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双离合器式变速器的离合器全滑移动力换挡

阅读：257发布：2021-03-02

IPRDB可以提供双离合器式变速器的离合器全滑移动力换挡专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种用于操作双离合器式变速器的系统，其包括起步/蠕行控制器、换挡逻辑和离合器控制组件。换挡逻辑配置成随着起步/蠕行控制器将目标离合器转矩传递到离合器组件而截取来自起步/蠕行控制器的包含目标离合器转矩的转矩指令。换挡逻辑接入将即将接合离合器上的转矩增大至预填充转矩的准备阶段。换挡逻辑然后接入通过同时减小即将脱开离合器转矩并增大即将接合离合器转矩而在即将脱开离合器与即将接合离合器之间传递转矩的转矩阶段。即将脱开离合器和即将接合离合器在传递期间保持处于维持目标离合器转矩的滑移状态。，下面是双离合器式变速器的离合器全滑移动力换挡专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种控制包括即将接合离合器和即将脱开离合器的双离合器式变速器的方法，包括：从起步/蠕行控制器产生转矩指令，所述转矩指令包含目标离合器转矩；

利用换挡逻辑截取所述转矩指令；

实施准备阶段，所述准备阶段包括：

将所述即将接合离合器上的转矩增大至预填充转矩；

实施将转矩从所述即将脱开离合器传递到所述即将接合离合器的转矩阶段，所述转矩阶段包括：朝所述目标离合器转矩增大所述即将接合离合器上的转矩，所述即将接合离合器在所述传递期间保持解锁；和减小所述即将脱开离合器上的转矩，所述即将脱开离合器在所述传递期间保持解锁；

其中，随着即将脱开离合器转矩减小，增加至所述即将脱开离合器转矩的即将接合离合器转矩的组合维持所述目标离合器转矩。

2.如权利要求1所述的控制双离合器式变速器的方法，还包括：实施后阶段，所述后阶段包括：

增大所述即将接合离合器上的转矩，直至其与所述目标离合器转矩一致；和减小所述即将脱开离合器上的转矩，直至所述即将脱开离合器断开。

3.如权利要求2所述的控制双离合器式变速器的方法，其中，所述后阶段包括：从所述起步/蠕行控制器产生转矩指令环；

连续地截取所述转矩指令环以通过所述换挡逻辑更新所述目标离合器转矩；以及连续地调节所述即将接合离合器上的转矩以与更新后的目标离合器转矩一致。

4.如权利要求1所述的控制双离合器式变速器的方法，其中，所述即将脱开离合器和所述即将接合离合器在所述转矩阶段期间保持处于滑移状态。

5.如权利要求1所述的控制双离合器式变速器的方法，其中，所述换挡逻辑与离合器温度信号通信，所述换挡逻辑响应于所述离合器温度信号而实施所述转矩阶段。

6.如权利要求1所述的控制双离合器式变速器的方法，其中，所述换挡逻辑与挡位选择信号通信，所述换挡逻辑响应于所述挡位选择信号而实施所述转矩阶段。

7.如权利要求3所述的控制双离合器式变速器的方法，其中，当踏板信号低于预定值时，所述转矩指令环包含蠕行环。

8.如权利要求3所述的控制双离合器式变速器的方法，其中，当踏板信号高于预定值时，所述转矩指令环包含起步环。

9.一种双离合器式变速器，包括：

起步/蠕行控制器，其配置成产生包含目标离合器转矩的转矩指令；

第一离合器；

第二离合器；

与所述起步/蠕行控制器、所述第一离合器和所述第二离合器通信的离合器控制组件，所述离合器控制组件包括配置成截取来自所述起步/蠕行控制器的所述转矩指令的换挡逻辑，所述换挡逻辑配置成通过以下方式进行动力换挡：实施将转矩从所述第一离合器传递到所述第二离合器的转矩阶段，所述转矩阶段包括：朝所述目标离合器转矩增大所述第二离合器上的转矩；和同时减小所述第一离合器上的转矩；

其中，在所述传递期间所述第一离合器和所述第二离合器两者都处于维持所述目标离合器转矩的滑移状态。

10.如权利要求9所述的双离合器式变速器，其中，所述换挡逻辑还配置成：在所述转矩阶段之前实施准备阶段，所述准备阶段包括：将所述第二离合器上的转矩增大至预填充转矩。

