專利名稱：用于控制自動(dòng)多級(jí)減速器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于控制汽車的自動(dòng)多級(jí)減速器的方法，該多級(jí) 減速器輸入側(cè)通過至少一個(gè)可控的摩擦離合器與構(gòu)成為內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng) 機(jī)連接且輸出側(cè)通過車軸驅(qū)動(dòng)裝置與驅(qū)動(dòng)軸的可被驅(qū)動(dòng)的車輪連接， 并且該多級(jí)減速器具有多個(gè)啟動(dòng)擋，其中，在啟動(dòng)過程開始時(shí)，啟動(dòng) 擋之一依賴于汽車質(zhì)量和路面坡度而被選取作為最佳的啟動(dòng)擋以及隨 后被掛入。
背景技術(shù)：
具有多個(gè)啟動(dòng)擋的自動(dòng)多級(jí)減速器主要在中和高重量級(jí)的商用車 上使用。在此方面，優(yōu)選這是具有唯一通過可控摩擦離合器可與驅(qū)動(dòng) 發(fā)動(dòng)機(jī)連接的輸入軸的自動(dòng)變速器和具有兩個(gè)通過各自 一個(gè)可控摩擦 離合器可與驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)連接的輸入軸的自動(dòng)雙離合器變速器。在啟動(dòng) 汽車時(shí)，分配給所選取的啟動(dòng)擋的摩擦離合器作為啟動(dòng)離合器使用。 在掛入所選取的啟動(dòng)擋后，發(fā)動(dòng)機(jī)與相關(guān)的輸入軸之間開始較大和隨 著行駛速度的提高而下降的轉(zhuǎn)速差在啟動(dòng)離合器的滑動(dòng)運(yùn)行中消除。 滑動(dòng)運(yùn)行的持續(xù)時(shí)間和由此傳遞到摩擦離合器內(nèi)的熱量除了由汽車質(zhì) 量、路面坡度、發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩外，主要由啟動(dòng)擋的速比并因此 由啟動(dòng)擋的選取確定。
如果將具有過高速比的過小擋位作為啟動(dòng)擋使用，那么通過驅(qū)動(dòng) 軸車輪上的高牽引力非常迅速地達(dá)到驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的換擋轉(zhuǎn)速并因此加 擋，這一點(diǎn)可能多次和短時(shí)間依次進(jìn)行。這些換擋過程不利地導(dǎo)致降 低舒適性的牽引力中斷或牽引力擾動(dòng)并導(dǎo)致?lián)跷缓湍Σ岭x合器以及所 分配的伺服驅(qū)動(dòng)裝置不必要的磨損。如果相反將具有過低速比的過大 擋位作為啟動(dòng)擋使用，那么摩擦離合器的滑動(dòng)運(yùn)行由于驅(qū)動(dòng)軸車輪上的低牽引力和驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)與輸入軸之間的高轉(zhuǎn)速差而明顯延長(zhǎng)，這樣 除了延遲啟動(dòng)過程外，還會(huì)導(dǎo)致摩擦離合器熱過載和損壞。在例如像 在陡峭的山路上帶有較大載荷的啟動(dòng)的極端情況下，使用過高的啟動(dòng) 擋時(shí)，驅(qū)動(dòng)軸車輪上的牽引力甚至小于在這種情況下由爬坡阻力和滾 動(dòng)阻力形成的行駛阻力，從而汽車以危險(xiǎn)的方式溜車。
有經(jīng)驗(yàn)的職業(yè)駕駛員一定能夠選取對(duì)實(shí)時(shí)啟動(dòng)情況分別最適用的 啟動(dòng)擋，而這一點(diǎn)對(duì)于無經(jīng)驗(yàn)的駕駛員來說卻很難做到，因?yàn)樘貏e是 路面坡度及其對(duì)啟動(dòng)過程的影響很難判斷。此外，駕駛員例如在市內(nèi) 走走停停的交通狀況下，由于選取各自最佳的啟動(dòng)擋而分散了安全上 重要的對(duì)交通狀況的注意力。
為提高行車安全、減輕駕駛員的負(fù)擔(dān)和提高傳動(dòng)系的使用壽命， 因此存在自動(dòng)選取各自最佳啟動(dòng)擋的需要。出于這一原因，已經(jīng)提出 了用于自動(dòng)測(cè)定啟動(dòng)擋的多種方法。
這種用于測(cè)定啟動(dòng)擋的第一方法由US 5，406，862 A有所公開。依 據(jù)所公開的這種方法，在啟動(dòng)之前的行駛周期內(nèi)，例如借助安裝在汽 車上的斜度傳感器和設(shè)置在多級(jí)減速器輸出軸上的轉(zhuǎn)速傳感器從傳感 器上測(cè)定路面坡度和行駛加速度，利用路面坡度和行駛加速度的所測(cè) 定的數(shù)值，計(jì)算在平面上驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)相同轉(zhuǎn)矩下可達(dá)到的行駛加速度， 并且利用在平面上行駛加速度的數(shù)值計(jì)算汽車質(zhì)量。此外，從儲(chǔ)存在
