。
实际上，鉴于通常为了在挂低档期间达到同步要增加输入轴转速，且通常为了在挂高档期间达到同步要减低速度，因而本发明对牙嵌式离合器的控制比起现有技术来，在挂低档时会略为延迟，在挂高档时可能会略为提前。
参看图4所示表示本发明控制系统/方法的流程图。ISE值是经过一段总体等于各种执行机构响应来自CPU31的指令输出信号促使与目标传动比有关的牙嵌式离合器齿开始啮合所需要的时间之后的输入轴转速。
因此可以看出，本发明的最佳实施例提供了这样一种控制自动机械变速器的控制系统/方法，该控制系统/方法确保牙嵌式离合器在输入轴转速等于或略高于在车辆现有情况下达到目标传动比所需要的准确同步转速的转速时啮合。
容限因数值K是作为最恶劣的容许换档情况的函数选取的，这可参看例如上述美国专利5,052,535。K值也可以是目标传动比值的函数。
作为本发明实施例的另一种可供选择但不太理想的方案，若执行机构和控制器没有充分响应使牙嵌式离合器在上述同步范围内啮合，则可将同步范围定为(OS*GR)+K≥IS＞(OS*GR)-(K/X)，其中：
X＝大于1的正数。
举例说，若K＝30，X＝2，则同步范围会是(OS*GR)+30≥IS＞(OS*GR)-15，于是系统促使牙嵌式离合器以具“推”感的方式啮合的倾向为2∶1(即大约67％)。
作为另一个可供选择的实施例中，在较低的传动比(较大的齿轮减速)下，K值可随目标传动比的齿轮减速值变化，一直到达到最小值(例如30转/分)为止。参看图5，K取[(20*GR)-19]或30两者中较大的一个。
在另一个实施例中，规定了最小的总同步范围Y(例如Y＝45转/分)，K是最小齿轮减速值(例如30转/分)的目标传动比的数值(例如(20*GR)-19)，于是同步范围定为：(OS*GR)+K≥IS＞(OS*GR)，若K≥Y；定为：(OS*GR)+K≥IS＞(OS*GR)-(Y-K)，若K＜Y。图5的第4列，即同步范围，示出了上述实例规定的同步范围。
在较低传动比(齿轮减速较大)的情况下，例如10个前进档变速的第1至第5的传动比，最好采用而且也容许采用较宽的同步范围。为确保车辆爬坡时能换上高档，即ES/IS和OS都减小，需要较大的同步范围。此外，在传动比方面，齿轮减速幅度较大时会降低或软化传动系的弹簧刚度，从而缓和牙嵌式离合器不能同步啮合的恶劣情况。
在换档型组合式变速器(见上述美国专利5,193,410)的情况下，可能就不会有上述情况。在组合式变速器的副变速器换高档(例如5-6换高档或5-7跳级换高档)时，为确保副变速器部分的同步器正常工作，通过使变速器具有使目标传动比的主变速器部分的牙嵌式离合器啮合从而使(OS*GR)＞IS≥(OS*GR)-K(或Y，取两者中的较大者)，可以兼顾换档的质量。在上述诸最佳实施例的说明中，这种可能有的例外情况是不言而喻的。
上面对本发明诸最佳实施例进行的说明仅仅是举例而已，在不脱离下面所述的本发明的精神实质和范围的前提下是可以就其各部分和/或步骤进行种种修改和/或重新安排的。

Claims (58)

1.一种控制车辆自动机械变速系统(10)的方法，该变速系统(10)有一个具多个可供选择的传动比(GR)的多档机械变速器，各传动比都有与其有关的可啮合和可分离的刚性牙嵌式构件对(112/114，116/118)，所述变速器的输入轴(16)在驱动时可借助于非刚性离合器(C)与原动机(E)连接，变速器的输出轴(90)驱动时与车辆的驱动轮连接，所述变速器还有一个控制单元(CPU)供接收表示输入轴转速(IS)和输出轴转速(OS)的输入信号，并供根据预定逻辑规则处理该输入信号，给系统执行机构(23，27，29)发出指令输出信号之用，系统执行机构(23，27，29)有一个变速器执行机构(27)可有选择地使成对的刚性牙嵌式离合器构件啮合和分离，所述变速器执行机构的响应时间包括所述执行机构响应指令输出信号并使所选择的一对刚性牙嵌式离合器构件从正常分离位置移到初始刚性接合位置所需要的时间，所述方法的特征在于：
