用于在退出空转状态时在车辆的多离合变速器中预选档位的方法
【技术领域】
[0001 ] 本公开涉及一种用于在退出空转状态(free-wheeling state)时在车辆的多离合变速器中预选档位的方法;该多离合变速器包括以驱动方式连接到原动机的摩擦离合器、变速器输出轴以及主变速器，其中该主变速器包括连接到所述摩擦离合器的输入轴、平行于所述输入轴中的至少一个输入轴的副轴、齿轮和齿式离合器;其中在空转状态下运行的多离合变速器使所述第一组档位中的档位被预选;第一摩擦离合器脱离。根据本公开的方法可应用于所有的多离合变速器，且被认为尤其适用于重型车辆，例如货车、公共汽车、施工车辆等。
【背景技术】
[0002]原则上，双离合变速器具有两根输入轴，各自可连接到摩擦离合器和发动机的输出。在功能上，这等同于具有平行的两个常规变速器(即，两个平行的子变速器)并且一次将其中一个用于动力传递。暂时未使用(怠速)的子变速器可使档位接合且准备好(即，被预选)用于后续换挡。后续换挡通过同时使先前使用的子变速器的摩擦离合器脱离且使先前怠速的子变速器的摩擦离合器接合来执行。
[0003]通常，在双离合变速器中，通过使齿式离合器接合和脱离而在当前怠速的子变速器中预选档位。为了平稳地且持久地进行操作，这需要将由齿式离合器接合的部分同步，即，所述部分具有大体上相等的旋转速度。如果不这样，离合齿将发生碰撞，从而导致磨损或断裂的齿和噪声。旋转速度的失配还将导致司机所感觉到的转矩干扰。因此，不同种类的装置和布置用于使待接合的部分同步。直接的解决方案是使变速器中的每一齿式离合器被设计为同步器，即，配备有同步离合元件，例如，如US2008/0188342A1所述。然而，此解决方案的缺点在于相对尚的制造成本。
[0004]用于变速器的同步的替代解决方案是使用中央同步单元。基本上，仅需要两个同步装置:其中一个能使第一子变速器的速度大于第二子变速器的速度，另一个能使第一子变速器的速度小于第二子变速器的速度。在第一子变速器怠速且第二子变速器活动时以及在第一子变速器活动且第二子变速器怠速时，这是有效的。此装置被称为中央同步单元。中央同步单元消除对向每一单独齿式离合器提供独立的同步表面的需要，且可因此导致变速器的总制造成本降低。然而，当旋转部分的动能转化为热时，依赖于用于使变速器的不同部分的旋转速度均衡的摩擦表面的所有同步固有地导致能量损耗。
[0005]因此，需要一种改进的、消除了上述缺点的用于在多离合变速器中预选档位的方法。
【发明内容】
[0006]本公开的目的是提供一种用于在退出空转状态时在多离合变速器中预选档位的方法，其中因同步所致的能量损耗的前述问题至少部分被避免。此目的通过权利要求1的方法来实现。
[0007]本公开涉及一种用于在退出空转状态时在车辆的多离合变速器中预选档位的方法。多离合变速器包括驱动地连接到原动机的摩擦离合器、变速器输出轴以及主变速器，其中该主变速器包括连接到所述摩擦离合器的输入轴、平行于所述输入轴中的至少一个输入轴的副轴、齿轮和齿式离合器，其中所述摩擦离合器中的第一离合器和所述齿式离合器的第一子集被布置成选择性地接合以便在原动机与变速器输出轴之间以第一组档位传递转矩，且其中所述摩擦离合器中的第二离合器和所述齿式离合器的第二子集被布置成选择性地接合以便在原动机与变速器输出轴之间以第二组档位传递动力。多离合变速器在空转状态中操作时使第一组档位中的档位被预选且使第一摩擦离合器脱离。
[0008]本发明的方法包括以下步骤:
[0009]A)在确定满足退出空转状态的至少一个预定条件时，将原动机的旋转速度朝向该所预选的档位的旋转同步速度增大，第二摩擦离合器处于闭合状态，以使得第二摩擦离合器的输入轴的旋转速度随着原动机的旋转速度增大而增大；
[0010]B)使第二摩擦离合器脱离；
[0011]C)在适当时间点使与所述第二组档位中的档位对应的所述齿式离合器的所述第二子集中的至少一个齿式离合器接合，使得所述第二组档位中的所述档位被预选。
