专利名称：用于控制自动变速器的方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1的前述部分所述的用于控制自动变速器的方法。
从很久前开始在不同的汽车类型中使用自动变速器。公知地，在这种汽车中优选如同借助可液压操纵的执行器实现选择换挡叉轴拔块凹槽(Schaltgassen)以及插入和拔出传动挡来操纵起动离合器和/或换挡离合器，可液压操纵的执行器通常构造为活塞气缸装置。但与此相比，也已知了这样的汽车，其中仅仅起动离合器和/或换挡离合器或者仅同一传动元件是可助力操纵的，它们用于选择和插入或拔出传动挡。
公知地，对插入或拔出传动挡所必需的传动元件是如滑动套筒的耦合装置，该耦合装置可在挡位特有的惰齿轮旁边轴向移动地设置在传动轴上。为了插入挡位，至少一个这样的耦合装置由执行器操纵地朝所分配的惰轮的方向移动并且与该惰轮建立转动连接，使得最后在惰轮与传动轴之间产生抗扭且有效驱动的连接。档位拔出通过这样的耦合装置的反向操纵来实现。
所述执行器的操纵由变速器控制设备借助控制程序和调节程序来控制，控制程序和调节程序处理例如关于行驶情况、换挡情况以及驾驶者对离合指令和换挡指令的功率希望的信息。
在载人汽车中所使用的自动变速器通常具有有效制动的同步设备，其在相应的惰轮和在个别同步环上是摩擦面的形式，其中个别同步环分别设置在惰轮与所述可轴向移动的耦合装置之间。借助相互对齐并可相对导向的摩擦面在换挡过程中通过这些摩擦面的摩擦接触可实现传动轴的转速与新的变速器挡位的可在该传动轴上转动地转动支承的惰轮之间的转速同步。
相反，在载重汽车中通常使用这样自动变速器，其没有直接称作同步设备就够用并且具有相对简单地被安装的爪齿离合器。但为了使对确定的传动比存在的惰轮与分配给该惰轮的传动轴相配合，这种自动变速器公知地具有传动系制动器鼓，通过该传动系制动器鼓的制动作用，例如变速器输入轴可在高换挡过程期间制动到所述转速同步。
对这种传动中的传动变化过程通常不必，借助所述同步装置精确地实现由所希望的新的传动比和汽车的行驶速度所预给定的目标转速或者同步转速SD。更准确地说，通常变速器输入转速与同步转速这样程度地同步，使得转速的值落入接入转速窗F，该接入转速窗的边缘FO和FU略高于同步转速SD或略低于同步转速SD。
自动变速器工作时，情况条件例如在汽车刚要停车之前起动换挡时会发生，同步转速SD或者对新的挡位的反应转速窗F低于汽车驱动电机的空转转速。这种情况在图2中示出。
根据图2，这种情况通常被实施为回挡(Rueckschaltungen)，在回挡中变速器输入轴的转速在部分或者完全闭合离合器时直到接近该转速窗F，该转速窗低于驱动电机的空转转速LD。
接入过程、即去除用于操作挡位插入执行器的变速器控制设备，在已知传动控制方法中在这样的时刻t_1去除，即在该时刻变速器输入转速GED从小的转动值出来达到所谓接入转速窗F的下极限值FU。
因为变速器输入转速GED的梯度在部分或者完全闭合离合器时几乎不会受影响并且相对陡峭，所以实际的接入过程、即一般只有当变速器输入转速GED在转速振荡器(Drehzahlueberschwinger)的意义上已超过转速窗F的上转速极限值FO时才发生具体挡位所碰到的惰轮与所分配的传动轴借助所述耦合装置的抗扭转的连接。在这种情况下存在相对高的转速差，该情况在相关的惰轮与所分配的传动轴抗扭转的连接时与相应的舒适损失相关。为了使挡位的实际插入变得容易并且改进换挡舒适性，离合器的打开至少稍后或者完全不进行。
根据该背景知识，本发明的任务在于介绍一种用于自动变速器的控制方法，当关于用于新的挡位的传动输入的同步转速小于驱动电机的空转转速时，则利用该方法可实施令人舒服的换挡过程。
从独立权利要求所述的特征得到该任务的解决方案，而从从属权利要求中可得到本发明的一些有利的扩展方案和改进方案。