變速器控制裝置的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)的汽車專用特性曲線族中，利用路面 坡度和汽車質(zhì)量的數(shù)值確定對(duì)即將進(jìn)行的啟動(dòng)過程最佳的啟動(dòng)擋，其
中，根據(jù)需要改動(dòng)，且在不存在汽車質(zhì)量實(shí)時(shí)數(shù)值的情況下，使用最 大汽車質(zhì)量的數(shù)值。
這種用于測(cè)定啟動(dòng)擋的另一種方法在DE 198 39 837 Al中有所介 紹。按照所公開的這種方法，啟動(dòng)過程開始時(shí)，測(cè)定啟動(dòng)過程期間啟 動(dòng)離合器的滑動(dòng)時(shí)間和/或者摩擦功最大的允許數(shù)值以及驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的200880023633.7
說明書第3/12頁(yè)
可供啟動(dòng)支配的轉(zhuǎn)矩。隨后以最高啟動(dòng)擋開始的一個(gè)計(jì)算循環(huán)中，預(yù) 先計(jì)算各自啟動(dòng)離合器利用該啟動(dòng)擋預(yù)計(jì)的滑動(dòng)時(shí)間和/或者摩擦功的 數(shù)值，將這些數(shù)值與最大允許的數(shù)值進(jìn)行比較，以及將這一點(diǎn)利用各 自的較低啟動(dòng)擋持續(xù)實(shí)施，直至預(yù)先計(jì)算的數(shù)值小于或者等于最大的 允許數(shù)值。其預(yù)先計(jì)算的數(shù)值不超過最大的允許數(shù)值的最高啟動(dòng)擋因 此是尋找的最佳啟動(dòng)擋。因?yàn)閱?dòng)離合器的最大的允許滑動(dòng)時(shí)間和/或 者摩擦功的測(cè)定非常復(fù)雜，而且利用可接受的開支不能在短時(shí)間內(nèi)計(jì) 算出來，所以至少為此設(shè)置有儲(chǔ)存在變速器控制裝置的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi) 的汽車專用的特性曲線族。
所公開的控制方法的共同之處因此在于，為測(cè)定最佳的啟動(dòng)擋各 自需要汽車專用的特性曲線族。這些特性曲線族必須在汽車開發(fā)的范 疇內(nèi)為汽車、驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)、多級(jí)減速器和驅(qū)動(dòng)軸的每個(gè)組合單獨(dú)測(cè)定
或者匹配，需要通過高素質(zhì)的專業(yè)人員產(chǎn)生高勞動(dòng)開支。此外，這些 方法中存在危險(xiǎn)是，在不同汽車應(yīng)用中所使用的和/或者不同實(shí)施方式
中可供支配的多級(jí)減速器的變速器控制裝置的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)疏忽地儲(chǔ) 存了用于其他汽車配置或者用于其他變速器方案的特性曲線族。

發(fā)明內(nèi)容
在這種背景下本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種用于控制開頭所述類 型的自動(dòng)多級(jí)減速器的方法，利用該方法可以按照簡(jiǎn)單和可靠的方式 測(cè)定各自最佳的啟動(dòng)擋，而在此方面無需非得使用應(yīng)用復(fù)雜的汽車專 用的特性曲線族。
該任務(wù)的解決方案通過主權(quán)利要求的特征得以實(shí)現(xiàn)。據(jù)此本發(fā)明 從一種用于控制汽車自動(dòng)多級(jí)減速器的方法出發(fā)，該多級(jí)減速器在輸 入端通過至少一個(gè)可控的摩擦離合器與構(gòu)成為內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)連 接且在輸出端通過車軸驅(qū)動(dòng)裝置與驅(qū)動(dòng)軸的可驅(qū)動(dòng)的車輪連接，以及 該多級(jí)減速器具有多個(gè)啟動(dòng)擋，其中，啟動(dòng)過程開始時(shí)，啟動(dòng)擋之一
在取決于汽車質(zhì)量m^和路面坡度otFb的情況下被選取為最佳的啟動(dòng)擋 7GA《。pt以及隨后被掛入。
此外在依據(jù)本發(fā)明的方法中，在預(yù)先規(guī)定最小啟動(dòng)加速度aAnf—min 以及預(yù)先規(guī)定在摩擦離合器的滑動(dòng)階段在時(shí)間上平均的傳遞的靜態(tài)發(fā) 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩MM。t st的情況下，按照公式
對(duì)—
1 M
:/7
2/ * o
她f
7
