CN100406785C - 控制双离合器变速装置的换档操作的计时的方法 - Google Patents

Abstract

一种控制双离合器变速装置的换档操作的计时的方法，所述方法包括以下步骤：检测变速装置的从动构件的当前输出速度；确定在变速装置内完成每一可能换档操作所需的时间；确定每一可能换档操作的输出速度调整值；通过将确定的输出速度调整值与当前输出速度相加，确定每一换档操作的换档点输出速度；确定是否已经命令换档；以及提供确定的换档点输出速度，当已经命令换档时在该速度下进行换档。

Description

控制双离合器变速装置的换档操作的计时的方法

技术领域

本发明总体涉及一种控制双离合器变速装置的方法，本发明尤其涉及根据车辆加速或负载确定最佳的换档点来控制双离合器变速装置的换档时间的方法。

背景技术

总的来说，地面车辆需要包括三个基本部件的动力系。这些部件包括动力装置(例如内燃机)、传动装置和轮子。传动装置部件通常简单地称为“变速装置”。按照车辆牵引功率发动机扭矩和速度在变速装置中进行转换。现在有两种类型的变速装置广泛地用于传统机动车辆中。第一并且是最早的类型是手动操作的变速装置。这些变速装置包括脚操作启动或驱动离合器以便与动力装置和换档杆的传动系统接合和脱开，从而在变速装置内有选择地改变传动比。当驾驶具有手动变速装置的车辆时，驾驶员必须与离合器踏板、换档杆和加速器踏板的操作协调，以便实现从一个档位平稳和有效地换档到下一低档。手动变速装置的结构是简单和刚性的，并通过使得动力直接从发动机连接到车辆最终的驱动轮而提供良好的燃料经济性。另外，由于使得操作者完全控制换档的时间，操作者能够动态地调整换档过程，使得车辆可最有效地受到驱动。手动变速装置的缺陷在于换档期间动力传递中存在着中断。这造成效率损失。另外，操作者为了在采用手动变速装置中进行换档需要许多动作来起作用。

传统机动车辆内动力传递的第二并且是较新的选择是自动变速装置。自动变速装置提供简单的操作。具有自动变速装置的车辆的驾驶员不需要使用两手(一只用于操纵车轮而另一只用于换档)和双脚(一只用于离合器而另一只用于加速器和制动踏板以便安全操作车辆)。另外，自动变速装置在停停走走的情况下提供更大的方便，这是由于驾驶员不需要注意连续换档以便调整行驶中不断变化的速度。尽管传统的自动变速装置避免了换档期间的动力传递中的中断，由于在发动机输出和变速装置输入之间需要例如液力变矩器的流体动力装置以便转换其中的动能，它们具有效率降低的缺陷。另外，自动变速装置通常机械上更复杂并因此比手动变速装置更贵。

例如，液力变矩器通常包括可操作地连接以便在来自内燃机的扭矩输入下转动的泵轮组件、以从动关系与泵轮组件流体连通的涡轮组件和导轮或反应器组件。这些组件一起形成液力变矩器内动力流体的大致环形的流动通道。每个组件包括多个叶片或扇叶，该叶片用来将机械能转换成流体动能，并再转换成机械能。传统的液力变矩器的导轮组件在一个方向上锁定不能转动，但可在泵轮组件和涡轮组件转动的方向上围绕轴线自由旋转。当导轮组件锁定不能转动时，通过液力变矩器使得扭矩倍增。在扭矩倍增期间，输出扭矩大于液力变矩器的输入扭矩。但是，当没有扭矩倍增时，液力变矩器变成液力耦合器。液力耦合器具有固有滑动。液力变矩器在速比小于1.0(液力变矩器的RPM输入＞RPM输出)时存在滑动。固有滑动降低液力变矩器的效率。

虽然液力变矩器提供发动机和变速装置之间平稳耦合，但是液力变矩器的滑动造成附加损失，由此降低整个动力系的效率。另外，除了驱动换档操作所需的压力流体之外，液力变矩器本身需要液压流体。这意味着自动变速装置必须具有大容量泵以便提供用于变矩器接合和换档所需的液压。

在提供具有两种类型的变速装置优点但具有更少缺陷的车辆变速装置的不断努力中，已经形成传统“手动”和“自动”变速装置的组合形式。最近，已经开发出传统手动变速装置的“自动化的”变型，该变型可自动换档而没有来自车辆操作者的任何输入。这种自动的手动变速装置通常包括由变速装置控制器或某些类型的电子控制单元(ECU)控制的多个动力操作的致动器以便自动转换同步离合器，该离合器控制手动变速装置中常见的啮合齿轮的接合。结构变型包括电或液压驱动的致动器以便实现换档。但是，即使采用这些较新的自动变速装置的原有改进，它们始终在顺序换档期间在输入轴和输出轴之间的动力传递中具有动力中断的缺陷。与大多数传统自动变速装置相关的平稳换档感觉相比，动力中断的换档造成通常认为是不可接受的生硬换档感觉。

为了克服此问题，已经开发出其他的自动化的手动类型的变速装置，该变速装置可进行动力换档以便在负载下进行换档。这种动力换档的自动化手动变速装置表示在1998年1月27日授予Murata的题为“Twin-Clutch Type”的美国专利号5,711,409和2000年4月4日授予Reed，Jr等人的题为“Elctro-mechanical AutomaticTransmission having Dual Input Shafts”的美国专利号5,966,989中。自动化的手动变速装置的这些特定变型具有两个离合器，并通常简单称为双或成对离合器变速装置。双离合器结构大多数经常同轴和相互协作构造以便从单发动机飞轮配置获得动力输入。但是，某些结构具有同轴的双离合器组件，但是离合器位于变速装置主体的相对侧上，并具有不同的输入源。无论如何，配置等同于在一个壳体中具有两个变速装置，即两个输入轴的每个上的一个变速组件同时驱动一个输出轴。每个变速装置可单独换档和离合。以此方式，在齿轮之间不中断地进行换高档和换低档，以及以自动的变速形式获得手动变速装置的高机械效率。因此，通过有效地使用某种自动化的手动变速装置实现燃料经济性和车辆性能的显著增加。

