CN101936343B - 用于使变速器传动比接合同步的方法 - Google Patents

用于使变速器传动比接合同步的方法 Download PDF

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Abstract

用于使变速器传动比接合同步的方法提供一种用于改变机动车辆的变速器中的传动比的方法。以预定比率开始接合第一齿轮系部件与第二齿轮系部件。确定第一和第二齿轮系部件的转速，并确定第一齿轮系部件的转速与第二齿轮系部件的转速是否大体同步。如果第一齿轮系部件的转速没有与第二齿轮系部件的转速大体同步，那么减小该两齿轮系部件接合的比率。如果第一齿轮系部件的转速与第二齿轮系部件的转速大体同步，那么增大该两齿轮系部件接合的比率。随着两齿轮系部件之间的接合的结束，完成传动比改变。

Description

用于使变速器传动比接合同步的方法
技术领域
本发明涉及一种车辆变速器，且更具体地涉及变速器传动比的同步接合。
背景技术
大部分机动车辆变速器具有用于在驱动车辆时提供机械优势的多个不连续的传动比。
构造成具有不连续的传动比的某些变速器被设计成在多个传动比之间手动换档，即通过车辆操作员来换档。另一些变速器被设计成在特定编程了的电子控制器的指示下完全自动换档。还存在可以由控制器完全自动换档也可以由操作员控制换档的半自动变速器。半自动变速器的一个例子是双离合器变速器(DCT)。
在车辆传动系的设计与发展过程中，传动比改变的质量典型地受到了特别关注。这些关注总体得到认可，因为在换档期间发动机扭矩流动的中断与恢复可产生动力传动系统干扰，并降低车辆乘客的舒适感。
发明内容
鉴于以上所述，提供一种改变车辆变速器中的传动比的方法。该方法包括通过以预定比率初始接合第一齿轮系部件与第二齿轮系部件，开始传动比改变。根据该方法，还确定第一和第二齿轮系部件的转速，以及确定第一齿轮系部件的转速与第二齿轮系部件的转速是否大体同步。第一齿轮系部件的转速可以由第一速度传感器确定，而第二齿轮系部件的转速可以由第二速度传感器确定。如果第一齿轮系部件的转速没有与第二齿轮系部件的转速大体同步，那么减小该两齿轮系部件的接合的比率。相反地，如果第一齿轮系部件的转速与第二齿轮系部件的转速大体同步，那么增大该两齿轮系部件的接合的比率。随后，完成传动比改变。
根据该方法，控制器可以控制：以预定比率开始接合第一齿轮系部件与第二齿轮系部件；确定第一齿轮系部件的转速；确定第二齿轮系部件的转速；确定第一齿轮系部件的转速与第二齿轮系部件的转速是否已大体同步；减小第一齿轮系部件与第二齿轮系部件的接合的比率；增大第一齿轮系部件与第二齿轮系部件的接合的比率；以及完成传动比改变。
当第一齿轮系部件的转速与第二齿轮系部件的转速在预定最大差值内时，第一齿轮系部件与第二齿轮系部件的转速可以被认为大体同步。
第一齿轮系部件与第二齿轮系部件的接合可以通过由致动器所施加的力来实现，并且减小第一齿轮系部件与第二齿轮系部件接合的比率可以通过减小由致动器所施加的力来实现。相反地，增大第一齿轮系部件与第二齿轮系部件接合的比率可以通过增大由致动器所施加的力来实现。该致动器可以是构造成使第一与第二齿轮系部件中的一个移位的液压装置、电磁阀、或电动机。
上述方法可应用于控制多速双离合器(DCT)变速器。
根据本发明的一个方面，提供一种用于改变机动车的变速器中的传动比的方法，包括：
通过以预定比率初始接合第一齿轮系部件与第二齿轮系部件，开始传动比改变；
确定第一齿轮系部件的转速；
确定第二齿轮系部件的转速；
确定第一齿轮系部件的转速与第二齿轮系组部件的转速是否大体同步；
如果第一齿轮系部件的转速没有与第二齿轮系部件的转速大体同步，那么减小第一齿轮系部件与第二齿轮系部件齿轮系的接合的比率；
