CN1918396A - 用于防止汽车中负荷交变冲击的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种防止汽车中负荷交变冲击的方法，所述负荷交变冲击特别是由于加速踏板位置的突然改变而引起，其中在驱动马达和传动机构、特别是汽车的双离合器变速器之间设有至少一个离合器，其中传动机构具有多个可挂入的变速器档位，并且其中离合器根据所要传递的转矩来致动。改善行驶舒适性，使得在汽车启动过程期间致动离合器和/或在汽车启动过程期间挂入传动机构中的变速器档位，使得传动机构输入轴转速(nAW1；nAW2)低于发动机怠速转速(nLL)。

Description

用于防止汽车中负荷交变冲击的方法
本发明涉及一种在汽车中防止负荷交变冲击的方法，所述负荷交变冲击特别是由于加速踏板位置的突然改变而引起，其中在驱动马达和传动机构、特别是汽车的双离合器变速器之间设有至少一个离合器，其中传动机构具有多个可挂入的变速器档位，并且其中离合器根据所要传递的转矩来致动。
具有带用作启动件的离合器、特别是摩擦离合器的传动机构的汽车在低档位中的负荷变换时通常比具有自动变速器或者接在其中间的变矩器的汽车更不舒适。负荷变换或者负荷交变冲击是在驱动马达牵引传动和惯性运行之间的转变。
在具有手动变速器的汽车中，负荷变换通常在接合离合器时发生，在这种情况中，负荷变换特性由马达控制器确定(负荷冲击缓冲，防急冲功能)。负荷变换在滑移的离合器中更确切的说是较少的。在这种情况中的急冲通常解释和接受为驾驶员的错误操作。
具有自动变速器的汽车的性能更加良好，其中所述自动变速器具有作为启动件的变矩器。正的负荷变换(从惯性运行进入牵引传动状态)通过接入驱动马达由变矩器而缓冲。负的负荷变换(从牵引传动状态进入惯性运行)是无关紧要的，因为通过变矩器不产生显著的推送力力矩。具有一个传动机构和一个可致动的离合器、特别是一个自动化的启动离合器的汽车在低的行驶速度的范围内性能如同具有手动变速器的汽车一样。然而在这种汽车上在任何行驶情况中都不能接受急冲，并且因此是不舒适的。对于确定的具有一个自动化启动离合器的确定的离合器，特别是对于一种双离合器变速器也期待一种行驶舒适性，这种行驶舒适性比起手动变速器的舒适性更加对应于传统的自动变速器的行驶舒适性。
例如已知一种在汽车中用于防止负荷交变冲击的方法(DE 39 18254 A1)，其中由于油门踏板位置的突然改变，例如由滑动位置进入负荷位置致动离合器，使得具有一个可预给定的转差率的离合器置入一个配属于加速踏板的位置的嵌接位置。可由离合器传递的转矩的升高根据驱动马达的转速和/或加速度来控制。但是，在这里描述的控制费用是非常昂贵的，其中行驶舒适性还没有实现最佳。
因此至今在现有技术中已知的防止汽车中的负荷交变冲击的方法还不是最佳。一方面至今已知的控制费用非常昂贵，其中另一方面行驶舒适性还可以改善得更好。
因此，本发明的任务是，设计并改进开头所述的方法，从而防止在汽车上相应的负荷交变冲击，特别是大大简化控制花费或者说使得控制花费最小化，也就是尤其改善了行驶舒适性。
前述的任务通过在汽车启动过程期间致动离合器和/或在汽车启动期间挂入传动机构中的变速器档位来实现，使得传动机构输入轴转速低于发动机怠速转速。
此外，前述任务通过在汽车制动过程或者滑行过程期间致动离合器和/或挂入传动机构中的变速器档位来实现，使得传动机构输入轴转速低于发动机怠速转速。
原理上，按照本发明的方法尤其在汽车的启动过程中应用，特别是在不操作加速踏板(油门踏板)的蠕动状态中应用以及特别是应用于“以最小油门蠕动”、也就是在轻微操纵加速踏板时的启动过程，这在下文中还要详细描述。此外，对于汽车的“相反的”行驶状态，也就是对于汽车的制动过程或者滑行过程，按照本发明的方法也能良好地使用。本方法的基本构思是，致动或者操纵离合器和/或挂入传动机构中的变速器档位，使得传动机构输入轴转速总是恰巧低于发动机怠速转速。在这种条件中，在加速踏板回撤时也就不产生推送力力矩。传动机构线路的输出转矩、也就是在汽车的驱动轮上的输出转矩总是正的。因此，对于回撤加速踏板、也就是对于改变加速踏板位置避免了在汽车中的急冲。按照这种新的实现情况，优选总是选择传动机构中的满足上述边界条件的变速器档位。因此，按照本发明的方法涉及汽车的“低速功能”，并且在下文中详细描述。但是结果是避免了开头所述的缺点，并且获得相应的优点。
