專利名稱：具有變速箱的機動車及運行機動車的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種機動車，它具有一個驅(qū)動發(fā)動機， 一個具有第一操作 裝置的轉(zhuǎn)矩傳遞裝置， 一個帶有輸入軸及輸出軸以及一個第二操作裝置的 變速箱，其中變速箱具有構成多個變速級的齒輪組，這些齒輪組分別由與 一個軸固定連接的一個擋齒輪及可與一個軸連接的一個惰齒輪組成，及具 有一個控制裝置，其中第一及第二操作裝置通過控制裝置導入及自動地控 制；以及涉及一種運行機動車的方法。
背景技術：
在這種機動車上，變速級的置入是通過一個換擋離合器使惰齒輪與支 承它的軸相連接來實現(xiàn)的；在此，彼此待連接部分的轉(zhuǎn)速差至少應近似地 為零。轉(zhuǎn)速至少近似地相等的產(chǎn)生過程被稱為同步過程。
在一種變速箱上例如使用了與相應惰齒輪連接的同步裝置，它在換擋 過程期間在彼此待連接部件之間產(chǎn)生至少近似的轉(zhuǎn)速相等性及當轉(zhuǎn)速至少 近似相等時才實現(xiàn)換擋離合器的完全接合。在換擋過程開始時，兩個彼此 待連接部件首先通過一個摩擦面形成接觸，這將引起一個與接合力及摩擦 系數(shù)相關的同步。同步裝置還可包括一個閉鎖裝置，由此可避免由同步力 引起繼續(xù)接合。如果至少近似形成轉(zhuǎn)速相等及由此同步力至少近似下降到 零，閉鎖裝置打開及換擋過程可以結(jié)束，其方式是在彼此待連接部件之間 產(chǎn)生了形狀鎖合的連接。鎖止在轉(zhuǎn)速未充分同步時的繼續(xù)接合的接合位置 被稱為同步位置。在另一種變速箱上不使用同步裝置，它將以另外方式來 保證當轉(zhuǎn)速至少近似相等時才產(chǎn)生形狀鎖合連接，例如通過驅(qū)動發(fā)動機 或軸制動器的相應控制，為求得轉(zhuǎn)速差使用適合的傳感器。
尤其在自動換擋的變速箱中，其中可通過控制裝置自動導入變速級轉(zhuǎn) 換，其方式是，根據(jù)輸入量自動開始控制裝置的操作，同步過程的控制是 一個很復雜的要求。例如在一個同步接合過程期間，在一定點上，即在同
步門限(Synchronschwelle)上，換擋離合器的離合器套筒基于閉鎖裝置的作 用被停止，在停止實現(xiàn)的時刻， 一個預定的力、即同步力被調(diào)節(jié)。這將引 起，同步門限的位置必需足夠精確地被控制裝置知道和/或必需提供與同步 門限精確位置無關的同步力調(diào)節(jié)類型。為了對于最佳換擋達到短的換擋時 間，重要的是怎樣建立或調(diào)節(jié)同步力，以致可足夠精確地考慮影響參數(shù)。
換擋彈性本身例如已由歐洲專利文獻EP 579 532 Bl公知。它公開了一 個機械輔助裝置，用于置入可借助繩或桿換擋的變速箱的擋，其中換擋順 序通過換擋控制軸傳送，該換擋控制軸通過所述繩或桿被置于轉(zhuǎn)動，其中 在用于控制換擋過程的線或桿與軸之間的機械連接由兩個鉸接的部分組 成，它們的相對運動以彈性方式通過彈簧控制，該彈簧這樣吸收能量，即 當同步階段期間它被壓縮并在吸收結(jié)束后再輸出吸收的能量。所述輔助裝 置排除了傳統(tǒng)換擋裝置的一定缺點-感覺過長的同步時間及空行程、大的 傳輸力，它以太慢的同步形式出現(xiàn)，及在齒輪嚙合時不舒適的噪音感覺。 所述機械輔助裝置涉及手動的手換擋變速箱。
在另一專利文獻EP 695 892 Bl中描述了具有至少一個致動器裝置及 由它操作的離合器套筒的變速箱系統(tǒng)，其中所屬的連接機構包括一個彈簧。 借助所公開的該變速箱系統(tǒng)可避免當換擋不能立即起作用時由電動機構成 的傳動裝置中不允許的大電流。所公開的該變速箱系統(tǒng)涉及一個自動換擋 變速箱。
在EP 579 532 Bl中描述的換擋彈性承擔著一個儲能器的功能，其方式 是它暫時被壓縮及然后再伸展。以此方式離合器套筒從彈簧得到一個脈沖 力，該力大于由司機通過換擋桿的快速操作傳遞給它的力。所產(chǎn)生的脈沖 力總是與司機操作換擋桿的操作速度及操作力有關，其中，在離合器套筒 上所需的給定力的精確調(diào)節(jié)只能或多或少聽其自然。
在EP 695 892 Bl中公開的換擋彈性在換擋過程期間被壓縮及然后再 輸出存儲在其中的能量?，F(xiàn)有的換擋彈性能使相對實際運動時間延遲的滑
動套筒運動相應于同步過程。該換擋彈性保護傳動電動機免于過載，但是 在考慮換擋彈性的情況下不能借助接合速度對所需給定力施加影響。
滑動套筒與傳動裝置之間的系統(tǒng)，包括具有運動及彈性特性的連接機 構在內(nèi)，尤其在自動變速箱上是非常復雜的。對于一個變速級的同步置入 的實施還沒有足夠令人滿意的方案，這種方案滿足多種要求，尤其是關于 在考慮到傳動裝置與離合器套筒之間的機構的彈性特性情況下的接合速 度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務在于，大大改進開始部分所述機動車中的同步過程、尤 其是它的過程變化，以使得尤其是換擋過程可舒適、快速及無磨損地進行。
此外，該任務還在于，提出一種變速箱及運行變速箱的方法，其中在 考慮到機構的運動及彈性特性情況下大大改進同步的變速級變換、尤其是 在同步門限上力的建立方面。
根據(jù)本發(fā)明該任務將通過開始部分所述的具有一個變速箱的機動車來 解決，它具有以下借助附圖描述的及權利要求書中描述的多個特征和/或方 法步驟，它們可用現(xiàn)有的組合、也可各自地達到所需的成果。
為了解決該任務的一個方面，因此，在一個機動車上，該機動車具有 一個驅(qū)動發(fā)動機， 一個具有第一操作裝置的轉(zhuǎn)矩傳遞裝置， 一個帶有一個 輸入軸、 一個輸出軸及第二操作裝置的變速箱，其中變速箱具有構成多個 變速級的齒輪組，這些齒輪組分別由與一個軸固定連接的一個擋齒輪及可 與一個軸連接的一個惰齒輪組成，及具有一個控制裝置，其中第一及第二 操作裝置可通過控制裝置導入自動操作，其方式是，在第一工作方式中由 控制裝置根據(jù)多個輸入量自動起動操作，或在第二工作方式中通過司機的 輸入導入操作，及其中借助一個終端輸出部件、如離合器套筒與同步裝置 使至少一個變速級的惰齒輪與支承它的軸進行連接，該部件在接合期間在 施加同步力的情況下在待連接部件之間產(chǎn)生至少近似的轉(zhuǎn)速相等性及在轉(zhuǎn) 速至少近似相等的情況下在同步過程結(jié)束時才使得完全接合成為可能，至 少一個變速級的同步門限位置被存儲在為所述控制裝置配置的存儲器中。
作為終端輸出部件這里是指為了確定變速比進行運動的最后的部件，
即它將在兩個力傳遞裝置如倒車齒輪、齒輪組、離合器套筒、液壓離合器 的工作活塞之間形成連接。
根據(jù)本發(fā)明的一個非常有利的構型，至少一個變速級的同步門限位置 是可適配的，以便盡管當工作時同步位置被改變在真實同步位置及存儲在 存儲器中的同步位置之間仍可保證足夠精確的一致性。在一個優(yōu)選實施例 中同步門限的適配在這樣的時間進行機動車處于停車狀態(tài)，驅(qū)動發(fā)動機 在工作，機動車制動器已被操作，及存在同步門限位置適配的要求。合乎 要求的是，當機動車為進行適配已在預定時間t上處于停車狀態(tài)及驅(qū)動發(fā)動 機至少近似地以怠速轉(zhuǎn)動。以此方式當待由換擋離合器連接的部件之間轉(zhuǎn) 速差小時進行同步門限的適配，機動車受到保護免于由適配過程中傳遞到 齒輪上的轉(zhuǎn)矩引起運動及使可能快速轉(zhuǎn)動的軸的轉(zhuǎn)速降低。
