用于对接合点进行适配的方法

专利名称：用于对接合点进行适配的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于对机动车辆多级变速器的摩擦式离合器、特别是双离合变速 器的摩擦式离合器的接合点进行设定的方法。
背景技术：
在具有直齿轮变速器的传动系统中，通常将摩擦式离合器布置在直齿轮变速器和 驱动发动机(如内燃机)之间，所述摩擦式离合器具有起动接合和断开接合的功能。在双 离合变速器中，双离合器被布置在两组件变速器(two component transmission)和驱动发 动机之间。这些摩擦式离合器可以被实施为干式离合器或湿式离合器，并且会受到一定程 度的磨损。在传统的手动换档变速器中，离合器增加的磨损通过驾驶员修正离合器的激活 来补偿。在自动直齿轮变速器(如自动换档变速器(AST)或双离合变速器(DCT))中，摩擦 式离合器通常由指定的换档离合器致动器激活。所述离合器致动器可以是例如液力致动器 或机电致动器。此外，还可以将所述致动器实施为通过压力、力或行程来控制。作为负载离合器，摩擦式离合器被配置用于至少暂时地传递与驱动发动机输出的 转矩相当的高转矩，或者通常是甚至更大的转矩。为了使离合器适当的接合，需要将摩擦式 离合器从打开状态经打滑状态变化到关闭状态。在这种情况下，摩擦式离合器的输入元件 和输出元件从某个时刻开始相互挤压，从而传递转矩。摩擦式离合器传递某个相对较小的、 例如值< 20Nm的转矩的点(离合器致动器的操纵值)被定义为摩擦式离合器能够实现一 定程度的转矩传递的接合点。为了安全、舒适以及快速的换档过程，在自动多级变速器中，得知在哪个离合器致 动器的操纵值上可以达到该接合点是非常重要的。如上文所述，所述操纵值随着时间会因 磨损(例如离合器片的磨损)、机械公差或通过其他干扰变量(例如离合器弹簧的设置)而 改变。可以在短时间改变的一些参数，例如温度，在此也起到一定作用。已知多种用于设定摩擦式离合器的接合点的方法。文件DE 19652M4A1涉及一种用于适配(adapting)接合点的方法，其中，将发动 机转矩作为重要参数进行测量。一种基本的方法是设定多个操作点，以通过形成平均值在 所述操作点的基础上实现可靠的适配。WO 2004/076224A1公开了特别是在考虑同步力，尤其在超速运行模式下，接合力 增加时，通过对发动机转速和变速器输入转速进行比较确定由摩擦式离合器传递的转矩。由WO 2004/076225A1已知一种发动机运转时的特征曲线适配，其中，离合器在限 定的值关闭，随后档位(gearspeeds)逐渐同步，然后确定变速器的输入转速和发动机转速 摆脱彼此时的同步操纵值。EP 0931961A1涉及一种用于在恒定的发动机转速下控制离合器的标定方法，其 中，从由阻力时间分布确定的目标转速变化时间获取离合器标定值。所述阻力时间分布表示转速的变化，转速的变化取决于摩擦特性，其中，特别的是打开和关闭离合器，并且测量 齿轮转速变化一特定绝对值所用的时间。由EP 0859171A1已知一种类似的迭代方法。文件DE 19540921A1涉及一种任意使离合器致动以产生离合器转矩与操纵变量 之间的关系的概念。由DE 19939818C1还已知一种用于控制转矩传递的方法。在这方面，速率由于离 合器的接合而不等于零，其中，并联的离合器被保持脱离。并联离合器的接合点是由这个 离合器的至少部分接合确定的，其中，特别的是，对离合器在一半时间上的转速变化进行测量。DE 10244393A1涉及通过测量压力分布以及由此确定其在液压缸上的第一导数来 确定接合点。DE 10054867A1公开了一种用于确定摩擦式离合器的蠕变点的方法。设定第一蠕 变点并对离合器转矩进行测量。若在第一步没有表现出对应关系(correspondence)继而 设定第二蠕变点。在这种情况下，在咬合点和第一蠕变点之间选择一个值作为参考点。设 定新的第二蠕变点，使得在希望的转矩和实际传递的转矩之间出现对应关系。由DE 10113700A1已知一种用于确定发动机摩擦转矩的方法。所述方法用于从发 动机转矩确定出现在摩擦式离合器处的转矩。此外，由EP 1741950A1已知一种用于确定摩擦式离合器的夹紧点(grip point) 的方法。打开摩擦式离合器，使得变速器输入的转速下降。然后再次关闭离合器直到转速 下降停止。随后进一步关闭离合器直到转速保持不变或下降。由此计算夹紧点。由DE 10101597A1已知一种用于控制档位变化的方法，其中对发动机转矩和离合 器转矩进行控制。所述控制以转速差的函数进行。文件DE 19751455A1涉及一种用于控制离合器的方法，其中，以特征函数为基础 通过闭环控制器对设定点离合器电容进行设定。在此连续地对特征函数进行适配。由DE 102M064A1已知一种用于改变档位的方法。在所述文件中，通过确定取决 于被同步齿轮转速斜率的“关闭点”(switch-offpoint)触发同步。最后，EP 1067008A1公开了一种用于离合器、特别是用于双离合变速器特征曲线 适配的方法。在此方面，在每种情况都对当前未用于传递转矩(被称为自由摩擦式离合器) 的离合器的离合器特征曲线进行适配。所述离合器在开始时通过一定的离合器致动力关 闭，并且系统等待直到变速器输入轴达到同步转速(也就是说以与发动机轴相同的速度运 行)。随后，激活指定的自由变速器组件的同步直到转速出现明显差别。随后释放这个同 步，继而确定变速器输入轴的转速斜率。由此计算出之前传递的离合器转矩的值。以这个 值为基础，结合之前确定的离合器致动力执行离合器特征曲线适配。此外，由WO 2009/065591已知一种用于设定摩擦式离合器的接合点的快速方法。

