CN109690148A - 用于同步双离合器变速箱的位置的计算方法 - Google Patents

用于同步双离合器变速箱的位置的计算方法 Download PDF

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Abstract

为了计算变速箱的同步套筒的特定点的位置，该箱包括两个半箱，每个半箱由一个离合器控制，并且，在半箱的每个啮合传动比的准备阶段，该方法应用预定的发动机扭矩的设定曲线，并在这些啮合期间通过测量和存储同步套筒的特定点(120,122,124)的位置来在该设定期间啮合另一半箱的比，并且，随后在车辆的行驶阶段期间，该方法通过与存储的特定点(120,122,124)的位置进行比较来计算特定点(120,122,124)的预测位置。

Description

用于同步双离合器变速箱的位置的计算方法
技术领域
本发明涉及一种双离合器变速箱的同步套筒的特定点的位置的计算方法，以及一种包括实施这种计算方法的装置的机动车辆。
背景技术
双离合器变速箱包括同心的两个输入轴，每个输入轴通过离合器连接到发动机。每个输入轴通过偶数或奇数的传动比(rapport)的组件连接到输出轴，这构成半箱。
在通过其闭合的输入离合器传递发动机扭矩的传动比上行驶期间，可以通过使该离合器保持打开并且通过移动同步套筒来使比啮合，以准备由另一离合器控制的更高或更低的传动比的啮合。
同步套筒首先根据车辆的速度实施输入轴的速度的同步，然后是下一个比的啮合。然后，将第一离合器上的发动机扭矩逐渐转变到第二离合器，以通过保持发动机扭矩到驱动轮的传动来获得比的改变。
同步套筒可以由电子致动器或液压致动器控制，包括用于每个套筒的独立控制器，或者用于多个套筒的分组控制器，例如具有凸轮轮廓的旋转筒。
特别是由文献FR-B1-2987331提出用于特别是双离合器变速箱的同步套筒的已知控制方法，该方法包括：第一步骤，调节致动器的移动速度以到达同步阶段的开始；第二步骤，在同步阶段调节该致动器的力；然后是第三步骤，在比的啮合阶段期间调节速度。此外，该方法具有用于产生第二阶段的设定力并且用于产生致动器的命令以达到该设定的特征。
通常，变速箱的控制计算机在存储器中具有位于步骤之间的同步套筒的特定点的位置，从而允许实现这些步骤，这些步骤在机器学习时段之后是已知的。
然而，当车辆在发动机以一个半箱的比施加扭矩的情况下行驶时，由啮合比的齿轮传递的力引起轴向间隙的移动以及对轴和变速箱壳体的应力和形变。特别是对于齿轮的螺旋齿部，在轴上获得轴向推力，这导致这些轴所承载的同步装置的偏移。
然后，根据包括尤其在扭矩下由半箱传递的扭矩的不同的行驶条件，可能获得导致另一半箱的同步装置的特定点的位置发生变化的变型，这导致同步套管的控制中的不准确。获得劣化的舒适度和磨损的风险。
发明内容
本发明尤其旨在避免现有技术的这些缺陷。
为此，提出了一种由车辆的发动机驱动的双离合器变速箱的同步套筒的特定点的位置的计算方法，该箱包括两个半箱，每个半箱由一个离合器控制，该方法的特征在于，在半箱的每个啮合传动比的准备阶段，该方法应用预定的发动机扭矩的设定曲线，并在这些啮合期间通过测量和存储同步套筒的特定点的位置来在该设定期间啮合另一半箱的比，并且在于，随后在车辆的行驶阶段期间，该方法通过与相似的行驶条件期间存储的特定点的位置进行比较来计算特定点的预测位置。
这种计算方法的优点在于，对于不同的发动机扭矩的设定值，对每个变速箱实施的准备步骤给出了特定点的位置的实际值，其尤其考虑了该箱的间隙和灵活性。
然后，在行驶期间，考虑啮合比和相同啮合的比，对于接近由发动机传递的扭矩的测量的特定点，以良好的精度计算这些点的预测位置，这将有利于比的啮合的致动器的快速且平稳的运行。
通过避免噪音且减少磨损来获得更好的比的通过的舒适度。
根据本发明的计算方法还可以包括以下特征中的一个或多个，这些特征可以彼此组合：
有利地，所述方法啮合另一半箱的所有比以进行特定点的位置的测量。
有利地，所述特定点包括：对应于套筒在同步开始时的位置的第一点、对应于套筒在同步结束时的位置的第二点以及对应于套筒在比的啮合结束时的位置的第三点。
