CN102818009B - 车辆变速器的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车辆变速器的控制方法，可以包括：响应于车辆的减速而在目标档位的换档齿轮和输出轴之间产生第一同步力，以将齿轮从当前档位换档到作为目标档位的较低档位组，从而形成第一同步；在产生第一同步力之后，消除换档齿轮和输出轴之间的第一同步力；以及在消除第一同步力之后，在目标档位的换档齿轮和输出轴之间产生第二同步力，从而形成第二同步。

Description

车辆变速器的控制方法
技术领域
总体而言，本发明涉及车辆变速器的控制方法；更特别而言，本发明涉及防止发生换档震动的技术，当响应于具有AMT(自动的手动变速器)的车辆的减速而换档时就会发生所述的换档震动，其中AMT包含有DCT(双离合器变速器)等。
背景技术
以下将参考图1描述具有传统的DCT的车辆在减速降档时的过程。
当车辆减速时，变速器控制器驱动执行器，从而操作对应的同步器来实现目标档位的齿轮啮合，所述目标档位低于当前档位。
典型地，执行器直线地移动同步器的套管，以执行相关换档齿轮的同步和啮合。
如上所述，当执行器开始操作时，所述套筒通过键(key)将同步器环向着目标档位的离合器齿轮进行压缩，从而开始同步(在图1的T1时间点处)。与目标档位的换档齿轮相啮合的第二输入轴被使得与输出轴同步，从而提高第二输入轴的rpm(每分钟转数)。
在此过程中，通过同步器，输出轴的转动力传递至所述第二输入轴，从而导致第二输入轴的rpm的提高。这意味着所述输出轴的扭矩被用于提高关于第二输入轴的惯性质量的速度。由于从输出轴传递至第二输入轴的扭矩，元件(例如齿轮等)的间隙从第二输入轴至输出轴被布置在一个方向上。
在已经如上所述地执行了同步之后，所述第二输入轴的rpm变成等于所述输出轴的rpm。随后，当所述套筒通过执行器的操作而进一步移动时，该套筒穿越所述同步器环和键。因此，消除了套筒推动所述同步器环的压缩力，从而导致了所述同步的瞬时中断(从T2到T3)。
此后，当所述套筒通过执行器的操作而进一步移动时，所述套筒与目标档位的离合器齿轮相啮合，从而完成换档(在T3之后)。
在同步中断期间，如果不存在因第二输入轴的旋转而导致的摩擦阻力，则第二输入轴自由旋转，并在同步状态时保持rpm。所述输出轴的rpm降低，这是因为车辆在减速。因此，就在套筒与离合器齿轮啮合之前，第二输入轴的rpm超过了输出轴的rpm。
在此状态下，如果套筒仅仅移动并与离合器齿轮相啮合，则扭矩沿着第二输入轴(第二输入轴比输出轴转动得快)带动输出轴旋转的方向施加至元件。因此，在同步开始时已经被布置在一个方向上的元件的间隙被沿着相反方向重新布置。由于这种现象，一直在第二输入轴和输出轴之间高速旋转的元件(例如齿轮)相互撞击，从而产生震动。
这种在以上提及的传统技术过程中所产生的换档震动和噪声破坏了车辆的安静性，导致乘客不舒服，并降低了车辆的市场销售能力。
公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面致力于提供一种车辆变速器的控制方法，其方式为，当响应于车辆(该车辆具有这样一种变速器机构，其中执行器操作套筒以执行同步)的减速而将齿轮从当前档位换档到较低档位时，防止了在输入轴和输出轴间的元件之间由于间隙所导致的震动和噪声，因而提高了换档质量，从而改善了车辆的安静性和乘坐舒适性，并提高了车辆的市场适销性。
在本发明的一个方面中，一种车辆变速器的控制方法，可以包括：响应于车辆的减速，在目标档位的换档齿轮和输出轴之间产生第一同步力，以将齿轮从当前档位换档到作为目标档位的较低档位组，从而形成第一同步；在产生第一同步力之后，消除换档齿轮和输出轴之间的第一同步力；以及在消除第一同步力之后，在目标档位的换档齿轮和输出轴之间产生第二同步力，从而形成第二同步。
