本發(fā)明涉及一種控制電動(dòng)車輛的變速器的方法。

背景技術(shù)：

在本部分的陳述僅提供與本發(fā)明有關(guān)的背景信息，并且其不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

電動(dòng)車輛裝配有變速器，其能夠?qū)?lái)自電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力進(jìn)行變速，從而通過(guò)減少電動(dòng)機(jī)的容量來(lái)減少制造成本。

如上所述，期望的是，電動(dòng)車輛的變速器具有相對(duì)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，因此，在電動(dòng)車輛中使用已經(jīng)用于手動(dòng)變速器的同步嚙合型的換檔機(jī)構(gòu)。然而，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，同步嚙合型的換檔機(jī)構(gòu)具有在換檔過(guò)程中產(chǎn)生切斷傳輸至驅(qū)動(dòng)輪的動(dòng)力的扭矩中斷的缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種控制電動(dòng)車輛的變速器的方法，其具有基本使用用于電動(dòng)車輛的同步嚙合型換檔機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)單配置，并且其可抑制或防止扭矩中斷，其中，該方法可更穩(wěn)定地和更可靠地控制換檔至下級(jí)檔位(lower gear step)的降檔，并且通過(guò)允許快速和準(zhǔn)確地?fù)Q檔來(lái)提高換檔質(zhì)量。

因此，本發(fā)明提出了一種控制電動(dòng)車輛的變速器的方法，其包括：扭矩確保步驟，當(dāng)控制器確定需要從上級(jí)檔位降檔至下級(jí)檔位時(shí)，根據(jù)當(dāng)前電動(dòng)機(jī)扭矩來(lái)確保要通過(guò)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的預(yù)定備用扭矩；滑移控制步驟，由控制器通過(guò)伺服離合器產(chǎn)生摩擦力，其中，上述伺服離合器被設(shè)置成在輸入軸與具有比上級(jí)檔位的傳動(dòng)比更小的傳動(dòng)比的伺服齒輪對(duì)中的伺服主動(dòng)齒輪之間施加摩擦力；換檔到空檔步驟，在滑移控制步驟開(kāi)始后，由控制器通過(guò)脫開(kāi)上級(jí)檔位的同步器來(lái)?yè)Q檔至空檔；電動(dòng)機(jī)同步步驟，在換檔到空檔步驟后，由控制器使用在扭矩確保步驟中確保的電動(dòng)機(jī)的備用扭矩來(lái)將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度與下級(jí)檔位的期望速度同步；檔位接合步驟，在電動(dòng)機(jī)同步步驟開(kāi)始后，由控制器接合下級(jí)檔位的同步器；以及，離合器脫開(kāi)步驟，在檔位接合步驟后，由控制器通過(guò)脫開(kāi)伺服離合器來(lái)結(jié)束換檔。

扭矩確保步驟可包括：電動(dòng)機(jī)扭矩確定步驟，確定當(dāng)前電動(dòng)機(jī)扭矩是否比電動(dòng)機(jī)的最大扭矩小預(yù)定備用扭矩以上；以及，電動(dòng)機(jī)扭矩減少步驟，當(dāng)在電動(dòng)機(jī)扭矩確定步驟中，確定最大扭矩和當(dāng)前電動(dòng)機(jī)扭矩之差小于備用扭矩時(shí)，減少電動(dòng)機(jī)扭矩，使得最大扭矩和當(dāng)前電動(dòng)機(jī)扭矩之差變?yōu)轭A(yù)定備用扭矩或更多(以上)。

當(dāng)通過(guò)開(kāi)始滑移控制步驟，通過(guò)上級(jí)檔位傳輸?shù)呐ぞ乇磺袚Q至伺服齒輪對(duì)時(shí)，可以執(zhí)行換檔到空檔步驟。

當(dāng)執(zhí)行換檔到空檔步驟時(shí)，滑移控制步驟可以將伺服離合器的傳輸扭矩保持在預(yù)定水平。

在電動(dòng)機(jī)同步步驟中，利用保持在預(yù)定水平的伺服離合器的傳輸扭矩來(lái)主動(dòng)控制電動(dòng)機(jī)的扭矩。

當(dāng)控制器確定需要進(jìn)行降檔時(shí)，可以開(kāi)始滑移控制步驟，同時(shí)開(kāi)始扭矩確保步驟。

根據(jù)本發(fā)明，具有基本使用用于電動(dòng)車輛的同步嚙合型換檔機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)單配置并且可抑制或防止扭矩中斷的電動(dòng)車輛變速器，能夠更穩(wěn)定和更可靠地控制換檔至下級(jí)檔位的降檔，并且通過(guò)允許快速和準(zhǔn)確的換檔來(lái)提高換檔質(zhì)量。