发明内容
在此背景下，本发明的目的在于指出一种用于设定摩擦式离合器接合点的改进的 方法。
这个目的是通过对用于机动车辆的多级变速器的摩擦式离合器、特别是双离合变 速器的摩擦式离合器的接合点进行设定而实现的，其中，可以通过离合器致动器对摩擦式 离合器进行激活、控制，最好是进行闭环控制，其中，针对摩擦式离合器的接合点，将离合器 致动器的设定点值设定为物理变量的时间分布函数，所述物理变量从将摩擦式离合器激活 到过渡值后的过渡状态开始发生，其中，电机与多级变速器相连接，并且，在设定摩擦式离 合器的接合点时考虑电机对多级变速器的影响。通过将电机与多级变速器相连接，可以将多级变速器作为机动车辆混合传动系统 的部分。可以使电机运转以获得可用的驱动转矩(例如在所谓的起动运转模式下)。此外， 最好使电机也作为发动机运转(用于再生的目的)。可以通过离合器将电机与多级变速器相连接。然而，最好将电机与多级变速器固 定连接，其结果是电机的转子转速与多级变速器的轴的转速大体上成比例。这个轴最好是 多级变速器的输入轴或与所述输入轴固定或始终连接的轴。在对接合点进行设定期间，电机可能以不同的方式对多级变速器产生影响。在很多影响方法中，出现例如物理变量相对较陡(或相对较平坦)的分布，其结果 是，例如，可以更精确地对斜率进行确定。在这些情况下，电机通常对设定方法起到消极作 用。然而，有利的是也可以主动地将电机包括在设定方法中。其结果是能够实现特别快速 并且有效的设定方法。这也可以引起更快速的设定方法。此外，也可以在相对短的阶段中对接合点进行设定，其中，不要求指定的变速器组 件处于驱动模式。另外，也可以不用延迟可能即将发生的换档操作(在所述操作中，将随后 对自由变速器组件进行使用)。相反，用于设定接合点的方法不会被驾驶员或驾驶模式所需的换档操作中断的可 能性增加。过渡值可以是一个固定值，摩擦式离合器在该固定值上只可传递相对较小的转矩 (例如< 20Nm)，或者过渡值可以是例如一个随时间变化的信号。通常在实施本发明的方法后，直接将接合点设定为物理变量(例如转速斜率或电 流值)的确定时间分布(或其结果)函数。因此，在这里无需对摩擦式离合器传递的转矩 进行计算。然而，在确定值或斜率值与摩擦式离合器在过渡状态下传递的转矩之间存在一 定的关系，所述关系是通常也可以被计算出来的。因此，可以完全实现本发明的目的。根据一种特别优选的实施例，过渡状态的产生(production)包括将电机设定到 过渡工作点。在这种实施例中，可以通过电机将变速器置于定义的状态(例如调整到特定的转 速水平)。因此，可以有利地实现这个定义的状态而无需与现有技术中一样激活离合器以接 合或脱开多级变速器的档位。相应地，本发明的设定方法可以，例如在双离合变速器的源档 位脱开以及自由变速器组件的目标档位接合之间的一段实施。由于这种方法对变速器输出 没有任何影响，可以附加地以直接顺序对不同工作点的多样性进行设定。在此特别有利的是，过渡状态的产生包括实施对电机的闭环调整，使其达到过渡 转速。由于与电机共同工作的混合驱动系统的功能性通常在任何情况下都能提供这样的转速闭环调整，所以可以容易地执行转速闭环调整过程。在此，过渡转速优选是与驱动发 动机转速不同的转速，其结果是过渡状态中在摩擦式离合器中出现有转速差。在这种实施例中，进一步优选的是将用于摩擦式离合器接合点的离合器致动器的 设定点值设定为电机电流的时间分布函数(以及/或者将其设定为设定的电流最终值的函 数)，该电流从将摩擦式离合器激活到过渡值后的过渡状态起出现。在这种情况下，过渡状态最初通过在多级变速器中设定过渡转速而产生。随后，通 过离合器致动器将摩擦式离合器激活到过渡值。其结果是，通过驱动发动机的驱动转矩将 转矩施加到多级变速器上。为了将转速保持恒定在过渡转速(以向其实施转速的闭环调 整)，在电机中出现电流变化，所述电流变化与以这种方式进行补偿的转矩变化成比例。在这个实施例中，由此可以确定例如电流值，以所述电流值为基础可以对摩擦式 离合器的接合点进行设定。根据一种替代性的实施例，过渡状态的产生包括实施对电机的闭环调整，使其达 到过渡转矩。在这种实施例中，例如，将特定的电流施加到电机上，其结果是电机输出特定的转 矩。结果，当摩擦式离合器打开时，通常在多级变速器中出现特定的转速。在此可以优选地 选择过渡转矩，使得摩擦式离合器打开时设定的转速与驱动发动机的驱动转速不同。在这种实施例中，特别优选的是将用于摩擦式离合器接合点的离合器致动器的设 定点值设定为转速的时间分布函数，该转速从摩擦式离合器激活到过渡值后的过渡状态开 始出现。如果摩擦式离合器在过渡状态产生后被激活到过渡值，则驱动发动机又将转矩传 递给多级变速器。由于电机被闭环调整到特定的过渡转矩，这使得多级变速器中的转速发 生变化。转而可以通过确定转速变化的斜率值(以及/或者设定的转速的最终值)而设定 接合点。尽管上面描述的优选实施例针对的是接合点设定期间电机对多级变速器产生的 影响是主动类型的，但也可以为了这个目的使用电机，而不将电机闭环调整到过渡转矩或 过渡转速。因此，根据另一种替代性的实施例，优选的是将电机作为负载连接到多级变速器 上，其中，过渡状态的产生包括通过换档致动器激活用于使多级变速器的档位接合或脱离 接合的至少一个换档离合器，并且，其中，用于摩擦式离合器接合点的离合器致动器的设定 点值被设定为转速的时间分布函数，该转速在过渡状态产生后当换档离合器打开时出现。在这种实施例中，通过使换档离合器致动将多级变速器置于定义的状态。其结果 是，转速以与多级变速器输出轴的转速成比例的方式施加到多级变速器上。电机在过程中 被作为制动负荷。此外，在这种情况下，将摩擦式离合器设定到过渡值，其结果是转矩也由驱动发动 机传递到多级变速器中。如果随后打开换档离合器，转速发生改变，特别是多级变速器的输 入轴的转速(以及/或者电机的转速)发生改变。由此确定的斜率值可以被用于设定接合