"淑r ^"/_
* "v4(min + F『
人^
r咖
計(jì)算啟動(dòng)所需的最小速比iAnf—min ，其中，t]ges表示傳動(dòng)系的總效率，
JAW表示傳動(dòng)系的旋轉(zhuǎn)部件的慣性矩，F(xiàn)w表示汽車的行駛阻力，fdyn表 示驅(qū)動(dòng)軸車輪的動(dòng)態(tài)的輪胎半徑且iHa表示驅(qū)動(dòng)軸的車軸驅(qū)動(dòng)裝置的速
比，并且最佳的啟動(dòng)擋GAnf一。pt在取決于所計(jì)算的最小速比iAnf—:ni/瞎況
下被選取。
依據(jù)本發(fā)明的方法具有優(yōu)點(diǎn)和依據(jù)目的的構(gòu)造方式和進(jìn)一步構(gòu)造 方式為從屬權(quán)利要求的主題。
與用于測(cè)定非得使用汽車專用特性曲線族的啟動(dòng)擋所公開的方法 相反，按照依據(jù)本發(fā)明的方法，在使用已知的或者依據(jù)目的預(yù)先規(guī)定 的參數(shù)情況下，可以直接計(jì)算為了在實(shí)時(shí)啟動(dòng)條件下，特別是在實(shí)時(shí)
汽車質(zhì)量mFzg和實(shí)時(shí)路面坡度aFb下進(jìn)行啟動(dòng)所需的最小啟動(dòng)速比 iAnf—min并因此從可供支配的啟動(dòng)擋GAnf中選取各自最佳的啟動(dòng)擋
G Anf一opt 。
盡可能精確測(cè)定汽車質(zhì)量mj^和路面坡度ctFb對(duì)于使用依據(jù)本發(fā) 明的方法來說雖然絕對(duì)需要，但并不直接是該方法的主題。確切地說， 從使用依據(jù)本發(fā)明的方法的先行階段或者開始時(shí)足夠精確測(cè)定這些參 數(shù)出發(fā)。用于測(cè)定汽車質(zhì)量m^g的相應(yīng)方法例如由EP 0 666 435 Bl、 DE 198 37 380 Al和DE 10 2004 015 966 Al有所公開。路面坡度aFb 可以按照類似方式在最后的行駛周期結(jié)束時(shí)從行駛阻力Fw和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)
矩MM。t中計(jì)算或者實(shí)時(shí)地借助安裝在汽車內(nèi)的坡度傳感器或者借助導(dǎo)
8航系統(tǒng)從包括路面坡度OCFb的道路數(shù)據(jù)庫(kù)中測(cè)定。
用于計(jì)算最小啟動(dòng)加速度aAnf—min所提供的公式從本身公知的行駛
阻力公式
<formula>formula see original document page 9</formula>
中導(dǎo)出，其中，F(xiàn)Zug表示從驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞到驅(qū)動(dòng)軸的可驅(qū)動(dòng)的
車輪上的牽引力，F(xiàn)Trag表示汽車質(zhì)量mFzg移動(dòng)的慣性阻力，以及F化a 表示通過傳動(dòng)系的旋轉(zhuǎn)部件的慣性矩JA^產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣性阻力。利用
本身公知的關(guān)系式
<formula>formula see original document page 9</formula>
其中總體上iG表示多級(jí)減速器內(nèi)所掛入擋位的速比且apzg表示汽 車加速度，通過代入和轉(zhuǎn)換得出 0 =力*《+ 5 * ,g + C ， 其中
<formula>formula see original document page 9</formula>
該公式的解以本身公知的方式得出
<formula>formula see original document page 9</formula>
其中，出于合理性原因僅較小的解提供切合實(shí)際的結(jié)果。利用代 入預(yù)先規(guī)定的最小啟動(dòng)加速度aA《min取代汽車加速度aFzg，該公式與
上面提供的解法公式等價(jià)并提供啟動(dòng)所需的最小速比iAnf—min，其依據(jù)本 發(fā)明用于確定最佳啟動(dòng)擋GAnf_。pt。因?yàn)榭諝庾枇^ft由于行駛速度Vpg較低而可以忽略不計(jì)，所以行駛阻力Fw由滾動(dòng)阻力Fr。u與爬坡阻力Fsteig的和形成并可以按照公
式<formula>formula see original document page 10</formula>
計(jì)算，其中，g表示重力加速度，fR。u表示滾動(dòng)阻力系數(shù)且OtFb表
示路面的坡度角度。
最佳啟動(dòng)擋G^f一。pt的確定可以這樣進(jìn)行，即下述啟動(dòng)擋GAnf作為最佳啟動(dòng)擋GAnf—。pt被選取，其速比ie—Anf大于或者等于所計(jì)算的最小速比Unf一min (i(J—Anf》iAnf—min)。由此可靠避免在具有過小速比的過高啟動(dòng)擋Ghf上啟動(dòng)。