双离合器变速装置结构可包括两个干式盘离合器，每个离合器具有各自的离合器致动器以便单独控制两个离合器盘的接合和脱开。而离合器致动器可以是电机械类型，这是由于变速装置内的润滑系统始终需要泵，某些双离合器变速装置采用液压换档和离合器控制器。这些泵通常是内齿轮泵的类型，并且由于不需要为液力变矩器供应，这些泵小于传统自动变速装置中使用的泵。因此，任何附加损失保持很小。通过在换档操作之前接合所需齿轮并随后接合相应的离合器来完成换档。采用两个离合器和两个输入轴，某些时候，双离合器变速装置同时处于两个不同的齿轮比，但在给计时间内只有一个离合器将进行接合并传递动力。为了换档到下一个更高档位，首先接合非从动离合器组件的输入轴上的所需齿轮，接着从动离合器松开，接合非从动离合器。

这需要双离合器变速装置构造成具有交替布置在其各自输入轴上的前进档齿轮比。换言之，为了进行从第一到第二档的换高档，第一和第二档必须位于不同输入轴上。因此，奇数档将与一个输入轴相关联，并且偶数档将与另一输入轴相关联。按照常规，输入轴通常称为奇和偶轴。通常，输入轴将所作用的扭矩传递到单个副轴，该副轴包括与输入轴齿轮配对的齿轮。副轴的配对齿轮持续地与输入轴上的齿轮啮合。副轴还包括与输出轴上的齿轮啮合地接合的输出齿轮。因此，来自发动机的输入扭矩从一个离合器传递到输入轴，通过齿轮组传递到副轴，并从副轴传递到输出轴。

双离合器变速装置中的齿轮配置与传统手动变速装置的配置类似。每个齿轮组的一个齿轮以如下方式布置在其各自轴上，使其围绕轴空转。同步器也布置在靠近空档的轴上，使得同步器可有选择地将齿轮接合到轴上。为了自动换档，通过运动同步器的某种类型致动器进行每个齿轮组的机械选择。倒档齿轮组包括位于输入轴之一上的齿轮、副轴之一上的齿轮和安装在啮合地布置在两者之间的单独副轴上的中间齿轮，使得可以实现输出轴的反向运动。

虽然这些动力换档双离合器变速装置克服与传统变速装置和较新的自动化的手动变速装置相关联的许多缺陷，但是已经发现控制和调整自动驱动的双离合器变速装置是复杂的事情，并且发现过去没有能够实现车辆所有者所希望的方便目的。不仅在动力换档场合，而且在变速的整个操作范围内，许多操作需要在变速装置内适当计时和实施，以便实现平稳和有效的操作。为此，传统控制方案和方法通常不能提供这种能力。因此，在现有技术中需要一种更好控制双离合器变速装置操作的方法。

控制上需要改进的一个特定方面在于双离合器动力换档的计时。如上所述，动力换档实际上是双离合器变速装置的自动换档过程。双离合器变速装置的性质(即采用自动致动的盘式离合器的所述手动类型的构造)需要自动控制换档过程中的离合器接合以及离合器上传递的扭矩。另外，同步器的运动需要在换档中准确控制。希望的是操作双离合器变速装置的同步器和离合器，使得当驱动前序离合器的离合器扭矩最小以及驱动后继离合器的离合器扭矩最大时自动换档过程通过改变每个离合器上传递的扭矩大小来平稳有效地进行控制。换档的有效和平稳操作直接与换档的每个部分的控制和计时相关。更特别是，关键在于控制换档时间与车辆加速和车辆负载的变化相关，车辆负载的变化由道路和行驶条件造成。

当前的控制方法具有如所需操作离合器和同步器的总体能力。但是，现有技术双离合器变速装置的控制方案不能充分提供换档所需的精确控制和计时。特别是，它们缺乏准确控制何时换档以便在所有车辆负载条件和油门位置情况下实现在变速装置的档位之间平稳有效地换档所需的高精度的能力。例如，当需要快速加速时，车辆负载低或轻，当与时间更富裕的加速的换档时间相比，如果换档时间不及时调整以便补偿快速加速，会出现发动机效率低并甚至损坏。换言之，如果换档时间不调整来适应发动机速度的快速增加，使得换档保持在更低的换档速度下，发动机将可能超速运行。同样，如果需要快速加速，但车辆上的负载很重，例如车辆遇到很陡的斜坡时，得到的车辆加速将减慢。在这种情况下，换档将稍后进行，以便与增加的负载相对应，从而防止过早换档。根据减速需要和车辆负载，换低档同样需要计时控制，以便提供变速装置和发动机的平稳有效的控制。用于双离合器变速装置换档的当前控制方法其本身只涉及离合器组件和同步器的简单接合和脱开，并不能充分提供换档操作所有方面的相应计时控制，这包括换档期间的发动机速度控制以及换高档和换低档中的差别。

在此方面，某些现有技术的双离合器变速装置的换档控制方法试图通过使用控制算法来克服这些不足。例如，一个公知的方法提供一种算法来控制电离合器致动器运动以及离合器的接合，以便防止双离合器变速装置的换高档期间的扭矩中断。虽然应用此特定算法在功能上足以满足所需使用，它始终具有某些缺陷，从而留出改进的空间。

