专利名称：用于切换动力换档变速器的方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于切换(shifting)变速器的两个离合器的方法。此类方法主要用于控制汽车中自动的或自动化变速器中的离合器。
背景技术：
DE101543722公开了一种依照权利要求1前序部分的方法，其中使用一个时序重叠，一个被分配了新的档位的动力接收离合器被闭合，而一个被分配了以前的档位的动力输出离合器被断开，其中的离合器具体化为滑动控制的湿式离合器。动力接收离合器的闭合大约发生在达到一与动力输出离合器的离合器容量相对于的工作压力下，动力接收离合器的闭合发生在充入填充压力之后，其终止于充入结束时。该方法假定，在手工触发的功率转换(牵引换高档和超速调低档)中，以如下方式执行动力接收离合器的充入，该动力接收离合器具有与动力输出离合器装置的离合器容量的数量级相对应的增大的填充压力，确定充入的结束并且在检测到充入结束时，动力输出离合器断开且具有一定的时序重叠，并且动力接收离合器的离合器容量进行适应。
该方法的一个缺点是动力输出离合器可能在会在已经检测到充入结束时才断开，这会导致很高的控制复杂性和控制难度并且导致不必要的过长的换档周期。
US4527678公开了一种依据权利要求1前序部分的用于双离合器式变速器的换档方法。双离合器式变速器具有两个变速器输入轴，每个输入轴都可以通过离合器装置连接到驱动器，即内燃机上，并且可以通过不同的档位装置连接到变速器输出轴。机械自由回转机构的功能是由具有基于滑动的转矩的传递和随后的发动机速度适应阶段的适当转矩传递方法的装置提供的，动力输出离合器在转矩传递开始时进入滑移区，而这可以从增大的发动机速度或驱动转速中检测出来。
在US6385520中描述了一种将自动变速器中转矩的传递作为转速或传动比的函数进行控制的方法，所述方法构成了对美国专利US4527678的发展。在此，非常重要的一点是将动力输出离合器的转矩设置为零，尤其是在转矩传递结束时，即当动力接收离合器达到当前发动机转矩的水平时。如果这不合适，则在输出处可用的转矩会由于受力状态而减小。如果变速器安装在汽车中，则在输出转矩中存在轻微的压力或车辆的加速会降低到连接档位的水平之下时，驾驶员会将其评价为有损于舒适性，然而变速器的剧烈施压可以导致驱动轮锁死，而出于安全原因的考虑，这是不能接受的。
DE19522834公开了一种用于在自动变速器中搭接换档的方法，其中离合器的搭接时间取决于施加到变速器上的载荷。另外还恢复了一个最佳调和差分转速。在此离合器的搭接时间适应于所涉及离合器的热容量和电动液压驱动系统的驱动速度的要求并且进行了优化。然而，所述方法也显露出上面提及的转矩传递方法的两个显著弱点。它们是通过允许动力输出离合器的滑动来增加转速的必要性以及在选择转矩传递时间段时的局限性。
因为驾驶员尤其期待来自自动变速器的舒适性水平并因此以一种很敏感的方式对发动机中转速的增大做出反应，所以由于该方法而在动力输出离合器设置的滑动量以及其上升梯度和下降梯度都必须保持很小并且保持很低的动态值。
还可以从DE19631983获知另一种用于双离合器式变速器的换档方法，其具有多个通过同步齿轮装置切换的档位。在此，动力输出离合器的转矩零交叉是通过将一个改进的处于张应力下的同步套脱离啮合而检测出来的。在此，配设有截槽的同步齿轮的灵敏度不足以提供动力输出离合器的无震动的去耦，例如通常在城市交通中出现的存在相对较小的转矩的情况下。因为与稍微应用转矩的合体的连接被打破，所以输出离合器的剩余残余转矩就突然降低并且将因此而生成驾驶员可以感觉到的震动或可以听到的声互作用。
基本上，此前公布的用于传递转矩的方法都是尝试确保由离合器传输的单个转矩在总体上的总和与当前发动机转矩相等。这是必要的，因为两个离合器都将保持在超速状态，并且这也用作转速控制器或传动比控制器的基础。因此，换档操作的过程在范围上很宽并且需要大量的时间。动力输出离合器首先必须进入超速状态，这会花费一些时间，大约为150到300毫秒，驾驶员会感觉这是一个缺点，因为变速器并不是很自然地换档。这尤其适用于自动变速器和使用预先选择的档位的策略进行驱动的双离合器式变速器。换档操作的过程可以在此时直接开始，但是其开始却被滑动的提前设置而延迟。
