专利名称：用于确定自动变速器的离合器接触点的方法
技术领域：
本发明涉及根据权利要求1前序部分的、用于确定带有非同步倒档的自动变速器的离合器接触点的方法。
相应地，在汽车中使用带有自动离合器功能和变速器换档功能的自动离合器情况下，可以使用根据本发明的方法。这种自动离合器具有用于选择变速器选择通道和变速器换档通道的操作装置，利用所述操作装置在相应的变速器换档过程或选择过程中转换变速杆或选择杆。
此外，还存在用于与变速器按驱动技术连接的换档离合器或起动离合器的操作装置，所述操作装置用于在换档过程中打开和关闭离合器。在此所述操作装置设计为可液力、气动或者电动操作。
此外，在这种离合器或者操作装置上布置了用于确定离合器位置或者离合器调节行程的传感器，通过该传感器可获知离合器和/或离合器操纵装置可动零件的位置或者调节行程。
最后，这种离合器具有电动控制装置或者调节装置，这些装置通常设计为微计算机并且通过传感器线路或者控制线路与所述传感器和操纵装置连接，以及最好可与发动机控制装置交换数据。
如果控制及调节装置尽可能精确地获知离合器向闭合方向移动到刚好开始传递扭矩的离合器位置，那么这种自动变速器首先提供良好的换档舒适性。
该离合器位置，或者与最先提到的位置相隔事先确定的距离的离合器位置，在下面称为接触点。该离合器位置可通过离合器构件的热膨胀或者通过离合器摩擦片的磨损而短期或长期移动。因此，必须在运行期间或者在离合器或者车辆使用寿命期间连续监视接触点，并且必要时根据变化来调整离合器控制装置。
为确定接触点，存在许多建议。在关于本发明继续进行考察时不考虑需要离合器输入转速传感器的方法，因为根据本发明的任务，要省却这种测量与发动机有关的数值的传感器。
例如在DE 196 30 014 A1中描述的方法就不带有这种变速器输入转速传感器。在该已知方法情况下，通过操作制动器使车辆处于停车状态，在挂入变速器档位情况下接合离合器，通过观察发动机扭矩来确定接触点。通过闭合离合器使发动机转速下降，这会导致通过怠速转速调节器控制的明显的发动机扭矩升高。在闭合离合器时，发动机扭矩超过预定的发动机扭矩阈值时的基准点被确定为接触点并将其存储在控制装置内。
此外，从WO 01/98679 A1获知一种方法，在该方法情况下，通过慢慢地闭合离合器产生蠕变的力矩。此外，在该蠕变过程中不断地监视发动机扭矩。观察到发动机扭矩发生明显变化的离合器基准点被确定为实际的接触点。
该已知方法基于与车辆发动机有关的传感器信号。因此，该方法取决于该信号的精度，这在实践中没有导致完全令人满意的结果。相反地，希望能够用与离合器有关的或者与变速器有关的数值来确定接触点。
因此，本发明的任务是在没有与发动机有关的传感器信息情况下获知接触点，以改善离合器接触点的确定精度。
该任务是由独立权利要求解决的，而从属权利要求给出了本发明有利的设计方案和改进方案。
因此，为改善接触点的确定和避免使用与发动机有关的传感器信息，根据本发明，接触点作为在离合器闭合行程中的这样的点确定，即在该点由离合器传递的扭矩大到足够在齿与齿对顶位置相对倒档齿轮接合体的齿移动接合套的齿。通常在车辆停车时会产生齿与齿对顶位置。
为此，优选的是规定一种控制方法，其中在第一方法步骤打开离合器。然后在下一步骤，由控制装置或调节装置控制挂入同步的前进档，直到变速器输入轴或者中间轴的转速被制动减速到零值或接近零值为止。然后，分配给倒档齿轮的倒档接合套在变速器轴上轴向移动，直到机械贴靠在倒档齿轮的倒档接合体上或者与其形成啮合连接为止。
在下一方法步骤，由控制装置或者调节装置检查，是否倒档接合套与倒档接合体啮合并从而挂入倒档。如果是，则在该方法过程情况下，不能确定接触点，从而该方法结束或者在脱开倒档后重新开始。
