控制变速器的系统和方法与流程

本发明总的来说涉及一种控制变速器的系统和方法，更具体涉及一种用于控制车辆的同步啮合式变速器的系统及方法。

背景技术：

在现有技术中，电动车辆配备有减速器。减速器被配置成减小电动机的功率，并将该功率传递给驱动轮，但是近年来，人们试图对动力性能加以改善，以满足电动车更广范围的使用需求。因此，现有技术中的减速器近来已被变速器所取代，该变速器能够提供两个或多个变速器齿数比，以改善电动车辆的动力性能。为了该目的，已考虑使用通常使用在带有手动变速器的现有车辆中的同步啮合式换档机构，从而简化结构并提高动力传输效率。然而，这种同步啮合式换档机构伴随有扭矩中断现象，即从当前档位换至下一个档位时被传送至驱动轮的动力被中断的现象，因而会产生冲击。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，而并非意图暗示本发明落在本领域普通技术人员已知的现有技术的范围内。

技术实现要素：

因此，本发明提供一种控制变速器的系统和方法，以便在使用现有技术的同步啮合式换档机构来控制变速器进行换档时，通过较大程度地减小扭矩中断的长度，来提供更平滑的换档。

根据本发明的一方面，本发明提供一种控制变速器的方法，该变速器具有第一变速齿轮和第二变速齿轮，用以从同步器两侧以两种不同速度进行换档。该方法可包括：移动同步器的套筒，使其从直接连接于第一变速齿轮的第一离合器齿轮脱离啮合，并与直接连接于第二变速齿轮的第二离合器齿轮啮合；在通过移动套筒，使同步器锁环在 第二离合器齿轮的摩擦锥上滑动的同时，利用与输入轴连接的电动机M，使第二离合器齿轮的速度与套筒的速度同步；并且通过同步，完成套筒与第二离合器齿轮的啮合，以及第二离合器齿轮的速度与套筒的速度的同步。

根据本发明的另一方面，控制变速器的方法可包括：使同步器的套筒从第一离合器齿轮脱离啮合，以使套筒与第二离合器齿轮相啮合；使第二离合器齿轮的速度与套筒的速度同步；并且完成套筒与第二离合器齿轮的啮合，以及第二步骤中的同步。

因此，根据本发明，当使用现有技术中的同步啮合式换档机构来控制变速器以便换档时，可以通过较大程度地减小扭矩中断的长度来提供更平滑的换档。

附图说明

从下面结合附图的详细描述中，可以更清楚地理解本发明的上述及其他目的、特征和优点，其中：

图1是示出根据本发明示例性实施例的控制变速器的方法的示例性实施例的流程图；

图2是示出根据本发明示例性实施例的可用于本发明的变速器结构的示例图；

图3是示出根据本发明示例性实施例利用图2的变速器的第一变速的示意图；

图4和图5依次示出根据本发明示例性实施例的从图3的状态开始的第二变速过程的示意图；以及

图6是示出根据现有技术、未在本发明中实现的从图3的状态到图5的状态的换挡过程的示意图。

具体实施方式

可以理解，本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或者其他相似术语包括一般的机动车辆，例如客运汽车，包括运动型多用车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆、包括各种船和艇在内的水运工具、航空器，等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式 混合电动车辆、氢动力车辆和其他替代燃料车辆(例如，从石油以外的资源取得的燃料)。本文所提到的混合动力车是指使用两种或多种动力源的车辆，例如汽油和电力混合动力车辆。

虽然示例性实施例被描述为使用多个单元来执行示例性处理，但应当理解，示例性处理也可由一个或多个模块来执行。此外，应当理解，术语控制器/控制单元是指包括存储器和处理器的硬件装置。存储器被配置为存储模块，并且处理器被专门配置为执行所述模块，以执行将在下文进一步描述的一个或多个处理。

