专利名称：包括检测变速箱间隙的在转矩下提高变速比的方法
技术领域：
本发明涉及一种包括检测变速箱间隙(jeu)的在转矩下提高变速比的方法。本发明特别有利但不排他地应用于双离合变速器DCT(Dual Clutch Transmission)型变速箱范围内。
背景技术：
如所周知，这些变速箱包括:两个同心的或独立的主动轴，每一个都与离合器或者任何保证转矩传递的机构相联系，以及与车轮总成的差速器相关的两个从动轴。构成这些传动比的齿轮对安装在主动轴和从动轴之间。这种类型变速器的特点是能够借助两个离合器将发动机提供给这两个独立的主动轴的功率进行再分配。这两个主动轴可以同步啮合在不同的传动比上，以便实现在转矩下改变传动比，即，在不中断车辆加速的情况下改变传动比。在下文中，把啮合在脱开(quitter)传动比(输出传动比N)上的主动轴称为“输出”主动轴。与其联接的离合器称为“输出离合器”。把哨合在待哨合的传动比(输入传动比N+1)上的主动轴称为“输入”主动轴。与其联接的离合器称为“输入离合器”。这样一种系统在驾驶上的主要困难之一是在改变传动比的过程中对输入和输出离合器的控制(离合器可传递的转矩交叉)，特别是在运行时具有大可变性的干离合器上。图1和2示出采用在转矩下提高传动比的传统方法的情况下，由于输入离合器可传递的转矩不良的可观测性，分别示出在非常小和非常大的转矩下获得的发动机和输入和输出离合器的转矩曲线，以及主动轴和发动机的转速曲线。更准确地说，Cmth曲线表示发动机转矩随着时间的演变。Cesl和Ces2曲线分别代表输出离合器的定值转矩和传递转矩随着时间的变化。Ceel和Cee2曲线分别代表输入离合器的定值转矩和传递转矩随着时间的变化。Wmth曲线代表内燃机的转速随着时间的演变；而Ws和We曲线代表输出主动轴和输入主动轴的转速随着时间的演变。在图1上，(代表非常小的转矩下的情况)，在时刻t0，控制提高传动比。这时，输入离合器的转矩Ceel, Cee2和输出离合器的转矩Cesl, Ces2分别趋于增大和减小。在时刻tl，输入离合器传递的转矩较小(其数值远小于定值Ceel)，输出离合器被控制打开，而这时它仍传递一个小的转矩，这会产生突然停顿( -coup)并使发动机转速Wmth急剧增大。为了避免产生突然停顿，可以逐渐打开输出离合器，但是发动机转速以及消耗的能量仍旧以完全相同的方式增大。接着，在时刻t2，控制输入离合器，以便保证发动机的转速与输入主动轴的转速同步。如图2所示，(代表非常强的转矩下的情况)，在时刻to，控制在转矩下提高传动t匕。这时，输入和输出离合器的转矩分别趋于增大和减小。在时刻tl，输入离合器的传递转矩Cee2上升(其数值远大于定值 Ceel)，输出离合器被控制打开但其传递负转矩，这会对打开产生冲击，使乘客不舒适。可以更缓慢地打开输出离合器，以避免突然停顿，但是这同样消耗较多的能量而且无法避免乘客能够感觉到的车辆加速度损失。因而存在一种需求，即需求一种当在转矩下提高传动比时允许优化离合器中的能量消耗并限制能够被乘客感觉到的转矩中断的方法。
发明内容
本发明允许通过提供一种方法响应这种需求，在该方法中，当提高传动比时，检测输入离合器传递足够大的转矩，以便在完全打开输出离合器之前，固定(figer)转矩定值。输入离合器从变速箱的间隙被越过的时刻起传递足够大的转矩。变速箱的间隙被越过的时刻对应于输出离合器中传递的转矩开始改变符号的时亥|J，换句话说，开始变负的时刻。对传递转矩的符号改变的检测是通过分析两个主动轴的转速的测量值实现的。于是，可以基于传统的DCT构造中现有的测量转速的传感器计算输出离合器中转矩方向的反向。本发明的优点如下-增大驾驶员的舒适度，因为离合器的关闭在刚好需要的水平上发生，故当提速换挡时获得可能最佳的车轮转矩曲线。