專(zhuān)利名稱(chēng)：用于混合動(dòng)力車(chē)的手自一體變速器的換檔控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于混合動(dòng)力車(chē)的手自一體變速器(AMT)的換檔控制方法，特別 涉及一種在安裝有AMT的混合動(dòng)力車(chē)換檔時(shí)改善齒輪嚙合的技術(shù)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，AMT被越來(lái)越多地使用在混合動(dòng)力車(chē)和非混合動(dòng)力車(chē)中以提高燃油經(jīng)濟(jì) 性，改善動(dòng)力性能和駕駛者便利性。AMT并不自動(dòng)換檔，而是便于手動(dòng)改變齒輪而不使用離 合器踏板。AMT基于駕駛者或計(jì)算機(jī)的指令，利用電子傳感器、氣胎、處理器和驅(qū)動(dòng)器來(lái)執(zhí)行 換檔。這樣沒(méi)有了對(duì)離合器踏板的需求，在傳統(tǒng)的手動(dòng)變速器中在換檔之前需要駕駛者踩 下離合器踏板。在另一方面，離合器本身由電子設(shè)備驅(qū)動(dòng)，其能夠使所需的時(shí)刻和轉(zhuǎn)矩同步 以使得換檔快速和平穩(wěn)。
由于傳統(tǒng)的自動(dòng)變速器配備有轉(zhuǎn)矩變換器，車(chē)輛的“駕駛性能”相對(duì)較高，但是動(dòng) 力傳遞效率非常低，因此燃油經(jīng)濟(jì)性也很低。另一方面，AMT具有相對(duì)較小的動(dòng)力損失，但 是由于在換檔過(guò)程中動(dòng)力傳遞可能被中斷，因此駕駛性能比傳統(tǒng)自動(dòng)變速器稍低。
因此，通過(guò)縮短換檔時(shí)間而減少動(dòng)力中斷的時(shí)段，在設(shè)計(jì)AMT中是非常重要的。此 外，由于在齒輪傳遞過(guò)程中齒輪被分離和嚙合，因此使齒輪容易地分離和嚙合很重要，因此 如果齒輪嚙合失敗，則換檔和驅(qū)動(dòng)車(chē)輛都變得不可能。
特別地，在混合動(dòng)力AMT車(chē)中，由于電動(dòng)機(jī)與變速器的輸入軸連接在一起，因此僅 通過(guò)同步器而沒(méi)有電動(dòng)機(jī)難以同步。因此，通過(guò)電動(dòng)機(jī)使輸入軸的旋轉(zhuǎn)速度增加到接近于 同步旋轉(zhuǎn)速度，此后，通過(guò)同步器在一個(gè)較小速度差的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)同步。
圖1示出混合動(dòng)力AMT車(chē)在上坡路上換檔時(shí)沒(méi)有正確嚙合適當(dāng)齒輪的情況，并且 示出根據(jù)時(shí)間改變除了電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的曲線(xiàn)之外，相應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)速度和變速器輸入軸轉(zhuǎn)速的 曲線(xiàn)。參考圖1，為了在分離離合器之后同步，對(duì)跟隨電動(dòng)機(jī)速度的部分A執(zhí)行控制，與下一 目標(biāo)換檔階段的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)同步，并且隨后去除電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩并且嘗試齒輪嚙合。
然而，在此情況下，當(dāng)在上坡路上車(chē)速減小時(shí)，輸出軸的速度也急劇減小，因此，用 于與輸出軸的速度同步的輸入軸的控制目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度也急劇減小。由于在傳統(tǒng)技術(shù)中，電 動(dòng)機(jī)的慣性仍然相對(duì)大于通常的盤(pán)式離合器，因此同步器的摩擦力不能承受慣性，盡管只 有大約50RPM的小速度差。因此，在初始的同步過(guò)程中幾乎可以實(shí)現(xiàn)同步，但是隨著時(shí)間的 過(guò)去，由于同步衰減現(xiàn)象，其中輸入軸的控制目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度與輸入軸速度之間的差值擴(kuò)大， 因此齒輪嚙合最終失敗。
在此背景部分中公開(kāi)的上述信息僅用于增強(qiáng)對(duì)本發(fā)明的背景的理解，因而其可以 包括本領(lǐng)域技術(shù)人員已經(jīng)熟知的不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)的信息。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種用于AMT混合動(dòng)力車(chē)的換檔控制方法，即使在AMT混合動(dòng)力車(chē)的 車(chē)速突然改變時(shí)，也可以實(shí)現(xiàn)變速器平順、穩(wěn)定的同步操作，以防止齒輪嚙合失效，通過(guò)快速的齒輪嚙合而使動(dòng)力中斷最小化來(lái)改善駕駛性能，并且提高變速器的耐久性。