此外，本发明的控制逻辑可表现为包括由处理器、控制器/控制单元等执行的可执行程序指令的计算机可读介质上的非暂时性计算机可读媒介。计算机可读介质的示例包括，但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存盘、智能卡和光数据存储设备。计算机可读记录介质也可分布在网络连接的计算机系统中，使得计算机可读介质可由例如远程信息处理服务器或控制局域网(CAN)以分布式方式存储和执行。

本文所使用的术语是仅为了说明特定实施例的目的，而无意限制本发明。如本文所使用的单数形式“一个”、“一种”和“该”也用来包括其复数形式，除非上下文中另外明确指出。还可理解的是，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指明所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或添加。如本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出项的任何和所有组合。

除非从上下文中明确指出或可以明显看出，如本文所使用的术语“约”可以理解为在本技术领域公差范围内，例如均值的2倍标准差内。“约”可以理解为所述值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％范围内。除非在上下文中另外明确指出，文中所提供的所有的数值都可由术语“约”来限定。

下文中，将参考附图，对本发明的示例性实施例进行详细描述。文中所描述的方法可由具有处理器和存储器的控制器来执行。换言之，控制变速器的方法可由控制器来执行，该控制器可以是电控制器。

图2示出可用于本发明的变速器的结构，其中提供功率的电动机 M可连接到输入轴IN，同步器S可安装在输出轴OUT上，第一驱动齿轮D1和第二驱动齿轮D2可安装在输入轴IN上，与第一驱动齿轮D1啮合的第一变速齿轮P1和与第二驱动齿轮D2啮合的第二变速齿轮P2可安装在输出轴OUT上。

第一离合器齿轮C1可直接连接到第一变速齿轮P1，第二离合器齿轮C2可直接连接到第二变速齿轮P2，同步器S可被布置成在第一变速齿轮P1和第二变速齿轮P2之间共享，并且该同步器S可包括安装在输出轴OUT上的轴套(hub)H和与该轴套H通过花键组合在一起的套筒SB，并且轴向移动以便与第一离合器齿轮C1或第二离合器齿轮C2啮合。此外，未详细示出，第一离合器齿轮C1和第二离合器齿轮C2可分别具有朝向同步器S突出的摩擦锥，因此当套筒SB将同步器锁环推向摩擦锥时，该摩擦锥滑入同步器锁环中以便同步。为了便于参考，同步器S的结构和操作，与在通用变速器中使用的同步啮合式换档机构的结构和操作相同。

在图2中，与第一变速齿轮P1啮合的第一驱动齿轮D1，和与第二变速齿轮P2啮合的第二驱动齿轮D2，可被安装在连接于电动机M的输入轴IN上，并且第一变速齿轮P1、第二变速齿轮P2和同步器S位于输出轴OUT上。

参考图1，根据本发明示例性实施例的控制变速器的方法，其中该变速器包括第一变速齿轮P1和第二变速齿轮P2，用以从同步器的两侧以两种不同的速度进行换档，该方法可包括：移动同步器S的套筒SB，使得套筒SB从直接连接于第一变速齿轮P1的第一离合器齿轮C1脱离啮合，并与直接连接于第二变速齿轮P2的第二离合器齿轮C2啮合(S10)；在通过移动套筒使同步器锁环在第二离合器齿轮C2的摩擦锥上滑动的同时(S10)，利用与输入轴IN连接的电动机M，使第二离合器齿轮C2的速度与套筒SB的速度同步(例如，调整速度以便彼此对应)(S20)；并且通过同步(S20)，完成套筒SB与第二离合器齿轮C2的啮合以及第二离合器齿轮C2和套筒SB的速度的同步(S30)。

