CN108700167B - 包括电驱动马达和具有至少两个变速级的动力换挡变速器的用于车辆的传动系 - Google Patents

包括电驱动马达和具有至少两个变速级的动力换挡变速器的用于车辆的传动系 Download PDF

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Abstract

一种用于车辆的传动系(1)，该传动系包括：电驱动马达(2)；以及动力换挡变速器(3)，该动力换挡变速器至少包括：第一变速级(3a)，该第一变速级具有第一输入(5)、第一输出(6)、第一离合装置(7)以及第二离合装置(8)，该第一输入与电驱动马达(2)驱动地接合，其中，该第一输入(5)构造成通过接合第一离合装置(7)并且通过脱开第二离合装置(8)来与第一输出(6)驱动地接合，且其中该第一输入(5)构造成通过接合第二离合装置(8)并且通过脱开第一离合装置(7)来与第一输出(6)驱动地接合；以及第二变速级(3b)，该第二变速级具有第二输入(13)、第二输出(14)、第三离合装置(15)以及第四离合装置(16)，该第二输入与第一输出(6)驱动地接合，其中，该第二输入(13)构造成通过接合第三离合装置(15)并且通过脱开第四离合装置(16)来与第二输出(14)驱动地接合，且该第二输入(13)构造成通过接合第四离合装置(16)并且通过脱开第三离合装置(15)来与第二输出(14)驱动地接合。

Description

包括电驱动马达和具有至少两个变速级的动力换挡变速器的 用于车辆的传动系
本发明涉及一种用于车辆的传动系，该传动系包括电驱动马达和具有至少两个变速级的动力换挡变速器。目前所描述类型的传动系可例如应用于诸如土方车辆、物料搬运车辆、采矿车辆或农用车辆之类的非公路车辆。
本申请要求2016年3月6日提交的美国临时专利申请No.62/304,312的优先权的权益，该申请通过引用整体结合于此。
非公路动力换挡变速器通常装配有变矩器，以提供与内燃机(ICE)的连接。由ICE输送的动力经由变矩器吸收并且输送至动力换挡变速器。变矩器用作动力路径中的流体联接件，以在ICE和动力换挡变速器之间提供非机械连接。仅仅在锁止驱动件的情形中，变矩器有意地经由机械装置锁定，以增大变矩器的总体效率。变矩器的其它优点是：衰减由ICE产生的扭转振动，以及当动力系中发生负载变化时改变瞬时速度比(SR)的能力。
例如，US 2010/0267518 A1描述了一种用于车辆的混合动力变速器，该车辆包括ICE和变矩器。变矩器将ICE与一组方向离合器和若干挡位离合器(range clutch)相连接。为了增大能量效率并且降低燃料消耗，根据US 2010/0267518 A1的变速器进一步包括电动机器。电动机器连接于中间齿轮座，该中间齿轮座设置在方向离合器和挡位离合器之间。
然而，需要具有进一步改进性能和驾驶性的传动系。
此种目的通过包括权利要求1所述特征的传动系和根据权利要求2所述的使用传动系来切换挡位的方法来解决。在从属权利要求中描述了特定实施例。
目前提出的用于车辆的传动系至少包括：
电驱动马达；以及
动力换挡变速器，该动力换挡变速器至少包括：
第一变速级，该第一变速级具有第一输入、第一输出、第一离合装置以及第二离合装置，该第一输入与电驱动马达驱动地接合，其中，该第一输入构造成通过接合第一离合装置并且通过脱开第二离合装置来与第一输出驱动地接合，且其中第一输入构造成通过接合第二离合装置并且通过脱开第一离合装置来与第一输出驱动地接合；以及
第二变速级，该第二变速级具有第二输入、第二输出、第三离合装置以及第四离合装置，该第二输入与第一输出驱动地接合，其中，该第二输入构造成通过接合第三离合装置并且通过脱开第四离合装置来与第二输出驱动地接合，且其中第二输入构造成通过接合第四离合装置并且通过脱开第三离合装置来与第二输出驱动地接合。