但作為對(duì)此的選擇，最佳啟動(dòng)擋GAnf—。pt的確定也可以這樣進(jìn)行，即下述啟動(dòng)擋G^f作為最佳啟動(dòng)擋GAnf—。pt被選取，其速比iG—Anf最接近所計(jì)算的最小速比U。Onin (iG—Anf"iAnf—min)。由此可以避免忽略具有與所計(jì)算的最小速比iAnf—幽相比稍小的速比iG—Anf的相鄰啟動(dòng)擋GAnf并取代其使用具有不必要高的速比iG—Anf的最近的較低啟動(dòng)擋G^f進(jìn)行啟動(dòng)。
但在考慮到盡可能有利于運(yùn)行地確定最佳啟動(dòng)擋GAnf—。pt的情況下，特別具有優(yōu)點(diǎn)的是，預(yù)先規(guī)定高于和低于所計(jì)算的最小速比iAnf—min的公差極限S，以及在至少一個(gè)以其速比iG—Anf處于公差極限內(nèi)部的啟動(dòng)擋GAnf情況下，下述啟動(dòng)擋GAnf作為最佳啟動(dòng)擋GA《。pt被選取，其速比i(j一Anf最接近所計(jì)算的最小速比iAnf—min (iG—Anf"iAnf—min)，而在沒有以其速比iC—M處于公差極限S內(nèi)部的啟動(dòng)擋GAnf的情況下，最近的較低啟動(dòng)擋G^f作為最佳啟動(dòng)擋GAnf—。pt被選取，其速比iG一Anf大于所計(jì)算的最小速比 min (iG Anf〉iAnf min)。
實(shí)踐證明合理的是，公差極限S為選取最佳啟動(dòng)擋GAnf—申以與所計(jì)算的最小速比iA《 ^相關(guān)±5%來預(yù)先規(guī)定(S=iAnf—min±5%)。但在選取高于最高允許的啟動(dòng)擋GA《max的擋位Gi情況下存在啟動(dòng)擋限制時(shí)，最高允許的啟動(dòng)擋GAnf—max不管怎樣也可以作為最佳啟動(dòng)擋GAnf—叩t使用 (GAnf—。pt= GAnf—max)。
預(yù)先規(guī)定的靜態(tài)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩MM。t—m依據(jù)目的通過驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩MM。t—m乘以啟動(dòng)系數(shù)fAnf<l來被計(jì)算。由此考慮不一定非得利用驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)，而且在滑動(dòng)階段期間在時(shí)間上平均的通過摩擦離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩低于滑動(dòng)階段結(jié)束時(shí)的數(shù)值。
啟動(dòng)系數(shù)fAnf可以作為與汽車質(zhì)量m&g和路面坡度(XFb無關(guān)的常數(shù)來被預(yù)先規(guī)定，其中，數(shù)值fAn^0.5證明是合理的。
但啟動(dòng)系數(shù)fAnf也可以作為取決于汽車質(zhì)量m^g和/或者路面坡度(XFb的變量來被計(jì)算。這一點(diǎn)例如可以這樣進(jìn)行，使啟動(dòng)系數(shù)f^f從對(duì)
平均汽車質(zhì)量mFzg—m和/或者平均路面坡度aFb—m有效的標(biāo)準(zhǔn)值fAnf—Std出發(fā)，隨著汽車質(zhì)量m^g的下降而降低并隨著汽車質(zhì)量mj^的增加而提高和/或者隨著路面坡度aFb的下降而降低并隨著路面坡度aFb的增加而提高。由此達(dá)到在汽車質(zhì)量m^g低時(shí)，也就是載重少時(shí)和/或者在路面坡度aFb小時(shí)選取能以較低發(fā)動(dòng)機(jī)功率啟動(dòng)的啟動(dòng)擋GAnf，而在汽車質(zhì)量m^高時(shí)，也就是載重多時(shí)和/或者在路面坡度apb大時(shí)選取能以較高發(fā)動(dòng)機(jī)功率啟動(dòng)的啟動(dòng)擋GAnf。
最小啟動(dòng)加速度aAnf—^同樣作為與汽車質(zhì)量m^和路面坡度aFb
無關(guān)的常數(shù)來被預(yù)先規(guī)定，其中，數(shù)值aA《min:0.2m/^視為合理。
但作為對(duì)此的選擇，最小啟動(dòng)加速度aA《min也可以作為取決于汽
車質(zhì)量m^和/或者路面坡度一b的變量來被計(jì)算。這一點(diǎn)例如可以這樣進(jìn)行，使最小啟動(dòng)加速度aAnf—^從對(duì)平均汽車質(zhì)量mFzg—m和/或者平均路面坡度apb一m有效的標(biāo)準(zhǔn)值aAnf_std出發(fā)，隨著汽車質(zhì)量mFzg的下降