另外，非常不利的一点是由离合器传输的单个转矩的总和在总体上与当前发动机的转矩相等，因为当在所设置的转矩中出现小问题时，通过这些转矩传输的发动机速度立即做出如下反应当总转矩降低时它在当前发动机转矩之下升高，或者当总转矩增大时在发动机转矩的水平上面降低。因此，在转矩传递的过程中，发动机速度的轮廓图将会很容易地出现剧烈的波动，因为两个离合器均在滑动状态下操作，因此会对很小的变化做出很直接的反应。
因此，根据本发明，转速控制器仅由转速中的轻微降低——这也会造成输出转矩中的降低——即可检测出转矩传递的开始，在一方面，使这种过渡在匹配过程中保持稳定非常复杂，另一方面，驾驶员很容易就能注意到转矩及车辆加速中的这种降低。另外，该控制器必须对离合器的不同的摩擦关系和流体系统的另一个反应行为做出反应或者与之匹配，其中必须要考虑大量的参数，例如温度或功率(较高的转矩或较低的转矩、档位、牵引状态或超速操作状态)。因此，必须执行的匹配就会消耗大量的时间并且为此需要占用变速器控制器中的很多资源。如果所要设置的转速差非常小，那么这个问题就会更加严重。因此，转速的控制必须是高质量而且快速的，这只能通过在变速器的全部范围中通过更大的代价来实现。
另外，转速控制器应对动力传动系统的不同固有频率做出反应，由于这个原因，在针对转速、滑动或传动比匹配控制器时，必须要确保针对相应的频率进行相应地抑制。这又会限制控制器的动力性，为此转矩的传递就不能在如同所希望的那样短。根据该原则，用于控制的转速控制器具有与动力传动系统的固有频率相应的灵敏度。如果，例如，由于动力传动系统中的过程中已经存在振动，则要么是没有被转速控制器抑制，要么在一种不利的情形中振动被放大。为此，很难执行最佳匹配，并且这将导致更短的动态匹配过程，这又会延长换档时间。
同样的情形适用于在传递转矩时的适当过渡。为了增强驾驶员的舒适性，很显然需要避免在换档过程中出现跳跃和弯曲，因为它们将导致震动和颠簸。在此非常不利的一点是限制基础控制过程的动力性，因为不能适当地跟随适当的预定转矩轮廓图，如果控制器不能跟随或者试图通过在放大系数中进行相应的增大而补偿这些故障，则系统将倾向于出现振荡。
相反，当出现相对较长的转矩传递时，转速控制器击中动力传动系统的相应频率、然后变得不稳定，即变得振荡、的可能性就有所增大。这是由于所发生的过程的时间较长，其结果是所出现故障的数量以及出现不稳定结果的可能性也有所增大。
转速控制器的基本控制动力性限制了旋转由动力输出离合器到动力接收离合器的过渡速度，因为转速信号和转速梯度的调节只出现在一个延迟之后，并且还包括所有已知控制器概念都无法很合适地解决的空载时间分量。因此不可能进行转矩的快速传递。这会导致换档时间的延长，而这并非驾驶员所希望的。
另外，在匹配转速控制器时，必须要考虑会随温度而降低的变速器油的粘度，因为这会改变控制器系统的动力性。不同的档位也会出现不同的动力传动系统的不同固有频率，例如，在较低的档位中会出现大约2Hz的较低的固有频率，并且在较高的档位中会出现大约8到10Hz的较高的固有频率。这就需要将温度、档位和换档过程的类型与在传感器系统、控制方法和控制容量中较高程度的开支匹配起来。
通常只能从转速中的降低识别转矩传递过程的结束。这在加速过程中出现变化时存在缺点，例如出现震动时，驾驶员可能会对此感到厌恶。另外，很难检测到转矩传递结束的精确时间，因为在匹配过程中，必须要在检测出转矩传递中止和动力传动系统中出现的轻微的震动之间取得适当的折衷，而动力传动系统中的轻微震动与所得出的转矩传递结束的结论毫无关系。在特定情况下，这会延长换档过程的精确时序。
因为这些方法通常依赖于通过转速中的降低而做出的传递过程结束的检测，所以转矩的轮廓图也由所提供的转速轮廓图决定。因为这会影响到齿轮过渡到随后的转速适应阶段，在该阶段发动机速度用于适应新的传动比，所以不能选择转速的其它轮廓线和随后转矩的轮廓图。