-优化了在决定改变传动比(例如，换挡手柄上的动作)和可感知的结果(发动机转速降低)之间的反应时间。-通过维持从运行点到最大消耗功率尽可能短的时间，优化离合器中的能量消耗(代表改变传动比给出的代价)。-在系统的制造、运行和老化方面获得耐用性。另外，在车辆使用寿命过程中变速箱的间隙只会增大，因而变得更容易被检测到。-对于提速换挡，获得系统的校准和调校时间。-降低控制策略对离合器图线的估计功能的依赖(传统上难以自适应调校)。因而，本发明涉及一种在变速箱中在转矩下提高传动比的方法，所述变速箱包括-第一和第二主动轴，所述第一和第二主动轴每一个都与和发动机相关的转矩传递机构相联接，-第一和第二从动轴，以及-构成安装在主动轴和从动轴之间的传动比的齿轮对、与所述传动比相联接的接
合套筒，-其中，为了从脱开传动比N，即“输出”传动比转变到新传动比N+1，即“输入”传动比，-“输出”主动轴通过对应的接合套筒啮合在输出传动比N上，-“输入”主动轴通过对应的接合套筒啮合在输入传动比N+1上，所述方法包括下列步骤-分别控制输出机构和输入机构，以便减小输出机构所传递的转矩和增大输入机构所传递的转矩，-完全打开输出机构，-固定输入机构的转矩定值，并且
-控制输入机构，以保证使发动机转速与输入主动轴的转速同步，其特征在于-打开输出机构的步骤基本上在检测到输出机构所传递的转矩改变符号的时刻进行。按照一种实施方案，其包括基于对输入主动轴和输出主动轴的转速的分析，确定输出机构所传递的转矩的符号改变。按照一种实施方案，该方法包括下列步骤-测量输入主动轴的速度和输出主动轴的速度，-计算这些速度之间的差值，-把所述差值应用于输入积分器，以便获得估计间隙角，-把所述估计间隙角与检测阈值比较，所述检测阈值是输出传动比N和输入传动比N+1的函数，-根据所述比较的结果确定输出机构所传递的转矩是否为负。按照一种实施方案，其包括当输入机构的转矩定值达到与发动机转矩相联系的目标值的一半时对所述积分器进行初始化的步骤。按照一种实施方案，在计算输入主动轴的速度和输出主动轴的速度之间的差值之前，将输入主动轴的速度的测量值乘以输入传动比N+1和输出传动比N之间的减速突变值(saut)。按照一种实施方案，该方法包括在把所述估计间隙角与检测阈值比较之前对所述估计间隙角进行过滤的步骤。
参照附图阅读以下的描述将能更好地理解本发明。这些附图只是作为举例说明性的而决非对本发明限制性的示例给出的。附图中图1和2(已经描述)表示采用传统的转矩下提高传动比的方法获得的发动机和离合器的转矩以及发动机和主动轴的转速随着时间演变的曲线；图3 :示意地描绘执行按照本发明的方法的DCT型变速箱；图4 :采用按照本发明的在转矩下提高传动比的方法获得的发动机和离合器的转矩以及发动机和主动轴的转速随着时间演变的曲线；以及图5 :允许检测输出离合器所传递的转矩的符号改变的系统的运行示意图。
具体实施例方式在各附图中相同、类似的元件保持同一附图标记。图3示出DCT型变速箱I的示例，其包括第一主动轴APl和第二主动轴AP2，每一个都与和内燃机3相关的离合器2. 1，2. 2联接。主动轴APl和AP2同心。变速箱I还包括连接到差速器5的两个从动轴ASl，AS2，所述差速器5本身连接到车轮(未示出)。构成传动比的齿轮对安装在主动轴AP1，AP2和从动轴AS1，AS2之间。这些齿轮对由装配在从动轴AS1，AS2之一上的齿轮和与主动轴API，AP2之一旋转连接的齿轮形成。更准确地说，不受控地(fou)装配在从动轴ASl上分别与和主动轴APl旋转连接的齿轮9和10啮合的齿轮7，8形成第一和第七传动比。