CN103291904B - 一档使用owc的双离合变速箱的下坡控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明一档使用OWC的双离合变速箱的下坡控制方法涉及一种双离合变速箱的控制方法，特别是涉及一种用于在一档使用OWC的双离合变速箱在下坡时的控制方法。其目的是为了提供一种一档使用OWC的双离合变速器在下坡时避免在一档长时间空挡滑行，保障安全的一档使用OWC的双离合变速箱的下坡控制方法。本发明一档使用OWC的双离合变速箱的下坡控制方法包括以下步骤：基于变速箱输入扭矩和加速度确定下坡模式；确定档位选择是手动还是自动；如果档位选择是自动，则降低1档升2档升档点车速，并降低2档降1降档点车速；如果档位选择是手动，那么则禁止换入1档直至停车。

Description

一档使用OWC的双离合变速箱的下坡控制方法

技术领域

本发明涉及一种双离合变速箱的控制方法，特别是涉及一种用于在一档使用OWC的双离合变速箱在下坡时的控制方法。

背景技术

变速器是现代传动系统中非常重要的一个部分，为了提高传动系统的效率，近期以来，人们进行了相当多的研发工作。伴随着现代控制技术的发展，其中相当一部分的开发工作都围绕着双离合变速器展开。双离合变速器的挂档与普通的手动变速器相似。每个齿轮组中的齿轮被设置在各自的轴上且可绕轴自由旋转，齿轮旁边设有同步器，同步器可以选择性地啮合不同档位的齿轮，双离合变速器。为了实现自动变速，每个齿轮组的换档是通过某种致动器移动同步器来实现的。倒档齿轮组包括一个输入轴齿轮、一个副轴齿轮和一个在它们之间设置的中间齿轮，从而实现副轴齿轮反转进而实现输出轴的反转而倒档。虽然双离合变速器克服了一些常规变速器及新型自动变速器的缺点，但是对自动变速的双离合变速器的控制和调节是一件复杂的事情，并且以往乘客所期望的舒适目标也并未达到。目前，在对双离合器的控制调节领域也有大量的专利申请，例如美国博格华纳公司在我国提出的公开号分别为CN1530570A、CN1526976A、CN1523253A、公开年份均为2004年的三件发明专利申请，上海汽车变速器有限公司在我国提出的公开号为CN101943228A、公开日为2011年1月12日、发明名称为双离合变速箱的离合器闭环控制系统及其控制方法的发明专利申请，另外还有本申请人在之前提出的申请号为201210082148.5、申请公布号为CN102606724A、申请公布日为2012年7月25日的中国发明专利申请。此外，国内也有人在双离合变速器控制领域发表过相关论文，如西南大学李军华的标题为“双离合器变速器控制系统的设计与研究”的硕士学位论文，这篇论文对双离合器变速器的控制系统进行了详细阐述，这篇论文可以在百度文库中检索到。值得一提的是，与双离合变速器中的控制技术较接近的现有技术中，AMT自动变速器所采用的控制系统和控制方法都是值得借鉴的。

在对双离合变速器的研发中，一个较重要的领域就是改善变速器的换挡舒适性。双离合器变速器在变换档位时，动力传递不会中断，车速和发动机转速也不会立刻发送变化，所以换挡造成传动比突变时，必然会引起动力传动系统冲击，即换挡冲击，尤其是在相邻档位传动比相差较大的情况中尤为明显，换挡冲击严重影响换挡舒适性。利用单向离合器可以在自动变速器换挡过程中消除冲击，而且事实证明单向离合器是消除降档冲击的的最有效措施。在降档过程中，由于发动机的转速不变，则车速相对表现快，此时变速器的输出轴由被动变为主动，反向向传动系输入动力，单向离合器被动元件转速高于主动元件形成分离状态，造成事实上的动力传递中断。动力传递中断后，发动机负荷下降，使发动机转速上升，当转速上升到降档后的传动比条件下车速所要求的发动机转速时，单向离合器才恢复结合，开始传递动力。可见在发动机转速逐渐上升的过程中，单向离合器逐渐开始传递动力，这样就消除了速比突变带来的冲击。在自动变速器每个可能降到的档位上都安置单向离合器可以消除各档位的降档冲击，但这样必然带来变速器体积尺寸的扩大及成本的提升，因此，在实际应用中多是有选择性的在某一或某些档位上使用单向离合器。本发明中涉及到的双离合器变速器就是在一档使用了OWC(单向离合器的英文缩写为OWC)来进行一档的结合与分离。但单向离合器的优点在某些特殊工况下也是它的最大缺点。当整车运行在下坡时，传动系动力反向传递，单向离合器由于其自身的结构特点，处于分离状态，此时传递系断开，相当于空挡下坡，众所周知，空挡下坡是非常危险的，在行驶过程中是不被允许的行为。因此本发明所提出的方法正是在解决双离合变速器换挡舒适性的基础上保证安全。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种一档使用OWC的双离合变速器在下坡时避免在一档长时间空挡滑行，保障安全的一档使用OWC的双离合变速箱的下坡控制方法。

