專利名稱：汽車變速器的可液壓操作的片式切換元件的快速填充方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于快速填充汽車變速器的可液壓操作的片式切換元件、尤其是全輪驅(qū)動(dòng)分動(dòng)器的片式離合器的方法。
背景技術(shù)：
由于對(duì)更高的自發(fā)性的要求、數(shù)量越來越多的可切換的檔位、在高檔位中具有更大行駛分量的自動(dòng)變速器的使用優(yōu)化設(shè)計(jì)以及在車輛制動(dòng)直至靜止時(shí)大量要實(shí)施的降檔， 對(duì)自動(dòng)變速器的功能性的要求不斷提高，這導(dǎo)致自動(dòng)變速器的檔位應(yīng)更快且更頻繁地依次切換。切換的自發(fā)性對(duì)于運(yùn)動(dòng)的行駛方式的實(shí)現(xiàn)而言尤為重要。為了進(jìn)行換檔，可切換的切換元件首先必須準(zhǔn)備好接收力矩，即被填充，在此，快速填充弓I起切換速度的提高。全輪驅(qū)動(dòng)分動(dòng)器的片式離合器下面稱為全輪驅(qū)動(dòng)片式離合器，其具有這樣的特殊性，即其通常在持續(xù)打滑中運(yùn)行；控制全輪驅(qū)動(dòng)片式離合器，以便向車輛的所有驅(qū)動(dòng)橋傳送一定的、可根據(jù)該控制被調(diào)整的力矩。通過使全輪驅(qū)動(dòng)片式離合器在持續(xù)打滑中運(yùn)行，這種離合器被設(shè)計(jì)得很穩(wěn)固。另夕卜，全輪驅(qū)動(dòng)片式離合器應(yīng)滿足對(duì)調(diào)節(jié)精度、調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)性和打開過程的動(dòng)態(tài)性的特殊要求，其中，為了實(shí)現(xiàn)良好的調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)性，需要能夠盡可能快地填充全輪驅(qū)動(dòng)片式離合器。從現(xiàn)有技術(shù)已知，時(shí)間控制地填充片式切換元件，在此根據(jù)填充過程的開始時(shí)刻的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行填充。例如本申請(qǐng)人的申請(qǐng)DE 100 36 510 C2公開了如下內(nèi)容通過存儲(chǔ)于電子控制單元中的算法來確定自動(dòng)變速器的切換元件在填充以及在排空時(shí)的填充度，并且通過該算法進(jìn)行用于填充的切換元件控制和用于力矩接收和力矩傳送的切換元件控制。在此，通過該算法確定切換元件的填充階段的持續(xù)時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種用于快速填充汽車變速器的可液壓操作的片式切換元件、尤其是全輪驅(qū)動(dòng)分動(dòng)器的片式離合器的方法，通過實(shí)施該方法可實(shí)現(xiàn)片式切換元件的盡可能快的填充。由此片式切換元件應(yīng)在其打開之后再次盡可能快地準(zhǔn)備運(yùn)行、即盡可能快地服從系統(tǒng)的期望規(guī)定值。該任務(wù)通過權(quán)利要求I的特征得以解決。其它根據(jù)本發(fā)明的方案和優(yōu)點(diǎn)由從屬權(quán)利要求給出。據(jù)此提出一種用于快速填充汽車變速器的可液壓操作的片式切換元件、尤其是全輪驅(qū)動(dòng)分動(dòng)器的片式離合器的方法，在該方法的范疇中，片式切換元件的填充根據(jù)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明，片式切換元件的填充根據(jù)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速如下進(jìn)行片式切換元件被填充以填充壓力的期望壓力，該期望壓力與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相關(guān)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在填充過程期間發(fā)生變化時(shí)，則填充壓力的期望壓力根據(jù)新調(diào)整的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行適配。根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高時(shí)，則填充壓力的期望壓力升高，因?yàn)橥ㄟ^發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的升高提供更多的油體積流量；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速減小時(shí)，在考慮到可調(diào)的滯后作用的情況下，減小填充壓力的期望壓力。本發(fā)明意義中的可調(diào)的滯后作用是指負(fù)偏差，其與當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相加，由此確保提供足夠的用于填充片式切換元件的體積流量。例如在轉(zhuǎn)速減小到每分鐘1000轉(zhuǎn)時(shí)，根據(jù)每分鐘950轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速繼續(xù)進(jìn)行填充。