具有变速箱的机动车及运行机动车的方法

专利名称：具有变速箱的机动车及运行机动车的方法
技术领域：
本发明涉及一种机动车，它具有一个驱动发动机，一个具有第一操作装置的转矩传递装置，一个带有输入轴及输出轴以及一个第二操作装置的变速箱，其中变速箱具有构成多个变速级的齿轮组，这些齿轮组分别由与一个轴固定连接的一个挡齿轮及可与一个轴连接的一个惰齿轮组成，及具有一个控制装置，其中第一及第二操作装置通过控制装置导入及自动地控制；以及涉及一种运行机动车的方法。
背景技术：
在这种机动车上，变速级的置入是通过一个换挡离合器使惰齿轮与支承它的轴相连接来实现的；在此，彼此待连接部分的转速差至少应近似地为零。转速至少近似地相等的产生过程被称为同步过程。
在一种变速箱上例如使用了与相应惰齿轮连接的同步装置，它在换挡过程期间在彼此待连接部件之间产生至少近似的转速相等性及当转速至少近似相等时才实现换挡离合器的完全接合。在换挡过程开始时，两个彼此待连接部件首先通过一个摩擦面形成接触，这将引起一个与接合力及摩擦系数相关的同步。同步装置还可包括一个闭锁装置，由此可避免由同步力引起继续接合。如果至少近似形成转速相等及由此同步力至少近似下降到零，闭锁装置打开及换挡过程可以结束，其方式是在彼此待连接部件之间产生了形状锁合的连接。锁止在转速未充分同步时的继续接合的接合位置被称为同步位置。在另一种变速箱上不使用同步装置，它将以另外方式来保证当转速至少近似相等时才产生形状锁合连接，例如通过驱动发动机或轴制动器的相应控制，为求得转速差使用适合的传感器。
尤其在自动换挡的变速箱中，其中可通过控制装置自动导入变速级转换，其方式是，根据输入量自动开始控制装置的操作，同步过程的控制是一个很复杂的要求。例如在一个同步接合过程期间，在一定点上，即在同步门限(Synchronschwelle)上，换挡离合器的离合器套筒基于闭锁装置的作用被停止，在停止实现的时刻，一个预定的力、即同步力被调节。这将引起，同步门限的位置必需足够精确地被控制装置知道和/或必需提供与同步门限精确位置无关的同步力调节类型。为了对于最佳换挡达到短的换挡时间，重要的是怎样建立或调节同步力，以致可足够精确地考虑影响参数。
换挡弹性本身例如已由欧洲专利文献EP 579 532 B1公知。它公开了一个机械辅助装置，用于置入可借助绳或杆换挡的变速箱的挡，其中换挡顺序通过换挡控制轴传送，该换挡控制轴通过所述绳或杆被置于转动，其中在用于控制换挡过程的线或杆与轴之间的机械连接由两个铰接的部分组成，它们的相对运动以弹性方式通过弹簧控制，该弹簧这样吸收能量，即当同步阶段期间它被压缩并在吸收结束后再输出吸收的能量。所述辅助装置排除了传统换挡装置的一定缺点-感觉过长的同步时间及空行程、大的传输力，它以太慢的同步形式出现，及在齿轮啮合时不舒适的噪音感觉。所述机械辅助装置涉及手动的手换挡变速箱。
在另一专利文献EP 695 892 B1中描述了具有至少一个致动器装置及由它操作的离合器套筒的变速箱系统，其中所属的连接机构包括一个弹簧。借助所公开的该变速箱系统可避免当换挡不能立即起作用时由电动机构成的传动装置中不允许的大电流。所公开的该变速箱系统涉及一个自动换挡变速箱。
在EP 579 532 B1中描述的换挡弹性承担着一个储能器的功能，其方式是它暂时被压缩及然后再伸展。以此方式离合器套筒从弹簧得到一个脉冲力，该力大于由司机通过换挡杆的快速操作传递给它的力。所产生的脉冲力总是与司机操作换挡杆的操作速度及操作力有关，其中，在离合器套筒上所需的给定力的精确调节只能或多或少听其自然。
在EP 695 892 B1中公开的换挡弹性在换挡过程期间被压缩及然后再输出存储在其中的能量。现有的换挡弹性能使相对实际运动时间延迟的滑动套筒运动相应于同步过程。该换挡弹性保护传动电动机免于过载，但是在考虑换挡弹性的情况下不能借助接合速度对所需给定力施加影响。
滑动套筒与传动装置之间的系统，包括具有运动及弹性特性的连接机构在内，尤其在自动变速箱上是非常复杂的。对于一个变速级的同步置入的实施还没有足够令人满意的方案，这种方案满足多种要求，尤其是关于在考虑到传动装置与离合器套筒之间的机构的弹性特性情况下的接合速度。

发明内容
本发明的任务在于，大大改进开始部分所述机动车中的同步过程、尤其是它的过程变化，以使得尤其是换挡过程可舒适、快速及无磨损地进行。
此外，该任务还在于，提出一种变速箱及运行变速箱的方法，其中在考虑到机构的运动及弹性特性情况下大大改进同步的变速级变换、尤其是在同步门限上力的建立方面。
根据本发明该任务将通过开始部分所述的具有一个变速箱的机动车来解决，它具有以下借助附图描述的及权利要求书中描述的多个特征和/或方法步骤，它们可用现有的组合、也可各自地达到所需的成果。
为了解决该任务的一个方面，因此，在一个机动车上，该机动车具有一个驱动发动机，一个具有第一操作装置的转矩传递装置，一个带有一个输入轴、一个输出轴及第二操作装置的变速箱，其中变速箱具有构成多个变速级的齿轮组，这些齿轮组分别由与一个轴固定连接的一个挡齿轮及可与一个轴连接的一个惰齿轮组成，及具有一个控制装置，其中第一及第二操作装置可通过控制装置导入自动操作，其方式是，在第一工作方式中由控制装置根据多个输入量自动起动操作，或在第二工作方式中通过司机的输入导入操作，及其中借助一个终端输出部件、如离合器套筒与同步装置使至少一个变速级的惰齿轮与支承它的轴进行连接，该部件在接合期间在施加同步力的情况下在待连接部件之间产生至少近似的转速相等性及在转速至少近似相等的情况下在同步过程结束时才使得完全接合成为可能，至少一个变速级的同步门限位置被存储在为所述控制装置配置的存储器中。
作为终端输出部件这里是指为了确定变速比进行运动的最后的部件，即它将在两个力传递装置如倒车齿轮、齿轮组、离合器套筒、液压离合器的工作活塞之间形成连接。
根据本发明的一个非常有利的构型，至少一个变速级的同步门限位置是可适配的，以便尽管当工作时同步位置被改变在真实同步位置及存储在存储器中的同步位置之间仍可保证足够精确的一致性。在一个优选实施例中同步门限的适配在这样的时间进行机动车处于停车状态，驱动发动机在工作，机动车制动器已被操作，及存在同步门限位置适配的要求。合乎要求的是，当机动车为进行适配已在预定时间t上处于停车状态及驱动发动机至少近似地以怠速转动。以此方式当待由换挡离合器连接的部件之间转速差小时进行同步门限的适配，机动车受到保护免于由适配过程中传递到齿轮上的转矩引起运动及使可能快速转动的轴的转速降低。
在一个机动车上，在其变速箱中变速级通过第二操作装置置入，后者包括选择及操作终端操作部件的装置，该同步门限位置的适配合乎目的地包括以下步骤借助第一操作装置闭合转矩传递装置；借助第二操作装置移入其同步门限位置应被适配的变速级的紧邻附近的一个位置上；从一个位置起，由该位置出发同步门限能可靠地被通过，操作终端输出机构，以使得终端输出部件向着它的终端位的方向运动，及基于终端输出部件由于不充分的同步造成的接合运动的制动求得一个同步门限位置。第二操作装置包括两个传动装置，其中一个传动装置例如作为选挡传动装置，用于选择一个离合器套筒，其方式是换挡拨指这样运动，以致它可与操作用于所需变速级操作的离合器套筒的换挡叉形成连接，该变速级的同步门限应被适配。合乎目的地，为了执行一个适配过程换挡拨指首先被移到紧邻其同步门限位置应被适配的变速级的一个位置上，最好换挡拨指与所需的换挡叉形成连接。第二操作装置的第二传动装置用作使换挡拨指运动的换挡传动装置，其方式是使离合器套筒运动，换挡拨指通过换挡叉与该离合器套筒形成连接，由此进行接合或分离运动。为了适配同步门限，从一个位置开始进行接合运动，从该位置起始能可靠地通过同步门限，例如从中立位置到达可实现同步门限适配的一个位置上。