11而提高并隨著汽車質(zhì)量m^的增加而降低和/或者隨著路面坡度anJ勺下降而提高并隨著路面坡度apb的增加而降低。由此達(dá)到在汽車質(zhì)量m^低時(shí)，也就是載重少時(shí)和/或者在路面坡度apb小時(shí)選取能以較高啟動(dòng)加速度a^f啟動(dòng)的啟動(dòng)擋GAnf，而在汽車質(zhì)量m^g高時(shí)，也就是載重多時(shí)和/或者在路面坡度aFb大時(shí)選取能以較低啟動(dòng)加速度a^f啟動(dòng)的啟動(dòng)擋GAnf。


為對(duì)本發(fā)明進(jìn)行圖解說明，說明書配有附圖。其中
圖1示出在取決于多個(gè)汽車質(zhì)量m^g情況下為路面坡度aFb或Stg
的一個(gè)范圍計(jì)算的最小速比數(shù)值的曲線圖；以及
圖2示出對(duì)于40 to (= 40000 kg)的汽車質(zhì)量m^針對(duì)路面坡度
(XFb或Stg的一個(gè)范圍計(jì)算的最小速比數(shù)值的曲線圖，其具有公差范圍
的預(yù)定值。
具體實(shí)施例方式
圖1的曲線圖示出對(duì)于10to、20to、30to和40 to的汽車質(zhì)量mFzg各自在0%-20% (aFb = arctan (Stg/100)相當(dāng)于0°至11.31 。的坡度角度CXFb)的路面坡度Stg范圍內(nèi)，利用權(quán)利要求1的公式所算出的啟動(dòng)
所需的最小速比U《min的數(shù)值。計(jì)算利用下列數(shù)值實(shí)施
Mjviot_Ref=2000 Nm
iAnf=0.5
iHa=3.7
=0.522 m
Bges=0.98
JAntr=3.8 kg m2
f歸=0.015
^Anf—min=0.2 m/s2
=G5 (5擋)圖1的曲線圖中附加舉例采用iG1 = 13.68、 iG2=11.64、 iG3 = 9.4、
i(j4 = 8.0和iG5 = 6.73以水平虛點(diǎn)線標(biāo)注出現(xiàn)在作為啟動(dòng)擋GAnf而設(shè)置
的擋位G1至G5的速比。
從中例如得出，在汽車質(zhì)量m^g二40to和路面坡度Stg= 10%時(shí)，針對(duì)其計(jì)算出最小速比iAnf_min = 7.96，關(guān)于速比iG_Anf是將最近的還是
較低的啟動(dòng)擋GAnf作為最佳啟動(dòng)擋GA(。pt選取無所謂，各自將速比iG4
=8.0的第四擋04作為啟動(dòng)擋0^—一確定(GAnf_。pt = G4)。
而在汽車質(zhì)量mFzg = 40 to和路面坡度Stg = 14%時(shí)，針對(duì)其計(jì)算
出最小速比iAnf—min = 10.42，在將關(guān)于其速比iG—Anf最近的啟動(dòng)擋GAnf
作為最佳啟動(dòng)擋GAnf—。pt選取時(shí)，將速比iG3 = 9.4的第三擋G3作為啟
動(dòng)擋GAi叩t確定(GAnf—。pt = G3)，相反在關(guān)于其速比iG—Anf將較低的
啟動(dòng)擋GAnf被選取時(shí)，則將速比= 11.64的第二擋G2作為啟動(dòng)擋
GAnf—opt石角定(GAnf_opt = G2 )。
在依據(jù)本發(fā)明的方法一種具有優(yōu)點(diǎn)的進(jìn)一步構(gòu)成中，正如圖2的曲線圖中針對(duì)汽車質(zhì)量mFzg = 40 to通過加陰影的公差區(qū)所示出的，預(yù)先規(guī)定與所計(jì)算的最小速比《 ^相關(guān)現(xiàn)在8 = ±5%的上公差極限和下公差極限。如果各自的工作點(diǎn)上至少一個(gè)啟動(dòng)擋G1至G5以其速比iG1至iw處于公差極限S內(nèi)，那么其速比ic1至iw最接近所計(jì)算的最小速
比iAnf—min的那個(gè)啟動(dòng)擋Gl至G5作為最佳啟動(dòng)擋GAnf—一選取。
相反，如果沒有其速比iw至i(j5處于公差極限5內(nèi)的啟動(dòng)擋Gl
至G5，那么其速比icn至iw大于所計(jì)算的最小速比Unf—min最近的較低
啟動(dòng)擋Gl至G5作為最佳啟動(dòng)擋GAnf—。pt選取。
從中產(chǎn)生的階梯形決策極限曲線在圖2中作為加粗實(shí)線示出且以ic一A,]f標(biāo)注。從該視圖可以看出，本實(shí)施例中直至路面坡度Stg = 8.6%
(得出所計(jì)算的最小速比iAnfn^二7.11)，第五擋G5作為啟動(dòng)擋被選取，高于該坡度數(shù)值直至坡度Stg= 10.77% (相應(yīng)于所計(jì)算的最小速比 iAnf—min = 8.43)，第四擋G4作為啟動(dòng)擋被選取，高于該坡度數(shù)值直至 坡度Stg= 13.23% (得出iAnf—min = 9.94)，第三擋G3作為啟動(dòng)擋選取， 高于該坡度數(shù)值直至坡度Stg = 16.99% (得出iAnf—min = 12.27)，第二 擋G2作為啟動(dòng)擋選取，以及高于該坡度Stg = 16.99%第一擋Gl作為 啟動(dòng)擋使用。