点ο电机在此被作为制动负载，其结果是，与已知方法相比获得了改变的斜率值。这可 以被有利地用于对接合点进行更加精确地设定。
根据一种实施例，在此，电机在过渡状态期间在怠速模式下运转。在这种情况下， 由于机械阻力转矩以及/或者摩擦转矩而产生由电机引入多级变速器中的制动转矩。根据一种替代性的实施例，电机在过渡状态期间在短路模式下运转。在这种实施例中，由于电磁感应，电机起到涡流制动器的作用，其结果是可以获得 更陡的斜率值。在使用电机作为负载的实施例中，有利的是在过渡状态下使换档致动器致动，以 关闭指定的换档离合器。在这种实施例中，在过渡状态期间有利的是，在换档离合器上基本上不会出现转 矩的波动，并且因此在对转速斜率值的评估开始时显示出恒定的转速。根据一种替代性的实施例，在过渡状态中使换档致动器致动以通过换档离合器传 递比摩擦式离合器传递的更大的转矩，而无需关闭指定的换档离合器。在这种实施例中，由于自由变速器的指定换档离合器未置于完全的锁定接合中， 因此有利的是在故障情况方面提供更高水平的安全性。在对双离合变速器的非活动分支中的摩擦式离合器的接合点进行设定期间，用于 设定接合点的换档离合器可以被分配给自由变速器组件的任何希望的档位。然而，特别有利的是，将用于设定摩擦式离合器接合点的换档离合器分配给自由 变速器组件中与活动分支中使用的档位相邻的档位。例如，如果在活动分支中，档位3(第三档)被接合，则可以使用，例如用于档位2 的换档离合器或用于档位4的换档离合器来设定自由分支中的摩擦式离合器的接合点。在 此，有利的是，出现的速度差别不大，由此本发明方法的过程可以大体上在非常快的时间内 实施并且具有更少的磨损。尤其有利的是，在所有的实施例中将过渡状态中的离合器致动器设定到与前面的 用于接合点的设定点值对应的过渡值。这使得可以确保当到达接合点时，接合点的设定以如在普通的摩擦式离合器运转 模式下表现出的条件的基础上实施的。通常还可以想到的是将过渡状态中的离合器致动器 设定到另一值，而不是先前的设定点值，其中，应该以下面的方式对过渡值进行定义，即，摩 擦式离合器仅能传递相对较低的转矩(例如< 20Nm)。总的来说，除此以外，有利的是，在车辆行驶时，将摩擦式离合器的接合点设定在 双离合变速器的非活动分支中。在只具有一个输入离合器和一个变速器分支的自动直齿轮变速器中，由于在驱动 模式下单个的摩擦式离合器和变速器不是自由的，所以不能执行这样的程序。另一方面，在 双离合变速器中可以，具体是在驱动模式期间，应用自由分支(即自由变速器组件和自由 摩擦式离合器)来设定自由摩擦式离合器的接合点并通过双离合变速器的另一分支将转 矩传递到输出。当然，根据哪个分支正处于自由状态而以这种方式对双离合变速器的两个 摩擦式离合器进行适配。尽管在双离合变速器的情况下，可以在驱动期间于非活动分支中实施对摩擦式离 合器接合点的设定，但在一种替代性的实施例中，指出了在车辆静止时执行摩擦式离合器 接合点的设定。当然，这个实施例可以在双离合变速器中使用，尤其是当离合器的接合点正在被获取时。然而，也可以例如在只具有一个摩擦式离合器和一个变速器分支的自动直齿轮变 速器中执行这个实施例。如上文所述，如果过渡状态的产生包括将电机设定到过渡工作点，则通常在车辆 的静止状态期间可以在这样的自动变速器以及双离合变速器中执行接合点的设定。在这种 情况下，多级变速器的离合器保持打开，其结果是没有驱动功率被传递到驱动轮。在这种实施例中，如在所有的其他实施例中的，在此有利的是机动车辆的驱动发 动机(例如内燃机)处于运转中，其结果是，可以在摩擦式离合器的输入侧设定特定的转速 (例如怠速转速或其他转速)。通常优选的是，将根据本发明的方法实施用于针对这样的驱动发动机的不同工作 点，也就是说例如在摩擦式离合器的输入侧的不同转速下进行接合点设定。因此在这种情 况下，可以随后将离合器的接合点设定为相应工作点的函数。特别的是，可以针对通过摩擦 式离合器施加的不同转速差对接合点进行设定。若使用电机来产生过渡状态(设定到过渡 工作点)，则可以以一种相对简单且有目的的方式对这种不同的转速差进行设定。在这种情 况下无需同现有技术那样依赖下述事实，即在机动车辆的正常运转模式下的某个时刻对这 样的转速差进行设定(以及在这种情况下，随后还有足够可用的时间用于实施设定方法)。根据一种总体优选的实施例，在对接合点进行设定前，实施一种参考测量，以确定 由摩擦损失(例如变速器中的轴承等的摩擦损失)以及离合器的制动转矩引起的性能，并 且在后面对接合点的设定中对所述性能进行考虑。制动转矩可以由，例如离合器制动转矩、变速器中的转矩损失以及电机的制动转 矩(机械制动转矩)组成。由此可以提高接合点设定的准确性。换句话说，可以独立于当时的制动转矩对接 合点的适配进行设定。在此，特别有利的是在摩擦式离合器打开时，在参考测量期间实施如同在接合点 设定期间的相同方法。换句话说，可以通过与本发明方法相同的方式实施参考测量，在所述方式中，将离 合器致动器设定到过渡值。然而，在参考测量中，摩擦式离合器保持打开，以按此方式观察 多级变速器的性能并且能够在后面根据本发明的方法对接合点进行设定时对其进行考虑。此外，在使用离合器的实施例中，优选的是，在本发明的方法中，离合器从离合器 致动器的过渡值已达到设定点范围内的值之后的过渡状态开始才打开。