发明内容
因此，本发明的目的是以一种至少部分地克服现有技术中已知缺点的方式改善对两个离合器进行转换的方法，特别地，换档舒适性得到增强并且换档周期和控制复杂性得到降低。
该目的是通过具有权利要求1中特征的装置实现的。
至少转矩传递的第一阶段可以通过两个离合器的简单的控制实现，其中具有如下优点在转矩传递期间，动力接收离合器在滑移区增加最大转矩，动力输出离合器减小最大转矩，在转矩传递的初始阶段，动力输出离合器具有比维持其粘着状态更大的最大转矩。因此，就不需要对离合器容量进行的复杂控制和对转速波动等进行复杂的感应，例如可以从现有技术过程中知道的那些复杂的控制和复杂的感应。尽管所述离合器的最大转矩有所降低，但是动力输出离合器的转速仍然固定地连接到发动机的传动轴上，而动力接收离合器在滑动下增大其最大转矩。
因为故意在转矩传递的较大范围内将动力输出离合器保持在超出容量的状态，只有滑动的动力接收离合器确定转矩的过渡，由此确定在输出处可用的转矩的轮廓图，并因此确定车辆的加速。在此，非常有利的一点是发动机速度可以不连续或下降并且输出转矩的轮廓图和车辆的加速轮廓图仅仅由转矩接收离合器确定。在此，不会在两个离合器的控制电路之间出现将会影响发动机速度稳定性或车辆加速轮廓图的干涉。
因此换档过程不要求准备时间，并且在转矩传递的准备过程中不会出现不希望的转速的升高。
一旦动力接收离合器能够接收转矩，换档过程即可开始。因为然后驾驶员会立即感觉到车辆加速过程中的变化，所以使用该方法执行的换档操作在感觉上很自然而且响应迅速。另外，该方法对于转矩中的波动和/或发动机转矩性能规格中的不精确性不是非常敏感，因为它们没有用于直接控制转矩的传递，转矩的传递仅仅由动力接收离合器的转矩分量中的增大来确定。因此，也可以很容易地补偿离合器性质中的波动和特定情况下润滑剂中由温度、老化及磨损导致的波动。
只要变速器或输出轴不受到阻碍，动力输出离合器到滑移区的过渡就可以在转矩传递的任意时刻发生。即，无论动力接收离合器占用了多少驱动转矩都不重要，无论是10％、50％，抑或甚至为90％；过渡仅仅取决于控制系统对两个离合器的滑动控制的进一步要求。
为此目的，在转矩传递的第一区域，即动力输出离合器仍然滑动的区域，特别地使用超额容量操作该离合器。这就意味着动力输出离合器被安全地保持在连接状态。对于转矩传递的第一阶段，这会导致离合器的传输转矩的总和大于发动机或驱动器输入系统中的当前转矩。可以被离合器传输的转矩的总和并未降低到或略微低于发动机转矩的水平，因此导致动力输出离合器滑动，直至在过渡的最后阶段进入动力输出离合器的滑移区。
该方法优选地用于牵引换高档和超速调低档过程，但是也可以按照希望的那样使用，即不取决于驱动器是驱动还是制动，动力接收离合器的转速比动力输出离合器的转速高还是低。
按照这种考虑，离合器是否以相同或不同的转速运行就无关紧要。相同的驱动转速出现在，例如双离合器式变速器中，其具有一个驱动轴和两个同轴输入轴和两个在其上面布置的离合器。不同的输入转速出现在，例如当自动变速器的不同轮辐存在两个离合器和/或制动带时。在后一种情形中，在计算转矩时，仍然需要考虑不同驱动转速的影响，但是如果标准化为一个统一的转速，则所述效果会生成与上面一段中所述的相同的转速容量的轮廓图。
如果滑动的动力接收离合器传输相当部分的驱动转矩，则动力输出离合器有利地移动进入滑移区。动力输出离合器的滑动优选地限制为在转矩传递序列中一个很晚的时间出现，此时动力输出离合器只是传输少量的转矩，即50％以上的驱动转矩。因此，在转矩控制中出现的故障只能产生很小的影响，因为动力接收离合器已经接管了转矩的主体部分。因此，在很大程度上限制了在车辆的加速过程中出现转速谐波和故障的可能性。这就增强了舒适性并且允许实现更加简单从而更加可靠的控制技术和控制元件的实施例，其中控制元件可以是例如变速器控制器、电力和流体致动器元件等。
