CN112572449A - 用于在减速阶段期间控制具有伺服辅助变速箱的道路车辆的方法 - Google Patents

用于在减速阶段期间控制具有伺服辅助变速箱的道路车辆的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于在减速阶段期间控制具有伺服辅助变速箱(7)的道路车辆(1)的方法，当所述伺服辅助变速箱(7)处于自动运行模式时，所述控制方法包括以下步骤：假设制动器踏板(23)的压下保持恒定，计算使道路车辆(1)达到最终松开伺服辅助变速箱(7)的离合器(16)的松开速度所需的松开时间间隔；基于进行降档所需的时间计算在松开时间间隔内能够进行的降档次数；计划为了从在伺服辅助变速箱(7)中挂的当前档到通过其最终松开伺服辅助变速箱(7)的离合器(16)的松开档要进行的降档，从而进行不超过在松开时间间隔内能够进行的降档次数；以及进行计划的降档。

Description

用于在减速阶段期间控制具有伺服辅助变速箱的道路车辆的 方法
相关申请的交叉引用
本专利申请要求于2019年9月30日提交的意大利专利申请第102019000017510的优先权，其全部公开内容通过引用合并于此。
技术领域
本发明涉及一种用于在减速阶段期间控制具有伺服辅助变速箱的道路车辆的方法。
本发明在具有双离合器式伺服辅助变速箱的动力传动系统中获得有利的应用，在下面的描述中将对此进行明确的引用，而不会因此丧失一般性。
背景技术
具有双离合器式伺服辅助变速箱的动力传动系统包括：一对主轴，它们彼此同轴，彼此独立并且彼此插入；同轴的两个离合器，每个离合器被设计为将相应的主轴连接至内燃发动机的驱动轴；以及至少一个副轴，该副轴将运动传递至驱动轮并且可以通过相应的齿轮系联接至主轴，每个齿轮系限定一个档。
在换档期间，当前档使副轴联接至主轴，而后续的档使副轴联接至另一个主轴；结果，通过使两个离合器交替(即，通过使与当前档相关联的离合器松开并且同时使与后续的档相关联的离合器闭合)来进行换档。
当动力传动系统以自动模式运行时，即当换档不是由驾驶员请求的，而是由动力传动系统的控制单元自主决定时(模拟自动变速箱的行为)，以及当道路车辆1以适度速度行进(即，道路车辆1以非高性能模式驾驶)时，通常使用“高”档，以允许内燃发动机以低速(例如，在大约1,500至2,500转/分钟的范围内)运行，从而最大程度地减少燃油消耗。在这些情况下，动力传动系统的控制单元使用下限阈值和上限阈值：当内燃发动机的转速低于下限阈值时，进行降档(即，挂上新的较低的档)，而当内燃发动机的转速超过上限阈值时，进行升档(即，挂上新的较高的档)；这种控制模式在使内燃发动机以低速运行时是有效的，但在驾驶员决定通过对制动器踏板进行作用(或多或少用力)来停止道路车辆时存在引起转速过低的风险(即，它可能引起内燃发动机运转太慢，结果运行异常，该运行异常甚至可能导致不期望的停机)，因为降档需要指定的执行时间来确保必要的舒适性(当动力传动系统以自动模式运行时必不可少)，并且可能没有进行所有请求的降档从而防止转速低于下限阈值过多所需的时间。
当前用于防止内燃发动机运转太慢的方案是加速降档的方案(即，强制特别快速的降档)；然而，该方案(由于快速执行的降档)导致脉冲式的纵向加速度，并导致内燃发动机的速度突然增大，从而显著降低了驾驶员感知到的驾驶舒适性。
专利申请WO2015024792A1描述了一种在减速阶段期间控制具有伺服辅助变速箱的道路车辆的方法，在条件允许时，进行多级降档，该多级降档防止挂上初始档和最终档之间的中间档。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于在减速阶段期间控制具有伺服辅助变速箱的道路车辆的方法，该方法没有上述缺点，同时实施起来容易且经济。
根据本发明，提供了一种用于在减速阶段期间控制具有伺服辅助变速箱的道路车辆的方法，当伺服辅助变速箱处于自动运行模式时，所述控制方法包括以下步骤：
检测道路车辆的当前速度；
检测在伺服辅助变速箱中挂的当前档；以及
检测制动器踏板的压下；
所述控制方法的特征在于，所述控制方法还包括以下步骤：