存在对按照本发明的方法以有利的方式进行设计以及改进的多种方案。为此允许首先参见权利要求1或者权利要求7的从属权利要求。下面借助于附图和相应的说明书对按照本发明的方法的优选实施方式进行详细解释和说明。附图中示出：
图1是汽车在一个平面中行驶时不操作加速踏板的情况下，传动机构输入轴的转速或者说发动机怠速转速关于时间的示意图，
图2是在汽车下坡行驶时不操作加速踏板且不同地更换变速器档位的情况下，传动机构输入轴的转速或者说发动机转速关于行驶速度的示意图，
图3是随着轻微地操作加速踏板来更换变速器档位时、也就是在“最小油门”的情况下，传动机构输入轴的转速或者说发动机转速取决于行驶速度的示意图。
图1至3示出了在没有示出的汽车上用于防止负荷交变冲击的按照本发明的方法。该未示出的汽车具有一个传动机构，优选一个自动的或者自动化的变速器，特别一种设计成双离合器变速器的传动机构。如已经在现有技术中已知的那样，存在一个相应的电子和/或电气技术为基础的控制器，该控制器也具有相应的另外的部件，特别是一个微型处理器。
从而优选测得驱动轮的转速或者说相应的传动机构输入轴和传动机构输出轴的转速以及也相应地测得发动机转速。由于加速踏板位置的改变，也就是油门踏板的改变，汽车的驾驶员可以获得对应于控制器的信息，即是否期望使汽车加速或者例如通过操纵制动踏板使汽车制动。特别是由于加速踏板位置突然改变可能导致在汽车的传动系中导致负荷交变冲击，该负荷交变冲击应按照本发明的方法避免。
在驱动马达和汽车的传动机构之间设有至少一个离合器。如果传动机构是双离合器变速器，那么对应设有两个单独的传动机构输入轴以及两个单独的离合器。所述传动机构具有多个可挂入的变速器档位，其中对于这种情况，即传动机构是双离合器变速器，优选将第一、第三和第五变速器档位配设于第一传动机构输入轴，并将第二、第四和第六变速器档位配设于第二传动机构输入轴。离合器或者两个离合器可以根据所要传递的转矩致动。为此，相应的，优选可液压操纵的执行器借助于控制器来致动，从而对应地控制离合器的接合和断开运动，或者由此相应地实现压紧力。
开头所述的缺点如此避免，即离合器在汽车的启动过程致动和/或在汽车的启动过程中挂入传动机构中的变速器档位，从而使传动机构输入轴转速低于发动机怠速转速。
另外开头所述的缺点由此避免，即离合器在汽车的制动或滑行过程期间致动和/或挂入传动机构中的变速器档位，从而使传动机构输入轴转速低于发动机怠速转速。
由此可以看到，所述按照本发明的方法优选适用于汽车的“低速区域”或者说在汽车的“低速区域”中实施，也就是汽车速度优选小于20km/h的区域。
图1示出了按照本发明方法的一种第一实施例，也就是转速关于时间t的图表，也就是发动机怠速转速nLL和传动机构输入轴转速nAW1。因为对于以下附图，也即对于所有图1到图3，按照本发明的方法根据一个双离合器变速器来说明，此处对应设有两个传动机构输入轴或者说两个配设于相应的传动机构输入轴的单独的离合器。
图1示出汽车的启动过程，也就是在传动机构中没有操纵加速踏板地挂入第一变速器档位时确定的启动过程“蠕动”。在这里示出平面中的汽车“蠕动”。容易看到的是，发动机怠速转速nLL是关于时间t的恒定转速。容易看到的是，这里在挂入第一变速器档位时，传动机构输入轴转速nAW1在发动机怠速转速nLL旁边延伸，直到靠近一个预定的转速差Δn。优选转速差Δn＝100转/分，从而汽车按函数(nLL-Δn)/ilges恒定地蠕动，其中“ilges”表明双离合器变速器的第一分变速器的总传动比。对于一种特殊情况，例如在“热态运转程序”中，转速差Δn可能稍微大一些，因此汽车的行驶速度保持恒定。也就是图1示出了在平面中没有踩油门的情况下挂入第一变速器档位时汽车的“蠕动”。
