专利名称：用于自动变速器的控制方法
技术领域：
本发明涉及用于权利要求1的前序部分所定义的分级自动变速器的控制方法。
背景技术：
这样的变速器通常是公知的，例如可以由欧洲专利0670789中获知，该专利作为参考包括在此，并且该变速器通常在汽车的传动系中用于以两个或者更多离散的转矩和转速比由发动机或马达向车轮传递功率。它们包括至少两个离合器以用于从传动系内部的一个功率传输路径向另一个传输路径的换档，或者用于具有较低即较小的传动速度比的功率变速器，或者用于具有较高即较大的传动速度比的功率变速器。变速器的扭矩比当然以相反的方向发生变化。所述两种类型的换档通常分别标记为齿轮换档中的降档和升档。
在早期的分级自动变速器中，只有在带有从发动机到车轮的正扭矩传输的换高档的换档过程中，即通常在加速车辆时，所执行的所述升档能够同时地很好执行，即不中断的转矩传输。然而，在执行具有负转矩传递的齿轮换档时，在执行时就没有这样不中断的转矩传输。这种类型的控制仍然可以很经常地在美国行驶的典型车辆中找到。然而，还发展了更复杂的变速器换档系统，而且因为功能强大的微电子的发展和广泛应用而变得切实可行。最完善的变速器控制系统能够在连续的转矩传输下以任何方向即从发动机向轮子或者相反的方向执行具有正或者负转矩传递的升档和降档。这种换档被称作“离合器到离合器”换档。除了能给车辆驾驶员带来平滑的驾驶体验之外，离合器到离合器的换档受人欢迎的原因还在于它减少了变速器中的冲击或者振动并且避免了使用费用高且巨大的飞轮。Bengt Jacobsen于1993年在瑞典哥德堡市的Chalmers University of Technology发表的名为“Gear shifting with retained power transfer”的论文中提供了该研究的一个实例。然而，可以理解，特别是根据A43页的示意图，在现有变速器状态下，在齿轮换档中所涉及的各个离合器处正确地定时和匹配离合器的啮合压力仍然十分困难。在这方面，如果离合器啮合得过松，发动机速度将会大大增加(flair)，这是不希望出现的，然而如果啮合得过紧，发动机将会阻塞(停顿)，这也是不希望出现的。在现有变速器状态下，通过经验校准即通过试错法可以建立大概正确的离合器的啮合和/或脱离的瞬间和力。
用于自动变速器的后一种控制策略包括两种控制算法，其中的一种控制算法是在希望执行的齿轮换档类型启动之前的瞬间选取的。在大多数情况下，随后就要求这样选取的用于执行换档的控制算法需要完全运行一遍，即执行其中所包括的所有方法步骤。其中一种控制算法也以“Freigabe Schaltung”的名称为人所知。另一种控制算法也记为“Uberhohung Schaltung”。在VDI Berichte No.1170.P119的题为“Doppelschaltungen beiDoppelkupplungsgetrieben-Doubleshifts at double-clutch-transmissions”的文章中提供了用于执行齿轮换档的这种控制策略的实例。由位于Wiesbaden的Friedr.Vieweg&Son出版的Rudolf Rosch和Gerhard Wagner在ATZ AutomobiltechnischeZeitschrift 97(1995)，Heft 11的文章“Die elektronische steuerungdes automatischen Getriebes W5A 330/580 vonMercedes-Benz”中提供了另一个实例。