在此介紹的用于快速填充可液壓操作的片式切換元件的方法的一種特別有利的方案的范疇中，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍被分為多個(gè)間隔，為每個(gè)間隔配置一個(gè)填充階段、即一個(gè)作為時(shí)間的函數(shù)的期望壓力曲線，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速處于相應(yīng)的間隔中時(shí)，借助該填充階段來填充片式切換元件。根據(jù)本發(fā)明，各個(gè)間隔可以是等距的。根據(jù)本發(fā)明的一種擴(kuò)展方案，填充壓力的期望壓力也與變速器溫度相關(guān)，在此，當(dāng)溫度升高時(shí)，則填充壓力的期望壓力升高，因?yàn)闇囟鹊纳邔?dǎo)致系統(tǒng)中泄漏損失增大。此外根據(jù)本發(fā)明可規(guī)定，填充壓力的期望壓力可選與換檔桿位置相關(guān)，由此，在換擋桿位置為P或N時(shí)可為片式切換元件定義其它填充優(yōu)先權(quán)。例如片式切換元件的填充在換檔桿位置為N或P時(shí)以比換檔桿位置為D時(shí)更大的、作為時(shí)間函數(shù)的填充壓力的期望壓力來進(jìn)行，因?yàn)樵贜或P位置中可能的壓力峰值和壓力驟降對(duì)于舒適度而言并不像在換擋桿位置為D時(shí)那般重要，在換擋桿位置為D時(shí)，換檔舒適性和行駛舒適性尤為重要。根據(jù)本發(fā)明，片式切換元件的填充的結(jié)束根據(jù)優(yōu)選檢測(cè)出的片式切換元件中的壓力來確定，由此實(shí)現(xiàn)片式切換元件的事件控制的填充；有利的是，不用再考慮固定的填充時(shí)間的規(guī)定，并且與現(xiàn)有技術(shù)相比，片式切換元件可更快地填充。優(yōu)選如果例如借助壓力傳感器測(cè)定的片式切換元件中的實(shí)際壓力根據(jù)填充壓力的期望壓力在一定的可調(diào)的時(shí)間上低于一定的可調(diào)的界限壓力偏差，則結(jié)束片式切換元件的填充。在填充過程完成時(shí)，在通過系統(tǒng)的壓力要求下，從填充壓力直接過渡為期望規(guī)定值。


接下來借助附圖以全輪驅(qū)動(dòng)分動(dòng)器的全輪驅(qū)動(dòng)片式離合器的例子來解釋本發(fā)明。附圖如下圖I為汽車的動(dòng)力系統(tǒng)的示意性簡(jiǎn)圖，其包括具有全輪驅(qū)動(dòng)片式離合器的全輪驅(qū)動(dòng)分動(dòng)器；
圖2為全輪驅(qū)動(dòng)片式離合器的示意性剖面圖；圖3為曲線圖，其示出根據(jù)本發(fā)明的作為時(shí)間t的函數(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n_mot、期望壓力p_soll和實(shí)際壓力p_ist的時(shí)間曲線；圖4為用于說明根據(jù)本發(fā)明識(shí)別片式切換元件的完成的填充的曲線圖，其示出作為時(shí)間t的函數(shù)的期望壓力p_soll和實(shí)際壓力p_ist的時(shí)間曲線。
具體實(shí)施例方式圖I示出全輪驅(qū)動(dòng)汽車的動(dòng)力系統(tǒng)。該動(dòng)力系統(tǒng)包括內(nèi)燃機(jī)I、在內(nèi)燃機(jī)I下游設(shè)置的變速器2和在變速器2下游設(shè)置的全輪驅(qū)動(dòng)分動(dòng)器3，其根據(jù)控制借助全輪驅(qū)動(dòng)片式離合器4將力矩傳遞到車輛的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)車橋5、6上。車橋5、6分別具有差速器7或8，在所示例子中，為受驅(qū)動(dòng)的車橋5、6的每個(gè)車輪15配置車輪轉(zhuǎn)速傳感器9。在圖I中以附圖標(biāo)記10來表示液壓管路，其與液壓控制器12連接，通過液壓管路可為全輪驅(qū)動(dòng)片式離合器4加載壓力。另外，以附圖標(biāo)記11來表示壓力傳感器，根據(jù)本發(fā)明，該壓力傳感器用于檢測(cè)片式切換元件中的填充壓力。通過信號(hào)線13與液壓控制器12連接的變速器電子控制裝置設(shè)有附圖標(biāo)記14。全輪驅(qū)動(dòng)片式離合器4的細(xì)節(jié)圖在圖2中示出。全輪驅(qū)動(dòng)片式離合器4具有摩擦片組18，其包括外摩擦片架16和內(nèi)摩擦片架17，內(nèi)摩擦片架17與可軸向移動(dòng)地設(shè)置的活 塞19作用連接，該活塞通過液壓壓力可克服彈簧元件20的力軸向移動(dòng)，由此，片式離合器4可在閉合方向上進(jìn)行操作。根據(jù)本發(fā)明并參考附圖3，在用于快速填充汽車變速器的可液壓操作的片式切換元件4、尤其是全輪驅(qū)動(dòng)分動(dòng)器3的片式離合器4的方法的范疇中規(guī)定，片式切換元件4的填充根據(jù)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n_mot進(jìn)行，其中，片式切換元件4應(yīng)被填充以填充壓力的期望壓力p_soll,該期望壓力與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n_mot相關(guān)；此外規(guī)定，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n_mot在填充過程期間發(fā)生變化時(shí)，則填充壓力的期望壓力P_soll根據(jù)新調(diào)整的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n_mot進(jìn)行適配，其中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n_mot升高時(shí),則填充壓力也升高。