用于調節自動化的機動車變速器的方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于調節自動化的機動車變速器的方法，其中，對于在換擋過程期間要切換的目標擋位(Greg、G’)的選擇引入當前的行駛阻力。為了現在可以依賴于行駛阻力地以如下方式調節換擋過程，即，始終確保機動車的前進，在選擇目標擋位(Greg、G’)時依賴于行駛阻力地不考慮如下擋位，對于它們的從當前的實際擋位的換擋所需的換擋時間(tG,reg)處在相應允許的最高換擋時間(tzul(α,m))之上。此外，本發明還涉及自動化的機動車變速器、計算機程序產品以及具有該計算機程序產品的數據載體。
【專利說明】用于調節自動化的機動車變速器的方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種用于調節自動化的機動車變速器的方法，其中，對于在換擋過程 期間要切換的目標擋位的選擇引入當前的行駛阻力。此外，本發明還涉及自動化的機動車 變速器、計算機程序產品以及具有該計算機程序產品的數據載體。

【背景技術】
[0002] 在商用車的情況下，自動化的機動車變速器經常得到使用，這些自動化的機動車 變速器在此為了在緊湊的結構形式的同時實現大數量的可切換的擋位在很多情況下以如 下方式以組合式結構形式實施，即，多個單個變速器（Einzelgetrieb)被彼此組合。但是， 組合式結構形式也導致在擋位變換時有時候多個單次換擋在各個單個變速器中實施，這相 應地導致很長的換擋時間。這在平坦的行駛路段的情況下雖然降低了舒適性，但是在其他 方面是相對不成問題的，而很長的換擋時間在存在車道坡度的情況下且尤其是在載重車輛 和越野車輛的情況下會導致相應的機動車在換擋過程結束之前就已經停止，或者所選擇的 目標擋位對于繼續前進而言不再適合，因為機動車的速度已經過強烈地減小。出于該原因， 在調節自動化的機動車變速器時經常也要引入當前的坡道阻力形式的行駛阻力，以便通過 使換擋策略匹配于相應的車道坡度來避免上述問題。
[0003] 由DE 10 2006 024 277 Al得悉一種用于調節自動化的機動車變速器的方法，其 中，在換擋過程期間在選擇目標擋位時引入相應的機動車的尤其以當前的車道坡度的形式 的當前的行駛阻力。在此，變速器控制裝置依賴于相應地測定的行駛阻力來判斷應切換到 哪個目標擋位中。在某些情況下，在此甚至可以重新切換剛剛掛出的擋位。


【發明內容】

[0004] 由先前所描述的現有技術出發，現在本發明的目的是，提供一種用于調節自動化 的機動車變速器的方法，通過該方法可以依賴于行駛阻力地如下這樣來調節換擋過程，即， 始終確保機動車的前進。
[0005] 該任務從方法技術的角度來看由權利要求1的前序部分出發與其表征的特征相 結合地來解決。跟在其后的從屬權利要求分別再次給出了本發明的有利改進方案。在自動 化的機動車變速器方面，該任務通過權利要求8的技術教導來解決。在計算機程序產品以 及包含該計算機程序產品的存儲介質方面參照權利要求9和10。
[0006] 根據本發明，在用于調節自動化的機動車變速器的方法中，對于在換擋過程期間 要切換的目標擋位的選擇引入當前的行駛阻力。在此，當前的行駛阻力在本發明的范疇中 可以要么經由相應的傳感器要么通過計算來測定。目標擋位的最終選擇于是通過自動化的 機動車變速器的變速器控制器來進行，該變速器控制器經由機動車的數據總線系統傳輸地 獲得關于當前的行駛阻力（即要么是通過傳感器獲知的參數要么是計算結果）的相應信 息。但是在某些情況下，變速器控制器甚至也可以由相應的參數算出當前的行駛阻力。