这里终端输出机构应被理解为一个机构，该机构包括所述终端输出部件，其中机构表示一个或由单个部件或由一系列部件组成的运动链，其中运动链中每个点的位置可从该链每个另外点的位置导出。此外在本申请的范围内终端操作部件被理解为一个部件，该部件在所述运动链中位于所述终端输出部件的前面，例如一个换挡叉。该终端输出机构通常包括一个换挡离合器的离合器套筒、一个换挡叉、一个换挡拨指、一个使换挡拨指与选挡及换挡传动装置形成运动及力传递连接的运动部分，其中通过该运动部分确定一定的变速比-例如通过杠杆和/或通过蜗杆与蜗轮构成的变速级。
根据该优选实施例的另一构型，合乎目的地，同步门限位置的适配还包括以下步骤通过一个配置给该控制装置的计算装置直接用于求得的同步门限位置的计算操作或用于基于它及老的同步门限位置求得一个新的同步门限位置。
根据本发明另一特别优选的构型，在一个机动车上，其中这些挡终端位的位置被存储在为所述控制装置配置的存储器中及在工作期间这些位置被适配，至少暂时地基于适配的挡终端位进行同步门限位置的确定。
合乎目的地，总是在一个预定时间期满后或在一个预定数目的独立适配过程后至少一次地基于适配的挡终端位确定同步门限位置。在一个优选实施例中，该预定时间在40至200小时范围中、尤其在80至120小时的范围中，或该独立适配过程的预定数目在15与80之间、尤其在40与60之间。
为了解决本发明任务的另一方面，根据一个优选实施例，在一个机动车中，该机动车具有一个驱动发动机，一个具有第一操作装置的转矩传递装置，一个带有一个输入轴、一个输出轴及第二操作装置的变速箱，其中变速箱具有构成多个变速级的齿轮组，这些齿轮组分别由与一个轴固定连接的一个挡齿轮及可与一个轴连接的一个惰齿轮组成，及具有一个控制装置，其中第一及第二操作装置可通过控制装置导入地被自动操作，其方式是，在第一工作方式中由控制装置根据多个输入量自动起动操作，或在第二工作方式中通过司机的输入导入操作，及其中借助一个终端输出部件、如离合器套筒与同步装置使至少一个变速级的惰齿轮与支承它的轴进行连接，该部件在接合期间在施加同步力的情况下在待连接部件之间产生至少近似的转速相等性，该同步力可依赖于司机体育竞技状态、机动车负载、变速箱油温度、负载控制杆位置、驱动发动机转矩要求、目标转速、同步装置上的转速差、同步装置的摩擦特性、变速箱牵引转矩和/或同步装置的状态被调整。因此该同步力可这样适配于多个可变的参数，即也依赖于这些参数进行相应的适配，这些参数通过持续运行可能改变和/或从一个换挡过程到另一换挡过程可改变，由此可实现同步过程的最佳过程变化。
在一个机动车中，该机动车具有一个驱动发动机，一个具有第一操作装置的转矩传递装置，一个带有一个输入轴、一个输出轴及第二操作装置的变速箱，其中变速箱具有构成多个变速级的齿轮组，这些齿轮组分别由与一个轴固定连接的一个挡齿轮及可与一个轴连接的一个惰齿轮组成，及具有一个控制装置，其中第一及第二操作装置可通过控制装置导入地被自动操作，其方式是，在第一工作方式中由控制装置根据多个输入量自动起动操作，或在第二工作方式中通过司机的输入导入操作，及其中借助一个终端输出部件与同步装置、如离合器套筒或滑动套筒使至少一个变速级的惰齿轮与支承它的轴进行连接，该部件在接合期间在施加同步力的情况下在待连接部件之间产生至少近似的转速相等性及在转速至少近似相等的情况下在同步过程结束时才使得完全接合成为可能，为了解决本发明任务的另一方面，在一个特别优选的实施例中无论是同步门限的移入还是同步过程本身被控制力地进行。这带来特殊的优点，因为在同步门限上预定的力应被调节，这可有利地借助力控制来进行，及这样就可避免不同控制类型之间如速度控制与力控制之间的过渡及由此避免了与此相关的缺点。
在此，有利的是，为了终端输出部件的力控制估算与该部件反作用的反作用力，其中合乎要求的是，基于终端操作机构的速度并在考虑终端操作机构的动能及必要时其刚性的情况下估算所述反作用力。它一方面是离合器套筒的动能，另一方面是运动部分及传动装置的运动部件的动能。
在考虑终端操作机构的刚性时尤其在反作用力高于该刚性的响应门限的情况下，将它的特性曲线直接或间接用来估算是很有利的。通常终端操作机构包括一个用于合乎目的地调节刚性的弹簧部件/阻尼部件。其特性曲线可有利地被使用，必要时在补充与机构本身有关的刚性的情况下使用。
根据该实施例的一个特别优选的构型，基于能量守衡定律并根据终端操作机构的传动装置作的功进行反作用力的估算。
为了解决本发明任务的另一方面，根据本发明应用了一种移入用于带有一个闭锁同步变速箱的机动车的变速箱终端操作机构的终端输出部件的同步位置的方法，其中尽可能快且无过冲地移入同步位置。在这方面特别优选的是，力控制基于振动方程在使用一个阻尼常数的情况下进行，它可实现与变速箱终端操作机构的终端输出部件的精确初始速度及同步位置的精确位置无关的移入并且所述同步力与它有关。
为了解决本发明任务的另一方面，借助一个控制装置这样进行基于接合速度及所述机构区域中的弹性产生离合器套筒上的一个接合给定力。在此，合乎目的地利用弹性，以便在触到同步门限上时使致动器的动能转换成位能。
根据变速箱的一个特别优选的实施形式，该变速箱包括在离合器套筒与惰齿轮之间的同步装置，这些同步装置适于在接合过程期间闭锁在同步门限上形成形状锁合连接的完全接合，直到达到转速至少近似相等时才完全接合，其中，与在同步门限上接合运动闭锁有关地，动能以位能的形式被存储在弹性部分中，在进行接合运动制动的时刻上在弹性部分中存储的能量至少近似地相应于给定力。
在本申请的范围中，这些概念、如接合给定力或同步力均表示在一个用于操作离合器套筒的操作装置、如换挡拨指上的力。
在本发明的一个优选实施例中，在同步门限上的移入速度根据所述弹性部分的特性被这样选择，即在进行接合运动制动的时刻上在该弹性部分中存储的能量至少近似地相应于给定力。在此时刻上几乎所有动能作为位能被存储在弹性部分中，由此在弹性部分中出现相应于最小速度的最大能量。在该实施例中可有利地通过同步门限上移入速度的相应调节精确调节同步门限上的给定力或同步力。
在另一合乎要求的实施例中，弹性部分的特性根据在同步门限上的移入速度这样地被选择，即在进行接合运动制动的时刻上在该弹性部分中存储的能量至少近似地相应于给定力。在该实施例中在一个预给定的到同步门限上的移入速度中通过相应弹性的选择来得到同步门限上的所需给定力。
在一个优选实施例中，所述弹性部分的响应门限明显低于在同步过程中出现的力。以此方式，在每个同步换挡过程中同步门限上力的建立将所述弹性及其特性曲线考虑在内。
最好与同步门限上的给定力相关地，在同步力为50-450N的范围中，200-600N的范围中或400-1000N的范围中所述弹性部分进行响应。在一个特别优选的实施例中响应门限在150-350N的范围中。