本发明以这样的知识为基础，即当变速器输入转速不是如同期间通常所随着上升的转速值，而是从最大转速值接近新的传动挡位的同步转速时，则可以明显地改进换挡过程中的换挡舒适性，在换挡过程中新的传动挡位的同步转速低于可与变速器相连的驱动电机的空转转速。与此相应的技术背景是，在这种高转速水平的情况下在打开离合器的和转速下降时转速梯度容易受到影响并且因此比在加速转速的情况下在部分关闭或者完全关闭离合器时有利于接入过程。
因此，本发明基于用于在传动变化过程期间控制自动变速器的方法，其中用于新的传动挡位的同步转速低于与变速器相连的驱动电动机的空转转速，并且其中，当变速器输入转速达到预先给定的包括同步转速的转速窗时，才激活用于插入新的传动挡位的挡位插入执行器。此外，为了解决所提出的任务，还设置了，不同于在高换挡模式中的其它通常的回挡模式来实现换挡过程。
通过控制换挡过程，变速器输入转速可以令人舒适低并且可能也比至今常用的更快速地与新的转动挡位的同步转速同步，因为在部分关闭离合器时首先可以以相对高的转速梯度来提高电动机转速或变速器输入轴的转速并接着可调节地制动直到同步转速。
鉴于通过变速器控制设备解除相应的控制指令，例如导致了，只有当变速器输入轴达到更高的变速器输入转速值的转速窗的上转速极限值时才激活挡位插入执行器。
在本发明的一个优选实施形式中，这意味着，在部分或者完全关闭起动离合器和/或换挡离合器时提高传送输入转速直到超过转速窗的上转速极限值，接着打开离合器并且最后通过制动器降低变速器输入转速直到同步转速。
根据本方法的另一变形方案，可设置了，在变速器输入转速达到转速窗的上转速极限值之上的值之后并且在该转动输入转速具有与电动机空转转速相同的值之前将起动离合器和/或换挡离合器打开。
为了将传动变化过程设计得时间上尽可能短，此外还优选地设置了，直接在打开起动离合器和/或换挡离合器之后激活传动制动器，该转动制动器间接或者直接对变速器输入轴制动。在此，该传动制动器一直保持激活直到该变速器输入转速从更高的值达到转速窗的上转速极限值。
但根据另一变形方案，也可设置，传动制动器至少一直由变速器控制设备调节地保持在制动工作中，直到变速器输入转速达到同步转速。
通过本发明，同时了解了本发明的改进形式，根据该改进形式制动器至少一直调节地保持激活，直到变速器输入转速基于预先确定的或者当前所测量的转速梯度值达到同步转速。
但，起动离合器和/或换挡离合器的打开以及传动制动器的操纵也可以在时间上重叠地进行，使得当起动离合器和/或换挡离合器首先仅仅部分打开时才激活传动制动器。
此外，被评为有意义的是，当传动制动器这样制动地操纵使得产生变速器输入转速梯度时，利用该梯度可以以尽可能高的换挡舒适性实现换挡过程。
最后，本发明的另一些组成部分是，当变速器输入转速从高转速值出来达到转速窗或者同步转速的高转速极限值时，才接触用于挡位换挡的信号。
最后，即使起动离合器和/或换挡离合器不是由单独的执行器而是可通过离心力操作地来构造，则也可以使用根据本发明的的方法。在这样的情况下，为了关闭或打开离合器而改变驱动电动机的转速。
参照实施例可进一步阐述本发明。为此，为本说明书附加了附图。其中
图1示出了在使用根据本发明的控制方法的情况下换挡过程中的变速器输入转速的时间曲线，其中同步转速低于驱动电动机的空转转速，以及图2示出了如图1一样的示意图，但使用公知控制方法。
如前面已经提及的那样，图2示出了自动变速器的变速器输入轴的转速曲线，其中目标转速或者同步转速SD明显地低于可通过起动离合器和/或传动离合器与变速器连接的驱动电动机的空转转速LD。
通常在这样的行驶工作情况下所使用的控制方法是，为了实施传动比变换过程而完全或者部分关闭离合器，并且从时刻t_0起通过完全或者部分关闭离合器变速器输入轴的转速GED如图所示地升高。在这时候，汽车的驱动电动机以空转转速运转。