在未挂入倒档，而是接合套齿顶在齿与齿对顶位置贴靠在倒档齿轮接合体的齿顶上时，则然后闭合离合器，直到到达在控制装置或者调节装置中存储的假定接触点或者最后一次测得的接触点为止。
如果在随后进行的检查中表明，倒档接合套与倒档接合体啮合并从而挂入倒档，则直到该接触点的离合器接触位置或者调整行程存储在控制装置或调节装置中，并为以后进行的离合器操作过程和接触点确定过程做好准备。
但只要倒档还未挂入，则继续闭合离合器并同时进行检查倒档是否挂入，直到找到接触点为止。
更合理的是在车辆停车并且发动机运转情况下进行该确定接触点的方法。此外，在本发明的一个有利的设计方案中，在确定接触点时，离合器不是连续闭合，而是以小的步骤闭合，各个步骤相隔预定的时间间隔。通过这种步进式移动离合器，可以特别在齿与齿对顶位置的倒档接合套贴靠在倒档接合体阶段，分别在两个较小的离合器操纵装置的进给步骤之间检查刚好由离合器传递的扭矩是否足以相对倒档接合体移动接合套，直到它们的齿部不再相互重叠，而是挂入倒档为止。在此离合器闭合步骤的长度就是决定接触点确定精度的量。
更合理的是当变速器选择装置或者变速器换档装置上的传感器向控制装置或者调节装置传递信息，离合器应该换到怠速或者行驶档位N时，或者当离合器已经处于该怠速位置时，进行该方法。在这种条件下，在导致离合器怠速位置的操作过程中离合器可立即保持打开，以紧接着如上所述地确定离合器接触点。
在本发明的另一个设计方案中，可以在每个倒档换档过程或者以独立于进行的具体倒档换档过程的周期的或非周期的间隔确定接触点。在开始倒车时通常存在为此所需的时间，因为在倒车时，这样装备的车辆的驾驶员本来就已经适应了较慢且较精确的行驶和换档或离合器操作过程。
定期确定接触点有这样的优点，即可始终已知实际的离合器接触点并因此可特别快和舒适地接通离合器。在此最好以预定的时间或行驶距离间隔周期地确定接触点，其周期长度例如可由离合器磨损经验数据给出。
最后优选的是，当通过传感器信息通知控制装置和调节装置要求其它的传动比改变过程时，立即中断该方法。这样就不会不必要地推迟由驾驶员或者行驶性能当前要求的换档过程。此外，该确定接触点的方法可在后台工作，使得这样配备的车辆的驾驶员不会注意到该方法的进行。
下面对附图进行描述以更好地理解本发明。
在附图中用示意图示出了
图1为处于齿与齿对顶位置的倒档接合体以及接合套的径向俯视图，图2为作用在接合套齿上的力，图3为离合器闭合位置时间历程的曲线图，图4为实施确定接触点的方法的流程图。
在这里介绍的本发明实施例中，出发点是在自动变速器情况下确定离合器的接触点，其中自动变速器没有同步的倒档。这种变速器构造绝对不是罕见的，因为就在带有自动运行的接合和脱开过程的变速器情况下，可以精细地控制换档过程的进行，从而可以没有问题地省却额外的倒档同步装置制造成本。
通常在离合器输出轴和/或变速器中间轴停转情况下在变速器侧挂入非同步的倒档，以避免参与换档过程的离合器构件之间的伴随有难听的换档噪声的冲击式转速适应。
如图1所示，在这种变速器侧挂入倒档情况下，通常在变速器轴上可转动支承的倒档齿轮借助接合套1与变速器轴抗扭连接，在此接合套1在该轴上抗扭且可轴向移动地布置。
为将倒档齿轮与接合套1机械连接，这两个离合器构件具有爪形接合体，它们可相互啮合并抗扭相互连接。
当在这种变速器中要在变速器侧挂入非同步的倒档时，以确定的调整力FSyn沿箭头5方向相对倒档齿轮的接合体2移动接合套1。在此经常出现这种情况，即接合套1的爪3和倒档齿轮接合体2的爪4处于图1中所示的齿与齿对顶位置。
在这种情况下可在变速器侧这样挂入倒档，即直到那时打开的离合器部分闭合，从而必要时向布置有接合套1和倒档齿轮的变速器轴传递扭矩。只要通过该扭矩产生的调节力大于作用在相互贴靠的爪2，4上的摩擦力FReib，就能够相对倒档齿轮接合体4的爪2转动接合套1的爪3。