相对于内燃机，可更快地并且在更大精确度的情形下控制目前提出的传动系的电驱动马达的输出速度，由此改进传动系的性能，尤其是在挡位切换期间的性能。此外，可使用可再生能量源来为电驱动发动机提供动力。因此，与将ICE用作动力源相比，使用电驱动发动机可减少二氧化碳排放并且降低操作成本。
传动系可包括永久机械连接件，该永久机械连接件将电驱动马达与第一输入、也就是说与动力换挡变速器的输入相连接。具体地说，电驱动马达可例如借助扭转减振器和传动轴中的至少一个与第一输入永久地刚性连接。在自动变速器的领域中，扭转减振器通常是众所周知的。较佳地是，传动系并不包括变矩器，由此降低生产成本和维护成本。
通常，第二输出、也就是说动力换挡变速器的输出与车辆输出驱动地接合或选择性地驱动接合。车辆输出可例如包括驱动轴、差速器、驱动桥、减速齿轮以及诸如一个或多个车轮之类地面接合结构中的至少一个。
第一离合装置和第二离合装置可构造成方向离合器，而第三离合装置和第四离合装置可构造成挡位离合器。替代地，第一离合装置和第二离合装置可构造成挡位离合器，而第三离合装置和第四离合装置可构造成方向离合器。例如，方向离合器可包括前进方向离合器和倒退方向离合器，且挡位离合器可包括与低挡位相关联的低挡位离合器和与高挡位相关联的高挡位离合器。例如，在第一输入处给定输入速度和输入扭矩的情形下，低挡位可构造成在第二输出处提供第一速度和第一扭矩。并且在第一输入处给定相同输入速度和相同输入扭矩的情形下，高挡位可构造成在第二输出处提供第二速度和第二扭矩，其中，由高挡位提供的第二速度高于由低挡位提供的第一速度，且由高挡位提供的第二扭矩低于由低挡位提供的第一扭矩。
方向离合器和/或挡位离合器可包括或者可构造成液压离合器、电磁离合器或者自动变速器领域中众所周知的任何其它类型离合器。
传动系可进一步包括换挡控制器，用于切换动力换挡变速器。换挡控制器通常包括电路，该电路包括诸如一个或多个微处理器、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)之类中的一个或多个可编程处理单元。例如，换挡控制器可包括变速器控制单元(TCU)，用于控制动力换挡变速器，具体地说用于控制动力换挡变速器的离合装置的接合和脱开(即，打开和闭合)。
换挡控制器可进一步包括马达控制单元(MCU)，用于控制电驱动马达，具体地说用于控制电驱动马达的速度。例如，电驱动马达可构造成变频控制交流(AC)马达。MCU则可包括交流(AC)马达驱动件。可通过使用频率控制来控制交流(AC)马达的速度以获得所要求的车辆速度。车辆速度可响应于由操作者对节气门控制件的移动来设定。附加地或替代地，车辆速度可基于或响应于换挡控制器将动力换挡变速器切换到合适的挡位中来设定。
传动系可进一步包括电力源，该电力源构造成将电力提供给电驱动马达。例如，电力源可包括电池组、一个或多个蓄电器、一个或多个超级电容器、柴油发电器以及电力线缆中的至少一个。
换挡控制器可构造成执行挡位切换，包括将扭矩传递从其中一个挡位离合器转移至其它挡位离合器，并且同时构造成接合其中一个方向离合器或者保持其中一个方向离合器接合。将扭矩传递从其中一个挡位离合器(正脱开或打开的挡位离合器)转移至其它挡位离合器(正启用或闭合的挡位离合器)包括将动力换挡变速器从接合正脱开挡位离合器且脱开正启用挡位离合器的状态切换为脱开正脱开挡位离合器且接合正启用挡位离合器的状态。
如果第一变速级包括方向离合器且第二变速级包括距离离合器，则在挡位切换期间接合其中一个方向离合器或者保持其中一个方向离合器接合的步骤包括：在挡位切换期间，将电驱动马达旋转地锁定至第一输出，或者保持电驱动马达旋转地锁定至第一输出。这样，电驱动马达可用于在完成第二变速级中挡位切换之前、也就是说在完全地接合正启用或闭合的挡位离合器之前控制第一变速级中闭合的方向离合器以及第一输出的速度，由此提供尤为平顺的切换。