[0007] 在該情況下，"行駛阻力"尤其指的是相應的機動車的坡道阻力，其中涵蓋當前的 車道坡度和機動車的質量。但是，該行駛阻力同樣也可以是相應的機動車的總行駛阻力，其 中除了坡道阻力之外，滾動阻力、空氣阻力和加速度阻力同樣是很重要的。此外，除了坡道 阻力之外，上述阻力形式中的一個也可以單獨地或與一個或多個其他阻力形式組合地涵蓋 到根據本發明的方法中。
[0008] 因此，當在很軟的地面上行駛的情況下應對擋位變換進行調節時，尤其是在越野 應用情況下的滾動阻力可以是很重要的。在有坡道阻力的情況下，目標擋位的選擇不僅 在上坡行駛的情況下而且也在下坡行駛的情況下都可以通過根據本發明的方法來影響，其 中，在第一種提到的情況下機動車的過強烈的減速或停止是有利的，而這在第二種情況下 是其在換擋導致的牽引力中斷期間的過強烈的加速，該加速在切換原本在常規換擋策略中 要選擇的目標擋位時會導致發動機超轉（Oberdrehen)。
[0009] 本發明現在包括如下技術教導，S卩，在選擇目標擋位時依賴于行駛阻力地不考慮 為了其從當前的實際擋位的切換所需的換擋時間處在相應地允許的最高換擋時間之上的 擋位。換而言之，也就是說一旦獲知了某個當前的行駛阻力，就阻止到為了其從相應地當前 的實際擋位的切換經歷了處在最高換擋時間之上的換擋時間的擋位中的切換。
[0010] 在此，這種用于調節自動化的機動車變速器的方法具有如下優點，即，通過將換擋 時間引入目標擋位的依賴于行駛阻力的選擇中在即將進行擋位變換時已經可以確保相應 的機動車在切換相應的擋位時對于在該擋位中的繼續行駛而言并沒有已經變得過慢或甚 至已經停止。當目標擋位的切換要求相對較長的時間以及機動車由于在換擋過程期間發生 的牽引力中斷而長時間地處在慣性滑行運行中時，機動車的減速尤其在有很大的車道坡度 的情況下可以已經進行了很遠。于是在某些情況下，結果可能是在新切換的擋位中的驅動 機的過小的牽引力或甚至將驅動機壓制在其最小轉速之下。在極端情況下，由此可以導致 機動車在換擋過程期間的完全停止，從而首先完全不再能前進并且發生到起動擋位中的回 擋（RUckschaltung)〇
[0011] 通過根據本發明不考慮其換擋時間處于在相應地當前的條件下適用的最高換擋 時間之上的擋位，確保了可以切換相應的目標擋位，而不會導致相應的機動車過強烈地減 速以及甚至停止。因此，換擋過程尤其是在車道上坡行駛或下坡行駛的情況下可以可靠且 舒適地設計，這是因為擋位的由于最先不適合的目標擋位的多次變換被避免。
[0012] 雖然，在DE 10 2006 024 277 Al的情況下同樣引入了在選擇目標擋位時當前的 行駛阻力，但是在此并沒有考慮到用于要考慮的目標擋位的具體的換擋時間。因此，雖然對 于相應的行駛阻力而言合適的目標擋位被選出，但是尤其是在很陡的車道坡度或很高的車 輛質量的情況下，機動車可能直至最先合適的目標擋位的最終切換已經很強烈地減速并且 因此然后要進行重新的換擋。由此，相應地降低了舒適性。
[0013] 在此對于機動車變速器的變速器控制裝置而言，各個對于從相應的實際擋位到緊 接著的擋位中的切換而言分別所需的換擋時間是已知的，從而變速器控制裝置可以將該換 擋時間與在相應地當前的行駛阻力的情況下最大允許的換擋時間相關聯。