特别地，在准备阶段，该方法在设定期间还应用变速箱的驱动速度条件和温度条件。
有利地，针对每个啮合比，预定的发动机扭矩的设定曲线包括分级值的多个级别。
有利地，直到变速箱所允许的最大扭矩的值的级别的数量至少为四个。
根据本发明的实施例，预定的发动机扭矩的设定曲线包括固定扭矩的不同水平段。
这种计算方法的优点在于，对于不同水平段的固定扭矩，对每个变速箱实施的准备步骤给出了特定点的位置的实际值，其尤其考虑了该箱的间隙和灵活性。
根据本发明的变型，所述水平段之间通过递增的扭矩斜率连接。
根据该变型，在啮合步骤之后，在车辆的行驶阶段期间，如果检测到增加的扭矩需求，则该方法通过与存储的特定点的位置进行比较来计算特定点的预测位置。
这种计算方法的优点在于，对于在由水平段之间的斜率形成的连续递增的扭矩当中的不同水平段的固定扭矩，对每个变速箱实施的准备步骤给出了特定点的位置的实际值，其在扭矩增加时尤其考虑了该箱的间隙和灵活性。
然后，在对应于扭矩的连续递增的车辆加速的行驶期间，考虑啮合比和相同啮合的比，对于接近由发动机传递的扭矩的测量的特定点，以良好的精度计算这些点的预测位置，这将有利于比的啮合的致动器的快速且平稳的运行。
在准备阶段期间，水平段之间的递增斜率允许使变速箱处于最接近车辆加速期间遇到的状态，这进一步提高了结果的准确性。
根据本发明的实施例，同步每个啮合的步骤包括通过受控的同步力来使发动机扭矩的设定发生变化以保持恒定。
有利地，在第一特定点之前并且第二特定点之后，发动机扭矩的设定曲线递增。
有利地，在第一特定点和第二特定点之间，发动机扭矩的设定曲线是正弦的。
根据变型，对于相同的啮合，包括变化的发动机扭矩的设定曲线以设定的变化围绕分级值的级别的方式重复。
本发明还涉及一种配备有包括同步套筒的双离合器变速箱的机动车辆，其包括用于实施根据前述特征中任一个所述的这些套筒的特定点的位置的计算方法的装置。
附图说明
通过下文的解释性描述且参照仅作为示例给出的示出了本发明实施例的附图，将更好地理解本发明并使得本发明的其他目的、特征、细节和优点得以显现，并且在附图中：
-图1是实现根据本发明的控制方法的双离合器变速箱的示意图；
-图2、图3和图4分别是该变速箱的同步装置的叉的轴向剖视图、俯视图和轴向半剖视图；
-图5是示出根据本发明的实施例的在比的啮合期间变速箱的运行的不同特征随时间变化的曲线；
-图6是示出根据本发明的实施例的方法的发动机扭矩的设定曲线的示意图；
-图7是示出根据本发明的实施例的功能示意图；
-图8是示出根据本发明的实施例的在比的啮合期间变速箱的运行的不同特征随时间变化的曲线；以及
-图9是示出根据本发明的实施例的功能示意图。
具体实施方式
图1示出了包括驱动双离合器变速箱的热力发动机2的动力总成，该双离合器变速箱包括驱动第一主轴6的第一输入离合器4和驱动第二主轴10的第二输入离合器8，第二主轴是中空的且在内部接收第一主轴。
变速箱包括具有输出齿轮14的第一副轴12、具有输出齿轮18的第二副轴16和具有输出齿轮42的第三副轴40。不同的输出齿轮14,18,42啮合在未示出的差速器的齿圈上，从而将运动分配给驱动轮。
为了形成包括奇数比的第一半箱，第一副轴12通过第一齿轮对20接收第一主轴6的运动以形成第一传动比I，并且通过第三齿轮对22接收第一主轴的运动以形成第三传动比III。第二副轴16通过第五齿轮对24接收第一主轴6的运动以形成第五传动比V，并且通过第七齿轮对26接收第一主轴的运动以形成第七传动比VII。
在第一齿轮对20和第三齿轮对22之间设置在第一副轴12上的第一同步套筒50交替地啮合第一比I或第三比III。在第五齿轮对24和第七齿轮对26之间设置在第二副轴16上的第二同步套筒52交替地啮合第五比V或第七比VII。
为了形成包括偶数比的第二半箱，第一副轴12通过第二齿轮对28接收第二主轴10的运动以形成第二传动比II，并且通过第四齿轮对30接收第二主轴的运动以形成第四传动比IV。第二副轴16通过第七齿轮对32接收第二主轴10的运动以形成第七传动比VII，第七齿轮对具有与第六齿轮对30共用的齿轮。
