CN110402343A - 用于控制混合动力车辆变速器的传动比变化的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于控制混合动力车辆变速器的传动比变化的方法，该方法在若干爪形联接器(C1，C2，C3)的控制下将来自若干致动器以各种传动比去往该车辆的车轮的扭矩加以组合，这些爪形联接器中的至少两个联接器(C1，C3)由公共指形件(10)控制，该公共指形件能够被选择马达(Ms)在两个平行的换挡线之间沿第一方向(Y)移动以选择这两个换挡线中的一个、并被换挡马达(Me)沿与该第一方向正交的第二方向(X)移动以经由中间空挡位置来接合这两个传动比中的一个或另一个，其特征在于，当没有关于由该指形件(10)控制的联接器(C1)的爪形件沿(X)的轴向位置的可靠信息可用时，‑换档致动器(Ms)被开环控制到该空档位置，并且‑在确定的时间长度内该控制指形件(10)的选择致动器(Ms)被致动到选择位置。

Description

用于控制混合动力车辆变速器的传动比变化的方法和装置
本发明涉及对自动变速器、特别是混合动力车辆动力传动系的控制，该自动变速器在各种传动比上借助于差动件将来自若干致动器(内燃发动机和电动机器)去往(endirection)该车辆的车轮的扭矩加以组合。
本发明适用于这种类型的变速器，其中，传动比的接合和脱离接合由没有同步器引导的爪形联接系统来执行，其中，在轴上轴向移动的爪形件借助于控制拨叉被引导朝向轴向固定且刚性地连接到在这个轴上自由转动的小齿轮的爪形件，以啮合该轴和该小齿轮，从而将扭矩传输到车轮。
更具体地，本发明涉及一种用于控制混合动力车辆变速器的传动比变化的方法，该方法在多个爪形联接器的控制下将来自若干致动器以各种传动比去往该车辆的车轮的扭矩加以组合，这些爪形联接器中的至少两个联接器由公共指形件控制，该公共指形件能够被选择马达在两个平行的换挡线之间沿第一方向(Y)移动以选择这两个换挡线中的一个、并被换挡马达沿与该第一方向正交的第二方向(X)移动以通过穿过中间空挡位置来接合两个挡位中的一个或另一个。
本发明还涉及一种用于控制混合动力车辆变速器的传动比变化的装置，该装置在分别布置在实心主轴、副轴和传递轴上的三个爪形联接器的控制下，将来自连接到该实心主轴的内燃发动机的扭矩、来自连接到与该实心主轴同心的空心主轴的主电动机器的扭矩、以及从连接到该传递轴的副电动机器到该实心主轴和该空心主轴的扭矩组合在去往该车辆的车轮的公共输出轴上，第一联接器和第三联接器由公共指形件控制，该公共指形件能够被选择马达在两个平行的换挡线之间沿第一方向移动、并被换挡马达沿与该第一方向正交的第二方向移动以接合两个传动比中的一个或另一个。
可参考的公开文件FR 3 007 696描述了一种具有三个轴和两个电动机器的混合动力变速器构造，该混合动力变速器构造使用三个爪形联接系统，这三个爪形联接系统的引导需要可靠地了解它们中每一个的接合状态或脱离接合状态。
移动爪形件和拨叉致动系统的引导需要关于拨叉或移动爪形件相对于固定爪形件和中间齿轮的精确位置的连续反馈。拨叉或爪形件的位置信息通常由位置传感器传送。
公开文件Fr 3 030 005披露了一种用于在引导联接系统混合动力传动系变速器中控制可移动爪形件的脱离接合极限位置的方法。根据这种方法，从测量爪形件控制拨叉的位置的传感器获取爪形件的位置值。
如果传感器失效，则存在致动系统的引导将被中断的风险。在这些情况下，寻求维持动力传动系对驾驶员的可用性。
本发明的目的是在不存在爪形件控制拨叉位置传感器或者爪形件控制拨叉位置传感器失效的情况下确认变速器传动系处于空挡状态。
为此，本发明提出，当没有关于由公共指形件控制的联接器的爪形件沿(X)的轴向位置的可靠信息可用时，
-换挡致动器(Ms)被开环控制到空挡位置，并且
-在给定的时间段内，将公共指形件的选择致动器(Ms)致动到选择位置。
优选地：
-当在该时间段结束时已经到达所期望的选择位置时，在已经确认主联接器的该空挡位置之后，该变速器的所有这些传动比都被授权，并且
