用于运行变速器的摩擦锁合的切换元件的方法和控制器

技术领域

本发明涉及一种用于运行变速器的摩擦锁合的切换元件的方法。此外，本发明还涉及一种用于运行变速器的控制器。

背景技术

机动车的动力传动系具有动力装置和连接在动力装置与从动端之间的变速器。变速器改变转速和扭矩并将动力装置提供的牵引力提供给从动端。变速器具有多个切换元件，它们可以构造为摩擦锁合的切换元件和/或形锁合的切换元件。摩擦锁合的切换元件尤其是离合器或制动器。形锁合的切换元件尤其是爪齿。在变速器的任一挂入的挡位中，变速器的第一数量的切换元件闭合并且变速器的第二数量的切换元件打开。为了进行换挡，打开至少一个此前闭合的切换元件并且闭合至少一个此前打开的切换元件。

如果通过压力操控将变速器的摩擦锁合的切换元件、如离合器或制动器从打开的状态出发向闭合的方向操控，则用于操作切换元件的活塞执行移动行程。沿移动行程的第一路程，切换元件尚未传递扭矩。只有当活塞达到相应于切换元件的触及点(Touch Point)的位置时，切换元件才开始传递扭矩，更确切地说首先主要由拖曳力矩促成地传递扭矩。只有当切换元件越过触及点在消除切换元件的所谓气隙的情况下进一步闭合时，切换元件才开始由切换元件半部之间的摩擦促成地传递扭矩。压力操控和切换元件的活塞的移动行程之间的该关系通过摩擦锁合的切换元件的压力-行程-特征曲线来定义。

US 2020/0182314 A1、WO 2012/139546 A1、WO 2018/014905 A1和WO 2013/075687 A2以及US 10054174 B2分别示出变速器的摩擦锁合的切换元件的这种压力-行程-特征曲线。

摩擦锁合的切换元件的实际压力操控优选根据压力-力矩-特征曲线进行。压力-力矩-特征曲线也可以称为压力-传递能力-特征曲线。摩擦锁合的切换元件的传递能力理解为能由摩擦锁合的切换元件传递的力矩。

根据实践，压力-力矩-特征曲线通过在传递能力和操控压力之间的线性关系来定义，其根据实践从触及点开始具有恒定的斜率。这只允许对摩擦锁合的切换元件进行不够精确的并且因此不能满足最高质量要求的压力操控。

存在以更高的质量更精确地操控摩擦锁合的切换元件的需求。

发明内容

有鉴于此，本发明所基于的任务是提供一种用于运行变速器的摩擦锁合的切换元件的相应方法以及一种用于实施该方法的控制器。

该任务通过一种根据权利要求1所述的用于运行机动车变速器的摩擦锁合的切换元件的方法来解决。

根据本发明，为了对摩擦锁合的切换元件进行压力操控，使用如下的压力-力矩-特征曲线，该压力-力矩-特征曲线包括至少两个特征点、即设计为触及点的第一特征点和设计为接触点(Contact Point)的第二特征点。

从达到触及点起，摩擦锁合的切换元件开始主要由拖曳力矩促成地传递扭矩。

从达到接触点起，摩擦锁合的切换元件开始主要由在摩擦锁合的切换元件的切换元件半部之间的摩擦促成地传递扭矩。

压力-力矩-特征曲线在触及点和接触点之间具有第一特征曲线区域，所述第一特征曲线区域具有在传递能力和操控压力之间的第一函数关系，并且该压力-力矩-特征曲线在接触点之后具有第二特征曲线区域，所述第二特征曲线区域具有在传递能力和操控压力之间的第二函数关系。

通过本发明提出，为了对摩擦锁合的切换元件进行压力操控，使用一种压力-力矩-特征曲线，该特征曲线被分成至少两个不同的区域。第一区域在特征曲线的触及点与接触点之间延伸，接触点是压力-力矩-特征曲线的一个特征点，在该特征点中摩擦锁合的切换元件比在触及点中更强地闭合并且在该特征点中摩擦锁合的切换元件开始主要由切换元件半部之间的摩擦促成地传递扭矩。

在触及点与接触点之间的特征曲线区域中使用在传递能力与操控压力之间的第一函数关系，该第一函数关系与在从接触点向切换元件的更强的闭合位置的方向延伸的特征曲线区域中的在传递能力与操控压力的函数关系不同。