11.如权利要求10所述的双离合器式变速器，其中，所述准备阶段还包括：对所述第一离合器和所述第二离合器进行转矩平衡。

12.如权利要求9所述的双离合器式变速器，其中，所述预填充转矩包括板接触点转矩。

13.如权利要求9所述的双离合器式变速器，其中，所述换挡逻辑还配置成：实施后阶段，所述后阶段包括：

增大所述第二离合器上的转矩，直至其与所述目标离合器转矩一致；和减小所述第一离合器上的转矩，直至所述第一离合器断开。

14.如权利要求13所述的双离合器式变速器，其中，所述后阶段包括：从所述起步/蠕行控制器产生转矩指令环；

连续地截取所述转矩指令环以更新所述目标离合器转矩；以及连续地调节所述第二离合器上的转矩以与更新后的目标离合器转矩一致。

15.如权利要求9所述的双离合器式变速器，其中，所述换挡逻辑与离合器温度信号通信，所述换挡逻辑响应于指示变速器过热的所述离合器温度信号而实施所述转矩阶段。

16.如权利要求9所述的双离合器式变速器，其中，所述换挡逻辑与挡位选择信号通信，所述换挡逻辑响应于指示挡位选择错误的所述挡位选择信号而实施所述转矩阶段。

17.如权利要求13所述的双离合器式变速器，其中，所述第一离合器和所述第二离合器在所述后阶段期间保持解锁。

18.一种用于操作双离合器式变速器的系统，包括起步/蠕行控制器和包含换挡逻辑的离合器控制组件，所述离合器控制组件配置成：利用所述换挡逻辑截取来自所述起步/蠕行控制器的转矩指令，所述转矩指令包含目标离合器转矩；

接入准备阶段，所述准备阶段包括：

将即将接合离合器上的转矩增大至预填充转矩；

接入转矩阶段，所述转矩阶段包括：

通过同时减小即将脱开离合器转矩并增大即将接合离合器转矩而在所述即将脱开离合器与所述即将接合离合器之间传递转矩，其中在所述传递期间所述即将脱开离合器和所述即将接合离合器两者都处于维持所述目标离合器转矩的滑移状态。

19.如权利要求18所述的系统，其中，所述离合器控制组件还配置成：实施后阶段，所述后阶段包括：

增大所述即将接合离合器上的转矩，直至其与所述目标离合器转矩一致；和减小所述即将脱开离合器上的转矩，直至所述即将脱开离合器断开。

20.如权利要求19所述的系统，其中，所述后阶段还包括：从所述起步/蠕行控制器产生转矩指令环；

连续地截取所述转矩指令环以更新所述目标离合器转矩；以及连续地调节所述即将接合离合器上的转矩以与更新后的目标离合器转矩一致。

说明书全文

双离合器式变速器的离合器全滑移动力换挡

[0001] 对相关申请的相交引用

[0002] 本申请要求在2014年2月11日提交的美国临时申请No.61/938,317和在2015年1月6日提交的美国专利申请No.14/590,324的权益，所述申请的全部内容在此通过引用并入。

背景技术

[0003] 装备有自动变速器的车辆响应于通常与对连结的加速器踏板的调节相关的节气门输入的变化而在变速器中的挡位之间自动变换。当驾驶者调节加速器踏板时，这些变化影响节气门输入，并且又引起调节与发动机操作性连接并对节气门输入作出响应的自动变速器以发现合适的挡位。存在不同类型的换挡方案，包括动力接通/切断升挡和动力接通/切断降挡。动力接通换挡指当加速器踏板被踏压时变换为较高挡(升挡)或较低挡(降挡)。动力切断换挡指当加速器踏板被释放时变换为较高挡(升挡)或较低挡(降挡)。

[0004] 一种形式的自动变速器利用双离合器来在挡位之间变换。在这些双离合器式变速器中，通常存在与当前挡位接合并驱动当前挡位的即将脱开(off-going)离合器和用于与待换入(升挡或降挡)的挡位接合的即将接合(on-going)离合器。在困难的换挡状况期间会出现平滑换挡的复杂化。在车辆从怠速加速时发生起步换挡，且在起步本身期间发生行驶换挡。当在起步期间离合器过热或在起步时最初未选择最佳挡位时，动力换挡通常必须断开即将脱开挡位并启用即将接合挡位。这会引起在即将脱开离合器的断开与即将接合离合器的重新接合之间对变速器的转矩干扰。该转矩干扰会引起粗暴换挡和非期望的性能。当在节气门开启的状态下停止在坡道上并且有必要换挡时，可能引起类似的转矩干扰。在这种状况下，虽然车辆向前蠕行(creeping)，但可能有必要在仍向前驱动的同时降挡为较低挡位。同样，转矩的干扰可能引起粗暴换挡和非期望的性能。

