混合動力機動車輛的或雙離合器式的導控變速箱的操控方法
2023-10-11 10:51:19 1
專利名稱：混合動力機動車輛的或雙離合器式的導控變速箱的操控方法
技術領域：
本發明涉及一種用於混合動力機動車輛的或具有雙離合器的導控變速箱的操控方法。更具體地，本發明的目的在於提出一種對具有雙離合器的變速箱或混合動力結構車輛的變速箱的同步裝置進行導控的方法，從而操控具有目標傳動比的爪形離合器聯結階段。
背景技術：
在現有技術中，變速箱可以使可用的發動機扭矩匹配車輛移動所需的扭矩。導控變速箱是傳統的變速箱，但是導控變速箱的速度比的轉變藉助於由電子計算機導控的離合器而自動地進行。導控變速箱提供多種導控模式。實際上，導控變速箱包括完全自動的模式，該完全自動的模式代替駕駛員連續轉變傳動比並且換低檔。導控變速箱還包括手動模式，在該手動模式下，駕駛員請求改變速度比，並且在該手動模式下，計算機檢測到來自駕駛員的該請求，並對該請求進行處理，從而控制熱力發動機，並且連續地導控鬆開離合器的階段、接合傳動比的爪形離合器脫離聯結階段、駕駛員希望的傳動比選擇、同步階段、希望傳動比的爪形離合器聯結階段和逐漸鎖閉離合器恢復發動機扭矩。具有雙離合器的導控變速箱是改進的變速箱。實際上，具有雙離合器的導控變速箱重新採用了分為兩個半箱的典型手動變速箱的結構。兩個半箱被設計使得其中一個半箱用於偶數速度比而另一個半箱用於奇數速度比。具有雙離合器的導控變速箱包括至少兩個輸入軸，每個輸入軸通過雙離合器系統耦合到發動機的軸上。第一輸入軸通過接合至少一個限定第一速度的減速比耦合到第一輸出軸上。第二輸入軸通過接合至少一個限定第二速度的減速比耦合到第二輸出軸上。該第二速度允許相對於第一速度的更弱的減速。在具有雙離合器的變速箱中，離合器和傳動比的選擇由起動系統通過液壓千斤頂或電發動機操控。具有雙離合器的變速箱因此可以預先選擇較大或較小的速度，以便提升或降低所希望的速度比。當速度轉變時，起動系統取代駕駛員負責起動離合器並轉變傳動比。起動系統打開第一半箱的離合器並且同時關閉第二半箱的離合器。起動系統由電子計算機導控，該電子計算機能夠根據駕駛員的駕駛模式來調節其動作。然而，導控變速箱意味著扭矩的斷開，換言之，在轉變速度比時，打開離合器，因此在車輛的發動機和車輪之間不再有扭矩的傳輸。這意味著在轉變傳動比時，車輛的速度不
再變化。然而，了解在其中應該檢測同步終止的輸入軸的速度是首要的，因為這種了解對導控目標傳動比的爪形離合器聯結階段是必需的。該爪形離合器聯結階段實際上進行位置導控，而同步階段則進行力的導控。因此必須確切地確定力的導控階段的結束，從而更好地 導控移動階段。實際上，如果位置導控的指令相對於操控位置偏差，則在爪形離合器上存在撞擊風險，從而可能導致駕駛員不快，甚至導致爪形離合器損壞，由此使變速箱不能使用。實際上，在同步階段時由致動器施加在換擋撥叉上的力是突然釋放的。目前，通過用速度比轉變之前的車輛速度乘以希望的最終速度比的減速比來計算目標輸入軸的速度。然而，目標輸入軸速度的傳統計算模式無法應用在具有混合動力結構和/或具有雙離合器的車 輛中。實際上，混合動力型車輛可以包括設置在車輛後橋總成上的電發動機組和設置在前橋總成上的熱發動機組。在改變傳動比時，電發動機組補償由於打開離合器所導致的扭矩損耗。在具有雙離合器的變速箱的情況下，在未連接離合器的半箱上實施減速的改變，而由連接離合器的半箱傳輸扭矩。在這兩種情況下，在同步階段，車輛速度變化，並且不能再像之前那樣實施同步結束時目標輸入軸的速度的計算。第一文獻FR-A-2 915 260公開了一種可以在不同速度比之間確定並協調同步時間的方法。第二文獻FR-A-2 794 512公開了一種在自動變速箱上連續轉變傳動比時使爪形離合器聯結的點動最小化的控制方法。然而，這些文獻不可以使本領域技術人員在同步階段結束時確定具有雙離合器的變速箱或混合動力車輛的變速箱的目標輸入軸的實際速度。
