用于运行机动车的方法

用于运行机动车的方法
【专利摘要】提出了一种用于运行机动车的方法，所述机动车包括：一内燃机；以及一多档全自动变速器（300），其具有一定数目的调节元件（302、304、306、308、310）和一用于提供调节能量的机构（312），其中通过对所述调节元件（302、304、306、308、310）中的至少一个调节元件进行操纵而从滑行运行中执行离合器起动，并且引发所述滑行运行结束。
【专利说明】用于运行机动车的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于运行机动车的方法和一种用于实施所述方法的装置。
【背景技术】
[0002]对于机动车来说，滑行是指一种行驶状态，这种行驶状态对于混合动力车辆来说、例如对于在内燃机与电驱动机之间具有分离离合器的并联式混合动力车辆来说已经为人所知。但是这种行驶状态也可以有意义地用在常规的车辆中。
[0003]在进行也被称为惯性滑行、高速自由滑行、惰行等等的滑行时，将传动系断开并且由此使内燃机和变速器去耦合。由于缺少发动机-拖曳力矩，所述车辆在无驱动的情况下明显比在最高的档位中用推力切断滑行得远。为了节省燃料，可以在空载运行中继续运行发动机，这也被称为空载-滑行。最后也可以切断所述发动机，这也被称为发动机停止-滑行。利用相应的操作方案，所述发动机又自动地重起动。
[0004]所描述的空载-滑行可以在没有较大的额外花费的情况下来实施，但是只能预料到节省了较小的消耗。发动机停止-滑行在真实的行驶运行中根据车辆及驾驶员情况作为起停运行的补充显示出10%以内的消耗节省潜力。
[0005]对于纯起停-车辆来说几乎在停止状态中、也就是说在速度大约小于3到5km/h时执行所述起停功能，而与所述纯起停-车辆相比，内燃机在发动机停止-滑行时经常必须起动大约二到三次。这尤其对车用电路和起动器系统来说并且可能也对变速器来说都导致更高的要求。
[0006]前面所描述的、关于起动器负荷的、尤其关于周期的数目的要求，用标准起动器、例如带电刷的起动系统不能再得到满足。带有电刷的起动系统规定，将所述起动器用作唯一的起动机构。此外要注意，在经常起动时起动器噪声对于驾驶员来说被认为是干扰，并且所述起动器在车用电路中产生电压扰动。因此提出，在车辆行驶时在滑行运行中不是用常规的起动器系统而是在大多数的情况中借助于自动变速器、尤其全自动变速器、无级变速器、双离合变速器以及自动手动变速器的离合器或者借助于自动化的离合器结合手动变速器通过离合器起动来起动发动机。
[0007]通过这种方式，可以实现通过机械的起动器系统的起动次数实现负荷的降低，所述机械的起动器系统通常设有电刷换向的起动器。由此可以避免附加措施、服务方案或者作为替代方案的起动系统的、例如带式起动器-发电机的使用，这会导致额外成本。此外，在起动过程中避免了电压扰动，这降低了对车用电路的要求。
[0008]一种已知的起动方法在于通过离合器滑转进行的起动。在这种情况下，闭合的离合器以定义的方式滑转地将内燃机牵引到转动。其中不利的是:要从车辆的运动能量中取用完整的起动能量，这会导致可能感觉得到的减速，从而让乘员觉得不舒服。这一点可以用所谈到的、与离合器支持的直接起动或者离合器起动相对应的直接起动来避免。
[0009]在此，对于内燃机、尤其对于直接喷射器来说，向处于压缩冲程中的第一气缸中进行喷射并且利用相应复杂地控制离合器来使发动机仅转到第一上死点上，其中对于所述直接喷射器来说通过惯性运动识别来了解所述位置。而后发动机自行起动，离合器又可以稍许断开，以便将对于传动系以及由此对于驾驶员的反作用、也就是冲击和转矩跃变降低到最低限度。在发动机已经达到所定义的转速之后，重又将所述离合器闭合。
[0010]所述方法对于直喷的内燃机来说也可以补充地与在内燃机停止时也就是说在气缸处于工作冲程中时的喷射和点火相组合，或者套用到自吸式发动机上。对于所述自吸式发动机来说，额外地知道用于起动到第一上死点上的方法。
[0011]通过这种方式，可以进行非常舒适的、无冲击的、轻声的并且快速的起动。在双离合变速器和具有自动化的离合器的手动切换器中进行的首批测量表明，可以在速度大于30km/h时实现起动。但是存在着下部速度阈值，对于该下部速度阈值来说离合器起动不再舒适。