-当在该时间段结束时还未到达所期望的选择位置时，在该主联接器的该空挡位置仍然不确定的条件下，则停止选择引导，并且由这些联接器接合的这些传动比都没有被授权。
参照附图阅读对本发明的非限制性实施例的以下说明将更好地理解本发明，在附图中：
-图1至图4是同一混合动力传动系的简化布局图，
-图5展示了变速箱的三个联接器的操作，
-图6示出了控制指形件的选择和接合闸门，
-并且图7是所提出的策略的流程图。
图1至图4展示了具有三个轴和两个电动机器的混合动力变速器的示例，该混合动力变速器使用三个爪形联接系统，这些爪形联接系统的操作由所引用的公开文件展示。该变速器包括三个致动器(内燃发动机2、主电动机器3、副电动机器4)、连接到该内燃发动机的实心主轴5、连接到该主电动机器3的空心主轴6、副轴7以及连接到该副电动机器的中间轴8。传动比由未设有机械同步器的三个爪形联接器C1、C2、C3接合：
-实心主轴5上的第一联接器(称为主联接器C1)用于将较长内燃发动机传动比ICE4接合至右侧并将这两个主轴联接至左侧，
-副轴上的第二联接器(称为副联接器C2)用于接合两个电动传动比EV1和EV2，
-中间轴8上的第三联接器(称为传递联接器C3)用于将扭矩从副电动机器传递到副轴7(向右)或空心主轴6(向左)。
这三个联接器C1、C2、C3可以根据图5来控制，其中：
-副联接器C2独立于联接器C1和C3而由指形件9控制，该指形件由致动马达M2平移，
-联接器C1和C3由公共指形件10控制，在选择马达Ms的作用下，将指形件放在联接器C1或C3的凹口中，并且通过换挡马达Me来移动所选择的联接器C1或C3。
变速器将来自连接到实心主轴5的内燃发动机1的扭矩、来自连接到与实心主轴5同心的空心主轴6的主电动机器3的扭矩、以及从连接到传递轴8的副电动机器4到实心主轴5和空心主轴6的扭矩组合在去往车辆车轮的公共的输出轴7上。传动比的变化在分别布置在实心主轴5、副轴6和传递轴8上的三个爪形联接器C1、C2、C3的控制下发生。第一联接器C1和第三联接器C3由同一指形件10控制，该指形件可被选择马达Ms在两个平行的换挡线之间沿第一方向(Y)移动、并被换挡马达Me沿与该第一方向正交的第二方向(X)移动以接合所选的线上的两个挡位中的一个或另一个。
公共指形件10在图6所展示的H形闸门上移动，该图示出了指形件10可能的运动：沿Y移动以选择联接器C1或C3，以及沿X移动以移动所选的联接器。所提出的控制方法利用了以下事实：如果沿X的位置不是“空挡”，则这样的选择闸门防止沿Y轴线的任何运动。在发出了与一个传动比脱离接合的命令之后，并且在一定等待时间之后，该系统请求选择致动器Ms沿Y轴线的运动，并且观察选择的实际运动：
-在没有运动或运动不足的情况下，不能确认空挡：则变速器被声明为有故障，并且某些接合不被授权，
-在充分运动的情况下，空挡被确认，并且可以进行所有的换挡顺序。
用于检测诸如主联接器C1等联接器的空挡位置的方法使得可以确认变速器的空挡位置，并且可以进行这些换挡序列，然后这些换挡序列即使在拨叉位置传感器有故障的情况下也被授权。
图1至图4示出了所讨论的变速器具有四个内燃发动机传动比ICE1至ICE4、两个电动传动比EV1和EV2、以及它们的混合动力组合。出于安全的原因，当主爪形件C1的位置不确定时，这些传动比中的一些必须被禁止。
图1和图2指示了在主爪形件C1处于安全空挡位置的情况下被授权的传动比：内燃发动机传动比ICE1和ICE3，分别是图1中的第一内燃发动机传动比ICE1和图2中的第三内燃发动机传动比ICE3；电动传动比EV1和EV2也通过副联接器C2的运动而被授权，这两个电动传动比EV1和EV2与内燃发动机传动比ICE1和ICE3的混合动力组合也同样如此。
图3和图4示出了在检测到主爪形件C1处于“不确定”位置的情况下唯一被授权的传动比：两个电动传动比EV1和EV2，不包括它们与内燃发动机传动比的任何混合动力组合。