通过这种方式可以确保在摩擦式离合器达到预定状态前离合器不会从过渡状态 打开。根据另一种总的来说优选的实施例，转速斜率值是变速器输入轴的转速斜率值， 用于接合点的离合器致动器的设定点值被设定为该转速斜率值的函数。在自动换档变速器中通常有用于测量输入转速的传感器。由此无需额外的硬件费 用以执行依据本发明的方法。在双离合变速器中，可以理解的是在任何情况下，对指定(自由)变速器组件的输 入轴的转速进行监测以确定转速斜率值。此外，在这种情况下，需要注意的是，当在本申请的范围内提到特定轴的转速或转 速斜率时，可以同样指转速与其成比例的任何其他轴的转速或转速斜率(也就是说，例如通过轮组或关闭的离合器主动锁接或摩擦锁接)。由于电机优选地与变速器输入轴或与输入轴恒定连接的轴固定连接，因此通常， 电机的转速也与变速器输入轴的转速成比例。在此可以通过一种方法对转速斜率值进行确 定，在所述方法中，以W02009/065591中详细描述的方式使用离合器。相应地，该文件公开 的内容在这里通过引用包含在此。根据一种优选的实施例，通过实施将离合器致动器设定到过渡值的过程以及将换 档致动器设定到过渡值的过程而在至少部分中并列地产生过渡状态。通过与上述方式类似的方式，在WO 2009/065591中描述了一种在至少部分中并 列地执行这些过程的优选的实施例，在此对该文件的内容进行了公开的参考。总的来说，通过本发明，可以根据实施例实现下列优点中的至少一个-按时间顺序快速处理用于设定接合点或用于适配特征曲线的方法。-由于未包含μV曲线(摩擦系数相对于转速差的曲线)的影响，特别是如果将过 滤值用作转速斜率值时，所以转速斜率的测量方法独立于起动转速差。-转速斜率的测量方法不以任何准稳态条件为前提。-可以对离合器致动信号进行监测。例如，在过渡状态下可以对离合器的实际压力 进行监测。当偏离设定点压力过大时，可以例如，中止此方法。-当在离合器打开时实施参考测量时，可以考虑作用在自由变速器组件上的制动 转矩，该制动转矩例如从离合器制动转矩、多级变速器的转矩损失以及机械制动转矩产生。-通过硬件和软件尽可能并列地实现离合器致动器及换档致动器的致动过程。-在整个使用寿命期间获得良好的换档质量以及良好的起动程序(安全规范)。-可以尽可能频繁的(只要满足所需的周围环境)实施根据本发明的方法，但是其 也可以仅在特定的时候实施(例如，在最早的每30秒或一个长得多的值，例如每天)，或专 门在养护工作期间。-若在过程中将电机设定到过渡工作点且保持多级变速器的指定换档离合器打 开，则根据本发明的方法可以独立于针对多个工作点(例如在摩擦式离合器两侧出现转速 差)的其他周围条件而被实施。-通常也可以对驾驶性能进行监测并且将根据本发明的方法作为所述性能的函数 实施。-所述方法可以通过以下事实逆转，S卩，通过本发明的方法对离合器压力传感器进 行检测，特别是假设摩擦式离合器的接合点被正确地设定。显然，上文提及的特征以及将要在下文阐释的特征不仅可以按照各自指定的组合 来使用，而且可以按照其他组合使用或是单独使用，这并不脱离本发明的范围。


本发明解释性的实施例在附图中示出，并且在后面的描述中进行详细阐述，其 中图1以示意图示出了机动车辆双离合变速器；图2示出了摩擦式离合器操纵值和离合器操纵值以及转速的图，用于解释不是根 据本发明的方法；
图3与图2类似，示出了不是根据本发明的方法的替代实施例的图；图4与图2类似，示出了用于解释不是根据本发明的方法的另一个实施例；图5a_5c示出了摩擦式离合器操纵值、电机转矩值以及电机转速相对于时间的图 表，用于解释根据本发明的方法；图6a_6c示出了摩擦式离合器操纵值、离合器操纵值以及转速的图表，用于解释 根据本发明的另一种方法；以及图7a_7c示出了摩擦式离合器操纵值、电机转矩值以及转速的图表，用于解释根 据本发明的方法的另一种实施例。
具体实施例方式图1以示意图的形式示出了机动车辆11的传动系统，其中，传动系统具有如内燃 机(或其他的电动机或混合驱动单元)的驱动发动机12以及双离合变速器10。双离合变速器10包括具有第一摩擦式离合器16和第二摩擦式离合器18的双离 合器装置14。此外，双离合变速器10具有第一变速器组件20和第二变速器组件22。第一摩擦 式离合器16和第一变速器组件20构成双离合变速器10的第一分支(branch)，并且第二摩 擦式离合器18和第二变速器组件22构成第二分支。此外，双离合变速器10还包括控制装置对，所述控制装置被配置用于以自动方式 使双离合变速器10(以及如果合适的话还有传动系统的其他组件)致动。双离合变速器10具有多个档位，其中将奇数的档位分配给第一变速器组件20，并 且将偶数的档位分配给第二变速器组件22。双离合变速器10可以具有五个、六个、七个或 更多的档位。为了更清楚的表述，图1中的双离合变速器10被示出为仅具有四个档位。档 位1和3由具有第一换档离合器SKl和第二换档离合器SK3的离合器组件沈激活。档位2 和4由第二离合器组件观激活，所述第二离合器组件观又具有第一换档离合器SK2和第 二换档离合器SK4。换档离合器SK均被实施为同步离合器。作为替代，也可以想得到的是将换档离合 器实施为简单的爪形离合器，但在这种情况下，需要提供用于同步的附加装置，例如单独的 制动器或类似可以执行相应的同步功能的装置。摩擦式离合器16、18的输入元件共同连接到驱动发动机12的发动机输出轴30上。摩擦式离合器16的输出元件连接到第一变速器组件20的第一变速器输入轴32 上。摩擦式离合器18的输出元件连接到第二变速器组件22的第二变速器输入轴34上。第一变速器组件20具有中间轴36。第二变速器组件22具有第二中间轴38。在输出侧，变速器组件20、22与共同的变速器输出轴40相连接，输出轴40可以与 例如万向轴或轴差速器的输入元件相连接。示出的双离合变速器10的布置和示出的传感器系统和致动器系统应仅以一种示 例性的方法被理解为描述本发明的基础。下面将进行解释的本发明可以被应用于纵向安装 或横向安装的传动系统，以及其他类型的在输入侧具有起到起动离合器以及/或者脱离离 合器作用的摩擦式离合器以及类似离合器的元件的变速器。