设置在第二齿轮对28和第四齿轮对30之间的第一副轴12上的第三同步套筒54交替地啮合第二比II或第四比IV。设置在第七齿轮对32的右侧的第二副轴16上的第四同步套筒56啮合第七比VII。
第二副轴16包括与第二齿轮对28的第一齿轮啮合的自由齿轮34，第二齿轮对28连接到第二自由齿轮36，第二自由齿轮啮合在由第三副轴40承载的齿轮38上。设置在第三副轴40上的第五同步套筒58允许将齿轮38与该轴连接以啮合倒退比R。
获得了以包括传递发动机扭矩的闭合的第一离合器4的奇数比的方式在第一半箱上行驶的可能性，并且同时啮合偶数比之一，以上升或下降一个比，或者可以突然上升或下降三个比。以相同的方式，以包括闭合的第二离合器8的偶数比的方式在第二半箱上行驶，可以同时啮合奇数比之一。
控制变速的电子计算机70接收设置在每个主轴6,10上的速度传感器74的信息，并与热力发动机2交换信息，与同步器的致动器60交换信息，以允许单独致动同步套筒50,52,54,56,58中的每一个，并且与离合器致动器72交换信息，以允许单独致动每个离合器4,8。
图2和图3示出了同步装置，同步装置包括通过内部凹槽连接到穿过其副轴的轮毂80以及紧邻传动比之一而自由地安装在该轴上的齿轮82。
自由齿轮82支撑同步锥84，该同步锥通过同步套筒86的移动而轴向向右推动，同步套筒86在未示出的横向圆形导槽90中接收控制叉。由弹簧96推动的滚珠系统保持同步套筒86的中间中心位置。
自由齿轮82在同步锥84之后包括与其连接的啮合齿部94。
图4示出了由同步器的致动器60移动的控制叉100，其与同步套筒86的导槽90啮合以轴向移动。连接到控制传动的计算机70的位置传感器102测量叉100的轴向位置以允许控制该叉。
图5示出了在比的啮合期间示出主轴的速度110的曲线、叉100的位置112的曲线以及由致动器60施加在该叉上的力114的曲线关于时间T的函数。
在时间T0，实施叉100的前进。同步套筒86包括内部轴向齿部92，其在每个端部处具有尖端，该尖端将推动同步锥84的齿部，以将其锥施加到自由齿轮82的相应锥上。速度受控的位移在时间T1处停止于由传感器102测量的第一特定点120的位置处。
然后，控制致动器60的力，以对同步锥施加调节的压力，该压力将实施覆盖这些锥的油的甩干(essorage)，然后通过对这些锥的摩擦来制动自由齿轮82的速度。
在时间T2，自由齿轮82的速度与其副轴的速度同步。获得由传感器102测量的第二特定点122的位置，其非常接近第一特定点120的位置。
然后，同步锥84不再接收驱动扭矩，该驱动扭矩与同步套筒86的内齿部92的前尖端的前进方向相反。该锥84可以通过在同步套筒86的内齿部92之间脱离其齿部来旋转，这允许该套筒前进。
在时间T2之后，使速度受控的同步套筒86前进，然后快速啮合到啮合齿部94上，该啮合齿部将齿轮82与其轴完全连接，从而终止于由传感器102测量的第三特定点124的位置。
图6示出了在准备阶段期间特别是在车辆装配线末端的控制台上以啮合的半箱的比来应用的发动机扭矩的设定曲线126随时间T的变化。
扭矩的设定曲线126从零扭矩开始包括一系列递增的固定扭矩C1，C2，C3的分级的水平段160，以最大扭矩Cmax结束，这些水平段通过连续递增的斜率连接。
通过测量和存储特定点120,122,124的位置，在固定扭矩的每个水平段160的内部在时间162期间实施另一半箱的所有比的啮合。
图7示出了第一步骤130，其包括确定与其闭合的离合器的啮合的传动比，以了解用于当前行驶的传动比。
然后，对于偶数半箱132或奇数半箱134，实施例如在车辆的装配线末端的测试台上进行的准备阶段的调试(mise au point)步骤136以及将在车辆行驶期间实施的行驶步骤144。
对于每个啮合的传动比，调试步骤136连续地包括第一步骤138，第一步骤包括发动机扭矩的设定曲线126，其例如包括水平段160，或者根据下文描述的本发明的另一实施例(参考图8)包括正弦变化。除了发动机扭矩的设定之外，还可以调节其他条件，例如变速箱的旋转速度或温度。
特别地，该步骤可以在包括以不同级别的扭矩的水平段周围的正弦变化的方式重复。