[0012]混合动力车辆已经具有必要的、用于进行滑行的前提。对于常规的车辆来说，必须使起动器系统、车用电路、转向系、制动系统和变速器与附加的要求相匹配。
[0013]一些变速器类型已经能够在没有其它措施的情况下用于滑行运行，例如以机电的或者电液的方式促动的双离合变速器或者自动化的手动变速器。
[0014]特别是常规的、具有变矩器的多档全自动变速器要求附加措施以及特殊的控制方法，用于实施滑行或者舒适的离合器起动。
[0015]一种用于运行机动车的方法例如从文献DE 10 2007 035 424 Al中已知，其中驾驶员可以单独地选择，所述机动车是否滑行。为了进行滑行，自动地操纵车辆的离合器，并且将内燃机停止。在滑行结束时，自动地起动内燃机，并且自动地操纵离合器。

【发明内容】

[0016]基于这种背景，提出一种按权利要求1所述的方法以及一种具有权利要求7的特征的多档全自动变速器。实施方式由从属权利要求和说明书中获得。
[0017]由此，与对内燃机的调节元件进行控制相组合，提出了多档全自动变速器的内部的调节元件的控制方法和附加措施，用于实施滑行和舒适的离合器起动。在此适宜地选择一种有利的组合，利用该有利的组合可以使成本最小化。在设计方案中建议:
1、提供一种不取决于内燃机状态或者不取决于内燃机转速的、用于对操纵元件进行操纵的能量源。这对于液压控制系统来说例如可以是电附加油泵，或者对于未来的系统来说可以是液压储存器、所谓的电源组(Powerpack)，也就是具有储存器的电泵或者可能是阀，或者是机电的操纵装置。
[0018]2、例如通过体积流的优化或者通过完全或者部分地被例如机电的操纵装置取代，在所述操纵元件的动力方面对所述液压控制系统进行改进。
[0019]3、有意义地限制参与所述控制方法的调节元件的数目，并且仅将该数目有针对性地针对通过所述方法产生的要求而设计并且必要时将其放大。
[0020]为了执行离合器起动，使用至少一个调节元件、例如离合器和/或制动器。在设计方案中，刚好使用一个调节元件。在起动时，可以通过对于调节元件的操纵例如闭合来使所述内燃机加速。在达到预先确定的标准时，可以重又将所述调节元件停用，例如将其断开。一种标准可以是所述转速。应该考虑到，所述转速典型地仅仅是一种输入参量或者一种标准，直至重又将所述调节元件断开。所述离合器起动一般仅仅在与变速器激活/离合器激活和发动机干预、例如压缩冲程中的喷射、起动之后的点火、自由的加速中的进一步喷射/点火、对于目标转速的或者目标转矩的调整等等的关联中发挥功能。
[0021]本发明的其它优点和设计方案从说明书和附图中获得。
[0022]不言而喻，在不离开本发明的范围的情况下，前面提到的和下面还要解释的特征不仅能够以相应所说明的组合而且也能够以其它的组合或者单独地使用。
【专利附图】

【附图说明】
[0023]图1示出了全自动变速器的一种实施方式；
图2示出了全自动变速器的另一种实施方式的示意图；
图3示出了一变速器，被操纵的调节元件对应于所选择的档位；
图4示出了在所介绍的方法流程期间的阶段；
图5示出了在所介绍的方法流程期间紧接着的阶段；并且 图6示出了多档全自动变速器。
[0024]本发明借助于实施方式在附图中示意性地示出并且接下来参照附图对其进行详细说明。
【具体实施方式】
[0025]在图1中以透视图示出了一种按现有技术的全自动变速器，该全自动变速器在总体上用附图标记10来表示。图示示出了变矩器12、齿轮泵14、离合器16、制动器18、行星齿轮组20、驻车锁(Parksperre) 22和机械电子模块24。第一箭头26表示驱动，第二箭头28则表不输出。
[0026]如在图2中示出的那样的全自动变速器通常包括:一变矩器50，具有用于使变矩器滑转以及与之相关的损失最小化的变矩器分接离合器52 ;—由变速器输入轴驱动的、机械的、用作油泵的泵54 ;真正的行星齿轮组56，用于借助调节元件58、例如离合器60和制动器62来设定传动比、或者说空档或者倒车档；一驻车锁64 ；以及一液压控制系统(虚线80)，所述液压控制系统借助于电操纵的阀来操控所述调节元件58。
[0027]此外，图示示出了换档杆66、差速-轴变速器68、控制器70以及内燃机72。所操控的调节元件的组合产生变速传动比。