不受控地装配在从动轴ASl上分别与和主动轴AP2旋转连接的齿轮13和14啮合的齿轮11，12，形成第六和第二传动比。不受控地装配在从动轴AS2上分别与和主动轴APl旋转连接的齿轮17和10啮合的齿轮15，16，形成第三和第五传动比。不受控地装配在从动轴AS2上与和主动轴AP2旋转连接的齿轮13啮合的齿轮18，形成第四传动比。倒车传动比由分别装配在从动轴AS2和ASl上的不受控齿轮20和21形成。在一个变型中，传动比由安装在主动轴之一上的齿轮和与从动轴之一旋转连接的齿轮形成。变速箱还包括每个与两个传动比联接的接合套筒24-27。更准确地说，套筒24安装在第一传动比和第七传动比之间。套筒25安装在第二传动比和第六传动比之间。套筒26安装在第三传动比和第五传动比之间。套筒27安装在第四传动比和倒车传动比之间。允许主动轴API，AP2、从动轴AS1-AS2旋转的轴承在图3上用附图标记30标示。当提高传动比时，把通过对应的接合套筒啮合在要脱开的传动比(输出传动比N)上的主动轴API，AP2称为“输出”主动轴。其所述联接的离合器2. 1，2. 2称为“输出离合器”。把通过对应的接合套筒啮合在待啮合的传动比(输入传动比N+1)上的主动轴AP1，AP2称为“输入”主动轴。其所联接的离合器2. 1，2. 2称为“输入离合器”。参照图4，现将描述当执行按照本发明的在转矩下改变传动比的方法时获得的发动机和离合器的转矩以及发动机和主动轴的转速的不同曲线。Cmth曲线表示发动机转矩随着时间的演变。Cesl和Ces2曲线分别代表输出离合器2. 1,2. 2的定值转矩和所传递的转矩随着时间的变化。Ceel和Cee2曲线分别代表输入离合器2. 1,2. 2的定值转矩和所传递的转矩随着时间的变化。Wmth曲线表示内燃机转速随着时间的演变；而如和We曲线代表输出主动轴AP1，AP2和输入主动轴API，AP2的转速随着时间的演变。更准确地说，在时刻t0，当输出离合器的转矩Cesl，Ces2为非零，而输入离合器的转矩Ceel，Cee2为零时，控制在转矩下提高传动比。这时，输入离合器的转矩Ceel，Cee2和输出离合器的转矩Cesl，Ces2分别趋于增大和减小，以使这些曲线在时刻t0和tl之间交叉。在时刻tl，一旦检测到输出离合器所传递的转矩Ces2改变符号，就控制完全打开该输出离合器。这时，输入离合器的转矩定值Ceel在时刻tl和t2之间的时段T上固定。在时刻tl,，切断发动机3的喷射，使发动机转矩Cmth有骤降的趋势。在时刻t2，发动机转矩重新增大，可以使发动机转速与输入轴的转速同步。于是，当输出离合器打开时没有任何转矩中断。还应当理解发动机转速Wmth以转速逐步而不跳跃式变化的方式从输出主动轴的转速Ws转变到输入主动轴的转速We，这同样使车辆乘客从听觉上感到舒适。图5示出允许检测输出离合器2. 1,2. 2所传递的转矩Ces2的符号改变的系统的运行示意图。所利用的输入值是输出主动轴的转速Ws和输入主动轴的转速We。这些转速Ws, We是借助于在DCT型变速箱上使用的传统传感器测量的。
输入转速We预先借助于模块31乘以输入传动比N+1和输出传动比N之间的减速突变，减法器32计算出速度We和Ws之间的差值Wdiff。积分器模块33对所述差值Wdiff进行积分，以便获得估计间隙角α。该积分器模块33优选在输入和输出离合器2.1，2.2的转矩Ceel，Cee2，Cesl，Ces2交叉的过程中初始化。特别是，当输入机构的转矩定值(Cee2)达到与发动机转矩相联系的目标值的一半时使积分器模块33进行初始化。接着，借助于比较器模块34将该间隙角α与检测阈值S进行比较。该检测阈值S是借助于模块36基于啮合的输入传动比Ν+1和输出传动比N的参数计算的。该检测阈值S将基本上被校准为当传动比Ν+1的主动轴旋转被卡住时，在传动比N的主动轴上获得的总角度间隙的一半。这个比较结果允许确定输出离合器所传递的转矩Ces2是否已经改变符号。若有必要，在将间隙角α应用于输入比较器模块34之前通过模块35对其进行过滤。作为变型，模块35可以定位于模块33的输入端。