也可以考虑的是，汽车在挂入第一变速器档位时没有操纵加速踏板，也就是不踩油门地朝着坡路启动或者说必须启动。然后致动相应的离合器，使得“蠕动转矩”直到达到一个最大的极限，优选提高到40Nm，直到达到转速差Δn。
因此图1首先示出本方法的原理上的基本构思，也就是通过利用离合器的控制，尤其是控制由离合器来传递的转矩使得传动机构输入轴转速nAW1在用于汽车启动过程的发动机怠速转速nLL旁延伸。离合器对应地优选滑移控制和/或滑移调节，并且在传动机构中挂入第一变速器档位时一直闭合/接合，直到靠近预定的转速差Δn。
图2示出汽车在下坡时的启动过程，特别是在不改变加速踏板位置在挂入第一变速器档位时汽车的“蠕动”。相应的转速在Y轴上表示，并且汽车的行驶速度v在X轴上示出。在行驶速度v的区域上，可以看到的是恒定的发动机怠速转速nLL或者说这里输入的预定的转速差Δn。此外可以看到的是关于不同变速器档位的特征曲线，也就是用于第一和第三变速器档位的第一传动机构输出轴的相应的传动机构输入轴转速nAW1和用于第二变速器档位的第二变速器输出轴的传动机构输入轴转速nAW2。也可以看到，在到达预定的转速差Δn时在对应挂入的变速器档位中，也就是在达到确定的传动机构输入轴转速时，传动机构挂入下一个较高的变速器档位中，在此在从第一变速器档位挂入第二变速器档位时可以容易看出。在下一个较高的变速器档位中，也就是在挂入的第二变速器档位中，相应的第二离合器现在致动，使得第二传动机构输入轴的转速nAW2升高，直到传动机构输入轴转速nAW2又接近确定的传动机构输入轴转速，从而靠近预定的转速差Δn。如果达到预定的转速差Δn，那么又从第二变速器档位挂入到第三变速器档位，从而第一传动机构输入轴的传动机构输入轴转速nAW1又相应地下降，并且由此处开始，汽车的启动过程相应地继续控制，也就是传动机构输入轴转速nAW2快速升高，该传动机构输入轴转速与发动机怠速转速nLL相交，并且然后随着发动机转速nmot继续升高，从而只有从汽车速度20km/h开始才实现“负的微滑移”，相反地，之前实现的是“正的滑移”。
预定的转速差Δn在按照图2的方法中优选也是100转/分。总是如此控制相应的离合器，也就是说，部分断开或者部分接合，从而通过离合器实现的压紧力或者传递的转矩使得实现预定的转速差Δn或者说使得在行驶状态“蠕动”期间恰巧不能超过预定的传动机构输入轴转速。在图2中，优选变速器档位从第一变速器档位转入第二变速器档位或者从第二变速器档位转入第三变速器档位只有在斜坡输出力(Hangabtriebskraft)超过汽车的行驶阻力的情况下执行。相应的离合器优选在双离合器变速器时滑移控制两个单独的离合器，使得上述的方法可以实现。
图3示出汽车的启动过程，也就是启动过程“蠕动”和以“最小油门”接通。又可以容易地看到，Y轴表示转速并且X轴表示汽车的行驶速度v。与图2的明显的区别在于，发动机转速nmot在此没有如在怠速中直到行驶速度20km/h时一直恒速运转，而是驾驶员刚好相应轻轻地操纵加速踏板，从而发动机转速nmot轻微地高于发动机怠速转速nLL。此外示出传动机构的第一、第二和第三变速器档位或者说用于这些变速器档位的相应的特征曲线。概念“最小油门”这样理解，即在此只是略微操纵加速踏板，驾驶员只是轻微加油，也就是实现了汽车的启动过程。在“最小油门启动”中允许发动机转速nmot不与相应的变速器驱动轴当前的转速相交。这就是说，在传动系中只是实现了“正的滑移”。在此可以容易地看出又对应实现了本方法，也就是控制相应的离合器，使得在挂入第一变速器档位时传动机构输入轴转速naw1接近发动机怠速转速nLL，直到到达或者靠近预定的转速差Δn。只有这样以后，传动机构挂入下一个更高的变速器档位，也就是挂入第二变速器档位，其中在此又提高传动机构输入轴转速nAW2，并且当第二变速器档位的传动机构输入轴转速nAW2又到达界限值，挂入第三变速器档位。在行驶速度大于20km/h时启动过程基本上结束了，这在图3中最右边相应地示出，其中这里实现了“正的微滑移”，也就是发动机转速nmot刚好超过了第三变速器档位的相应的传动机构输入轴转速nAW1。在这里通常有别于图2，因为在图2中实现了“负的微滑移”，因为在“蠕动”时不踩油门下坡，汽车刚好驱动发动机并且与发动机驱动汽车的情况不一样。