如图2所示，在很小的接合套1接触力5情况下，较小的离合器扭矩就足以使爪2，4相对转动以结束齿与齿对顶位置，并最后允许齿部啮合。然后通过合适的传感器确认该挂档过程并通知控制及调节装置。
该上下文明确表明，离合器接触点可以定义为传递的起步扭矩大到足以结束上述齿与齿对顶位置的离合器位置。
借助图3非常形象地说明确定起动力矩和或者确定离合器接触点。在该图中，在确定接触点的过程中绘制了离合器闭合位置6的时间历程。这里的出发点是，在离合器侧挂入倒档情况下，车辆的内燃机运转并且车辆停车。
在第一步骤，打开离合器，并且通过借助本身已知的同步构件在离合器侧挂入同步的第一档，将离合器输入轴和/或中间轴制动到停止。接着用较小的力使分配给倒档齿轮的接合套1在其离合器轴上轴向移动并贴靠在倒档齿轮的接合体2上。
如果接合套1啮合在接合体2的换档齿部内，而没有进入齿与齿对顶位置，则该过程结束，没有确定离合器的接触点。但如果由于爪齿3，4的齿与齿对顶位置而没有挂入倒档，则根据图3，在第一步骤离合器按预先规定的并且在控制及调节装置中存储的调节行程所预先确定的那样闭合。
离合器闭合最好是阶梯形的，使得在离合器的每个下一次闭合运动之间，闭合的操纵机构留有足够的时间来借助适合的传感器确定刚刚调整的可传递的扭矩是否足以使接合体齿3，4离开其齿与齿对顶位置。一旦达到该起动扭矩，则接合体齿3，4相对移动并且接合套1的齿部3插入到接合体2的齿部4内。在该时刻获得的离合器闭合位置就是寻找的当前离合器接触点。
如图3所示，由于步进调节离合器闭合行程，在个别情况下可能发生这样的情况，即实际的接触点AT偏离确定的接触点AF较小的数值，并且在实际的和确定的接合体齿与齿对顶位置结束时刻之间也存在时间间隔Δt。但在确定接触点时，这些偶然出现的偏差与用目前已知的方法可获得的精度相比是小到可以忽略的。
图3中以及在根据图4的流程图中示出的确定离合器接触点的过程最好这样进行，即在此不必由驾驶员或者控制及调节装置明确选择倒档。相反地，当车辆最好停车并且变速器换到怠速位置或者空档位置时，控制及调节装置可在不被驾驶员发觉的情况下进行这种接触点确定过程。
如图4的流程图所示，在第一方法步骤10打开离合器，以便在第二方法步骤20为将离合器输入轴或者离合器中间轴制动而挂入一个同步档并随后脱开。
然后在下一方法步骤30使倒档接合套1在其离合器轴上移动，直到其贴靠在倒档齿轮的接合体2上或者与接合体2啮合为止。
然后在下一步骤40检查接合套1是否与倒档接合体2啮合并从而挂入倒档。如果挂入了倒档，则接触点确定中断(步骤90)，或者必要时在通过往回移动接合套1脱开倒档(步骤100)后重新打开离合器并在步骤10重新执行确定接触点的过程。
如果相反地未挂入倒档，则接合套1和接合体2的齿3，4在齿与齿对顶位置彼此相对，从而在下一步骤50使离合器闭合到预先确定的预期接触点。
如果在方法步骤60执行的关于倒档脱开的检查表明还未挂入倒档，则继续闭合离合器(步骤70)并接着重新检查上述闭锁状态(方法步骤60)。
如果方法步骤60的检查表明接合套1与接合体2啮合并从而挂入倒档，则在方法步骤80将接触点或者直到接触点的调节行程存储在控制及调节装置中。接着接触点确定中断(步骤90)，或者必要时在通过往回移动接合套1(步骤100)脱开倒档后，用方法步骤10打开离合器并重新执行确定接触点的过程。
可以定期地或者不定期地进行该接触点确定过程，其中最好以预定的时间间隔或者在行驶了一定的距离后进行定期的接触点确定。
当车辆驾驶员或者上一级的变速器控制功能要求挂入其它的变速器档位时，最好由控制装置或调节装置中断这种接触点确定过程。
根据本发明的用于确定接触点的方法的特征是，仅用在变速器内且在离合器或其调节机构上获得的传感器信号进行控制。由此不依赖变速器外部的信号源，这种信号源也许有错误并且它们的串联误差不能受变速器制造者或者离合器制造者影响。