特别是，虽然这种和其他公知的双离合器变速装置换档方法试图提供一种没有动力中断的动力换档，当前方法中没有提供可变的换档点和可变的发动机速度曲线以便在不同情况下平稳有效地传递扭矩。另外，某些现有技术方法采用一种发动机性能图，该性能图试图预测所需发动机输出扭矩并根据所述预测设定离合器位置和换档点，使得此控制方法与预定发动机输出相对应。此控制方法的缺陷在于所考虑的变量值可很大地波动，并且不能充分依赖预测存储图来预测实际发动机的输出。因此，本领域需要一种通过改变换档点来平稳和有效地控制双离合器变速装置内换档计时的方法，使得换高档和换低档有效平稳地进行并保持最佳的发动机效率和安全操作。

发明内容

通过为具有双离合器变速装置的车辆发动机提供换档计时控制的本发明方法来克服相关领域的缺陷。本发明的方法包括如下步骤：检测变速装置的当前输出速度、确定在变速装置内完成每一可能换档所需时间以及确定用于每一可能换档操作的输出速度调整值。该方法还包括如下步骤：通过将确定的输出速度调整值与当前输出速度相加来确定用于每一可能换档的换档点输出速度、确定是否已经命令换档并提供确定换档点输出速度，在已经命令换档时在该速度下进行换档。

因此，通过控制换档点以便响应负载变化和加速的需要，本发明的方法控制双离合器变速装置的换档操作的计时。这是优于现有技术的双离合器换档控制方法的显著有效的改进，现有技术不考虑进行换档的所有不同的条件和情况。另外，还可平稳地进行换档，使得对于换档来说没有生硬或明显的“感觉”，因此改善车辆总体驾驶性能和舒适性。

将在结合附图阅读随后说明书之后，更好地理解本发明的其他目的、特征和优点。

附图说明

图1是通过本发明方法控制的双离合器变速装置的总体示意表示图；

图2是可通过本发明方法控制的双离合器变速装置的离合器致动器的电动液压控制电路的示意表示图；

图3是换档期间控制双离合器变速装置的高级控制方法的方框流程图；

图4是对于双离合器变速装置来说在正扭矩换高档期间长时间控制发动机速度和离合器传递扭矩的高级控制方法的示意图；以及

图5是用于将双离合器变速装置的计时控制提供到高级控制方法中的本发明方法的方框流程图。

具体实施方式

通过本发明控制的示意双离合器变速装置在图1所示示意图中总体以10表示。特别是，如图1所示，双离合器变速装置10包括总体以12表示的两个同轴离合器组件、总体以14表示的第一输入轴、与第一输入轴同轴的总体以16表示的第二输入轴、总体以18表示的副轴、输出轴20、反向副轴22和总体以24表示的多个同步器。

双离合器变速装置10形成车辆动力系的一部分并负责从例如内燃机的原动机获得扭矩输入，并将扭矩通过可选择的齿轮比传递到车辆驱动轮。双离合器变速装置10将所作用的扭矩从发动机通过同轴双离合器组件12可操作地传递到第一输入轴14或第二输入轴16。输入轴14和16包括第一组齿轮，该齿轮持续地与布置在副轴18上的第二组齿轮啮合。第一组齿轮的每个齿轮与第二组齿轮的一个齿轮相互作用以便提供用于传递扭矩的不同齿轮比组。副轴18还包括与布置在输出轴20上的第二输出齿轮持续啮合的第一输出齿轮。多个同步器24布置在两个输入轴14、16以及副轴18上，并通过多个换档致动器(未示出)可操作地控制以便有选择地接合一个齿轮比组。因此，扭矩从发动机传递到同轴双离合器组件12，传递到一个输入轴14或16，通过一个齿轮比组传递到副轴18并传递到输出轴20。输出轴20还提供输出扭矩到动力系的其他部分上。另外，反向副轴22包括布置在一个第一组齿轮和一个第二组齿轮之间的中间齿轮，使得副轴18和输出轴20反向转动。这些部件的每个部件将在下面更详细地说明。

特别是，同轴双离合器组件12包括第一离合器机构32和第二离合器机构34。第一离合器机构32部分实体连接在发动机飞轮的一部分上，并部分实体连接在第一输入轴14上，使得第一离合器机构32可操作和有选择地将第一输入轴14与飞轮接合或脱开。类似地，第二离合器机构34部分实体连接在飞轮的一部分上并部分实体连接在第二输入轴16上，使得第二离合器机构34可操作和有选择地将第二输入轴16与飞轮接合或脱开。如图1所示，第一和第二离合器机构32、34是同轴和共心的，使得第一离合器机构32的外壳28配合在第二离合器机构34的外壳36内。类似地，第一和第二输入轴14、16同样是同轴和共心的，使得第二输入轴16具有中空部，该中空部具有足以使得第一输入轴14穿过并通过第二输入轴16支承的内直径。第一输入轴14包括第一输入齿轮38和第三输入齿轮42。第一输入轴14长度上长于第二输入轴16，使得第一输入齿轮38和第三输入齿轮42布置在第一输入轴14的延伸超过第二输入轴16的部分上。第二输入轴16包括第二输入齿轮40、第四输入齿轮44、第六输入齿轮46和反向输入齿轮48。如图1所示，第二输入齿轮40和反向输入齿轮48固定地布置在第二输入轴16上，并且第三输入齿轮44和第六输入齿轮46可转动地围绕第二输入轴16支承在轴承组件50上，除非在相应的同步器接合的情况下，使其转动不受到限制，如下面更详细说明。