控制装置M与示意性示出的用于使第一摩擦式离合器16激活的离合器致动器Kl 相连接，并且与用于使第二摩擦式离合器18激活的第二离合器致动器K2相连接。此外，控 制装置M与用于使离合器组件沈激活的第一换档致动器S13相连接并且与用于使第二离 合器组件观激活的第二换档致动器SM相连接。传感器50检测第一变速器输入轴的转速 nEl。传感器52检测第二变速器输入轴34的转速nE2。传感器M检测变速器输出轴40的 转速ηΑ。传感器56检测发动机输出轴30的转速ηΜ。作为选择，驱动发动机12产生的驱动功率或者通过第一摩擦式离合器16和第一 变速器组件20传递到变速器输出轴40，或者通过第二摩擦式离合器18和第二变速器组件 22传递到变速器输出轴40。当驱动功率通过变速器组件中的一个(例如通过变速器组件 20中的档位幻传输时，另一分支的摩擦式离合器18打开，其结果是相邻的档位已经能够在 并列的(自由)变速器组件22中接合。例如，在牵引操作模式下，下一个最高档位接合，在 超速运转模式下，例如，下一个最低档位接合。档位变化随后鉴于以下事实产生，即，两个摩 擦式离合器16、18以部分重叠的方式致动，从而使档位变化能够在负载下发生。机动车辆的传动系统在图1的实施例中被示出为混合动力传动系统。在这种情况 下，电机60被分配给第一变速器组件20。更确切的说，电机60具体通过直齿轮组62固定 地连接到中间轴36上。换句话说，电机60的转子轴(未更加详细地表示出)具有与第一 变速器组件20的变速器输入轴32的转速成比例的转速。电机60由能量存储装置(例如电池)供电，未详细示出，并且通过控制装置M致 动。为此，可以将相应的电力电子设备设置在控制装置M中或分配给电机60。在示出的示例性实施例中，将电机分配给具有奇数档位的变速器组件20。相应地， 也可以例如通过档位1以纯电的方式实现机动车辆的起动。此外，例如在使用第二变速器 组件22的驱动模式的情况下，可以鉴于第一变速器组件20的离合器中的一个关闭且第一 摩擦式离合器16保持打开的事实实现再生(regeneration)。双离合变速器在变速器组件20、22的一个中仅能配备一个这样的电机60。作为替 代，可以将电机分配给两个变速器组件20、22，如图1中以虚线所示的60’。电机60’，在这 种情况下，被类似地固定连接到指定中间轴38 (或连接到变速器输入轴34)。然而，也可以 将电机60’以及/或者电机60通过断开离合器连接到各自的轴上，如图1中的64示意性 示出的情况。为了设定摩擦式离合器16、18的接合点，将首先在下面参考图2至4对可以用于 图1中示出的双离合变速器(即使电机未被分配给变速器组件20、22中的任意一个)的方 法进行解释。在此，在每种情况下都在摩擦式离合器上实施对接合点的设定，此时没有驱动功 率通过所述摩擦式离合器传递，其结果是也可以在行驶期间实现所述方法。图2以示意的形式示出了对过程中应用的离合器致动器K和换档致动器S致动的 主要顺序以及由此得到的指定变速器输入轴的转速分布nE。为了开始用于设定摩擦式离合器(例如摩擦式离合器16)的接合点的方法，在tl 几乎同时或者并行致动离合器致动器K和换档致动器S并且将其设定到过渡值。传动系统 的功率传输在此通过另一分支实现，其结果是变速器输出轴40具有特定的转速nA，如图2 中所述。此外，驱动发动机12在图2的简化图中以恒定转速ηΜ运转。
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至此，例如第二档位已接合在传输功率的变速器组件22中，相邻的档位，例如档 位1接合在自由变速器组件中。因此，具有换档致动器S13的指定换档离合器SKl的转换 增加自由变速器输入轴(在所选的示例中为变速器输入轴3 的转速nE。转速被增加到由 变速器输出轴转速nA和档位变速器、在此为第一档位变速器得出的转速。在这种情况下， 毫无疑问的是使图2中转速的图示和后面的图相应地标准化，即，对所有的变速器和类似 物进行计算。通过图2中的Sij对用于激活换档离合器SKl的换档致动器S13的过渡值进行表 征。这可以与设定点值相当，以将换档离合器SKl置于打滑状态(同步)，所述设定点值对 应于所分配档位的完全接合或定义的值。与此同时，将离合器致动器κ激活并致动到过渡值κ 。在此，所述过渡值κ 与 指定的摩擦式离合器16仅能传递非常小的转矩(例如<20Nm)时的值对应。过渡值Κ 可以是例如，用于指定的摩擦式离合器16的接合点的离合器致动器K的设定点值。假设已达到离合器致动器K的过渡值(或者在特定时间之后)，指定的换档离合器 再次打开，具体是在时刻t2再次打开。由于指定的摩擦式离合器传递一定的转矩，指定的 变速器输入轴32的转速nE接近驱动发动机12的转速nM (在t3)。就在达到这种状态之前 (在时刻tm)，对此时的转速斜率值进行确定。该给定值在图2中由切线T表示。如已解释的，转速斜率值是在时刻tm确定的。时刻tm对应于转速nE已经以第一 转速差Δη 接近转速nM的状态。因此，转速斜率可以是时刻tm时的转速斜率值。然而，最好在过滤过程(filtering process)中确定转速斜率值。