车辆的换挡阶段管理和控制方法以及变速器设备技术

装配有手动或手自一体变速器的车辆的换挡阶段的管理和控制方法，包括：提供具有吸热发动机和手动或手自一体变速器的车辆，所述吸热发动机具有相应的曲轴，手动或手自一体变速器具有离合器、可操作地连接到所述离合器的主轴，和可操作地连接到车辆驱动轮的副轴，其中主轴和副轴设有在多个挡位中彼此接合的齿轮；其中换挡包括：第一步骤，打开或分离离合器以便将发动机从主轴断开连接；第二步骤，接合新挡位，保持离合器分离；第三步骤，接合离合器以便将曲轴与手动或手自一体变速器的主轴重新连接。有利地，提供下述步骤：提供通过传动装置可操作地连接到所述主轴的电机，所述电机与发动机机械分离；在至少一个述换挡步骤过程中提供电机的致动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及装配有手动变速器或手自一体变速器的车辆的换挡阶段的管理方法以及适于装配有手动变速器或手自一体变速器的车辆的相应变速器设备。
技术介绍
如已知的那样，混合动力车辆的构架具有多样性并且主要在关于动力系的电动马达的位置方面有所不同。车辆的混合化(hybridisation)可通过不同类型的变速器来实现，所述变速器诸如AT(手动变速器)、DCT(dualclutchtransmission，双离合器变速器)、CVT(continuousvariabletransmission，无级变速器)，或特别地AMT(automatedmanualtransmission，手自一体变速器)。AMT是下述的一种变速器，其在二氧化碳循环减排方面确保最好的结果，此外其允许将车辆改装成HEV而无需重新设计变速器。自动的AMT变速器(手自一体变速器)目前是在市场上在二氧化碳减排和燃料消耗降低方面获得最好结果的一种变速器。AMT还提高驾驶感知，优化离合器的打开和闭合阶段，通过专门的CU进行适当的管理，从而控制从发动机到变速器的扭矩传递。AMT的主要缺点是当离合器停止将扭矩从发动机传递到变速器时，在换挡过程中产生扭矩间隙(torquegap)，在手动变速器MT中也存在该问题，以及驾驶员会感觉到扭矩逆转，从正扭矩(由吸热电动马达-ICE供应)逆转到由变速器的摩擦、车辆的空气动力学阻力和车辆轮胎的滚动阻力赋予的负扭矩。该阶段可持续长达1秒，因而被驾驶员和乘客明显地感知为车辆纵向加速度上的变化。涉及使用手动变速器或手自一体变速器的现有方案未能解决关于所述减速感知的这一技术问题。事实上关于手自一体变速器，也有伺服机构用于执行各种换挡阶段所需的大约1秒的技术时间，在此期间，发动机不能将扭矩传递给驱动轮。对于手动变速器而言，换挡时间与驾驶员的敏感度和速度以及装配有其自身的同步器的手动变速器本身的固有速度相关。在任何情况下，不管驾驶员多么熟练和快速，驾驶员和乘客都会明显地感知到换挡，特别是在车辆最大程度地加速时或在倾斜的地面上进行换挡时。因此已知如果人们希望实现连续的或“无缝的”换挡，则会选择不同类型的变速器，诸如像前述的CVT或DCT。然而前者即CVT增加燃料消耗和污染物排放，而后者即DCT实施起来更加昂贵和复杂。
技术实现思路
因此，认为有解决参照现有技术所提及的缺点和限制的需求。具体地，认为在现有技术中有解决关于MT或AMT类型变速器的在换挡时减速感知的问题的需求，以便不放弃这种类型的变速器在低燃料消耗、低排放和低成本方面的优点。这一需求通过根据权利要求1所述的换挡阶段的管理方法和通过根据权利要求19所述的设备来满足。附图说明从以下对其优选和非限制性实施例给出的描述将更清楚地理解本专利技术的其它特征和优点，其中：图1示出根据本专利技术一个实施例的变速器设备的示意图；图2a至图2c示出根据本专利技术的变速器设备在换挡阶段中的主要操作参数的图表。与以下描述的实施例相同的元件或元件部分将使用相同的附图标记来指示。具体实施方式参照前述附图，附图标记4总体指示根据本专利技术的车辆的变速器设备的示意性整体视图。具体地，适于车辆的变速器设备4包括装配有发动机控制单元12的吸热发动机8，和手动或手自一体的变速器16，优选地所述手动或手自一体变速器依次装配有变速器控制单元20。出对于本专利技术的目的而言，吸热发动机的具体类型或者手动或手自一体变速器的具体类型并不重要，“自动变速器”理解成适于由汽车使用的变速器类型，其中手动驱动器由自动驱动器替换，诸如像液压、电动或机电致动器，具体参照离合器的接合/分离操作和速比(speedratios)的接合/分离。