[0014] 根據本發明的實施方式，在以組合式結構形式實施的機動車變速器中，依賴于行 駛阻力地不考慮在其中數個單次換擋在多個變速器組中進行且因此需要處在允許的最高 換擋時間之上的換擋時間的擋位。以這種形式和方式可以防止由實際擋位切換到如下目標 擋位中，為了實現該目標擋位需在組合式變速器的多個單個變速器中進行單次換擋。因為 這相比于在其中僅一次或幾次單次換擋在組合式變速器的單個變速器中進行的擋位的切 換相應延長了換擋時間，所以通過該不考慮可以預防機動車的過強烈的減速或其過度的加 速。因此，否則要選擇的后續擋位（Folgegang)正好不被切換，而是首先在實際擋位中繼續 行駛并且然后選擇具有較低的必需的換擋時間的后續擋位。在本發明的意義中，以組合式 結構形式實施的機動車變速器優選由主擋組（Hauptgruppe)、接在主擋組之前或之后的半 擋擋組（Splitgruppe)和/或接在主擋組之后的倍擋擋組（Bereichsgruppe)組成。
[0015] 根據本發明的另一設計方案，僅直到如下擋位極限地不考慮擋位，自該擋位極限 起目標擋位的選擇于是不依賴于換擋時間來實現。由此，可以考慮如下情況，即，在具有累 進的擋位級的機動車變速器中機動車在換擋過程期間的減速或者加速在較高擋位的區域 中較低地影響到相應地要降低的轉速差上。這是因為由于在較高擋位中較小的變速器傳動 t匕，減速或者加速相比這在較低擋位中的情況較小地影響到在驅動機的聯接之前的轉速變 化。
[0016] 在上述實施方式的改進方案中，擋位極限依賴于行駛阻力且在此尤其依賴于車道 坡度和/或車輛質量來設置。進一步優選地，在此機動車變速器的變速器控制裝置的特征 曲線被存儲，在該特性曲線中擋位極限關于車輛質量和車道坡度來繪制。由該特征曲線變 速器控制裝置可以讀出，在當前的車道坡度和車輛質量的情況下選擇目標擋位時是否考慮 到了相應的換擋時間或該選擇是否不依賴于換擋時間地進行。
[0017] 本發明的另一實施方式如下，即，在不考慮具有超出允許的最高換擋時間的換擋 時間的擋位的情況下此外也不考慮在其切換時接在機動車變速器之前的驅動機的牽引力 在當前的行駛阻力下不足的擋位。換而言之，也就是說此外還要考慮到，是否雖然是在對于 其切換而言相應地所需的換擋時間方面原則上要被考慮到的擋位中但仍然可以提供足夠 的牽引力用于機動車變速器的繼續行駛。由此防止借助該方法選擇出可快速切換的但是對 于車輛的繼續行駛而言不合適的擋位。
[0018] 在上述設計方案的改進方案中，針對在不考慮擋位時沒有擋位留下的情況，阻止 從實際擋位進行換擋。也就是說，如果變速器控制裝置基于根據本發明的方法識別出在換 擋時間和/或牽引力方面沒有擋位適合，則在相應的實際擋位中不換擋地繼續行駛。由此， 尤其地抵抗如下效果，即，以換擋開始并在換擋過程中于是識別出其他擋位不適合用于繼 續行駛，從而最終又切換回起始擋位中。
[0019] 在本發明的改進方案中，對于從當前的實際擋位到這些擋位中的切換而言相應地 所需的換擋時間在先前的換擋的情況下被測定。由此，自動變速器的變速器控制裝置可以 得知對于從當前的實際擋位到要被考慮的擋位中的相應的切換而言多少換擋時間是相應 所需的。由此可以考慮到，換擋時間關于機動車變速器的運行時間例如由于磨損而發生變 化。此外，由此同樣可以補償由制造導致的換擋時間的波動。
[0020] 根據本發明的解決方案同樣可以表現為計算機程序產品，當該計算機程序產品在 變速器控制裝置的處理器上運行時，該計算機程序產品通過軟件操控（anleiten)處理器 時，這些處理器執行配屬的本發明主題的方法步驟。在這方面，可由計算機讀取的介質也屬 于本發明的主題，前面所描述的計算機程序產品可取得地存儲在該介質上。
[0021] 本發明不局限于并列的權利要求或對此從屬的權利要求的特征的所說明的組合。 此外，還得出如下可行方案，即，將各單個特征（只要它們由權利要求、以下對實施方式的 描述或直接由附圖得悉）彼此組合。權利要求通過使用附圖標記對附圖的參照不應限制權 利要求的保護范圍。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 本發明的接下來所闡述的有利設計方案在附圖中示出。其中：