在优选实施例中，副轴18是单个部件，其包括与输入轴14、16上的齿轮相对或相反的齿轮。如图1所示，副轴18包括第一副轴齿轮52、第二副轴齿轮54、第三副轴齿轮56、第四副轴齿轮58、第六副轴齿轮60和反向副轴齿轮62。副轴18固定地保持第四副轴齿轮58和第六副轴齿轮60，而第一、第二、第三和反向副轴齿轮52、54、56、62围绕副轴18通过轴承组件50支承，除非在相应的同步器接合的情况下，使其转动不受到限制，将在下面更详细描述。副轴18同样固定地保持与输出轴20上的相应第二从动齿轮66啮合地接合的第一主动齿轮64。第二从动齿轮66固定地保持在输出轴20上。输出轴20从变速装置10向外延伸以便提供用于动力系其他部分的连接。

在优选实施例中，反向副轴22是相对短的轴，其具有布置在其间并与第二输入轴16上的反向输入齿轮48和副轴18上的反向副轴齿轮62啮合地接合的单个反向中间齿轮72。因此，当反向齿轮48、62和72接合时，反向副轴22上的反向中间齿轮72造成副轴18在与前进档相反的转动反向上转动，因此提供输出轴20的反向转动。将注意到双离合器变速装置10的所有轴通过例如图1中以68表示的滚子轴承的轴承组件布置并可转动地固定在变速装置10内。

不同前进档和倒档的接合和脱开通过变速装置内的同步器24的驱动来实现。如图1所示，在双离合器变速装置10的实例中，采用四个同步器74、76、78和80在六个前进档和倒档中转换。应该理解到它们是能够将齿轮接合到轴上的多种公知类型的同步器，并且出于描述目的而采用的特定类型不在本发明的范围之内。总的来说，可以采用通过换档叉或类似装置运动的任何类型的同步器。如图1示意实例所示，同步器是两侧双重致动的同步器，使其运动偏离中央空档位置到右侧时，将一个齿轮接合在其轴上，并当运动到左侧时，将另一齿轮接合在其轴上。

应该理解到双离合器变速装置10的操作通过例如监测变速装置10功能的电子控制单元(ECU)的某些类型的控制装置来操纵，或通过用于安装有双离合器变速装置10的车辆的电子控制单元来操纵。无论如何，在本发明范围之外，需要一种控制装置，该装置通过本发明只作为其一部分的存储控制方案或多组控制方案控制并操作双离合器变速装置。控制装置具有提供适当电压、信号和/或液压以便操作变速装置10以及特别是离合器接合功能的能力。因此，下面描述的本发明控制方法可以是单独的方法或只作为ECU内的更大控制方案的一部分，例如子程序或多组子程序。

同轴双离合器组件12的第一和第二离合器机构32和34相对于不同齿轮组的致动器通过同步器24以协调方式可操作地接合和脱开，以便有选择地将扭矩传递到输出轴20。通过实例，如果扭矩传递到车辆驱动轮上以便从起步开始运动，将可能接合双离合器变速装置的最低或第一齿轮比。因此，如图1所示，同步器78将驱动到左侧以便将第一副轴齿轮52接合到副轴18上，并且第一离合器机构32将接合以便将扭矩通过第一齿轮组从发动机传递到输出轴20。当车辆速度增加并且ECU确定情况是否需要换档到第二齿轮组时，同步器80将首先驱动到右侧，以便将第二副轴齿轮54接合在副轴18上。接着当第一离合器机构32脱开时，第二离合器机构34将接合。以此方式，实现了没有动力中断的动力换档。另外，在接合和驱动特定齿轮的同时，第一和第二离合器机构32和34通过某些存储程序控制，该程序将数量变化的接合力提供到离合器盘上，并因此可操作地控制离合器上传递的扭矩大小以及得到的发动机速度。本申请特别关注的是速度控制程序，该程序通过改变离合器盘上作用的接合压力，对于给定输入参数来说，使得发动机速度遵循预定目标速度。在这方面，第一和第二离合器机构32和34的致动部件未示出，并且应该理解到可以有多种适当的公知装置能够有选择地改变离合器盘(例如但不局限于机械致动器、液压机械致动器、电子机械致动器或完全电气的致动器)之间所作用的接合压力。

例如，在双离合器变速装置10的一个实施例中，同轴双离合器组件12的第一和第二离合器机构32和34分别通过第一和第二离合器致动器电磁阀供应液压。离合器致动器电磁阀进行示意表示并在图2中总体以120和122表示，并且如所示通过总体以82表示的调节回路供应液压流体。应该理解到如上所述双离合器变速装置10的部件的致动可以电气的，而不是电动液压的，并且在这种情况下，第一和第二离合器致动器电磁阀120、122将通过某些类型的物理驱动装置代替以便可操作地与第一和第二离合器机构32和34接合。

如图2所示，对于离合器变速装置10的实例来说，具有两个总体以124和126表示的开/关电磁阀和两个总体以128和130表示的启动阀，该启动阀提供操作液压到离合器致动器电磁阀120和122上。在变速装置10(未示出)内从泵可操作地连接在液压流体源上的主压力供应管线92为两个开/关电磁阀124和126提供液压流体。每个开/关电磁阀124和126具有布置在阀主体136内的可选择地运动的阀构件134，该阀主体136具有内部流体通道138和140。在启动时，开/关电磁阀124和126的阀构件134分别通过致动器142和144驱动到左侧，如图2所示。开/关电磁阀124和126接着有选择地通过压力管线148和150提供液压以便作用在启动阀128和130的右侧，如图2所示。在其通常的断开状态下，偏置构件152造成阀构件134驱动回到右侧，并且泄放压力管线148或150内的任何残留压力，并回到以90表示的储液箱。