特别地，对于接受最大扭矩为300Nm的变速箱，可以连续地通过20,50,100,150,200和300Nm的分级扭矩的水平段或分级扭矩的值的级别。另外，还可以应用与发动机制动器的使用相对应的负分级扭矩。
对于这些水平段或级别中的每一个，存在第二步骤140，其包括学习同步套筒86的特定点120,122,124的位置，以用于自由的半箱的所有比的啮合。第三步骤142包括根据传递的扭矩在计算机70中存储特定点120,122,124的这些位置，以形成映射(cartographie)。
行驶步骤144在啮合的传动比上包括第一步骤146，第一步骤包括确定由离合器传递的扭矩，并获取发动机2传递的扭矩的信息。
然后，存在第二步骤148，其包括使用对应于啮合的比和待啮合的比的映射，以确定相对于分级扭矩的传递扭矩，并通过与点的测量位置相比较来推导出特定点120,122,124的计算位置。
特别地，可以在与分级扭矩的水平段160相关的特定点120,122,124的测量位置的曲线上实施线性插值，以获得对应于这些水平段之间的中间扭矩的特定点的计算位置。
在第三步骤150中，最后实施同步套筒86的控制，其考虑了特定点1230,122,124的计算位置，这非常接近实际并且允许快速且安全的啮合，以避免噪声和异常的材料磨损。
根据本发明的仅需要附加软件的控制方法可以经济地实现。
图8示出了在比的啮合期间表示主轴的速度110的曲线、表示叉100的位置112的曲线和在方法的准备阶段期间所需的发动机扭矩的设定曲线126随时间T的变化。
在时间T0，实施叉100的前进。同步套筒86包括内部轴向齿部92，在齿部的每个端点具有尖端，该尖端将推动同步锥84的齿部，以将其锥施加到对应于自由齿轮82的锥上。速度受控的位移在时间T1停止于由传感器102测量的第一特定点120的位置处。
然后，实施对致动器60的力的控制以对同步锥施加调节的压力，该压力将实施覆盖这些锥的油的甩干，然后通过对这些锥的摩擦来制动自由齿轮82的速度。
在时间T2，自由齿轮82的速度与其副轴的速度同步。获得由传感器102测量的第二特定点122的位置，其非常接近第一特定点120的位置。
然后，同步锥84不再接收与同步套筒86的内齿部92的前尖端的前进相反的驱动扭矩。该锥84可以通过在同步套筒86的齿部92之间脱离其齿部来旋转，这允许该套筒的前进。
在时间T2之后，使同步套筒86速度受控地前进，然后快速啮合在啮合齿部94上，这使齿轮82与其轴完全连接，并终止于由传感器102测量的第三特定点124的位置。
在车辆装配线末端的测试台上实施的方法的准备阶段中，对于由半箱啮合的每个传动比，该方法应用发动机扭矩的设定曲线126，并且在这些啮合期间通过测量和存储同步套筒86的特定点120,122,124的位置来在该比的设定期间啮合另一半箱。
在传动比的每次啮合的同步步骤期间，发动机扭矩的设定126包括围绕水平段的变化，这基本上是正弦的。由致动器60对同步套筒86施加的同步力被控制为保持恒定。
在响应基本上为正弦的致动器的位置112的变化的同步步骤期间，为了施加恒定的力，该变化必须遵循由于由可变发动机扭矩给出的部件的弯曲而导致的变速箱的几何形状的变化。特别地，需要设置为响应时间足够短的致动器来遵循这些变化。
图9示出了第一步骤130，其包括确定与其闭合离合器啮合的传动比，以了解用于当前行驶的传动比。
然后，对于偶数半箱132或奇数半箱134，例如在车辆装配线末端实施的调试步骤136以及将在驱动车辆时实施的行驶步骤144。
对于每个啮合的传动比，调试步骤136连续地包括第一步骤138，第一步骤包括图6和图8中所示的发动机扭矩的设定曲线126，设定曲线包括由递增的斜率连接的水平段160。除了发动机扭矩的设定126之外，还可以调节其他条件，如变速箱的旋转速度或温度。
特别地，对于接受最大扭矩为300Nm的变速箱，连续地通过20,50,100,150,200和300Nm的分级扭矩的水平段160。
对于这些水平段160中的每一个，存在第二步骤140，其包括学习同步套筒86的特定点120,122,124的位置，以用于自由的半箱的所有比的啮合。第三步骤142包括根据传递的扭矩在计算机70中存储特定点120,122,124的这些位置，以形成映射。