只有在下列表达式成立时才给所述执行机构发出指令输出信号使该对与目标传动比(GRT)有关的刚性离合器构件开始啮合：
(OS *GRT)+K≥ISE≥(OS *GRT)其中：
OS＝输出轴转速(以转/分为单位)，
GRT＝目标传动比的比值，
K＝正转速值，
ISE＝与所述目标传动比有关的刚性离合器构件对开始刚性啮合时输入轴的预期转速(转/分)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，ISE值确定为所述输入信号和所述响应时间的函数。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，K至少约为30转/分。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，K至少约为40转/分。
5.如权利要求1、2、3或4所述的方法，其特征在于，所述耦合装置是个摩擦离合器。
6.如权利要求1、2、3或4所述的方法，其特征在于，所述控制器是微处理器型的。
7.如权利要求1、2、3或4所述的方法，其特征在于，所述系统还包括有选择地动作的制动装置(B)，供有选择地减低输入轴的转速之用。
8.如权利要求1、2、3或4所述的方法，其特征在于，所述原动机是个油门受控的柴油发动机。
9.如权利要求1、2、3或4所述的方法，其中所述变速器是个副变速器换档式的组合式变速器，只供挂高档时组合换档用，所述方法的特征还在于，只有当表达式(OS*GRT)＞ISE＞(OS*GRT)-Y成立时(其中Y＝正转速值)才使与目标传动比有关的该对刚性离合器构件开始啮合。
10.一种用以控制车辆自动机械变速系统(10)换档过程的控制系统，该变速系统(10)有一个具多个可供选择的传动比(GR)的多档机械变速器，各传动比都有与其有关的可啮合和可分离的刚性牙嵌式构件对(112/114，116/118)，所述变速器的输入轴(16)驱动时可借助于非刚性耦合装置(C)与原动机(E)连接，所述变速器的输出轴(90)驱动时与车辆的驱动轮连接，所述变速器还有一个控制单元(CPU)供接收表示输入轴转速(IS)和输出轴转速(OS)的输入信号，并供根据预定的逻辑规则处理该输入信号，给系统执行机构(23，27，29)发出指令输出信号之用，系统执行机构(23，27，29)有一个变速器执行机构(27)可有选择地使成对的刚性牙嵌式离合器构件啮合和分离，所述变速器执行机构的响应时间包括所述执行机构根据指令输出信号并使所选择的一对刚性牙嵌式离合器构件从通常分离的位置移到初始刚性啮合位置所需要的时间，所述控制系统的特征在于：
装置(31)，用以只在下列表达式成立时给所述诸执行机构发出指令输出信号使与目标传动比(GRT)有关的该对刚性离合器构件开始啮合：
(OS*GRT)+K≥ISE≥(OS*GRT)，其中：
OS＝输出轴转速(以转/分为单位)，
GRT＝目标传动比的比值，
K＝正转速值，
ISE＝与所述目标传动比有关的该对刚性离合器构件开始刚性啮合时输入轴的转速(转/分)。
11.如权利要求10所述的控制系统，其特征在于，ISE的值被确定为所述输入信号和所述响应时间的函数。
12.如权利要求10或11所述的控制系统，其特征在于，所述耦合装置是个摩擦离合器。
13.如权利要求10或11所述的控制系统，其特征在于，所述系统还包括有选择地动作的制动装置(B)，供有选择地使输入轴转速减小之用。
14.如权利要求10或11所述的控制系统，其特征在于，所述原动机是油门受控的柴油发动机。