發明內容
本發明的目的在於解決現有技術的缺陷。為此，本發明提出一種具有雙離合器的導控變速箱或連接到電後橋總成的傳統導控變速箱的操控方法，該方法包括對同步的目標輸入軸的最終速度的確定步驟，以在更恰當的時間執行爪形離合器聯結階段。本發明的目的因此在於提出一種機動車輛的導控變速箱或具有雙離合器的變速箱的操控方法，以用於將初始傳動比(RI)轉變為最終傳動比(RF)，其特徵在於，在同步階段-確定同步的目標輸入軸的最終速度，以執行爪形離合器聯結階段，-所述目標輸入軸的最終速度是改變傳動比前的輸入軸速度、同步器接近階段的車輛的加速度以及預設的同步時間的函數。本發明還包括以下特徵中的任一項-目標輸入軸的最終速度Wapfinale等於Wapfinale= (Vfsynch/2)*60* (1/Kpont)* (1/Kf),Vfsynch=Vfapp+A*T,Vfapp=VitVehinit+A*Tap,VitVehinit是車輛在轉變傳動比開始時的速度，A是車輛的加速度，T=Ts+Tap,Tap是同步器接近階段的時間，
Ts是同步階段的持續時間，Kpont是車橋的減速比，Kf是最終傳動比的減速比；-根據確定的所述目標輸入軸的最終速度，以待嚙合的爪形離合器的爪形離合器聯結階段的速度調節導控的時間，-由駕駛員和/或由改變傳動比的自動模式操控速度比的改變。本發明還涉及一種機動車輛的具有雙離合器的變速箱，包括-第一離合器3和第二離合器5，所述第一離合器3驅動中空的第一輸入軸4，所述第二離合器5與第一離合器並列,所述第二離合器5驅動實心的第二輸入軸6,所述第二輸入軸6通過中空的輸入軸4的內部， -輸入軸4、6，所述輸入軸4、6通過速度比分別耦合在輸出軸7、8上，-所述速度比分布在兩個半箱上，第一半箱包括偶數速度比而第二半箱包括奇數速度比，-速度比包括第一齒輪，所述第一齒輪一體連接到輸入軸，所述第一齒輪由自由旋轉地安裝在輸出軸上並通過具有爪形離合器的箱與該軸一體連接的第二齒輪嚙合，其特徵在於，所述變速箱還包括實現按照上述特徵中任一項所述方法的裝置。
通過閱讀以下說明並參考附圖，本發明將被更好地理解。附圖僅以示例性而非對本發明的限制性而示出。附圖示出-圖I:按照本發明的導控變速箱的示意圖；-圖2:按照本發明的方法的功能圖；-圖3:示出關於換擋撥叉位置的變化、車輛速度、目標輸入軸的速度的曲線的一組時間圖表。
具體實施例方式相同的元件在不同的圖上保留同樣的附圖標記。圖I示出按照本發明的導控變速箱I的示例。該變速箱1，通過具有雙離合器的系統2接收發動機軸(未不出)的運動。該系統2包括驅動中空的第一輸入軸4的第一離合器