[0023] 圖1示出了帶有根據本發明的機動車變速器的機動車的動力總成的一部分的示 意性視圖；以及
[0024] 圖2示出了根據本發明的用于調節根據圖1的機動車變速器的方法的流程圖。

【具體實施方式】
[0025] 由圖1得悉機動車的動力總成的一部分的示意性視圖，其中，該機動車優選是商 用車，例如載重汽車。在動力總成內，內燃機形式的驅動機AM可在輸出側借助于中間的分 離離合器TK與接在后面的自動化的機動車變速器1的驅動側AN連接。在此，自動化的換 擋變速器1以如下方式以組合式結構形式實施，即，它由不同步的主擋組HG、接在主擋組HG 之前的同步的半擋擋組SG以及接在主擋組HG之后的同步的倍擋擋組BG組成。
[0026] 在此，倍擋擋組BG以行星齒輪結構形式實施，而不僅半擋擋組SG而且還有主擋組 HG都通過各單個的圓柱齒輪級構成，這些圓柱齒輪級在主擋組HG的情況下經由不同步的 爪式離合器2和3以及在半擋擋組SG的情況下經由鎖止同步器4分別可以被結合到動力 流中并分別限定出相應的單個變速器HG或者SG的不同的傳動比。此外，倍擋擋組BG的部 件可以經由鎖止同步器5要么與另一部件鎖定要么固定在機動車變速器1的殼體6上。
[0027] 總地來說，在此通過相應的傳動比的切換可以在半擋擋組SG中、在主擋組HG中以 及在倍擋擋組BG中分別限定出機動車變速器1的各附屬的擋位，其中，驅動機AM的相應的 驅動運動被傳動到機動車變速器1的輸出側AB上。于是，動力總成的其他對本領域技術人 員而言充分公知的部件聯接到機動車變速器1的輸出側AB上。
[0028] 要在單個變速器中進行的單次換擋在此經由變速器控制裝置7來操控和協調，該 變速器控制裝置為了該目的分別驅控鎖止同步器4和5以及爪式離合器2和3的附屬的操 縱裝置。在商用車行駛期間，變速器控制裝置7在此調節在機動車變速器1中的擋位變換， 其中，該變速器控制裝置在擋位變換期間通過操縱分離離合器TK和控制驅動機AM來協調 由相應地經由單個變速器SG、HG和BG限定出的實際擋位到相應的目標擋位的轉換。為了 該目的，變速器控制裝置7連同機動車變速器1的其他控制器（因此也連同驅動機AM的發 動機控制器9) 一起結合到數據總線系統8中。
[0029] 在相應的擋位變換期間，變速器控制裝置7在此操控地接合到發動機控制器9上 并可以由此通過驅動機AM調節相應的轉速和轉矩。同樣地，變速器控制裝置7在某些情況 下可以間接地經由特殊的控制器也調節分離離合器TK的打開和關閉。此外，還經由數據總 線系統8為變速器控制裝置7提供其他與其相關的數據，例如尤其是當前的路段坡道、車輛 質量且在某些情況下也可以是其他與行駛阻力相關的參數。
[0030] 作為特點，變速器控制裝置7現在還可以進行在換擋過程期間要切換的目標擋位 在考慮到當前的行駛阻力和在此尤其還有坡道阻力的情況下的選擇。接下來，為了該目的 通過變速器控制裝置7來執行的根據本發明的方法應在圖2的流程圖的輔助下進行詳細描 述：
[0031] 在該方法開始時，在步驟SI中首先通過變速器控制裝置7讀入相關數據。此外， 在此當前的車道坡度α和車輛質量 m通過變速器控制裝置7被詢問，其中，在接下來的步 驟S2中檢查可以將哪些目標擋位Gms與常規的換擋策略相應地切換到此時的實際擋位上。 在這種情況下通常是緊跟在此時的實際擋位之后的擋位。