在一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種用于AMT混合動(dòng)力車(chē)的換檔控制方法，包括主動(dòng)同 步保持步驟。該主動(dòng)同步保持步驟抑制同步的減弱，并且考慮到換檔過(guò)程中電動(dòng)機(jī)慣性和 控制目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度的變化，通過(guò)由連接于輸入軸的電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩來(lái)執(zhí)行。
在另一方面，本發(fā)明提供一種用于AMT混合動(dòng)力車(chē)的換檔控制方法，包括起動(dòng)工 況判斷步驟，判斷是否換檔已經(jīng)開(kāi)始以及是否已經(jīng)實(shí)現(xiàn)同步，并且隨后齒輪嚙合是否已經(jīng) 開(kāi)始；轉(zhuǎn)矩計(jì)算步驟，通過(guò)將輸入軸的控制目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度的變化量與電動(dòng)機(jī)慣性力矩相乘， 得到同步負(fù)載轉(zhuǎn)矩；同步負(fù)載判斷步驟，判斷同步負(fù)載轉(zhuǎn)矩是否為O ;主動(dòng)同步保持步驟， 當(dāng)同步負(fù)載轉(zhuǎn)矩不為O時(shí)，控制電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生與同步負(fù)載轉(zhuǎn)矩相等的轉(zhuǎn)矩，以及取消步驟，當(dāng) 齒輪嚙合完成時(shí)，將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩恢復(fù)至初始狀態(tài)。


現(xiàn)在參考在附圖中示出的某些示范性實(shí)施方式來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明的上述和其它 的特征，僅僅以示例性的方式給出下文中的附圖，因此其不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制，并且其 中
圖1是示出傳統(tǒng)技術(shù)中的混合動(dòng)力AMT車(chē)輛在上坡行駛時(shí)的換檔過(guò)程中齒輪嚙合 失敗情況下的曲線(xiàn)圖2是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施方式的AMT混合動(dòng)力車(chē)的換檔控制方法的 流程圖3是示出通過(guò)根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施方式的AMT混合動(dòng)力車(chē)的換檔控制方 法實(shí)現(xiàn)的換檔的工況的曲線(xiàn)圖。
應(yīng)當(dāng)理解的是，附圖不必按比例繪制，而是呈現(xiàn)出說(shuō)明本發(fā)明基本原理的各種優(yōu) 選特征的簡(jiǎn)化表示。本文中所公開(kāi)的本發(fā)明的特定設(shè)計(jì)特征，包括例如特定尺寸、方向、位 置和形狀，這些特征將部分地由預(yù)期的特定應(yīng)用和使用環(huán)境來(lái)確定。
在附圖中，在全部的幾張圖中，附圖標(biāo)記始終指代本發(fā)明的相同或等同部件。
具體實(shí)施方式
下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方式，這些實(shí)施方式的實(shí)施例在附圖以及下文 的描述中被示出。盡管將結(jié)合示例性實(shí)施方式來(lái)描述本發(fā)明，然而可以理解的是，本說(shuō)明書(shū) 并不意圖將本發(fā)明限制在那些示例性實(shí)施方式上。相反地，本發(fā)明不僅意圖覆蓋這些示例 性實(shí)施方式，還覆蓋包含在所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的各種替換、變型、 等價(jià)形式以及其它實(shí)施方式。