如果第一齿轮系部件的转速与第二齿轮系部件的转速大体同步，那么增大第一齿轮系部件与第二齿轮系部件的接合的比率；以及
完成传动比改变。
根据本发明的另一个方面，所述确定第一齿轮系部件的转速通过第一速度传感器实现，并且所述确定第二齿轮系部件的转速通过第二速度传感器实现。
根据本发明的另一个方面，所述以预定比率初始接合第一齿轮系部件与第二齿轮系部件、所述确定第一齿轮系部件的转速、所述确定第二齿轮系部件的转速、所述确定第一齿轮系部件的转速与第二齿轮系部件的转速是否大体同步、所述减小第一齿轮系部件与第二齿轮系部件接合的比率、所述增大第一齿轮系部件与第二齿轮系部件接合的比率、以及所述完成传动比改变都由控制器来控制。
根据本发明的另一个方面，当第一齿轮系部件的转速与第二齿轮系部件的转速在预定最大差值内时，第一齿轮系部件的转速与第二齿轮系部件的转速已大体同步。
根据本发明的另一个方面，第一齿轮系部件与第二齿轮系部件的接合通过由致动器所施加的力实现。
根据本发明的另一个方面，所述减小第一齿轮系部件与第二齿轮系部件接合的比率通过减小由致动器所施加的力来实现，而所述增大第一齿轮系部件与第二齿轮系部件接合的比率通过增大由致动器所施加的力来实现。
根据本发明的另一个方面，所述致动器是构造成使所述第一和第二齿轮系部件中的一个移位的液压装置。
根据本发明的另一个方面，所述致动器是构造成使所述第一和第二齿轮系部件中的一个移位的电磁阀。
根据本发明的另一个方面，所述致动器是构造成使所述第一和第二齿轮系部件中的一个移位的电动机。
根据本发明的又一个方面，提供一种用于控制多速双离合变速器的方法包括：
保持第一离合器接合，其中第一变速器输入元件耦接至变速器输出元件，而可接合以使第二变速器输入元件耦接至变速器输出元件的第二离合器保持分离；
通过以预定比率初始接合第一齿轮系部件与第二齿轮系部件，开始传动比改变；
确定第一齿轮系部件的转速；
确定第二齿轮系部件的转速；
确定第一齿轮系部件的转速与第二齿轮系部件的转速是否大体同步；
如果第一齿轮系部件的转速没有与第二齿轮系部件的转速大体同步，那么减小第一齿轮系部件与第二齿轮系部件接合的比率；
如果第一齿轮系部件的转速与第二齿轮系部件的转速大体同步，那么增大第一齿轮系部件与第二齿轮系部件接合的比率，从而结束第一齿轮系部件与第二齿轮系部件的接合；以及
分离第一离合器并接合第二离合器，从而第二变速器输入元件耦接至所述输出元件。
根据本发明的又一个方面，所述确定第一齿轮系部件的转速通过第一速度传感器实现，而且所述确定第二齿轮系部件的转速通过第二速度传感器实现。
根据本发明的又一个方面，所述开始传动比改变、所述确定第一齿轮系部件的转速、所述确定第二齿轮系部件的转速、所述确定第一齿轮系部件的转速与第二齿轮系部件的转速是否大体同步、所述减小第一齿轮系部件与第二齿轮系部件接合的比率、所述增大第一齿轮系部件与第二齿轮系部件接合的比率、以及所述分离第一离合器并接合第二离合器都由控制器控制。
根据本发明的又一个方面，当第一齿轮系部件的转速与第二齿轮系部件的转速在预定最大差值内时，第一齿轮系部件的转速与第二齿轮系部件的转速已大体同步。
根据本发明的又一个方面，第一齿轮系部件与第二齿轮系部件的接合通过由致动器所施加的力实现。
根据本发明的又一个方面，所述减小第一齿轮系部件与第二齿轮系部件接合的比率通过减小由致动器所施加的力实现，而所述增大第一齿轮系部件与第二齿轮系部件接合的比率通过增大由致动器所施加的力实现。
根据本发明的又一个方面，所述致动器是构造成使所述第一和第二齿轮系部件中的一个移位的液压装置。
根据本发明的又一个方面，所述致动器是构造成使所述第一和第二齿轮系部件中的一个移位的电磁阀。
根据本发明的又一个方面，所述致动器是构造成使所述第一和第二齿轮系部件中的一个移位的电动机。
根据本发明的再一个方面，提供一种用于改变具有第一齿轮系部件和第二齿轮系部件的变速器中的传动比的方法，包括：