实际上，“Freigabeschaltung”控制算法是为具有负转矩传递即轮子驱动发动机或者为所谓的发动机制动情况的行车条件而选取的，并且用于在传递正转矩时需要降档的情况，即将发动机功率传输给被驱动的轮子的情况。“Uberhohungsschaltung”控制算法适用于这两种相反的情形，即在传递正转矩时的升档和在传递负转矩时的降档。因此两种控制算法都包括所谓的转矩阶段和所谓的换档阶段，在转矩阶段中转矩传输的路径从一个离合器转换到另一个离合器，而在换档阶段转速比在变速器的输出轴和输入轴之间进行转换。在“FreigabeSchaltung”控制算法中，首先执行换档阶段，随后执行转矩阶段，而在“Uberhohungsschaltung”控制算法中，首先执行转矩阶段，随后执行换档阶段。作为一个例子，在传输正转矩的降档中，首先变速器的速度比通过两个离合器的局部即滑移的啮合从高转换到低，在该过程中转矩仍旧由高速离合器传递，并且只有在这之后变速器的转矩路径经过低速离合器通过离合器的进一步啮合而受到影响。因此，在已知的现有技术中，这两种控制算法需要用于处理上面识别的四种类型的齿轮换档，然而在实际应用中每种控制算法都需要执行即全部运行一遍，否则就需要更多的(编程)工作并且为必要信息从一种控制算法到另一种控制算法的交换和转换而提供装置，以考虑到当仍在升档或者降档时行车条件的实时变化。
在执行换档时相关条件不发生变化的所有情况下，上述的变速器控制策略执行得非常好(在繁重的经验校准之后)。在执行的大部分齿轮换档情形下将会是这种情况。然而，仍可对已知的控制策略进行优化。在这方面，仍没有得到适当处理的严重缺点就是上面提到的情况，即在执行换档时相关条件确实发生了变化的情况下难于在两种算法之间进行转换。这种情况可能发生在如下的情形中，例如当变速器传递的转矩的符号发生了变化即从正的变成为负的或者反过来从负的变成了正的时候。而且驾驶者在换档期间进行的思维的变化，例如施加车辆加速的突然停车或者突然增加的速度踏板的下压(换低档)，将会需要在控制算法之间进行这样的转换。
在已知的控制策略中处理相关情况的这种转换的困难涉及许多离散的情况，即相关情况的组合及其在运行所选取的控制算法即执行所有的方法步骤的期间可能发生的变化。这种困难令人不快，因为原则上希望能够预见所有这些可能的情况和变化，所以在变速器的每个新的设计或者改进中要执行许多编程甚至校准工作。
发明内容
本发明的一个目的是获得一种用于处理所有这些相关情况和其中可能的变化的简单即精致方式的传输比控制方法，而没有额外的编程需求并且不存在用于传统分级自动变速器的已知控制策略的其它缺点，至少使这些缺点最小，从而实现优化的齿轮换档操作，即驾驶者最小限度地意识到所述操作。
根据本发明，这样的控制方法可以由权利要求1的特征部分的特性来获得。根据本发明的基本思想进行控制的变速器使用了简单但是有效的传动系模型，该模型以广义的方式描述并且考虑了相关情况。因此所有所述的离散情况都自然地考虑进去了。
使用根据本发明的传动系模型和控制方法，就可以使用单个控制方法来执行上面识别的四种类型齿轮换档中的任一种，同时满足它们的具体要求。还可以例如对相关情况中的变化做出响应而中断正在执行的齿轮换档，因为根据本发明的控制算法可以在瞬时间考虑到这些情况。因此，自然就不会发生丢掉参数轨迹的情况。同样，还可以瞬时针对选取或者期望的换档类型激活相关的变速器零件，因为变速器参数是独立于齿轮换档操作而连续更新的。
使用新的控制方法，可以通过摆脱在现有技术中通常已经接受的先决条件而实现分级自动变速器良好且基本上平稳的齿轮换档操作。实际上可以不引起注意地执行离合器到离合器齿轮换档，同时大大减少了根据本发明执行的换档所需要的编程工作。这也解决了因此遇到的开发问题。