在一個機動車上，在其變速箱中變速級通過第二操作裝置置入，后者 包括選擇及操作終端操作部件的裝置，該同步門限位置的適配合乎目的地 包括以下步驟借助第一操作裝置閉合轉(zhuǎn)矩傳遞裝置；借助第二操作裝置
移入其同步門限位置應被適配的變速級的緊鄰附近的一個位置上；從一個
位置起，由該位置出發(fā)同步門限能可靠地被通過，操作終端輸出機構，以 使得終端輸出部件向著它的終端位的方向運動，及基于終端輸出部件由于 不充分的同步造成的接合運動的制動求得一個同步門限位置。第二操作裝 置包括兩個傳動裝置，其中一個傳動裝置例如作為選擋傳動裝置，用于選 擇一個離合器套筒，其方式是換擋撥指這樣運動，以致它可與操作用于所 需變速級操作的離合器套筒的換擋叉形成連接，該變速級的同步門限應被 適配。合乎目的地，為了執(zhí)行一個適配過程換擋撥指首先被移到緊鄰其同 步門限位置應被適配的變速級的一個位置上，最好換擋撥指與所需的換擋 叉形成連接。第二操作裝置的第二傳動裝置用作使換擋撥指運動的換擋傳 動裝置，其方式是使離合器套筒運動，換擋撥指通過換擋叉與該離合器套 筒形成連接，由此進行接合或分離運動。為了適配同步門限，從一個位置 開始進行接合運動，從該位置起始能可靠地通過同步門限，例如從中立位 置到達可實現(xiàn)同步門限適配的一個位置上。
這里終端輸出機構應被理解為一個機構，該機構包括所述終端輸出部 件，其中機構表示一個或由單個部件或由一系列部件組成的運動鏈，其中
運動鏈中每個點的位置可從該鏈每個另外點的位置導出。此外在本申請的 范圍內(nèi)終端操作部件被理解為一個部件，該部件在所述運動鏈中位于所述 終端輸出部件的前面，例如一個換擋叉。該終端輸出機構通常包括一個換 擋離合器的離合器套筒、 一個換擋叉、 一個換擋撥指、 一個使換擋撥指與 選擋及換擋傳動裝置形成運動及力傳遞連接的運動部分，其中通過該運動 部分確定一定的變速比-例如通過杠桿和/或通過蝸桿與蝸輪構成的變速級。
根據(jù)該優(yōu)選實施例的另一構型，合乎目的地，同步門限位置的適配還 包括以下步驟通過一個配置給該控制裝置的計算裝置直接用于求得的同 步門限位置的計算操作或用于基于它及老的同步門限位置求得一個新的同 步門限位置。
根據(jù)本發(fā)明另一特別優(yōu)選的構型，在一個機動車上，其中這些擋終端 位的位置被存儲在為所述控制裝置配置的存儲器中及在工作期間這些位置 被適配，至少暫時地基于適配的擋終端位進行同步門限位置的確定。
合乎目的地，總是在一個預定時間期滿后或在一個預定數(shù)目的獨立適 配過程后至少一次地基于適配的擋終端位確定同步門限位置。在一個優(yōu)選
實施例中，該預定時間在40至200小時范圍中、尤其在80至120小時的 范圍中，或該獨立適配過程的預定數(shù)目在15與80之間、尤其在40與60之間。
為了解決本發(fā)明任務的另一方面，根據(jù)一個優(yōu)選實施例，在一個機動 車中，該機動車具有一個驅(qū)動發(fā)動機， 一個具有第一操作裝置的轉(zhuǎn)矩傳遞 裝置， 一個帶有一個輸入軸、 一個輸出軸及第二操作裝置的變速箱，其中 變速箱具有構成多個變速級的齒輪組，這些齒輪組分別由與一個軸固定連 接的一個擋齒輪及可與一個軸連接的一個惰齒輪組成，及具有一個控制裝 置，其中第一及第二操作裝置可通過控制裝置導入地被自動操作，其方式 是，在第一工作方式中由控制裝置根據(jù)多個輸入量自動起動操作，或在第 二工作方式中通過司機的輸入導入操作，及其中借助一個終端輸出部件、 如離合器套筒與同步裝置使至少一個變速級的惰齒輪與支承它的軸進行連 接，該部件在接合期間在施加同步力的情況下在待連接部件之間產(chǎn)生至少 近似的轉(zhuǎn)速相等性，該同步力可依賴于司機體育競技狀態(tài)、機動車負載、 變速箱油溫度、負載控制桿位置、驅(qū)動發(fā)動機轉(zhuǎn)矩要求、目標轉(zhuǎn)速、同步
裝置上的轉(zhuǎn)速差、同步裝置的摩擦特性、變速箱牽引轉(zhuǎn)矩和/或同步裝置的 狀態(tài)被調(diào)整。因此該同步力可這樣適配于多個可變的參數(shù)，即也依賴于這 些參數(shù)進行相應的適配，這些參數(shù)通過持續(xù)運行可能改變和/或從一個換擋 過程到另一換擋過程可改變，由此可實現(xiàn)同步過程的最佳過程變化。
在一個機動車中，該機動車具有一個驅(qū)動發(fā)動機， 一個具有第一操作 裝置的轉(zhuǎn)矩傳遞裝置， 一個帶有一個輸入軸、 一個輸出軸及第二操作裝置 的變速箱，其中變速箱具有構成多個變速級的齒輪組，這些齒輪組分別由 與一個軸固定連接的一個擋齒輪及可與一個軸連接的一個惰齒輪組成，及 具有一個控制裝置，其中第一及第二操作裝置可通過控制裝置導入地被自 動操作，其方式是，在第一工作方式中由控制裝置根據(jù)多個輸入量自動起 動操作，或在第二工作方式中通過司機的輸入導入操作，及其中借助一個 終端輸出部件與同步裝置、如離合器套筒或滑動套筒使至少一個變速級的 惰齒輪與支承它的軸進行連接，該部件在接合期間在施加同步力的情況下 在待連接部件之間產(chǎn)生至少近似的轉(zhuǎn)速相等性及在轉(zhuǎn)速至少近似相等的情 況下在同步過程結(jié)束時才使得完全接合成為可能，為了解決本發(fā)明任務的 另一方面，在一個特別優(yōu)選的實施例中無論是同步門限的移入還是同步過 程本身被控制力地進行。這帶來特殊的優(yōu)點，因為在同步門限上預定的力 應被調(diào)節(jié)，這可有利地借助力控制來進行，及這樣就可避免不同控制類型 之間如速度控制與力控制之間的過渡及由此避免了與此相關的缺點。
在此，有利的是，為了終端輸出部件的力控制估算與該部件反作用的 反作用力，其中合乎要求的是，基于終端操作機構的速度并在考慮終端操 作機構的動能及必要時其剛性的情況下估算所述反作用力。它一方面是離 合器套筒的動能，另一方面是運動部分及傳動裝置的運動部件的動能。
在考慮終端操作機構的剛性時尤其在反作用力高于該剛性的響應門限 的情況下，將它的特性曲線直接或間接用來估算是很有利的。通常終端操 作機構包括一個用于合乎目的地調(diào)節(jié)剛性的彈簧部件/阻尼部件。其特性曲 線可有利地被使用，必要時在補充與機構本身有關的剛性的情況下使用。
根據(jù)該實施例的一個特別優(yōu)選的構型，基于能量守衡定律并根據(jù)終端 操作機構的傳動裝置作的功進行反作用力的估算。
為了解決本發(fā)明任務的另一方面，根據(jù)本發(fā)明應用了一種移入用于帶
有一個閉鎖同步變速箱的機動車的變速箱終端操作機構的終端輸出部件的 同步位置的方法，其中盡可能快且無過沖地移入同步位置。在這方面特別 優(yōu)選的是，力控制基于振動方程在使用一個阻尼常數(shù)的情況下進行，它可 實現(xiàn)與變速箱終端操作機構的終端輸出部件的精確初始速度及同步位置的 精確位置無關的移入并且所述同步力與它有關。
為了解決本發(fā)明任務的另一方面，借助一個控制裝置這樣進行基于 接合速度及所述機構區(qū)域中的彈性產(chǎn)生離合器套筒上的一個接合給定力。 在此，合乎目的地利用彈性，以便在觸到同步門限上時使致動器的動能轉(zhuǎn) 換成位能。
根據(jù)變速箱的一個特別優(yōu)選的實施形式，該變速箱包括在離合器套筒 與惰齒輪之間的同步裝置，這些同步裝置適于在接合過程期間閉鎖在同步 門限上形成形狀鎖合連接的完全接合，直到達到轉(zhuǎn)速至少近似相等時才完 全接合，其中，與在同步門限上接合運動閉鎖有關地，動能以位能的形式 被存儲在彈性部分中，在進行接合運動制動的時刻上在彈性部分中存儲的 能量至少近似地相應于給定力。