如果第一齿轮系部件的转速没有与第二齿轮系部件的转速大体同步，那么减小第一齿轮系部件与第二齿轮系部件接合的比率；
如果第一齿轮系部件的转速与第二齿轮系部件的转速大体同步，那么增大第一齿轮系部件与第二齿轮系部件接合的比率；以及完成所述传动比改变。
本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点从以下结合附图对最佳实施例的具体描述中是显而易见的。
附图说明
图1是由控制器控制的双离合器半自动变速器(DCT)的示意性部分剖视图；以及
图2是示出用于使在车辆传动系中采用的变速器中的传动比啮合同步的方法的流程图。
具体实施方式
参照附图，其中在附图中相同的部件用相同的附图标记表示，图1描述了车辆动力传动系统中通常采用的五速双离合器(DCT)半自动变速器10的内部工作方式。DCT10包括齿轮系12、第一离合器14、以及第二离合器16。第一离合器14和第二离合器16既可以是湿型，也可以是干型，这些是本领域技术人员已知的。齿轮系12、第一离合器14和第二离合器16总体围封在变速箱中(未示出)。第一离合器14和第二离合器16额外地容纳在离合器箱18中，以便免遭外部碎屑，并且以便在第一和第二离合器是湿型的时用于保持特定调配的液体。
齿轮系12包括多个部件，比如轴、安装在所述轴上的互相啮合的齿轮、和与齿轮选择性地接合的同步器组件(下面将具体描述)。齿轮系12设置成向车辆驱动轮(未示出)传递来自车辆发动机(未示出)的驱动扭矩。齿轮系12的部件可以多种组合接合，以建立不连续(传动)比阶级并提供有效的车辆推进。尤其是，齿轮系12包括内部输入轴20。齿轮22、24和26被刚性安装在输入轴20上，以便与输入轴20一起旋转。通过接合离合器14输入轴20被接合用于与发动机一起旋转。齿轮系12还包括同心地安装在输入轴20的外部的套筒输入轴28。通过接合离合器16套筒输入轴28被接合用于与发动机一起旋转。齿轮30和32被刚性安装在套筒输入轴28上，以便与套筒输入轴28一起旋转。输入轴20和套筒输入轴28构造成相对于彼此自由旋转，如本领域技术人员所理解。
奇数齿轮：第一齿轮34、第三齿轮36和第五齿轮38，以及偶数齿轮：第四齿轮40和第二齿轮42，可旋转地安装在输出轴44上。在实施例中，第一齿轮34与齿轮22啮合，第三齿轮36与齿轮24啮合，以及第五齿轮38与齿轮26啮合，从而建立奇数齿轮系，而第四齿轮40与齿轮30啮合，以及第二齿轮42与齿轮32啮合，从而建立偶数齿轮系。输出轴44经由齿轮45表示的差速器与驱动轮机械，以便驱动车辆。另外，用于同步接合齿轮34、36和38的阻挡器环/同步器组件46和48以及用于同步接合齿轮40和42的阻挡器环/同步器组件50安装在输出轴44上。阻挡器环/同步器组件46、48和50花键连接到输出轴44，以与输出轴44同步旋转。当被适当的致动器促动(如下面所述)时阻挡器环/同步器组件46、48和50可沿输出轴44轴向移位或平移以接触相应的齿轮34、36、38、40和42。
阻挡器环/同步器组件46由致动器47平移，阻挡器环/同步器组件48由致动器49平移，以及阻挡器环/同步器组件50由致动器51平移。阻挡器环/同步器组件46、48和50的轴向平移由箭头52表示。致动器47、49和51中每个可以是液压装置、磁电磁阀、或电动机，如本领域技术人员所知的那样。阻挡器环/同步器组件46、48和50通常按照已知的设计实践构造，如本领域技术人员所知的那样。在DCT10的传动比改变过程中，致动器，如47、49或51，沿输出轴44轴向施加力，以平移阻挡器环/同步器组件，如46、48或50。