本发明一档使用OWC的双离合变速箱的下坡控制方法，其包括以下步骤：

(1)基于变速箱输入扭矩和加速度确定下坡模式；

(2)确定档位选择是手动还是自动；

(3)如果档位选择是自动，则降低1档升2档升档点车速，并降低2档降1档降档点车速；

(4)如果档位选择是手动，那么则禁止换入1档直至停车。

本发明一档使用OWC的双离合变速箱的下坡控制方法，其还包含以下步骤：

(1)检测变速箱输入扭矩，并计算该扭矩下整车在平路上运行所应具备的理论加速度；

(2)检测输出轴转速，并根据输出轴转速计算整车实际加速度值；

(3)根据理论加速度值与实际加速度值的差值确定整车是否处于下坡运行。

本发明一档使用OWC的双离合变速箱的下坡控制方法，其还包含以下步骤：

若当前档位在1档运行，当踩刹车，而油门为零的时候，强制升到2档。

本发明一档使用OWC的双离合变速箱的下坡控制方法与现有技术不同之处在于本发明一档使用OWC的双离合变速箱的下坡控制方法在允许1档使用OWC的同时，通过对1档的禁止和使能保证了双离合变速器的主要功能和性能特点没有丢失，另外这个方法保证了换档在需求的换档点开始。这个方法禁止或者“强迫”来自第一档的切换。这个方法对换档点进行了优化，减少了下坡时一档空档滑行的时间，保障了安全。

下面结合附图对本发明一档使用OWC的双离合变速箱的下坡控制方法作进一步说明。

附图说明

图1为能通过本发明一档使用OWC的双离合变速箱的下坡控制方法控制的带OWC的结构示意图；

图2为能通过本发明一档使用OWC的双离合变速箱的下坡控制方法控制的带OWC的双离合变速器的液压系统的结构示意图；

图3为本发明一档使用OWC的双离合变速箱的下坡控制方法的流程图。

具体实施方式

为了更便于理解本发明，在此先对现有技术中的双离合变速器的机械构成、液压系统及控制系统做出说明。

关于双离合变速器的机械构成除可以参见背景技术中指出的文件中的描述以外，还可以参见本申请人在之前提出的申请号为200910260370.8、申请公布号为CN101737462A、申请公布日为2010年6月16日的中国发明专利申请，也可以参见图1。如图1所示的双离合变速器，包括两个离合器，即第一离合器11和第二离合器12，还包括输入轴110、奇数档副轴13、与奇数档副轴13平行设置的偶数档副轴14、中间轴15和倒档副轴16，还包括多个同步器，即第一同步器17、第二同步器18和第三同步器19。双离合变速器通过可选择的传动比传递来自发动机的扭矩到输出轴上，直至车轮上。双离合变速器通过第一离合器11或第二离合器12传递来自发动机的扭矩到奇数档副轴13或者偶数档副轴14上。奇数档副轴13和偶数档副轴14上的齿轮均与中间轴15上的齿轮恒定啮合。奇数档副轴13和偶数档副轴14一直通过中间轴15上的齿轮传动给车轮。奇数档副轴13可通过单向离合器20和第三同步器19与中间轴15传动连接，偶数档副轴14当第一同步器17或第二同步器18挂上档位齿轮时与中间轴15传动连接。如果奇数档副轴13和偶数档副轴14之一传递着扭矩给中间轴15，并且它们之上都有档位被挂上，那么可以通过减小前序离合器上的扭矩直至滑摩产生、并同时增大后继离合器上的扭矩来实现档位切换，这里的前序离合器指离合器切换前，正在传递扭矩的那个离合器，它也可以被称为现役离合器，另一个则为后继离合器。

当奇数档副轴13正通过第一离合器11提供扭矩给中间轴15，并且第二离合器12并没有接合时，而目标档位为偶数档副轴14的档位上，档位选择则是需要的。这类操作被称为档位选择，也可以称为预挂档，因为它在不影响车辆运行的情况下在切换离合器之前预先将档位挂上了。

因此，在切换过程中一个重要的环节就是通过第一同步器17、第二同步器18或第三同步器19实现档位的预挂或摘除。如图1中所示的双离合变速器中，实质上有5个同步装置，分别为成对设置的第二同步器18和第三同步器19，以及一个在前进档与倒档之间切换的单独的第一同步器17。第二同步器18和第三同步器19是双向驱动的同步器，即当从中间向左或者向右移动时会挂上左边或者右边的档位。至于如图1优选方式所示的第一同步器17，右移能挂档，而左移时无效(也就是挂空挡)。