[0032] 然后在到步驟S3的轉換中，驅動機AM的當前的實際轉速nist被詢問并在步驟S3 中檢查，該實際轉速n ist是否大于或等于針對擋位Gms的額定轉速!^。^^。如果這被否定， 則跳回到步驟Sl之前，其中，接下來再次讀入參數a、m和N ist。
[0033] 而如果實際轉速nist等于或甚至大于額定轉速則轉換到步驟S4,在該步 驟S4中，在特征曲線中檢查，擋位G ms是否處在擋位極限Gtenz(a，m)之下或之上。在該特 征曲線中，擋位極限Gtenz(a，m)在此依賴于車道坡度α和車輛質量m來繪制。如果擋位 Greg對于相應地當前獲知的車道坡度α和車輛質量m處在擋位極限上或甚至之上時，則在 接下來的步驟S5中擋位G reg與常規的換擋策略相應地確定為目標擋位且接下來通過對爪 式離合器2和/或3或者鎖止同步器4和/或5的一個或多個操縱裝置的相應的驅控進行 換擋。
[0034] 而如果擋位Gms在當前的車道坡度α和車輛質量m的情況下處在附屬的擋位 極限G tenz(a，m)之下，則在接下來的步驟S6中檢查，用于由當前的實際擋位切換到擋位 Greg的換擋時間是否處在對于當前的車道坡度α和車輛質量m來說允許的最高換擋時間 tzul ( a，m)之下。對于擋位Greg所需的換擋時間在此通過變速器控制裝置7在先前的 換擋的情況下被測定且相應地被存儲。
[0035] 尤其當為了實現擋位Gms在單個變速器SG、HG以及必要時也在BG中進行多個單 次換擋時，附屬的換擋時間&^相對較長且自一定的車道坡度和車輛質量起處在允許的最 高換擋時間t zul(a，m)之上。在超出允許的最高換擋時間tzul(a，m)的情況下，接下來轉換 到步驟S7,而否則又變換到步驟S5且擋位G ms被確定為目標擋位。
[0036] 然后在步驟S7中，變速器控制裝置7測定哪些另外的擋位從它們的換擋時間 出發在當前的車道坡度α和車輛質量 m的情況下要被考慮到或處在當前的擋位極限 G&mz(a，m)之上。這些擋位的下一個擋位G'被預先記下并在接下來的步驟S8中檢查，現 在當前的實際轉速n ist是否大于或等于針對預先記下的擋位G'的額定轉速。在否定 的情況下，跳回到步驟S8之前，并且首先繼續以實際擋位行駛并再進一步加速。
[0037] 而如果實際轉速nist與額定轉速!!^^，相符或者在繼續行駛的情況下在實際擋位 中達到該實際轉速，則在步驟S9中檢查，在擋位G'的切換中實現的牽引力F zug，e，是否足以 用于對商用車的繼續驅動。如果這被肯定，則在步驟SlO中將擋位G'確定為目標擋位且接 下來通過操縱裝置的相應的驅控經由變速器控制裝置7進行換擋。
[0038] 而在否定的情況下，像之前一樣留在實際擋位中并以該實際擋位繼續行駛。在某 些情況下，接下來可以通過變速器控制裝置7確定另一關于換擋時間要被考慮到的擋位并 類似于步驟S7至S9檢查其可換擋性。如果此外當前的車道坡度α又發生改變，則在步驟 Sl至S6中與常規的換擋策略相應地進行到擋位Gms的切換。
[0039] 借助于根據本發明的用于調節自動化的機動車變速器1的方法，換擋策略可以匹 配于相應地當前的行駛阻力。
[0040] 附圖標記列表
[0041] 1 機動車變速器
[0042] 2 爪式離合器
[0043] 3 爪式離合器
[0044] 4 鎖止同步器
[0045] 5 鎖止同步器
[0046] 6 殼體
[0047] 7 變速器控制裝置
[0048] 8 數據總線系統
[0049] 9 發動機控制器
[0050] AM 驅動機
[0051] AN 驅動側
[0052] AB 輸出側
[0053] BG 倍擋擋組
[0054] HG 主擋組