[0012]通过实行本发明的方法的步骤，为了在使第二组齿式离合器中的齿式离合器接合之前使副轴实现与主轴相同的旋转速度，诸如中央同步单元的同步元件不需要被激活到与现有技术解决方案相同的程度。副轴的旋转速度的增大改为优选地主要通过在空转状态之后在发动机速度增大期间使副轴旋转连接到原动机来实现，并且一旦副轴的旋转速度已增大某一程度，齿式离合器的第二子集中的齿式离合器的后续接合就被致动。本发明的方法因此减小预选第二组档位中的档位所需的摩擦同步的程度，由此直接减小由同步装置作为热耗散的能量的水平。因此，根据本发明的方法，与现有技术解决方案相比，本发明因此减少车辆的燃料消耗，降低离合器的维护成本，并且潜在地提高可靠性。
[0013]根据本发明的方面，在第二摩擦离合器的输入轴的旋转速度已至少达到所述第二组档位中的档位的旋转同步速度的预定百分比时，执行使第二摩擦离合器脱离的步骤。第二摩擦离合器的脱离必须被一事件触发，并且至少达到所述第二组档位中的档位的旋转同步速度的预定百分比时是良好的触发点，这是因为此策略同样适用于所预选的不同档位，即，在以不同车速退出空转状态时适用。该百分比优选被选择为使相关的一个或更多个齿式离合器能够直接连接，而不需要进一步的摩擦同步。替代地，在第二摩擦离合器的输入轴的旋转速度已至少达到预定值时，执行使第二摩擦离合器脱离的步骤。替代地，在开始增大原动机的旋转速度之后已至少经过预定时间段时，执行使第二摩擦离合器脱离的步骤。
[0014]根据本发明的方面，优选在第二摩擦离合器的输入轴的旋转速度已达到高于所述第二组档位中的档位的旋转同步速度的旋转速度时，实现第二摩擦离合器的脱离。由此，摩擦同步不是必要的，且控制系统可针对使第二组档位中的档位的齿式离合器接合选择适当的时间点，使得免急推预选得以执行。
[0015]根据本发明的方面，在第二摩擦离合器的输入轴的旋转速度已达到低于所述第一组档位中的所述档位的旋转同步速度的旋转速度时，执行第二摩擦离合器的脱离。不需要将第二摩擦离合器的输入轴的旋转速度增大到大于所述第一组档位中的所述档位的旋转同步速度。
[0016]根据本发明的方面，在第二摩擦离合器的脱离之后且在所述齿式离合器的所述第二子集中的至少一个齿式离合器的接合之前，通过机械同步装置来执行同步，使得第二摩擦离合器的输入轴的速度变得与所述第二组档位中的档位的旋转同步速度相同或几乎相同。在第二输入轴的旋转速度42与第二组档位中的档位的旋转同步速度33之间的速度差过大的状况下，可能需要摩擦同步。
[0017]第二摩擦离合器的输入轴的旋转同步速度朝向第二组档位中的档位的旋转同步速度的降低受到作用在副轴上的摩擦力的影响。因而，旋转速度的降低较慢，且可受到监测和控制使得在速度差相对小(例如，在40rpm到120rpm的范围中)时，使齿式离合器进入接合状态。齿式离合器在第二组档位中的档位的差动速度下的接合减小齿与齿之间磨损和开裂的风险，且促进快速换挡。
[0018]用于确定多离合变速器准备好退出空转状态的预定条件可为连接到车轮的输出轴的旋转速度减小到低于设定值，即，坡度变平使得车辆的速度/动量降低。开始将原动机的旋转速度朝向所预选的档位的旋转同步速度增大的时间点优选被挑选为实现车辆在空转状态下行驶实现的燃料节省与同一车辆的动量的损耗(例如，因在下坡行驶之后在变平的道路上行驶所致)之间的平衡。
[0019]在空转状态下，且在退出空转时，第二摩擦离合器可处于接合状态。第二摩擦离合器可例如连接到发动机油栗等的驱动轴，使得在空转状态下在怠速期间的发动机动力需要或多或少经由第二摩擦离合器来连续传递。接合的程度可变化。举例来说，第二摩擦离合器可处于完全接合状态，即，处于其最大或接近最大的转矩传递能力状态。替代地，第二摩擦离合器可处于半接合状态，即，处于转矩传递能力降低的状态。此接合状态在发动机怠速等条件下可能是有利的，以在第二摩擦离合器的非最佳接合定时的状况下防止发动机的偶然失速。又可替代地，第二摩擦离合器可处于脱离状态。
[0020]通常，当第二摩擦离合器在空转状态期间处于接合状态时，原动机与变速器输出轴之间的转矩传递无效。在此状态下，第二摩擦离合器的输入轴不连接到变速器输出轴，即，未有档位被选择以在空转状态下使得能够经由第二摩擦离合器传递动力传递。
[0021]该方法还可包括方法步骤D):当原动机的旋转速度达到第一组档位中的所预选的档位的旋转同步速度时，使第一摩