可以理解的是，本文中所使用的術(shù)語(yǔ)“車(chē)輛”或“車(chē)輛的”或其它類(lèi)似的術(shù)語(yǔ)包括 一般而言的機(jī)動(dòng)車(chē)輛，比如包含運(yùn)動(dòng)型多用途車(chē)輛(SUV)、公共汽車(chē)、貨車(chē)，各種商用車(chē)輛的 客車(chē)、包含各種輪船和艦船的船只、飛行器等等，并且包括混合動(dòng)力車(chē)輛、電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng) 力電動(dòng)汽車(chē)、氫動(dòng)力汽車(chē)和其它替代燃料汽車(chē)(例如，從除了石油以外的資源中取得的燃 料)。如在本文中所引用的，混合動(dòng)力車(chē)輛是具有兩種或多種動(dòng)力來(lái)源的車(chē)輛，例如汽油動(dòng) 力車(chē)輛和電動(dòng)動(dòng)力車(chē)輛二者。
此外，可以通過(guò)安裝在車(chē)內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)控制器或處理器執(zhí)行下述方法，這些控制器或處理器被配置成執(zhí)行下面描述的步驟和處理。
而且，本發(fā)明的控制邏輯可被實(shí)施為含有通過(guò)處理器、控制器等執(zhí)行的可執(zhí)行程 序指令的非短暫計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的例子包括，但不限于，ROM、RAM、光盤(pán) (⑶)-ROM、磁帶、軟盤(pán)、優(yōu)盤(pán)、智能卡和光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)還可分布在 網(wǎng)絡(luò)耦合的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，使得計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)被存儲(chǔ)，并且例如通過(guò)遠(yuǎn)程信息處理服務(wù) 器或控制器局域網(wǎng)(CAN)以分散的方式被執(zhí)行。
參考圖2，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施方式的AMT混合動(dòng)力車(chē)的換檔控制方法包 括起動(dòng)工況判斷步驟(SlO)，判斷是否換檔已經(jīng)開(kāi)始且是否已經(jīng)實(shí)現(xiàn)同步，隨后齒輪是否 已經(jīng)開(kāi)始嚙合。響應(yīng)于確定出齒輪嚙合已經(jīng)開(kāi)始，開(kāi)始轉(zhuǎn)矩計(jì)算步驟(S20)。在轉(zhuǎn)矩計(jì)算步 驟中，通過(guò)將輸入軸的控制目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度的變化量與電動(dòng)機(jī)慣性力矩相乘，得到同步負(fù)載 轉(zhuǎn)矩。然后，同步負(fù)載判斷步驟(S30)確定同步負(fù)載轉(zhuǎn)矩是否為O。當(dāng)同步負(fù)載轉(zhuǎn)矩不為O 時(shí)，主動(dòng)同步保持步驟(S40)控制電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生與同步負(fù)載轉(zhuǎn)矩相等的轉(zhuǎn)矩。最后，當(dāng)齒輪嚙 合完成時(shí)，取消步驟(S50)將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩恢復(fù)至其初始狀態(tài)。
也就是說(shuō)，在換檔過(guò)程中，即使在第一次實(shí)現(xiàn)同步以起動(dòng)齒輪嚙合之后，由于車(chē)速 的突然變化，僅利用同步器仍然難以保持同步狀態(tài)。因而，考慮到連接于輸入軸的電動(dòng)機(jī)的 慣性的變化以及控制目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度的變化，主動(dòng)同步保持步驟(S40)通過(guò)利用電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生 轉(zhuǎn)矩，抑制同步的衰減，從而確保穩(wěn)定的同步狀態(tài)并利于平穩(wěn)的換檔操作。
此外，在目標(biāo)換檔階段齒輪嚙合已經(jīng)開(kāi)始之后，當(dāng)通過(guò)將輸入軸的控制目標(biāo)旋轉(zhuǎn) 速度的變化量與電動(dòng)機(jī)慣性力矩相乘得到的同步負(fù)載轉(zhuǎn)矩不是O時(shí)，執(zhí)行主動(dòng)同步保持步 驟(S40)。也就是說(shuō)，當(dāng)同步負(fù)載轉(zhuǎn)矩為O時(shí)，電動(dòng)機(jī)的慣性力矩不為0，因此，輸入軸的控 制目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度的變化量為O。因此，在換檔過(guò)程中，車(chē)速?zèng)]有明顯變化。在此情況下，不需 要利用電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩以維持同步狀態(tài)。