另一方面，如果第一变速级包括挡位离合器且第二变速级包括方向离合器，则在挡位切换期间接合其中一个方向离合器或者保持其中一个方向离合器接合的步骤包括：在挡位切换期间，将第一输出旋转地锁定至车辆输出或者保持第一输出旋转地锁定至车辆输出。这样，第二变速级中的闭合的方向离合器和第一输出由车辆输出带动，且电驱动马达可用于在完成第一变速级中的挡位切换之前控制第一输入的速度。
例如，换挡控制器可构造成：在挡位切换期间，使得电驱动马达的速度与目标速度同步。换挡控制器可构造成：通过应用诸如开环控制或闭环控制之类的已知控制方法来使得电驱动马达的速度与目标速度同步。
目标速度可以是这样的速度，在给定当前车辆速度或第二输出的当前速度的情形下，当或一旦已完成当前切换时，也就是说当或一旦已完全地闭合或接合正启用的挡位离合器时，电驱动马达意图运行的速度。也就是说，该目标速度可取决于当前车辆速度、第二输出的当前速度以及所选择挡位的传动比或速比(也就是说与正启用挡位离合器相关联的传动比或速比)中的至少一个。因此，换挡控制器可构造成基于所选择挡位的已知传动比或速比并且基于第二输出的速度和车辆速度中的至少一个来确定目标速度。例如，换挡控制器可与一个或多个速度传感器联系，该一个或多个速度传感器用于测量当前车辆速度或者第二输出的当前旋转速度。
具体地说，该换挡控制器可构造成持续地监控第二输出的速度或者车辆速度，并且基于第二输出的当前速度或者基于当前车辆速度而在挡位切换期间持续地调适目标速度和同步。
这样，换挡控制器可构造成响应于车辆在换挡期间的加速或减速来调适目标速度以及使得电驱动马达的速度与目标速度同步的过程。例如，车辆在换挡期间的加速或减速可通过操作者改变节气门踏板位置、通过道路和车辆车轮之间的摩擦或者通过道路的斜度变化而引起。
为了确保平顺换挡，换挡控制器可构造成比较或持续地比较电驱动马达的速度与目标速度，并且仅仅当或者仅仅一旦电驱动马达的速度与目标速度的偏差小于预定阈值时，开始接合扭矩传递所转移至的挡位离合器。
换挡控制器可构造成：当或一旦电驱动马达的速度达到或超过上设定点时或者当或一旦电驱动马达的速度达到或低于下设定点时，自动地开始挡位切换。例如，换挡控制器可构造成：当或一旦电驱动马达的速度达到或超过上速度设定点时，开始升挡至较高挡位，并且换挡控制器可构造成：当或一旦电驱动马达的速度达到或低于下速度设定点时，开始降挡至较低挡位。例如基于电驱动马达的构造或规格，上速度设定点可以在2000rpm和2500rpm之间，且下速度设定点可在800rpm和1200rpm之间。然而，应理解的是，上速度设定点和下速度设定点可假定其它数值。附加地或替代地，该换挡控制器可构造成基于由车辆的操作者提供的换挡请求来开始换挡。
换挡控制器还可构造成当或一旦已完成向所选择挡位的换挡时，也就是说当或一旦已完全地接合扭矩传递所转移至的挡位离合器时，增大电驱动马达的速度。
目前提出的切换挡位的方法包括如下步骤：
提供根据权利要求2所述的传动系；
通过将扭矩传递从其中一个挡位离合器转移至其它挡位离合器来执行挡位切换；以及同时地
接合其中一个方向离合器或者保持其中一个方向离合器接合。
该方法可进一步包括以下步骤中的一个或多个或所有：
在挡位切换期间，使得电驱动马达的速度与目标速度同步；
基于在挡位切换期间与扭矩传递所转移至的挡位离合器相关联的速比并且基于第二输出的速度和车辆速度中的一个来确定目标速度；
基于第二输出的当前速度或者基于当前车辆速度，在挡位切换期间持续地监控第二输出的速度或车辆速度，并且持续地调适目标速度和同步；
比较电驱动马达的速度与目标速度，并且仅仅当或者仅仅一旦电驱动马达的速度与目标速度的偏差小于预定阈值时，开始接合扭矩传递所转移至的挡位离合器；
当或一旦电驱动马达的速度达到或超过上设定点时，或者当或一旦电驱动马达的速度达到或低于下设定点时，开始挡位切换；以及