在根据本发明的新控制方法中，可以在所有的情况下而且对于上面识别的所有四种类型的齿轮换档，均可以实现转矩传递保持基本上不中断，至少是优化到一个相当高的程度，从而实现驾驶者难于察觉的平稳齿轮换档。此外，在制造者看来，变速器可能必须处理的所有相关情况和其中可能的变化都可以使用一个控制算法进行处理，相对于前面所需要的两种控制方法来说只需要进行单个校准过程即可。同样，在现有技术中的变速器为离合器规定了作为时间函数的液压啮合压力以影响所述齿轮换档的情况下，其中啮合压力通常是固定不变的而且在分别制造的变速器之间或者在被包含在传动系中之后不易于进行改动，而新的控制方法能够自由地规定液压啮合压力为经过变速器传输的转矩的函数，这提供了一种更灵活且可修改的控制策略，甚至允许在变速器的保持期望并且恒定的性能的操作期间校准结果的改变，例如不受离合器的磨损或者各个变速器之间的技术参数轻微差异的影响。
下面将根据附图对本发明进行进一步的说明，其中图1是传动系的模型表示；图2界定用于分级自动变速器的转矩级和离合器最大转矩；图3显示了在典型的带有正输入转矩的升档期间齿轮系速度比和几个转矩级以及离合器最大转矩随时间变换的图形；图4为根据本的发明控制方法的状态机；图5是摩擦元件的模型表示；图6提供了根据本发明的控制方法的方框图；图7表示包含可连续变速的变速器的传动系。
具体实施例方式
图1图示了传动系即根据本发明的传动系模型。该传动系包括两个惯性零件1和2，齿轮系G，其中齿轮系G配备了输入轴7、输出轴8、组成两组齿轮对3、4和5、6的齿轮3、4、5和6以及两个摩擦元件L和H。
当也标记为低速离合器L的摩擦元件L啮合即启动时，它通过齿轮系G与所述惯性零件1和2连接，而也标记为高速离合器H的摩擦元件H在启动时将所述惯性零件1和2直接连接起来。因此在这个实例中，启动的高速离合器H实现了1比1的传动速度和扭矩比，而当低速离合器L启动并且高速离合器H处于断开状态时，就会实现传动速度比i_gear，而这取决于所述的两组齿轮对3、4和5、6的传动比。在这个实例中，只要是相关联，第一齿轮对4、3的输出/输入速度比选取为1，而第二齿轮对6、5的输出/输入速度比定为1/z。因此变速器总的“低”速传动比也等于1/z。变速器的输出/输入扭矩比也当然等于z。在这个实例中始终选取系数z大于1。
惯量1包括离合器L和H前端的所有子零件的惯量，即齿轮3、4的惯量、发动机的输入轴7的惯量以及例如传动系中可能包含的变矩器、其它轴和/或连续可变变速器的惯量。惯量2包括离合器L和H后端的所有子零件的惯量，即齿轮5和6的惯量、输出轴8的惯量以及车辆的惯量。发动机转矩Teng和道路负载转矩Tload分别作用于惯量1和惯量2。传动系模型中使用的发动机转矩Teng是由传动系中包含的(燃烧)发动机或者马达产生的转矩。通常这样的发动机的转矩Teng可以使用电子装置基于不同信号来估算，例如这些不同的信号可以是发动机的旋转速度ωeng、供应给发动机的燃料量以及所谓的点火提前角。
根据本发明，在离合器到离合器换档期间，齿轮系G的传动速度比i_gear根据作为时间t的函数的规定轨迹而变化，此处该轨迹标记为i_gearset。优选地，这样的i_gearset轨迹具有类似抛物线的形状，如表示降档的图3所示。这样的形状在换档开始阶段可以实现快步速度比的变化，但是步速朝着齿轮换档的结束平滑地降为零。齿轮系G的实际速度比i_gear可以通过相对于也被标记为Jveh的惯量2对也标记为Jinp的惯量1加速而被迫跟随着i_gearset轨迹上的设定点i_gearset(t)，反过来，这又会受到离合器L和H的受控啮合的影响。