在输出轴借助所述第一同步力经过目标档位的换档齿轮而可以与输入轴同步之后，当输入轴的rpm达到预定目标rpm时，就开始所述消除第一同步力的步骤。
所述预定目标rpm可以被设定为响应于随着时间的流逝而线性减小的输出轴rpm。
在输入轴rpm在第一同步步骤期间朝着输出轴rpm而线性增大之后，当输入轴rpm变成等于输出轴rpm时，所述预定目标rpm被设定为输入轴rpm。
所述产生第一同步力的步骤可以包括控制执行器，从而使目标档位的套筒朝着目标档位的离合器齿轮直线地移动；所述消除第一同步力的步骤可以包括控制执行器，从而使目标档位的套筒沿着远离离合器齿轮的方向缩回；以及所述产生第二同步力的步骤可以包括控制执行器，从而使套筒再次朝着离合器齿轮直线地运动。
所述产生第一同步力的步骤可以包括：将套筒朝着目标档位的离合器齿轮直线地移动；以及将套筒的位置保持在预定的范围内。
将套筒朝着目标档位的离合器齿轮直线地移动的步骤可以包括：随着时间的流逝直线地增加套筒的位移；以及其中将套筒的位置保持在预定的范围内的步骤可以包括：将套筒的位置保持在一定范围内，在该范围内，可以在目标档位的套筒和离合器齿轮之间产生第一同步力。
将套筒朝着目标档位的离合器齿轮直线地移动的步骤可以包括随着时间的流逝直线地增大套筒的位移；以及将套筒的位置保持在预定的范围内的步骤可以包括将套筒的位置保持在预定的上限和预定的下限之间。
通过将套筒缩回到可以在目标档位的套筒和离合器齿轮之间产生第一同步力的范围之外，可以开始所述消除所述第一同步力的步骤，并且所述消除第一同步力的步骤可以包括将缩回的套筒保持预定的时间段；其中持续地保持缩回的套筒，直到输入轴和输出轴之间的rpm差值增加到一定的程度，在该程度下，能够通过产生第二同步力，使可能已经在产生第一同步力期间沿一个方向布置输入轴和输出轴之间的元件的间隙可以在相反方向上重新布置。
在本发明的另一个方面中，一种车辆变速器的控制方法可以包括：响应于车辆的减速，在目标档位的离合器齿轮和输出轴之间产生用于在目标档位的离合器齿轮和输出轴之间进行啮合的同步力从而将齿轮从当前档位换档到作为目标档位的较低档位的过程期间，暂时消除同步力。
通过在目标档位的离合器齿轮和输出轴之间产生同步力而经过目标档位的换档齿轮来使得所述输出轴与输入轴进行同步之后，当输入轴的rpm达到预定的目标rpm时，则可以开始所述的暂时消除步骤。
在所述暂时消除的步骤之后，可以执行附加的d同步，并且所述暂时消除的步骤持续到输入轴和输出轴之间的rpm差值增加到一定的程度，在该程度下，输入轴和输出轴之间的元件的间隙能够通过第二同步而重新布置。
通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。
附图说明
图1为显示具有传统的DCT的车辆在减速降档时的曲线图。
图2为根据本发明的示例性实施方式的车辆变速器的控制方法的流程图。
图3为显示根据图2的控制方法来进行换档的曲线图。
应当了解，所附附图并非是按比例的，其显示了图解本发明的基本原理的各种特征的一定程度上的简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形，将部分地由特定的预期应用和使用的环境来确定。
在这些附图中，贯穿附图的多幅图形，附图标记引用本发明的同样的或等同的部分。
具体实施方式
现在将对本发明的各个实施例详细地作出引用，这些实施例的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施例相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施例。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施例，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施例。