假设制动器踏板的压下保持恒定，计算使道路车辆达到最终松开伺服辅助变速箱的离合器的松开速度所需的松开时间间隔；
基于进行降档所需的时间计算在松开时间间隔内能够进行的降档次数；
计划为了从在伺服辅助变速箱中挂的当前档到通过其最终松开伺服辅助变速箱的离合器的松开档要进行的降档，以便进行不超过在松开时间间隔内能够进行的降档次数的降档；以及
实施计划的降档。
所附权利要求描述了本发明的优选实施方式，并且形成了描述的组成部分。
附图说明
现在将参照示出其非限制性实施方式的附图来描述本发明，其中：
·图1是根据本发明的控制方法进行控制的、具有带有双离合器式伺服辅助变速箱的动力传动系统的后轮驱动道路车辆的示意性平面图；以及
·图2是图1的动力传动系统的示意图。
附图标记列表
1辆道路车；2前轮；3后轮；4发动机；5驱动轴；6动力传动系统；7变速箱；8传动轴；9差速器；10车轴；11发动机控制单元；12动力传动系统控制单元；13BUS线；14同步电缆；15主轴；16离合器；17副轴；18主齿轮；19副齿轮；20同步器；21方向盘；22加速器踏板；23制动器踏板；24升档拨片换档器；25降档拨片换档器；ωE转速；ω2转速。
具体实施方式
在图1中，附图标记1总体上表示道路车辆(特别是汽车)，其具有两个前从动(即，非驱动)轮2和两个后驱动轮3。在前部位置存在内燃发动机4，该内燃发动机具有驱动轴5，该驱动轴5产生转矩，该转矩通过动力传动系统6传递至驱动轮3。动力传动系统6包括设置在后轮驱动组件中的双离合器式伺服辅助变速箱7以及将驱动轴5连接至双离合器式伺服辅助变速箱7的输入端的传动轴8。双离合器式伺服辅助变速箱7以火车状方式连接至自锁差速器9，一对车轴10从该自锁差速器9开始，每根车轴与驱动轮3成一体。
道路车辆1包括：控制发动机4的发动机4的控制单元11、控制动力传动系统6的动力传动系统6的控制单元12以及BUS线13，该BUS线例如根据CAN(汽车局域网)协议而制造，扩展到整个道路车辆1，并且允许两个控制单元11和12彼此通信。换言之，发动机4的控制单元11和动力传动系统6的控制单元12连接至BUS线13，并因此可以借助于通过BUS线13发送的消息彼此通信。此外，发动机4的控制单元11和动力传动系统6的控制单元12可以通过专用同步电缆14直接彼此连接，该专用同步电缆能够直接将信号从动力传动系统6的控制单元12传输到发动机4的控制单元11，而没有由BUS线13引起的延迟。替代地，可以不存在同步电缆14，并且两个控制单元11和12之间的所有通信都可以使用BUS线13进行交换。
根据图2，双离合器式伺服辅助变速箱7包括一对主轴15，它们彼此同轴，彼此独立并且彼此插入。此外，双离合器式伺服辅助变速箱7包括同轴的两个离合器16，每个离合器被设计为通过传动轴8的插入而将相应的主轴15连接至内燃发动机4的驱动轴5；每个离合器16都是油浴离合器，因此是压力控制的(即，离合器16的松开/闭合程度由离合器16内的油的压力确定)；根据替代实施方式，每个离合器16是干式离合器，因此是位置控制的(即，离合器16的松开/闭合程度由离合器16的可动元件的位置确定)。双离合器式伺服辅助变速箱7包括连接至差速器9的单个副轴17，该副轴将运动传递至驱动轮3；根据替代和等效的实施方式，双离合器式伺服辅助变速箱7包括两个副轴17，这两个副轴均连接至差速器9。
双离合器式伺服辅助变速箱7具有用罗马数字表示的七个前进档(第一档I、第二档II、第三档III、第四档IV、第五档V、第六档VI和第七档VII)和倒车档(用R表示)。主轴15和副轴17通过多个齿轮系彼此机械联接，每个齿轮系限定相应的档并且包括装配在主轴15上的主齿轮18和装配在副轴17上的副齿轮19。为了使双离合器式伺服辅助变速箱7正确运行，所有奇数档(第一档I、第三档III、第五档V、第七档VII)都联接至同一主轴15，而所有偶数档(第二档II、第四档IV和第六档VI)均连接至另一个主轴15。