图1的传动系模型用于在给出由发动机生成或消耗(发动机制动)的转矩Teng并给出在实际中可以忽略不计的表示传动系中发动机和齿轮系G输入侧之间转矩损失的转矩Tloss的情况下，确定齿轮系输入转矩Tin，即在离合器到离合器齿轮换档期间通过齿轮系G传递以获得期望的速度比轨道设定点i_gearset(t)的转矩Tin＝Teng-Jinp·d(ωeng)/dt-Tloss(1)其中
d(ωeng)/dt＝d(i_gearset(t))/dt·ωveh+i_gearset(t)·d(ωveh)/dt(2)图2界定用于具体化为两阶段齿轮系G的分级自动变速器的相关转矩级和离合器的最大转矩，其中齿轮系G包括两组齿轮对3、4和5、6，并且均具有摩擦或啮合元件9或10或标记为离合器片9、10的低速和高速离合器L和H配备在所述齿轮对3、4和5、6之间。TL和TH分别是低速离合器L和高速离合器H的最大转矩，即分别由低速离合器L和高速离合器H传输的瞬时转矩级。下面得出了Tin分别与TL和TH之间的关系，因此所述离合器的最大转矩TL和TH为在升档和降档期间，TL都小于或等于零并且TH都大于或等于零，即TL≤0，TH≥0 (3)这些特征在图2中通过双箭头表示出，而且这些特征是由以下原因造成的，即对于低速离合器L而言，与输出轴8相关的离合器片10的转速等于(低速齿轮啮合)或者高于与输入轴7相关的离合器片9的转速，从而在变速器的降档时离合器的啮合在输入轴上产生负转矩，因为输入轴需要加速。对于高速离合器H，就正好与低速离合器L的相反。
然后，对于输入端即齿轮系G的轴7，可以给出下面的等式Tin＝TH+TL(4)对于输出端即齿轮系G的轴8，下面的等式成立
Tout＝TH+z·TL(5)可以利用等式(3)、(4)和(5)来计算TL和TH。因为这组等式是未定的，所以添加了附加的约束即其它的必要条件，这些条件基于本发明的主要目的即离合器到离合器齿轮换档应该尽可能少地影响输出转矩Tout这一目的的需要而定。当因滑动离合器L、H的功率耗散而导致的齿轮系G中的转矩损耗变成最小时就可实现这一点，而当传动输出转矩Tout变为最大时也具有相同的效果。
将等式(4)和(5)进行组合，可以得出Tout＝Tin+(z-1)·TL(6)因为TL≤0，要使Tout最大就意味着要使TL的绝对值最小同时还要满足约束条件TL≤0和TH≥0。应用等式(4)可以将TH的约束条件重新写成TH＝Tin-TL≥0 (7)从此可以得出TL≤Tin(8)因此，平稳控制低速离合器L和高速离合器H的最大转矩TL和TH并且在变速器的所有所述相关条件下和其中在齿轮换档过程中可能出现的变化条件下具有最小的功率损耗的问题，即引出本发明的问题，可以通过遵从下面作为本发明的一部分得出的必要条件来解决
使TL最大并且TL≤0和TL≤Tin(9)另外，假设TL由等式(5)得出，对于由所述必要条件(9)所代表的强迫优化问题可以根据本发明找到两个解决方案如果Tin≥0，那么TL＝0，TH＝Tin，或者 (10)如果Tin＜0，那么TL＝Tin，TH＝0。
这可以得到如下结论，即在从L→H(升档)和从H→L(降档)的换档期间，任何正的输入转矩Tin将由高速离合器H传递，并且同时需要将低速离合器L的最大转矩TL控制为等于零。另一方面，在这样的齿轮换档期间，任何负的输入转矩Tin将由低速离合器L传递，并且同时需要将高速离合器H的最大转矩TH控制为等于零。