移动套筒的步骤(S10)可包括移动同步器S的套筒SB，以使其从第一离合器齿轮C1脱离啮合，直到同步器锁环被推到第二离合器齿轮C2的摩擦锥为止。换言之，在现有技术中的换档中，套筒SB从当 前变速齿轮的离合器齿轮脱离，并且停留在如图6所示的空档位置，下一变速齿轮的离合器齿轮的速度和套筒SB的速度通过电动机M而同步，然后移动套筒SB，以啮合下一变速齿轮的离合器齿轮，从而完成换档。然而，在本发明中，可以移动套筒SB，以便与下一离合器齿轮啮合，而不会停留在空档位置，并通过电动机M实现同步(S20)，然后当同步完成时，套筒SB与离合器齿轮可啮合，从而完成换档。因此，本发明可避免现有技术中在与下一离合器齿轮啮合之前停留在空档位置的必要步骤。

因此，当啮合步骤(S30)随着同步(S20)的完成而完成时，套筒的移动步骤(S10)可被完成，并且被设置成用于移动套筒SB的执行机构可继续将套筒SB推动到下一离合器齿轮，以便在移动套筒(S10)期间啮合该齿轮。换言之，推动与当前变速齿轮的离合器齿轮相啮合的套筒SB，以使得套筒SB与预期变速齿轮的离合器齿轮相啮合，而无需在空档位置停留的控制方法，明显不同于现有技术的控制方法，因此，在换档期间，可以使扭矩中断最小或减小。

在现有技术中，在上述步骤中，如图3所示，使与第一离合器齿轮C1相啮合的套筒SB脱离啮合并移动到图6所示的空档位置的步骤中；通过利用电动机M来调节输入轴IN的速度，使第二离合器齿轮C2的速度与套筒SB的速度同步的步骤中；以及然后再次移动套筒SB，以便与第二离合器C2相啮合的步骤中，需要约0.1秒用于脱离啮合，需要约0.2秒用于同步，且需要约0.1秒用于啮合，因此，在现有技术中，可产生总共约0.4秒的扭矩中断。然而，在本发明中，套筒SB在其从第一离合器齿轮C1脱离啮合的同时，可被推向第二离合器C2，以便可通过同步器锁环与第二离合器齿轮C2的摩擦锥之间的摩擦力来传递扭矩，从而使扭矩中断减小到约0.1秒。

根据本发明，如上所述，当套筒SB从第一离合器齿轮C1脱离时，可通过同步器锁环与摩擦锥之间的摩擦力来传递扭矩，并且可利用电动机M来调整输入轴IN的速度，使得第二离合器齿轮C2的速度与套筒SB的速度同步，并且当同步完成之后，通过套筒的移动(S10)，利用施加到套筒SB的力，而使套筒SB与第二离合器齿轮C2相啮合，使得套筒SB的移动停止，并使套筒SB的移动(S10)被完成，这意 味着套筒SB的啮合完成，从而完成换档。

如上所述，本发明可作如下说明：本发明的方法可包括：使同步器S的套筒SB从第一离合器齿轮C1脱离啮合，以使套筒SB与第二离合器齿轮C2相啮合；使第二离合器齿轮C2的速度与套筒SB的速度同步；并且完成套筒SB与第二离合器齿轮C2的啮合以及在第二步骤中的同步。换言之，可以认为，套筒SB的脱离啮合与套筒的移动(S10)相对应，第二离合器齿轮C2的速度的同步与同步步骤(S20)相对应，并且套筒SB与第二离合器齿轮C2的啮合的完成，与啮合步骤的完成(S30)相对应。显然地，在从第一离合器齿轮C1脱离啮合时，可朝向第二离合器齿轮C2移动套筒SB，而无需立即停止。此外，可在脱离啮合的步骤中执行同步步骤，随着同步步骤的完成，可执行完成步骤，并且随着完成步骤的完成，可完成脱离啮合步骤。

尽管已出于示例的目的，对本发明的示例性实施例进行描述，然而，本领域的技术人员应当理解，在不背离如所附权利要求中所公开的本发明的范围和精神的前提下，还可以对本发明进行各种变型、添加和替换。