[0028]在图3中示出了一种具有所分配的换档级的变速器。该变速器100包括所调整的变矩器分接离合器102、变矩器104、离合器A 106、离合器B 108、离合器E 110、制动器C112、制动器D 114、行星齿轮组116和自由轮离合器118。
[0029]在配属的表格120中，在第一栏122里示出了所选择的档位，R在此代表倒车档。在接下来的栏中为调节元件示出，这些调节元件是闭合还是没有闭合，前者通过实心圆圈来示出，后者则通过缺少的记录来示出。空心圆圈则示出了按运行状态所作的选择。星号示出了按换档程序所出现的状态。在第二栏124中示出了变矩器分接离合器102的状态。在第三栏126中示出了离合器A 106的状态。在第四栏128中示出了离合器B 108的状态。在第五栏130中示出了离合器E 110的状态。因此在第二到第五栏中说明了离合器131的状态。
[0030]在第六栏132中说明了制动器C 112的状态，并且在第七栏134中说明了制动器D 114的状态。第六栏和第七栏因此示出了制动器137的状态。第八栏136示出了自由轮离合器118的状态。第九栏138则示出了相应的传动比。
[0031]为了设定第一档，离合器A 106和制动器D 114必须闭合。在图示中，示出了力流或者所参与的齿轮组，所述齿轮组而后产生传动比。
[0032]在换挡时，例如在从第一档换到第二档时，通常将一个调节元件、在这种情况下也就是离合器A 106保持闭合，并且将另一个调节元件在重叠切换(Oberschneidungsschaltung)中转移,在这种情况下也就是将所述制动器D 114转移至所述制动器C 112。
[0033]通过在图3中示出的布置形式，对于滑行和离合器起动来说产生以下问题点:
1、没有通过以机械的方式驱动的变速器泵加载压力，由此在滑行期间没有产生体积流。出于这个原因，用于调节元件的激励能量以及由此对于所述组件的冷却或者润滑没有得到保证。
[0034]2、在离合器的离合器调整质量和效率方面由于间接的操控，并且在具有磁阀和机械的放大滑阀(Verstjirkungsschieber)、通常具有装填-/排空-节流阀的、液压的安全方案中，并且在其它液压的安全方案中、例如在借助于滑阀来执行的、客户所特有的紧急运行计划中，出现了限制。此外，与换档离合器相比，所述变矩器分接离合器的有效功率可能较低。
[0035]3、应该注意液压变矩器的影响结合通过对于换档离合器和制动器以及变矩器分接离合器的激发来为滑行或者离合器起动实施的换档过程。转矩原则上可以从车轮朝发动机或者涡轮机的方向传递到泵侧。力矩形成或者转速形成在这里也很快地实现，也就是说取决于装填程度(BefUllgrad)来进行，并且几乎没有受到影响。这在通过变矩器分接离合器进行离合器起动时干扰了有针对性地受控制的转矩形成。
[0036]4、作为变速器的调节元件的离合器和制动器不是针对通过离合器起动引起的额外的负荷而设计。
[0037]在所说明的方法的范围内建议，给多档自动离合器例如装备电附加油泵(ELOP)或者液压储存器，这针对第一问题点。由此存在着一种用于提供调节能量的机构，该机构在不取决于内燃机的状态或者转速的情况下工作。其中应该注意，例如在封装和电功率方面由于较高的变速器系统泄漏等而受到了限制。“封装”是指必须围绕着变速器和发动机安置在既存的传动系中的组件的、允许的结构尺寸。因此，可能需要用于进行更加符合需求的供给并且明显地降低泄漏——这可能导致液压系统的过度工作——的其它措施，例如降低泄漏的回转接头、改进的密封技术等等。
[0038]此外，必须改进操控效率，这一点必要时可以利用可以在没有放大滑阀的情况下对离合器进行操纵的磁阀来实现。这考虑到第二问题点。
[0039]也可以设想，完全或者部分地通过具有其它的操纵原理的装置、例如通过机电促动器来取代液压控制系统。
[0040]关于问题点3和4，可以考虑用启动离合器来取代变矩器，并且用这个元件来实施离合器起动。但是，这一点有时候可能引起舒适性降低，这一点可能不为客户所接受。