当或一旦已接合扭矩传递在挡位切换期间所转移至的挡位离合器时，增大电驱动马达的速度。
当根据示出目前提出的传动系和换挡方法的实施例的附图考虑时，从以下描述中，目前提出的传动系和挡位切换方法的上述以及其它优点对于本领域技术人员会变得显而易见。附图中：
图1示出根据本发明的传动系的示意图，该传动系包括电驱动马达和两级动力换挡变速器；
图2示出在图1所示传动系的挡位切换期间的挡位控制参数的时间过程；以及
图3示出在图1所示传动系的方向切换期间的换挡控制参数的时间过程。
图1示意地示出传动系1，该传动系设置在诸如轮式装载机或拖拉机(未示出)之类的非公路车辆中。传动系1包括电驱动马达2、动力换挡变速器3以及换挡控制器20，动力换挡变速器3设置在变速器壳体4中。电驱动马达2包括变频控制的AC马达。换挡控制器20包括马达控制单元(MCU)20a和变速器控制单元(TCU)20b，马达控制单元20a与电驱动马达2联系用以控制电驱动马达2的速度，且变速器控制单元20b与动力换挡变速器3联系用以控制动力换挡变速器3。换挡控制器20进一步包括CAN总线20c，该CAN总线提供在MCU20a和TCU20b之间的联系。动力换挡变速器3包括第一变速级3a和第二变速级3b。
第一变速级3a具有第一输入轴5、第一输出轴6、第一离合装置7以及第二离合装置8。第一输入轴5可通过接合第一离合装置7并且通过脱开第二离合装置8来与第一输出轴6驱动地接合，且第一输入轴5可通过脱开第一离合装置7并且通过接合第二离合装置8来与第一输出轴6驱动地接合。
在图1中示出的实施例中，第一变速级3a的离合装置7、8构造成方向离合器。输入轴5、输出轴6、第一离合装置7以及第二离合装置8构造成：当第一离合装置7接合且第二离合装置8脱开时，第一输出轴6相对于第一输出轴5的旋转方向沿第一方向转动，而当第二离合装置8接合且第一离合装置7脱开时，第一输出轴6相对于第一输入轴5的旋转方向沿第二方向转动，其中，第一方向与第二方向相反。例如，当第一离合装置7闭合且第二离合装置8打开时，车辆可构造成沿前进方向移动，而当第二离合装置8闭合且第一离合装置7打开时，车辆可构造成沿倒退方向移动。这里，第一离合装置7和第二离合装置8在第一输出轴6和第一输入轴5之间提供相同的速比。然而，应理解的是，在这里并未明确示出的替代实施例中，与第一离合装置7相关联的速比可不同于与第二离合装置8相关联的速比。
在图1中示出的实施例中，方向离合器7、8可构造成液压离合器，这些液压离合器可通过升高和降低离合器腔室中的液压压力而接合和脱开。例如，换挡控制器20构造成通过控制一个或多个控制阀来控制方向离合器7、8的离合器腔室中的液压压力。然而，应理解的是，在动力换挡变速器3的替代实施例中，方向离合器7、8可构造成本领域已知的任何其它类型的离合器。
第一输入轴5与电驱动发动机2驱动地接合，该第一输入轴5由此用作动力换挡变速器3的输入。这里，第一输入轴5借助永久的机械或刚性连接件17与电驱动发动机2驱动地接合，该永久的机械或刚性连接件包括扭转减振器18和传动轴(prop shaft)19。电驱动发动机2和动力换挡变速器3之间的连接件17并不包括变矩器，由此致使传动系1尤为成本节省。
第二变速级3b具有第二输入轴13、第二输出轴14、第三离合装置15以及第四离合装置16。通常，第二输入轴13与第一输出轴6驱动地接合。在图1中示出的实施例，第二输入轴13和第一输出轴6一体地形成。第二输入轴13可通过接合第三离合装置15并且通过脱开第四离合装置16来与第二输出轴14驱动地接合，且第二输入轴13可通过脱开第三离合装置15并且通过接合第四离合装置16来与第二输出轴14驱动地接合。