15.如权利要求10或11所述的系统，其中所述变速器是个副变速器换档式的组合式变速器，只供换高档时组合换档用，所述方法的特征还在于，只有当表达式(OS*GRT)＞ISE≥(OS*GRT)-Y成立时才使与目标传动比有关的该对刚性离合器构件开始啮合。
16.一种控制车辆自动机械变速装置(10)的方法，该变速装置(10)有一个具多个可供选择的传动比(GR)的多档机械变速器，各传动比都有与其有关的可啮合和可分离的刚性牙嵌式构件对(112/114，116/118)，所述变速器的输入轴(16)驱动时可借助于非刚性耦合装置(C)与原动机(E)相连接，变速器的输出轴(90)驱动时与车辆的驱动轮连接，所述变速器还有一个控制单元(CPU)供接收表示输入轴转速(IS)和输出轴转速(OS)的输入信号，并供根据预定逻辑规则处理该输入信号给系统执行机构(23，27，29)发出指令输出信号之用，系统执行机构(23，27，29)有一个变速器执行机构(27)可有选择地使成对的刚性牙嵌式离合器构件啮合和分离，所述变速器执行机构的响应时间包括所述执行机构根据指令输出信号并使所选择的一对刚性牙嵌式离合器构件从通常分离的位置移到初始刚性啮合位置所需要的时间，所述方法的特征在于：
只有在下列表达式成立时才给所述执行机构发出指令输出信号使该对与目标传动比(GRT)有关的刚性离合器开始啮合：
(OS*GRT)+K≥ISE≥(OS*GRT)-(K/X)；其中
OS＝输出轴转速(以转/分为单位)，
GRT＝目标传动比的比值，
K＝正转速值，
X＝＞1.0
ISE＝与所述目标传动比有关的该对刚性离合器构件开始刚性啮合时输入轴的预期转速(转/分)。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，ISE的值被确定为所述输入信号和所述响应时间的函数。
18.如权利要求16或17所述的方法，其特征在于，X≥2.0。
19.如权利要求16或17所述的方法，其中所述变速器是个副变速器换档式的组合式变速器，只供换高档时组合换档用，所述方法的特征还在于，只有当表达式(OS*GRT)＞ISE≥(OS*GRT)-Y(其中Y＝正转速值)成立时才使与目标传动比有关的该对刚性离合器构件开始啮合。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，X≥2.0。
21.如权利要求16或17所述的方法，其特征在于，K约为30转/分。
22.如权利要求19所述的方法，其特征在于，K约等于30转/分。
23.一种用以控制车辆自动机械变速系统(10)换档过程的控制系统，该变速系统(10)有一个具多个可供选择的传动比(GR)的多档机械变速器，各传动比都有与其有关的可啮合和可分离的刚性牙嵌式构件对(112/114，116/118)，所述变速器的输入轴(16)驱动时可借助于非刚性耦合装置(C)与原动机(E)连接，所述变速器的输出轴(90)驱动时与车辆的驱动轮连接，所述变速器还有一个控制单元(CPU)供接收表示输入轴转速(IS)了输出轴转速(OS)的输入信号，并供根据预定的逻辑规则处理该输入信号给系统执行机构(23，27，29)发出指令输出信号之用，系统执行机构(23，27，29)有一个变速器执行机构(27)可有选择地使成对的刚性牙嵌式离合器构件啮合和分离，所述变速器执行机构的响应时间包括所述执行机构根据指令输出信号并使所选择的一对刚性牙嵌式离合器构件从通常分离的位置移到初始刚性啮合位置所需要的时间，所述控制系统的特征在于：
装置(31)，用以只在下列不等式成立时给所述执行机构发出指令输出信号使与目标传动比(GRT)有关的该对刚性离合器构件开始啮合：
(OS*GRT)+K≥ISE≥(OS*GRT)-(K/X)；其中
OS＝输出轴转速(以转/分为单位)，
GRT＝目标传动比的比值，