手自一体变速器16装配有可操作地连接到发动机8的曲轴26的离合器24、可操作地连接到离合器24的主轴28，和可操作地连接到车辆驱动轮36的副轴32，其中主轴28和副轴32设有在多个挡位中与彼此啮合的齿轮40。变速器控制单元20被编程以便以下面的步骤换挡：-第一步骤，打开或分离离合器24以便使发动机8从主轴28断开连接；-第二步骤，选择并接合新挡位，保持离合器24分离；-第三步骤，接合离合器24以便使曲轴26与变速器的主轴28重新连接。例如，该手动变速器或手自一体变速器16包括电动或机电液压致动器，其通过凭借齿轮40使主轴28和副轴32断开连接而分离所进入的前一挡位，选择下一挡位并进入到其中，通过所述齿轮40使主轴28和副轴32彼此连接。有利地，变速器设备4包括通过传动装置48可操作地连接到主轴28的电机44，所述电机44与发动机8机械地分离。出于本专利技术的目的，电机应被理解成是一种机器，其可以已知的方式用作发动机和发电机两者，用作发动机时以便接收电力输入并提供机械能输出，且用作发电机时候以便接收机械能输入并供应电力输出。此外，电机当用作马达时可以已知的方式根据所接收的驱动在马达轴的两个旋转方向上供应扭矩。传动装置48可以是任何类型的，并且包括机械结构、齿轮、滑轮、皮带、链条、连杆等。电动马达44也可被集成到具有外部转子或空心轴类型产品的手动或手自一体变速器16的主轴28上。有利地，变速器控制单元20被编程以在至少一个所述换挡步骤过程中提供电机44的致动，从而经由主轴28将扭矩供应到副轴32，以抵消在所述换挡过程中车辆前进速度的减小。换言之，当在换挡阶段过程中曲轴26的扭矩因为离合器24分离而不被传递时，车辆由于反作用于其前进的各种力而趋于减速，这些力诸如变速器内的摩擦、轮胎的滚动阻力、车辆的空气动力学阻力、地面倾斜等。在至少一个所述换挡阶段过程中，通过干预所述电机44来克服并补偿减速的这种趋势。根据一个可能的实施例，在第一换挡步骤过程中，电机44将扭矩传送到主轴28，这增加在离合器24的打开步骤过程中由发动机8供应到主轴28的扭矩。例如，在图2中，换挡的第一阶段是在时刻T0和T1的时间之间。在所述附图中，C1表示由发动机8供应到驱动轮36的扭矩趋势，C2表示由电机44提供到驱动轮36的扭矩，以及C3表示供应到驱动轮36的作为由发动机8和由电机44所做出的贡献总和的总扭矩，即C3＝C1+C2。具体地，在第一换挡步骤过程中，电机44将增加的扭矩传送到主轴28，基本上等于由于离合器24打开所造成的由发动机8供应到主轴28的扭矩的减少。例如，在换挡的第一步骤的过程中，由电机44供应到主轴28的扭矩与由发动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装配有手动或手自一体变速器(16)的车辆的换挡阶段的管理和控制方法，其包括以下步骤：‑提供车辆，所述车辆具有吸热发动机(8)，和手动或手自一体变速器(16)，所述吸热发动机(8)具有相应的曲轴(26)，所述手动或手自一体变速器(16)具有离合器、可操作地连接到所述离合器(24)的主轴(28)，和可操作地连接到所述车辆的驱动轮(36)的副轴(32)，其中所述主轴(28)和所述副轴(32)设有在多个挡位中与彼此接合的齿轮(40)；‑换挡包括：‑第一步骤，打开或分离所述离合器(24)以便使所述发动机(8)从所述主轴(28)断开连接；‑第二步骤，选择并接合新挡位，保持离合器(24)分离；‑第三步骤，接合所述离合器(24)以便将所述曲轴(26)与所述手动或手自一体变速器(16)的所述主轴(28)重新连接；其特征在于：‑提供通过传动装置(48)可操作地与所述主轴(28)连接的电机(44)，所述电机(44)与所述发动机(8)机械分离；‑在至少一个所述换挡步骤过程中提供所述电机(44)的致动，从而经由所述主轴(28)将扭矩供应到所述副轴(32)，以抵消在所述换挡过程中所述车辆的前进速度的减小。

【技术特征摘要】
2015.01.28 IT 1020159023267221.一种装配有手动或手自一体变速器(16)的车辆的换挡阶段的管理和控制方法，其包
括以下步骤：
-提供车辆，所述车辆具有吸热发动机(8)，和手动或手自一体变速器(16)，所述吸热发
动机(8)具有相应的曲轴(26)，所述手动或手自一体变速器(16)具有离合器、可操作地连接
到所述离合器(24)的主轴(28)，和可操作地连接到所述车辆的驱动轮(36)的副轴(32)，其