在图1中示出的实施例中，第二变速级3b的离合装置15、16构造成挡位离合器，这些挡位离合器在第二输出轴14和第二输入轴13之间提供不同的速比。第二输入轴13、第二输出轴14、第三离合装置15以及第四离合装置16构造成：当第三离合装置15接合且第四离合装置16脱开时，第二变速级3b处于低挡位中，以在第二输出轴14处提供低速和高扭矩，而当第四离合装置16接合且第三离合装置15脱开时，第二变速级3b处于高挡位中，以在第二输出轴14处提供高速和低扭矩。此外，第二输入轴13、第二输出轴14、第三离合装置15以及第四离合装置16构造成使得第二输出轴14相对于第二输入轴13的旋转方向沿相同方向转动，而与第二变速器部分3b所处于的挡位无关，也就是说与是否第三离合装置15接合且第四离合装置16脱开无关或反之亦然。
在图1中示出的实施例中，挡位离合器15、16可构造成液压离合器，这些液压离合器可通过升高和降低离合器腔室中的液压压力而接合和脱开。例如，换挡控制器20可构造成通过控制一个或多个控制阀来控制挡位离合器15、16的离合器腔室中的液压压力。然而，应理解的是，在动力换挡变速器3的替代实施例中，挡位离合器15、16可构造成本领域已知的任何其它类型的离合器。
第二输出轴14用作动力换挡变速器3的输出，并且可与车辆输出驱动地接合或选择性地驱动接合。车辆输出可例如包括驱动轴、差速器、驱动桥、减速齿轮以及诸如一个或多个车轮之类地面接合结构中的至少一个。
应理解的是，在图1中示出的动力换挡变速器3的实施例仅仅是示例性的，并且这里并未明确示出的动力换挡变速器3的替代实施例可包括两个以上变速级和两个以上挡位。此外，应理解的是，在动力换挡变速器3的替代实施例中，第一变速级3a可包括挡位离合器，且第二变速级3b可包括方向离合器。
动力换挡变速器3包括两个变速级的事实(其中两个变速级之一包括如上所述的方向离合器)具有如下优点，动力换挡变速器3可与仅仅提供单个旋转方向的驱动发动机组合但仍提供前进和倒退驱动模式两者。例如，电驱动发动机2可构造成仅仅提供单个旋转方向，或者传动系1可升级为附加地包括内燃机，该内燃机可类似地与动力换挡变速器3的第一输入轴5连接。
图2示出在图1所示传动系1的挡位切换期间的换挡控制参数的时间过程。在包括传动系1的车辆运动之前，执行初始化程序。初始化包括以下步骤(未示出)。首先，电驱动马达2处于停滞状态(零速度)。接下来，选择挡位。当挡位离合器构造成液压离合器时，选择挡位通常包括对于所选择挡位(通常该所选择挡位是第一挡位)相关联的挡位离合器进行加压。最后，选择行驶方向。再者，当方向离合器构造成液压离合器时，选择行驶方向通常包括对与所选择驱动方向相关联的方向离合器进行加压。应注意的是，在包括能沿两个方向操作的电驱动马达2的本发明传动系中，变速器的行驶方向(选择)阶段可能是无需的。
图2确切地涉及将动力换挡变速器3从第二前进挡位切换至第三前进挡位的挡位切换。然而，虽然图2中示出的实施例涉及升挡，但应理解的是，在这里并未明确示出的替代实施例中，在降挡期间能以类似的方式执行相同或类型的步骤。时间过程在图2中示出的换挡控制参数从上到下包括：挡位切换触发器信号21、挡位离合器控制信号22、离合器状态信号23a、23b、目标马达速度24、实际马达速度25以及方向离合器状态信号26a、26b。
挡位切换触发器信号21指示所选择的挡位，其中，挡位切换触发器信号21中的跳跃指示挡位切换开始。挡位离合器控制信号22包括用于控制挡位离合器15、16的状态的电信号。例如，挡位离合器控制信号22可包括从挡位控制器20发送至控制阀的电信号，这些电信号控制挡位离合器15、16的离合器腔室中的压力。
离合器状态信号23a、23b可包括所测得的传感器信号，这些传感器信号从一个或多个传感器发送至挡位控制器20并且指示挡位离合器15、16的实际状态。例如，离合器状态信号23a可表示指示与第二挡位相关联的挡位离合器15的离合器腔室中的液压压力的所测得压力信号，且离合器状态信号23b可表示指示与第三挡位相关联的挡位离合器16的离合器腔室中的液压压力的所测得压力信号。