在圖3所示的例子中，汽車的內(nèi)燃機(jī)I的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍被分為多個(gè)間隔，為每個(gè)間隔配置一個(gè)填充階段、即作為時(shí)間的函數(shù)的期望壓力曲線，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n_mot處于相應(yīng)的間隔中時(shí)，借助該填充階段來執(zhí)行片式切換元件4的填充。從圖3中可以看出，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n_mot在填充過程期間的變化可引起當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n_mot處于不同于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高之前的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n_mot的另一間隔中,這使得填充過程根據(jù)配置給當(dāng)前間隔的填充階段來繼續(xù)。根據(jù)本發(fā)明并參考附圖4，片式切換元件4的填充的結(jié)束根據(jù)通過壓力傳感器11所測(cè)定的片式切換元件4中的實(shí)際壓力p_ist來確定，由此實(shí)現(xiàn)片式切換元件的事件控制的填充并且不用再考慮固定的填充時(shí)間的規(guī)定。在此，如果優(yōu)選借助壓力傳感器11測(cè)定的片式切換元件中的實(shí)際壓力p_ist根據(jù)填充壓力的期望壓力P_soll在一定的可調(diào)的時(shí)間上低于一定的可調(diào)的界限壓力偏差，則結(jié)束片式切換元件4的填充。在圖4中以delta_p來表示界限壓力偏差,可調(diào)節(jié)的時(shí)間用delta_t表示。在時(shí)
刻t_l和t_2之間的時(shí)間中-其相應(yīng)于可調(diào)的時(shí)間delta_t，實(shí)際壓力p_ist和期望壓力
p_soll之間的差值小于偏差delta_p，根據(jù)本發(fā)明，這導(dǎo)致片式切換元件4的完成的填充過程的識(shí)別。因此，從時(shí)刻t_2起從填充壓力直接過渡為期望規(guī)定值。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，除了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速外，片式切換元件的填充也可根據(jù)變速器溫度和/或換檔桿位置來進(jìn)行。片式切換元件4在填充期間的控制例如可借助存儲(chǔ)于液壓控制器12或變速器電子控制裝置14中的特性場(chǎng)來進(jìn)行，其包括為確定填充壓力的期望壓力p_soll所使用的參數(shù)、例如變速器溫度、換檔桿位置和填充階段作為參數(shù)。填充階段例如可借助這樣的特性曲線來確定，其包括內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速作為參數(shù)。另外，設(shè)置在片式切換元件4中的壓力傳感器11的信號(hào)被傳送到變速器電子控制裝置14或液壓控制器12，以便能夠根據(jù)實(shí)際壓力識(shí)別完成的填充過程。在填充與換檔桿位置無關(guān)地進(jìn)行的情況下，存儲(chǔ)于液壓控制器12或變速器電子控制裝置14中的特性場(chǎng)包括變速器溫度和填充階段作為參數(shù)。與現(xiàn)有技術(shù)中已知的時(shí)間控制的方法相比，通過根據(jù)本發(fā)明的時(shí)間優(yōu)化的、事件控制的填充方案顯著減少片式切換元件所需要的填充時(shí)間，因?yàn)橹苯涌紤]發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，這些變化允許更快 的填充。附圖標(biāo)記列表I內(nèi)燃機(jī)16外摩擦片架2變速器17內(nèi)摩擦片架3全輪驅(qū)動(dòng)分動(dòng)器18摩擦片組4全輪驅(qū)動(dòng)片式離合器 19活塞5受驅(qū)動(dòng)的車橋20彈簧元件6受驅(qū)動(dòng)的車橋n_mot發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速7差速器p_ist實(shí)際壓力8差速器p_soll期望壓力9車輪轉(zhuǎn)速傳感器t時(shí)間10液壓管路P壓力11壓力傳感器delta_p可調(diào)的界限壓力偏差12液壓控制器delta_t可調(diào)的時(shí)間13信號(hào)線t_l時(shí)刻14變速器電子控制裝置 t_2時(shí)刻15 車輪
權(quán)利要求