在本申請的范圍中，這些概念、如接合給定力或同步力均表示在一個 用于操作離合器套筒的操作裝置、如換擋撥指上的力。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，在同步門限上的移入速度根據(jù)所述彈 性部分的特性被這樣選擇，即在進行接合運動制動的時刻上在該彈性部分 中存儲的能量至少近似地相應于給定力。在此時刻上幾乎所有動能作為位 能被存儲在彈性部分中，由此在彈性部分中出現(xiàn)相應于最小速度的最大能 量。在該實施例中可有利地通過同步門限上移入速度的相應調(diào)節(jié)精確調(diào)節(jié) 同步門限上的給定力或同步力。
在另一合乎要求的實施例中，彈性部分的特性根據(jù)在同步門限上的移 入速度這樣地被選擇，即在進行接合運動制動的時刻上在該彈性部分中存 儲的能量至少近似地相應于給定力。在該實施例中在一個預給定的到同步 門限上的移入速度中通過相應彈性的選擇來得到同步門限上的所需給定 力。
在一個優(yōu)選實施例中，所述彈性部分的響應門限明顯低于在同步過程 中出現(xiàn)的力。以此方式，在每個同步換擋過程中同步門限上力的建立將所
述彈性及其特性曲線考慮在內(nèi)。
最好與同步門限上的給定力相關地，在同步力為50-450N的范圍中， 200-600N的范圍中或400-1000N的范圍中所述彈性部分進行響應。在一個 特別優(yōu)選的實施例中響應門限在150-350N的范圍中。
此外，為了解決本發(fā)明的任務提出了一種用于運行機動車的變速箱的 方法，該變速箱具有構成多個變速級的齒輪組，這些齒輪組分別由與一個 軸固定連接的一個擋齒輪及可與另一個軸連接的與該擋齒輪嚙合的一個惰 齒輪組成。該變速箱包括離合器套筒，它們適于在一個變速級的惰齒輪 與支承它的軸之間產(chǎn)生連接；傳動裝置，它們適于引起離合器套筒的接合 或分離運動； 一個用于將傳動裝置與離合器套筒連接的機構；在離合器套 筒與惰齒輪之間起作用的同步裝置，這些同步裝置適于在接合過程期間基 于接合力產(chǎn)生一個同步轉(zhuǎn)矩及超過同步門限的繼續(xù)接合一直被閉鎖，直到 達到轉(zhuǎn)速近似相等時為止；所述機構區(qū)域中的一個彈性部分，它適于將動 能轉(zhuǎn)換成位能的形式來存儲及相反地將位能轉(zhuǎn)換成動能的形式再輸出；及 一個用于控制所述傳動裝置的控制裝置，其中一個變速比的確定包括以下 步驟速度控制地接合離合器套筒，直到同步門限為止；識別由在同步門 限上閉鎖產(chǎn)生的反作用力；接著過渡到力控制，其中通過在同步門限上接 合運動的閉鎖將能量存儲到彈性部分中，然后它起決定作用地被用于產(chǎn)生 同步門限上的給定力。
該方法優(yōu)選使用在一種變速箱上，該變速箱具有上述至少一項的特征。


以下將借助附圖來詳細描述本發(fā)明的實施例。附圖為-圖1:具有可自動操作的轉(zhuǎn)矩傳遞裝置及可自動操作的變速箱的機動車的示
范及概要圖，
圖2， 2a:換擋離合器的示范及概要圖，
圖3:關于同步門限適配的初始化條件的示范及概要流程圖，
圖3a: —個傳動裝置及具有一個連接機構的離合器套筒的示范及概要圖， 圖4a:同步力與負載控制桿位置關系的曲線圖，
圖4b:涉及例如變速箱溫度與同步力偏移的關系的曲線圖，
圖4C:由根據(jù)特性曲線組的同步力及力偏移構成給定同步力的例子，
圖4d:換擋過程中包括在機構中的轉(zhuǎn)換彈性與力或行程變化的關系的特性
曲線例，
圖5a:用于控制操作離合器套筒的傳動裝置的流程圖，
圖5b:在速度-功曲線圖中傳動裝置的給定功時，達到離合器套筒的給定位 置的各種運行路徑，
圖5C:速度-功曲線圖中的一個有利的運行路徑， 圖6:用于控制離合器套筒操作的傳動裝置的流程圖。
具體實施例方式
圖1概要及示范地表示具有轉(zhuǎn)矩傳遞裝置4及變速箱6的機動車1。在 此，轉(zhuǎn)矩傳遞裝置4設置在驅(qū)動發(fā)動機2與變速箱6之間的能量流中；合 乎目的地，在驅(qū)動發(fā)動機2與轉(zhuǎn)矩傳遞裝置4之間設有一個分開式的飛輪
質(zhì)量，它的部分質(zhì)量可在中間連接一個彈簧阻尼裝置的情況下相對轉(zhuǎn)動， 由此可大大地改善尤其是傳動系的振動技術特性。本發(fā)明最好與一個接收 或均衡轉(zhuǎn)動沖擊的阻尼裝置或補償轉(zhuǎn)動沖擊的裝置或減小轉(zhuǎn)動沖擊的裝置
或阻尼振動的裝置相組合，如在本申請人的公開文獻DEOS34 18 671， DE OS 34 11 092, DE OS 34 11 239， DE OS 36 30 398， DE OS 36 28 774及DE OS37 21 712中所描述的。該機動車1將由一個驅(qū)動發(fā)動機2驅(qū)動，這里它 作為內(nèi)燃機如強制點火式發(fā)動機或柴油發(fā)動機來描述；在另外的實施例中 該傳動裝置也可借助混合式傳動裝置、電動機傳動或液壓馬達來實現(xiàn)。在 圖示的實施例中轉(zhuǎn)矩傳遞裝置4是一個摩擦式離合器，尤其對于起動或進 行換擋過程可借助它使驅(qū)動發(fā)動機2與變速器6分離。通過離合器的不斷 接合或分離可傳遞大些或小些的轉(zhuǎn)矩，為此， 一個壓緊板及一個壓板被彼 此軸向上相對移動及或多或少地帶動一個接在中間的摩擦盤。有利地，該 構成離合器的轉(zhuǎn)矩傳遞裝置4是可自動再調(diào)節(jié)的，即摩擦片的磨損可被這 樣地補償，以致能保證恒定的小分離力。最好本發(fā)明與尤其描述在本申請 人的申請DEOS42 39 291， DE OS 42 39289， DE OS 43 06 505中的摩擦式 離合器相組合。借助一個軸8及通過一個差速器10使機動車1的車輪12 被驅(qū)動。對被驅(qū)動的車輪12配置了轉(zhuǎn)速傳感器60， 61，有時也可僅設置一
個轉(zhuǎn)速傳感器60或61，各轉(zhuǎn)速傳感器將產(chǎn)生相應于車輪12的轉(zhuǎn)速的信號， 附加地或替換地將一個傳感器52設置在傳動系的其它合適的位置上，例如 設置在軸8上，用于獲得變速箱的輸出轉(zhuǎn)速。變速箱輸入轉(zhuǎn)速可借助另一 傳感器來獲得，或如在本實施例中由驅(qū)動發(fā)動機的轉(zhuǎn)速來確定，因此可確 定出變速箱中所置入的變速比。有利地，摩擦式離合器4可被作成受壓的， 在另一實施例中被作成受拉的也是合乎要求的，這里借助一個操作裝置46、 如離合器致動器46來操作該離合器。為了操作變速器6，設有一個包括兩 個致動器48及50的操作裝置，其中一個致動器執(zhí)行選擇操作及另一致動 器執(zhí)行換擋操作。離合器致動器46和/或變速器致動器48， 50用直流電動 機來實施，而在另一實施例中，尤其當需要大的操作力時，設置液壓操作 系統(tǒng)也是很合乎要求的。離合器4及變速箱6的控制可通過一個控制裝置 44來實現(xiàn)，合乎目的地，該控制裝置與離合器致動器46構成一個結(jié)構單元， 而在另一實施例中，它也可有利地安裝在機動車的其它位置上。離合器4 及變速箱6的操作在一個自動工作方式中通過控制裝置44自動地進行，或 在一個手動工作方式中通過司機借助變速比選擇裝置60如換擋桿輸入來進 行，其中該輸入通過傳感器61來檢測。在自動工作方式中，變速級的轉(zhuǎn)換 將根據(jù)特性曲線通過致動器46、 48及50的相應控制來實現(xiàn)，其中特性曲 線被存儲在配置給控制裝置44的存儲器中?？删哂卸鄠€由通過至少一個特 性曲線確定的運行程序，司機可在其中進行選擇，如一個"體育"運行程 序，其中驅(qū)動發(fā)動機2的功率最佳地工作； 一個"經(jīng)濟"運行程序，其中 驅(qū)動發(fā)動機2燃料消耗優(yōu)化地工作；或"冬季"運行程序，其中機動車1 運行安全性最佳地工作；此外，在所述實施例中，特性曲線例如可適配于 司機和/或其它邊界條件如行駛車道摩擦、外界溫度等?？刂蒲b置18將通過 對混合氣的供給或混合氣組分的影響來控制驅(qū)動發(fā)動機2，其中在圖中代表 性地表示出一個節(jié)氣閥22，它的開角借助一個角度傳感器20來檢測及將該 信號提供給控制裝置18。在驅(qū)動發(fā)動機調(diào)節(jié)的另外的實施例中，假如涉及 一個內(nèi)燃機，對控制裝置18提供一個相應的信號，借助該信號可確定混合 氣的組分和/或輸入體積；合乎目的地，也可使用一個現(xiàn)有的A探頭的信號。 此外在該實施例中，對控制裝置18提供 一個由司機操作的負載控制桿14 的信號-該桿的位置借助一個傳感器16檢測， 一個關于發(fā)動機轉(zhuǎn)速的信