每个启动阀128和130还具有布置在阀主体156内的可选择地运动的阀构件154，该阀主体具有内部流体通道158和160。来自开/关电磁阀124和126的作用液压用来推动启动阀128和130的阀构件154到左侧以便开启内部流体通道158，并通过压力供应管线164和162提供液压到离合器致动器电磁阀120和122上。在其通常断开状态下，偏置构件166造成阀构件154驱动回到右侧，并且泄放压力管线164或162内的任何残留压力，并回到90表示的储液箱。

尽管超出本发明的范围并未在这里示出，两个启动阀128和130还与同步器致动器电磁阀流体连通并为其液压供应，该同步器致动器电磁阀在其接合和空档位置之间驱动同步器24。因此，应该理解两个开/关电磁阀124和126和两个启动阀128和130还在变速装置10内具有液压转换功能，使得开/关电磁阀124和126可选择地进行操作以便提供和去除液压致动压力并防止变速装置10内的机构未经控制的致动。

当开/关电磁阀124和126致动并且启动阀128和130通过压力供应管线162和164供应到离合器致动器电磁阀120和122时，总体以32和34表示的第一和第二离合器机构是可控制的。离合器致动器电磁阀120和122分别通过离合器压力管线170和172与离合器机构32和34流体连通。每个离合器致动器电磁阀120和122具有布置在阀主体178内的可选择地运动的阀构件176，该阀主体具有内部液压通道180和182。离合器致动器电磁阀120和122还具有外部液压反馈通道184。电磁阀188有选择地将阀构件176从其如图2所示偏置到左侧的断开位置驱动到其启动位置，这使得液压流体流过内部通道182前序离合器压力管线170、172并到达离合器32、34。

离合器致动器电磁阀120和122是当前受控的可变调节阀，使得作用在电磁阀188上的给定控制电流将在离合器压力管线170、172中造成特定压力输出。离合器致动器电磁阀120、122的调节进一步通过压力反馈通道184来提供。与开/关电磁阀124和126以及启动阀128和130类似，离合器致动器电磁阀120和122具有内部通道180，以便在电磁阀断开时将残留压力从离合器压力管线170和172输送回到储液箱90。

为了在双离合器变速装置中控制换档总体过程的更大方案，需要高级控制方法。该特定方法在未审查申请中详细描述。它控制换档期间双离合器变速装置的两个离合器的每个离合器上传递的扭矩的方式，并在这里简单重复以便明确本发明的方法。高级控制方法通常在图3中总体以200表示，其中两个离合器中的第一个是前序离合器，两个离合器中的第二个是后继离合器。如上所述，该换档方法储存在例如ECU的控制装置内，并且对于换低档或换高档来说，通过控制双离合器变速装置10的离合器32和34上传递的扭矩，可操作地控制换档过程的功能。该方法以起始项目块202开始，并包括在过程块204确定何时命令换档、在过程块206检测前序离合器的从动构件的速度、在过程块208确定换档期间用于离合器转换的所需离合器扭矩/滑动曲线并在过程块210检测后继离合器的从动构件的速度。

确定用于离合器转换的所需离合器扭矩/滑动曲线是以应用多种扭矩/滑动曲线中的任何一个为根据，该曲线可保存在速查表中或存储在ECU内的可读取存储器中。这些扭矩/滑动曲线是预定的并数学地表示为离合器扭矩和滑动在一段时间之后的变化。在不同场合下以及对于不同的换档来说可采用不同的曲线。该曲线根据所需的总体换档的

“感觉”得出。但是，已经确定的是用于双离合器变速装置的最希望的离合器扭矩/滑动曲线是提供各自离合器的线性向上倾斜和向下倾斜的曲线。线性曲线提供从前序离合器到后继离合器平稳和有效的转换。

接着根据前序离合器速度、离合器扭矩/滑动曲线以及后继离合器速度，在过程块212确定目标发动机速度曲线。于是在过程块214该方法同时控制每个离合器上传递的扭矩，通过线性减小前序离合器上传递的扭矩同时以反比线性增加后继离合器上传递的扭矩以便按照离合器扭矩和滑动曲线(过程块208)并造成发动机遵循目标发动机速度曲线，使得变速装置的扭矩输出将从前序离合器转换到后继离合器。换言之，确定离合器转换的总扭矩并单独控制每个离合器，换档期间总扭矩在每个离合器之间是线性按比例分配的。接着在过程块216，一旦后继离合器传递所有的输出扭矩，该方法改变作用在后继离合器上的压力，以便造成发动机连续遵循目标发动机速度曲线，从而保持车辆的速度。

更特别是，如果变速装置进行换高档操作以便响应造成正扭矩出现的发动机油门位置，那么车辆加速或处于正驱动稳定状态。当发动机提供动力以及扭矩到变速装置时产生正扭矩并驱动动力系。因此，保持车辆速度在此含义上实际意味着在换高档期间保持相同的加速率，使得车辆所有者没有感觉到换档。同样，如果变速装置进行换低档操作以便响应造成负扭矩出现的发动机降低的油门位置，那么车辆减速。当车辆减速，产生负扭矩，使得车辆的惯性通过变速装置传递时超过发动机提供的扭矩，使得变速装置试图驱动发动机。因此，保持车辆速度在此含义上实际意味着在换低档期间保持相同的减速率，使得车辆所有者没有感觉到换档。这两个换档情况是最常出现的情况。在第一种情况下，车辆加速(正扭矩)并且变速装置提供齿轮换高档以便作出响应。在第二种情况下，发动机油门减小，并且车辆减速(负扭矩)，使得变速装置将换低档以便作出响应。参考图3，当完成换档，并且车辆加速或减速在过程步骤216中保持，那么本发明的方法在步骤218退出。