一旦变速器输入转速GED在时刻t_1达到转速窗F的下转速极限值FU，则由变速器控制设备产生用于挡位插入执行器的信号S1，由于该信号执行器开始插入目标挡位。在这种情况下，如上面已阐述的那样，该执行器移动耦合装置，例如可抗扭转且可轴向移动地设置在传动轴上的滑动套筒，利用滑动套筒具体挡位的传动惰轮可与所分配的传动轴抗扭转地相连。
因为机械上的换挡过程要求一定的时间，所以在变速器输入转速GED明显地高于转速窗F时进行机械上的换挡过程。因此，在同步转速SD与变速器输入转速GED之间也存在相对高的转速差，该转速差结果导致了很少的令人舒适且因易受费拉里效应影响(lastschlagbehftet)的挡位交换。如图2所示，变速器输入转速GED在时刻t_6才与同步转速SD相同，该同步转速标识了换挡过程的结束。
与之相比图1示出了，变速器输入转速GED借助根据本发明的控制方法略微快速且以一致的转速曲线来实现接近目标转速或者同步转速SD。因此，也可实现很多令人舒适的换挡过程。
尽管该换挡过程是回挡，其中目标转速或者同步转速低于汽车的驱动电动机的空转转速，但当在此是高换挡过程时根据本发明这样地实施传动比改变过程。
详细地，在该控制方法中通过变速器控制设备的涉及的控制信号部分或者完全地关闭起动离合器或者换挡离合器，使得实现了将转矩从驱动电动机的驱动轴传递到自动变速器的传送输入轴。如图1详细加以说明的那样，驱动电动机在该阶段以其空转转速LD运行。然后，时刻t_0开始，以相对高的转速梯度提高传动输入转矩GED，从时刻t_0起用于加速变速器输入轴的足够高的转矩可供使用。
现在特别有意义的是，并非如在根据图2的方法中已在变速器输入轴与转速窗F的下极限转速FU之间转速相同时，而是首先在时刻t_4稍后解除用于操作所述挡位插入执行器的控制信号S2。
由此首先进一步提高了变速器输入转速GED。在该例子中，接着在时刻t_2通过相关的控制指令打开离合器，使得变速器输入轴随着转速梯度增加而首先无驱动地继续转动。时间上与离合器的打开重叠地或者如图1中所示地直接在打开离合器之后在时刻t_3激活传动制动器，通过传动制动器的制动啮合到变速器输入轴首先调节地减少其转速GED直到时刻t_4。
在时刻t_4变速器输入转速GED从高转速值达到转速窗F的上转速极限值FO。该结果由变速器控制设备得到并且评估为用于接触挡位插入执行器上的控制信号S2的起始时刻。接着通过挡位插入执行器的操纵作用到自动变速器中的上述耦合装置上，执行传递改变比的实际转换并且接着又关闭所述离合器。接着，挡位变换在时刻t_5关闭，该时刻还在根据图2的时刻t_6之前。
如相对于图2图1详细加以说明的那样，传递输入转速GED在应用根据本发明的方法的情况下利用很多一致的曲线达到目标转速或者同步转速SD，使得不同于公知方法地实现了令人舒适的换挡过程。
只要并非由单独的执行器而是可通过离心力操纵地构造起动离合器和/或换挡离合器，则根据本发明设置了，为了关闭和打开离合器而改变传递电动机的转速。
附图标记F接入转速窗FU窗的下转速极限值FO窗的上转速极限值GED变速器输入转速LD驱动电动机的空转转速MD电动机转速SD同步转速t时间t_0输出时刻t_1(现有技术)挡位插入执行器激活的起始时刻t_2打开离合器的时刻t_3变速器制动器的激活时刻t_4挡位插入执行器的激活起始时刻t_5转速相同的时刻t_6转速相同的时刻S_1换挡信号(现有技术)S_2换挡信号
权利要求