號-該信號由配置給發(fā)動機輸出軸的轉(zhuǎn)速傳感器28產(chǎn)生， 一個進氣管壓 力傳感器26的信號及一個冷卻水溫度傳感器24的信號?？刂蒲b置18及44 可被構造在結(jié)構和/或功能上分開的部分區(qū)域中，然后它們可合乎目的地例 如借助一個CAN總線54或另外的電連接形式彼此形成用于數(shù)據(jù)交換的連 接。但也可有利地，將控制裝置的區(qū)域相組合，尤其是因為功能的配置不 總是單一的并需要協(xié)同作用。尤其當變速級轉(zhuǎn)換的一定階段控制裝置44可 以在轉(zhuǎn)速和/或轉(zhuǎn)矩上控制驅(qū)動發(fā)動機2。無論是離合器致動器46還是變速 箱致動器48及50將產(chǎn)生出信號，由它們至少可導出致動器位置，它將提 供給控制裝置44。這里是在致動器內(nèi)部進行位置的獲取，其中使用了增量 發(fā)送器，它確定相對一個參考點的致動器位置。但在另一實施例中，將發(fā) 送器設置在致動器外面和/或借助電位器確定絕對位置，也是合乎要求的。 因此對于離合器致動器，當離合器4的配合點可配置給一定的接合行程及 由此配置給致動器位置時致動器位置的確定具有重要意義。有利地，在投 入運行時確定離合器4的配合點及在工作期間重復地重新確定，尤其根據(jù) 參數(shù)如離合器磨損、離合器溫度等來確定。變速箱致動器位置的確定對于 置入的變速比的確定是重要的。此外對控制裝置44提供非驅(qū)動車輪65及 66的轉(zhuǎn)速傳感器62及63的信號。對于機動車速度的確定，有意義的是考 慮轉(zhuǎn)速傳感器62及63或60及61的平均值，以便補償如在彎道運行時的 轉(zhuǎn)速差。借助轉(zhuǎn)速信號可求得機動車速度及此外也可進行打滑識別。在圖 中控制裝置的輸出連接用實線表示，輸入連接用虛線表示。傳感器61， 62 及63對控制裝置的連接僅象征地表示。
圖2概要及示范地表示使一個惰齒輪201與無相對轉(zhuǎn)動地連接在軸上 的同步體203連接的變速箱的同步換擋離合器。其中圖A表示離合器套筒 202處于中立位置，而圖B表示預同步及圖C表示主同步。離合器套筒202 通過一個換擋叉211操作及無相對轉(zhuǎn)動地、但軸向可移動地與同步環(huán)204 一起與同步體203連接，該同步環(huán)與壓塊206及與相應于壓塊的壓簧205 構成同步裝置。
在預同步階段B期間，離合器套筒202受預同步力FAv的作用向惰齒輪 201的方向移動。由于在同步環(huán)204與惰齒輪201之間的錐形摩擦面R上的 摩擦力將建立一個預同步轉(zhuǎn)矩TRV，由此直至壓塊206止擋在壓塊槽210的
側(cè)向邊緣上使同步環(huán)204在閉鎖的初始位置上轉(zhuǎn)動。在該初始位置上通過 離合器套筒202的軸向運動，滑動套筒的換擋齒部分209與惰齒輪的換擋 齒部分208的齒斜面在區(qū)域D中軸向相互進行對準。在接著的過程中，由 于壓塊/離合器套筒區(qū)域中的斜面構型，預同步力FAv將抵抗壓簧205的彈簧 力F。引起壓塊206的翻轉(zhuǎn)，由此可使離合器套筒202可以進一步軸向移動 并過渡到主同步階段C，其中離合器套筒的換擋齒部分209及惰齒輪的換擋 齒部分208的齒斜面彼此相遇；該位置在此被稱為同步位置。接著將通過 這些斜面施加軸向同步力FA及在同步環(huán)204與惰齒輪201的同步錐體之間 的錐形摩擦面上產(chǎn)生摩擦轉(zhuǎn)矩TK，由此在惰齒輪201與離合器套筒202之 間產(chǎn)生轉(zhuǎn)速同步。
在另一實施例中，同步裝置也可與所述惰齒輪相連接。在另一實施例 中使用同步裝置的另一構型也是合乎要求的。需要時，這里稱為同步位置 的位置是另一位置，但這在原則上不會改變本申請發(fā)明構思的應用。
圖2a概要及示范地表示一個用于使一個惰齒輪205a與支承它的軸 201a相連接的變速箱的換擋離合器。在實施例中離合器套筒203a由一個與 軸201a軸向及無相對轉(zhuǎn)動連接的連接單元202a支承，離合器套筒可在后者 上軸向地移動，但為無相對轉(zhuǎn)動的配置； 一個同步裝置204a與惰齒輪205a 相連接。
在初始位置200a中，兩個彼此待連接的換擋離合器的部分202a及205a 是分開的，離合器套筒203a位于一個完全分離的位置A'上。如果離合器 套筒203a在箭頭方向上移動，它將達到一個位置210a，在該位置上具有錐 形摩擦面的同步裝置204a與離合器套筒203a的相應面形成連接。由于摩擦 力及在箭頭方向上作用的接合力產(chǎn)生了增大的對惰齒輪205a的帶動，這時 形成了同步轉(zhuǎn)矩，它可使一個未示出的、例如設在離合器套筒203a上的、 阻止離合器套筒203a繼續(xù)接合的閉鎖裝置起動；該位置稱為同步位置或同 步門限。當惰齒輪205a至少近似達到離合器套筒203a的轉(zhuǎn)速及由此同步轉(zhuǎn) 矩至少近似降到零時，閉鎖裝置打開及離合器套筒203a可從位置B'繼續(xù)過 渡到位置C'。在完全接合的位置220a上，在離合器套筒203a與惰齒輪205a 之間建立了圓周方向的形狀鎖合連接，由此使惰齒輪205a通過離合器套筒 203a及部件202a與軸201相連接。
圖3示范及概要地表示關于用于同步門限適配的初始化條件的流程圖。
在該實施例中將在步驟301上檢驗機動車是否處于靜止狀態(tài)，合乎目的
地，也可要求機動車已在一個預定時間t上處于靜止狀態(tài)，以保證快速轉(zhuǎn)動
的軸其轉(zhuǎn)速已下降。如果不是該情況，將不會有同步門限適配，見框307;
否則將在步驟302中確定，是否操作了機動車制動器，以保證不會由于適 配必需的在車輪上傳遞的小轉(zhuǎn)矩而使機動車處于運動。在未操作機動車制 動器的情況下，將不進行同步門限適配，見框307;否則將在步驟303中檢
驗驅(qū)動發(fā)動機是否處于怠速運行，由此可避免同步裝置上的太大的轉(zhuǎn)速
差。只有是該情況時，則進入步驟304，否則不進行同步門限適配。在步驟 304上將確定是否已置入一個變速級，僅當是該情況時，才繼續(xù)進入下一 步驟305，否則將分路到框307。僅當必需適配時，才在步驟306中檢驗 是否存在更高優(yōu)先權的適配，它使得必須分路到步驟307。如果不存在更高 優(yōu)先權的適配，將在步驟308中執(zhí)行同步門限適配；當存在更高優(yōu)先權的 適配或其它與同步門限適配相抵觸的功能要執(zhí)行時，同步門限適配將一直 被后移，直到其它的適配或功能結(jié)束時才執(zhí)行。