在换档期间对于TL和TH，这样建立的必要条件可以很容易地延伸至也包括如下的传动状态高速离合器H或低速离合器L处于完全啮合，即未显示离合器滑移并且通过变速器传递全部输入转矩Tin。这可以推导出下面用于确定离合器最大转矩TL和TH这两种场合下的算法，记为离合器转矩算法IF(i_gear＝1/z){即低速离合器啮合}TL＝Tin；TH＝0；ELSEIF((i_gear＝1){即高速离合器啮合}TL＝0；TH＝Tin；
ELSEIF(Tin＞0){即具有正输入转矩的换档}TL＝0；TH＝Tin；ELSE{即具有负输入转矩的换档}TL＝Tin；TH＝0；ENDENDEND该离合器转矩算法根据所需输入转矩Tin，针对所有可能情况来确定需要通过离合器L、H传递的转矩，或者也可以记为离合器最大转矩TL、TH。该算法能够对于正的输入转矩Tin和负的输入转矩Tin处理升档和降档。即使在换档本身的过程中换档类型的变化，例如当通过变速器传递的转矩的符号改变或仍在执行升档时忽然希望执行降档，均不会造成控制问题，而是内在地将这种条件变化考虑在内。
图3显示了在正的发动机/输入转矩Teng、Tin下的典型升档。图3上部的曲线图给出了齿轮系G的瞬时期望比i_gearset(t)随时间t的变化，即作为时间t推移的函数，因此x轴或者i_gearset轴的值朝着y轴或时间轴而增加。系数1/z和1分别为变速器在低速离合器L啮合即由齿轮系G将变速器输入轴7同输出轴8连接起来时和高速离合器H啮合即实现变速器输入轴7同输出轴8之间的直接驱动时的输出/输入速度比。规定了降档期间输出轴8和输入轴7之间的传动速度比i_gear变化的方式(从速度比1/z到1)，即预编程为如图3的上部曲线所示的抛物线。通过使用1比1来代替1/z，对于升档也可以简单地规定相同的抛物线，因此因此x轴或者i_gearset轴的值随着y轴或时间轴而减小。
中间的曲线图将发动机转矩Teng随着时间t的变化显示为平滑线并且将齿轮系G输入转矩Tin随着时间t显示为标志线。在这个实例中，在整个齿轮换档期间发动机转矩Teng都保持为常数。在变速器速度比的实际换档期间，输入转矩Tin不再等于发动机转矩Teng，因为在齿轮换档期间由于输入惯性Jinp、惯量1的减速而在传动系中产生了正的转矩。
底部曲线图将低速离合器L的最大转矩TL随时间t的变化显示为平滑线，而将高速离合器H的最大转矩TH随时间t的变化显示为标志线。根据本发明的离合器转矩算法规定在齿轮换档开始之前，低速离合器L的最大转矩TL等于输入转矩Tin，而高速离合器H的最大转矩TH等于零。在正输入转矩下进行的降档例子中，其中齿轮换档的类型选取作为图3所示的实例，该降档成为希望的离合器转矩算法，规定低速离合器L的最大转矩TL控制为零，而高速离合器H的最大转矩TH控制为与输入转矩Tin相对应。该阶段的这个齿轮换档动作就是所谓的转矩阶段TP，它在影响到传动速度比的实际变化之前执行，因为如上所述，在齿轮换档期间只有高速离合器H能够传递正的输入转矩Tin。根据图3，所述最大转矩TH和TL都受到控制而沿着线性轨迹。然而，这样的轨迹是一个选择的问题，可以进行具体的改变以适合于变速器的具体应用。一般而言，转矩阶段TP最好能够尽可能少地占用时间，这样用于控制所述最大转矩TH和TL的(电或者液压)系统的特征将会确定所述轨迹的最优形状和可取的最大倾斜角。
在齿轮换档的转矩阶段TP后和在所谓的换档阶段SP中，根据本发明，通过控制正在啮合的高速离合器H的最大转矩TH与输入转矩Tin一致，就能够自动产生实际的传动速度比变化。