當(dāng)然，在主動(dòng)同步保持步驟(S40)中，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩是同步負(fù)載轉(zhuǎn)矩。也就是 說(shuō)，通過(guò)將輸入軸的控制目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度的變化量與電動(dòng)機(jī)的慣性力矩相乘得到的同步負(fù)載 轉(zhuǎn)矩被計(jì)算出以分配至電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩指令。
在目標(biāo)換檔階段齒輪嚙合已經(jīng)開(kāi)始之后，開(kāi)始主動(dòng)同步保持步驟(S40)，并且在齒 輪嚙合完成時(shí)，終止主動(dòng)同步保持步驟(S40)。因此，由車(chē)內(nèi)的控制器或處理器執(zhí)行的上 述方法，在主動(dòng)同步保持步驟(S40)中已經(jīng)由電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩時(shí)確定齒輪嚙合是否已經(jīng)完 成，并且當(dāng)齒輪嚙合已經(jīng)完成時(shí)，通過(guò)將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩恢復(fù)至其初始狀態(tài)來(lái)終止主動(dòng)同步保 持步驟(S40)。
在此，在將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩恢復(fù)至初始狀態(tài)的過(guò)程中，總轉(zhuǎn)矩中的轉(zhuǎn)矩通常被設(shè)置 為0，然而該轉(zhuǎn)矩并不特別限制于此，并且防止由電動(dòng)機(jī)額外產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩通過(guò)主動(dòng)同步保持 步驟(S40)產(chǎn)生。
參考圖3，與傳統(tǒng)技術(shù)類(lèi)似，首先利用電動(dòng)機(jī)對(duì)例如跟隨下一目標(biāo)換檔階段的同步 RPM的電動(dòng)機(jī)速度的部分B執(zhí)行控制，此后，通過(guò)執(zhí)行主動(dòng)同步保持步驟(S40)，產(chǎn)生用于取 消/抑制作用在同步器上的負(fù)載的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，進(jìn)行換檔。
如圖3所示，在本發(fā)明示出的實(shí)施方式中，通過(guò)執(zhí)行主動(dòng)同步保持步驟(S40)來(lái)確 保和維持穩(wěn)定的同步狀態(tài)，以在目標(biāo)換檔階段實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)、快速和穩(wěn)定的齒輪嚙合。因此，通 過(guò)在快速換檔完成過(guò)程中縮短車(chē)輛的轉(zhuǎn)矩中斷時(shí)間來(lái)提高車(chē)輛的駕駛性能。更進(jìn)一步，通過(guò)確保穩(wěn)定的換檔質(zhì)量，可以提高同步器的耐久性以及車(chē)輛的適銷(xiāo)性。
因此，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，即使AMT混合動(dòng)力車(chē)的車(chē)速會(huì)突然改變，仍 然可以實(shí)現(xiàn)變速器流暢和穩(wěn)定的同步操作，以防止齒輪嚙合失??；由于快速齒輪嚙合，因此 通過(guò)使動(dòng)力中斷最小化改善了駕駛性能，并且提高變速器的耐久性。
上面已經(jīng)參考優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員在 不偏離本發(fā)明的原則和精神的范圍內(nèi)還可以對(duì)這些實(shí)施方式進(jìn)行變形，本發(fā)明的保護(hù)范圍 由所附權(quán)利要求及其等價(jià)形式確定。
權(quán)利要求
1.一種用于AMT混合動(dòng)力車(chē)的換檔控制方法，包括考慮到在換檔過(guò)程中連接于輸入軸的電動(dòng)機(jī)的慣性的變化以及控制目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度的變化，控制器通過(guò)利用所述電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩來(lái)抑制同步的減弱。