所述該用于同步門限適配初始化的判據(jù)僅是一個示范例。因此在其它 的實施例中，該判據(jù)可用其它的順序檢驗，尤其有意義的是，在一開始就
進行詢問是否需要適配及是否存在更高優(yōu)先權的適配或功能。合乎目的
地，也可繞過一個或多個判據(jù)，即盡管根據(jù)該圖在流程中設置了到步驟307 的分路，也可向著在步驟308中執(zhí)行適配的方向前進，這在該圖中用虛線 所示的連接來表示。在其它實施例中也可有利地使同步門限適配初始化與 其它的或更多的判據(jù)相關。
為了執(zhí)行同步門限適配將在一個優(yōu)選實施例中使起動離合器4閉合， 這時離合器閉合到這樣的程度就夠了，即至少傳遞一個離合器轉(zhuǎn)矩，該轉(zhuǎn) 矩足夠大，以便使與離合器套筒相連接的閉鎖裝置起作用。在下一步驟上 在選擇方向上起動其同步門限應被適配的擋，例如選擋傳動裝置48被這樣 操作，即換擋撥指與相應變速級所屬的換擋叉形成連接或至少移動到相關 換擋叉的附近。最好在該步驟中移到換擋通道中心，作為初始位置，因為 這樣可很好地到達所有的位置；但在一個變型的實施例中，也可有利地移 到相關換擋通道中的其它位置，如在其同步門限應被適配的擋的換擋通道
緊前面的選擋通道中的位置。從該位置出發(fā)-最好為中立位置-由它開 始能可靠地通過同步門限，離合器套筒現(xiàn)在向其同步位置應被適配的變速 級的終端位置方向移動，其中該移動速度與常規(guī)的換擋過程相比非常慢。 向終端位置方向的該移動將合乎目的地以確定的速度進行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)地進 行，以確定的加速度通過角加速度控制地進行，以確定的力轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)地進 行，以確定的行程通過傳動裝置的角度位置或迭代地或用隨機的行程預給 定調(diào)節(jié)地進行，通過傳動裝置的電壓調(diào)節(jié)或傳動裝置的電流調(diào)節(jié)來進行調(diào) 節(jié)。也可有利地，使用所述控制方式的組合。
因此在發(fā)動機2運行-最好怠速運行及離合器4閉合時得到變速箱輸 入軸與變速箱輸出軸之間的轉(zhuǎn)速差。如根據(jù)圖2所示及所描述的，通過同 步裝置上的同步轉(zhuǎn)矩進行接合運動的制動，離合器套筒的該位置可以先被 確定為同步位置。所求得的離合器套筒的位置值可作為原始值或用校正值 處理的值，最好待使用的值由新求得的值及老的值來計算。
合乎目的地，離合器套筒203的運動制動的檢測將通過對離合器套筒 的行程、離合器套筒的速度、離合器套筒的加速度的觀測來實現(xiàn)，其中該 信息可有利地在最終輸出機構的區(qū)域中或在操作它的機構的區(qū)域中取出； 最好使用組合在傳動裝置中的發(fā)送器如增量行程發(fā)送器。根據(jù)另一實施例， 在接近離合器套筒區(qū)域中、尤其在可能具有的換擋彈性前進行運動制動， 由此可避免由于彈性和/或間隙引起的誤差。在另一實施例中，離合器套筒 203的運動制動的檢測借助離合器套筒與傳動裝置之間運動路徑區(qū)域中力 的測量來實現(xiàn)。在另一有利的實施例中離合器套筒203的運動制動通過傳 動裝置接收的功率來確定。
在一個優(yōu)選實施例中，同步位置的求得是通過驅(qū)動電動機的角度位置、 轉(zhuǎn)速或角加速度來實現(xiàn)的，其中可合乎目的地使用組合在傳動裝置中的增 量行程發(fā)送器。在另一有利的實施例中位置的求得是通過驅(qū)動電動機的電 壓或驅(qū)動電動機的電流來實現(xiàn)的，在另一有利的實施例中也可使用角速度 和/或一個或多個變速箱軸的傳遞轉(zhuǎn)矩來求得。根據(jù)另一合乎要求的實施例， 離合器套筒運動的制動借助上述步驟的組合來求得。
為了通過計算裝置作求得的同步位置的計算處理，在一個優(yōu)選實施例 中使用一個算法，該算法對求得的同步位置進行乘法和/或加法校正。在另
一實施例中，合乎要求地使用一種校正算法，該算法基于另外的數(shù)學關系 如冪、對數(shù)、微分和/或積分，其中在一個優(yōu)選實施例中可有利地與一個算 法校正方式相組合。優(yōu)選校正算法的開發(fā)可根據(jù)經(jīng)驗值、試驗、借助運動 傳遞路徑模型化的計算、仿真、測量和/或結(jié)構圖形的分析來實現(xiàn)。
如果如在優(yōu)選實施例中那樣新的同步門限由新求得的同步門限及老值 來構成的話，則可參考下列的一個示范計算規(guī)則
新同步門限=(x，老同步門限+^求得的同步門限)/100 其中系數(shù)x最好非常大、如在80與100之間，及系數(shù)y最好很小、如 在0與20之間。
在優(yōu)選實施例中，在上述的條件下進行同步門限的適配。但如果在適 配情況下在一個信號燈處停車期間司機給油，該機動車應盡可能快地加速， 因此在該情況下一旦不再操作怠速開關和/或機動車制動器，必需立即置入 所需的擋。尤其在一個實施例中，其中所需的變速級在所述情況下在600ms 內(nèi)被置入，尤其在300至400ms內(nèi)被置入。
本發(fā)明的所述實施例也可用于試驗型或系列機動車投入運行程序范圍 中變速級同步位置的探測。
由于所述的同步裝置的功能，同步轉(zhuǎn)矩與同步裝置的摩擦系數(shù)u、相 應于接合力的同步力Fs，及一個環(huán)形同步裝置的摩擦半徑Rs^相關，其中 對于同步轉(zhuǎn)矩Ms^可近似為
Msync= " 'Fsync'RReib
同步轉(zhuǎn)矩的值對換擋舒適性有直接的影響，因為高同步轉(zhuǎn)矩會引起干擾噪 音及傳動系中的振動。該影響可通過同步力Fsyne施加。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選構型，這樣設置同步力Fs^的調(diào)整量即產(chǎn)生盡可 能小的噪音及傳動系中盡可能小的振動及由此使換擋過程舒適地進行。同 步力Fs^的調(diào)整可根據(jù)如下所述的一個或多個參數(shù)來實現(xiàn)，其中例如在圖
4a中表示與負載控制桿位置的關系及在圖4b中表示與變速箱油溫度相關的 力偏移的構成。在圖4c中表示由根據(jù)特性曲線組的同步力及力偏移構成同 步力給定值。
在如圖4a所示的與負載控制桿位置相關的情況下，在優(yōu)選實施例中同 步力Fs^將隨著負載控制桿位置的增大而增高，其中該增高對于每個變速
級將根據(jù)一個固有的特性曲線來進行。最好當負載控制桿位置為零相應于 油門踩板未操作時同步力Fs^從一定值開始升高到油門全開換擋時的兩倍
值；在腳啟動(Kickdown)條件下?lián)Q擋時同步力Fsync還將繼續(xù)升高。對于 具有1至1.8升排氣量范圍的發(fā)動機的小機動車，有利地，同步力Fs^的 調(diào)整量為120-310Nm，尤其為從190-250Nm至lj 420-650Nm并尤其到 490-560Nm;對于大機動車同步力FSyne將相應地適配調(diào)整。對于倒車擋在
圖示實施例中不進行同步力Fs^的調(diào)整。特性曲線的精確變化是針對在 確定的負載控制桿位置上對于一個變速級怎樣的同步力Fs^是合適的，這 例如可通過計算或試驗來求得。以此方式可以對于每個變速級根據(jù)負載控
制桿位置得到在同步力Fs，上優(yōu)化的換擋過程。有利的是，這些特性曲線 的變化基本上是線性的；而在另一實施例中，當特性曲線或特性曲線的區(qū) 域具有相應或類似于非線性函數(shù)的變化也是合乎要求的，這些非線性函數(shù) 為如正弦、正切函數(shù)，e-、 log-函數(shù)，或拋物線函數(shù)。為了簡化控制，在另 一實施例中對于所有變速級使用單一的特性曲線或至少一個特性曲線多重 使用。