下面将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。
参考图2和图3，根据本发明示例性实施方式的车辆变速器的控制方法包括第一同步步骤S10、同步释放步骤S20和第二同步步骤S30。在第一同步步骤S10处，当响应车辆的减速而需要将齿轮从当前档位切换到作为目标档位的较低档位组时，在目标档位和换档齿轮和输出轴之间产生了第一同步力。在同步释放步骤S20处，在第一同步步骤S10之后，从所述换档齿轮和所述输出轴之间消除第一同步力。在第二同步步骤S30处，在同步释放步骤S20之后，在目标档位的换档齿轮和输出轴之间产生了第二换档力。
这样，在本发明的示例性实施方式中，当响应车辆减速而将齿轮从当前档位换档到较低的目标档位时，在目标档位的离合器齿轮和输出轴之间产生了同步力，结果发生了齿轮啮合。在此过程中，进行了同步释放步骤S20，在同步释放步骤S20处同步力被临时消除。因此，处于间隙布置状态(该状态是在第一同步步骤S10处产生的)的输入轴和输出轴在同步释放步骤S20和第二同步步骤S30处被平稳地重新布置在相反方向上。因此，不同于传统技术，可以防止因间隙的方向变化而产生换档震动和噪声。
为参考目的，图3显示的DCT换档包含有第一输入轴和第二输入轴。目标档位(齿轮要换到该目标档位中)为第二齿轮，连接所述目标档位的输入轴表示第二输入轴。因此，从图3的条件可以断定，本发明说明书中提及的输入轴是指第二输入轴。
本实施方式的第一同步步骤S10包括控制执行器，以使目标档位的套筒朝着目标档位的离合器齿轮直线移动。所述同步释放步骤S20包括控制执行器，以使所述套筒沿着远离离合器齿轮的方向缩回。第二同步步骤S30包括控制执行器，以使所述套筒再次朝着离合器齿轮直线移动。
另外，本实施方式中所提及的变速器的同步器的配置方式为：通过套筒的直线运动而将同步器环朝着离合器齿轮来进行压缩从而开始同步，当所述套筒越过所述同步器环并与所述离合器齿轮相啮合时，就完成了换档，操作与目标档位的换档齿轮结合一体的离合器齿轮，从而使动力从轮毂(位于套筒的中心处)经套筒和离合器齿轮而传递到换档齿轮，且执行器在变速器控制器的控制下使套筒直线运动。
在本实施方式中，第一同步步骤S10包括第一子步骤S11和第二子步骤S12。在第一子步骤S11处，套筒朝着目标档位的离合器齿轮而直线运动。在第二子步骤处S12处，套筒的位置被控制在预定的范围内。
第一子步骤S11包括，在从T0至T1’的时间段期间，随着时间的流逝，沿直线增大套筒的位移。第二子步骤S12包括，将套筒位置保持在目标档位的套筒和离合器齿轮之间产生同步力的范围内。
在第二子步骤S12处，套筒的位置可以被控制为是固定的。作为选择，如图3所示，采用了这样的方法，其中设定了上限(L_sync_max)和下限(L_sync_min)，在所述上限和下限之间能够产生同步力，且套筒的位置(L_sync)被控制为处于所述上限和下限之间。
同步释放步骤S20涉及从T2到T3的范围。通过在第一同步步骤S10处产生的同步力而经过目标档位的换档齿轮使得输出轴而与输入轴同步之后，当输入轴的rpm带到预定的目标rpm时，则执行同步释放步骤S20。
优选地，所述预定的目标rpm被设定为响应于输出轴的rpm，所述输出轴的rpm随着时间的流逝而线性地降低。
换言之，在输入轴rpm在第一同步步骤S10处朝着输出轴的rpm而线性增加之后，当所述输入轴的rpm开始等于输出轴的rpm时，该输入轴rpm被设定为预定的目标rpm。当输入轴的rpm达到该预定的目标rpm时，则执行同步释放步骤S20。
如图3的从T2到T2’的部分所示，同步释放步骤S20通过第三子步骤S21开始，在该第三子步骤S21处，套筒回缩到产生同步力的范围之外，所述同步力是在目标档位的套筒和离合器齿轮之间产生的。同步释放步骤S20包括第四子步骤S22，在第四子步骤S22处，在从T2’到T3的时间段期间，保持了已经被缩回的套筒的位置。