[0041]原则上可以设想，用所述变矩器分接离合器来实施离合器起动。而后在从行驶转换为滑行时，在内部断开当前的档位的调节元件，以便没有将转矩传递到变矩器上。在再起动时，首先必须在内部变换到合适的档位。相应地，必须将第一或者第二调节元件闭合。然后建立传力连接直至变矩器，方法是操纵或者促动最后一个调节元件。最后通过变矩器分接离合器来实现离合器起动。为此前提是:通过变矩器向接合力矩施加的影响较小，也就是说在变矩器上的力矩-/转速-形成较慢。这一点必要时通过对变矩器的调整来实现。附加地需要调整变矩器分接离合器，也就是说调整控制及机械装置。因此，这样的处理方式显得不太有利。
[0042]已经认识到，以合适的方式通过对调节元件的操纵可以避开通过变矩器引起的限制。因此建议下列过程，该过程示范性地代表着所述方法:
1、对于被称为现有技术的变速器来说，具有机械的油泵、变矩器和附加的电油泵；
2、对于一种行驶情况来说，作为由速度、档位、行驶状态、例如滑行和其它方面构成的组合；
3、对于特殊的发动机起动策略来说，也就是用在压缩冲程中喷射/在达到第一上死点之后点火进行直接起动。
[0043]图4和5示出了在执行所介绍的方法的过程中的、不同的阶段，也就是行驶150、引发滑行152、滑行154、离合器起动156以及继续行驶158。
[0044]此外示出了一些曲线，也就是用于速度的第一曲线162、用于加速踏板的位置的第二曲线164、用于发动机的转速的第三曲线166、用于ELOP的状态的第四曲线168、用于变矩器分接离合器的状态的第五曲线170、用于离合器A的状态的第六曲线172、用于离合器B的第七曲线174以及用于离合器E的状态的第八曲线176。
[0045]在阶段150 —行驶中，在这里示范性地选择了第五档。将ELOP切断，供给借助于机械的油泵来实现。变矩器分接离合器以及离合器B和E闭合。用200表示的变速器状态说明了这一点。
[0046]在第二阶段152-引发滑行中，驾驶员离开加速踏板，接通EL0P，断开传动系。变矩器分接离合器和离合器B保持闭合。将离合器E断开。切断发动机，典型地在通过惯性运转位置识别的压缩冲程中确定了用于首次喷射的目标气缸。用202表示的变速器状态说明了这一点。
[0047]在所述第三阶段154中，变换到继续行驶，在这种情况下，在第四档中继续行驶。为此断开离合器B，同时使离合器A闭合。用204表示的变速器状态说明了这一点。
[0048]此外，如现在可以在图5中看出的那样，接通了 EL0P。变矩器分接离合器和离合器A闭合。用206表不的变速器状态说明了这一点。
[0049]随后，在第四阶段156中进行离合器起动，因而驾驶员踩到加速踏板上。借助于喷射到压缩冲程中来实现直接起动方法。在此通过对直接起动来说重要的气缸的起动位置来确定燃烧参数。离合器E闭合，用于起动发动机。随后离合器E重又断开，在此进行自由的发动机加速。在达到预先给定的转速阈值之后，离合器E重又闭合。用208表示的变速器状态说明了这一点。
[0050]最后在阶段158中继续行驶，从而切断了 EL0P，并且机械的泵提供必需的压力。在该实施例中，在第四档中继续行驶。所述离合器B和E闭合。
[0051]在滑行期间，当前的档位的仅必要的调节元件、在这种情况下变矩器分接离合器保持闭合，并且在第五档中离合器B闭合，以便没有将力矩一直传递给变矩器。[0052]在这种实施方式中，对可用的起动档4、5、6进行限制，以便总是可以将离合器E用作离合器起动-调整离合器。这结合闭合的第二离合器或者制动器-也就是说在第四档中离合器A，在第五档中离合器B并且在第六档中制动器C-来实现。对档位4、5和6的限制的优点是，总是可以使用相同的调节元件，在这种情况下离合器E。当然也可以使用其它的调节元件。但是有利地仅选择一个调节元件，因为在这种情况下仅必须将一个调节元件设计用于所说明的方法。档位4、5和6的选择是有利的，因为在上面的档位中离合器起动很重要并且舒适。
[0053]如果在滑行期间发现，用于所选择的档位的速度太低，那就可以在再起动时通过对于调节元件的操纵来选择更低的档位。
[0054]在图4和5所示出的实施方式中，仅通过离合器来再起动，而不存在着由于变矩器力矩形成引起的限制。因此也可以刚好将这个调节元件有针对性地为提高的要求而设计和调整，而不必对其它的元件进行调整，这在成本方面是有利的。这种调整可以通过离合器E的特殊的机械实施方案来实现。这些另外的措施可以考虑到通过所说明的方法引起的对使用寿命的附加要求。在此，尤其考虑到操纵次数、操纵力、磨损、在离合器起动期间接合过程中的热负荷的加入。