圖4b以變速箱溫度為例表示與一個參數(shù)相關的偏移量的曲線圖。在該 例中，對于低于-20。C的變速箱油溫度預給定一定的同步力偏移量，它在 -20°C至10°C的范圍中線性地減小到零，由此對于高于10°C的變速箱油溫 度預給定無偏移量。當然該偏移量相對溫度的變化曲線是與變速箱油的粘 度相對溫度的變化曲線相關的，在該實施例中是以通常多區(qū)域變速箱油的 使用為基礎的。通過偏移量，同步力將適配于變速箱油的粘度，在溫度引 起的小粘度情況下增加的力損耗被補償，由此在使用另一種油的情況下合 乎要求地設置相應的同步力偏移曲線。在優(yōu)選實施例中該曲線是線性的， 而在另一實施例中，該曲線至少在部分區(qū)域上相應或近似于一個函數(shù)如正 弦、正切函數(shù)，e-、 log-函數(shù)，或拋物線函數(shù)。
如圖4c中所示，在實施例中由一個特性曲線組-如圖4a所示-中選取的 同步力及根據(jù)偏移函數(shù)-如圖4b所示-構成的偏移量來確定給定同步力。在 本發(fā)明的另一有利實施例中，合乎要求地，為了構成給定同步力將根據(jù)另 外的參數(shù)變換地或附加地調(diào)整同步力和/或根據(jù)另外的參數(shù)構成另一或其它 偏移值。
在本發(fā)明的一個有利實施例中基于司機參數(shù)調(diào)整同步力FSyne。該司機 參數(shù)例如以駕駛類型為特征，其中引入系數(shù)1至100， l用于以最多耗油為 定向的司機及100用于以最大功率為定向的司機。駕駛類型例如可通過對 負載控制桿操作、制動器操作的觀測和/或手動操作方式中的換擋頻度來確 定。在優(yōu)選實施例中，用于駕駛類型的值愈大，同步力Fs^愈大，其中在 特性曲線組中同步力與駕駛類型的關系最好至少近似線性。在另一實施例 中為同步力的非線性關系，它至少在部分區(qū)域中相應或近似于一個函數(shù)如 正弦、正切函數(shù)，e-、 log-函數(shù)，或拋物線函數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的一個有利實施例，基于坡道駕駛參數(shù)調(diào)整同步力FSym;。 例如該坡道駕駛參數(shù)以車道坡度為特征，其中導入?yún)?shù)1至100， 1用于平 的車道或在另一實施例中用于很陡的下坡及100用于很陡的上坡。坡道駕 駛參數(shù)例如可根據(jù)負載控制桿操作、制動器操作、在手動操作方式中換擋 頻度和/或一個或多個車輪轉(zhuǎn)速來確定。在優(yōu)選實施例中，用于坡道駕駛參 數(shù)的值愈大，同步力Fs^愈大，其中在特性曲線組中同步力與坡道駕駛參 數(shù)的關系最好至少近似線性。在另一實施例中為同步力的非線性關系，它 至少在部分區(qū)域中相應或近似于一個函數(shù)如正弦、正切函數(shù)，e-、 log-函數(shù)， 或拋物線函數(shù)。
此外，在本發(fā)明的優(yōu)選構型中可基于對驅(qū)動發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩要求來調(diào)整 同步力FSylK，其中高的轉(zhuǎn)矩要求引起同步力增大；基于在變速級轉(zhuǎn)換時新 變速級的目標轉(zhuǎn)速來調(diào)整同步力，其中相應于高的目標轉(zhuǎn)速提高同步力； 基于在同步時要克服的轉(zhuǎn)速差來調(diào)整同步力，其中高的轉(zhuǎn)速差引起高的同 步力；根據(jù)同步裝置的摩擦特性來調(diào)整同步力，其中同步裝置的小摩擦系 數(shù)引起同步力增大和/或基于由目標擋引起的同步裝置上減小的慣性轉(zhuǎn)矩來 調(diào)整同步力，其中慣性轉(zhuǎn)矩下降大將引起同步力增大。
此外，有利的還有在同步過程的變化中調(diào)整同步力，尤其當同步過 程接近結(jié)束時使同步力回降，由此主要使換擋過程的舒適性得以改善。同 步過程的結(jié)束例如可根據(jù)待同步的軸之間的轉(zhuǎn)速差的減小來檢測，其中該 轉(zhuǎn)速差可被直接地測量或在控制裝置中借助數(shù)學模型來確定。
本發(fā)明的另一構思涉及同步位置的移入。無論同步位置的移入還是同 步力的建立均要力控制地進行。以此方式，可實現(xiàn)快速的及與配置給控制
裝置18， 44的存儲器中所存儲的非精確同步位置無關的同步力建立，由此 換擋操作的整個控制與同步位置的分散相比更穩(wěn)定。所力求的是，精確地 在離合器套筒202接合運動中與同步軸C形成接觸的時刻上這樣地控制傳 動裝置，以致精確地產(chǎn)生所需的同步力FA，這在一個優(yōu)選實施例中基于由 傳動裝置完成的功通過使用功-力特性曲線來實現(xiàn)。這里同步力根據(jù)能量守 衡定律作為由傳動裝置作出的機械功的函數(shù)被預給定。
在圖3a中概要及示范地表示一個傳動裝置301a及一個帶有連接機構 305a的離合器套筒304a，該連接機構包括一個彈性部分302a及一個阻尼器 303a。其目的是盡可能快地使滑動套筒304a移動到同步位置上及在那里盡 可能快及精確地調(diào)整所需的同步力。在此，傳動從傳動電動機通過中間連 接的一個機構來實現(xiàn)，該機構包括所述彈性部分302a及所述阻尼器303a， 其中彈性部分一方面由運動路徑的設計形成的成分及另一方面由自身設有 的彈簧裝置組成，其中自身設有的彈簧裝置占整個彈性中的主要部分。
在一個優(yōu)選構型中該彈簧裝置由兩個可相對轉(zhuǎn)動的部件構成，在其中 間連接壓簧，這兩個部件可抵抗彈簧阻力相對轉(zhuǎn)動。隨著轉(zhuǎn)動角度增大阻 力或彈簧力增高，其中合乎目的地在整個轉(zhuǎn)動區(qū)域上其增高具有不同的斜 率， 一個示范例表示在圖4d中，為了產(chǎn)生該變化曲線設有多個串聯(lián)和/或并 聯(lián)連接的、具有不同特性曲線的壓簧。但在另一實施例中也可合乎目的地， 使特性曲線在整個運動范圍上具有相同斜率。
根據(jù)本發(fā)明的另一構思，作為彈性部分使用一個塑料彈性體，它的彈 性特性曲線可通過相應的材料選擇和/或處理來根據(jù)需要調(diào)整，該處理包括 附加影響彈性的材料或使用影響彈性的制造及處理方法。對此有利地還在 于，塑料彈性體在加載范圍上具有變化斜率的特性曲線。但在另一實施例 中，彈性曲線在整個運動范圍上具有相同斜率。
在優(yōu)選實施例中，該彈性的響應門限的確定通過彈性部分預壓裝配來 實現(xiàn)，其中相應于所需響應門限，該預壓力在50-450N的范圍、在200-600N 的范圍或在400-1000N的范圍中。在一個特別優(yōu)選的實施例中該預壓力在 150-350N的范圍中。
根據(jù)另一優(yōu)選實施例，分布地設置彈性，即設置多個的個體彈性部分， 它們的總地實現(xiàn)所需的功能。在另一實施例中，還使用在軸向上被加載及
起作用的彈性部分。在本發(fā)明的變速箱中這些彈性部分被設置在傳動裝置 與離合器套筒之間的機構內(nèi)，其中在這方面真正的傳動部件被稱為傳動裝 置、例如一個傳動電動機的電樞軸。 一個彈性部分可結(jié)構上有利地組合在 包括傳動裝置及隨后變速級的一個殼體內(nèi)。
