传动系统及用于控制传动扭矩的方法技术方案

一种传动系统，具有多个齿轮传动比（１５，１７），选择器装置（１３），用于选择性地与不同传动比的齿轮接合，以及控制系统，包括形变测量装置，用以测量由传动（６３，６４）中扭矩引起的至少一个静态零部件（５０）的形变，还包括控制装置，用于控制传动（２，２４）中的扭矩，其中控制系统用于测量形变，并根据测得的形变，结合齿轮传动比之间的已知关系，调节传动中的扭矩。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有用于控制齿轮传动比(gear ratios)选择的控制系统的传动系统，以及在传动系统中控制扭矩的方法。本专利技术可与PCT/GB2004/001976中所描述类型的传动系统相结合，同样也可与和本专利技术同时申请的PCT/GB2004/中所提出的传动系统中用于测量扭矩的装置和方法相结合应用。因此，这些文献中所述的一些特点会在这里被作为具体参考引用，但是本专利技术并不局限地用于所述类型的传动系统中。车辆中，传统的单离合器同步配合变速器中，在取消当前档位而新的档位还没有被接合之前，需要通过操纵离合器来断开传动系统(变速器)与诸如发动机或马达这些动力源之间的连接。当尝试接合新的档位时，如果没有断开与动力源之间的连接，同步齿轮将不能接合下一个档位的齿轮，或者冒着损坏传动系统并且在传动系统中产生扭矩峰值的风险，强行与下一个档位的齿轮接合。这是因为，大多数情况下，发动机的速度与下一个档位齿轮的速度并不相匹配。因为在诸如汽车这类具有传统变速箱并由发动机提供动力的机动车辆中，通常新传动比选定是在0.5到1秒之间完成的。所以，举例来说，当高档位被选定后，在离合器将发动机和传动系统重新连接起来之前，时间延迟可以使得发动机转速(由于惯性)降低至能更好地与新的档位匹配的速度，从而可以降低在动力源被再次连接时发生扭矩峰值的可能性。在诸如PCT/GB2004/001976所描述的传动系统中，新传动比的选定几乎不需要实质上的动力中断就可以在瞬间完成，当新的齿轮档位在特定的变速条件下被接合时，会产生很大的扭矩峰值。这些扭矩峰值会引起冲击波，冲击波沿传动系统传播，会被车辆中的乘客听到或者感觉到。冲击波会使车内乘客感到震动，而且会导致传动零件的磨损甚至可能导致零件失效的发生。然而，因为油耗低，使得效率更高；而且因为动力应用实质上没有中断，使得散热减少、汽车性能提高，所以人们仍然愿意在车辆中采用这样的传动系统。对于传统系统中的控制系统来说，要成功地发挥作用，很重要的就是包括有感知传动系统运行条件的装置。例如，在传动系统中，为了运行可以调节扭矩的控制装置，经常需要测量或者计算扭矩的大小和方向。测量扭矩的一种方法是，在传动输出轴上安装扭矩传感器，用以测量轴上两已知点之间发生的扭转量。扭矩传感器非常昂贵，所以很少在实践中应用。另一个缺点是，由于传感器是安装在轴上，来自传感器的信号必须通过无线传输系统传递到处理单元，否则必须绕轴安装接触电刷。装配使用接触电刷的传感器是有一定困难的，而且接触电刷会在使用中磨损，从而导致读取数据不准确甚至传感器失效。因此，本专利技术致力于提供一种具有控制系统和测量装置的传动系统，控制系统可以调节在换档过程中传动系统的扭矩量，测量装置可以测量传动系统中的扭矩大小，来减轻至少上述部分问题。根据本专利技术的一个方面，提供了一种传动系统，具有多个齿轮传动比；选择器装置，用于选择性地接合齿轮传动比；以及控制系统，该控制系统包括测量装置，用于测量在至少一个静态零部件上由于传动系统的扭矩引起的形变；以及控制装置，用于控制传动系统的扭矩，其中控制系统设置用于测量形变，并根据测得的形变和已知的齿轮传动比之间的关系来调节传动系统的扭矩。由于不同的物理特性和每个齿轮传动比不同的排列，每个齿轮传动比都会在传动系统中特定的扭矩大小下，在零件或组件上引起不同的形变量。