此外，为了解决本发明的任务提出了一种用于运行机动车的变速箱的方法，该变速箱具有构成多个变速级的齿轮组，这些齿轮组分别由与一个轴固定连接的一个挡齿轮及可与另一个轴连接的与该挡齿轮啮合的一个惰齿轮组成。该变速箱包括离合器套筒，它们适于在一个变速级的惰齿轮与支承它的轴之间产生连接；传动装置，它们适于引起离合器套筒的接合或分离运动；一个用于将传动装置与离合器套筒连接的机构；在离合器套筒与惰齿轮之间起作用的同步装置，这些同步装置适于在接合过程期间基于接合力产生一个同步转矩及超过同步门限的继续接合一直被闭锁，直到达到转速近似相等时为止；所述机构区域中的一个弹性部分，它适于将动能转换成位能的形式来存储及相反地将位能转换成动能的形式再输出；及一个用于控制所述传动装置的控制装置，其中一个变速比的确定包括以下步骤速度控制地接合离合器套筒，直到同步门限为止；识别由在同步门限上闭锁产生的反作用力；接着过渡到力控制，其中通过在同步门限上接合运动的闭锁将能量存储到弹性部分中，然后它起决定作用地被用于产生同步门限上的给定力。
该方法优选使用在一种变速箱上，该变速箱具有权利要求1-7中至少一项的特征。


以下将借助附图来详细描述本发明的实施例。附图为图1具有可自动操作的转矩传递装置及可自动操作的变速箱的机动车的示范及概要图，图2，2a换挡离合器的示范及概要图，图3关于同步门限适配的初始化条件的示范及概要流程图，图3a一个传动装置及具有一个连接机构的离合器套筒的示范及概要图，图4a同步力与负载控制杆位置关系的曲线图，图4b涉及例如变速箱温度与同步力偏移的关系的曲线图，图4c由根据特性曲线组的同步力及力偏移构成给定同步力的例子，图4d换挡过程中包括在机构中的转换弹性与力或行程变化的关系的特性曲线例，图5a用于控制操作离合器套筒的传动装置的流程图，图5b在速度-功曲线图中传动装置的给定功时，达到离合器套筒的给定位置的各种运行路径，图5c速度-功曲线图中的一个有利的运行路径，图6用于控制离合器套筒操作的传动装置的流程图。
具体实施例方式
图1概要及示范地表示具有转矩传递装置4及变速箱6的机动车1。在此，转矩传递装置4设置在驱动发动机2与变速箱6之间的能量流中；合乎目的地，在驱动发动机2与转矩传递装置4之间设有一个分开式的飞轮质量，它的部分质量可在中间连接一个弹簧阻尼装置的情况下相对转动，由此可大大地改善尤其是传动系的振动技术特性。本发明最好与一个接收或均衡转动冲击的阻尼装置或补偿转动冲击的装置或减小转动冲击的装置或阻尼振动的装置相组合，如在本申请人的公开文献DE OS 34 18 671，DE OS 34 11 092，DE OS 34 11 239，DE OS 36 30 398，DE OS 36 28 774及DE OS 3721 712中所描述的。该机动车1将由一个驱动发动机2驱动，这里它作为内燃机如强制点火式发动机或柴油发动机来描述；在另外的实施例中该传动装置也可借助混合式传动装置、电动机传动或液压马达来实现。在图示的实施例中转矩传递装置4是一个摩擦式离合器，尤其对于起动或进行换挡过程可借助它使驱动发动机2与变速器6分离。通过离合器的不断接合或分离可传递大些或小些的转矩，为此，一个压紧板及一个压板被彼此轴向上相对移动及或多或少地带动一个接在中间的摩擦盘。有利地，该构成离合器的转矩传递装置4是可自动再调节的，即摩擦片的磨损可被这样地补偿，以致能保证恒定的小分离力。最好本发明与尤其描述在本申请人的申请DEOS 42 39 291，DE OS 42 39289，DE OS 43 06 505中的摩擦式离合器相组合。借助一个轴8及通过一个差速器10使机动车1的车轮12被驱动。对被驱动的车轮12配置了转速传感器60，61，有时也可仅设置一个转速传感器60或61，各转速传感器将产生相应于车轮12的转速的信号，附加地或替换地将一个传感器52设置在传动系的其它合适的位置上，例如设置在轴8上，用于获得变速箱的输出转速。变速箱输入转速可借助另一传感器来获得，或如在本实施例中由驱动发动机的转速来确定，因此可确定出变速箱中所置入的变速比。有利地，摩擦式离合器4可被作成受压的，在另一实施例中被作成受拉的也是合乎要求的，这里借助一个操作装置46、如离合器致动器46来操作该离合器。为了操作变速器6，设有一个包括两个致动器48及50的操作装置，其中一个致动器执行选择操作及另一致动器执行换挡操作。离合器致动器46和/或变速器致动器48，50用直流电动机来实施，而在另一实施例中，尤其当需要大的操作力时，设置液压操作系统也是很合乎要求的。离合器4及变速箱6的控制可通过一个控制装置44来实现，合乎目的地，该控制装置与离合器致动器46构成一个结构单元，而在另一实施例中，它也可有利地安装在机动车的其它位置上。离合器4及变速箱6的操作在一个自动工作方式中通过控制装置44自动地进行，或在一个手动工作方式中通过司机借助变速比选择装置60如换挡杆输入来进行，其中该输入通过传感器61来检测。在自动工作方式中，变速级的转换将根据特性曲线通过致动器46、48及50的相应控制来实现，其中特性曲线被存储在配置给控制装置44的存储器中。可具有多个由通过至少一个特性曲线确定的运行程序，司机可在其中进行选择，如一个“体育”运行程序，其中驱动发动机2的功率最佳地工作；一个“经济”运行程序，其中驱动发动机2燃料消耗优化地工作；或“冬季”运行程序，其中机动车1运行安全性最佳地工作；此外，在所述实施例中，特性曲线例如可适配于司机和/或其它边界条件如行驶车道摩擦、外界温度等。控制装置18将通过对混合气的供给或混合气组分的影响来控制驱动发动机2，其中在图中代表性地表示出一个节气阀22，它的开角借助一个角度传感器20来检测及将该信号提供给控制装置18。在驱动发动机调节的另外的实施例中，假如涉及一个内燃机，对控制装置18提供一个相应的信号，借助该信号可确定混合气的组分和/或输入体积；合乎目的地，也可使用一个现有的λ探头的信号。此外在该实施例中，对控制装置18提供一个由司机操作的负载控制杆14的信号-该杆的位置借助一个传感器16检测，一个关于发动机转速的信号-该信号由配置给发动机输出轴的转速传感器28产生，一个进气管压力传感器26的信号及一个冷却水温度传感器24的信号。控制装置18及44可被构造在结构和/或功能上分开的部分区域中，然后它们可合乎目的地例如借助一个CAN总线54或另外的电连接形式彼此形成用于数据交换的连接。但也可有利地，将控制装置的区域相组合，尤其是因为功能的配置不总是单一的并需要协同作用。尤其当变速级转换的一定阶段控制装置44可以在转速和/或转矩上控制驱动发动机2。无论是离合器致动器46还是变速箱致动器48及50将产生出信号，由它们至少可导出致动器位置，它将提供给控制装置44。这里是在致动器内部进行位置的获取，其中使用了增量发送器，它确定相对一个参考点的致动器位置。但在另一实施例中，将发送器设置在致动器外面和/或借助电位器确定绝对位置，也是合乎要求的。因此对于离合器致动器，当离合器4的配合点可配置给一定的接合行程及由此配置给致动器位置时致动器位置的确定具有重要意义。有利地，在投入运行时确定离合器4的配合点及在工作期间重复地重新确定，尤其根据参数如离合器磨损、离合器温度等来确定。变速箱致动器位置的确定对于置入的变速比的确定是重要的。此外对控制装置44提供非驱动车轮65及66的转速传感器62及63的信号。对于机动车速度的确定，有意义的是考虑转速传感器62及63或60及61的平均值，以便补偿如在弯道运行时的转速差。借助转速信号可求得机动车速度及此外也可进行打滑识别。在图中控制装置的输出连接用实线表示，输入连接用虚线表示。传感器61，62及63对控制装置的连接仅象征地表示。