当阻挡器环/同步器组件，如46、48或50，沿输出轴44被轴向平移以便接触合适的齿轮时，同步器开始增大待被选择的齿轮(34、36、38、40或42)的转速，以使所述齿轮的旋转与输出轴44的旋转大体同步。阻挡器环/同步器组件，如46、48或50，通过使用互补的锥形离合器表面(未示出)来增加相应齿轮的旋转，如本领域技术人员所知的那样。随着输出轴44和被选定的齿轮的转速大体同步，阻挡器环/同步器组件机械地啮合于齿轮34上的互补的齿特征部35、齿轮36上的互补的齿特征部37、齿轮38上的互补的齿特征部39、齿轮40上的互补的齿特征部41、及齿轮42上的互补的齿特征部43。一旦阻挡器环/同步器组件与相应的齿轮啮合，该特定的齿轮开始旋转地锁止于输出轴44。
如上所述，DCT10中的传动比改变由特定编程了的控制器54控制。控制器54设置在车辆上，且可以用任何已知的方法紧固到DCT10的箱。传动比的控制通过基于已知传动比的计算和/或基于从多个速度传感器输入到控制器54的信号的计算来实现。如所示，这些速度传感器可包括用于齿轮34的速度传感器56、用于齿轮36的速度传感器58、用于齿轮38的速度传感器60、用于齿轮40的速度传感器62、用于齿轮42的速度传感器64、用于输出轴44的速度传感器66、以及发动机速度传感器(未示出)。传感器56、58、60、62、64和66可固定于变速器箱，以提供相对于齿轮系12的可靠定位。致动器47、49和51与控制器54电通信。控制器54被编程为改变特定阻挡器环/同步器组件和相应齿轮之间的接合的比率，即经致动器47、49和51通过增大或减小阻挡器环/同步器组件46、48或50上的力，以调节特定阻挡器环/同步器组件和相应齿轮之间的接合的比率。特定阻挡器环/同步器组件和相应齿轮之间的接合的比率的这种改变还改变了为影响期望的传动比改变所需要的时间。对传动比的控制既可以由控制器54完全自动地来实现控制，也可以在(传动)比控制与来自车辆驾驶员的输入一致时半自动地实现。
作为DCT10中的传动比改变的一个例子，如下示出从第一传动比改变到第二传动比。当车辆起步(从静止发动)时，DCT10通常处在第一传动比。车辆起步通过由致动器47平移阻挡器环/同步器组件46以接合第一齿轮34而接合第一离合器14来实现。当车辆处在第一传动比时，第二离合器16仍然分离，并且控制器54不断地从速度传感器56、58、60、62、64和66接收信号。基于所接收到的速度数据和/或基于对源自已知的第一和第二传动比的计算，控制器54确定何时换档为第二传动比是合适的。当作出这种确定时，控制器54命令致动器51通过使阻挡器环/同步器组件50朝向第二齿轮平移来预选择第二齿轮42。
在阻挡器环/同步器组件50与第二齿轮42啮合期间，控制器继续监控它们转速的差。如果控制器54确定阻挡器环/同步器组件50的转速与第二齿轮42的转速没有大体同步，那么减小由致动器51施加的力。致动器51上的力的减小了阻挡器环/同步器组件50与第二齿轮42之间的接合的比率，并因此，增加为完成从第一传动比向第二传动比的改变所需要的时间。另一方面，如果控制器54确定阻挡器环/同步器组件50的转速与第二齿轮42的转速已大体同步，那么增大由致动器51施加的力。致动器51上的力的增大加速接合的比率，这引起阻挡器环/同步器组件50与齿特征部43之间在缩短时间内的机械啮合。在阻挡器环/同步器组件50与第二齿轮42之间的接合结束时，控制器54控制第一离合器14分离，同时控制第二离合器16接合。一旦完全接合第二离合器16，由第一齿轮34向第二齿轮42的传动比变换完成。随着第一传动比向第二传动比变换的完成，控制器54命令致动器47使阻挡器环/同步器组件46远离第一齿轮34并朝向第三齿轮36平移，以开始第三传动比的预选择。