发动机转矩计算中的不精确性也不会对该方法产生显著的影响。在上面已知的方法中，一个错误的发动机转矩可以很容易地造成转速控制器的错误动作，其结果是可能造成转速谐波，因为在给定时刻，离合器可能会在发动机满转矩处以相当高的转速梯度出现自然的转向，但是这样的谐波会被驾驶员感觉为具有破坏性的。这些转速谐波不会出现，因为动力输出离合器处于粘着摩擦区域，因此动力输出离合器的输入轴的转速在转矩传递的大部分时间内继续与发动机速度相等。
在本发明的另一个实施例中，可以按照需要设置转矩传递的时间。因为方法是从根本上进行控制，所以不需要复杂的控制电路，只需要考虑控制进行的相对较慢还是较快，且不存在不能进行控制的转矩传动。因此，可以为换档行为或驾驶员的舒适性要求和/或不同的操作状态提供容许量。如果驾驶员希望以一种快速的方式驾驶或者以一种舒适的方式驾驶，则应该选择相应的较短或较长的时间。当最大转矩较低和/或处于较低的驱动转速时，该时间段也可以更短一些，然而，当驱动功率水平较大和/或驱动转速较高时，时间段也可以增大从而确保令人感到满意的控制。这也适用于在较低或较高的变速器档位时的换档过程，并且在此时间段也可以依照要求适用于不同的数值。
另外，可以按照需要设置动力输出离合器中最大转矩中降低的时间和动力接收离合器中最大转矩增大开始的时间，这两个时间可以是同时的或错开的。时间错开意味着动力输出离合器可以首先减小最大转矩，但是并不在粘着限制下，然后动力接收离合器增大最大转矩。或者相反，动力接收离合器首先开始增大最大转矩，然后仅仅动力输出离合器开始减小最大转矩。因此可以增强换档速度和/或换档舒适性，例如，如果使用两个不同类型的离合器，或者断开或闭合的离合器要求一个起动时间。
该方法还防止在变速器中开始换档过程中发生问题，必须要，例如适应供液系统的压力级才能够执行换档过程。致动器元件可以在操作过程中改变其特定的性质，但是这暂时并不会对换档过程产生影响。用于进行控制的功能甚至可以补偿换档过程中受控变量的偏差以及工作点的偏移，而根据现有技术它必须发生在换档过程之前。
这也能够以一种类似的方式应用于具有干摩擦板或部分牵引力支持变速器概念的双离合器式变速器。在此，根据现有技术，致动器元件通常在相对应的工作点由快速动作锁定离合器装置用作实例。因为这些驱动过程中必然伴有震动，所以动力输出离合器的初期滑动控制阶段就会受到干扰。所有这一切都不会出现在依照本发明的方法中，因为这些驱动过程是转矩传递的一部分。因此，可以更加迅速而可靠地实现整个换档过程。
另一个有利的实施例保证在转矩传递过程中不会连续出现动力输出离合器的最大转矩的降低。特别地，对动力输出离合器而言，在转矩传递结束时可以比转矩传递开始时更加迅速地执行这种降低。可以利用这一点，这样在转矩开始传递时，动力输出离合器可以缓慢地调整到一个点，最大转矩由该点开始缓慢降低然后非常急剧地降低至一个刚刚高于动力输出离合器的当前粘着摩擦限制的一个数值。因此，可以使用简单的控制方法调整动力输出离合器。
在动力输出离合器装置执行的转矩传递结束时，有利地生成一个引起转矩传递自动终止的滑动控制器。或者，在功率接收的离合器实现的转矩传递结束时，可能会生成一个引起转矩传递自动终止的滑动控制器。在一个很短的时期内，两个离合器均在滑动状态下偏移，其结果是离合器所传输的转矩明白无误地由下列事实的优点确定，即两个滑动离合器所传输的转矩由滑动控制器装置确定，因此驱动转矩由离合器的总转矩适应变化而来。在该区域中，发动机和变速器的转速有利地保持基本恒定，这样就不需要考虑来自涉及惯性的旋转物体的加速或减速。在此可以接受转速的轻微变化，因为它的持续时间很短和/或导致新输入的转速。
优选地通过监视所设置的离合器压力或所设置的离合器位置来确定转矩传递的结束。该数据可以很简单容易地确定，这样就不需要花费很大气力配置传感器，并且可以使用简单的控制方法进一步处理所获得的信号。
在动力输出离合器进入滑移区之后，驱动转速最好与动力接收离合器的转速相等。在每个换档过程中，传动轴的转速也必须由动力输出离合器的转速调整为动力接收离合器的转速，在牵引模式或超速模式中，这可能是转速的增大或转速的降低。在转矩完全传递至动力接收离合器之前通常不会执行转速的适应。由于动力输出离合器出现滑动的时间较晚，所以使用该方法可以在转矩传递过程中使驱动转速仍然直接根据动力接收离合器的转速进行变化。一旦动力输出离合器发生滑动，动力接收离合器的最大转矩就增大到动力输出离合器的最大转矩和动力接收离合器的最大转矩比当前驱动转矩高的程度。因此换档周期在总体上有利地缩短，特别地这是由于转速适应阶段缩短的缘故。