14附圖符號(hào)
^Anf—min
^Anf—Std
aFzg
fAnf
fAnf_Std
fRoll
FRoll
Fsteig
Pteta
Fw
FzUg
g
G八nf—max Gaiopt
Gi
Gl
G2
G3
G4
G5
lAnf—min
ic
iG—Anf iHa iG
iG2
最小的啟動(dòng)加速度 啟動(dòng)加速度的標(biāo)準(zhǔn)值 汽車加速度(總體) 啟動(dòng)系數(shù)
啟動(dòng)系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值
滾動(dòng)阻力系數(shù)
空氣阻力
滾動(dòng)阻力
爬坡阻力
旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性阻力 汽車質(zhì)量的慣性阻力 行駛阻力
(驅(qū)動(dòng)軸車輪上的)牽引力 重力加速度 啟動(dòng)擋(總體) 最高允許的啟動(dòng)擋 最佳的啟動(dòng)擋 擋位(總體) 第一擋 第二擋 第三擋 第四擋 第五擋
(多級(jí)減速器的)最小速比 掛入擋位的速比(總體) 啟動(dòng)擋的速比(總體) 驅(qū)動(dòng)軸的速比(后橋)
Gl的速比 G2的速比iG3 G3的速比
iG4 G4的速比
iG5 G5的速比
JAntr 傳動(dòng)系的慣性矩
mFzg 汽車質(zhì)量
mFzg—m 平均汽車質(zhì)量
MM。t—Ref 傳動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩
MM。t—st 傳動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的靜態(tài)的轉(zhuǎn)矩
rdyn (驅(qū)動(dòng)軸車輪的)動(dòng)態(tài)輪胎半徑
Stg 路面坡度(以"％"表示)
aFb 路面坡度(以"°"表示)
aFb—m 平均路面坡度(以"°"表示)
S 公差極限
nges 傳動(dòng)系的總效率
1權(quán)利要求
1.用于控制汽車的自動(dòng)多級(jí)減速器的方法，所述多級(jí)減速器在輸入端通過至少一個(gè)可控的摩擦離合器與構(gòu)成為內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)連接且在輸出端通過車軸驅(qū)動(dòng)裝置與驅(qū)動(dòng)軸的可驅(qū)動(dòng)的車輪連接，并且所述多級(jí)減速器具有多個(gè)啟動(dòng)擋(GAnf，G1-G5)，其中，在啟動(dòng)過程開始時(shí)，所述啟動(dòng)擋(GAnf，G1-G5)之一被取決于汽車質(zhì)量(mFzg)和路面坡度(αFb)而選取為最佳的啟動(dòng)擋(GAnf_opt)以及隨后被掛入，其特征在于，在預(yù)先規(guī)定最小啟動(dòng)加速度(aAnf_min)以及預(yù)先規(guī)定在所述摩擦離合器的滑動(dòng)階段在時(shí)間上平均傳遞的靜態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩(MMot_st)的情況下，按照公式<maths id="math0001" num="0001" ><math><![CDATA[ <mrow><msub> <mi>i</mi> <mrow><mi>Anf</mi><mo>_</mo><mi>min</mi> </mrow></msub><mo>=</mo><mrow> <mo>(</mo> <mfrac><mn>1</mn><mn>2</mn> </mfrac> <mo>*</mo> <mfrac><mrow> <msub><mi>M</mi><mrow> <mi>Mot</mi> <mo>_</mo> <mi>st</mi></mrow> </msub> <mo>*</mo> <msub><mi>&eta;</mi><mi>ges</mi> </msub></mrow><mrow> <msub><mi>J</mi><mi>Antr</mi> </msub> <mo>*</mo> <msub><mi>a</mi><mrow> <mi>Anf</mi> <mo>_</mo> <mi>min</mi></mrow> </msub></mrow> </mfrac> <mo>-</mo> <msqrt><mfrac> <mn>1</mn> <mn>4</mn></mfrac><msup> <mrow><mo>(</mo><mfrac> <mrow><msub> <mi>M</mi> <mrow><mi>Mot</mi><mo>_</mo><mi>st</mi> </mrow></msub><mo>*</mo><msub> <mi>&eta;</mi> <mi>ges</mi></msub> </mrow> <mrow><msub> <mi>J</