当被接合的齿轮系部件(输出轴44以及齿轮34、36、38、40、42中的一个)之间的速度差在预定的最大可容许量内时，这些部件的转速大体同步。该最大可容许量通常表示在啮合的齿轮系部件的机械接合被建立时在没有对这些部件造成结构损害的情况下可承受的速度差。另外，当在这些部件的速度下传动比变换的完成不会导致令车辆驾驶员和/或乘客反感的动力传动系统干扰时，齿轮系部件的速度被认为大体同步。通常，构成输出轴44和适当的齿轮大体同步的最大可容许速度差在设计和开发特定变速器期间已预确定。
图2描述了用于控制图1所示的DCT10中的传动比改变的方法70。参考图1和以上对DCT10的描述来描述方法70。该方法在框72处开始，然后进入框74以开始传动比改变。在框74处，第一齿轮系部件：阻挡器环/同步器组件46、48和50之一，以及相应的第二齿轮系部件：齿轮34、36、38、40和42之一之间的接合以预定比率开始，这由控制器54控制。然后该方法进入框76。在框76处，第一齿轮系部件的转速由传感器56、58、60、62和64之一确定，即，感测，而第二齿轮系部件的转速由传感器66确定。然后该方法进入框78。在框78处，第一和第二齿轮系部件的转速是否大体同步由控制器54确定，如上述参照图1所描述的。
在框78中，如果确定出第一和第二齿轮系部件的转速没有大体同步，那么该方法进入框80。在框80中，控制器54减小第一和第二齿轮系部件之间的接合的比率，随后，该方法循环回到框76。在框78中，如果确定出第一和第二齿轮系部件的转速大体同步，那么该方法进入框82。在框82中，控制器54增大第一和第二齿轮系部件之间的接合的比率。跟随框82，该方法进入框84，在框84第一和第二齿轮系部件之间的接合结束，传动比改变通过控制器54的控制而完成。方法70根据前面的描述继续作用，而DCT10被用于向驱动轮传输发动机扭矩，并且每一次传动比改变由控制器54引起。
虽然已详细描述为实施本发明的最佳模式，但是本领域技术人员将认识到在所附权利要求范围内实施本发明的各种变化的设计和实施例。

Claims (19)

1.一种用于改变机动车的变速器中的传动比的方法，包括：
通过以预定比率初始接合第一齿轮系部件与第二齿轮系部件，开始传动比改变；
确定第一齿轮系部件的转速；
确定第二齿轮系部件的转速；
确定第一齿轮系部件的转速与第二齿轮系部件的转速是否大体同步；
如果第一齿轮系部件的转速没有与第二齿轮系部件的转速大体同步，那么减小第一齿轮系部件与第二齿轮系部件的接合的比率；
如果第一齿轮系部件的转速与第二齿轮系部件的转速大体同步，那么增大第一齿轮系部件与第二齿轮系部件的接合的比率；以及
完成传动比改变。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定第一齿轮系部件的转速通过第一速度传感器实现，并且所述确定第二齿轮系部件的转速通过第二速度传感器实现。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述以预定比率初始接合第一齿轮系部件与第二齿轮系部件、所述确定第一齿轮系部件的转速、所述确定第二齿轮系部件的转速、所述确定第一齿轮系部件的转速与第二齿轮系部件的转速是否大体同步、所述减小第一齿轮系部件与第二齿轮系部件接合的比率、所述增大第一齿轮系部件与第二齿轮系部件接合的比率、以及所述完成传动比改变都由控制器来控制。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，当第一齿轮系部件的转速与第二齿轮系部件的转速在预定最大差值内时，第一齿轮系部件的转速与第二齿轮系部件的转速已大体同步。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，第一齿轮系部件与第二齿轮系部件的接合通过由致动器所施加的力实现。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述减小第一齿轮系部件与第二齿轮系部件接合的比率通过减小由致动器所施加的力来实现，而所述增大第一齿轮系部件与第二齿轮系部件接合的比率通过增大由致动器所施加的力来实现。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述致动器是构造成使所述第一和第二齿轮系部件中的一个移位的液压装置。