作为惯例，在动力输出离合器完全断开后，驱动转速可以与动力接收离合器的转速相等。然后，以连续地适应转速的方式设置动力接收离合器的最大转矩。
更加有利的是，驱动转速的适应周期可以按照需要进行设置。当传动转速进行适应的时候，会在输出轴上出现振荡或制动影响，这取决于转速比和是否出现牵引模式或超速模式。然而，如果可能的话应该避免该影响，或者尽可能使该影响尽可能小，因为驾驶员会感觉这是一种不希望出现震动，即短暂的加速或制动。因为适应的持续时间是可变的，所以就可以顾及换档行为和驾驶员的舒适性要求和/或不同的操作状态。如果驾驶员希望以一种快捷的方式驾驶或者以一种舒适的方式驾驶，则应该选择相应的较短或较长的时间。当最大转矩较低和/或处于较低的驱动转速时，该时间段也可以更短一些，然而，当驱动功率水平较大和/或驱动转速较高时，时间段也可以增大从而确保转速的适应中尽可能不出现震动。这也适用于在较低或较高的变速器档位时的换档操作，并且在此时间段也可以依照要求适应于不同的数值。
在换档过程中，驱动转矩优选地短暂地增大和/或降低。因此，通过有意地短暂增大和/或降低驱动功率，转矩中的升高或降低所造成的影响就可以通过使用转矩在其后的升高或降低对转矩进行的适应而进行补偿，而后者是由于转速适应造成的并且会导致出现上述震动。因此，在整个换档过程中，在输出轴处的输出转矩轮廓线就比较稳定，并且最好是连续的。在此附加传动转矩或制动转矩也可以由发动机自身生成和/或由存在并连接至驱动轴上的装置，例如电动机、液压泵、起动发动机等提供。
与动力输出离合器相关的档位最好在转矩传递结束后直接脱离啮合，这样在转矩传递过程中出现故障时，就可以避免不希望的受力状态。
本发明中的方法可以用于具有两个变速器输入轴和一个输出轴的双离合器式变速器，其中在使用自动变速器时每个输入轴均分配了一个离合器，同样的情形还适用于其中转矩被由一个离合器传输至另一个离合器中的所有其它已知变速器，如在DE10153722中进行了部分描述的变速器。
在本申请中任意位置提及的离合器均是指在轴之间可以实现可切换摩擦和/或非强制锁定连接的机械元件。它们可能是干摩擦离合器、湿式摩擦离合器，例如多盘式离合器和/或自动变速器的制动带。使用该方法，尤其有利的一点是可以控制两个不同设计的离合器，例如一个制动带和自动变速器的湿式多盘式离合器。在此，最大转矩的生成，即离合器的启动，可以由液压、机械、电动或气动致动器元件执行，或者由其它适当的致动器元件执行。由于设计的原因，所以不言而喻，每个离合器都可以是动力输出离合器或动力接收离合器，这取决于在特定时间传输的档位和所要执行的换档将变换成的档位。
在附图中可以发现本发明的其它有利的细化，其中图1a到图1c显示了在最后阶段对动力接收离合器进行了滑动控制的转矩传递图；图2a到图2c显示了在最后阶段对动力输出离合器进行了滑动控制的转矩传递图；图3a到图3c显示了在最后阶段动力输出离合器的容量滑动降低的转矩传递图；图4a到图4c显示了在最后阶段动力输出离合器的容量急剧降低的转矩传递图；图5a到图5c显示了具有一个重叠转速的适应阶段的转矩传递图；以及图6a到图6c显示了非线性转矩的轮廓图。
具体实施例方式
图1a到图1c显示了对动力接收离合器进行了牵引换高档的滑动控制的转矩传递图，图1a显示了转矩的轮廓图，图1b显示了转速的轮廓图，图1c显示了与动力输出离合器和动力接收离合器相关的档位的切换状态。
在t0时刻，换档操作开始，在该操作中动力输出离合器K1的最大转矩MK1减小至一个略微高于当前驱动转矩MA的绝对值，这样动力输出离合器K1就可靠地保持在粘着摩擦区域；并且动力接收离合器K2以档位G2啮合。该过程也可以在实际的转矩传递之前的一段时间内执行，即，如果从当前驾驶情形来看迫切需要一个换档过程的时候。在变速器输出处可以得到用于驱动车辆的输出转矩Mab1，Mab1是由驱动转矩MA和变速器的当前所选档位G1的传动比计算得来的。