K＝正转速值，
X＝＞1.0
ISE＝与目标传动比有关的该对刚性离合器构件开始刚性啮合时输入轴的预期转速(转/分)。
24.如权利要求23所述的控制系统，其特征在于，ISE的值被确定为所述输入信号和所述响应时间的函数。
25.如权利要求23或24所述的控制系统，其特征在于，X≥2.0。
26.如权利要求23或24所述的系统，其中所述变速器是个副变速器换档式的组合式变速器，只供换高档时组合换档用，所述方法的特征还在于，只有当表达式(OS*GRT)＞ISE≥(OS*GRT)-Y(其中Y＝正转速值)成立时才使与目标传动比有关的该对刚性离合器构件开始啮合。
27.如权利要求25所述的系统，其特征在于，所述变速器是个副变速器换档式的组合式变速器，只供换高档时组合换档用，所述方法的特征还在于只有当表达式(OS*GRT)＞ISE≥(OS*GRT)-Y(其中Y＝正转速值)成立时才使与目标传动比有关的该对刚性离合器构件开始啮合。
28.如权利要求25所述的控制系统，其特征在于，所述耦合装置是个摩擦离合器。
29.如权利要求1、2、3、4、16或17所述的方法，其特征在于，K等于fGRT或KMIN两者中较大的一个，其中：
fGRT是GRT的值随GRT各自的增加值和减小值而分别增加和减小的函数；
KMIN是最小常数值。
30.如权利要求29所述的方法，其特征在于，KMIN约为30转/分。
31.如权利要求9所述的方法，其特征在于，K等于fGRT或KMIN两者中较大的一个，其中：
fGRT是GRT的值随GRT各自的增加值和减小值而分别增加和减小的函数，
KMIN是最小常数值。
32.如权利要求31所述的方法，其特征在于，KMIN约为30转/分。
33.如权利要求19所述的方法，其特征在于，K等于fGRT或KMIN两者中较大的一个，其中：
fGRT是GRT的值随GRT各自的增加值和减小值而分别增加和减小的函数；
KMIN是最小常数值。
34.如权利要求33所述的方法，其特征在于，KMIN约为30转/分。
35.如权利要求10、11、23或24所述的系统，其特征在于，K等于
fGRT或KMIN两者中较大的一个，其中：
fGRT是GRT的值随GRT各自的增加值和减小值而分别增加和减小的函数；
KMIN是最小常数值。
36.如权利要求29所述的方法，其特征在于，KMIN约为30转/分。
37.如权利要求35所述的系统，其中，所述变速器是个副变速器换档式的组合式变速器，只供换高档时组合换档用，所述系统的特征在于这样的一个装置用于在只有当表达式(OS*GRT)＞ISE≥(OS*GRT)-Y(其中Y＝正转速值)成立时才使与目标传动比有关的该对刚性离合器构件开始啮合。
38.如权利要求29所述的方法，其中所述变速器是个副变速器换档式的组合式变速器，只供换高档时组合换档用，所述方法的特征在于，只有当表达式(OS*GRT)＞ISE≥(OS*GRT)-Y(其中Y＝正转速值)成立时才使与目标传动比有关的该对刚性离合器构件开始啮合。
39.如权利要求38所述的方法，其特征在于，KMIN约为30转/分。
40.一种控制车辆自动机械变速系统(10)的方法，该变速系统(10)有一个具多个可供选择的传动比(GR)的多档机械变速器，各传动比都有与其有在的可啮合和可分离的刚性牙嵌式构件对(112/114，116/118)，所述变速器的输入轴(16)在驱动时可借助于非刚性耦合装置(C)与原动机(E)连接，变速器的输出轴(90)驱动时与车辆的驱动轮连接，所述变速器还有一个控制单元(CPU)供接收表示输入轴转速(IS)和输出轴转速(OS)的输入信号，并供根据预定逻辑规则处理该输入信号给系统执行机构(23，27，29)发出指令输出信号之用，系统执行机构(23，27，29)有一个变速器执行机构(27)可有选择地使成对的刚性牙嵌式离合器构件啮合和分离，所述变速器执行机构的响应时间包括所述执行机构根据指令输出信号并使所选择的一对刚性牙嵌式离合器构件从通常分离的位置移到初始刚性啮合位置所需要的时间，所述方法的特征在于：