图2概要及示范地表示使一个惰齿轮201与无相对转动地连接在轴上的同步体203连接的变速箱的同步换挡离合器。其中图A表示离合器套筒202处于中立位置，而图B表示预同步及图C表示主同步。离合器套筒202通过一个换挡叉211操作及无相对转动地、但轴向可移动地与同步环204一起与同步体203连接，该同步环与压块206及与相应于压块的压簧205构成同步装置。
在预同步阶段B期间，离合器套筒202受预同步力FAV的作用向惰齿轮201的方向移动。由于在同步环204与惰齿轮201之间的锥形摩擦面R上的摩擦力将建立一个预同步转矩TRV，由此直至压块206止挡在压块槽210的侧向边缘上使同步环204在闭锁的初始位置上转动。在该初始位置上通过离合器套筒202的轴向运动，滑动套筒的换挡齿部分209与惰齿轮的换挡齿部分208的齿斜面在区域D中轴向相互进行对准。在接着的过程中，由于压块/离合器套筒区域中的斜面构型，预同步力FAV将抵抗压簧205的弹簧力FD引起压块206的翻转，由此可使离合器套筒202可以进一步轴向移动并过渡到主同步阶段C，其中离合器套筒的换挡齿部分209及惰齿轮的换挡齿部分208的齿斜面彼此相遇；该位置在此被称为同步位置。接着将通过这些斜面施加轴向同步力FA及在同步环204与惰齿轮201的同步锥体之间的锥形摩擦面上产生摩擦转矩TR，由此在惰齿轮201与离合器套筒202之间产生转速同步。
在另一实施例中，同步装置也可与所述惰齿轮相连接。在另一实施例中使用同步装置的另一构型也是合乎要求的。需要时，这里称为同步位置的位置是另一位置，但这在原则上不会改变本申请发明构思的应用。
图2a概要及示范地表示一个用于使一个惰齿轮205a与支承它的轴201a相连接的变速箱的换挡离合器。在实施例中离合器套筒203a由一个与轴201a轴向及无相对转动连接的连接单元202a支承，离合器套筒可在后者上轴向地移动，但为无相对转动的配置；一个同步装置204a与惰齿轮205a相连接。
在初始位置200a中，两个彼此待连接的换挡离合器的部分202a及205a是分开的，离合器套筒203a位于一个完全分离的位置A，上。如果离合器套筒203a在箭头方向上移动，它将达到一个位置210a，在该位置上具有锥形摩擦面的同步装置204a与离合器套筒203a的相应面形成连接。由于摩擦力及在箭头方向上作用的接合力产生了增大的对惰齿轮205a的带动，这时形成了同步转矩，它可使一个未示出的、例如设在离合器套筒203a上的、阻止离合器套筒203a继续接合的闭锁装置起动；该位置称为同步位置或同步门限。当惰齿轮205a至少近似达到离合器套筒203a的转速及由此同步转矩至少近似降到零时，闭锁装置打开及离合器套筒203a可从位置B，继续过渡到位置C，。在完全接合的位置220a上，在离合器套筒203a与惰齿轮205a之间建立了圆周方向的形状锁合连接，由此使惰齿轮205a通过离合器套筒203a及部件202a与轴201相连接。
图3示范及概要地表示关于用于同步门限适配的初始化条件的流程图。在该实施例中将在步骤301上检验机动车是否处于静止状态，合乎目的地，也可要求机动车已在一个预定时间t上处于静止状态，以保证快速转动的轴其转速已下降。如果不是该情况，将不会有同步门限适配，见框307；否则将在步骤302中确定，是否操作了机动车制动器，以保证不会由于适配必需的在车轮上传递的小转矩而使机动车处于运动。在未操作机动车制动器的情况下，将不进行同步门限适配，见框307；否则将在步骤303中检验驱动发动机是否处于怠速运行，由此可避免同步装置上的太大的转速差。只有是该情况时，则进入步骤304，否则不进行同步门限适配。在步骤304上将确定是否已置入一个变速级，仅当是该情况时，才继续进入下一步骤305，否则将分路到框307。仅当必需适配时，才在步骤306中检验是否存在更高优先权的适配，它使得必须分路到步骤307。如果不存在更高优先权的适配，将在步骤308中执行同步门限适配；当存在更高优先权的适配或其它与同步门限适配相抵触的功能要执行时，同步门限适配将一直被后移，直到其它的适配或功能结束时才执行。
所述该用于同步门限适配初始化的判据仅是一个示范例。因此在其它的实施例中，该判据可用其它的顺序检验，尤其有意义的是，在一开始就进行询问是否需要适配及是否存在更高优先权的适配或功能。合乎目的地，也可绕过一个或多个判据，即尽管根据该图在流程中设置了到步骤307的分路，也可向着在步骤308中执行适配的方向前进，这在该图中用虚线所示的连接来表示。在其它实施例中也可有利地使同步门限适配初始化与其它的或更多的判据相关。
为了执行同步门限适配将在一个优选实施例中使起动离合器4闭合，这时离合器闭合到这样的程度就够了，即至少传递一个离合器转矩，该转矩足够大，以便使与离合器套筒相连接的闭锁装置起作用。在下一步骤上在选择方向上起动其同步门限应被适配的挡，例如选挡传动装置48被这样操作，即换挡拨指与相应变速级所属的换挡叉形成连接或至少移动到相关换挡叉的附近。最好在该步骤中移到换挡通道中心，作为初始位置，因为这样可很好地到达所有的位置；但在一个变型的实施例中，也可有利地移到相关换挡通道中的其它位置，如在其同步门限应被适配的挡的换挡通道紧前面的选挡通道中的位置。从该位置出发-最好为中立位置-由它开始能可靠地通过同步门限，离合器套筒现在向其同步位置应被适配的变速级的终端位置方向移动，其中该移动速度与常规的换挡过程相比非常慢。向终端位置方向的该移动将合乎目的地以确定的速度进行转速调节地进行，以确定的加速度通过角加速度控制地进行，以确定的力转矩调节地进行，以确定的行程通过传动装置的角度位置或迭代地或用随机的行程预给定调节地进行，通过传动装置的电压调节或传动装置的电流调节来进行调节。也可有利地，使用所述控制方式的组合。
因此在发动机2运行-最好怠速运行及离合器4闭合时得到变速箱输入轴与变速箱输出轴之间的转速差。如根据图2所示及所描述的，通过同步装置上的同步转矩进行接合运动的制动，离合器套筒的该位置可以先被确定为同步位置。所求得的离合器套筒的位置值可作为原始值或用校正值处理的值，最好待使用的值由新求得的值及老的值来计算。
合乎目的地，离合器套筒203的运动制动的检测将通过对离合器套筒的行程、离合器套筒的速度、离合器套筒的加速度的观测来实现，其中该信息可有利地在最终输出机构的区域中或在操作它的机构的区域中取出；最好使用组合在传动装置中的发送器如增量行程发送器。根据另一实施例，在接近离合器套筒区域中、尤其在可能具有的换挡弹性前进行运动制动，由此可避免由于弹性和/或间隙引起的误差。在另一实施例中，离合器套筒203的运动制动的检测借助离合器套筒与传动装置之间运动路径区域中力的测量来实现。在另一有利的实施例中离合器套筒203的运动制动通过传动装置接收的功率来确定。