在时间为t1处，动力接收离合器K2开始逐步形成最大转矩MK2，MK2对应于离合器K2正在传输的当前转矩M2，因为动力输出离合器K1在由于两个离合器K1和K2之间的转速和功率比而形成的牵引换高档期间发挥自由回转机构的功能。然后，使用驱动转矩MA减去当前传输力矩M2，从而得出动力输出离合器的当前传输转矩M1。动力接收离合器的转矩M2增大的结果是，在变速器输出处用于驱动车辆的可用的生成输出转矩Mab随着M2的增加而降低，输出转矩的轮廓图并未指向零，但是几乎接近于输出转矩Mab2的值，后者是最近选择的档位G2、完全断开的动力输出离合器K1和完全闭合的动力接收离合器K2共同作用的结果。
从t2时刻开始，动力输出离合器K1的最大转矩MK1就连续地减少，在此离合器仍然处于粘着摩擦区域，即最大转矩MK1继续大于其当前传输转矩M1。在t3时刻，最大转矩MK1与当前转矩M1大小相等，但是从该点开始，动力输出离合器进入滑移区。从t3时刻起，两个离合器的最大转矩MK1和MK2的总和就暂时小于当前驱动转矩MA，从而导致驱动转速nA暂时增加。在检测到转速的增加时，动力接收离合器K2由完全控制转换为滑动控制，并且将驱动转速nA作为一个控制变量，设置了与之相应的最大转矩MK2。同时，最大转矩MK1进一步减小，减小速度也有所减缓，在t4时刻速度变为0。只要动力输出离合器K1不再传输力矩，相关的档位G1就在t5时刻脱离啮合，其在时间上尽可能靠近t4，如图1c所示。
动力接收离合器K2在动力输出离合器K1在t3时刻进入滑移区时才受到滑动控制，特别地，驱动转速nA和动力输出离合器K1的转速n1之间的转速差被用作控制变量。一旦动力输出离合器K1在t4时刻不再传输任何转矩，就开始进入通过控制动力接收离合器K2而实现的转速适应区域，到t6时，驱动转速nA降低至动力接收离合器K2的转速n2的水平。这样，在t4和t6之间不会由于动力效应而造成输出转矩Mab2的增大，由于对发动机管理系统进行了干涉，所以驱动转矩MA在t4和t6之间短暂地降低。一旦转速nA和n2在t6时刻变得相等，离合器K2的最大转矩MK2就增加至与当前驱动转矩MA上方必要的安全间隔相对应的值，在t7时刻整个换档过程结束。
图2a到图2c基本上对应于图1a到图1c。唯一的区别在于，从t3时刻开始，动力输出离合器K1中用于传输至完全断开的离合器K1的最大转矩MK1在t3到t4时刻受到滑动控制，而动力接收离合器K2仅仅以受控方式继续增加最大转矩MK2，传输转矩M2也继续增大直至到达t4时刻，并且直到从t4时刻开始才进入滑动受控状态。该方法具有的优点是动力输出离合器K1进入滑动受控区域的过渡可以快速发生，这是因为当前传输的转矩M1仍然很小，换句话说只需要简单的滑动控制器。与之相比，则可以较为迟缓地，即从t3到t4，准备动力接收离合器K2的滑动控制器，从而从t4时刻开始就接收控制功能。总之，该过程可以允许对所要安装的两个离合器均采用相对简单的滑动控制器。
图3a到图3c也基本上对应于图1a到图1c。然而，在此动力输出离合器和动力接收离合器都仅从t3时刻开始受到控制，即，两个离合器都滑动并且在t3和t4之间具有仅仅取决于当前离合器状态和与之相应的控制的驱动滑动转速nA。取决于该设置，nA仍然维持在离合器转速n1的水平，或者有所增大的nA’(图中以虚线表示)的水平。该情形是最大转矩MK1’降到使动力输出离合器K2的最大转矩维持驱动转矩MA所必需的待定值之下。在这种情形下，在随后的转速适应阶段中的转速nA’必须在t4和t6之间由动力接收离合器K2进一步降低至n2，动力接收离合器K2随后受到滑动控制，发动机管理系统在必要的时候可以进一步降低驱动转矩MA’。该方法的此实施例的一个优点是，如上述实施例所述，动力接收离合器K2的滑动控制器就在t3和t4之间赢得了一些时间，从而在动力输出离合器K1在该过程中不受滑动控制时调整自身，这样用于两个离合器的滑动控制器就能够以一种更为简单的方式总体地实现。