其中，值得注意的是，在稳态变速器状况时即不执行齿轮换档时，向将被所述离合器L、H传递的齿轮系输入转矩Tin有关的离合器L、H的最大传递转矩TL、TH分别应用大于1的安全系数SF将会很有利TL，TH＝Sf·Tin，在稳态下Sf＞1 (11)该方法可以防止在稳态变速器操作期间各个离合器L、H发生滑移，例如由于根据本发明确定的输入转矩Tin相对于实际传递的力矩的不准确性或者由于可能会由负载导致的冲击载荷所造成的滑移。防止离合器的滑移可以减少离合器的磨损并使功率传输的效率最大化。然而，这种方法还具有缺点，即在齿轮换档启动前需要例如通过精确地将所述安全系数Sf减少为1，而分别将最大转矩TL、TH减少到与输入转矩Tin一致。
图4显示了根据本发明的以状态机的形式表示的离合器转矩算法。如果低速离合器L完全啮合时或者在有负输入转矩Tin的齿轮换档期间，状态L就有效。在该状态下输入转矩Tin只能由低速离合器L单独传递。当高速离合器H完全啮合时或者在有正输入转矩Tin的升档或者降档期间，状态H就有效。该状态下的输入转矩Tin只能由高速离合器H单独传递。注意到，L、H这两个状态不仅在稳态传递操作时有效，而且在各个齿轮换档操作的换档阶段SP也有效。
如果状态H→L为真，即希望降档时，就启动由状态H至状态L的转换。如果状态L→H为真并希望升档时，就启动由状态L至状态H的转换。注意，实际上该转换代表了各个齿轮换档动作的转矩阶段TP。
图5提供了离合器L、H或者也可标记为摩擦元件L、H的原理示意图。根据本发明，变速器中公知的低速离合器L和高速离合器H、特别是离合器的最大转矩TH和TL，可能会通过它的相对较简单但真实的模型包括在根据本发明的传动系模型中。在这样的离合器模型中，FN表示能为离合器片9和10带来摩擦的夹紧或啮合力，离合器片9和10分别与离合器输入轴11和离合器输出轴12相关联。这样夹紧力FN通常以一种众所周知的方式受到液压离合器啮合压力Cp的影响，其中Cp作用在与离合器的至少一个离合器片9、10相关联的活塞/汽缸装置中。反过来，啮合压力Cp也可以以一种众所周知的方式通过液力泵和优选的电子可控压力控制阀来产生并控制。
对于离合器模型而言，背离了下面的等式，其中T代表转矩、ω代表转速、脚标“in”和“out”分别表示离合器L的输入轴11和离合器H输出轴12Tin＝Tout＝TL，TH，ωslip＝ωin-ωout.(12)其中Tin和Tout表示摩擦元件L、H即离合器片9和10之间所传递的转矩，ωin和ωout分别表示离合器输入轴11和离合器输出轴12的转速。然后TL、TH就可以由下面计算出如果ωslip＝0，那么|TL|，|TH|＜＝μstat·C·r·FN，并且如果ωslip＜0，那么TL，TH＝-μdyn·C·r·FN(13)如果ωslip＞0，那么TL，TH＝μdyn·C·r·FN其中C是取决于具体的离合器设计(例如摩擦板9和10个数和形状)的常量，r为摩擦板9和10的有效半径，μsta和μdyn分别为这种摩擦板9和10之间的静摩擦系数和动摩擦系数。在根据本发明的控制方法的高级应用中，为了能够考虑到温度、磨损或者其它的影响因素，摩擦系数可以在变速器的操作期间调整，即基于相对于离合器最大转矩TL、TH测量值的摩擦啮合压力Cp进行调整。
图6提供了根据本发明的控制方法操作的传动系控制器DLC的方框图。该控制器DLC包括几个块。首先，齿轮系G的规定期望速度比相对于时间t的轨迹i_gearset提供了瞬时的期望传动速度比i_gearset(t)。基于该期望传动速度比i_gearset(t)和发动机转矩Teng，使用上述根据本发明的传动系模型DLM来确定齿轮系的输入转矩Tin。随后使用齿轮系输入转矩Tin根据齿轮组模型GSM即前面所述的离合器转矩算法来确定所需的离合器最大转矩TL、TH。使用例如上述的离合器模型CLM来分别获得用于低速离合器L和高速离合器H的夹紧力FL和FH，其中它们需要实现上述期望的离合器最大转矩TL、TH。最后，在块CLA中确定实现所述夹紧力FL和FH所需的致动器控制信号IL、IH。这些致动器控制信号IL、IH是传动系控制器DLC的输出信号，它们又供给适当的控制器(未显示)。一般说来，这些致动器控制信号IL、IH将会成为用于控制电子可控压力阀的电流，其中每个阀都控制一个各自的离合器啮合压力Cp，并且使用压力阀的特征可以获得信号IL、IH，其中该特征给出了供给阀的执行信号和为响应它而设置的压力之间的相关性。