在一个优选实施例中，同步位置的求得是通过驱动电动机的角度位置、转速或角加速度来实现的，其中可合乎目的地使用组合在传动装置中的增量行程发送器。在另一有利的实施例中位置的求得是通过驱动电动机的电压或驱动电动机的电流来实现的，在另一有利的实施例中也可使用角速度和/或一个或多个变速箱轴的传递转矩来求得。根据另一合乎要求的实施例，离合器套筒运动的制动借助上述步骤的组合来求得。
为了通过计算装置作求得的同步位置的计算处理，在一个优选实施例中使用一个算法，该算法对求得的同步位置进行乘法和/或加法校正。在另一实施例中，合乎要求地使用一种校正算法，该算法基于另外的数学关系如幂、对数、微分和/或积分，其中在一个优选实施例中可有利地与一个算法校正方式相组合。优选校正算法的开发可根据经验值、试验、借助运动传递路径模型化的计算、仿真、测量和/或结构图形的分析来实现。
如果如在优选实施例中那样新的同步门限由新求得的同步门限及老值来构成的话，则可参考下列的一个示范计算规则新同步门限＝(x·老同步门限+Y·求得的同步门限)/100其中系数x最好非常大、如在80与100之间，及系数y最好很小、如在0与20之间。
在优选实施例中，在上述的条件下进行同步门限的适配。但如果在适配情况下在一个信号灯处停车期间司机给油，该机动车应尽可能快地加速，因此在该情况下一旦不再操作怠速开关和/或机动车制动器，必需立即置入所需的挡。尤其在一个实施例中，其中所需的变速级在所述情况下在600ms内被置入，尤其在300至400ms内被置入。
本发明的所述实施例也可用于试验型或系列机动车投入运行程序范围中变速级同步位置的探测。
由于所述的同步装置的功能，同步转矩与同步装置的摩擦系数μ、相应于接合力的同步力FSync及一个环形同步装置的摩擦半径Rsync相关，其中对于同步转矩Msync可近似为Msync＝μ·FSync·RReib同步转矩的值对换挡舒适性有直接的影响，因为高同步转矩会引起干扰噪音及传动系中的振动。该影响可通过同步力FSync施加。
根据本发明的优选构型，这样设置同步力FSync的调整量即产生尽可能小的噪音及传动系中尽可能小的振动及由此使换挡过程舒适地进行。同步力FSync的调整可根据如下所述的一个或多个参数来实现，其中例如在图4a中表示与负载控制杆位置的关系及在图4b中表示与变速箱油温度相关的力偏移的构成。在图4c中表示由根据特性曲线组的同步力及力偏移构成同步力给定值。
在如图4a所示的与负载控制杆位置相关的情况下，在优选实施例中同步力FSync将随着负载控制杆位置的增大而增高，其中该增高对于每个变速级将根据一个固有的特性曲线来进行。最好当负载控制杆位置为零相应于油门踩板未操作时同步力FSync从一定值开始升高到油门全开换挡时的两倍值；在脚启动(Kickdown)条件下换挡时同步力FSync还将继续升高。对于具有1至1.8升排气量范围的发动机的小机动车，有利地，同步力FSync的调整量为120-310Nm，尤其为从190-250Nm到420-650Nm并尤其到490-560Nm；对于大机动车同步力FSync将相应地适配调整。对于倒车挡在图示实施例中不进行同步力FSync的调整。特性曲线的精确变化是针对在确定的负载控制杆位置上对于一个变速级怎样的同步力FSync是合适的，这例如可通过计算或试验来求得。以此方式可以对于每个变速级根据负载控制杆位置得到在同步力FSync上优化的换挡过程。有利的是，这些特性曲线的变化基本上是线性的；而在另一实施例中，当特性曲线或特性曲线的区域具有相应或类似于非线性函数的变化也是合乎要求的，这些非线性函数为如正弦、正切函数，e-、log-函数，或抛物线函数。为了简化控制，在另一实施例中对于所有变速级使用单一的特性曲线或至少一个特性曲线多重使用。
图4b以变速箱温度为例表示与一个参数相关的偏移量的曲线图。在该例中，对于低于-20℃的变速箱油温度预给定一定的同步力偏移量，它在-20℃至10℃的范围中线性地减小到零，由此对于高于10℃的变速箱油温度预给定无偏移量。当然该偏移量相对温度的变化曲线是与变速箱油的粘度相对温度的变化曲线相关的，在该实施例中是以通常多区域变速箱油的使用为基础的。通过偏移量，同步力将适配于变速箱油的粘度，在温度引起的小粘度情况下增加的力损耗被补偿，由此在使用另一种油的情况下合乎要求地设置相应的同步力偏移曲线。在优选实施例中该曲线是线性的，而在另一实施例中，该曲线至少在部分区域上相应或近似于一个函数如正弦、正切函数，e-、log-函数，或抛物线函数。
如图4c中所示，在实施例中由一个特性曲线组-如图4a所示-中选取的同步力及根据偏移函数-如图4b所示-构成的偏移量来确定给定同步力。在本发明的另一有利实施例中，合乎要求地，为了构成给定同步力将根据另外的参数变换地或附加地调整同步力和/或根据另外的参数构成另一或其它偏移值。
在本发明的一个有利实施例中基于司机参数调整同步力FSync。该司机参数例如以驾驶类型为特征，其中引入系数1至100，1用于以最多耗油为定向的司机及100用于以最大功率为定向的司机。驾驶类型例如可通过对负载控制杆操作、制动器操作的观测和/或手动操作方式中的换挡频度来确定。在优选实施例中，用于驾驶类型的值愈大，同步力FSync愈大，其中在特性曲线组中同步力与驾驶类型的关系最好至少近似线性。在另一实施例中为同步力的非线性关系，它至少在部分区域中相应或近似于一个函数如正弦、正切函数，e-、log-函数，或抛物线函数。
根据本发明的一个有利实施例，基于坡道驾驶参数调整同步力FSync。例如该坡道驾驶参数以车道坡度为特征，其中导入参数1至100，1用于平的车道或在另一实施例中用于很陡的下坡及100用于很陡的上坡。坡道驾驶参数例如可根据负载控制杆操作、制动器操作、在手动操作方式中换挡频度和/或一个或多个车轮转速来确定。在优选实施例中，用于坡道驾驶参数的值愈大，同步力FSync愈大，其中在特性曲线组中同步力与坡道驾驶参数的关系最好至少近似线性。在另一实施例中为同步力的非线性关系，它至少在部分区域中相应或近似于一个函数如正弦、正切函数，e-、log-函数，或抛物线函数。
此外，在本发明的优选构型中可基于对驱动发动机的转矩要求来调整同步力FSync，其中高的转矩要求引起同步力增大；基于在变速级转换时新变速级的目标转速来调整同步力，其中相应于高的目标转速提高同步力；基于在同步时要克服的转速差来调整同步力，其中高的转速差引起高的同步力；根据同步装置的摩擦特性来调整同步力，其中同步装置的小摩擦系数引起同步力增大和/或基于由目标挡引起的同步装置上减小的惯性转矩来调整同步力，其中惯性转矩下降大将引起同步力增大。
此外，有利的还有在同步过程的变化中调整同步力，尤其当同步过程接近结束时使同步力回降，由此主要使换挡过程的舒适性得以改善。同步过程的结束例如可根据待同步的轴之间的转速差的减小来检测，其中该转速差可被直接地测量或在控制装置中借助数学模型来确定。
本发明的另一构思涉及同步位置的移入。无论同步位置的移入还是同步力的建立均要力控制地进行。以此方式，可实现快速的及与配置给控制装置18，44的存储器中所存储的非精确同步位置无关的同步力建立，由此换挡操作的整个控制与同步位置的分散相比更稳定。所力求的是，精确地在离合器套筒202接合运动中与同步轴C形成接触的时刻上这样地控制传动装置，以致精确地产生所需的同步力FA，这在一个优选实施例中基于由传动装置完成的功通过使用功-力特性曲线来实现。这里同步力根据能量守衡定律作为由传动装置作出的机械功的函数被预给定。