2.如權(quán)利要求1所述的用于AMT混合動(dòng)力車(chē)的換檔控制方法，其中在目標(biāo)換檔階段齒輪嚙合已經(jīng)開(kāi)始之后，當(dāng)通過(guò)所述輸入軸的所述控制目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度的變化量與電動(dòng)機(jī)的慣性力矩相乘得到的同步負(fù)載轉(zhuǎn)矩不為O時(shí)，執(zhí)行所述抑制步驟。
3.如權(quán)利要求2所述的用于AMT混合動(dòng)力車(chē)的換檔控制方法，其中由所述電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的所述轉(zhuǎn)矩是同步負(fù)載轉(zhuǎn)矩。
4.如權(quán)利要求2所述的用于AMT混合動(dòng)力車(chē)的換檔控制方法，其中在所述目標(biāo)換檔階段齒輪嚙合已經(jīng)開(kāi)始之后開(kāi)始執(zhí)行抑制步驟，并且在所述齒輪嚙合已經(jīng)完成時(shí)終止抑制步驟。
5.一種用于AMT混合動(dòng)力車(chē)的換檔控制方法，包括通過(guò)控制器確定換檔是否已經(jīng)開(kāi)始以及是否已經(jīng)實(shí)現(xiàn)同步，并且此后齒輪嚙合是否已經(jīng)開(kāi)始；響應(yīng)于確定齒輪嚙合已經(jīng)開(kāi)始，由所述控制器通過(guò)將輸入軸的控制目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度的變化量與電動(dòng)機(jī)的慣性力矩相乘得到同步負(fù)載轉(zhuǎn)矩；通過(guò)所述控制器確定所述同步負(fù)載轉(zhuǎn)矩是否為O ;當(dāng)所述同步負(fù)載轉(zhuǎn)矩不為O時(shí)，通過(guò)所述控制器控制所述電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生與所述同步負(fù)載轉(zhuǎn)矩相等的轉(zhuǎn)矩；以及當(dāng)所述齒輪嚙合完成時(shí)，通過(guò)所述控制器將所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩恢復(fù)至初始狀態(tài)。
6.一種非短暫計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，包含由處理器或控制器執(zhí)行的程序指令，所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括確定換檔是否已經(jīng)開(kāi)始以及是否已經(jīng)實(shí)現(xiàn)同步并且此后齒輪嚙合是否已經(jīng)開(kāi)始的程序指令；響應(yīng)于確定齒輪嚙合已經(jīng)開(kāi)始而通過(guò)將輸入軸的控制目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度的變化量與電動(dòng)機(jī)的慣性力矩相乘得到同步負(fù)載轉(zhuǎn)矩的程序指令；確定所述同步負(fù)載轉(zhuǎn)矩是否為O的程序指令；當(dāng)所述同步負(fù)載轉(zhuǎn)矩不為O時(shí)控制所述電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生與所述同步負(fù)載轉(zhuǎn)矩相等的轉(zhuǎn)矩的程序指令；以及當(dāng)齒輪嚙合完成時(shí)將所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩恢復(fù)至初始狀態(tài)的程序指令。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種用于混合動(dòng)力車(chē)的手自一體變速器的換檔控制方法，即使在混合動(dòng)力車(chē)的手自一體變速器(AMT)中的車(chē)速突然發(fā)生變化，也可以考慮到在換檔過(guò)程中電動(dòng)機(jī)慣性的變化和控制目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度的變化，通過(guò)連接于輸入軸的電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，來(lái)抑制同步的減弱，從而使變速器順暢、穩(wěn)定地同步操作。
文檔編號(hào)F16H59/36GK103032563SQ20121026487
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月10日
發(fā)明者成秉俊, 張尚必 申請(qǐng)人:現(xiàn)代自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社