[0005] 可能希望有一种在环境条件或不适当的挡位选择使得有必要换挡的动力起步换挡状况期间将会减少变速器转矩干扰的方案。还希望有一种在车辆可能蠕行而停在坡道上并且指示挡位变化的状况期间将会进一步减少变速器转矩干扰的技术。

附图说明

[0006] 现在参照附图，详细示出了示例性图示。尽管附图代表典型实施例，但附图不一定按比例绘制并且某些特征可能被夸大以更好地图示和解释说明性的实施例的新颖方面。此外，在此描述的示例性图示并非旨在穷举或者以其它方式限制或约束为图中所示和以下详细描述中公开的具体形式和构型。通过参照附图详细描述示例性图示如下：

[0007] 图1是双离合器式变速器的示例性图示；

[0008] 图2是示出控制双离合器式变速器的示例性方法的图；

[0009] 图3是图2所示的示例性方法的曲线图，示出了动力起步换挡；以及

[0010] 图4是图2所示的示例性方法的曲线图，示出了蠕行降挡。

具体实施方式

[0011] 商用车辆中的双离合器式变速器被公开为具有在两个离合器均处于连续滑移状态的同时不中断变速器转矩输出的情况下进行动力换挡的能力。此外，所公开的换挡即使在起步期间的换挡时或在要停在坡道上时的换挡时也提供了迅速和平顺的换挡品质。为了实现这一点，双离合器式变速器可采用示例性准备阶段技术。另外，该双离合器式变速器可采用与起步/蠕行控制器通信的示例性动力换挡转矩阶段技术以在不中断变速器转矩的情况下从即将脱开离合器转换到即将接合离合器。

[0012] 起步/蠕行控制器产生包含目标离合器转矩的转矩指令。换挡逻辑截取(intercept)该目标离合器转矩。换挡逻辑可实施包含即将接合离合器预填充加载至预填充转矩的示例性准备阶段技术。示例性准备阶段还可包含将即将脱开离合器解锁。换挡逻辑还可采用示例性转矩阶段技术。示例性转矩阶段技术可增大即将接合离合器上的转矩，同时减小即将脱开离合器上的转矩。即将脱开离合器转矩和即将接合离合器转矩的组合用于在将转矩从即将脱开离合器传递到即将接合离合器的转矩切换期间维持目标离合器转矩。在转矩切换期间即将脱开离合器和即将接合离合器两者都维持处于滑移状态。这允许在起步和蠕行换挡情形期间在不中断目标离合器转矩的情况下即将脱开离合器与即将接合离合器之间迅速和平顺的过渡。

[0013] 现在参照图1，示出了用于车辆的发动机动力传动系统总成100。动力传动系统总成100通常可包括发动机102，其经由曲轴106与双离合器式变速器总成104连接。在一种示例性布置结构中，双离合器式变速器总成104包括收纳第一离合器110和第二离合器112的离合器外壳108。在该示例性实施例中，第一离合器110与第一(外)传动轴114连结且第二离合器112与第二(内)传动轴116连结。应当理解，图示的第一传动轴114和第二传动轴116的布置结构仅仅是说明性的，并不限制本公开内容。多个传动齿轮118与第一传动轴114和第二传动轴116以及传动系120连结以便选择性地将驱动从发动机102传递到传动系120。在至少一个示例性图示中，偶数挡传动齿轮122与第一传动轴114连结且因此与第一离合器110连结，奇数挡传动齿轮124与第二传动轴116连结且因此与第二离合器112连结。包含集成的换挡逻辑128的离合器控制组件126与双离合器式变速器总成104和发动机102通信，以控制发动机驱动组件的操作和具体传动齿轮118的选择。

[0014] 换挡逻辑128与起步/蠕行控制器130通信。起步/蠕行控制器130包含来自车辆传感器如踏板传感器132和发动机转速传感器134的输入。起步/蠕行控制器130利用来自踏板传感器132和发动机转速传感器134的输入来实施对发动机控制器138和离合器控制组件126的目标转矩指令136，该目标转矩指令由换挡逻辑128截取以执行动力起步换挡或动力蠕行换挡。发动机控制器138利用该转矩指令136来控制发动机102。另外，发动机控制器138接收来自发动机102的信息并且将反馈信号140发送回到起步/蠕行控制器130。转矩指令
136和反馈信号140共同形成转矩指令环142，可由该转矩指令环实现对发动机102的连续和自适应的控制。换挡逻辑128与起步/蠕行控制器130通信以截取转矩指令136和/或转矩指令环142。换挡逻辑128截取转矩指令136、142以接收其中包含的目标离合器转矩144。起步/蠕行控制器130可利用各种决策装置实施动力起步换挡或动力蠕行换挡。在一个示例性方案中，当踏板传感器132指示小于预定量如25％的踏板踏压量且发动机转速传感器134指示高于怠速的发动机转速时，转矩指令环142可被指定为蠕行环。蠕行环是使车辆在斜坡上缓慢地向前移动而不是刻意加速的向前移动的指令环142。类似地，在另一示例性方案中，当踏板踏压量大于预定量如25％并且发动机转速传感器134指示发动机102正在加速时，转矩指令环142可被指定为起步环。起步环是指示车辆刻意加速向前移动的指令环142。