当讨论到用来控制离合器的接合以便调节换档期间发动机以及车辆的速度的目标发动机速度曲线时，术语“目标发动机速度”及其相关概念在实际应用中可具有多种含义并且这里使用的术语应该清楚地得到理解。在一般使用中，术语“发动机速度”可使用在“发动机速度控制”方案或方法中。这里使用的“发动机开始控制”意味着将发动机保持在特定速度(RPM)上，或将发动机限制在特定速度上，或在其操作范围内控制发动机速度(以及其加速)。因此，采用目标发动机速度的发动机速度控制方法可使用或者是静态点或者涉及动态控制的目标。在这种情况下，在变速装置的换档动作中，本发明的方法提供实际上不断变化或动态的目标发动机速度。目标发动机速度曲线以离合器速度和离合器上的所需滑动为基础。因此，通过控制双离合器变速装置的离合器上传递的扭矩，使得发动机速度遵循目标发动机的速度曲线。

如上所述，存在着两种涉及正或负扭矩的被接合离合器上传递扭矩的一般情况。正扭矩存在于发动机提供动力到传动系的其他部分的场合，而负扭矩存在于车辆的惯性提供比发动机更大的能量到传动系上使得变速装置试图驱动发动机的场合。应该理解到中性扭矩条件也存在于发动机或车辆传动系不相互传递扭矩的情况。

在车辆操作过程中，当出现正或负扭矩时将需要变速装置进行换高档或换低档。因此，存在四个特定的换档情况。除了所述的两个换档情况(正扭矩换高档和负扭矩换低档)之外，还可遇到正扭矩换低档和负扭矩换高档。总的来说，正扭矩换低档最可能出现在车辆的“加速超车”的情况。这是发动机油门设置成使得发动机和车辆加速或保持速度，但希望快速加速以便超过另一车辆的情况。在这种情况下，发动机油门位置将最大以造成强行换低档到下一档，从而试图马上增加发动机速度，使得该速度处于产生更高扭矩的RPM范围内。

负扭矩换高档经常出现在车辆下坡行驶并且发动机油门位置减小使得车辆惯性行驶，并且其惯性超过发动机扭矩输出的情况。在这种情况下，来自传动系和变速装置的负扭矩驱动发动机，使其速度增加。在某些场合这是有效的“发动机制动”并可以是所希望的效果。但是，如果制动效果变得过大，使得发动机不希望地驱动到过高的RPM范围内，可以命令换高档，这将造成变速装置转换到上一档，使得发动机以较低速度驱动。应该理解到对于双离合器变速装置内任何特定换档情况来说很必要的所述条件以示例方式使用，同样还存在例如响应变速装置进行突然加速的其他条件。

尽管四种换档情况的每种情况所需步骤不同以便控制和实施特定的换档操作，每种情况都需要确定目标发动机速度曲线。更特别是，用于每种换档情况的目标发动机速度曲线包括由第一和第二时间周期限定的第一和第二曲线部分。在正扭矩换高档和负扭矩换低档的情况下，第一时间周期和第一目标发动机速度曲线出现在后继离合器和前序离合器上传递的扭矩进行线性和成比例转换时。接着，第二时间周期和第二目标发动机速度曲线使得发动机和下一个所选择的档位以与换档(即分别加速或加速)之前相同的方式继续平稳有效地操作车辆。以相反但类似的方式，正扭矩换低档和负扭矩换高档的第一时间周期和第一目标发动机速度曲线使得发动机速度在离合器转换之前并在第二时间周期内在第二目标发动机速度曲线下控制车辆的所需操作(即分别加速或减速)。应该理解到需要许多分开和不同的方法步骤控制所述四种特定换档情况的每种情况。特定的方法步骤在具有美国序列号10/371,381的未审查申请中更加详细地描述，除非用来参考正扭矩换高档的情况以有助于理解本发明之外，将不在这里重复说明。

特别是，正扭矩换高档期间双离合器变速装置的两个离合器上传递的扭矩的控制图示在图4中。两个离合器的相对速度与相对时标的对比图总体以400表示，并且两个离合器传递扭矩的相对大小与所述相对时标的对比图以420表示。在正扭矩换高档中，后继离合器的总体上增加的速度表示为线404，并且前序离合器的总体上增加的但相对增加幅度更大的的速度表示为线406。正扭矩换高档将造成发动机输出扭矩的输送从驱动低档的离合器转换到驱动高档的离合器。因此，当确定408处的第一时间周期和410处的第一目标发动机速度曲线时，造成发动机速度412遵循第一目标发动机速度曲线410。这在离合器同时线性转换出现时发生。这通过第一时间周期408内420的后继离合器和前序离合器的扭矩线422和424中的变化来表示。

接着，确定414处的第二时间周期和416处的第二目标发动机速度曲线，造成发动机速度412遵循第二目标发动机速度曲线416。第二目标发动机速度曲线416和发动机速度中随后的变化表示为减小，这是由于增加离合器压力以便将发动机速度减小，从而与后继离合器404的加速相对应。增加的离合器压力造成更大的传递扭矩，如402所示，使得当发动机速度减小时，增加的扭矩传递连续保持车辆的加速。最后，减小现在完全接合的后继离合器的离合器压力，使得在发动机和离合器速度变得相同时发动机和车辆将连续加速。这在405处表示，其中后继离合器扭矩422的控制在第二时间周期414结束。