在图3a中概要及示范地表示一个传动装置301a及一个带有连接机构305a的离合器套筒304a，该连接机构包括一个弹性部分302a及一个阻尼器303a。其目的是尽可能快地使滑动套筒304a移动到同步位置上及在那里尽可能快及精确地调整所需的同步力。在此，传动从传动电动机通过中间连接的一个机构来实现，该机构包括所述弹性部分302a及所述阻尼器303a，其中弹性部分一方面由运动路径的设计形成的成分及另一方面由自身设有的弹簧装置组成，其中自身设有的弹簧装置占整个弹性中的主要部分。
在一个优选构型中该弹簧装置由两个可相对转动的部件构成，在其中间连接压簧，这两个部件可抵抗弹簧阻力相对转动。随着转动角度增大阻力或弹簧力增高，其中合乎目的地在整个转动区域上其增高具有不同的斜率，一个示范例表示在图4d中，为了产生该变化曲线设有多个串联和/或并联连接的、具有不同特性曲线的压簧。但在另一实施例中也可合乎目的地，使特性曲线在整个运动范围上具有相同斜率。
根据本发明的另一构思，作为弹性部分使用一个塑料弹性体，它的弹性特性曲线可通过相应的材料选择和/或处理来根据需要调整，该处理包括附加影响弹性的材料或使用影响弹性的制造及处理方法。对此有利地还在于，塑料弹性体在加载范围上具有变化斜率的特性曲线。但在另一实施例中，弹性曲线在整个运动范围上具有相同斜率。
在优选实施例中，该弹性的响应门限的确定通过弹性部分预压装配来实现，其中相应于所需响应门限，该预压力在50-450N的范围、在200-600N的范围或在400-1000N的范围中。在一个特别优选的实施例中该预压力在150-350N的范围中。
根据另一优选实施例，分布地设置弹性，即设置多个的个体弹性部分，它们的总地实现所需的功能。在另一实施例中，还使用在轴向上被加载及起作用的弹性部分。在本发明的变速箱中这些弹性部分被设置在传动装置与离合器套筒之间的机构内，其中在这方面真正的传动部件被称为传动装置、例如一个传动电动机的电枢轴。一个弹性部分可结构上有利地组合在包括传动装置及随后变速级的一个壳体内。
该机构的阻尼器用303a表示，其中的阻尼是基于与设计有关的摩擦或还基于附加的、可能可调节的阻尼件。在图示的实施例中有利的是，为了通过图1的控制装置18，44控制离合器套筒304a的传动装置301a，在接合过程中使离合器套筒304a速度受控制地移近同步轴，然后当进一步的接合运动受到在图2中可看到的所述机构反作用的阻挡时进行力控制的过渡及在该时刻基于在弹性部分302a中存储的能量使力至少近似地相应于同步位置上的给定力值。这里决定性的是，一方面弹性部分302与另一方面同步位置上的接合速度之间的精确协调。
同步位置的移入是在速度控制下进行的。在考虑将传动装置301a与离合器套筒304a相连接的机构305a的弹性特性的情况下根据所要求的给定同步力使速度调节到一定值上。在一个优选实施例中，根据所要求的给定同步力250-1000N，同步门限上的移入速度在25-200mm/s的范围中。当所要求的给定同步力升高3倍时在使用具有图4中用401a所示及所述的特性曲线的弹性部分的情况下，同步门限上的移入速度约升高5倍。
在速度控制地移到同步位置的期间，叠加一个力的边界值，该值水平首先保持低值，以便补偿机构中存在的摩擦，而在一定的接合速度以上时该值水平被增大，以避免当反作用力很快上升时传动装置的反转。最好是，自接合速度3-40mm/s、尤其是5-25mm/s起，提高力边界值的水平。为了在低接合速度时借助叠加的力边界值补偿摩擦，合乎要求的是，根据引起摩擦力的量、如变速箱油温度来调节该力，以使得总能保持所需的接合速度。在大摩擦力情况下进行大的补偿，当摩擦力变小时该补偿相应地降低。
在同步位置上进行向力控制的过渡，在该位置上离合器套筒的接合速度被制动，在动能转换成位能的情况下该弹性部分被储能及由此建立一个力，它至少近似地相应于所需的同步力；在操作机构中摩擦力的补偿是通过在传动装置中继续作用的传动力来实现的。在使用电动机作传动装置的情况下，根据电动机能量需要量的增大和/或速度的下降来识别运动的制动。
在继续变化时，力被限制或调节在所需的同步力的值上，其中仅需要有相对小的变化，因为由弹性部分引起的力至少近似地相应于所需的同步力。在优选实施例中该力在100-1000N的范围中，其中同步通常发生在200-600Nm的范围中，仅当需要特别快地同步时才允许同步力达到约1000N。
在使用电动机作为离合器套筒304a的传动装置的情况下，当向力控制过渡时使用传动电动机的电压及转速来确定给定力，由此在力限制阶段内精确地补偿真正作用的摩擦力。根据本发明另一构思该优选的方法提供了这样的可能性，即对于不同的变速级和/或变速箱使用统一的换挡弹性部分及通过对同步门限的移入速度的相应控制来建立同步力。
在该实施例中，通过使弹性部分302a合乎目的地包括在整个同步接合过程中就主要获得了重大的时间优越性。在与换挡弹性部分302a相关的方面可参考本申请人的德国申请DE 197 34 023 A1及DE 197 13 423 A1，它们的公开内容也明确地属于本发明的公开内容。在同步接合过程的优选控制范围中，特别合乎要求的是，在一个属于控制装置18，44的存储器中存储同步门限的尽可能精确的位置及使该值以均匀的间隔更新。
图4d以曲线图401a示范地表示了一个由机构305a所包括的换挡弹性的特性曲线，其中它表示在确定的力作用下产生的偏移。在经过了该结构中存在的间隙Sp后产生与分离力下相应的偏移，它一直进行到曲线a的点1，接着以明显减小的斜率一直进行到曲线b的点2及然后又以明显加大的斜率一直进行到曲线c的偏移区域的终点。该弹性的响应门限、即引起明显偏移的力位于特性曲线部分A的上区域中同步接合过程中出现的力的下面。在该实施例中，换挡弹性最好为对于约3.5mm的偏移量需要约1300N的力。
根据本发明的另一构思，设有一个电机与该机动车的变速箱相连接，它的转子例如与一个可自由转动的飞轮质量相连接或构成该飞轮质量，该飞轮质量可有利地借助至少一个离合器与驱动单元如内燃机及与驱动轴隔离以利用其惯性，这样借助该结构可实现混合式驱动。根据该构型的变速箱可实现电机的广泛应用，例如作为内燃机的起动单元，发电机、部分驱动装置、主驱动装置及作为将动能转换成电能的单元或在机动车制动过程中内燃机分离的情况下将转子用作飞轮质量使动能转换成旋转动能(再生)。
为此，由控制装置18，44连续地、近似连续地、或也合乎要求地在另一实施例中离散地计算机械功的瞬时值。在优选实施例中该计算借助一个如图5所示的程序进行。在第一路径中，根据步骤502中询问，该计算过程开始及在步骤507中计算给定功。在另外的路径中，根据步骤502中询问，在步骤503中计算当前致动器的功。接着在步骤504中确定当前离合器套筒是否足够靠近同步门限上的目标点。当是该情况时，在步骤505中设置退出条件-给定力等于同步力，及离开该程序，否则进行到下一步骤506，它根据图5c中所示的速度-功曲线图501中的控制曲线并考虑可由试验有利地确定的力-功特性曲线基于当前位置计算给定力，在另一实施例中可合乎要求地根据机构的弹性特性曲线来计算给定力。因此通过每个计算路径根据当前位置-图5c中速度-功曲线图510中的点-可确定用于下一步骤的给定力，由此能尽可能好地跟随所需的控制曲线511。