mi> <mi>Antr</mi></msub><mo>*</mo><msub> <mi>a</mi> <mrow><mi>Anf</mi><mo>_</mo><mi>min</mi> </mrow></msub> </mrow></mfrac><mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn></msup><mo>-</mo><mfrac> <mrow><msub> <mi>m</mi> <mi>Fzg</mi></msub><mo>*</mo><msub> <mi>a</mi> <mrow><mi>Anf</mi><mo>_</mo><mi>min</mi> </mrow></msub><mo>+</mo><msub> <mi>F</mi> <mi>W</mi></msub> </mrow> <mrow><msub> <mi>J</mi> <mi>Antr</mi></msub><mo>*</mo><msub> <mi>a</mi> <mrow><mi>Anf</mi><mo>_</mo><mi>min</mi> </mrow></msub> </mrow></mfrac> </msqrt> <mo>)</mo></mrow><mo>*</mo><mfrac> <msub><mi>r</mi><mi>dyn</mi> </msub> <msub><mi>i</mi><mi>Ha</mi> </msub></mfrac> </mrow>]]></math></maths>計(jì)算啟動(dòng)所需的最小速比(iAnf_min)，其中，ηges表示傳動(dòng)系的總效率，JAntr表示所述傳動(dòng)系的旋轉(zhuǎn)部件的慣性矩，F(xiàn)W表示所述汽車的行駛阻力，rdyn表示所述驅(qū)動(dòng)軸的所述車輪的動(dòng)態(tài)的輪胎半徑，且iHa表示所述驅(qū)動(dòng)軸的所述車軸驅(qū)動(dòng)裝置的速比；以及取決于所計(jì)算的所述最小速比(iAnf_min)而選取所述最佳的啟動(dòng)擋(GAnf_opt)。
2. 按權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，選取速比(iG—Anf， iG1 -iG5)大于或者等于所述所計(jì)算的最小速比(iAnf—min) (iG—Anf>iAnf_min) 的啟動(dòng)擋(GAnf， Gl-G5)作為最佳的啟動(dòng)擋(GAnf—。pt)。
3. 按權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，選取速比(iG_Anf， iG1一 iG5)最接近所述所i十算的最小速比(iAnf—min) ( (G—Anf" iAnf. min)的啟動(dòng)擋(GAnf， Gl-G5)作為最佳啟動(dòng)擋(GAnf—叩t)。
4. 按權(quán)利要求1至3至少之一所述的方法，其特征在于，預(yù)先規(guī) 定高于和低于所述所計(jì)算的最小速比(Unf—min)的公差極限(5);以 及在速比(iGAnf， iw-iw)處于所述公差極限內(nèi)部的至少一個(gè)啟動(dòng)擋(GAnf， Gl-G5)的情況下，選取速比( iG Anf， (Gl —丄G5 )最接近所述所計(jì)算的最小速比(U《誦)(iG—An產(chǎn)Unf—匪)的啟動(dòng)擋(GAnf， Gl -G5) 作為最佳啟動(dòng)擋(GAnf_。pt)，而在沒有速比(iG—Anf， iG1- iG5)處于所述公差極限(S)內(nèi)部的啟動(dòng)擋(GAnf， Gl-G5)情況下，選取最近的 較低啟動(dòng)擋(GAnf， Gl -G5)作為最佳啟動(dòng)擋(GAnf—。pt)，所述最近 的較低啟動(dòng)擋的速比(iG—Anf， i )大于所述所計(jì)算的最小速比(iAnf min ) (G Anf〉iAnf min) °
5. 按權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，為了選取最佳啟動(dòng)擋 (GAnf—。pt)，以關(guān)于所述所計(jì)算的最小速比(iAnf—min)的±5%來預(yù)先規(guī)定所述公差極限(S) (S=iAnf—rain±5%)。
6. 按權(quán)利要求l至5至少之一所述的方法，其特征在于，在選取 高于最高允許的啟動(dòng)擋(GAnf—max)的擋位(G》的情況下存在啟動(dòng)擋 限制時(shí)，所述最高允許的啟動(dòng)擋(GAnf—max)被用作最佳的啟動(dòng)擋(G八nf—叩t) ( GAnf_opt= GAnf—max )。
7. 按權(quán)利要求1至6至少之一所述的方法，其特征在于，所述靜 態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩(MM。t—st)是通過所述驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩(MM。t—Ref) 乘以啟動(dòng)系數(shù)(fAnf<l)而計(jì)算的。