图2显示出从时刻ts开始，连续地对转速斜率值进行确定(例如，每5毫秒至每 25毫秒)。时刻ts对应于转速nE相对于转速nA减少了第二转速差Δ η2的时刻。Δ nl的 值可以为从50到200rpm的范围，并且最好为大约lOOrpm。Δη2的值可以在同一个数量级。ts和tm之间测量的大部分转速斜率值都由于以下事实而被过滤，即，给相对新的 测量值赋予比相对旧的测量值更大的权重。在这种情况下，可以根据以下递推公式进行过 滤DGn+1 (filtered) = DGn+1 (unfiltered) *Kl+DGn (filtered) *K2其中，DGn是转速斜率值的第η次测量值，并且Kl和Κ2是满足Kl > Κ2的常数。 此外，最好是能够使Κ1+Κ2 = I0 Kl可以是，例如在0. 6至0. 95的范围之间，特别有利的是 在0.7至0.9的范围之间。转速斜率值是转速斜率值在时刻tm被最后过滤的测量值。切线T的斜率值(转速斜率值)是对以过渡值KU为基础通过摩擦式离合器16传 递的转矩的测量。相应地，在后面的方法步骤中可以以这个转速斜率值为基础对用于指定 的摩擦式离合器16的接合点的离合器致动器K的设定点值进行设定或适配。因此，在用于设定指定的摩擦式离合器接合点的方法的范围中产生了一种过渡状 态，在所述状态下，离合器致动器K和换档致动器S分别被基本上同时(在时刻tl)设定到 各自的过渡值Κ 和Str。以这种过渡状态为基础，指定的换档离合器SK随后打开(在时刻 t2)，其结果是获得转速斜率值，并以此为基础对用于指定的摩擦式离合器16的接合点的 离合器致动器K的设定点值进行设定或适配。这种方法也被称作接合点适配。此外，如图2中所示，对离合器致动器K的操纵变量进行范围监测。当离合器致动器K的操纵值位于Kmin和Kmax范围内时，指定的换档离合器最早在时刻t2打开。给定的 范围在图2中由Ak表示。通常毫无疑问的是，描述的方法还可以被应用于以下情况，S卩，在自由分支中没有 选择下一个最低档位(如在上述例子中的档位1)，而是选择了下一个最高档位。通常，也自 然可以想到使用与当前使用的档位并联的变速器组件中的与当前使用的档位相邻的档位 之外的档位来传输功率。图3示出了该方法的一种替代的实施例。所述方法在各方面都与根据图2描述的 方法对应。唯一的区别是该方法是在汽车11的静止状态(riA = 0)下实施的。相应地，指 定的变速器输入轴的转速nE在过渡状态中减小到零，其中，转速nE在离合器于时刻t2打 开后增加到发动机转速值nM。出于以下目的，图3中的方法也可以例如被重复应用，S卩训练(train)用于第一次 设定相应的摩擦式离合器接合点的控制器对，其中，随后用迭代的方式将离合器致动器K 的设定点值设定为针对接合点的正确值。图4示出了该方法的另一种替代性的实施例。该方法在时刻tl到t3之间大体对应于图2中示出的方法。在图4示出的方法中，在根据本发明的方法之前进行大体与后面的测量方法类似 的参考测量方法(从时刻to至ti)。在这种参考测量方法中，先于过渡值Si)对换档致动 器S进行设定，但不激活摩擦式离合器，否则以相同的方式获取由切线斜率TR表示的转速 斜率值。通过此参考测量，可以在后面对用于摩擦式离合器接合点的离合器致动器的设定 点值的计算中考虑作用在变速器组件上并由例如离合器制动转矩和指定轴的转矩损失造 成的制动转矩。图2至图4示出了在不使用电机时执行摩擦式离合器的接合点的方法，后面的图 5至图7示出了依据本发明的在考虑电机对多级变速器的影响时设定摩擦式离合器的接合 点的方法。以这些方法的大致顺序来看，这些方法与上面描述的方法相符合。因此，通过相 同的参考符号表示相同的变量或参数。下面将主要对差别进行解释。图5以示意的形式示出了在主动使用与多级变速器相连接的电机时设定摩擦式 离合器接合点的顺序。在此，图如示出了离合器行程K相对于时间的图。图恥示出了电 机应用的转矩M相对于时间的图，转矩M与流过电机的电流I成比例。图5c示出了转速相 对于时间的图，具体地，一方面是传动系统的驱动电动机的转速 相对于时间的图，另一方 面是电机的转速Nem相对于时间的图。在这种情况下，图5示出了两种替代性的实施例。虚线示出了一种实施例，在这种 实施例中，将电机闭环调整到过渡转速以产生过渡状态。实线示出了将电机闭环调整到过 渡转矩以产生过渡状态的实施例。在第一个提到的实施例中，在多级变速器10中(也就说特别是在双离合变速器10 的自由变速器组件中)，指定的摩擦式离合器打开(K = 0)，首先将电机的转速Nem调整到过 渡转速Ν 。毫无疑问的是，多级变速器的指定换档离合器是打开的，也就是说没有档位是 接合的。 随后，将摩擦式离合器设定到过渡值Κ ,该过渡值Κ 最好对应于之前用于接合 点的设定点值。过渡值是离合器仅能传递相对较低转矩、例如< 20Nm转矩的值。
—旦离合器致动器已达到Κ 的值(t =、)，以恒定转速 转动的驱动发动机就 将转矩施加到多级变速器10上。由于电机不断地将转速Nem闭环调整到过渡转速Ν ,由电 机施加的转矩Μεμ(或流过这里的电流Iem)发生改变。可以通过一种相对简单的方式对电流Iem的时间分布进行测量并评估。如在前面 的实施例中的，例如确定电流值Ma，所述值是对由指定的摩擦式离合器以过渡值Κ 为基 础传递的转矩的测量，或者确定由图恥中的切线τ表示的斜率值。切线τ的正斜率值(斜 率值)也可以是对由指定的摩擦式离合器以过渡值Κ 为基础传递的转矩的测量。相应地， 在后面的方法步骤中，可以以这个电流值Ma或斜率值为基础对用于指定的摩擦式离合器 的接合点的离合器致动器κ的设定点值进行设定或适配。这种方法也被称为接合点适配。