图5b表示速度-功曲线图，其中示出了在施加给定力情况下为达到给定位置(同步位置)相应于给定功Asoll的不同的路径，该位置在图中。在图中该曲线区的边界用点线表示，向上通过传动装置的最大电流及最大电压来确定，很慢的路径如路径a根据所要求的时间对于同步力的建立是不利的，由此它向下限制了该曲线区。所力求的是，在接合时跟随一个快速的路径、如路径c；一个有利的路径的变化被表示在图5c的曲线图510中。
在本发明的另一实施例中，对所需同步力(同步给定力)的调节的控制不使用关于同步门限位置的信息。同步过程本身及合乎目的地同步位置的移入控制力地进行，其中在另一实施例中也可合乎目的地使同步位置的移入在控制速度下进行。对于力控制，在所述实施例中连续地、近似连续地，在另一实施例中-也合乎目的-离散地估算与传动装置反作用的力。为此通过控制装置在考虑传动装置与离合器套筒之间运动路径的刚性及传动装置动能的情况下进行计算，由此达到同步给定力快速及精确且无过冲的调节。尤其可避免在达到同步位置时必需校正传动力以补偿误差的移入速度。
如图6中所示，根据一个优选构型通过对传动装置速度的观测来估算阻碍传动装置的力，见步骤601；及将该反作用力用于力的预给定。根据在步骤602中的检验及分支的步骤604进行给定力的计算，一直到或根据式|Fsynch-Fi|＜FGrenze所需同步力Fsynch足够精确地调节到FGrenze上，其中Fi相应于被估算的反作用力，或传动速度|vi|低于vGrenze为止。当满足这些判据之一时，在步骤603中设置输出条件，其方式是将用于下一步骤的给定力FiSoll设置成等于所需同步力Fsynch。
本发明的另一优选实施例可在使用传动装置中人为阻尼的情况下实现同步位置的移入，其方式是从图2中用A表示的位置开始控制力地进行同步位置的移入及同步力的建立，其中对于传动装置的给定传动力FiSoll的预给定使用等式FiSoll＝Fmax-kvi。Fmax的计算为Fmax＝Fsync/η+FOffset，其中Fsync表示离合器套筒上的所需同步力，η表示传动装置效率，vI表示移入速度及FOffset，k表示参数。并且在该实施例中所需同步力可快速及无过冲地被调节，其中尤其是参数k-也可称为阻尼常数-的选择具有重要影响及必需根据其它量对该参数进行相应调整。
在变速级借助换挡离合器换挡的变速箱中，需要将位置如挡终端位的位置或同步门限的位置存储在设置于一个控制装置中的存储器中，以便保证换挡过程顺利进行。根据在离合器套筒与传动装置之间的运动区域中由工作引起的变化、例如磨损，可以得到存储在存储器中的位置与真实位置之间的偏差，因此必需使位置重新适配；最好在工作期间重复进行适配。在确定的位置之间存在一个关系，即由于工作中产生的变化引起的偏移均匀地影响这些位置或至少存在一个正比关系。
根据本发明的一个实施例，至少暂时地在各位置之间形成联系，由此该适配使一个位置也用来校正另一位置。例如挡终端位的适配与同步门限位置的适配这样地相联系当一个挡终端位进行了适配时所属的同步门限位置也被相应校正。合乎目的地，这些位置的所述联系不是永久的而是暂时起作用的。例如在一个预定时间期满后这些位置被彼此联系用于适配。在这方面，所述时间在40至200小时、尤其80至100小时的范围中是合乎要求的。但在另一实施例中，合适的是，例如间隔几小时或每小时几次地经常形成联系。在又一实施例中根据进行的挡终端位适配的数目进行该联系。合乎目的地，在一定的挡终端位适配数目、例如15至80后，尤其在40至60个挡终端位适配后进行一次联系。并且基于另外情况，如机动车起动或如在信号灯处机动车停车时用于共同适配的位置联系也是合乎要求的。
在另一实施例中，在挡终端位的位置被存储在为所述控制装置配置的存储器内的变速箱中，在工作期间进行挡终端位的位置的适配。
根据本发明的另一构思提出设有一个电机与本发明的机动车的变速箱连接，该电机的转子例如与一个可自由转动的飞轮质量相连接或构成该飞轮质量，该飞轮质量可有利地借助至少一个离合器与驱动单元如内燃机及与输出轴隔离以利用其惯性，以便借助该结构可实现混合式驱动。根据该构型的变速箱可实现电机的广泛应用，例如作为内燃机的起动单元，发电机、分驱动装置、主驱动装置及作为将动能转换成电能的单元或在机动车制动过程中内燃机分离的情况下将转子用作飞轮质量使动能转换成惯性旋转动能(再生)。
本申请一起提交的权利要求书是一种撰写建议而没有预见到获得尽可能宽的专利保护范围。本申请人仍保留将至今仅公开在说明书和/或附图中的特征组合继续提出保护。
在从属权利要求中使用的回引指示通过相应从属权利要求的特征对独立权利要求的主题进一步地构型；它们不应被理解为对回引的从属权利要求的特征组合放弃实现一个独立的具体保护。
因为相对优先权日的现有技术这些从属权利要求的主题是特有的且可构成独立的发明，本申请人仍保留将它们作为独立权利要求的主题或部分说明。它们还可以包含其它的独立发明，这些独立发明具有与上述从属权利要求的主题无关的构型。
这些实施例不应被看作对本发明的限制。而在本发明公开的范围内可具有多种变更及修改，尤其是一些变型、单元及组合和/或材料，它们例如是通过个别特征与一般说明及实施形式和权利要求中所描述的及附图中包含的特征或单元或方法步骤的组合或变换，它们对于专业人员鉴于解决其任务来说是可推知的，或通过可组合的特征导致一个新的主题或新的方法步骤或方法步骤顺序，并且是就它们涉及制造、检验及工作方法而言。
权利要求
1.机动车，它具有一个驱动发动机，一个具有第一操作装置的转矩传递装置，一个带有一个输入轴、一个输出轴及第二操作装置的变速箱，其中变速箱具有构成多个变速级的齿轮组，这些齿轮组分别由与一个轴固定连接的一个挡齿轮及可与一个轴连接的一个惰齿轮组成，及具有一个控制装置，其中第一及第二操作装置可通过所述控制装置导入地被自动操作，其方式是，在第一工作方式中由控制装置根据多个输入量自动起动操作，或在第二工作方式中通过司机的输入导入操作，及其中借助一个终端输出部件与同步装置使至少一个变速级的惰齿轮与支承它的轴进行连接，该部件在接合期间在施加同步力的情况下在待连接部件之间产生至少近似的转速相等性，其特征在于所述同步力可根据司机体育竞技状态、机动车负载、变速箱油温度、负载控制杆位置、驱动发动机转矩要求、目标转速、同步装置上的转速差、同步装置的摩擦特性、变速箱牵引转矩和/或同步装置的状态被调整。
2.机动车，它具有一个驱动发动机，一个具有第一操作装置的转矩传递装置，一个带有一个输入轴、一个输出轴及第二操作装置的变速箱，其中变速箱具有构成多个变速级的齿轮组，这些齿轮组分别由与一个轴固定连接的一个挡齿轮及可与一个轴连接的一个惰齿轮组成，及具有一个控制装置，其中第一及第二操作装置可通过控制装置导入地被自动操作，其方式是，在第一工作方式中由控制装置根据多个输入量自动起动操作，或在第二工作方式中通过司机的输入导入操作，及其中借助一个终端输出部件与同步装置使至少一个变速级的惰齿轮与支承它的轴进行连接，该部件在接合期间在施加同步力的情况下在待连接部件之间产生至少近似的转速相等性及在转速至少近似相等的情况下在同步过程结束时才使得可以完全接合，其特征在于无论是同步门限的移入还是同步过程本身都被控制力地进行。