只有在下列表达式成立时才给所述诸执行机构发出指令输出信号使该对与目标传动比(GRT)有关的刚性离合器构件开始啮合：
若K≥Z，则(OS*GRT)+K≥ISE＞(OS*GRT)成立，或
若K＜Z，则(OS *GRT)+K≥ISE＞(OS*GRT)-(Z-K)成立，其中：
OS＝输出轴转速(以转/分为单位)，
GRT＝目标传动比的比值，
K＝正转速值，
Z＝最小总同步范围(以转/分为单位)
ISE＝与目标传动比有关的该对刚性离合器构件开始刚性啮合时输入轴的预期转速(以转/分为单位)。
41.如权利要求40所述的方法，其特征在于，ISE位被确定为所述输入信号和所述响应时间的函数。
42.如权利要求40或41所述的方法，其特征在于，K等于fGRT或KMIN两者中较大的一个，其中：
fGRT是GRT的值随GRT各自的增加值和减小值而分别增加和减小的函数；
KMIN是最小常数值。
43.如权利要求42所述的方法，其特征在于，KMIN约为30转/分。
44.如权利要求40或41所述的方法，其特征在于，Z约为45转/分。
45.如权利要求42所述的方法，其特征在于，Z约为45转/分。
46.如权利要求43所述的方法，其特征在于，Z约为45转/分。
47.一种用以控制车辆自动机械变速系统(10)换档过程的控制系统，该变速系统(10)有一个具多个可供选择的传动比(GR)的多档机械变速器，各传动比都有与其有关的可啮合和可分离的刚性牙嵌式构件对(112/114，116/118)，所述变速器的输入轴(16)驱动时可借助于非刚性耦合装置(C)与原动机(E)连接，所述变速器的输出轴(90)驱动时与车辆的驱动轮连接，所述变速器还有一个控制单元(CPU)供接收表示输入轴转速(IS)和输出轴转速(OS)的输入信号，并供根据预定的逻辑规则处理该输入信号给系统执行机构(23，27，29)发出指令输出信号之用，系统执行机构(23，27，29)有一个变速器执行机构(27)可有选择地使成对的刚性牙嵌式离合器构件啮合和分离，所述变速器执行机构的响应时间包括所述执行机构根据指令输出信号并使所选择的一对刚性牙嵌式离合器构件从通常分离的位置移到初始刚性啮合位置所需要的时间，所述控制系统的特征在于：
装置(31)，用以只在下列表达式成立时给所述诸执行机构发出指令输出信号使与目标传动比(GRT)有关的该对刚性离合器构件开始啮合：
若K≥Z，则(OS* GRT)+K≥ISE＞(OS* GR)成立，或，若K＜Z，则(OS*GRT)+K≥ISE＞(OS*GRT)-(Z-K)成立，其中：
OS＝输出轴转速(以转/分为单位)，
GRT＝目标传动比的比值，
K＝正转速值，
Z＝最小总同步范围(以转/分为单位)，
ISE＝与目标传动比有关的该对刚性离合器构件开始刚性啮合时输入轴的预期转速(以转/分为单位)。
48.如权利要求47所述的控制系统，其特征在于ISE值被确定为所述输入信号和所述响应时间的函数。
49.如权利要求47或48所述的控制系统，其特征在于，所述耦合装置是个摩擦离合器。
50.如权利要求47或48所述的系统，其特征在于，K等于fGRT或KMIN两者中较大的一个，其中：
fGRT是GRT的值随GRT各自的增加值和减小值而分别增加和减小的函数；
KMIN是最小常数值。
51.如权利要求50所述的系统，其特征在于，KMIN约为30转/分。
52.如权利要求50所述的系统，其特征在于，所述变速器是个副变速器换档式的组合式变速器，只供换高档时组合换档用，所述方法的特征在于，只有当表达式(OS*GRT)＞ISE≥(OS*GRT)-Y(其中Y＝正转速值)成立时才使该对与目标传动比有关的刚性离合器构件开始啮合。