图5示出了一种替代性的实施例，在该实施例中不对转速Nem进行调整，而是将电 机输出的转矩Μ’ ΕΜ调整到恒定的过渡值Μ 。在这个实施例中，又在时刻、将离合器设定 到过渡值Κ 。这时，转速N’ ΕΜ发生改变。与前面的实施例类似的是，对转速斜率值进行确 定，并且这在图5c中由切线τ’(或由设定的转速最终值Na)示意地表示。最终值以及/ 或者转速斜率值又是对由指定的摩擦式离合器以过渡值Κ 为基础传递的转矩的测量。相 应地，可以以该最终值或转速斜率值为基础对用于指定的摩擦式离合器的接合点的离合器 制动器κ的设定点值进行设定或适配。图6示出了一种用于设定使用电机的摩擦式离合器的接合点的替代性方法。这 里，依次地，图6a示出了离合器致动器的致动行程K相对于时间的图。图6b示出了换档制 动器的致动行程S相对于时间的图。图6c示出了转速相对于时间的图，具体地，一方面是 驱动发动机的转速Nm相对于时间的图，一方面是电机的转速Nem相对于时间的图。在这里，从时刻t3直至时刻t6，图6示出了顺序基本与图2的对应的用于设定摩 擦式离合器的接合点的方法。在时刻、到t2的时间区域中示出了实际设定方法前的参考 测量方法，该参考测量方法的顺序与图4中的参考方法基本对应。在时刻t(l前，摩擦式离合器的离合器致动器在值Kv，在所述值Kv上，没有转矩通过 摩擦式离合器传递，但是摩擦式离合器仅处于接合点前的相当短的距离。此外，双离合变速 器10的指定变速器组件中的档位(S=Su )接合。假设驱动发动机以恒定的转速 运转。 接合档位(S=S(j )的结果是将电机的转速Nem设定到过渡值Nu。随后，在t =、时，换档离 合器打开(S = S0)但不关闭摩擦式离合器。因此，在时刻tl时，换档离合器不再从变速器 输出轴向多级变速器传递任何转矩，其结果是电机的转速Nem下降。由此分布又计算出转速 斜率值并且在图6C中以Tk示意性表示所述转速斜率值。这个转速斜率值是对多级变速器 中存在的制动转矩的测量，包括离合器制动转矩、由变速器中的摩擦引起的制动转矩，以及 还包括电机的制动转矩。在这个实施例中，并不是将电机闭环调整到一转速而是将其作为负载与多级变速 器连接。在这种情况下，可以在怠速模式或短路模式下在整个设定方法期间中对电机进行 操作。实际的设定方法是从时刻t2开始实施的。在这种情况下，开始时再次将换档离合 器切换到过渡值，其结果是使一个档位(在t2时S二So)接合。结果，电机的转速Nem再次 增加到过渡值Ν 。随后(或基本与此并行地)，在时刻t3将离合器致动器在过渡值Ν 的方向移动。一旦离合器致动器K达到值Κ ，就再次打开换档致动器，以打开指定的换档离合 器(S =。。一旦出现这种情况(例如在时刻t5)，则电机的转速再次下降。该过程中 确定的转速斜率转而由切线T表示。由于在设定方法中摩擦式离合器传递一定的转矩并且 驱动发动机以转速 运转，从而获得与前面的参考测量中不同的转速斜率值。因此，在实 际的方法中对制动转矩进行计算。因此，转速斜率值T或转速斜率值T与转速斜率值Tk之 间的差构成了对由摩擦式离合器传递的并且当离合器致动器K被设定到过渡值K(j时被传 递的转矩的测量。以此为基础，可以精确设定摩擦式离合器的接合点。与图2相比，由于在这种方法中电机被作为负载操作，所以产生了相对大的转速 斜率值(相对陡的切线Τ)。相应地，可以更精确地对摩擦式离合器的接合点进行设定。图7示出了根据本发明的用于设定摩擦式离合器的接合点的方法的其他实施例。 在此，依次地，图7a示出了离合器致动器K的致动行程相对于时间的图。图7b示出了转矩 M相对于时间的图，转矩M由电机传输，并且电流I流过电机。图7c示出了转速相对于时间 的图，准确的说是电机的转速以及驱动发动机的转速相对于时间的图。图7b和图7c在此示出了针对包括电机的情况的对摩擦式离合器的接合点进行设 定的不同方法。将电机的转速Nem闭环调整为恒定值的方法以实线示出。虚线示出了从恒 定值起闭环调整转矩Mem的方法。点划线示出了使电动机作为负载运转，特别的是在怠速模 式下作为负载运转的方法。依次地，图7从时刻、到t2示出了参考测量方法，从t3到t6示 出了用于确定接合点的实际方法。在参考方法中，离合器再次处于值Kv，在此值处时未传递转矩。在这种情况下，电 机从、到、的时间段处于过渡状态，其中，转速Nem处于过渡转速Ν ,并且转矩Mem具有过 渡值Μ 。至少在以下实施例中可以设定不同的工作点，如箭头所表示的，即在这些实施例 中，电机并不是仅仅作为负载运转，而是被调整到过渡转速Ν 或过渡转矩Μ ，并且指定的 变速器组件的离合器打开。因此，可以例如将摩擦式离合器两侧的转速差改变到转速Ν 和 之间，以设定不同的工作点。这在现有技术中是不能实现的，在现有技术中摩擦式离合器 两侧的转速差基本上是由驱动发动机和变速器输出轴当时的当前转速产生的。因此，不仅 可以为一个工作点设定摩擦式离合器，还可以紧接着为不同的工作点设定摩擦离合器，并 且由此可以在相应的接合点方面将摩擦式离合器全面地优化。在此，可以将时刻、到t2的其中电机作为负载运转的情况的参考方法实施为与如 图6所示的相似。然而，替代性的是，也可以在这种情况下将电机在这个时间段闭环调整到 一个特定的工作点，并且在时刻^将其转换到负载运行模式(在短路模式或怠速模式下)。 这也造成了转速改变，可以对转速斜率进行计算以确定制动转矩。在一种相应的方式中，可以随后在向实际测量方法过渡的、到、时间段中实施主 动转矩闭环控制干预或转速闭环控制干预，用于将电机再次转换到闭环控制的运转模式。 从时刻t3开始，随后将离合器致动器κ设定到过渡值Κ 。在时刻t4可以再次将其转换到负 载运转模式，其结果是转速发生再次下降。在这个实施例中，可以使电机作为负载运转以确定摩擦式离合器的接合点，其中， 指定的变速器组件的离合器打开。在时刻t4，发生从闭环控制运转模式到负载运转模式的转换，其结果转而是转速