权利要求
1.一种在变速箱(I)中在转矩下提高传动比的方法，所述变速箱包括: -第一和第二主动轴(API,AP2),所述第一和第二主动轴每一个都与和发动机(3)相关的转矩传递机构(2.1,2.2)相联接， -第一和第二从动轴(ASl，AS2)，以及 -构成安装在主动轴(AP1，AP2)和从动轴(AS1，AS2)之间的传动比的齿轮对(7_18)、与所述传动比相联接的接合套筒， -其中，为了从脱开传动比N，8卩“输出”传动比转变到新传动比N+1，即“输入”传动比，-联接到“输出”传递机构(2.1，2.2)的主动轴(AP1-AP2)，S卩“输出”主动轴通过对应的接合套筒啮合在输出传动比N上， -联接到“输入”传递机构(2.1，2.2)的主动轴(AP1-AP2)，S卩“输入”主动轴通过对应的接合套筒啮合在输入传动比N+1上， 所述方法包括下列步骤: -分别控制输出机构(2.1,2.2)和输入机构(2.1,2.2),以便减小输出机构所传递的转矩和增大输入机构所传递的转矩， -当基于对输入主动轴和输出主动轴的转速(We，Ws)的分析检测到输出机构(2.1，2.2)所传递的转矩(Ces2)改变符号时，完全打开输出机构(2.1,2.2)， -固定输入机构(2.1,2.2)的转矩定值(Ceel)，并且 -控制输入机构(2.1,2.2)，以保证使发动机转速与输入主动轴的转速同步， 其特征在于，所述方法还包括下列步骤: -测量输入主动轴的速度(We)和输出主动轴的速度(Ws)， -计算这些速度之间的差值(Wdiff)， -把所述差值(Wdiff)应用于输入积分器(33)，以便获得估计间隙角(α)， -把所述估计间隙角U)与检测阈值⑶比较，所述检测阈值是输出传动比N和输入传动比Ν+1的函数， -根据所述比较的结果确定输出机构所传递的转矩(Ces2)是否为负。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于，其包括当输入机构的转矩定值(Cee2)达到与发动机转矩相联系的目标值的一半时对所述积分器(33)进行初始化的步骤。
3.按照权利要求1或2的方法，其特征在于，在计算输入主动轴的速度和输出主动轴的速度(We，Ws)之间的差值之前，将输入主动轴的速度(We)的测量值乘以输入传动比N+1和输出传动比N之间的减速突变值。
4.按照权利要求1至3中任一项的方法，其特征在于，其包括在把所述估计间隙角与检测阈值(S)比较之前对所述估计间隙角(α)进行过滤的步骤。
全文摘要
本发明基本上涉及一种在双离合变速器(DCT)型变速箱(1)中在转矩下提升传动比的方法，包括下列步骤分别控制输出离合器(2.1，2.2)和输入离合器(2.1，2.2)，以便减小输出离合器所传递的转矩和增大输入离合器所传递的转矩；完全打开输出离合器(2.1，2.2)；固定输入离合器(2.1，2.2)的转矩定值(Cee1)；并且控制输入离合器(2.1，2.2)，以保证使发动机转速与输入主动轴的转速同步，其特征在于，在检测到输出离合器传递的转矩改变符号的时刻打开输出离合器(2.1，2.2)。
文档编号F16H61/688GK103080615SQ201180040958
公开日2013年5月1日 申请日期2011年6月16日 优先权日2010年6月23日
发明者A·德尚, G·罗克 申请人:标致·雪铁龙汽车公司