在汽车以例如大于“最小油门”启动时，已经从第二变速器档位转到行驶状态“以微滑移行驶”，如在图3中整个右边部分所示。
也可以考虑，在此处未示出的“高负载启动”已经在挂入第一变速器档位时可以转到以“以微滑移行驶”的行驶状态。
如果驾驶员突然进入到“正常油门”的状态中，那么实现了从第二变速器档位到第一变速器档位的快速回挂。相反，如果驾驶员突然离开油门，那么加速踏板向着“零-位”改变，在行驶速度低于第二变速器档位的相应同步转速时，通过向上挂入第二变速器档位来保持“正的滑移”。为此，相应的另一个单独的离合器必定位于打滑点(Schleifpunkt)上。
图1和图3示出按照本发明的方法和各转速与时间t的关系或者各转速与汽车行驶速度v的关系，其中总是致动相应的离合器，使得存在相应的滑移，从而实现相对于发动机怠速转速nLL的预定的转速差Δn。在改变变速器档位时，例如按照图2或者图3由第一变速器档位挂入第二变速器档位，在双离合器变速器的情况下，配属于第一传动机构输入轴的第一离合器断开，而配属于第二传动机构输入轴的第二离合器相应地接合。也可控制第二离合器，使得第二传动机构输入轴的传动机构输入轴转速只是升高到一个确定的传动机构输入轴转速，从而也就产生与发动机怠速转速nLL的预定的转速差Δn。然后，该方法相应地以继续挂入第三变速器档位继续，从而-在双离合器变速器的情况下-配属于第二传动机构输入轴的第二离合器又断开，并且配属于第一传动机构输入轴的第一离合器接合，其中滑移调节第一离合器，使得虽然第一传动机构输入轴的传动机构输入轴转速又升高到一个确定的传动机构输入轴转速，但是实现了预定的转速差Δn。也可以想像的是跳过变速器档位。
虽然按照本发明的方法借助于图1到图3优选对于双离合器变速器进行描述，但是其也完全适于其它的变速器形式，其中例如设有一种分离离合器优选作为传动机构内的摩擦离合器。因此，重要的是致动相应的离合器，也就是总是使相应的传动机构输入轴转速低于发动机怠速转速nLL。
该方法也可以用于相反的过程，也就是不是用于汽车的启动过程，而是用于汽车的制动过程或者滑行过程。为此，在汽车制动过程或者滑行过程期间控制相应的离合器并且挂入传动机构中的变速器档位，使得传动机构输入轴转速低于发动机怠速转速nmot。结果是得到图3的“反向图”。从而在第三变速器档位的同步点，双离合器变速器的配属于第三变速器档位的第一离合器基本断开，因此行驶阻力超过了驱动力(蠕动转矩和斜坡输出转矩的和)，并且汽车可以变得更慢。如果蠕动转矩减小到“零”并且汽车更快了，那么又接上第一离合器，从而实现用于制动的发动机推动。如果汽车比第二变速器档位的同步转速慢，这里相应地挂入第二变速器档位。也就是总是制动相应的离合器，使得然后由已经挂入的-原先的-变速器档位换到-新的-下一个更低的变速器档位，其中在相应的同步之后在相应挂入-新的-变速器档位时达到确定的传动机构输入轴转速，从而靠近相对于发动机怠速转速nLL的预定转速差Δn。在此也可以考虑的是，在向下换挡时跳过变速器档位。
结果是，使用按照本发明特别是用于行驶状态“启动”或者也用于汽车的“制动过程”或者“滑行过程”的方法不用很多的控制花费就能防止负荷交变冲击，也就是避免了开头所述的缺点并且以简单并且成本经济的方式获得了相应的优点。
附图标记列表
nmot     发动机转速
nLL      发动机怠速转速
nAW1     传动机构输入轴转速(第一传动机构输入轴)