[0055] SG 半擋擋組
[0056] TK 分離離合器
[0057] Greg 常規換擋策略的目標擋位
[0058] G' 預先記下的目標擋位
[0059] G&enz(a，m)擋位極限 [0060] nist 驅動機的實際轉速
[0061] IW1^eg針對Gms的驅動機額定轉速
[0062] nsoll；G， 針對G'的驅動機額定轉速
[0063] tG；reg 針對GMg的換擋時間
[0064] tzul(a，m)最高換擋時間
[0065] Fzug,c， 在擋位G'中的牽引力
[0066] a 車道坡度
[0067] m 車輛質量
【權利要求】
1. 一種用于調節自動化的機動車變速器（1)的方法，其中，對于在換擋過程期間要切 換的目標擋位（GMg、G'）的選擇引入當前的行駛阻力，其特征在于，在選擇所述目標擋位 (GMg、G'）時依賴于行駛阻力地不考慮如下擋位，對于這些擋位的從當前的實際擋位的換擋 所需的換擋時間處在相應允許的最高換擋時間（tzul(a，m))之上。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在以組合式結構形式實施的機動車變速 器中，依賴于行駛阻力地不考慮如下擋位，在這些擋位中數個單次換擋在多個變速器組中 進行且因此需要處在所述允許的最高換擋時間（tzul(a，m))之上的換擋時間（tyj。
3. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，僅直至如下擋位極限（G&mz( a，m))地不 考慮擋位，自所述擋位極限起所述目標擋位（GMg、G'）的選擇于是不依賴于換擋時間地實 現。
4. 根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述擋位極限（G&mz( a，m))依賴于所述 行駛阻力，尤其是車道坡度（a)和/或車輛質量（m)來設置。
5. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在不考慮具有處在所述允許的最高換擋 時間（tzul(a，m))之上的換擋時間（tu6g)的擋位的情況下此外也不考慮如下擋位，在切換 這些擋位時接在所述機動車變速器（1)之前的驅動機（AM)的牽引力（F^f)在當前的行 駛阻力下是不足的。
6. 根據權利要求5所述的方法，其特征在于，針對在不考慮的情況下沒有能選擇的擋 位留下的情況，阻止從實際擋位進行換擋。
7. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，對于從當前的實際擋位切換到所述擋位 中相應所需的換擋時間在先前的換擋的情況下被測定。
8. -種自動化的機動車變速器（1)，所述自動化的機動車變速器能根據權利要求1至 7中任一項所述的方法來運行。
9. 根據權利要求8所述的自動化的機動車變速器（1)的計算機程序產品，所述計算機 程序產品能根據權利要求1至7中任一項所述的方法來運行，其中，用于執行擋位變換的程 序在所述機動車變速器（1)中通過相應的被存儲在軟件中的控制指令來實現。
10. -種具有根據權利要求9所述的計算機程序產品的數據載體。
【文檔編號】F16H59/66GK104343951SQ201410366867
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年7月29日 優先權日:2013年7月29日
【發明者】約翰內斯·克姆勒, 邁克·維特納, 約阿希姆·施陶丁格 申請人:Zf腓德烈斯哈芬股份公司