一旦通过高级控制方法确定用于特定换档操作的目标发动机速度曲线，换档实际阶段出现的时间变得很关键，以便在两个时间周期内并特别是第一时间周期结束和第二时间周期开始时确保遵循目标发动机速度。这是由于尽管已经确定曲线，车辆速度和发动机加速影响发动机速度将如何快速地改变并响应高级控制方法进行的离合器的传递扭矩的控制。例如，在快速加速的正扭矩换高档情况下，快速加速必须通过改变换档操作的计时来补偿。如果没有计时补偿，当快速加速的发动机速度到达所需换档点时，在换档过程中它将继续加速超过所需目标发动机速度曲线，并且在第二时间周期内发动机速度将相对于所需第二目标发动机曲线来说不能控制。因此，在快速加速的正扭矩换高档中，换档操作以及换档点必须开始更早以便造成发动机速度准确地遵循目标发动机速度曲线。

除了此实例之外，对于特定换档操作来说，通常产生由高级控制方法确定的目标发动机速度曲线来提供最高的发动机效率和平稳的行驶感觉。应该理解到也有特定的应用，其中可产生目标发动机速度曲线以便更多的性能输出。无论如何，不仅仅希望确定换档操作的计时的补偿，使得发动机速度不超过目标发动机速度曲线，对于在换档命令之前出现的变化的行驶因素来说，特别希望连续确定最佳的换档点。实际上，已经确定车辆加速的影响以及特别是车辆加速对于道路状况作用在发动机上负载的影响是确定最佳换档点的确定因素。因此，本发明的方法动态地确定用于每一可能的换档操作的最佳换档点，并且当命令换档时，将换档点提供到高级控制方法中，以便确保发动机准确地遵循目标发动机速度曲线。

应该理解到图4所示的时间线与车辆的加速和速度有关或相关，使得加速越快，时间线越压缩。这意味着尽管目标发动机曲线将具有相同的总体形状，它们将具有更大或更陡的斜度。相反，车辆加速越慢将膨胀时间线，并且目标发动机速度曲线将具有更小或更缓的斜度。这图示说明本发明方法的必要性，这是由于基本换档操作的适当计时造成得到的发动机速度(图4的412)准确地遵循由高级控制方法确定的目标发动机速度曲线。

为了控制双离合器变速装置的换档操作的计时，本发明的方法包括如下步骤：检测变速装置的从动构件的当前输出速度、确定在变速装置内完成每一可能换档操作所需的时间并且确定用于每一可能的换档操作的输出速度调整值。通过将确定的输出速度调整值与当前输出速度相加，该方法接着确定用于每一换档操作的换档点输出速度，接着该方法提供确定的换档点输出速度，在已经命令换档的情况下，在该速度下进行换档。

更特别是，本发明的方法在图5中总体以520表示，并以起始项目块522开始。块524检测变速装置的从动构件的当前输出速度。当前输出速度用作该方法步骤的参考物，这是由于它在换档期间相对稳定并且是可以指示变化中的发动机速度的作用。该方法在块526中继续，其中确定车辆的加速。加速可以通过多种公知的方法确定，其该方法包括(但不局限于)根据反复检测输出速度计算该值并确定其转换时间率。以此方式，确定的加速包括当前负载在车辆和发动机上的影响。

该方法接着在总体以528表示出确定需要进行每一可能换档操作的总时间，其包括过程块532到540。应该理解到该确定针对变速装置内的所有换档操作作出(即第一到第二、第二到第三、第三到第四等)。但是，在优选实施例中，确定时间不仅针对从当前接合的档位到上一个高档和下一个低档作出。同样，如下面将进行描述那样，本发明方法的优选实施例连续重新确定用于换档到上一个高档和下一个低档的适当时间，而不等待高级控制方法首先确定下面将出现的是何种类型的换档。因此，还应该理解到一旦高级控制方法已经确定下面将出现的是何种类型的换档，本发明的方法可适用于仅确定用于转换到上一个高档或下一个低档的时间。

为了获得进行每一可能换档操作所需的总时间，必须首先确定换档操作的分开部分所需的时间。首先，在总体以530处确定离合器转换到上一高档和下一低档所需的时间，530包括过程块532和534。特别是，块532确定后继离合器的加压时间。接着，对于上一个高档和下一个低档来说，块534确定传递的扭矩从前序离合器转换到后继离合器所需的时间。应该理解到离合器加压时间通常保持相同并且离合器转换时间可按照特定的离合器扭矩/滑动曲线预先确定(如上所述)。因此，离合器转换时间可以是存储在速查表中的预先确定或公知的值。另一方面，这些时间可以是实际测量值，该值是长时间观察并更新所得。其次，判断块536接着确定是否已经进行同步。如果同步器已经进行预先选择并接合，那么跟随“否”到块540，其确定实现上一个高档和下一个低档齿轮组同步所需的时间。应该理解到在某些场合，希望预测需要哪一个同步器在下一次换档中接合，并因此进行预先选择(即预先接合)。预先选择同步器的控制方法需要对于将要换档的可能性进行预测并预测是换高档还是换低档。还应该理解到该方法不在本发明范围之内并不在这里描述。

在确定同步时间中，应该理解到每个同步器接合时间可以是存储在速查表中的预先确定或公知的值，或者是长时间观察并更新所得的实际测量值。更特别是，确定完成同步所需时间的方法步骤可包括另外的步骤以便使得该时间值作为经长时间验证的原始值为人了解。例如，如果希望确定每次同步器接合的原始同步时间，还包括以下另外的步骤。首先，换档时完成特定档位同步所需的最初测量值存储在数据库中。接着，在变速装置内完成相同同步所需的时间值在下一次进行相同同步时测量。新测量的同步时间与最初存储的同步时间进行平均以便确定平均同步时间，该同步时间接着存储在数据库中以代替最初值。平均同步时间在每次同步器接合时连续重新确定。对于数据库中的最后存储的平均同步时间进行参考以便在高级方法步骤需要该值时识别该同步时间值，由此提供该原始和验证的换档同步时间。