3.根据权利要求2的机动车，其特征在于为了终端输出部件的力控制，估算与该部件反作用的反作用力。
4.根据权利要求3的机动车，其特征在于基于终端操作机构的速度并在考虑终端操作机构的动能及必要时其刚性的情况下进行反作用力的估算。
5.根据权利要求4的机动车，其特征在于在考虑终端操作机构的刚性时尤其在反作用力高于该刚性的响应门限的情况下，将它的特性曲线直接或间接用来估算。
6.根据权利要求3的机动车，其特征在于基于能量守衡定律并根据终端操作机构的传动装置作的功进行反作用力的估算。
7.用于运行根据以上权利要求中一项或多项的机动车的方法。
8.用于移入带有一个闭锁同步变速箱的机动车的变速箱终端操作机构的终端输出部件的同步位置的方法，其特征在于尽可能快且无过冲地移入同步位置。
9.根据权利要求8的方法，其特征在于基于振动方程及在使用一个阻尼常数的情况下进行力控制，它可实现与变速箱终端操作机构的终端输出部件的精确初始速度及同步位置的精确位置无关的移入并且同步力与它有关。
10.机动车，它具有一个驱动发动机，一个具有第一操作装置的转矩传递装置，一个带有一个输入轴、一个输出轴及第二操作装置的变速箱，其中变速箱具有构成多个变速级的齿轮组，这些齿轮组分别由与一个轴固定连接的一个挡齿轮及可与一个轴连接的一个惰齿轮组成，及具有一个控制装置，其中第一及第二操作装置可通过控制装置导入地被自动操作，其方式是，在第一工作方式中由控制装置根据多个输入量自动起动操作，或在第二工作方式中通过司机的输入导入操作，及其中借助包括同步装置的换挡离合器使至少一个变速级的惰齿轮与支承它的轴进行连接，其中需要时同步装置只有在转速至少近似相等的情况下才使接合成为可能和/或借助不包括同步装置的换挡离合器使至少一个变速级的惰齿轮与支承它的轴进行连接，其中两个待连接的离合器部分的转速均衡通过控制装置的控制来实现及当转速至少近似相等的情况下才进行接合。
11.机动车，它具有一个驱动发动机，一个具有第一操作装置的转矩传递装置，一个带有一个输入轴、一个输出轴及第二操作装置的变速箱，其中变速箱具有构成多个变速级的齿轮组，这些齿轮组分别由与一个轴固定连接的一个挡齿轮及可与一个轴连接的一个惰齿轮组成，及具有一个控制装置，其中第一及第二操作装置可通过控制装置导入地被自动操作，其方式是，在第一工作方式中由控制装置根据多个输入量自动地起动操作，或在第二工作方式中通过司机的输入导入操作，及其中借助一个终端输出部件、如换挡离合器与同步装置使至少一个变速级的惰齿轮与支承它的轴进行连接，该部件在接合期间在施加同步力的情况下在待连接部件之间产生至少近似的转速相等性及在转速至少近似相等的情况下在同步过程结束时才使得可以完全接合，其特征在于无论是同步门限的移入还是同步过程本身被控制力地进行。
12.根据权利要求10或11的机动车，其特征在于为了终端输出部件的力控制，估算与该部件反作用的反作用力。
13.根据权利要求10至12中一项的机动车，其特征在于基于能量守衡定律并根据终端操作机构的传动装置作的功进行反作用力的估算。
14.用于机动车的变速箱，它具有构成多个变速级的齿轮组，这些齿轮组分别由与一个轴固定连接的一个挡齿轮及可与另一个轴连接的与该挡齿轮啮合的一个惰齿轮组成，该变速箱包括-离合器套筒，它们适于在一个变速级的惰齿轮与支承它的轴之间产生连接，-传动装置，它们适于引起离合器套筒的接合或分离运动，-一个用于将这些传动装置与离合器套筒连接的机构，-该机构区域中的一个弹性部分，它适于将动能以位能的形式存储及相反地将位能以动能的形式再输出，及-一个用于控制所述传动装置的控制装置。
15.用于机动车的变速箱，它具有构成多个变速级的齿轮组，这些齿轮组分别由与一个轴固定连接的一个挡齿轮及可与另一个轴连接的与该挡齿轮啮合的一个惰齿轮组成，该变速箱包括-离合器套筒，它们适于在一个变速级的惰齿轮与支承它的轴之间产生连接，-传动装置，它们适于引起离合器套筒的接合或分离运动，-一个用于将所述传动装置与所述离合器套筒连接的机构，-该机构区域中的一个弹性部分，它适于将动能以位能的形式存储及相反地将位能以动能的形式再输出，及-一个用于控制所述传动装置的控制装置，其中控制这样进行，即基于接合速度及所述机构区域中的弹性产生一个接合给定力。
16.根据权利要求14或15的变速箱，它包括在离合器套筒与惰齿轮之间起作用的同步装置，该同步装置适于在接合过程期间阻止在同步门限上形成形状锁合连接的情况下的完全接合，直到达到转速近似相等时才完全接合，其中，在同步门限上阻止接合运动的条件下动能以位能的形式被存储在所述弹性部分中，其特征在于在进行了接合运动制动的时刻上在弹性部分中存储的能量至少近似地相应于给定力。
17.根据权利要求16的变速箱，其特征在于到同步门限上的移入速度根据该弹性部分的特性被这样地选择，即在进行接合运动制动的时刻上在弹性部分中存储的能量至少近似地相应于给定力。
18.根据权利要求16的变速箱，其特征在于弹性部分的特性根据到同步门限上的移入速度被这样地选择，即在进行了接合运动制动的时刻上在弹性部分中存储的能量至少近似地相应于给定力。
19.根据权利要求14-18中至少一项的变速箱，其特征在于所述弹性部分的响应门限明显低于在同步过程中出现的力。
20.根据权利要求19的变速箱，其特征在于在同步力为50-450N，200-600或400-1000N，尤其为150-350N的情况下所述弹性部分进行响应。
21.运行用于机动车的变速箱的方法，该变速箱具有构成多个变速级的齿轮组，这些齿轮组分别由与一个轴固定连接的一个挡齿轮及可与另一个轴连接的与该挡齿轮啮合的一个惰齿轮组成，该变速箱包括-离合器套筒，它们适于在一个变速级的惰齿轮与支承它的轴之间产生连接，-传动装置，它们适于引起离合器套筒的接合或分离运动，-一个用于将所述传动装置与所述离合器套筒连接的机构，-在离合器套筒与惰齿轮之间起作用的同步装置，它们适于在接合过程期间基于接合力摩擦连接地产生一个同步转矩及闭锁超过该同步门限的一个继续接合，直到达到转速近似相等时为止，-所述机构区域中的一个弹性部分，它适于将动能以位能的形式存储及相反地将位能以动能的形式再输出，及-一个用于控制传动装置的控制装置，其中一个变速比的确定包括以下步骤-速度控制地接合离合器套筒，直到同步门限为止，-识别由在同步门限上的闭锁产生的反作用力，-接着过渡到力控制，其中通过在同步门限上接合运动的闭锁在弹性部分中存储能量。
22.根据权利要求21的方法，尤其应用于根据权利要求1-20中至少一项的变速箱上。
全文摘要
本发明涉及一种机动车，它的驱动系主要包括可自动接合及分离的离合器及一个其变速级可自动转换的变速箱。
文档编号F16H59/00GK1818429SQ20061000681
公开日2006年8月16日 申请日期2001年9月28日 优先权日2000年10月20日
发明者鲍里斯·谢列布连尼科夫, 克劳斯·亨内贝格尔, 马丁·埃克特, 弗朗克·巴斯特, 赖因哈德·贝格尔, 马丁·福内姆, 斯特凡·温克尔曼 申请人:卢克摩擦片和离合器两合公司