8. 按權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述啟動(dòng)系數(shù)(fAnf) 被作為與所述汽車質(zhì)量(mFzg)和所述路面坡度(aFb)無關(guān)的常數(shù)而 預(yù)先規(guī)定。
9. 按權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述啟動(dòng)系數(shù)(fAnf) 被以數(shù)值0.5而預(yù)先規(guī)定(fAnf=0.5)。
10. 按權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述啟動(dòng)系數(shù)(fAnf)被作為取決于所述汽車質(zhì)量(mFzg)禾P/或所述路面坡度(aFb)的變量而得到計(jì)算。
11. 按權(quán)利要求IO所述的方法，其特征在于，所述啟動(dòng)系數(shù)(fAnf)從對(duì)平均汽車質(zhì)量(mFzg—m)和/或平均路面坡度(aFb_m)有效的標(biāo)準(zhǔn)值(fAnf一Std)出發(fā)，隨著汽車質(zhì)量(mFzg)的下降而降低并隨著汽車質(zhì)量(mFzg)的增加而提高并且/或者隨著路面坡度(aFb)的下降而降低 并隨著路面坡度(aFb)的增加而提高。
12. 按權(quán)利要求1至11至少之一所述的方法，其特征在于，最小 啟動(dòng)加速度(aAnf_min)被作為與所述汽車質(zhì)量(mFzg)和所述路面坡度(aFb)無關(guān)的常數(shù)而預(yù)先規(guī)定。
13. 按權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述最小啟動(dòng)加速 度(aAnf—min)被以數(shù)值0.2m/s2而預(yù)先規(guī)定(aAnf—min= 0.2 m/s2)。
14. 按權(quán)利要求1至11至少之一所述的方法，其特征在于，所述 最小啟動(dòng)加速度(aAnf—min)被作為取決于所述汽車質(zhì)量(mFzg)和/或所 述路面坡度(aFb)的變量而得到計(jì)算。
15. 按權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述最小啟動(dòng)加速 度(aAnf—min)從對(duì)平均汽車質(zhì)量(mFzg_m)和/或平均路面坡度(aFb—m) 有效的標(biāo)準(zhǔn)值(aAnf—std)出發(fā)，隨著汽車質(zhì)量(mFzg)的下降而提高并 隨著汽車質(zhì)量(mFzg)的增加而降低并且/或者隨著路面坡度(otFb)的 下降而提高并隨著路面坡度(aFb)的增加而降低。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于控制汽車的自動(dòng)多級(jí)減速器的方法，所述多級(jí)減速器在輸入端通過至少一個(gè)可控的摩擦離合器與構(gòu)成為內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)連接且在輸出端通過車軸驅(qū)動(dòng)裝置與驅(qū)動(dòng)軸的可驅(qū)動(dòng)的車輪連接，并且所述多級(jí)減速器具有多個(gè)啟動(dòng)擋(G_Anf，G1-G5)，其中，在啟動(dòng)過程開始時(shí)，啟動(dòng)擋(G_Anf，G1-G5)之一被取決于汽車質(zhì)量(m_Fzg)和路面坡度(α_Fb)而選取為最佳的啟動(dòng)擋(G_{Anf_opt})以及隨后被掛入。為避免高應(yīng)用開支，在預(yù)先規(guī)定最小啟動(dòng)加速度(a_{Anf_min})以及預(yù)先規(guī)定在摩擦離合器的滑動(dòng)階段在時(shí)間上平均傳遞的靜態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩(M_{Mot_st})的情況下，按照公式(I)計(jì)算啟動(dòng)所需的最小速比(i_{Anf_min})，并且取決于所計(jì)算的最小速比(i_{Anf_min})選取最佳的啟動(dòng)擋(G_{Anf_opt})。
文檔編號(hào)F16H61/02GK101688599SQ200880023633
公開日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2008年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月6日
發(fā)明者維爾納·沃爾夫?qū)? 英戈·索特, 邁克·維特納 申請(qǐng)人:Zf腓德烈斯哈芬股份公司