8.根据权利要求5所述的方法，其中，所述致动器是构造成使所述第一和第二齿轮系部件中的一个移位的电磁阀。
9.根据权利要求5所述的方法，其中，所述致动器是构造成使所述第一和第二齿轮系部件中的一个移位的电动机。
10.一种用于控制多速双离合变速器的方法包括：
保持第一离合器接合，其中第一变速器输入元件耦接至变速器输出元件，而可接合以使第二变速器输入元件耦接至变速器输出元件的第二离合器保持分离；
通过以预定比率初始接合第一齿轮系部件与第二齿轮系部件，开始传动比改变；
确定第一齿轮系部件的转速；
确定第二齿轮系部件的转速；
确定第一齿轮系部件的转速与第二齿轮系部件的转速是否大体同步；
如果第一齿轮系部件的转速没有与第二齿轮系部件的转速大体同步，那么减小第一齿轮系部件与第二齿轮系部件接合的比率；
如果第一齿轮系部件的转速与第二齿轮系部件的转速大体同步，那么增大第一齿轮系部件与第二齿轮系部件接合的比率，从而结束第一齿轮系部件与第二齿轮系部件的接合；以及
分离第一离合器并接合第二离合器，从而第二变速器输入元件耦接至所述输出元件。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述确定第一齿轮系部件的转速通过第一速度传感器实现，而且所述确定第二齿轮系部件的转速通过第二速度传感器实现。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述开始传动比改变、所述确定第一齿轮系部件的转速、所述确定第二齿轮系部件的转速、所述确定第一齿轮系部件的转速与第二齿轮系部件的转速是否大体同步、所述减小第一齿轮系部件与第二齿轮系部件接合的比率、所述增大第一齿轮系部件与第二齿轮系部件接合的比率、以及所述分离第一离合器并接合第二离合器都由控制器控制。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，当第一齿轮系部件的转速与第二齿轮系部件的转速在预定最大差值内时，第一齿轮系部件的转速与第二齿轮系部件的转速已大体同步。
14.根据权利要求10所述的方法，其中，第一齿轮系部件与第二齿轮系部件的接合通过由致动器所施加的力实现。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述减小第一齿轮系部件与第二齿轮系部件接合的比率通过减小由致动器所施加的力实现，而所述增大第一齿轮系部件与第二齿轮系部件接合的比率通过增大由致动器所施加的力实现。
16.根据权利要求14所述的方法，其中，所述致动器是构造成使所述第一和第二齿轮系部件中的一个移位的液压装置。
17.根据权利要求14所述的方法，其中，所述致动器是构造成使所述第一和第二齿轮系部件中的一个移位的电磁阀。
18.权利要求14所述的方法，其中，所述致动器是构造成使所述第一和第二齿轮系部件中的一个移位的电动机。
19.一种用于改变具有第一齿轮系部件和第二齿轮系部件的变速器中的传动比的方法，包括：
如果第一齿轮系部件的转速没有与第二齿轮系部件的转速大体同步，那么减小第一齿轮系部件与第二齿轮系部件接合的比率；
如果第一齿轮系部件的转速与第二齿轮系部件的转速大体同步，那么增大第一齿轮系部件与第二齿轮系部件接合的比率；以及
完成所述传动比改变。
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