1.一种用于在传动比改变过程中控制自动变速器的方法，其中用于新的传动挡位的同步转速(SD)低于与所述变速器相连的驱动电动机的空转转速(LD)，并且其中当变速器输入转速(GED)达到预先确定的接入转速窗(F)时才激活用于插入新的传动挡位的挡位插入执行器，其特征在于，所述换挡过程不同于至今常用的回挡模式而在高换挡模式中被实施。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在部分或者完全关闭起动离合器和/或换挡离合器时通过增大驱动电动机的转速而提高所述变速器输入转速(GED)直到超过所述转速窗(F)的上转速极限值(FO)，接着打开所述离合器，并且最后制动所述变速器输入转速(GED)直到同步转速(SD)。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述变速器输入转速(GED)超过所述转速窗(F)的上转速极限值(FO)之后并且所述变速器输入转速(GED)达到电动机空转转速(LD)之前打开所述起动离合器和/或换挡离合器。
4.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，当所述变速器输入转速(GED)从更高的变速器输入转速值达到所述转速窗(F)的上转速极限值(FO)时才激活所述挡位插入执行器。
5.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，在打开所述起动离合器和/或换挡离合器之后激活传动制动器。
6.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，当仅仅部分打开所述起动离合器和/或换挡离合器时则所述传动制动器已经激活。
7.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，保持所述传动制动器一直激活，直到所述变速器输入转速(GED)从更高的值达到所述接入转速窗(F)的上转速极限值(FO)。
8.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，调节地保持所述传动制动器一直激活，直到所述变速器输入转速(GED)达到所述同步转速(SD)。
9.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，调节地保持所述传动制动器至少一直激活，直到所述传递输入转速从当前的转速梯度值达到所述同步转速。
10.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，所述传动制动器这样地被制动，使得产生变速器输入转速梯度，利用所述变速器输入转速梯度可以以高换挡舒适性来实现换挡过程。
11.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，当所述变速器输入转速(GED)从高的转速值达到所述接入转速窗(F)的上转速极限值(FO)或者同步转速(SD)时才解除用于所述起动离合器和/或换挡离合器的结束信号以占据松弛位置。
12.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，当所述起动离合器和/或换挡离合器不是由独特的执行器而是可通过离心力操纵地构造时，改变驱动电动机的转速以关闭和打开离合器。
全文摘要
本发明涉及一种用于在传动比改变过程中控制自动变速器的方法，其中用于新的传动挡位的同步转速(SD)低于与所述变速器相连的驱动电动机的空转转速(LD)，并且其中当变速器输入转速(GED)达到包括同步转速(SD)的预先确定的接入转速窗(F)时才激活用于插入新的传动挡位的挡位插入执行器。为了能够实现比现在更舒服的换挡过程，建议执行一种在高换挡模式中不同于至今常用的回挡模式的换挡过程。
文档编号B60W50/06GK1965184SQ200580018386
公开日2007年5月16日 申请日期2005年6月3日 优先权日2004年6月5日
发明者鲁珀特·克拉默, 马里奥·施泰因博恩 申请人:Zf腓德烈斯哈芬股份公司