换言之，当输入轴的rpm达到预定的目标rpm时，套筒在第三子步骤S21处被缩回从而进入不产生同步力的状态，因而释放了同步状态，也即，进入了同步释放状态。在第四子步骤S22期间，同步释放状态得以保持。
第四子步骤S22持续预定的时间段，该预定的时间段被设定为直至输入轴和输出轴之间的rpm差值增加到一定程度时的时间段，在该一定程度下，输入轴和输出轴之间的元件的间隙(该元件间隙已经在第一同步步骤S10处沿着一个方向布置)可以在第二同步步骤S30处在相反方向上重新布置。
具体而言，在第一同步步骤S10处，由于输出轴的rpm高于输入轴(输入轴连接至所述目标档位的换档齿轮)的rpm，所述输入轴和输出轴之间的元件(例如，与目标档位有关的同步器的轮毂、套筒、离合器齿轮、换档齿轮等)的间隙被布置在输出轴带动输入轴旋转的方向上。这样的间隙布置状态在同步释放步骤S20和第二同步步骤S30处被反方向地重新布置。在第四子步骤S22的预定的时间段中确保了输入轴和输出轴之间的特定量的rpm差，对于该rpm差，能够实现以上提及的间隙布置状态的转换。
在同步释放步骤S20已经开始之后，输入轴(其rpm已经变成等于输出轴的rpm)自由旋转，除了自身的旋转摩擦力之外不受任何限制，且输出轴的rpm响应车辆的减速而慢慢地降低。因此，输入轴和输出轴之间的rpm差值增大了。在T3之后(更具体而言，是在图3中的T2”之后)，当执行第二同步步骤S30时，套筒再次朝着目标档位的离合器齿轮慢慢移动，从而开始了在输入轴和输出轴之间的同步。此时，由于输入轴的rpm高于输出轴的rpm，沿着与第一同步步骤S10的间隙布置方向相反的方向，扭矩被施加在输入轴和输出轴之间的元件上。因此，对应元件的间隙被布置在输入轴操作输出轴的方向上。结果，所述元件的间隙(该间隙在第一同步步骤S10处被布置在一个方向上)被在相反方向上重新布置。
因此，当执行第二同步步骤S30且然后套筒最终完全与目标档位的离合器齿轮相啮合时，就完成了换档。在此之后，动力从输入轴传递到输出轴。因此相关元件的间隙布置在动力传递过程中得到了保持。因此，与传统技术不同，可以防止因间隙方向的变化所产生的换档震动和噪声，
当然，在第二同步步骤S30中操作套筒的速度和力的大小被设定为适当的水平，以防止齿轮之间产生更大的间隙或碰撞。优选地，可通过试验、分析等手段来确定这样的速度和力。
如上所述，在根据本发明示例性实施方式的车辆变速器的控制方法中，当响应车辆(该车辆具有这样一种变速器机构，其中执行器操作套筒来实现同步)的减速而将齿轮从当前档位换档到较低的齿轮时，能够防止因输入轴和输出轴之间的元件由于间隙而产生的换档震动和噪声。因此，提高了换档质量，因而改善了车辆的安静性和乘坐舒适性，并提高了车辆的市场适销性。
前面对本发明具体示例性实施例所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并非要穷举本发明，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施例并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施例及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。

Claims (15)

1.一种车辆变速器的控制方法，包括：
响应于车辆的减速而在目标档位的换档齿轮和输出轴之间产生第一同步力，以将齿轮从当前档位换档到作为目标档位的较低档位组，从而形成第一同步；
在产生所述第一同步力之后，消除换档齿轮和输出轴之间的该第一同步力；以及