无论确定同步器时间的方式如何，该方法步骤接着进行到块538。通过将离合器转换到上一高档和下一低档所需的确定时间(块532和534)与完成各自上一高档和下一低档同步所需的确定时间(块540)相加，块538确定完成每一可能换档所需的总时间。使用确定的可能换档操作的总时间(块538)和确定的加速(块526)，块542确定用于进行换档到上一高档和换档到下一低档的输出速度调整值。接着块544确定最佳换档点，以便造成发动机遵循目标发动机速度曲线。换档点确定成变速装置输出速度的特定值并在这里作为换档点输出速度来参考。通过将确定的输出速度调整值(块542)和当前输出速度(块524)相加，块544确定每一可能换档操作的换档点输出速度(到上一高档和下一低档)。

变速装置或高级变速装置控制方法通过判断块546监测以便确定是否已经命令换档(换高档或低档)。如果确定命令换档，跟随“是”进行到块548，在块548提供确定的换档点输出速度，在该速度下按照高级控制方法、ECU或其他实施换档的高级控制装置进行特定的换档操作。块550接着使得该方法步骤完成并返回到初始/项目块522以便准备下一次换档操作。

如果判断块546确定没有命令换档，跟随“否”回到块524以便检测当前输出速度并继续该方法步骤。以此方式，应该理解到本发明的方法是循环和动态的过程，使得在本发明的优选实施例中，该方法步骤连续重复。因此，通过将确定输出速度调整值与当前输出速度相加，连续重新确定每一可能换档操作的输出速度调整值并连续重新确定每一可能换档操作的换档点输出速度，直到已经命令换档为止。

对于通过本发明特别地控制换档操作的计时来说，应该理解到采用正扭矩换高档的情况描述确定目标发动机速度曲线的以上说明是示例性的并没有限制含义。在使用正扭矩换高档的情况的所述实例中，根据本发明不考虑的因素，高级控制方法已经预测换高档假设是将要进行的换档操作。以此方式，在此假设下，目标发动机速度曲线总是通过高级控制方法进行预定。但是，如上所述，应该主要到本发明的方法步骤连续重新确定从当前接合的档位转换到上一高档和下一低档的最佳换档点输出速度。因此，本发明的方法不局限于高级控制方法预定的换档假设。实际上，根据分开确定的输出速度和加速，本发明的方法步骤可以在任何给定时间控制换高档或换低档的时间，而不考虑高级控制方法的预先确定。因此，在多种条件造成高级控制方法同时预先确定不同或相反的换档情况下，本发明的方法步骤可以对于这种偶然情况进行时间控制。

因此，通过提供换档操作的适当计时使得发动机遵循目标发动机速度并提供双离合器变速装置的平稳有效的换档，本发明的方法克服所有现有技术双离合器变速装置换档控制方法的缺陷和缺点。本发明的方法将动态计时控制提供到实施换档操作的高级控制方法中。与现有技术方法相比，这改进了车辆整体驾驶性能和舒适性。

本发明已经以示例性方式描述。将理解到所使用的术语旨在描述的目的而没有限制含义。在所述教导的启发下可以进行许多变型和改型。因此，在所附权利要求的范围内，可在明确描述范围之外，实施本发明。

Claims (6)

1.一种控制双离合器变速装置的换档操作的计时的方法，所述方法包括以下步骤：

检测变速装置的从动构件的当前输出速度；

确定在变速装置内完成每一可能换档操作所需的时间；

确定每一可能换档操作的输出速度调整值；

通过将确定的输出速度调整值与当前输出速度相加，确定每一换档操作的换档点输出速度；

确定是否已经命令换档；以及

提供确定的换档点输出速度，当已经命令换档时在该速度下进行换档。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤：

连续重新确定每一可能换档操作的输出速度调整值；以及

通过将确定的输出速度调整值与当前输出速度相加，连续重新确定每一可能换档操作的换档点输出速度，直到已经命令换档为止。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤：

确定车辆加速；以及

根据确定的加速和完成每一可能换档所需的确定总时间，确定每一可能换档操作的输出速度调整值。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定在变速装置内完成每一可能换档操作所需时间的步骤还包括以下步骤：

确定离合器转换到上一高档和下一低档所需的时间；

确定是否需要同步；

如果还没有选择同步器，确定完成到上一高档和下一低档的同步所需的时间；以及

通过将离合器转换到上一高档和下一低档所需确定时间与完成各自上一高档或下一低档的同步所需的确定时间相加，确定变速装置内完成每一可能换档操作所需的总时间。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，确定离合器转换所需时间的步骤还包括以下步骤：

确定后继离合器的加压时间；以及

确定扭矩传递从前序离合器转换到后继离合器所需的时间。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，确定完成上一高档和下一低档的同步所需时间的步骤还包括以下步骤：

当进行换档时测量完成特定档位同步所需的时间，并在数据库中存储该值；

在下一次进行同步时测量完成相同同步所需的时间；

将刚测量的同步时间与最初存储的同步时间平均，以便确定平均同步时间；

将平均同步时间存储在数据库中以便代替最初值；

每次同步器接合时，连续重新确定平均同步时间；

参考数据库内最新存储的平均同步时间，以便在高级方法步骤需要该值时，识别该同步时间值，由此提供原始和验证的同步值。

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