1.用于快速填充汽車變速器(2)的可液壓操作的片式切換元件(4)、尤其是全輪驅(qū)動(dòng)分動(dòng)器(3)的片式離合器(4)的方法，其特征在于，以填充壓力的期望壓力(p_soll)填充片式切換元件(4),該期望壓力與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(n_mot)相關(guān)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(n_mot)在填充過程期間發(fā)生變化時(shí)，則填充壓力的期望壓力(P_soll)根據(jù)新調(diào)整的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(n_mot)進(jìn)行適配。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的用于快速填充汽車變速器(2)的可液壓操作的片式切換元件(4)的方法，其特征在于，所述片式切換元件(4)的填充的結(jié)束根據(jù)片式切換元件(4)中的實(shí)際壓力(p_ist)來確定。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2的用于快速填充汽車變速器(2)的可液壓操作的片式切換元件(4)的方法,其特征在于，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(n_mot)升高時(shí),則填充壓力的期望壓力(p_soll)升高，因?yàn)橥ㄟ^發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的升高提供更多的油體積流量；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(n_mot)減小時(shí)，則在考慮到可調(diào)的滯后作用的情況下減小填充壓力的期望壓力(P_soll)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3的用于快速填充汽車變速器(2)的可液壓操作的片式切換元件(4)的方法，其特征在于，汽車的內(nèi)燃機(jī)(I)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍被分為多個(gè)間隔，為每個(gè)間隔配置一個(gè)填充階段、即一個(gè)作為時(shí)間的函數(shù)的期望壓力曲線，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(n_mot)處于相應(yīng)的間隔中時(shí)，借助該填充階段來填充片式切換元件(4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4的用于快速填充汽車變速器(2)的可液壓操作的片式切換元件(4)的方法，其特征在于，如果借助壓力傳感器(11)測(cè)定的片式切換元件(4)中的實(shí)際壓力(p_ist)與填充壓力的期望壓力(p_soll)相關(guān)地在一定的可調(diào)的時(shí)間(delta_t)上低于一定的可調(diào)的界限壓力偏差(delta_p)，則結(jié)束片式切換元件(4)的填充。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的用于快速填充汽車變速器(2)的可液壓操作的片式切換元件(4)的方法，其特征在于，除了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速之外，片式切換元件(4)的填充也與變速器溫度和/或換檔桿位置相關(guān)地進(jìn)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的用于快速填充汽車變速器(2)的可液壓操作的片式切換元件(4)的方法，其特征在于，當(dāng)溫度升高時(shí)，則填充壓力的期望壓力(P_soll)升高，因?yàn)闇囟鹊纳邔?dǎo)致系統(tǒng)中泄漏損失的升高。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7的用于快速填充汽車變速器(2)的可液壓操作的片式切換元件(4)的方法，其特征在于，與在換檔桿位置為D時(shí)相比，在換檔桿位置為N或P時(shí)，片式切換元件(4)的填充以填充壓力的更大的期望壓力(p_soll)來進(jìn)行。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的用于快速填充汽車變速器(2)的可液壓操作的片式切換元件(4)的方法，其特征在于，片式切換元件(4)在填充期間的控制借助存儲(chǔ)于液壓控制器(12)或變速器電子控制裝置(14)中的特性場(chǎng)來進(jìn)行，該特性場(chǎng)包含所使用的參數(shù)填充階段、變速器溫度和/或換檔桿位置作為用于確定填充壓力的期望壓力(P_soll)的參數(shù)，填充階段借助包含發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(n_mot)作為參數(shù)的特性曲線來確定。
全文摘要
在一種用于快速填充汽車變速器(2)的可液壓操作的片式切換元件(4)、尤其是全輪驅(qū)動(dòng)分動(dòng)器(3)的片式離合器(4)的方法的范圍內(nèi)，所述片式切換元件(4)被填充以填充壓力的期望壓力(p_soll)，該期望壓力與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(n_mot)相關(guān)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(n_mot)在填充過程期間發(fā)生變化時(shí)，則填充壓力的期望壓力(p_soll)根據(jù)新調(diào)整的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(n_mot)進(jìn)行適配。
文檔編號(hào)F16D48/06GK102639895SQ201080054057
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2010年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日
發(fā)明者G·H·馬丁, W·埃伯哈德 申請(qǐng)人:腓特烈斯港齒輪工廠股份公司