在根据本发明的方框图的另一个详细描述中，其在图6中也示出，并且因为DLC中可能存在的不准确性和偏差，实际实现的传动速度比i_gear向DLC的反馈可能包括在基于变速器输出轴(8)和输入轴(7)的转速测量的控制方法中。根据本发明，这最好通过产生依据瞬时期望速度比i_gearset(t)和实际实现的传动速度比i_gear之间的差异的转矩校正信号TC来实现，其中该转矩校正信号TC加入到由DLM确定的齿轮系输入转矩Tin上。为此可能会使用公知的的PID控制器或者PI控制器。或者或另外，所述实际和期望传动比之间的差异可以用在表示发动机转矩Teng信号的DLC输入信号的调整中或在估算发动机转矩Teng时所用方法的调整中。
如果传动系不但包括齿轮系G、而且还包括如图7中所示的连续可变变速器CVT，并且如果希望这两个传动系零件的传动速度比同时换档，那么这两个零件各自的传动速度比的换档就必须以一种可控的并且相互调节方式来执行以获得所述的两个惯性零件1和2之间总体速度比的平稳变化或者甚至可能为一个常数。因为已经为这种类型的传动系配置设计了上面提出的离合器到离合器换档控制器，例如可以在欧洲专利0787927中获知这种控制器，所以希望传动系的总输出/输入速度比ωveh/ωeng在齿轮系G的换档期间为常数。这意味着当齿轮系G的传动速度比在离合器到离合器换档期间根据规定作为时间t的函数的轨迹i_gearset变化时，CVT的速度比变化轨迹应该或多或少为该轨迹函数的反函数。在该配置中发动机的旋转速度ωeng可以与输入轴7的转速不同，这意味着在上述的等式(1)和(2)中，变速器输入轴7转速和发动机转速ωeng应该分别考虑进去，它们每个分别与Jinp的相关零件相关联。
权利要求
1.用于影响在分级自动变速器中的齿轮换档的控制方法，该自动变速器用于以不同的速度比在两个惯性零件(1；2)之间传输功率，该惯性零件至少分别表示发动机和载荷并且该变速器包括输入轴(7)和输出轴(8)，并且输入轴(7)和输出轴(8)之间具有第一功率传输路径(3，H，6)和第二功率传输路径(3，4，L，5，6)，所述功率传输路径(3，H，6；3，4，L，5，6)分别设置具有可调的最大传输转矩TH的高速离合器(H)和具有可调的最大传输转矩TL的低速离合器(L)，该方法包括下列步骤—确定由变速器沿从输入轴(7)向输出轴(8)方向传输的齿轮系输入转矩Tin，—根据要传输的齿轮系输入转矩Tin控制所述的最大传输转矩TH和最大传输转矩TL，因此a)如果Tin≥0，那么TH＝Tin，TL＝0，b)如果Tin＜0，那么TH＝0，TL＝Tin。
2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，该方法还包括下列步骤—规定在齿轮换档期间用于输出轴(8)和输入轴(7)的速度比的期望速度比相对于时间的轨迹(i_gearset)，并且—至少根据发动机产生或者消耗的发动机转矩Teng来确定齿轮系输入转矩Tin，该输入转矩Tin需要实现速度比轨迹(i_gearset)所规定的瞬时期望速度比(i_gearset(t))。