此外，根据本发明的方法不依赖环境温度和气压，其中这些数值在通常的接触点确定方法情况下和发动机有关测量值一起产生影响。
此外，利用根据本发明的方法可以非常精确地确定接触点，因为在接合套与倒档齿轮接合体的接触力小的情况下，非常小的离合器力矩就足以终止齿与齿对顶位置。在此步进的离合器调节行程可非常细地分级，使得接触点的确定精度明显高于用目前已知方法获得的精度。
附图标记1 接合套2 倒档的接合体3 接合套齿4 接合体齿5 挂入方向6 离合器调节行程10离合器打开20为制动变速器输入轴或中间轴而挂入同步档并随后脱开30移动倒档接合套，直到贴靠在倒档接合体上40检查倒档接合套是否与倒档接合体啮合并从而挂入倒档50闭合离合器，直到预期的接触点60检查倒档接合套是否连接并且挂入倒档70向倒档接合体方向继续移动接合套80存储离合器的接触点或者调节行程90停止100脱开倒档AF确定的接触点AT实际的接触点t 时间Δt 时间间隔FReib摩擦力FSyn接合套的接触力
权利要求
1.用于在带有非同步倒档的自动变速器的离合器闭合行程中确定离合器开始传递扭矩的点(接触点)的方法，其特征在于，接触点被确定为在离合器闭合行程中这样的点，即在该点由离合器传递的扭矩大到足以在齿与齿对顶位置相对倒档齿轮接合体(2)的齿(4)移动接合套(1)的齿(3)。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于下面的方法步骤—打开离合器(步骤10)—挂入并随后脱开同步档以制动变速器输入轴或变速器中间轴(步骤20)；—在变速器轴上移动倒档接合套，直到其贴靠在与倒档齿轮连接的倒档接合体上为止(步骤30)—检查倒档接合套是否与倒档接合体啮合并从而挂入倒档(步骤40)；—如果挂入倒档，转移到步骤90；—如果未挂入倒档，使离合器闭合到预定的接触点(步骤50)—检查倒档接合套是否与倒档接合体啮合并从而挂入倒档(步骤60)—如果尚未挂入倒档，继续闭合离合器(步骤70)并转移到步骤60；—如果挂入了倒档，存储接触点或者离合器直到接触点的调节行程；—终止(步骤90)或者—脱开倒档并转移到步骤10以重新执行该方法(步骤100)。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，离合器的闭合至少在方法步骤(60)是以小的步骤进行的。
4.根据权利要求1至3中至少一项的方法，其特征在于，在车辆停车并且发动机运转的情况下执行该方法。
5.根据权利要求4的方法，其特征在于，当在变速器选择装置或者变速器换档装置上的传感器向控制及调节装置通知变速器应该换到怠速或者行驶档位N时，或者变速器已经处于该怠速位置时，执行该方法。
6.根据权利要求1至5中至少一项的方法，其特征在于，在每个倒档换档过程执行该方法。
7.根据权利要求1至5中至少一项的方法，其特征在于，不依赖于具体倒档换档过程的执行，周期地或者非周期地执行该方法。
8.根据权利要求7的方法，其特征在于，周期基于时间或者基于行驶距离。
9.根据前述权利要求中至少一项的方法，其特征在于，当通知控制及调节装置要求其它的传动比改变过程时，立即中断该方法。
全文摘要
本发明涉及确定无同步倒档的自动变速器的离合器接触点的方法。为改善接触点的确定并避免使用与发动机有关的传感器信息，接触点被确定为离合器闭合行程中这样的点，即在该点由离合器传递的扭矩大到足以在齿与齿对顶位置相对倒档齿轮接合体(2)的齿(4)移动接合套(1)的齿(3)。
文档编号F16H63/30GK1751189SQ200480004624
公开日2006年3月22日 申请日期2004年1月31日 优先权日2003年2月19日
发明者奥利弗·巴赫霍尔德 申请人:Zf腓德烈斯哈芬股份公司