3。系統2還包括第二離合器5，該第二離合器5驅動通過中空的輸入軸4內部的實心的第二輸入軸6。輸入軸4、6每個均耦合在輸出軸7、8上，並且通過速度比傳輸旋轉運動。在該實施方式中，區分輸出軸7的第一傳動比11，該第一傳動比11在以下稱為傳動比I。該傳動比I包括一體地連接到軸6上的第一齒輪21。該齒輪21由自由旋轉地安裝在輸出軸7上的第二齒輪31嚙合。輸出軸7的第二傳動比12被稱為傳動比II。該傳動比II包括一體地連接到軸4的第一齒輪22。該齒輪22由自由旋轉地安裝在輸出軸7上的第二齒輪32嚙合。輸出軸8的第三傳動比13被稱為傳動比III。該傳動比III包括一體地連接到軸6的第一齒輪23。該齒輪23由自由旋轉地安裝在輸出軸8上的第二齒輪33嚙合。
輸出軸8的第四傳動比14被稱為傳動比IV。該傳動比IV包括一體地連接到軸4的第一齒輪24。該齒輪24由自由旋轉地安裝在輸出軸8上的第二齒輪34嚙合。輸出軸7的第五傳動比15被稱為傳動比V。該傳動比V包括一體地連接到軸6的第一齒輪25。該齒輪25由自由旋轉地安裝在輸出軸7上的第二齒輪35嚙合。輸出軸7的第六傳動比16被稱為傳動比VI。該傳動比VI包括齒輪24，該齒輪24由自由旋轉地安裝在輸出軸7上的第二齒輪36嚙合。輸出軸8還包括用於倒車的傳動比17，該傳動比17在以下被稱為用於倒車的傳動比MAR，其尤其是實現使輸出軸8的運行方向相對於傳動比I的旋轉方向相反的減速比。該傳動比MAR包括代替第一齒輪的一組齒輪(未不出)。該第一齒輪由自由旋轉地安裝在輸 出軸8上的第二齒輪37嚙合。輸出軸7、8中的每個分別包括輸出齒輪38、39。這些輸出齒輪38、39被連接到差動系統(未示出)上，從而可以向車輛的驅動輪傳輸來自輸入軸的旋轉運動。自由旋轉地安裝在輸出軸7上的齒輪31和35可以通過滑動套筒41的軸向移動一體連接到該軸7上，該滑動套筒41在其軸向端部包括同步裝置和具有齒圈的爪形離合器。自由旋轉地安裝在輸出軸7上的齒輪32和36可以通過滑動套筒42的軸向移動一體連接到該軸7上，該滑動套筒42在其軸向端部包括同步裝置和具有齒圈的爪形離合器。自由旋轉地安裝在輸出軸8上的齒輪33可以通過滑動套筒43的軸向移動一體連接到該軸8上，該滑動套筒43在其軸向端部包括同步裝置和具有齒圈的爪形離合器。自由旋轉地安裝在輸出軸8上的齒輪34和37可以通過滑動套筒44的軸向移動一體連接到該軸8上，該滑動套筒44在其軸向端部包括同步裝置和具有齒圈的爪形離合器。每個爪形離合器旋轉地連接在其與之相關的輸出軸上並且包括軸向活動的齒圈。該齒圈在其圓周上包括用於與齒輪31、32、33、34、35、36、37的輪齒配合的輪齒。在爪形離合器聯結階段，爪形離合器的活動齒圈移向接合傳動比的齒輪，該傳動比在以下被稱為最終傳動比RF，並與該齒輪嚙合，從而使自由安裝的齒輪旋轉地連接到其各自的輸出軸上。當爪形離合器脫離聯結階段，活動齒圈脫離爪形離合器聯結的齒輪，從而使該齒輪不再與其輸出軸旋轉地連接。每個爪形離合器包括同步裝置或同步器，所述同步裝置或同步器可以在實現爪形離合器聯結階段之前，帶動爪形離合器和齒輪以相同的旋轉速度嚙合。由變速箱的計算機45，經由致動器(未示出)操控離合器3、5和套筒41、42、43、44的導控以用於選擇傳動比。該計算機45包括通過通信總線49連接在微處理器48上的程序存儲器46和數據存儲器47。計算機45通過另一條通信總線50連接在以上描述的變速箱I的不同構件上。計算機45還包括輸入/輸出接口 51，從而可以連接總線49和50。由計算機45指導的動作由微處理器48來命令。通過響應記載在程序存儲器46中的指令代碼，微處理器48產生用於變速箱I的不同構件的命令。程序存儲器46由此包括分別對應於一系列步驟的多個程序區域60-97。