本發(fā)明的更多應(yīng)用領(lǐng)域?qū)谋疚乃峁┑拿枋鲋械靡燥@而易見(jiàn)。應(yīng)當(dāng)理解的是，本文描述和特定的示例僅旨在示例性的目的，并且不意圖于限制本發(fā)明的范圍。

附圖說(shuō)明

為了更好地理解本發(fā)明，現(xiàn)將參考附圖描述以示例的方式給出的本發(fā)明的各種實(shí)施方式，這些附圖中：

圖1是示出能夠應(yīng)用本發(fā)明的電動(dòng)車輛的變速器的配置的視圖；

圖2是示出控制根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的控制電動(dòng)車輛的變速器的方法的一個(gè)實(shí)施方式的流程圖；

圖3A至圖3E是順序示出根據(jù)本發(fā)明的控制電動(dòng)車輛的變速器的方法的由圖1中示出的變速器執(zhí)行換檔的過(guò)程的視圖；以及

圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的控制電動(dòng)車輛的變速器的方的由圖1中示出的變速器執(zhí)行換檔的過(guò)程的曲線圖。

本文所描述的附圖僅用于闡釋性目的，并且不意圖于以任何方式限制本發(fā)明的范圍。

具體實(shí)施方式

下文描述本質(zhì)上僅為示例性的，并且并不旨在限制本發(fā)明、應(yīng)用或用途。應(yīng)當(dāng)理解的是，貫穿附圖，對(duì)應(yīng)的附圖標(biāo)記指代相同或?qū)?yīng)的部件和特征。

參考圖1，一種電動(dòng)車輛的變速器包括：輸入軸IN，其接收來(lái)自電動(dòng)機(jī)M的動(dòng)力；在輸入軸IN上的第一主動(dòng)齒輪1D和第二主動(dòng)齒輪2D；輸出軸OUT，其平行于輸入軸IN；第一從動(dòng)齒輪1P，其位于輸出軸OUT上，用于通過(guò)與第一主動(dòng)齒輪1D接合來(lái)產(chǎn)生第一傳動(dòng)比，以及第二從動(dòng)齒輪2P，其位于輸出軸上，用于通過(guò)與第二主動(dòng)齒輪2D接合來(lái)產(chǎn)生第二傳動(dòng)比；同步器SS，其將第一從動(dòng)齒輪1P或者第二從動(dòng)齒輪2P連接至輸出軸OUT，或者從輸出軸OUT上斷開(kāi)；可旋轉(zhuǎn)地安裝在輸入軸IN上的伺服主動(dòng)齒輪SD、和不可旋轉(zhuǎn)地安裝在輸出軸OUT上以通過(guò)與伺服主動(dòng)齒輪SD接合來(lái)產(chǎn)生比第二傳動(dòng)比更小的傳動(dòng)比的伺服從動(dòng)齒輪SP；以及，伺服離合器SC，其在伺服主動(dòng)齒輪SD和輸入軸IN之間施加摩擦力。

伺服主動(dòng)齒輪SD和伺服從動(dòng)齒輪SP組成伺服齒輪對(duì)，這將在下文進(jìn)行描述。

同步器SS可以由用于將第一從動(dòng)齒輪1P連接至輸出軸OUT或從輸出軸OUT上斷開(kāi)的第一同步器、以及用于將第二從動(dòng)齒輪2P連接至輸出軸OUT或從輸出軸OUT上斷開(kāi)的第二同步器組成，但是在圖1中單個(gè)同步器SS配置成負(fù)載這些功能。