[0015] 除目标离合器转矩144以外，换挡逻辑128还可接收来自另外的信号的信息，例如离合器温度信号146和来自挡位选择逻辑149的挡位选择信号148。在一个示例性实施例中，起步/蠕行控制器130、换挡逻辑128和挡位选择逻辑149可以是变速器控制器150的一部分。换挡逻辑128利用这些信号来指导离合器控制组件126如何及何时实现传动齿轮122、124之间的变换。在起步情形中，当接通的离合器(离合器温度信号146)开始超过温度阈值(例如，开始过热)并且希望变速器总成104依靠另一离合器起步时，可能出现对换挡的需求。另外，在非最佳挡位被选择(在一个实施例中，最初选择的挡位过高)时的起步情形中，可能出现对为了移动到更适合的挡位而换挡的需求。这在当车辆处于陡坡上时需要起步期间的换挡的情况下会是重要的。此外，在蠕行而停在陡坡上期间，可能需要在驾驶者仍踩下油门的同时换挡。换挡逻辑128利用这些输入136、142、144、146、148来指导离合器控制组件126。尽管已为换挡逻辑128和起步/蠕行控制器130确定了输入的选择，但除这些确定的选择以外还可利用多个另外的输入。

[0016] 当系统识别出动力起步或动力蠕行状况并且换挡逻辑128指示换挡的必要性时，离合器控制组件126必须促进即将脱开离合器与即将接合离合器之间的过渡。在上述示例性实施例中，如果在起步加速期间需要从第一挡到第二挡的升挡，则离合器控制组件126必须从第一离合器(即将脱开)110过渡到第二离合器(即将接合)112。这通过从即将脱开离合器移除转矩并增大即将接合离合器上的转矩来实现。然而，在动力起步换挡或动力蠕行换挡期间，希望维持传动系120上恒定的传动转矩。提供了一种示例性方法，其提供即将脱开离合器与即将接合离合器之间迅速和平顺的过渡并且维持传动系120上的转矩。

[0017] 现在参照图2、3和4，提供了用于双离合器式变速器200的示例性方法。出于简单的目的，方法步骤(200)将参照图2，要素(300)将参照图3，并且要素(400)将参照图4。图3是在动力起步换挡期间从第一挡到第二挡的换挡的示例性图示。图4是在动力蠕行换挡期间从第二挡到第一挡的换挡的示例性图示。该方法包括从起步/蠕行控制器产生转矩指令202。该方法还包括产生挡位选择指令203。转矩指令136包括指示提供给传动系120的当前转矩的目标离合器转矩144。该方法利用换挡逻辑截取转矩指令204。换挡逻辑然后实施准备阶段206。准备阶段206将即将接合挡位的转矩增加至预填充转矩208。在图3中的动力起步换挡中，这将预填充转矩(302)增加至即将接合离合器112(300)。在图4中的动力蠕行换挡中，这将预填充转矩(402)增加至即将接合离合器112(400)。预填充转矩(302，402)可以是准备即将接合离合器112的基线转矩的任意值。在一种示例性方案中，设想预填充转矩是板接触点转矩，其是离合器上的板接触所需的转矩。准备阶段206还包含即将脱开离合器110和即将接合离合器112(400)相对于发动机转矩(301，401)的转矩平衡210。在动力起步换挡中，这解锁了即将脱开离合器110(304)。在动力蠕行换挡中，这解锁了即将脱开离合器110(404)。

[0018] 示例性方法200然后使换挡逻辑204实施将转矩从即将脱开离合器传递到即将接合离合器的转矩阶段212。转矩阶段212朝目标离合器转矩(306，406)增大即将接合离合器上的转矩(300，400)214。同时，转矩阶段212减小即将脱开离合器(304，404)上的转矩216。即将接合离合器(300，400)和即将脱开离合器(304，404)在转矩阶段212期间保持解锁并处于滑移状态。即将接合离合器(300，400)上的转矩与即将脱开离合器(304，404)上的转矩的组合贯穿转矩阶段212维持目标离合器转矩(306，406)。这允许传动系120在从即将脱开离合器(304，404)到即将接合离合器(300，400)的切换期间被供给以不中断转矩。