53.如权利要求52所述的方法，其特征在于，KMIN约为30转/分。
54.如权利要求47所述的系统，其特征在于，所述变速器是个副变速器换档式的组合式变速器，只供换高档时组合换档用，所述方法的特征在于，只有当表达式(OS*GRT)＞ISE≥(OS*GR)-Y(其中Y＝正转速值)成立时才使该对与目标传动比有关的刚性离合器构件开始啮合。
55.一种控制车辆自动机械变速系统(10)的方法，该变速系统(10)有一个包括与副变速部分(14)串联联接的主变速部分(12)的多档机械变速器(11)，所述主部分具有多个可供选择的传动比，各传动比都有与其有关的可啮合和可分离的刚性牙嵌式构件对(112/114，116/118)，所述变速器的输入轴(16)在驱动时可借助于非刚性耦合装置(C)与原动机(E)连接，变速器的输出轴(90)驱动时与车辆的驱动轮连接，所述变速器还有一个控制单元(CPU)供接收表示输入轴转速(IS)和输出轴转速(OS)的输入信号，并供根据预定逻辑规则处理该输入信号，给系统执行机构(23，27，29)发出指令输出信号之用，系统执行机构(23，27，29)有一个变速器执行机构(27)可有选择地使成对的刚性牙嵌式离合器构件啮合和分离，所述变速器执行机构的响应时间包括所述执行机构根据指令输出信号并使所选择的一对刚性牙嵌式离合器构件从正常分离位置移到初始刚性啮合位置所需要的时间，所述方法的特征在于：
在换高档组合换档时，只有下列表达式成立时才给所述诸执行机构发出指令输出信号使该对与目标传动比有关的刚性离合器构件开始啮合：
(OS*GRT)＞ISE≥＞(OS*GRT)-Y；其中：
OS＝输出轴转速(以转/分为单位)，
GRT＝目标传动比的比值，
Y＝正转速值，
ISE＝与所述目标传动比有关的该对刚性离合器构件开始刚性啮合时输入轴的预期转速(转/分)。
56.如权利要求55所述的方法，其特征在于，ISE的值被确定为所述输入信号和所述响应时间的函数。
57.一种用以控制车辆自动机械变速系统(10)换档过程的控制系统，该变速系统(10)有一个包括与副变速部分(14)串联连接的主变速部分(12)的多档机械变速器(11)，所述主部分具有多个可供选择的传动比，各传动比都有与其有关的可啮合和可分离的刚性牙嵌式构件(112/114，116/118)，所述变速器的输入轴(16)驱动时可借助于非刚性耦合装置(C)与原动机(E)连接，所述变速器的输出轴(90)驱动时与车辆的驱动轮连接，所述变速器还有一个控制单元(CPU)供接收表示输入轴转速(IS)和输出轴转速(OS)的输入信号，并供根据预定的逻辑规则处理该输入信号，给系统执行机构(23，27，29)发出指令输出信号之用，系统执行机构(23，27，29)有一个变速器执行机构(27)可有选择地使成对的刚性牙嵌式离合器构件啮合和分离，所述变速器执行机构的响应时间包括所述执行机构根据指令输出信号并使所选择的一对刚性牙嵌式离合器构件从通常分离的位置移到初始刚性啮合位置所需要的时间，所述控制系统的特征在于一种装置在换高档组合换档时可有效地只有在下列表达式成立时才给所述诸执行机构发出指令输出信号使该对与目标传动比(GRT)有关的刚性离合器构件开始啮合：
(OS*GRT)＞ISE≥(OS*GRT)-Y；其中：
OS＝输出轴转速(以转/分为单位)，
GRT＝目标传动比的比值，
Y＝正转速值，
ISE＝与目标传动比有关的该对刚性离合器构件开始刚性啮合时输入轴的预期转速(以转/分为单位)。
58.如权利要求57所述的系统，其特征在于，ISE的值被确定为所述输入信号和所述响应时间的函数。
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