伺服離合器SC是錐形離合器，使得其可以在相同體積下傳輸更大的摩擦力。

電動(dòng)機(jī)M、同步器SS以及伺服離合器SC可由控制器C進(jìn)行控制。

為了參考，在下文描述中上級(jí)檔位(upper gear step)意味著第二檔位，并且下級(jí)檔位(lower gear step)意味著第一檔位。

參考圖2至圖4，一種控制電動(dòng)車輛的變速器的方法包括：扭矩確保步驟，當(dāng)控制器C確定需要從上級(jí)檔位降檔至下級(jí)檔位時(shí)，根據(jù)當(dāng)前電動(dòng)機(jī)扭矩確保通過(guò)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的預(yù)定備用扭矩(S10)；滑移控制步驟，由控制器通過(guò)伺服離合器產(chǎn)生摩擦力，其中，所述伺服離合器設(shè)置成用于在輸入軸和具有比上級(jí)檔位的傳動(dòng)比更小的傳動(dòng)比的伺服齒輪對(duì)中的伺服主動(dòng)齒輪之間施加摩擦力(S20)；換檔到空檔步驟，在開(kāi)始滑移控制步驟后，由控制器通過(guò)脫開(kāi)上級(jí)檔位的同步器來(lái)?yè)Q檔至空檔(S30)；電動(dòng)機(jī)同步步驟，在換檔到空檔步驟后，由控制器使用在扭矩確保步驟中確保的電動(dòng)機(jī)的備用扭矩將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度與下級(jí)檔位的期望速度進(jìn)行同步(S40)；檔位接合步驟，在開(kāi)始電動(dòng)機(jī)同步步驟后，由控制器接合下級(jí)檔位的同步器(S50)；以及，離合器脫開(kāi)步驟，在檔位接合步驟(S50)后，由控制器C，通過(guò)脫開(kāi)伺服離合器SC來(lái)結(jié)束換檔過(guò)程(S60)。

即，根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)期望從上級(jí)檔位換檔至下級(jí)檔位時(shí)，控制器C掌握當(dāng)前電動(dòng)機(jī)扭矩以確保備用扭矩，在滑移控制步驟(S20)中伺服離合器產(chǎn)生摩擦力，并且執(zhí)行換檔到空檔步驟(S30)來(lái)脫開(kāi)作為上級(jí)檔位的第二檔位。因此，可以用備用扭矩主動(dòng)地控制電動(dòng)機(jī)，使其與作為下級(jí)檔位的第一檔位的期望速度同步，同步器的套筒(sleeve)和與第一從動(dòng)齒輪一體設(shè)置的離合器齒輪接合，并且脫開(kāi)伺服離合器；因此，能夠快速地和準(zhǔn)確地結(jié)束換檔。

如上所述能夠進(jìn)行快速和準(zhǔn)確換檔的原因是：由于電動(dòng)機(jī)的扭矩和速度能夠被相對(duì)簡(jiǎn)單并且十分準(zhǔn)確的控制，因此，電動(dòng)機(jī)能夠通過(guò)在扭矩確保步驟(S10)中確保的備用扭矩在電動(dòng)機(jī)同步步驟(S40)中主動(dòng)地與期望速度同步。

因此，如上所述，通過(guò)在為空檔而脫開(kāi)上級(jí)檔位的狀態(tài)下控制電動(dòng)機(jī)，可將備用扭矩設(shè)置成使電動(dòng)機(jī)速度平滑并快速地與下級(jí)檔位的期望速度同步的水平上。進(jìn)一步地，可通過(guò)多個(gè)測(cè)試和分析確定備用扭矩，并且可根據(jù)設(shè)計(jì)者的意圖，為了更快速的同步而將備用扭矩設(shè)置成相對(duì)較大。

下級(jí)檔位的期望速度是指使作為在從第二檔位降檔至第一檔位的過(guò)程中所期望的檔位的第一檔位的第一從動(dòng)齒輪的離合器齒輪速度與同步器的套筒速度相同的電動(dòng)機(jī)速度。即，控制電動(dòng)機(jī)的速度，使得在電動(dòng)機(jī)同步步驟(S40)中，第一從動(dòng)齒輪的離合器齒輪速度與套筒速度同步，并且隨后，執(zhí)行檔位接合步驟(S50)。

扭矩確保步驟(S10)包括電動(dòng)機(jī)扭矩確定步驟，確定當(dāng)前電動(dòng)機(jī)扭矩是否比電動(dòng)機(jī)最大扭矩小預(yù)定備用扭矩以上(S11)；以及，電動(dòng)機(jī)扭矩減少步驟，當(dāng)在電動(dòng)機(jī)扭矩確定步驟中確定最大扭矩和當(dāng)前電動(dòng)機(jī)扭矩之差小于備用扭矩時(shí)，減少電動(dòng)機(jī)扭矩，使得最大扭矩和當(dāng)前電動(dòng)機(jī)扭矩之差變?yōu)閭溆门ぞ鼗蛘吒?備用扭矩以上)(S12)。

顯然地，當(dāng)在電動(dòng)機(jī)扭矩確定步驟(S11)中，確定從當(dāng)前電動(dòng)機(jī)扭矩至電動(dòng)機(jī)最大扭矩存在高于備用扭矩的余量時(shí)，不執(zhí)行電動(dòng)機(jī)扭矩減少步驟(S12)。

當(dāng)控制器確定需要降檔時(shí)，如圖2和圖4所示，可以與扭矩確保步驟(S10)一同開(kāi)始滑移控制步驟(S20)，從而能夠盡快地執(zhí)行換檔。