該機構的阻尼器用303a表示，其中的阻尼是基于與設計有關的摩擦或 還基于附加的、可能可調(diào)節(jié)的阻尼件。在圖示的實施例中有利的是，為了 通過圖1的控制裝置18， 44控制離合器套筒304a的傳動裝置301a,在接 合過程中使離合器套筒304a速度受控制地移近同步軸，然后當進一步的接 合運動受到在圖2中可看到的所述機構反作用的阻擋時進行力控制的過渡 及在該時刻基于在彈性部分302a中存儲的能量使力至少近似地相應于同步 位置上的給定力值。這里決定性的是， 一方面彈性部分302與另一方面同 步位置上的接合速度之間的精確協(xié)調(diào)。
同步位置的移入是在速度控制下進行的。在考慮將傳動裝置301a與離 合器套筒304a相連接的機構305a的彈性特性的情況下根據(jù)所要求的給定同 步力使速度調(diào)節(jié)到一定值上。在一個優(yōu)選實施例中，根據(jù)所要求的給定同 步力250-1000N，同步門限上的移入速度在25-200mm/s的范圍中。當所要 求的給定同步力升高3倍時在使用具有圖4中用401a所示及所述的特性曲 線的彈性部分的情況下，同步門限上的移入速度約升高5倍。
在速度控制地移到同步位置的期間，疊加一個力的邊界值，該值水平 首先保持低值，以便補償機構中存在的摩擦，而在一定的接合速度以上時 該值水平被增大，以避免當反作用力很快上升時傳動裝置的反轉(zhuǎn)。最好是， 自接合速度3-40mm/s、尤其是5-25mm/s起，提高力邊界值的水平。為了在 低接合速度時借助疊加的力邊界值補償摩擦，合乎要求的是，根據(jù)引起摩 擦力的量、如變速箱油溫度來調(diào)節(jié)該力，以使得總能保持所需的接合速度。 在大摩擦力情況下進行大的補償，當摩擦力變小時該補償相應地降低。
在同步位置上進行向力控制的過渡，在該位置上離合器套筒的接合速 度被制動，在動能轉(zhuǎn)換成位能的情況下該彈性部分被儲能及由此建立一個 力，它至少近似地相應于所需的同步力；在操作機構中摩擦力的補償是通 過在傳動裝置中繼續(xù)作用的傳動力來實現(xiàn)的。在使用電動機作傳動裝置的 情況下，根據(jù)電動機能量需要量的增大和/或速度的下降來識別運動的制動。
在繼續(xù)變化時，力被限制或調(diào)節(jié)在所需的同步力的值上，其中僅需要 有相對小的變化，因為由彈性部分引起的力至少近似地相應于所需的同步
力。在優(yōu)選實施例中該力在100-1000N的范圍中，其中同步通常發(fā)生在 200-600Nm的范圍中，僅當需要特別快地同步時才允許同步力達到約 IOOON。
在使用電動機作為離合器套筒304a的傳動裝置的情況下，當向力控制 過渡時使用傳動電動機的電壓及轉(zhuǎn)速來確定給定力，由此在力限制階段內(nèi) 精確地補償真正作用的摩擦力。根據(jù)本發(fā)明另一構思該優(yōu)選的方法提供了 這樣的可能性，即對于不同的變速級和/或變速箱使用統(tǒng)一的換擋彈性部分 及通過對同步門限的移入速度的相應控制來建立同步力。
在該實施例中，通過使彈性部分302a合乎目的地包括在整個同步接合 過程中就主要獲得了重大的時間優(yōu)越性。在與換擋彈性部分302a相關的方 面可參考本申請人的德國申請DE 197 34 023 Al及DE 197 13 423 Al,它們
的公開內(nèi)容也明確地屬于本發(fā)明的公開內(nèi)容。在同步接合過程的優(yōu)選控制 范圍中，特別合乎要求的是，在一個屬于控制裝置18， 44的存儲器中存儲 同步門限的盡可能精確的位置及使該值以均勻的間隔更新。
圖4d以曲線圖401a示范地表示了一個由機構305a所包括的換擋彈性 的特性曲線，其中它表示在確定的力作用下產(chǎn)生的偏移。在經(jīng)過了該結(jié)構 中存在的間隙Sp后產(chǎn)生與分離力下相應的偏移，它一直進行到曲線a的點 1，接著以明顯減小的斜率一直進行到曲線b的點2及然后又以明顯加大的 斜率一直進行到曲線c的偏移區(qū)域的終點。該彈性的響應門限、即引起明 顯偏移的力位于特性曲線部分A的上區(qū)域中同步接合過程中出現(xiàn)的力的下 面。在該實施例中，換擋彈性最好為對于約3.5mm的偏移量需要約1300N 的力。
根據(jù)本發(fā)明的另一構思，設有一個電機與該機動車的變速箱相連接， 它的轉(zhuǎn)子例如與一個可自由轉(zhuǎn)動的飛輪質(zhì)量相連接或構成該飛輪質(zhì)量，該 飛輪質(zhì)量可有利地借助至少一個離合器與驅(qū)動單元如內(nèi)燃機及與驅(qū)動軸隔 離以利用其慣性，這樣借助該結(jié)構可實現(xiàn)混合式驅(qū)動。根據(jù)該構型的變速 箱可實現(xiàn)電機的廣泛應用，例如作為內(nèi)燃機的起動單元，發(fā)電機、部分驅(qū) 動裝置、主驅(qū)動裝置及作為將動能轉(zhuǎn)換成電能的單元或在機動車制動過程
中內(nèi)燃機分離的情況下將轉(zhuǎn)子用作飛輪質(zhì)量使動能轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)動能(再 生)。
為此，由控制裝置18， 44連續(xù)地、近似連續(xù)地、或也合乎要求地在另 一實施例中離散地計算機械功的瞬時值。在優(yōu)選實施例中該計算借助一個 如圖5所示的程序進行。在第一路徑中，根據(jù)步驟502中詢問，該計算過 程開始及在步驟507中計算給定功。在另外的路徑中，根據(jù)步驟502中詢 問，在步驟503中計算當前致動器的功。接著在步驟504中確定當前離 合器套筒是否足夠靠近同步門限上的目標點。當是該情況時，在步驟505 中設置退出條件-給定力等于同步力，及離開該程序，否則進行到下一步 驟506，它根據(jù)圖5c中所示的速度-功曲線圖501中的控制曲線并考慮可由 試驗有利地確定的力-功特性曲線基于當前位置計算給定力，在另一實施例 中可合乎要求地根據(jù)機構的彈性特性曲線來計算給定力。因此通過每個計 算路徑根據(jù)當前位置-圖5c中速度-功曲線圖510中的點-可確定用于下 一步驟的給定力，由此能盡可能好地跟隨所需的控制曲線511。
圖5b表示速度-功曲線圖，其中示出了在施加給定力情況下為達到給 定位置(同步位置)相應于給定功As。u的不同的路徑，該位置在圖中。在 圖中該曲線區(qū)的邊界用點線表示，向上通過傳動裝置的最大電流及最大電 壓來確定，很慢的路徑如路徑a根據(jù)所要求的時間對于同步力的建立是不 利的，由此它向下限制了該曲線區(qū)。所力求的是，在接合時跟隨一個快速 的路徑、如路徑c; 一個有利的路徑的變化被表示在圖5c的曲線圖510中。
在本發(fā)明的另一實施例中，對所需同步力(同步給定力)的調(diào)節(jié)的控 制不使用關于同步門限位置的信息。同步過程本身及合乎目的地同步位置 的移入控制力地進行，其中在另一實施例中也可合乎目的地使同步位置的 移入在控制速度下進行。對于力控制，在所述實施例中連續(xù)地、近似連續(xù) 地，在另一實施例中-也合乎目的-離散地估算與傳動裝置反作用的力。為此 通過控制裝置在考慮傳動裝置與離合器套筒之間運動路徑的剛性及傳動裝 置動能的情況下進行計算，由此達到同步給定力快速及精確且無過沖的調(diào) 節(jié)。尤其可避免在達到同步位置時必需校正傳動力以補償誤差的移入速度。
如圖6中所示，根據(jù)一個優(yōu)選構型通過對傳動裝置速度的觀測來估算 阻礙傳動裝置的力，見步驟601;及將該反作用力用于力的預給定。根據(jù)在
步驟602中的檢驗及分支的步驟604進行給定力的計算， 一直到或根據(jù)式
|FSynch - Fil〈FG，e所需同步力Fsynch足夠精確地調(diào)節(jié)到FGr認e上，其中Fj相