对于行驶阶段，首先验证对增加的扭矩需求152，其对应于通过踩下加速器踏板所请求的车辆的加速度。在这种情况下，行驶步骤144在啮合的传动比上包括第一步骤146，第一步骤包括确定由离合器传递的扭矩，并获取发动机2传递的扭矩的信息。
然后是第二步骤148，包括使用对应于啮合的比和待啮合的比的映射，以确定相对于分级扭矩的传递扭矩，并通过与点的测量位置进行比较来推导出特定点120,122,124的计算位置。
特别地，可以在与分级扭矩的水平段160相关的特定点120,122,124的测量位置的曲线上实施线性插值，以获得对应于这些水平段之间的中间扭矩的特定点的计算位置。
在第三步骤150中，最后实施同步套筒86的转向，其考虑了特定点120,122,124的计算位置，这将非常接近实际并且允许快速且安全地啮合，以避免噪声和异常的材料磨损。

Claims (14)

1.一种由车辆的发动机(2)驱动的双离合器变速箱的同步套筒(86)的特定点的位置的计算方法，该箱包括两个半箱，每个半箱由一个离合器(4,8)控制，其特征在于，在半箱的每个啮合传动比的准备阶段，该方法应用预定的发动机扭矩的设定曲线，并在这些啮合期间通过测量和存储同步套筒(86)的特定点(120,122,124)的位置来在该设定期间啮合另一半箱的比，并且在于，随后在车辆的行驶阶段期间，该方法通过与相似的行驶条件期间存储的特定点(120,122,124)的位置进行比较来计算特定点(120,122,124)的预测位置。
2.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述方法啮合另一半箱的所有比以进行特定点(120,122,124)的位置的测量。
3.根据权利要求1或2所述的计算方法，其特征在于，所述特定点包括：对应于套筒(86)在同步开始时的位置的第一点(120)、对应于套筒(86)在同步结束时的位置的第二点(122)以及对应于套筒(86)在比的啮合结束时的位置的第三点(124)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的计算方法，其特征在于，在准备阶段，该方法在设定期间还应用变速箱的驱动速度条件和温度条件。
5.根据前述权利要求中任一项所述的计算方法，其特征在于，针对每个啮合比，预定的发动机扭矩的设定曲线包括分级值的多个级别。
6.根据权利要求5所述的计算方法，其特征在于，直到变速箱所允许的最大扭矩的值的级别的数量至少为四个。
7.根据前述权利要求中任一项所述的计算方法，其特征在于，预定的发动机扭矩的设定曲线包括固定扭矩的不同水平段。
8.根据权利要求7所述的计算方法，其特征在于，所述水平段之间通过递增的扭矩斜率连接。
9.根据权利要求8所述的计算方法，其特征在于，在啮合步骤之后，在车辆的行驶阶段期间，如果检测到增加的扭矩需求(152)，则该方法通过与存储的特定点(120,122,124)的位置进行比较来计算特定点(120,122,124)的预测位置。
10.根据权利要求1至6中任一项所述的计算方法，其特征在于，同步每个啮合的步骤包括通过受控的同步力来使发动机扭矩的设定发生变化以保持恒定。
11.根据权利要求10和3所述的计算方法，其特征在于，在第一特定点(120)之前并且第二特定点(122)之后，发动机扭矩的设定曲线(126)递增。
12.根据权利要求11和3所述的计算方法，其特征在于，在第一特定点(120)和第二特定点(122)之间，发动机扭矩的设定曲线(126)是正弦的。
13.根据权利要求10至12中任一项并结合权利要求5或6所述的计算方法，其特征在于，对于相同的啮合，包括变化的发动机扭矩的设定曲线(126)以设定的变化围绕分级值的级别的方式重复。
14.一种配备有包括同步套筒的双离合器变速箱的机动车辆，其特征在于，包括用于实施根据前述权利要求中任一项所述的这些套筒(86)的特定点(120,122,124)的位置的计算方法的装置。
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