每个主齿轮18均用花键连接至相应的主轴15以便始终与主轴15以一体的方式旋转，并且与相应的副齿轮19永久地啮合；另一方面，每个副齿轮19以空转的方式安装在副轴17上。此外，双离合器式伺服辅助变速箱7包括四个同步器20，每个同步器同轴地安装在副轴17上，设置在两个副齿轮19之间，并且被设计为被操作以使相应的两个副齿轮19交替装配到副轴17上(即，交替地使相应的两个副齿轮19与副轴17在角度上成一体)。换言之，每个同步器20可以在一个方向上移动以将副齿轮19装配到副轴17上，或者可以在另一个方向上移动以将另一个副齿轮19装配到副轴17上。
双离合器式变速箱7包括连接至差速器9的单个副轴17，该副轴将运动传递至驱动轮3；根据替代和等效的实施方式，双离合器式变速箱7包括均连接至差速器9的两个副轴17。
根据图1，道路车辆1包括容纳用于驾驶员的驾驶位置的乘坐厢；驾驶位置包括座椅(未被示出)、方向盘21、加速器踏板22、制动器踏板23和两个拨片换档器24和25，这两个拨片换档器24和25控制双离合器式伺服辅助变速箱7并连接至方向盘21的相对两侧。升档拨片换档器24由驾驶员操作(借助于短压力)，以便请求升档(即，挂上比当前档高并与当前档相邻的新档)，而降档拨片换档器25由驾驶员操作(借助于短压力)，以便请求降档(即，挂上比当前档低并与当前档相邻的新档)。
动力传动系统6可以以自动模式运行，即，换档不是由驾驶员请求的，而是由动力传动系统6的控制单元12自主决定(模拟自动变速箱的行为)。
在使用中，当动力传动系统6以自动模式运行时，在减速阶段期间，动力传动系统6的控制单元12检测道路车辆1的当前速度，检测内燃发动机4的转速ωE，检测在伺服辅助变速箱7中挂的当前档，并检测制动器踏板23的压下(例如，通过检测制动系统的液压回路中的制动流体的压力)。此时，动力传动系统6的控制单元12计算假设制动器踏板23的压下保持恒定的情况下使道路车辆1达到最终松开伺服辅助变速箱7的离合器16的松开速度所需的松开时间间隔(考虑到道路车辆1即将停止)；此外，动力传动系统6的控制单元12基于进行降档所需的时间(并考虑到当动力传动系统以自动模式运行时，降档必须以最大的舒适性执行，因此需要指定的执行时间，例如在800-900毫秒的范围内)计算在松开时间间隔内能够进行的降档次数。
随后，动力传动系统6的控制单元12计划为了从在伺服辅助变速箱7中挂的当前档到通过其最终松开伺服辅助变速箱7的离合器16的松开档(通常为第二档II)要进行的降档，从而进行不超过(需要时小于)在松开时间间隔内能够进行的降档次数；最后，在松开时间间隔期间，动力传动系统6的控制单元12进行预先计划的降档，从而在松开时间间隔结束时，在伺服辅助变速箱7中挂松开档(通常为第二档II)，因此离合器16被最终松开。
根据优选实施方式，松开档是第二档II，道路车辆1在离合器16松开的情况下停止，并且在道路车辆1停止之后，在伺服辅助变速箱7中挂第一档I。
一般而言，动力传动系统6的控制单元12总是尝试并计划单级降档(即，后续的档与前一档是相邻的)；然而，如果在松开时间间隔内能够进行的降档次数小于在伺服辅助变速箱7中挂的当前档与松开档之间存在的档数，则降档计划必然涉及至少一个多级降档(即，后续的档与前一档不相邻，例如，从第七档VII至第四档IV的降档或从第六档VI至第三档III的降档)。动力传动系统6的控制单元12优选在降档计划开始时(即，在计划中首先)安排多级降档(即，其立即进行可能的多级降档)，以使降档计划的最后降档是单级降档。
根据优选实施方式，动力传动系统6的控制单元12周期性地检测制动器踏板23的压下，重新计算(在制动器踏板23的压下变化的情况下)松开时间间隔，重新计算(在制动器踏板23的压下变化的情况下)在松开时间间隔内能够进行的降档次数，然后重新计划(在制动器踏板23的压下变化的情况下)为了从在伺服辅助变速箱7中挂的当前档到松开档要进行的降档。
动力传动系统6的控制单元12计划降档，从而防止内燃发动机4的转速ωE下降到低于预定的下限阈值，从而确保内燃发动机4不会运转太慢；即，动力传动系统6的控制单元12对降档进行计划，以便总是允许内燃发动机4的转速ωE超过预定的下限阈值。