控制回路中的输入信号如下：
-Claw_prim_psn_vld：主轴爪形件位置有效性指示符(如果NOK，则＝0；如果OK，则＝1)，
-Safety_claw_prim_psn_vld：冗余的主轴爪形件位置有效性指示符(二级安全性)(如果NOK，则＝0；如果OK，则＝1)，
-Claw_prim_psn_reg：主爪形件位置调节状态(如果不活动，则＝0；或者如果活动，则＝1)，
-Selection_psn：主爪形件选择位置测量(如果是低状态，则＝0；如果是高状态，则＝1)。
输出信号如下：
-Prim_neut_chr_act：指示策略的状态(如果不活动，则＝0；或者如果活动，则＝1)，
-Claw_prim_psn_sp：主爪形件轴向位置(空挡或接合的传动比)设定点，
-Selection_psn_sp：主爪形件选择位置设定点以及(对应于指形件10的位置)(如果是低状态，则＝0；如果是高状态，则＝1)，
-Claw_prim_chk_chr：指示策略的结果的信息(如果是不确定位置，则＝0；或者如果是空挡位置，则＝1)，
-Ice_switch_req：内燃发动机关闭请求(如果没有关闭请求，则＝0；或者如果有关闭请求，则＝1)。
当没有关于由指形件10控制的联接器C1的爪形件沿(X)的轴向位置的可靠信息可用时，所提出的用于限制已授权的传动比数量的方法为：
-将换挡致动器Me开环控制到空挡位置，并且
-在给定的时间段内将选择致动器Ms控制到选择位置。
当在该时间段结束时已经到达所期望的选择位置时，在已经确认主联接器(C1)的空挡位置之后，变速器的所有传动比都被授权。相反地，当在该时间段结束时还未到达所期望的选择位置时，在主联接器(C1)的空挡位置仍然不确定的条件下，则停止选择引导，并且由这些联接器(C1，C3)接合的传动比都没有被授权。
图7中的流程图详细地示出了该方法，该方法的顺序如下。
步骤1
通过来自主控制电平(Claw_prim_psn_vld)和冗余控制电平(Safety_claw_prim_psn_vld)的有效性指示符来监测主爪形件C1轴向位置测量信号的状态(空挡或接合的传动比)。这些主要条件授权该算法的后续步骤。
步骤2
当这两个有效性指示符之一指示故障(Claw_prim_psn_vld或Safety_claw_prim_psn_vld＝NOK)时，认为在主爪形件轴向位置传感器上存在故障。该位置信息不再可靠，并且该位置被认为是不确定的。
步骤3
由于可靠的主爪形件轴向位置不再可用，因此系统必须切换到安全模式，并且主爪形件必须被开环控制(Claw_prim_psn_sp)到空挡位置。
步骤4
系统等待可校准的时间段X，该时间段包括主爪形件从接合的内燃发动机传动比(ICE2或ICE4)运动的执行时间加上安全裕量。
步骤5
图上的选择指形件10的选择致动器Ms在可校准的时间段Y内被致动(Selection_psn_sp＝1)。该策略也被声明为活动的(Prim_neut_chr_act＝1)。
步骤6
在整个致动持续时间期间，监测选择到达顶部位置。如果到达顶部位置(Selection_psn＝1)，则：
-立即停止选择引导(Selection_psn_sp＝0并且Prim_neut_chr_act＝0)(步骤6.1.1)，
-主爪形件被声明处于安全空挡位置(Claw_prim_chk_chr＝1)(步骤6.1.2)，
-混合动力传动比(Hyb 11/12/31/32)和内燃发动机传动比(ICE1或ICE3)被授权(参见图3)(步骤6.1.3)，
-当传动比再次断开时(步骤6.1.4)，该策略重新开始，以确保主爪形件(C1)在每个新的断开命令上总是处于空挡。
如果在时间段Y结束时还未达到高电平(Selection_psn＝0)，则：
-停止选择引导(Selection_psn_sp＝0并且Prim_neut_chr_act＝0)(步骤6.2.1)，
-主爪形件被声明处于不确定位置(Claw_prim_chk_chr＝0)(步骤6.2.2)，