在图4a到图4c中显示了与图1a到图1c中控制方法类似的另一个变体。此处它显示了滑动动力接收离合器K2的与当前传输转矩M2相等的最大转矩MK2是如何从t1时刻开始增大的，还显示了处于粘着区域的动力输出离合器K1的最大转矩如何减少了相应的数量。在t3时刻，动力输出离合器的最大转矩MK1比前面更为迅速地减小，特别是在t3时刻附近，其方式为动力输出离合器开始滑动。在此，t3时刻的选择方式是它就在t4时刻之前，即全部驱动转矩MA由动力接收离合器K2占用时。
图5a到图5c显示了与图1a到1c中控制方法类似的变体，其中在转矩的传递过程中已经发生了转速的适应。在t3时刻处，动力输出离合器K1的最大转矩MK1已经到达了其将被传输的转矩M1，K1开始滑动，而最大转矩MK1进一步减小直至在t4时刻变为零。作为K1滑动的结果，驱动转速nA在t3时刻后短暂地增大并且启动动力接收离合器K2的滑动控制。现在就开始执行滑动控制，然而其方式为动力接收离合器K2的最大转矩MK2大于为了与动力输出离合器K1的最大转矩MK1一起占用驱动转矩MA所必需的容量。
这会导致在变速器中出现轻微的压力。因为驱动转矩MA不受这些过程的影响，即，在该变体中无需干涉发动机控制，施压过程中所需的驱动转矩是由驱动的旋转能量中获得的，这会导致在施压过程中驱动器转速的降低。对动力接收离合器K2的最大转矩MK2的适当计算也会导致出现如下一种情形，其中从t3时刻起，可用的输出转矩Mab’就持续地保持为一个定值。这意味着驱动器转速中的降低被用于获得挤压能量以及在一段时间支持输出转矩M’ab。
一旦动力输出离合器K1在t4时刻完全断开，换档的受力状态也就结束并且动力接收离合器K2开始传输转矩M2’，M2’为全部驱动转矩MA加上驱动旋转能量的动态分量MR，其又取决于转速nA’的降低。驱动转矩M2’和驱动器最大转矩MK2’在此优选地以如下方式设置，即输出转矩Mab’在转速适应阶段与前面的t3和t4之间的受力阶段具有相同的数值。
在t4’时刻，在当前驱动速度nA’到达动力接收离合器K2的转速n2之前，即仍然处于转速适应阶段时，动力接收离合器的最大转矩MK2’连续地降低至当前驱动转矩MA。这会导致转速nA’中的降低减缓并且驱动转矩Mab’降低。该过程优选地通过如下方式进行控制，即在t6时刻，驱动速度nA’与转速n2相对应，输出转矩M’ab与输出转矩Mab2相对应，且Mab2是由驱动转矩MA和与动力接收离合器K2相关的档位G2产生的输出转矩。一旦转速nA和n2在t6时刻相等，最大转矩MK2就再次增大至一个超过当前驱动转矩MA的值。
在图6a到图6c中显示了与图1a到图1c中控制方法在理论上相同的一个实施例。唯一的区别在于在转矩传输于t1时刻开始时，动力接收离合器K2并不是以线性的方式形成最大转矩MK2，而是先缓后急地增长直至到达t2’时刻，此后增大速度再次降低。因此，传输转矩在t1和t4之间所生成的输出转矩Mab的过渡就非常平缓，因此驾驶员可以感受到更高的换档舒适性。
在理论上，M2可以在t1和t4之间呈现任意希望的适当轮廓线，这将取决于驾驶员预期或希望的反应。因此，对于快速的驾驶风格而言，可以快速增大动力接收离合器的转矩M2，这会对输出功率的降低产生直接的效果，从而向驾驶员发出非常自然的换档过程的信号。
概括地说，就上述方法的实施例而言，所有这些方法都不限于所示的实例。特别地，可以基于必需的换档速度、所传输的转矩、驾驶员的舒适性要求等按照需要选择和设置换档次序的时间。这也适用于所显示的转速和转矩的曲线，其中的一些曲线仅仅是示意性的。同样，在此所描述的所有方法都可以根据需要适当地彼此结合。
权利要求