类似地，方向离合器状态信号26a、26b可包括所测得的传感器信号，这些传感器信号从一个或多个传感器发送至挡位控制器20并且指示方向离合器7、8的实际状态。例如，离合器状态信号26a可表示指示前进方向离合器7的离合器腔室中的液压压力的所测得压力信号，且离合器状态信号26b可表示指示倒退方向离合器8的离合器腔室中的液压压力的所测得压力信号。
目标马达速度24是由挡位控制器20所确定的电驱动马达2的期望速度。并且，实际马达速度25表示电驱动马达2正旋转的当前速度。
在时间t1之前，也就是说在开始挡位切换之前，例如由挡位切换触发器信号21、挡位离合器控制信号22、挡位离合器状态信号23a、23b以及方向离合器状态信号26a、26b的数值所指示的是，动力换挡变速器3处于第二前进挡位中。在第二前进挡位中，前进方向离合器7接合，倒退方向离合器8脱开，与(较低)第二挡位相关联的挡位离合器15接合，而与(较高)第三挡位相关联的挡位离合器16脱开。电驱动马达2以大致2300rpm的速度转动，且在电驱动马达2与车辆输出驱动地接合时，车辆以非零速度沿前进方向移动。
在时间t1处，挡位切换触发器信号21中的跳跃指示，开始从较低第二前进挡位向较高第三前进挡位的挡位切换。例如，一旦电驱动马达2的速度达到或超过上设定点，就可自动地开始从较低第二前进挡位向较高第三前进挡位的挡位切换。替代地，可基于由车辆的操作者提供的换挡请求来开始挡位切换。
一旦挡位切换在时间t1处开始，换挡控制器20就改变控制信号22，以命令与第二挡位相关联的当前接合的挡位离合器15脱开。确切地说，换挡控制器20命令正脱开(off-going)的挡位离合器15的控制阀降低正脱开的挡位离合器15的离合器腔室中的液压压力，从而在正脱开的挡位离合器15的离合器腔室中引起后续压力下降，正如在时间t1之后不久由挡位离合器状态信号23a中的减小所指示的那样。此外，在时间t1处，换挡控制器20命令正接合(on-coming)的挡位离合器16保持脱开，且命令电驱动发动机2继续以其大致2300rpm的当前速度旋转。如由离合器状态信号26a、26b所指示的是，换挡控制器20在挡位切换期间命令前进方向离合器7保持接合，并且命令倒退方向离合器8保持脱开。
在时间t2处，正脱开的挡位离合器15的压力信号23a下降至低于预定阈值指示正脱开的挡位离合器15已脱开，由此使得电驱动马达2从车辆输出脱开。也就是说，从时间t2开始，正脱开的挡位离合器15和正接合的挡位离合器16两者均脱开。然而，在换挡控制器20于挡位切换期间命令前进方向离合器7保持接合时，电驱动马达保持旋转地锁定至第一变速级3a的第一输出轴6。
一旦正脱开的挡位离合器15在时间t2处已脱开，换挡控制器20就使得目标速度24的数值下降至不同于当前车辆速度25的数值。(相反，在降挡期间，一旦正脱开的挡位离合器已脱开，换挡控制器20就通常会将目标速度24的数值升高至高于当前车辆速度的数值。)换挡控制器20基于当前车辆速度、与正接合的挡位离合器16相关联的所选择第三挡位的速比以及第一输入轴5和第一输出轴6之间的速比来确定目标速度24的数值。例如，目标速度24可对应于这样的速度，在给定当前车辆速度的情形下，电驱动马达2需要以该速度旋转，以使得正接合的挡位离合器16可在最小滑移的情形下接合，而不会引起机械抖动。
在时间t2处，换挡控制器20将目标速度24设定为大致1100rpm的数值。此外，在时间t2处，换挡控制器20开始控制算法，其目的是使得电驱动马达2的速度25与目标速度24同步。于是，换挡控制器20在时间t2处命令电驱动马达2降低其速度25，以导致马达速度25在时间t2处减小。例如，换挡控制器20可包括PID控制器，以使得电驱动马达2的速度25与目标速度24同步。然而，应理解的是，换挡控制器20可构造成以本领域已知的任何其它控制算法来运行。