3.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，这样定义规定的期望速度比轨迹(i_gearset(t))，从而它的数学微分根据时间(t)而减小，优选规定的期望速度比轨迹(i_gearset)为时间(t)的抛物线函数。
4.如权利要求2或3所述的控制方法，其特征在于，齿轮系输入转矩Tin由下面的等式来确定Tin＝Teng-Jinp·{d(i_gearset(t))/dt·ωveh+i_gearset(t)·d(ωveh)/dt}其中Jinp为与输入轴(7)相关联的惯性零件(1)的惯量，ωveh为输出轴的转速。
5.根据上述权利要求中任何一项的控制方法，其特征在于，该方法还包括如下步骤—确定实际传动速度比(i_gear)，—确定规定的速度比(i_gearset(t))和实际传动速度比(i_gear)之间的差异，并且—根据所述的确定的差异来校正所确定的齿轮系输入转矩Tin或确定的发动机转矩Teng。
6.用于影响在分级自动变速器中的齿轮换档的控制方法，该自动变速器用于以不同的速度比在两个惯性零件(1；2)之间传输功率，该惯性零件至少分别表示发动机和载荷并且该变速器包括输入轴(7)和输出轴(8)，输入轴(7)和输出轴(8)之间具有第一功率传输路径(3，H，6)和第二功率传输路径(3，4，L，5，6)，所述功率传输路径(3，H，6；3，4，L，5，6)分别配设有具有可调的最大传输转矩TH的高速离合器(H)和具有可调的最大传输转矩TL的低速离合器(L)，该方法包括下列步骤—确定期望的瞬时齿轮传动比—设定变速器沿着从输入轴(7)到输出轴(8)的方向传输的输入转矩Tin—根据要传输的齿轮系输入转矩Tin控制所述的最大传输转矩TH和最大传输转矩TL，因此a)如果Tin≥0，那么TH＝Sf·Tin，并且TL＝0，b)如果Tin＜0，那么TL＝0，TL＝Sf·Tin。其中当变速器速度比将为常数时Sf≥1并且当变速器的齿轮换档将受到影响时Sf＝1。
7.为执行根据权利要求2至6中任意一项的控制方法而设计的分级自动变速器的传动系控制器(DLC)，其特征在于，所述控制器(DLC)配备了装置用于—确定期望的瞬时速度比(i_gearset(t))，—确定齿轮系输入转矩Tin(DLM)，—确定所需的离合器最大转矩TH、TL(GSM)，—确定期望的夹紧力FH、FL(CLM)和—确定致动器控制信号IH、IL(CLA)，该信号为传动系控制器(DLC)的输出信号。
8.如权利要求7所述的传动系控制器(DLC)，其中控制器(DLC)配设有用于接收至少代表发动机转矩Teng和实际传输速度比(i_gear)的输入信号的输入装置，还配设了用于根据规定的速度比(i_gearset(t))和实际的传输速度比(i_gear)之间的差异来确定转矩校正信号TC的装置(PI)。
9.配备了如权利要求7或8所述传动系控制器的分级自动变速器。
10.配备了如权利要求9所述分级自动变速器的传动系，其中传动系还配备了连续可变变速器(CVT)。
全文摘要
用于影响在分级自动变速器中的齿轮换档的控制方法，该自动变速器用于以不同的速度比在两个惯性零件(1；2)之间传输功率，具有第一功率传输路径(3，H，6)和第二功率传输路径(3，4，L，5，6)，它们分别配设有具有可调的最大传输转矩T
文档编号F16H61/21GK1646836SQ03808104
公开日2005年7月27日 申请日期2003年4月8日 优先权日2002年4月10日
发明者马克·安德烈·穆萨欧斯, 莫里斯·迪迪埃·林克斯 申请人:范多尔内斯变速器公司