1.一种用于切换动力换档变速器的方法，其中动力输出离合器和动力接收离合器在两个分开的变速器路径上在不同的变速器档位下与传动轴和输出轴连接，在该方法中，在换档过程中，由动力输出离合器向动力接收离合器进行转矩的传递，并且在该方法中，在转矩传递的初始阶段，动力输出离合器在粘着状态中传输一个驱动转矩，并且动力接收离合器断开，在转矩传递的最后阶段，动力接收离合器传输几乎全部的驱动转矩，其中，在转矩传递过程中，动力接收离合器在滑移区中增大最大转矩，动力输出离合器减少最大转矩，在转矩传递的最初阶段，动力输出离合器具有比维持其粘着状态所需最大转矩更高的最大转矩。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于动力接收离合器在动力输出离合器进入滑移区的过渡阶段至少传递50％的驱动转矩。
3.如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于动力输出离合器的最大转矩中的降低和动力接收离合器的最大转矩中的增大是同时开始的。
4.如权利要求1或2之一所述的方法，其特征在于动力输出离合器的最大转矩中的降低开始于动力接收离合器的最大转矩中的增大之前或之后。
5.如上述权利要求中之一所述的方法，其特征在于动力输出离合器的最大转矩的降低在转矩的传递过程中不是连续地发生的。
6.如权利要求6所述的方法，其特征在于动力输出离合器中的最大转矩尤其是在接近转矩传递结束时比转矩传递开始时更加迅速地减小。
7.如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于在由动力输出离合器实现的转矩传递结束时形成一个滑动控制器，它造成转矩传递的自动终止。
8.如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于在由动力接收离合器装置实现的转矩传递结束时形成一个滑动控制器，它造成转矩传递的自动终止。
9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于通过滑动控制器确定了两个滑动离合器所传输的转矩，因此驱动力矩由离合器的总转矩改变而来。
10.如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于驱动转速到动力接收离合器转速的适应发生在动力输出离合器进入滑移区的过渡之后。
11.如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于驱动转速到动力接收离合器转速的适应发生在动力输出离合器完全断开之后。
12.如权利要求123或13之一所述的方法，其特征在于驱动转速适应的阶段可以按照需要进行设置。
13.如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于在换档过程中，驱动转矩短暂地增大和/或降低。
14.如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于与动力输出离合器相关联的档位在转矩传递终止后直接脱离啮合。
15.如权利要求1到14之一所述的方法在双离合器式变速器中的应用，双离合器式变速器具有两个变速器输入轴和一个输出轴，每个离合器均分配给一个输入轴。
16.如权利要求1至13之一所述的方法在自动变速器中的使用。
全文摘要
一种用于切换动力换档变速器的方法，动力输出离合器和动力接收离合器在两个分开的变速器路径上在不同的档位下与传动轴和输出轴连接，在换档中，由动力输出离合器向动力接收离合器进行转矩的传递，在转矩传递的初始阶段，动力输出离合器在粘着状态中传输一个驱动转矩，并且动力接收离合器断开，在最后阶段，动力接收离合器传输几乎全部的驱动转矩。在转矩传递的过程中，动力接收离合器在滑移区增加最大转矩，动力输出离合器减小最大转矩，在转矩传递初始阶段，动力输出离合器具有比维持其粘着状态更大的最大转矩。因此，至少第一阶段的转矩传递可以通过对两个离合器的简单控制来实现。不需要对离合器容量的复杂控制或对转速波动的复杂感应。
文档编号F16H61/06GK1590813SQ200410056650
公开日2005年3月9日 申请日期2004年8月13日 优先权日2003年8月14日
发明者克里斯蒂安·克劳斯, 马尔科·西比希特罗特 申请人:各特拉格·福特传动系统公司