为了考虑车辆在挡位切换期间的加速或减速，换挡控制器20可构造成持续地监控第二输出轴14的速度或车辆速度，并且基于当前车辆速度在挡位切换期间持续地调适目标速度24以及使得电驱动马达2的速度25与目标速度24同步的过程。例如，在图2中，可观察到的是，从时间t2处开始，由换挡控制器20持续地更新的目标速度24以大致线性的方式缓慢地减小。目标速度24的此种减小可能由于车辆的减速引起，此种减速例如由于道路和车辆车轮之间的摩擦而引起。此外，可观察到的是，换挡控制器20控制马达速度25，以使得该马达速度渐近地接近减小的目标速度24。
换挡控制器20持续地比较当前马达速度25与持续更新的目标速度24。在时间t3处，换挡控制器20确定当前马达速度25与目标速度24的偏差是否已达到或低于预定阈值，且换挡控制器20命令与所选择的第三前进挡位相关联的正接合的挡位离合器16接合，如由挡位离合器控制信号22的数值在时间t3处的改变所指示。确切地说，在时间t3处，换挡控制器20命令正接合的挡位离合器16的控制阀升高正接合的挡位离合器16的离合器腔室中的液压压力，从而在正接合的挡位离合器16的离合器腔室中引起后续压力升高，如在时间t3之后不久由挡位离合器状态信号23b中的稳步增大所指示。
换挡控制器20可进一步构造成：自从挡位切换在时间t1处开始，仅仅当或一旦已经过预定时间量时，开始接合正接合的挡位离合器16。该预定时间量可以例如是可调谐的。此外，在时间t3处，换挡控制器20继续更新目标速度24并且使得电驱动马达2的速度25与目标速度同步，从而在正接合的挡位离合器16开始接合时，导致马达速度25与目标速度24的偏差越来越小。因此，正接合的挡位离合器16在最小滑移的情形下接合，且不会引起不期望的机械抖动。
在时间t4处，正接合的挡位离合器16完全接合，如由如下事实所指示，在时间t4处，正接合的挡位离合器16的离合器腔室中的液压压力已达到其最大数值。图2进一步示出，在时间t4处，当正接合的挡位离合器16完全地接合时，电驱动马达2的速度25完全地与大致1050rpm数值下的目标速度24同步。一旦正接合的挡位离合器16在时间t4处完全接合，换挡控制器20提高目标速度24，使马达速度25增大。
应理解的是，能以与参照图2所描述的挡位切换类似的方式来执行方向离合器重接合的程序。图3示出在脱开和重接合图1中示出的动力换挡变速器3的前进方向离合器7的过程期间的换挡控制参数的时间过程。例如，当操作者不管是有意地还是无意地将动力换挡变速器3的方向离合器7、8两者放置到空挡操作状态中时，可在车辆仍在移动的同时重接合运动方向离合器。这可例如由于操作者改变他们的想法或者由于特定的操作情况而发生。方向离合器的重接合程序是对上文描述的挡位切换程序的变型。图3示意地表示为了完成方向重接合过程所需发生的所有事件。

Claims (11)

1.一种用于车辆的传动系(1)，所述传动系包括：
电驱动马达(2)；以及
动力换挡变速器(3)，所述动力换挡变速器至少包括：
第一变速级(3a)，所述第一变速级具有第一输入(5)、第一输出(6)、第一离合装置(7)以及第二离合装置(8)，所述第一输入与所述电驱动马达(2)驱动地接合并且永久地刚性连接，其中，所述第一输入(5)构造成通过接合所述第一离合装置(7)并且通过脱开所述第二离合装置(8)来与所述第一输出(6)驱动地接合，且其中所述第一输入(5)构造成通过接合所述第二离合装置(8)并且通过脱开所述第一离合装置(7)来与所述第一输出(6)驱动地接合；以及
第二变速级(3b)，所述第二变速级具有第二输入(13)、第二输出(14)、第三离合装置(15)以及第四离合装置(16)，所述第二输入与所述第一输出(6)驱动地接合，其中，所述第二输入(13)构造成通过接合所述第三离合装置(15)并且通过脱开所述第四离合装置(16)来与所述第二输出(14)驱动地接合，且其中所述第二输入(13)构造成通过接合所述第四离合装置(16)并且通过脱开所述第三离合装置(15)来与所述第二输出(14)驱动地接合，