本发明在此基于如下认识：如果在触及点和接触点之间的区域中与在压力-力矩-特征曲线的连接到接触点上的区域中使用相同的在传递能力和操控压力之间的函数关系，则不能在触及点和接触点之间的区域中以足够的精度和质量操控摩擦锁合的切换元件。

优选地，在第二特征曲线区域中，在传递能力和操控压力之间的第二函数关系是线性关系或具有斜率的直线。要么，在第一特征曲线区域中在传递能力和操控压力之间的第一函数关系是线性关系或具有斜率的直线，第一函数关系的斜率大于第二函数关系的斜率。替代地，在第一特征曲线区域中在传递能力和操控压力之间的第一函数关系是非线性关系。如果在触及点与接触点之间的区域中也使用在传递能力与操控压力之间的线性关系，则在此斜率大于在向更强的闭合位置的方向连接到接触点上的区域中的斜率。通过在操控压力和传递能力之间的非线性关系，可以在触及点和接触点之间特别精确地且高质量地操控摩擦锁合的切换元件。

如果摩擦锁合的切换元件具有波形弹簧，则压力-力矩-特征曲线包括另一特征点、即设计为反应点的特征点，在所述反应点中摩擦锁合的切换元件基于所述波形弹簧的压缩而从弹性状态变换到刚性状态，压力-力矩-特征曲线在接触点和反应点之间具有在传递能力和操控压力之间的第二函数关系并且在反应点之后具有第三特征曲线区域，所述第三特征曲线区域具有在传递能力和操控压力之间的第三函数关系。本发明的该扩展方案是优选的，如果摩擦锁合的切换元件具有波形弹簧，所述波形弹簧在消除气隙之后在操作摩擦锁合的切换元件时被压缩，直至离合器从弹性区域过渡到刚性区域中。在此情况下，于是可以通过在传递能力和操控压力之间的第三函数关系——其连接到特征曲线的反应点上——进一步改善对摩擦锁合的切换元件的压力操控。

优选地，在第三特征曲线区域中在传递能力和操控压力之间的第三函数关系是线性关系或具有斜率的直线，其中，在第三特征曲线区域中在传递能力和操控压力之间的第三函数关系的斜率小于在第二特征曲线区域中的第二函数关系的斜率。这是优选的，以便进一步提高变速器的摩擦锁合的切换元件的操控中的精度和因此质量。

用于运行机动车变速器的液压系统的控制器在权利要求9中定义。

附图说明

优选的扩展方案由从属权利要求和下面的说明得出。借助附图对本发明的实施例进行详细说明，但本发明不限于这些实施例。附图如下：

图1示出处于不同闭合位置的没有波形弹簧的摩擦锁合的切换元件；

图2示出图1的摩擦锁合的切换元件的压力-行程-特征曲线；

图3示出图1的摩擦锁合的切换元件的压力-力矩-特征曲线；

图4示出处于不同闭合位置中的具有波形弹簧的摩擦锁合的切换元件；

图5示出图4的摩擦锁合的切换元件的压力-行程-特征曲线；

图6示出图4的摩擦锁合的切换元件的压力-力矩-特征曲线。

具体实施方式

图1高度示意性示出变速器的处于不同闭合位置或切换状态的摩擦锁合的切换元件1。切换元件1具有两个可相对于彼此运动的切换元件半部2、3，它们在所示实施例中分别由多个摩擦片形成。

在图1的左侧状态中，摩擦锁合的切换元件1完全打开，在切换元件半部2、3之间存在最大气隙。

在图1的中间状态中，摩擦锁合的切换元件1闭合直至所谓的触及点TP，在触及点TP中摩擦锁合的切换元件1开始传递扭矩，更确切地说主要由拖曳力矩促成地传递扭矩。在触及点TP中仍然存在气隙。

在图1的右侧状态中，摩擦锁合的切换元件1闭合直至所谓的接触点CP，在接触点CP中切换元件1的气隙完全消除并且在接触点中切换元件1主要由切换元件半部2、3之间的摩擦促成地传递扭矩。