圖2是按照本發明的方法的功能圖的示例。為了從時刻t0的已接合初始傳動比RI轉變為時刻tl的最終傳動比RF，在由駕駛員或以自動方式發出請求之後，傳感器(未示出)在步驟60中，也就是在傳動比開始轉變時測量車輛的初始速度。另一個傳感器(未示出)在步驟61中測量輸出軸的加速度。在步驟62中，計算機分別確定初始傳動比RI和最終傳動比RF的減速比KI、KF。為此，計算機45使用被稱為轉變定律的已知複雜算法，從而可以獲知最終傳動比RF。在步驟63中，推導接近階段結束時的車輛速度Vfapp。也就是說,在初始傳動比脫離接合的時候。此外，在步驟64中，計算機45在其數據存儲器47中包括傳動比改變條件下預先確定的同步時間。所述同步時間取決於駕駛員的意願、車輛速度、駕駛員希望的運動性(sportivit6)、發動機轉速和車輛的傳動比改變定律。所述同步時間可以根據文獻FR-A-2915 260中所描述的公開內容而確定。根據速度比從RI轉變到RF的改變條件，預先確定的時間值Ts被傳輸至微處理器48。在步驟65中，計算機45確定同步階段結束時的車輛速度Vfsynch。在步驟66中 推導出同步階段結束時的輸入軸的轉速。該轉速由以下表達式確定Wapfi-e =, 60 d 父」~
一 .，rIKponi KrKpont是車橋的減速比Kf是最終傳動比的減速比Vfsynch=Vfapp+AXTs, A 是輸出軸的加速度。在步驟67中，在爪形離合器聯結階段當爪形離合器和待嚙合的齒輪具有相同的速度時，計算機45導控目標傳動比的位置。圖3是示出一組時間曲線的圖表。第一曲線71示出計算機45的指令，該指令用於對變速箱I的具有爪形離合器的換擋撥叉進行位置導控。在時刻t0，接合初始傳動比RI，爪形離合器的齒圈被嚙合在初始齒輪上。由駕駛員或以自動方式發出請求之後，計算機45在時刻tl接收到改變傳動比的請求。計算機45操控在時刻tl和時刻t2之間的接近階段。在該接近階段期間，計算機45以閉合迴路對初始換擋叉進行位置導控，從而使嚙合在初始傳動比RI的齒輪上的爪形離合器的齒圈脫離聯結。當初始傳動比RI的齒輪脫離聯結後，計算機45導控最終換擋撥叉的移動，從而可以執行最終傳動比RF的齒輪的爪形離合器聯結。在時刻t2和時刻t3之間，計算機45操控同步階段。在該同步階段期間，計算機45以開放迴路對最終換擋撥叉進行力的導控。在時刻t3，待嚙合的齒輪的速度與最終輸入軸的速度相等，同步階段結束。在時刻t3和時刻t4之間，計算機45操控爪形離合器聯結階段。在該爪形離合器聯結階段期間，計算機45對爪形離合器與最終傳動比齒輪的嚙合進行位置導控，直到進入止擋位置為止。在時刻t4，接合最終傳動比。曲線72示出換擋撥叉相對於曲線71的實際位置。該曲線大體上相切於計算機45的指令曲線，然而，在時刻t2和t3之間的時刻t5，當實際的同步階段結束時，同步器釋放轉變的換擋撥叉。如果位置導控沒有很好地準確定位物理實況，則換擋撥叉是脫離接合的而非被導控的。曲線73示出扭矩斷開時的車輛速度。該曲線73特別針對傳統車輛，也就是說，特別針對包括與機械變速箱或導控機械變速箱相關的熱發動機組的車輛。注意到實際上在轉變傳動比時，離合器打開並且不再在熱發動機與車輪之間存在扭矩傳輸。曲線74示出扭矩未斷開時的車輛速度。該曲線74特別針對具有混合動力結構或配備具有雙離合器變速箱的車輛。可觀察到，在時刻t5，也就是說，在同步階段結束有效時，扭矩斷開或未斷開的速