-禁止所有的混合动力传动比和内燃发动机传动比直到主爪形件位置传感器上的故障已经被修复。此外，请求关闭内燃发动机(Ice_switch_req＝1)。

Claims (8)

1.一种用于控制混合动力车辆变速器的传动比变化的方法，该方法在若干爪形联接器(C1，C2，C3)的控制下将来自若干致动器以各种传动比去往该车辆的车轮的扭矩加以组合，这些爪形联接器中的至少两个联接器(C1，C3)由公共指形件(10)控制，该公共指形件能够被选择马达(Ms)在两个平行的换挡线之间沿第一方向(Y)移动以选择这两个换挡线中的一个、并被换挡马达(Me)沿与该第一方向正交的第二方向(X)移动以通过穿过中间空挡位置来接合两个挡位中的一个或另一个，其特征在于，当没有关于由该指形件(10)控制的联接器(C1)的爪形件沿(X)的轴向位置的可靠信息可用时，通过以下操作检查到主爪形件(C1)在每个新的传动比断开命令上总是处于空挡，
-通过将换挡致动器(Ms)开环控制到该空挡位置，并且
-通过在给定的时间段内将该公共控制指形件(10)的选择致动器(Ms)致动到选择位置。
2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于：
-当在该时间段结束时已经到达所期望的选择位置时，在已经确认主联接器(C1)的该空挡位置之后，该变速器的所有这些传动比都被授权，并且
-当在该时间段结束时还未到达所期望的选择位置时，在该主联接器(C1)的该空挡位置仍然不确定的条件下，则停止选择引导，并且由这些联接器(C1，C3)接合的这些传动比都没有被授权。
3.如权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，该时间段包括该主爪形件从某个传动比到空挡的运动的执行时间加上安全裕量。
4.如权利要求1、2或3所述的控制方法，其特征在于，当该主联接器(C1)的轴向位置测量信号的状态为错误时，认为此联接器的位置不确定。
5.一种用于控制混合动力车辆变速器的传动比变化的装置，该装置在分别布置在实心主轴(5)、副轴(6)和传递轴(8)上的三个爪形联接器(C1，C2，C3)的控制下，将来自连接到该实心主轴(5)的内燃发动机(1)的扭矩、来自连接到与该实心主轴(5)同心的空心主轴(6)的主电动机器(3)的扭矩、以及从连接到该传递轴(8)的副电动机器(4)到该实心主轴和该空心主轴(5，6)的扭矩组合在去往该车辆的车轮的公共输出轴上，第一联接器(C1)和第三联接器(C3)由同一指形件(10)控制，该指形件能够被选择马达(Ms)在两个平行的换挡线之间沿第一方向(Y)移动、并被换挡马达(Me)沿与该第一方向正交的第二方向(X)移动以接合在所选的线上的两个挡位中的一个或另一个，其特征在于，当没有关于联接器(C1)的爪形件沿(X)的轴向位置的可靠信息可用时，通过以下操作检查到主爪形件(C1)在每个新的传动比断开命令上总是处于空挡，
-通过将换挡致动器(Ms)开环控制到该空挡位置，并且
-通过在给定的时间段内将选择致动器(Ms)致动到选择位置。
6.如权利要求5所述的控制装置，其特征在于：
-当在该时间段结束时已经到达所期望的选择位置时，在已经确认主联接器(C1)的该空挡位置之后，该变速器的所有这些传动比都被授权，并且
-当在该时间段结束时还未到达该期望的选择位置时，在该联接器(C1)的该空挡位置仍然不确定的条件下，则停止选择引导，由该同一指形件控制的这些联接器(C1，C3)来接合的这些传动比都没有被授权。
7.如权利要求5或6所述的控制装置，其特征在于，该时间段包括该主爪形件从内燃发动机传动比到空挡的运动的执行时间加上安全裕量。
8.如权利要求5至7之一所述的控制装置，其特征在于，当该主联接器(C1)的轴向位置测量信号的状态为错误时，认为此联接器的位置不确定。
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