摩擦锁合的切换元件1通过切换元件2、3之间的相对运动实现的闭合由对切换元件1的活塞的压力操控引起，图1的箭头4示出对切换元件1的活塞的压力操控。

图2针对图1的摩擦锁合的切换元件1示出压力-行程-特征曲线5，在其中绘出切换元件1的操控压力p随移动行程s的变化。从完全打开的切换元件开始，可以通过压力操控以定义的压力p操控该切换元件以进行闭合，于是活塞执行移动行程s。直至达到压力-行程-特征曲线5的特征曲线区域5a中的触及点TP，切换元件1尚未传递扭矩。随着达到特征曲线区域5b中的触及点TP，切换元件1才开始传递扭矩，更确切地说主要由拖曳力矩促成地传递扭矩。如果切换元件1进一步地闭合并且达到所谓的接触点CP，则切换元件1开始主要由切换元件半部2、3之间的摩擦促成地传递扭矩，于是压力-行程-特征曲线5的特征曲线区域5c连接到接触点CP上。

为了对这种摩擦锁合的切换元件1进行压力操控，根据本发明使用压力-力矩-特征曲线6，其也通过两个特征点、即通过触及点TP和接触点CP表征。图3的压力-力矩-特征曲线6示出操控压力p随可传递力矩M的变化。压力-力矩-特征曲线在触及点TP和接触点CP之间具有第一特征曲线区域6a，所述第一特征曲线区域具有在传递能力M和操控压力p之间的第一函数关系。在接触点CP之后，第二特征曲线区域6b连接到该第一特征曲线区域6a上，该第二特征曲线区域通过在传递能力M和操控压力p之间的第二函数关系来表征。

在特征曲线区域6b中在传递能力M和操控压力p之间的第二函数关系是线性关系或具有定义斜率的直线。

在触及点TP和接触点CP之间的特征曲线区域6a中在传递能力M和操控压力p之间的第一函数关系同样可以是线性关系或直线，在此情况下第一特征曲线区域6a中的该直线的斜率大于第二特征曲线区域6b中的直线的斜率。

在两个特征曲线区域6a、6b中，在传递能力M和操控压力p之间的函数关系至少通过直线的斜率彼此偏离或者说不同。

图3以虚线示出在触及点TP和接触点CP之间在传递能力M和操控压力p之间的替代的第一函数关系6a，该非线性关系例如可以通过对数函数或双曲线函数来定义。

应当指出，尽管对数函数或双曲线函数是优选的，但也可以使用其它非线性关系。

图4示出变速器的切换元件1，该切换元件与图1的切换元件相比附加地具有波形弹簧7。如果图4的切换元件1越过接触点CP向闭合方向被操控，则在接触点CP中在切换元件半部2、3之间的空隙被克服之后，波形弹簧7随后被压缩，于是随着达到所谓的反应点RP，切换元件1从弹性状态过渡到刚性状态。

在具有这种波形弹簧7的切换元件1的情况下，压力-行程-特征曲线5在接触点CP和反应点RP之间具有附加区域5d，图6的压力-力矩-特征曲线6具有第三特征曲线区域6c，该第三特征曲线区域具有在传递能力M和操控压力p之间的第三函数关系。

在接触点CP和反应点RP之间存在在传递能力M和操控压力p之间的第二函数关系，该第二函数关系通过线性关系来定义。具有在传递能力M和操控压力p之间的第三函数关系的第三特征曲线区域6c连接到具有第二函数关系的第二特征曲线区域6b上，该第三函数关系又定义为线性关系或定义为直线，其斜率小于具有第二函数关系的第二特征曲线区域6b中的直线的斜率。

本发明基于如下基本构思：将用于操控摩擦锁合的切换元件1的压力-力矩-特征曲线6划分成至少两个特征曲线区域6a、6b或6a'、6b，以便尤其是能够在触及点TP和接触点CP之间高精度地操控切换元件1。

此外，本发明涉及一种控制器，其设置用于自动地实施上述方法。该控制器是机动车变速器的变速器控制器。

这种变速器控制器优选实施为电子控制器，其具有硬件方面的器件和软件方面的器件。数据接口属于硬件方面的器件，用以与参与实施根据本发明的方法的组件交换数据，即例如与用于操作切换元件1的液压致动器交换数据。硬件方面的器件还包括用于数据处理的处理器和用于数据存储的存储器。软件方面的器件包括程序模块，其在用于自动地实施该方法的控制器中实现。

附图标记列表

1切换元件

2切换元件半部

3切换元件半部

4压力操控

5压力-行程-特征曲线

5a 特征曲线区域

5b 特征曲线区域

5c 特征曲线区域

5d 特征曲线区域

6压力-力矩-特征曲线

6a 特征曲线区域

6b 特征曲线区域

6c 特征曲线区域

7波纹弹簧