16改变，所述转速的转速斜率值可以被用于设定摩擦式离合器的接合点。在每种情况下都对电机进行持续闭环调整(调整到转速或转矩Mem)的实施例 中，转速在时刻t4的改变是由从驱动发动机到多级变速器(当Κ=Κ=Κ 时)的转矩传递 获得的。在此，显然在这种情况下工作点也可以是可变的，如图7b和7c中由相应的箭头在 t5和t6之间的范围所示。此外，如图5所示，将电机调整到工作点的方法基本上是以完全相同的方式发生 的。此外，图7a示出了Κ 的值也是可变的。因此可以通过重复该方法将Κ 的值迭代 地进行设定，如从旁边指回的箭头所示。
权利要求
1.一种用于设定机动车辆用多级变速器(10)的摩擦式离合器(16，18)、特别是双离合 变速器(10)的摩擦式离合器(16，18)的接合点的方法，其中，能够通过离合器致动器(K) 对摩擦式离合器(16，18)进行激活、控制，优选的是进行闭环控制，其中，针对摩擦式离合 器(16，18)的接合点将离合器致动器⑷的设定点值设定为物理变量(N，M)的时间分布函 数，所述物理变量从将摩擦式离合器(16，18)激活到过渡值(Ku )后的过渡状态开始出现，其中，电机(60)与多级变速器(10)相连接，并且，在设定摩擦式离合器(16，18)的接 合点时考虑电机(60)对多级变速器(10)的影响。
2.按照权利要求1所述的方法，其中，过渡状态的产生包括将电机(60)设定到过渡工 作点(Ν ;Μ )。
3.按照权利要求2所述的方法，其中，过渡状态的产生包括对电机(60)实施闭环调整， 将其调整到过渡转速(Ν )。
4.按照权利要求3所述的方法，其中，将用于摩擦式离合器(16，18)接合点的离合器致 动器⑷的设定点值设定为电机(60)的电流(Iem)的时间分布函数，所述电流(Iem)从将摩 擦式离合器(16，18)激活到过渡值(K0 )后的过渡状态开始出现。
5.按照权利要求2所述的方法，其中，过渡状态的产生包括将电机(60)闭环控制到过 渡转矩(Μ )。
6.按照权利要求5所述的方法，其中，将用于摩擦式离合器(16，18)接合点的离合器致 动器(K)的设定点值设定为转速(Nem)的时间分布函数，所述转速从将摩擦式离合器(16， 18)激活到过渡值(Ko )后的过渡状态开始出现。
7.按照权利要求1所述的方法，其中，将电机(60)作为负载连接到多级变速器(10) 上，其中，过渡状态的产生包括通过换档致动器( 将用于使多级变速器(10)的档位接合 以及脱离接合的至少一个换档离合器(SK)激活，并且，将用于摩擦式离合器(16，18)接合 点的离合器致动器(K’)的设定点值设定为转速(Nem)的时间分布函数，所述转速在产生过 渡状态后如果换档离合器(SK)打开时出现。
8.按照权利要求7所述的方法，其中，电机(60)在过渡状态期间运转在怠速模式。
9.按照权利要求7所述的方法，其中，电机(60)在过渡状态期间运转在短路模式。
10.按照权利要求7至9中任意一项所述的方法，其中，在过渡状态中对换档致动器 (S)进行致动，以关闭指定的换档离合器(SK)。
11.按照权利要求7至9中任意一项所述的方法，其中，在过渡状态中对换档致动器 (S)进行致动，以在不关闭指定的换档离合器(SK)的情况下通过换档离合器(SK)传递比通 过摩擦式离合器(16，18)传递的更大的转矩。
12.按照权利要求7至11中任意一项所述的方法，其中，在车辆(11)行驶时，将摩擦式 离合器(16，18)的接合点设定在双离合变速器(10)的非活动分支，并且，其中，将用于设定 摩擦式离合器(16，18)接合点的换档离合器(SK)分配给与正在活动分支使用的档位相邻 的档位。
13.按照权利要求1至12中任意一项所述的方法，其中，将过渡状态中的离合器致动器 (K)设定到过渡值(Ko )，此过渡值对应于用于接合点的前一设定点值。
14.按照权利要求1至13中任意一项所述的方法，其中，在车辆(11)行驶时，将摩擦式离合器(16，18)的接合点设定在双离合变速器(10)的非活动分支。
15.按照权利要求1至13中任意一项所述的方法，其中，在车辆(11)静止时，对摩擦式 离合器(16，18)的接合点进行设定。
16.按照权利要求1至15中任意一项所述的方法，其中，在设定接合点前，实施参考测 量而不激活摩擦式离合器(16，18)，以在过程中考虑制动转矩。
全文摘要
本发明涉及用于对接合点进行适配的方法。具体地，本发明涉及一种用于设定机动车辆用多级变速器(10)的摩擦式离合器(16，18)、特别是双离合变速器(10)的摩擦式离合器(16，18)的接合点的方法，其中，可以通过离合器致动器(K)对摩擦式离合器(16，18)进行激活、控制，优选的是进行闭环控制，其中，针对摩擦式离合器(16，18)的接合点将离合器致动器(K)的设定点值设定为物理变量(N，M)的时间分布函数，所述物理变量从将摩擦式离合器(16，18)激活到过渡值后的过渡状态开始出现，其中，电机(60)与多级变速器(10)相连接，并且其中，在设定摩擦式离合器(16，18)的接合点时考虑电机(60)对多级变速器(10)的影响。
文档编号F16D48/06GK102072268SQ20101055754
公开日2011年5月25日 申请日期2010年11月22日 优先权日2009年11月20日
发明者J·迈斯纳, M·许尔莱因, U·C·布莱辛 申请人:格特拉格传动机构和齿轮工厂赫尔曼·哈根迈尔有限公司&两合公司