不過(guò)，為了易于控制，可首先執(zhí)行扭矩確保步驟(S10)并且隨后開(kāi)始滑移控制步驟(S20)。

可繼續(xù)執(zhí)行滑移控制步驟(S20)，直到離合器脫開(kāi)步驟(S60)結(jié)束。

當(dāng)通過(guò)滑移控制步驟(S20)，通過(guò)上級(jí)檔位傳輸?shù)呐ぞ乇磺袚Q至通過(guò)伺服齒輪對(duì)時(shí)，執(zhí)行換檔到空檔步驟(S30)。

即，當(dāng)開(kāi)始滑移控制步驟(S20)時(shí)，在伺服主動(dòng)齒輪和輸入軸之間產(chǎn)生摩擦力，并且本來(lái)通過(guò)第二主動(dòng)齒輪和第二從動(dòng)齒輪傳輸?shù)呐ぞ亻_(kāi)始通過(guò)伺服齒輪對(duì)進(jìn)行傳輸，并且隨著摩擦力增加，扭矩將不再通過(guò)第二主動(dòng)齒輪和第二從動(dòng)齒輪傳輸，而是僅通過(guò)伺服齒輪對(duì)傳輸，并且此時(shí)，執(zhí)行換檔至空檔步驟，因此，可無(wú)沖擊地平滑地脫開(kāi)第二檔位。

顯然地，在從脫開(kāi)第二檔位至接合第一檔位的階段，通過(guò)伺服離合器和伺服齒輪對(duì)無(wú)扭矩中斷地、持續(xù)地將扭矩傳輸至輸出軸。

當(dāng)執(zhí)行換檔到空檔步驟(S30)時(shí)，滑移控制步驟(S20)可將通過(guò)伺服離合器傳輸?shù)呐ぞ乇３衷陬A(yù)定水平，使得在電動(dòng)機(jī)同步步驟(S40)中更容易地控制電動(dòng)機(jī)。

即，在電動(dòng)機(jī)同步步驟(S40)中，可以利用保持在預(yù)定水平的伺服離合器SC的傳輸扭矩主動(dòng)地控制電動(dòng)機(jī)，因此能更準(zhǔn)確并更容易地控制電動(dòng)機(jī)的速度使其同步。

如上所述，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的速度與期望速度同步時(shí)，執(zhí)行檔位接合步驟(S50)。電動(dòng)機(jī)的速度與期望速度的同步并不僅僅是指第一從動(dòng)齒輪的離合器齒輪速度與同步器的套筒速度完全相同，而且還包括同步器能夠應(yīng)對(duì)的范圍內(nèi)的誤差，實(shí)際上，當(dāng)以同步器能夠應(yīng)對(duì)的范圍內(nèi)的速度差完成同步時(shí)，通過(guò)操作同步器接合第一檔位是能夠盡可能地減少換檔時(shí)間的方式。

作為參考，圖3A和圖4中的(A)示出當(dāng)車輛在接合作為上級(jí)檔位的第二檔位的狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)時(shí)的狀態(tài)，圖3B和圖4中的(B)示出當(dāng)開(kāi)始滑移控制步驟并且執(zhí)行扭矩確保步驟時(shí)的狀態(tài)，其中伺服離合器產(chǎn)生摩擦力，圖3C和圖4中的(C)示出在第二檔位脫開(kāi)并且同步器處于空檔的狀態(tài)下執(zhí)行換檔到空檔步驟后的狀態(tài)，其中，在同步器移向空檔時(shí)，通過(guò)執(zhí)行電動(dòng)機(jī)同步步驟，電動(dòng)機(jī)速度與第一檔位的期望速度同步，并且圖3D和圖4中的(D)示出將同步器與第一檔位接合的檔位接合步驟，并且圖3E和圖4中的(E)示出伺服離合器脫開(kāi)的離合器脫開(kāi)步驟。

作為參考，在圖4中，檔位1和檔位2分別意味著第一檔位和第二檔位的速度。

根據(jù)本發(fā)明，如上所述，通過(guò)主動(dòng)地控制電動(dòng)機(jī)的速度，能夠更快并且更準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)降檔，因此車輛的換檔質(zhì)量得以提高，因此，電動(dòng)車輛的商業(yè)價(jià)值得以提高。

盡管本發(fā)明已經(jīng)參考在附圖中示出的具體的實(shí)施方式進(jìn)行描述，但是對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，在不違背本發(fā)明的范圍的情況下，本發(fā)明可以各種方式進(jìn)行變化和修改。