[0055]在较旧的5档变速器或者新的7-/8-/9-档变速器上，也可以实施类似的策略。
[0056]图6不出了一种具有八个档位的、在总体上用附图标记300表不的多档全自动变速器。作为调节元件，图示示出了制动器A 302、制动器B 304、离合器C 306、离合器D 308和离合器E 310。此外，纯示意性地示出了一种用于提供调节能量的机构312。这个机构例如可以构造为电附加油泵或者构造为储存元件。
[0057]在表格320中，在第一栏322中示出了所选择的档位，在第二栏324中示出了制动器A 302的状态，在第三栏326中示出了制动器B 304的状态，在第四栏328中示出了离合器C 306的状态，在第五栏330中示出了离合器D 308的状态，并且在第六栏332中示出了离合器E 310的状态，并且更确切地说示出这些离合器是断开-用无记录来表示，还是闭合-通过实心圆圈来表不。
[0058]在第七栏340中记入了相应配属的传动比并且在第八栏342中记入了档位跃变。
[0059]现在借助于一种实施例对所述方法进行解释，其中在第七档位中行驶，随后滑行并且最后在第五档中继续行驶。
[0060]对于所示出的多档全自动变速器300来说，显示有利的是，为了引发滑行阶段首先通过闭合制动器A 302和B 304而变换到空档中。但是在这种配置中下述方式已经足够:在较高的档位中、例如在档位4到8中仅断开元件D并且将相应的所施加的档位的其它两个元件保持闭合、也就是例如在前面的第7档中还仅将元件A 302和C 306保持闭合。
[0061]为了在滑行之后执行离合器起动，而后首先要预选合适的档位，并且更确切地说制动器B 304和离合器C 306闭合并且离合器D 308仍然断开。离合器起动利用离合器D308来执行。
[0062]同样应该考虑，可以结合例如在发动机停止时在膨胀冲程中进行的喷射来实施扩展方案，用于在到达时使必要的接合力矩最小化。
【权利要求】
1.用于运行机动车的方法，所述机动车包括:一内燃机；以及一多档全自动变速器(300)，其具有一定数目的调节元件(302、304、306、308、310)和一用于提供调节能量的机构(312)，其中通过对所述调节元件(302、304、306、308、310)中的至少一个调节元件进行操纵而从滑行运行中执行离合器起动，并且引发所述滑行运行结束。
2.按权利要求1所述的方法，其中设置了刚好一个调节元件(302、304、306、308、310)，通过对所述调节元件进行操纵来结束所述滑行运行。
3.按权利要求1或2所述的方法，其中结合在发动机上的干预的次序来对所述调节元件(302、304、306、308、310)中的至少一个调节元件进行操纵。
4.按权利要求1到3中任一项所述的方法，其中在结束所述滑行运行之前根据所述机动车的速度来操纵至少一个调节元件(302、304、306、308、310)，用于选择与所述速度相匹配的档位。
5.按权利要求1到4中任一项所述的方法，其中通过闭合至少一个调节元件(302、304、306、308、310)来使所述内燃机加速，并且在达到预先确定的标准之后又将其断开。
6.按权利要求5所述的方法，其中所述标准之一是所述内燃机的转速。
7.尤其用于实施按权利要求1到6中任一项所述的方法的多档全自动变速器，其具有一定数目的调节元件(302、304、306、308、310)和一用于提供调节能量的机构(312)，其中所述调节元件(302、304、306、308、310)中的至少一个调节元件设计用于结束滑行运行。
8.按权利要求7所述的多档全自动变速器，其中刚好一个调节元件(302、304、306、308,310)设计用于结束所述滑行运行。
9.按权利要求7或8所述的多档全自动变速器，其中所述用于提供调节能量的机构(312)构造为电附加油泵。
10.按权利要求7或8所述的多档全自动变速器，其中所述用于提供调节能量的机构(312)构造为储存元件。
【文档编号】F16H63/40GK103939603SQ201410028988
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年1月22日 优先权日:2013年1月22日
【发明者】T.温特, S.施特劳斯 申请人:罗伯特·博世有限公司