nAW2     传动机构输入轴转速(第二传动机构输入轴)
Δn       转速差
v         行驶速度
t         时间
ilges    第一分变速器的总传动比

Claims (14)

1.在汽车中防止负荷交变冲击的方法，所述负荷交变冲击特别是由于加速踏板位置的突然改变而引起，其中在驱动马达和传动机构、特别是汽车的双离合器变速器之间设有至少一个离合器，其中传动机构具有多个可挂入的变速器档位，并且其中离合器根据所要传递的转矩来致动，其特征在于，在汽车启动过程期间致动离合器和/或在汽车启动过程期间挂入传动机构中的变速器档位，使得传动机构输入轴转速(nAW1；nAW2)低于发动机怠速转速(nLL)。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，致动所述离合器，使得在挂入第一变速器档位时，传动机构输入轴转速(nAW1)靠近发动机怠速转速(nLL)地延伸，直到接近预定的转速差(Δn)。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在达到预定的转速差(Δn)时，也就是在达到确定的传动机构输入轴转速时将传动机构挂入下一个更高的变速器档位。
4.按照前述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，在所述下一个更高的变速器档位中，传动机构输入轴转速(nAW1；nAW2)又靠近确定的传动机构输入轴转速(nAW1；nAW2)地延伸。
5.按照前述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，前述的方法步骤一直实施到挂入传动机构的第三变速器档位或者更高的变速器档位。
6.按照前述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，滑移调节所述离合器。
7.在汽车中防止负荷交变冲击的方法，所述负荷交变冲击特别是由于加速踏板位置的突然改变而引起，其中在驱动马达和传动机构、特别是汽车的双离合器变速器之间设有至少一个离合器，其中传动机构具有多个可挂入的变速器档位，并且其中离合器根据所要传递的转矩来致动，其特征在于，在汽车制动过程或者滑行过程期间致动离合器和/或挂入传动机构中的变速器档位，使得传动机构输入轴转速(nAW1；nAW2)低于发动机怠速转速(nLL)。
8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于，致动所述离合器，使得在挂入变速器档位时，使传动机构输入轴转速(nAW1；nAW2)下降到发动机怠速转速(nLL)之下。
9.按照权利要求7或8所述的方法，其特征在于，然后由已经挂入的-原来的-变速器档位挂入-新的-下一个更低的变速器档位，此时在相应的同步之后，在相应地挂入-新的-变速器档位时实现确定的传动机构输入轴转速，从而靠近相对于发动机怠速转速(nLL)的预定转速差(Δn)。
10.按照权利要求7至9中任意一项所述的方法，其特征在于，顺序地相应挂入对应下一个更低的变速器档位。
11.按照权利要求7至10中任意一项所述的方法，其特征在于，前述的方法步骤一直实施到挂入传动机构的第一变速器档位。
12.按照前述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，滑移调节所述离合器。
13.按照前述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，在一种双离合器变速器中实施前述的方法步骤。
14.按照权利要求13所述的方法，其特征在于，借助于分别配属于一个传动机构输入轴的两个单独的离合器实现所述相应的变速器档位改变。
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