[发明专利]用于执行自动变速器的换挡的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在利用或不利用分离离合器的情况下在行驶时 执行车辆的自动变速器的换挡的方法。

背景技术

很久以来，自动变速器用在不同的车辆类型中。它们具有多个固定 的传动比，所述传动比可以通过驾驶员和/或变速器控制装置的选择规定 而连接到车辆的驱动发动机与被驱动的车轮之间的转矩流中。在车辆的 驱动发动机与自动变速器之间设置有分离离合器或行驶离合器，该分离 离合器或行驶离合器例如允许在驱动发动机运行和车辆静止时挂挡。所 述分离离合器经常同样可以自动操作，并且从而使全自动或半自动的换 挡过程成为可能。

自动变速器可以设计成同步变速器。在所述结构方式中，通过特别 的变速器元件确保，在挂挡时变速器的参与的形锁合地共同作用的元件 在没有或只有小的经常希望的差速的情况下运动。在所述结构方式中， 通过变速器内的摩擦离合器确保同步。

然而设置在变速器本身内的同步装置由于多个用于变速器不同传动 级的不同摩擦副在由附加元件引起的成本、必需的附加的结构空间、由 附加元件决定的较大的重量方面以及也在变速器的按可能性无维护的使 用寿命方面带来原则性的缺点。因为摩擦离合器承受不可忽视的磨损， 所述摩擦离合器至少在具有高的行驶里程或频繁的换挡过程的车辆中在 一定的使用时间后必须被更换，这由于其在变速器内的位置导致巨大的 成本和车辆的由车间停留时间决定的停驶。

因此尤其是在以典型方式在商业上使用并具有高的年行驶里程和/ 或特别多的换挡过程的车辆类型中，非同步变速器具有优点。所述非同 步变速器大多构成为牙嵌式变速器(Klauengetriebe)，其中相应连接到 驱动发动机与被驱动的车轮之间的力矩流中的传动级由形锁合元件的运 动确定。在该变速器类型中，一根轴的各齿轮大多抗旋转地设置在该轴 上，而至少另一轴的与所述齿轮啮合的齿轮作为所谓的空套轮沿轴向固 定、但沿径向可旋转地支承在该另一轴上。所述空套轮可以通过控制爪 齿抗旋转地固定在其轴上，由此使从一个设置在第一轴上的固定轮经由 一个借助控制爪齿固定在第二轴的空套轮的力矩流成为可能。

仅当相应要固定在其轴上的空套轮和所属的轴至少基本上具有相同 转速时，控制爪齿的转换以合理的构件负荷并且在没有或只有小的噪声 扩展的情况下才是可能的。因为变速器输出轴的转速由车辆的行驶速度 和存在于被驱动的车轮以及变速器输入轴之间的、通常固定的传动比确 定，所以对于非同步变速器的换挡必须在车辆行驶时调节变速器驱动轴 的转速，使得该转速至少基本上等于在牙嵌式离合器闭合后产生的转速。

为此，首先驱动发动机能以简单的手段在变速器处在中性位置和分 离离合器打开时被控制或者在其发动机转速方面对其调节，使得驱动发 动机根据变速器输入轴的所希望的加速或制动仅调节到比使变速器同步 所需的转速较高或较低的转速上。现在如果分离离合器慢慢地闭合，则 变速器驱动轴相应地加速或减速。一旦与希望的同步转速的偏差足够小， 就啮合用于固定空套轮的形锁合元件并挂上所希望的挡。

所述方法具有这样的优点，即该方法由于在分离离合器中可能的明 显的打滑即使在驱动发动机的输出转速与变速器驱动轴的实际或希望的 转速之间存在非常大的转速差时也无问题地起作用。

然而正是在频繁的换挡过程中和在具有很大重量的车辆中，由此决 定的、在分离离合器上的磨损是不可忽视的，并且又导致用于更换摩擦 衬片的成本以及由为此必需的车间停留决定的车辆停驶成本。此外除离 合器的摩擦衬片外，配设的致动器和分离轴承承受负荷并同样受到磨损。

在所述背景下已经有如下方案，即在车辆行驶过程中在分离离合器 闭合时对非同步变速器进行换挡。为此必需的是，在变速器输出轴的由 车辆行驶速度给定的转速下将变速器驱动轴的转速或驱动发动机的经由 闭合的分离离合器与该变速器驱动轴抗旋转地连接的输出轴的转速相对 精确地调节到同步所需的转速上。

这要求一个相对昂贵且精密的发动机控制装置，只要所述同步借助 于发动机转速在合理的时间间隔内实现。调节的转速在此首先与加在驱 动发动机的活塞上的功率有关，该功率本身又与多种因素如燃料喷入量、 空燃比、点火角以及个性化的且也在一个发动机结构系列内不同的发动 机特性以及其他因素有关。