本发明之内所谈到的控制，主要意思是指电子控制元件。电子控制元件本身已经超过了本发明所描述的范围之外。不管怎样，它需要管理控制逻辑，提供所需要的电压、信号、液压压力来对双离合变速器进行操作。无论是离合器切换，还是档位选择，都需要对各离合器和各同步器进行控制。为了实现控制，将控制信号转变为控制结果，需要液压系统来执行，液压系统可以参见本申请人在之前提出的申请号为200910249994、申请公布号为CN101709777A、申请公布日为2010年5月19日的中国发明专利申请，也可以参见如图2中所示的液压系统。图2中，91为手控阀，92为第一离合器冷却器，93为第二离合器冷却器，94为离合器冷却顺序阀，95为润滑阀，96为冷却器安全阀，97为压力过滤器，98为吸油过滤器，如图2所示，第一档位选择控制电磁阀22和第二档位选择控制电磁阀23优选为脉宽调制型(PWM)。脉宽调制型电磁阀可以通过向电磁阀发出脉冲信号来提供一个可变的压力。这种电磁阀是一种能实现可变压力控制的低成本方式。第一档位选择控制电磁阀22和第二档位选择控制电磁阀23的油压由主调压阀28提供，主调压阀28输出的即为主油压，而主调压阀28的油由泵29提供。通过可变压力电磁阀，主调压阀28输出的主油压可以在最小到最大之间可变地输出。图2中有两个可变压力电磁阀，即第一可变压力电磁阀210和第二可变压力电磁阀211，它们用来分别通过第一离合器执行机构213和第二离合器执行机构212控制各离合器传递的扭矩。主油压控制的目的就是使主油压始终高于第一可变压力电磁阀210和第二可变压力电磁阀211的请求压力。同样地，主油压要高于第一档位选择控制电磁阀22和第二档位选择控制电磁阀23的请求压力也很重要。第一档位选择控制电磁阀22和第二档位选择控制电磁阀23根据第一可变压力电磁阀210和第二可变压力电磁阀211的相对压力状态选择性地提供液压给档位选择顺序阀24，档位选择顺序阀24提供一个液压力给第二档位选择活塞25、第三档位选择活塞26，第一档位选择活塞27、第二档位选择活塞25、第三档位选择活塞26的移动分别对应图1中的第一同步器17、第二同步器18、第三同步器19的移动。

本发明一档使用OWC的双离合变速箱的下坡控制方法主要从图3所示的流程中体现。如图3所示，从起始项目块32开始进入控制程序31，过程块33中检测来自于发动机的输入扭矩；过程块34中根据整车动力平衡方程，基于变速箱输入扭矩及当前档位计算整车在平路，即无坡道情况下整车理论上应具备的加速度值；过程块35根据检测到的输出轴转速计算整车实际加速度值；逻辑判断块36根据实际加速度与整车运行在平路上的理论加速度值间的差值判定是否为坡道运行，由于坡道上整车存在沿坡道向下的重力分力，因此，如果整车处于下坡状态，实际加速度值会大于整车在平路上的理论加速度值，由此可以判定整车是否在坡道上运行；如果是处于下坡运行，则进入逻辑判断块37，判定是手动模式还是自动模式；如是自动模式，则进入过程块38，在此过程中执行自动模式下的下坡模式控制程序，即如果当前档位运行在一档，使用较低的2档升档点车速，让档位很快从1档升到2档运行；如果当前档位运行在高档，使用较低的1档降档点车速，尽量让档位在高档运行，减少1档运行时间；逻辑判断块37中如果是手动模式，进入逻辑判断块41，当车速大于零，即有车速的情况下，则进入过程块42禁止使用1档，即如果在1档运行过程中检测到下坡则强制升到2档，如果在高档运行过程中检测到下坡则禁止降到1档，当车速为零即整车停止时，进入过程块40使能1档。同时不论在手动或自动模式下，只要检测到下坡并且刹车被踩下，强制升2档。如不处于下坡，则按照正常的模式换挡点进行换挡。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (3)

1.一种一档使用OWC的双离合变速箱的下坡控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)基于变速箱输入扭矩和加速度确定下坡模式；

(2)确定档位选择是手动还是自动；

(3)如果档位选择是自动，则降低1档升2档升档点车速，并降低2档降1档降档点车速；

(4)如果档位选择是手动，那么则禁止换入1档直至停车。

2.根据权利要求1所述的一档使用OWC的双离合变速箱的下坡控制方法，其特征在于，还包含以下步骤：

(1)检测变速箱输入扭矩，并计算该扭矩下整车在平路上运行所应具备的理论加速度；

(2)检测输出轴转速，并根据输出轴转速计算整车实际加速度值；

(3)根据理论加速度值与实际加速度值的差值确定整车是否处于下坡运行。

3.根据权利要求1所述的一档使用OWC的双离合变速箱的下坡控制方法，其特征在于，还包含以下步骤：

若当前档位在1档运行，当踩刹车，而油门为零的时候，强制升到2档。