根据优选实施方式，动力传动系统6的控制单元12(通过适当的传感器)测量伺服辅助变速箱7的副轴17的转速ω2，并通过计算伺服辅助变速箱7的副轴17的转速ω2的时间导数来计算道路车辆1的纵向减速度。然后，动力传动系统6的控制单元12基于道路车辆1的纵向减速度来计算松开时间间隔；即，动力传动系统6的控制单元12基于道路车辆1的纵向减速度来计算道路车辆1需要多少时间才能达到松开速度(伺服辅助变速箱7的离合器16在该松开速度下最终松开)。
即使道路车辆1的动力传动系统6具有单离合器式伺服辅助变速箱，上面公开的内容也可以在没有显著变化的情况下适用。
上述控制方法具有不同的优点。
首先，当动力传动系统6以自动模式运行时，上述控制方法允许道路车辆1停止而不会引起内燃发动机4运转太慢，尤其是不会影响驾驶员感知到的驾驶舒适性。
此外，上述控制方法的实施容易且经济，因为其执行需要的存储空间有限并且计算能力降低。

Claims (9)

1.一种用于在减速阶段期间控制具有伺服辅助变速箱(7)的道路车辆(1)的方法，当所述伺服辅助变速箱(7)处于自动运行模式时，所述控制方法包括以下步骤：
检测所述道路车辆(1)的当前速度；
检测在所述伺服辅助变速箱(7)中挂的当前档；以及
检测制动器踏板(23)的压下；
所述控制方法的特征在于，所述控制方法还包括以下步骤：
假设所述制动器踏板(23)的压下保持恒定，计算使所述道路车辆(1)达到最终松开所述伺服辅助变速箱(7)的离合器(16)的松开速度所需的松开时间间隔；
基于进行降档所需的时间计算在松开时间间隔内能够进行的降档次数；
计划为了从在所述伺服辅助变速箱(7)中挂的当前档到通过其最终松开所述伺服辅助变速箱(7)的离合器(16)的松开档要进行的降档，以便进行不超过在所述松开时间间隔内能够进行的降档次数的降档；以及
实施计划的降档。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在所述松开时间间隔内能够进行的降档次数小于在所述伺服辅助变速箱(7)中挂的当前档与所述松开档之间存在的档数的情况下，降档计划涉及至少一个多级降档。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，在降档计划中总是首先安排多级降档。
4.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，至少降档计划的最后降档总是单级降档。
5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括以下步骤：
周期性地检测所述制动器踏板(23)的压下；
在所述制动器踏板(23)的压下变化的情况下，重新计算所述松开时间间隔；
在所述制动器踏板(23)的压下变化的情况下，重新计算在所述松开时间间隔内能够进行的降档次数；以及
在所述制动器踏板(23)的压下变化的情况下，重新计划为了从在所述伺服辅助变速箱(7)中挂的当前档到所述松开档要进行的降档。
6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：
所述松开档是第二档(II)；
在所述离合器(16)松开的情况下使所述道路车辆(1)停止；以及
在所述车辆(1)停止之后，在所述伺服辅助变速箱(7)中挂上第一档(I)。
7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，实施降档计划，从而防止所述内燃发动机(4)的转速(ωE)降低到低于预定的下限阈值。
8.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括以下步骤：
确定所述道路车辆(1)的纵向减速度；以及
基于所述道路车辆(1)的纵向减速度来计算所述松开时间间隔。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括以下步骤：
测量所述伺服辅助变速箱(7)的副轴(17)的转速(ω2)；以及
通过计算所述伺服辅助变速箱(7)的副轴(17)的转速(ω2)的时间导数来计算所述道路车辆(1)的纵向减速度。
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