中所述主轴(28)和所述副轴(32)设有在多个挡位中与彼此接合的齿轮(40)；
-换挡包括：
-第一步骤，打开或分离所述离合器(24)以便使所述发动机(8)从所述主轴(28)断开连
接；
-第二步骤，选择并接合新挡位，保持离合器(24)分离；
-第三步骤，接合所述离合器(24)以便将所述曲轴(26)与所述手动或手自一体变速器
(16)的所述主轴(28)重新连接；
其特征在于：
-提供通过传动装置(48)可操作地与所述主轴(28)连接的电机(44)，所述电机(44)与
所述发动机(8)机械分离；
-在至少一个所述换挡步骤过程中提供所述电机(44)的致动，从而经由所述主轴(28)
将扭矩供应到所述副轴(32)，以抵消在所述换挡过程中所述车辆的前进速度的减小。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在第一换挡步骤过程中，所述电机(44)传
送到所述主轴(28)的扭矩被添加到在所述离合器的打开步骤过程中由所述发动机(8)供应
到所述主轴(28)的扭矩。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在第一换挡步骤过程中，所述电机(44)传
送到所述主轴(28)的增加的扭矩基本上等于由于所述离合器(44)的打开所造成的由所述
发动机(8)供应到所述主轴(28)的扭矩的减少。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在换挡的所述第一步骤过程中由所述电机
(44)供应到所述主轴(28)的扭矩与由所述发动机(8)所传递的扭矩成反比。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在换挡的所述第一步骤中，由所述发动机
(8)和由所述电机(44)供应到所述主轴(28)的扭矩的趋势是基本上线性的趋势。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在换挡的所述第一步骤结束时，由所述发
动机(8)供应到所述主轴(28)的扭矩为零，并且由所述电机(44)供应到所述主轴(28)的扭
矩基本上等于在所述第一步骤开始时由所述发动机(8)所产生的扭矩。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，换挡的所述第二步骤被分成：初始步骤，其
中所述电机(44)将扭矩提供到所述主轴(28)，而所述发动机(8)不将扭矩提供到所述主轴
(28)；中间步骤，其中手自一体变速器(16)的致动器分离所进入的前一挡位，选择并接合下
一挡位，其中在所述中间步骤中，所述电机(44)不将扭矩提供到所述主轴(28)；和最终步
骤，其中所述电机(44)将扭矩提供到所述主轴(28)，而所述发动机(8)不将扭矩提供到所述
主轴(28)，所述离合器(24)分离。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述中间步骤的开始和结束时，所述电
机(44)供应到所述主轴(28)的扭矩与在换挡的所述第一步骤开始时由所述发动机(8)所产
生的扭矩基本上相等。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在换挡的所述第三步骤过程中，所述电机
(44)传送到所述主轴(28)的扭矩添加到通过接合所述离合器(24)由所述发动机(8)供应到
所述主轴(28)的扭矩贡献。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在换挡的所述第三步骤过程中，由于所述
离合器(24)的闭合，所述电机(44)传送到所述主轴(28)的扭矩减小到一个值，所述值与由
所述发动机(8)供应到所述主轴(28)的扭矩贡献的增加基本上相等。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在换挡的所述第三步骤过程中由所述电
机(44)供应到所述主轴(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：I·登蒂奇，F·钱波利尼，
申请(专利权)人：马涅蒂马瑞利公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT