用于控制变速箱的牙嵌联接的方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及机动车辆变速器领域。
[0002]本发明涉及对变速箱在缺少摩擦式机械同步系统的情况下在档位变化过程中要求掌控有待牙嵌联接的变速箱元件之间的速度差异的牙嵌联接的控制。
【背景技术】
[0003]本发明的目的是一种用于控制车辆变速箱的牙嵌联接的方法。
[0004]该方法优选地、但并非限制性地使用于如公开文件W02012/131259中所阐述的、装备有热力发动机和电驱动机器的机动车辆所使用的一种混合动力变速器，该混合动力变速器包括两个同心的主轴，这两个主轴各自支承与这些车辆车轮相连的副轴上的至少一个减速齿轮。
[0005]图1所展示的这种变速器包括实心主轴1，该主轴通过过滤系统2 (阻尼轮毂、“阻尼器”、双飞轮或其他元件)而被直接连接到热力发动机(未示出)的惯性飞轮3上。实心轴I支承惰轮4，该惰轮可以通过第一联接系统5 (牙嵌、同步器或其他类型的可任选渐进式联接器)来与该实心轴相连接。空心主轴6被连接到电动机器7的转子上。
[0006]空心轴6支承两个固定的齿轮8、9。该空心轴可以通过联接系统5使用或不使用机械同步器地与实心主轴I相连接。副轴10支承两个惰轮11和12。这些惰轮11、12可以通过第二联接系统13使用或不使用机械同步器地与该主轴相连接。副轴10还支承一个固定齿轮14以及朝向差速器16的减速齿轮15，该差速器连接到该车辆的车轮(未示出)上。
[0007]第一联接装置5可以占据至少三个位置，在这些位置中:
[0008]-该热力发动机与将电动机器7连接到这些车轮上的传动系解除联接，
[0009]-该热力发动机在该电动机器有辅助或没有辅助的情况下驱动这些车轮，以及
[0010]-该热力发动机与电动机器7联接以便将它们朝向这些车轮方向的对应转矩相加在一起。
[0011]第二联接装置13也具有三个位置，在这些位置中该第二联接装置处于中立位置，或者这两个惰轮11、12中任一个被牙嵌式联接在副轴10上。
[0012]当这些联接系统5和13上没有提供机械同步装置时，从一种运动模式过渡到另一种运动模式就要求对这些有待牙嵌式联接的元件的同步进行电子控制。为了提供这种联接，位于这些联接系统5、13上的齿的设计可能要求掌控这些有待牙嵌式联接的元件之间的速度差。于是计算机的任务是对该速度差加以控制。
[0013]这些有待牙嵌式联接的元件的齿可以具有不同的形状。当这些齿是如图2A中的笔直的(矩形的)、或者如图2B中具有防脱部时，齿对齿接触表面是相当大的。如果这两个部分恰好处于相同速度，则存在齿对齿顶靠、并且因此牙嵌联接不成功的风险。于是有必要使这些有待牙嵌式联接的元件之间保持一定速度差，以使得这些元件找到允许牙嵌联接的相对位置。
[0014]—旦该速度差异已经建立，就可以给出牙嵌联接(或联接)的指令，以便使该联接系统平移。
[0015]于是为了使联接操作完美而有待解决的技术问题如下:维持该速度差异直至牙嵌联接时刻，所冒的失败风险是，当在该牙嵌联接的这个瞬间，该机械元件致使这些以联接的部分同步(即零速度差异)。
【发明内容】
[0016]本发明的目标是解决牙嵌联接时刻存在的维持速度差异的必要性与消除该同一差异的机械要求之间的矛盾。
[0017]为此，本发明提出了一种两阶段操作。在第一阶段，调节器使这些旋转元件的速度差为非零设定点值而不使这些旋转元件朝向彼此平移。在当该速度差达到其所希望的值时才开始的第二阶段，通过因子(F)来对该调节器检查到的差加以调制，该因子是所测量值与设定点值之间的总差的函数。这些旋转元件朝向彼此平移。这种移动继续直至牙嵌联接结束。
[0018]优选地，该因子(F)在第一阶段被设定为值1，然后在第二阶段由一个值表来限定，该值表是所测量值与设定点值之间的总差的函数。
【附图说明】
[0019]通过阅读对本发明的一个非限制性实施例的以下说明并参照附图可以更好地理解本发明，在附图中:
[0020]-图1是变速箱构架图，
[0021]-图2A和图2B示出了两种类型的牙嵌，
[0022]-图3展示了根据这些操作阶段对用于总差的调制因子的计算，
[0023]-图4概述了本发明的策略，并且
[0024]-图5示出了相关联的调节环路。
【具体实施方式】
[0025]图4所展示的策略如下。在驾驶员或该变速器的计算机请求牙嵌联接之后，激活同步调节器。该调节器被安装在该变速器的或动力传动系的计算机中。该调节器对该车辆的驱动动力源、即电动机器和/或热力发动机加以控制，以便在这两个旋转元件之间建立速度差。这些旋转元件之一上测量到的速度值与设定点速度之间的差或设定点差异具有非零值。如以上所指明的，该差异被确定，以便在缺少机械同步单元的情况下有助于牙嵌联接。
[0026]从涉及图5的激活该调节器的牙嵌联接请求开始，该调节器给“系统”(这些动力源的致动器)引入适合于建立图4和图5中提及的速度“最终差”的“命令”。在该操作的第一阶段，称作初始同步阶段，使该“最终差”维持在其总值上。该阶段允许在这两个有待牙嵌联接的元件之间建立所希望的速度差异。在该第一阶段结束时，即在图5中名为“同步0K”的步骤，开始该操作的第二阶段，或牙嵌联接阶段。然后在该调节器内调整对该最终差的计算，以便在牙嵌联接之前维持所希望的速度差异，而不会反应过度，即不导致冲击。这种调整是在该调节环路中引入调制因子F的结果。同时，一个旋转元件、如具有笔直或矩形齿(图2A)或具有“防脱部”(图2B)的牙嵌开始移动。
[0027]图5的闭环调节是自调整类型的。该控制方法基于对这些旋转元件之间的速度差的自调整闭环调节，分成两个阶段。在第一阶段，调节器使这些旋转元件的速度差到非零设定点值而不使这些旋转元件朝向彼此平移。这些旋转元件移动直至在第二阶段发生牙嵌联接，该第二阶段在该速度差达到其所希望的值时开始。然后，以该调节器检查到的差通过因子(F)来加以调制，该因子是所测量值与设定点值之间的总差的函数。
[0028]在同步阶段，该调节器作为输入接收“最终差””，该最终差完全等于该“总差”(设定点与测量值之间的差距)。在牙嵌联接阶段，通过使“总差”乘以因子F来调整对该最终差的计算，图3展示出了该因子的变化:
[0029].在称作初始同步阶段的第一阶段，该因子被设定为值1，
[0030].从第二牙嵌联接阶段该因子由一个值表来限定，该值表是该总差的函数。
[0031]因子F的变化在图4的“调节器调整激活”步骤，在图5的“校验”框中被触发。该速度差异然后达到所希望的值，以便触发牙嵌联接(“同步0K””)。然后启动牙嵌联接阶段，在该阶段因子F对该闭环调节器检查到的差进行调制，同时该牙嵌被偏移。继续该调整直至完成牙嵌联接。在这一时刻(“牙嵌联接0K”)，运动模式改变结束。因此，在该牙嵌联接阶段，该总差与该调制因子(F)相乘，并且在这些旋转元件的牙嵌联接未完成时继续这种调制。
[0032]在该牙嵌联接阶段，该系数同时允许:
[0033].维持速度同步直至牙嵌联接时刻，
[0034].防止由该机械元件导致的针对该速度差异的突然消除进行的任何夸大补偿，以及
[0035].有效地抵消任何可能的同步干扰。
[0036]概括地说，所提出的调节器允许:
[0037]?通过对在操作的第一阶段进行牙嵌联接所要求的速度差异加以控制确保有待牙嵌联接的元件快速且稳健同步，然后
[0038].维持该差异直至牙嵌联接，而在该操作到第二阶段、即在牙嵌联接这一时刻不会反应过度，即不会导致冲击。
[0039]如以上所指明的，本发明优选地使用于装备有热力发动机和电驱动机器的机动车辆所使用的混合动力变速器。这种情况下，该调节器将一个命令信号发送至这两个向变速箱中引入动力的动力源(即热力发动机和电动机器)中任一个的致动器。因此，该调节器可以控制用于将动力输入变速器的电动机器、和/或热力发动机的速度。
【主权项】
1.一种用于控制两个变速箱元件的牙嵌联接的方法，当驾驶员或变速箱计算机请求牙嵌联接时这些变速箱元件初始以不同的速度旋转，其特征在于，在第一阶段，一个调节器促使这些旋转元件的速度差达到一个非零设定点值而不使这些旋转元件朝向彼此平移，并且在第二阶段使得这些旋转元件移动直至发生该牙嵌联接，该第二阶段在该速度差达到其所希望的值时开始，在该第二阶段，以一个因子(F)对该调节器所检查到的该差加以调制，该因子是所测量的值与设定点值之间的总差的函数。2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，该因子(F)在该第一阶段被设定为值1，然后在该第二阶段由一个值表来限定，该值表是所测量值与设定点值之间的总差的函数。3.如权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，该控制方法是基于对这些旋转元件之间的速度差的自调整闭环调节。4.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于，在该第一阶段，该调节器作为输入接收一个针对速度总差的信号，该速度总差等于一个设定点与一个测量值之间的差距。5.如权利要求4所述的控制方法，其特征在于，在该第二阶段，该总差乘以该调制因子(F)。6.如以上权利要求之一所述的控制方法，其特征在于，在这些旋转元件的牙嵌联接未完成时继续对由该调节器检查到的该差进行调制。7.如以上权利要求之一所述的控制方法，其特征在于，该调节器将一个命令信号发送至这些向变速箱中引入动力的源的致动器。8.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，该调节器控制用于将动力输入变速器的一台电动机器的速度。9.如权利要求7或8所述的控制方法，其特征在于，该调节器控制用于将动力输入变速器的一台热力发动机的速度。
【专利摘要】在此披露了一种用于控制两个变速箱元件的牙嵌联接的方法，当驾驶员或变速箱计算机请求牙嵌联接时这些变速箱元件初始以不同的速度旋转，其特征在于，在第一阶段，一个调节器促使这些旋转元件的转速差达到一个非零参考值而不使这些旋转元件朝向彼此平移式移动，并且在第二阶段使得这些旋转元件移动直至这些旋转元件发生牙嵌联接，该第二阶段在该转速差达到其所希望的值时开始，在该第二阶段，以一个因子(F)对该调节器所感知到的该差加以调制，该因子是所测量的值与设定点值之间的原始差的函数。
【IPC分类】F16H61/04
【公开号】CN105209800
【申请号】CN201480026127
【发明人】J-M·韦斯帕斯恩
【申请人】雷诺股份公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2014年3月13日
【公告号】EP2986871A1, US20160075337, WO2014170565A1