其中，所述第一离合装置(7)和所述第二离合装置(8)构造成方向离合器，且所述第三离合装置(15)和所述第四离合装置(16)构造成挡位离合器；或者，所述第一离合装置(7)和所述第二离合装置(8)构造成挡位离合器，且所述第三离合装置(15)和所述第四离合装置(16)构造成方向离合器，
进一步包括换挡控制器(20)，所述换挡控制器用于切换所述动力换挡变速器(3)，所述换挡控制器(20)构造成：
执行挡位切换，包括将扭矩传递从所述挡位离合器中的一个转移至所述挡位离合器中的另一个；以及，同时
接合所述方向离合器中的一个或者保持所述方向离合器中的一个接合，
在所述挡位切换期间，使得所述电驱动马达(2)的速度(25)与目标速度(24)同步。
2.根据权利要求1所述的传动系(1)，其特征在于，所述换挡控制器(20)进一步构造成：
基于与在所述挡位切换期间扭矩传递所转移至的挡位离合器相关联的速比，并且基于所述第二输出(14)的速度和车辆速度中的至少一个来确定所述目标速度(24)。
3.根据权利要求2所述的传动系(1)，其特征在于，所述换挡控制器(20)进一步构造成：
持续地监控所述第二输出(14)的速度或者所述车辆速度，并且基于所述第二输出(14)的当前速度和当前车辆速度中的至少一个来持续地调适所述目标速度(24)和在所述挡位切换期间使得所述电驱动马达(2)的速度(25)与所述目标速度(24)同步的过程。
4.根据权利要求1所述的传动系(1)，其特征在于，所述换挡控制器(20)进一步构造成：
比较所述电驱动马达(2)的速度(25)与所述目标速度(24)，并且仅仅当或仅仅一旦所述电驱动马达(2)的速度(25)与所述目标速度(24)的偏差小于预定阈值时，开始接合扭矩传递所转移至的挡位离合器。
5.根据权利要求1所述的传动系(1)，其特征在于，所述换挡控制器(20)构造成：当或一旦所述电驱动马达(2)的速度(25)达到或超过上设定点时、或者当或一旦所述电驱动马达(2)的速度(25)达到或低于下设定点时，开始所述挡位切换。
6.根据权利要求1所述的传动系(1)，其特征在于，所述换挡控制器(20)进一步构造成：
当或一旦已接合在所述挡位切换期间扭矩传递所转移至的挡位离合器时，增大所述电驱动马达(2)的速度(25)。
7.根据权利要求1所述的传动系(1)，其特征在于，所述电驱动马达(2)构造成变频控制AC马达。
8.根据权利要求1所述的传动系(1)，其特征在于，所述电驱动马达(2)借助扭转减振器(18)和传动轴(19)与所述第一输入(5)永久地刚性连接。
9.一种切换挡位的方法，所述方法包括如下步骤：
提供根据权利要求1所述的传动系(1)；
通过将扭矩传递从所述挡位离合器中的一个转移至所述挡位离合器中的另一个来执行挡位切换；以及同时地
接合所述方向离合器中的一个或者保持所述方向离合器中的一个接合，
在所述挡位切换期间，使得所述电驱动马达(2)的速度(25)与目标速度(24)同步。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
基于与在所述挡位切换期间扭矩传递所转移至的挡位离合器相关联的速比，并且基于所述第二输出(14)的速度和车辆速度中的一个来确定所述目标速度(24)。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
持续地监控所述第二输出(14)的速度或所述车辆速度，并且基于所述第二输出(14)的当前速度或者基于当前车辆速度来持续地调适所述目标速度(24)以及在所述挡位切换期间的同步。
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