[0019] 该示例性方法还可包括通过换挡逻辑实施的后阶段218。后阶段218增大即将接合离合器(300,400)上的转矩，直至其与目标离合器转矩(306，406)一致220。在一种示例性方案中，这通过从起步/蠕行控制器产生转矩指令环222并连续地截取该转矩指令环以更新目标离合器转矩224来实现。即将接合离合器(300，400)上的转矩被连续地调节成与更新后的目标离合器转矩一致226。即将脱开离合器(304，404)上的转矩减小直至脱开离合器断开228。这允许即将接合离合器(300，400)随着车辆以新挡位继续起步或蠕行而连续地调节至目标离合器转矩(306，406)。

[0020] 以上阐述的示例性方法提供了一种在起步和蠕行以停止在坡道上期间在不显著干扰驱动轴的转矩的情况下换挡的方式。该方法通过允许即将接合离合器和即将脱开离合器两者在传递期间滑移以使得它们的组合转矩在切换期间维持平顺和恒定的传动转矩来实现这一点。

[0021] 因此，应该理解的是，以上说明旨在例述而非加以限制。在阅读以上说明后，不同于所提供的示例的许多实施例和应用将是显而易见的。范围不应参照以上说明来确定，而应当参照所附权利要求及这些权利要求享有的等同方案的全部范围来确定。预期和计划本文所述的技术中将出现未来的发展，且所公开的系统和方法将结合在这些未来的实施方式中。总之，应当理解的是，本申请能够进行修改和变更。

[0022] 权利要求中使用的所有术语旨在给出它们最宽泛的合理结构和它们的如本文所述的领域中的技术人员所理解的普通含义，除非文中清楚地作出相反的指示。特别地，单数冠词如“一”、“该”、“所述”等的使用应当理解为叙述一个或多个所表示的元件，除非权利要求明确地作出相反的限制。

[0023] 应当理解的是，换挡逻辑128、起步/蠕行控制器130和发动机控制器138可包括计算机可执行的指令，例如处理器上的软件应用的指令，其中各指令可由一个或多个计算装置执行。一般而言，处理器(例如微处理器)例如从存储器、非易失性计算机可读介质等接收指令并执行这些指令，从而执行一个或多个处理，包括一个或多个文中所述的处理。可使用各种计算机可读介质储存和传输这些指令和其它数据。计算系统和/或装置通常包括计算机可执行指令，其中各指令可由一个或多个装置如以下列举的装置执行。计算机可执行指令可从使用各种编程语言和/或技术形成的计算机程序汇编或编译，包括而不限于并且单独或结合地：JAVATM、C、C++、Visual Basic、Java Script、Perl等。换挡逻辑129、起步/蠕行控制器130和发动机控制器138可采取许多不同形式并且包括多个和/或替代的部件和设备。事实上，可使用附加的或替代的部件和/或实施方案，并且因而上述控制器的实施例不应当被解释为限制性的。

[0024] 提供说明书摘要以允许读者迅速确定技术公开的性质。说明书摘要在理解其不会用于解释或限制权利要求的范围或含义的前提下提交。此外，在前面的详细说明中，可见出于组织本公开内容的目的在各种实施例中将各种特征组合在一起。本公开的方法不应被解释为反映了要求专利权的实施例需要比在各权利要求中清楚地叙述的特征多的特征的意图。确切而言，如以下权利要求反映的，发明主题并不在于单个公开的实施例的全部特征。因此，以下权利要求由此结合到详细说明中，其中每个权利要求本身代表单独要求专利权的主题。

标题	发布/更新时间	阅读量
离合器组件-专利编号CN105723111B	2020-05-11	452
离合器组件-专利编号CN104081077B	2020-05-13	505
离合器组件-专利编号CN104081078B	2020-05-11	107
离合器组件-专利编号CN109937312A	2020-05-13	464
离合器组件-专利编号CN107923444A	2020-05-11	848
离合器组件-专利编号CN105065505B	2020-05-13	771
离合器组件-专利编号CN104254703A	2020-05-12	846
离合器组件-专利编号CN102171477A	2020-05-12	876
离合器组件-专利编号CN107636339B	2020-05-11	788
离合器组件-专利编号CN105090267A	2020-05-12	400

双离合器式变速器的离合器全滑移动力换挡

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