在消除第一同步力之后，在所述目标档位的换档齿轮和输出轴之间产生第二同步力，从而形成第二同步。
2.根据权利要求1所述的车辆变速器的控制方法，其中在输出轴借助所述第一同步力而通过所述目标档位的换档齿轮而与输入轴同步之后，当输入轴的rpm达到预定目标rpm时，就开始所述消除第一同步力的步骤。
3.根据权利要求2所述的车辆变速器的控制方法，其中所述预定目标rpm被设定为响应于随着时间的流逝而线性减小的输出轴rpm。
4.根据权利要求2所述的车辆变速器的控制方法，其中在输入轴的rpm在第一同步的步骤期间朝着所述输出轴的rpm而线性增加之后，当该输入轴的rpm变成等于输出轴的rpm时，所述预定目标rpm被设定为输入轴rpm。
5.根据权利要求1所述的车辆变速器的控制方法，其中
所述产生第一同步力的步骤包括控制执行器，从而使目标档位的套筒朝着目标档位的离合器齿轮直线地移动；
所述消除第一同步力的步骤包括控制执行器，从而使目标档位的套筒沿着远离离合器齿轮的方向缩回；以及
所述产生第二同步力的步骤包括控制执行器，从而使套筒再次朝着离合器齿轮直线地运动。
6.根据权利要求5所述的车辆变速器的控制方法，其中所述产生第一同步力的步骤包括：
将所述套筒朝着目标档位的离合器齿轮直线地移动；以及
将所述套筒的位置保持在预定的范围内。
7.根据权利要求6所述的车辆变速器的控制方法，
其中将所述套筒朝着目标档位的离合器齿轮直线地移动的步骤包括：随着时间的流逝直线地增大套筒的位移；以及
其中将所述套筒的位置保持在预定的范围内的步骤包括：将套筒的位置保持一定范围内，在该范围内，在所述目标档位的套筒和所述离合器齿轮之间产生第一同步力。
8.根据权利要求6所述的车辆变速器的控制方法，
其中将所述套筒朝着目标档位的离合器齿轮直线地移动的步骤包括：随着时间的流逝直线地增大套筒的位移；以及
其中将所述套筒的位置保持在预定的范围内的步骤包括：将套筒的位置保持在预定的上限和预定的下限之间。
9.根据权利要求5所述的车辆变速器的控制方法，其中
通过将所述套筒缩回到在所述目标档位的套筒和所述离合器齿轮之间产生第一同步力的范围之外，从而开始所述消除第一同步力的步骤，并且所述消除第一同步力的步骤包括将缩回的套筒保持预定的时间段。
10.根据权利要求9所述的车辆变速器的控制方法，其中持续地保持缩回的套筒，直到输入轴和输出轴之间的rpm差值增加到一定的程度，在该程度下，能够通过产生所述第二同步力，使已经在产生第一同步力期间沿一个方向布置的输入轴和输出轴之间的元件的间隙在相反方向上重新布置。
11.一种车辆变速器的控制方法，包括：
响应于车辆的减速，在目标档位的离合器齿轮和输出轴之间产生用于该目标档位的离合器齿轮和输出轴之间进行啮合的同步力，以将齿轮从当前档位换档到作为目标档位的较低档位的过程期间，暂时消除同步力。
12.根据权利要求11所述的车辆变速器的控制方法，其中通过在目标档位的离合器齿轮和输出轴之间产生所述同步力而经过目标档位的换档齿轮来使得所述输出轴与输入轴进行同步之后，当输入轴的rpm达到预定的目标rpm时，则开始所述的暂时消除步骤。
13.根据权利要求12所述的车辆变速器的控制方法，其中所述预定的目标rpm设定为响应于随着时间流逝而线性减低的输出轴的rpm。
14.根据权利要求12所述的车辆变速器的控制方法，其中在输入轴的rpm朝着输出轴的rpm线性地增加之后，当输入轴的rpm变得等于输出轴的rpm时，将所述的预定目标rpm设定为输入轴rpm。
15.根据权利要求11所述的车辆变速器的控制方法，其中
在所述暂时消除的步骤之后，执行附加的第二同步，并且
所述暂时消除的步骤持续到输入轴和输出轴之间的rpm差值增加到一定的程度，在该程度下，输入轴和输出轴之间的元件的间隙能够通过该第二同步而重新布置。
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