應于被估算的反作用力，或傳動速度l Vil低于v^^為止。當滿足這些判據(jù) 之一時，在步驟603中設置輸出條件，其方式是將用于下一步驟的給定力 F，n設置成等于所需同步力FSynch。
本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例可在使用傳動裝置中人為阻尼的情況下實現(xiàn) 同步位置的移入，其方式是從圖2中用A表示的位置開始控制力地進行同 步位置的移入及同步力的建立，其中對于傳動裝置的給定傳動力F，n的預 給定使用等式F"^F^-k v " F ax的計算為Fmax= FSync/ n +F。ffset，其中FSync 表示離合器套筒上的所需同步力，ri表示傳動裝置效率，v,表示移入速度 及F。ffS(Jt， k表示參數(shù)。并且在該實施例中所需同步力可快速及無過沖地被 調(diào)節(jié)，其中尤其是參數(shù)k-也可稱為阻尼常數(shù)-的選擇具有重要影響及必需根 據(jù)其它量對該參數(shù)進行相應調(diào)整。
在變速級借助換擋離合器換擋的變速箱中，需要將位置如擋終端位的 位置或同步門限的位置存儲在設置于一個控制裝置中的存儲器中，以便保 證換擋過程順利進行。根據(jù)在離合器套筒與傳動裝置之間的運動區(qū)域中由 工作引起的變化、例如磨損，可以得到存儲在存儲器中的位置與真實位置 之間的偏差，因此必需使位置重新適配;最好在工作期間重復進行適配。 在確定的位置之間存在一個關系，即由于工作中產(chǎn)生的變化引起的偏移均 勻地影響這些位置或至少存在一個正比關系。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，至少暫時地在各位置之間形成聯(lián)系，由此 該適配使一個位置也用來校正另一位置。例如擋終端位的適配與同步門限 位置的適配這樣地相聯(lián)系當一個擋終端位進行了適配時所屬的同步門限 位置也被相應校正。合乎目的地，這些位置的所述聯(lián)系不是永久的而是暫 時起作用的。例如在一個預定時間期滿后這些位置被彼此聯(lián)系用于適配。 在這方面，所述時間在40至200小時、尤其80至IOO小時的范圍中是合 乎要求的。但在另一實施例中，合適的是，例如間隔幾小時或每小時幾次 地經(jīng)常形成聯(lián)系。在又一實施例中根據(jù)進行的擋終端位適配的數(shù)目進行該 聯(lián)系。合乎目的地，在一定的擋終端位適配數(shù)目、例如15至80后，尤其 在40至60個擋終端位適配后進行一次聯(lián)系。并且基于另外情況，如機動
車起動或如在信號燈處機動車停車時用于共同適配的位置聯(lián)系也是合乎要 求的。
在另一實施例中，在擋終端位的位置被存儲在為所述控制裝置配置的 存儲器內(nèi)的變速箱中，在工作期間進行擋終端位的位置的適配。
根據(jù)本發(fā)明的另一構思提出設有一個電機與本發(fā)明的機動車的變速 箱連接，該電機的轉(zhuǎn)子例如與一個可自由轉(zhuǎn)動的飛輪質(zhì)量相連接或構成該 飛輪質(zhì)量，該飛輪質(zhì)量可有利地借助至少一個離合器與驅(qū)動單元如內(nèi)燃機 及與輸出軸隔離以利用其慣性，以便借助該結(jié)構可實現(xiàn)混合式驅(qū)動。根據(jù) 該構型的變速箱可實現(xiàn)電機的廣泛應用，例如作為內(nèi)燃機的起動單元，發(fā) 電機、分驅(qū)動裝置、主驅(qū)動裝置及作為將動能轉(zhuǎn)換成電能的單元或在機動 車制動過程中內(nèi)燃機分離的情況下將轉(zhuǎn)子用作飛輪質(zhì)量使動能轉(zhuǎn)換成慣性 旋轉(zhuǎn)動能(再生)。
本申請一起提交的權利要求書是一種撰寫建議而沒有預見到獲得盡可 能寬的專利保護范圍。本申請人仍保留將至今僅公開在說明書和/或附圖 中的特征組合繼續(xù)提出保護。
在從屬權利要求中使用的回引指示通過相應從屬權利要求的特征對 獨立權利要求的主題進一步地構型；它們不應被理解為對回引的從屬權利 要求的特征組合放棄實現(xiàn)一個獨立的具體保護。
因為相對優(yōu)先權日的現(xiàn)有技術這些從屬權利要求的主題是特有的且可 構成獨立的發(fā)明，本申請人仍保留將它們作為獨立權利要求的主題或部 分說明。它們還可以包含其它的獨立發(fā)明，這些獨立發(fā)明具有與上述從屬 權利要求的主題無關的構型。
這些實施例不應被看作對本發(fā)明的限制。而在本發(fā)明公開的范圍內(nèi)可 具有多種變更及修改，尤其是一些變型、單元及組合和/或材料，它們例如 是通過個別特征與一般說明及實施形式和權利要求中所描述的及附圖中包 含的特征或單元或方法步驟的組合或變換，它們對于專業(yè)人員鑒于解決其 任務來說是可推知的，或通過可組合的特征導致一個新的主題或新的方法 步驟或方法步驟順序，并且是就它們涉及制造、檢驗及工作方法而言。
權利要求
1. 用于機動車的變速箱，它具有構成多個變速級的齒輪組，這些齒輪組分別由與一個軸固定連接的一個擋齒輪及可與另一個軸連接的與該擋齒輪嚙合的一個惰齒輪組成，該變速箱包括-離合器套筒，它們適于在一個變速級的惰齒輪與支承它的軸之間產(chǎn)生連接，-傳動裝置，它們適于引起離合器套筒的接合或分離運動，-一個用于將所述傳動裝置與所述離合器套筒連接的機構，-該機構區(qū)域中的一個彈性部分，它適于將動能以位能的形式存儲及相反地將位能以動能的形式再輸出，及-一個用于控制所述傳動裝置的控制裝置，其中控制這樣進行，即基于接合速度及所述機構區(qū)域中的彈性產(chǎn)生一個接合給定力。
2. 根據(jù)權利要求1的變速箱，它包括在離合器套筒與惰齒輪之間起作 用的同步裝置，該同步裝置適于在接合過程期間阻止在同步門限上形成形 狀鎖合連接的情況下的完全接合，直到達到轉(zhuǎn)速近似相等時才完全接合， 其中，在同步門限上阻止接合運動的條件下動能以位能的形式被存儲在所 述彈性部分中，其特征在于在進行了接合運動制動的時刻上在彈性部分 中存儲的能量至少近似地相應于給定力。
3. 根據(jù)權利要求2的變速箱，其特征在于到同步門限上的移入速度根 據(jù)該彈性部分的特性被這樣地選擇，即在進行接合運動制動的時刻上在彈 性部分中存儲的能量至少近似地相應于給定力。
4. 根據(jù)權利要求2的變速箱，其特征在于彈性部分的特性根據(jù)到同步 門限上的移入速度被這樣地選擇，即在進行了接合運動制動的時刻上在彈 性部分中存儲的能量至少近似地相應于給定力。
5. 根據(jù)權利要求l-4中至少一項的變速箱，其特征在于所述彈性部 分的響應門限明顯低于在同步過程中出現(xiàn)的力。
6. 根據(jù)權利要求5的變速箱，其特征在于:在同步力為50-450N， 200-600 或400-1000N，尤其為150-350N的情況下所述彈性部分進行響應。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有變速箱的機動車及運行機動車的方法，機動車的驅(qū)動系主要包括可自動接合及分離的離合器及一個其變速級可自動轉(zhuǎn)換的變速箱。
文檔編號F16H61/26GK101386265SQ200810145620
公開日2009年3月18日 申請日期2001年9月28日 優(yōu)先權日2000年10月20日
發(fā)明者克勞斯·亨內(nèi)貝格爾, 弗朗克·巴斯特, 斯特凡·溫克爾曼, 賴因哈德·貝格爾, 馬丁·?？颂? 馬丁·福內(nèi)姆, 鮑里斯·謝列布連尼科夫 申請人:盧克摩擦片和離合器兩合公司