度差對應於值a。曲線75對應於扭矩斷開的輸入軸的速度。曲線76對應於扭矩未斷開的輸入軸的速度。在檢測到同步結束時，在兩條曲線75、76之間觀察到轉速偏差。這意味著爪形離合器聯結的導控指令的延遲。從第一速度到第二速度的傳動比轉變的計算示例假設如下-第一減速比Kl=13/46;-第二減速比K2=24/49;-車橋的減速比Kpont=14/71;-車輪滾動的周長Cr=2m；-車輛加速度A=3m/s2;-傳動比開始轉變時的車輛速度VitV6hinit=30km/h；-同步階段的持續時間TS=100ms；-同步器接近階段的時間Tap=0.12s ；A)在傳統的導控機械變速箱的情況下，確定同步結束時的目標輸入軸的轉速VitVehinit=30km/h=30/3. 6=8. 33m/s ；
權利要求
1.一種用於混合動力機動車輛的或具有雙離合器的導控變速箱的操控方法，用於將初始傳動比(RI)轉變為最終傳動比(RF)， 其特徵在於，在同步階段 -確定同步的目標輸入軸的最終速度，以執行爪形離合器聯結階段， -所述目標輸入軸的最終速度是改變傳動比前的輸入軸速度、同步器接近階段的車輛的加速度以及預設的同步時間的函數。
2.按照權利要求I所述的方法，其特徵在於，目標輸入軸的最終速度Wapfinale等於 Wapfinale=(Vfsynch/2)*60*(1/Kpont)* (1/Kf)，Vfsynch=Vfapp+A氺T，Vfapp=VitVehinit+A^Tap, VitVehinit是車輛在轉變傳動比開始時的速度， A是車輛的加速度，T=Ts+Tap， Tap是同步器接近階段的時間， Ts是同步階段的持續時間， Kpont是車橋的減速比， Kf是最終傳動比的減速比。
3.按照上述權利要求I至2中任一項所述的方法，其特徵在於，根據確定的所述目標輸入軸的最終速度，以待嚙合的爪形離合器的爪形離合器聯結階段的速度調節導控的時間。
4.按照上述權利要求I至3中任一項所述的方法，其特徵在於，由駕駛員和/或由改變傳動比的自動模式操控速度比的改變。
5.一種機動車輛的具有雙離合器的變速箱，包括 -第一離合器3和第二離合器5,所述第一離合器3驅動中空的第一輸入軸4,所述第二離合器5與第一離合器並列,所述第二離合器5驅動實心的第二輸入軸6,所述第二輸入軸6通過所述中空的第一輸入軸4的內部， -輸入軸4、6，所述輸入軸4、6通過速度比分別I禹合在輸出軸7、8上， -所述速度比分布在兩個半箱上，第一半箱包括偶數速度比而第二半箱包括奇數速度比， -速度比包括第一齒輪，所述第一齒輪一體連接到輸入軸，所述第一齒輪由自由旋轉地安裝在輸出軸上並且通過具有爪形離合器的箱與該軸一體連接的第二齒輪嚙合， 其特徵在於，所述變速箱還包括實現按照上述特徵中任一項所述方法的裝置。
全文摘要
本發明的目的在於提出一種用於混合動力機動車輛的或具有雙離合器的導控變速箱的操控方法，以用於將初始傳動比(RI)轉變為最終傳動比(RF)，其特徵在於，在同步階段，確定同步的目標輸入軸的最終速度，以執行爪形離合器聯結階段，該目標輸入軸的最終速度是改變傳動比前的輸入軸速度、同步器接近階段的車輛的加速度和預設的同步時間的函數。
文檔編號F16H61/04GK102648365SQ201080055683
公開日2012年8月22日 申請日期2010年10月8日 優先權日2009年10月9日
發明者E·舍費爾 申請人:標緻·雪鐵龍汽車公司