每个齿轮传动比被选定时，所引起的形变量的关系是已知的，使得当一个新的档位被选定时，根据这个已知的关系可以使控制系统调节测量出的形变。从而，控制系统不用计算出传动系统中扭矩的绝对值，就可以控制换档过程中传动系统的扭矩量，实现平稳换档。静态零部件是指传动系统中除旋转零部件之外的零部件。优选地，所设置的静态零部件设置用于支承或容纳该传动系统中的旋转零部件、车辆底盘、或者底盘和传动系统之间的支承件。有利的是，已知关系是基本上线性的，而且与测得的形变量相对应的值可由换算系数调节。在某些实施例中，该关系是非线性的，测得的值可利用各种算法来调节。有利的是，控制系统设置用于根据测得形变量，控制传动系统中的扭矩改变率。有利的是，传动系统中控制扭矩的装置包括离合器装置。优选地，离合器装置包括第一和第二接合件，用以选择性地将驱动由驱动源传递到传动系统；和控制装置，用以控制接合件之间的接合力。在选择器装置选择未接合的齿轮传动比之前，控制装置可以自动减小接合力，以便在未接合的齿轮传动比被选择器装置接合时，使接合件之间可以有相对的旋转运动。有利的是，传动系统中控制扭矩的装置包括驱动源速度控制装置。例如，控制驱动源的装置可以是发动机控制单元或者节流壶状机构(throttle pots mechanism)。优选地，控制系统包括用于计算传动系统中扭矩大小的装置，也包括在选择器装置接合未接合的齿轮传动比时，估算传动系统中扭矩的估算装置。优选地，在选择器装置选定未接合的齿轮传动比时，估算装置可以根据换档前一瞬间测得的形变量以及已接合的齿轮传动比与未接合的齿轮传动比之间的已知关系，预测出传动系统中的扭矩。控制系统包括用于感测选择器装置位置的传感器装置。传感器装置可以用于准确地测量选择器组件的位置，从而可以识别出哪个齿轮传动比被接合，哪个齿轮传动比正在被选定。这使得在换档过程中，控制系统能够确定用哪个已知关系来控制传动系统中的扭矩。优选地，传动系统包括用于识别由除动力传动系统扭矩之外的其他因素引起的形变测量波动的装置。例如，由于路面不平引起的车辆运动之类的因素。优选地，控制系统设置用于记录多个读数，计算测量量之间的差值，并且控制扭矩以解决形变测量(由除动力传动系统扭矩之外的其他因素引起的)波动的问题。如果形变测量被诸如由不平的路面引起的载荷所影响，控制系统会控制扭矩的大小以阻止传动系统中的扭矩波动。有利的是，控制系统可以包括测量发动机转速的装置、测量路面速度的装置或车载加速计中的至少一个。优选地，测量形变的装置可以测量零部件的扭转形变量。有利的是，测量形变的装置可以确定传动系统中的扭矩方向。优选地，零部件包括传动轴承、外壳、支承件、装配件、或装配螺栓中的至少一种。优选地，外壳包括变速箱外壳和尾轴套(tailshaft casing)之一。优选地，用于测量形变的装置包括至少一个测压元件(loadcell)，优选地包括多个测压元件。在一个实施例中，用于测量形变的装置被设置在有纵向轴线的外壳上，外壳以某种方式设置，以便传动系统的扭矩可使其围绕纵向轴线发生扭曲形变。优选地，第一和第二测压元件被设置于外壳上，以便外壳的形变可使第一和第二测压元件产生不同的输出量。优选地，测压元件设置在惠斯登桥式电路中。在一个实施例中，测量形变的装置测量零部件的应变量。该测量形变的装置至少包括一个应变仪。优选地，应变仪被设置在惠斯登桥式电路中。根据本专利技术的另一方面，提供了一种传动系统扭矩的控制方法，传动系统具有多个齿轮传动比，用于选择性地接合齿轮传动比的选择器装置。该方法包括测量在至少一个零部件中由扭矩引起的形变，这些零部件设置用于支承或容纳传动系统的旋转零件；选择未接合的齿轮传动比；根据测得形变以及齿轮传动比之间的已知关系，调节传动系统的扭矩。优选地，该方法包括控制扭矩的改变率。优选地，该方法包括当未接合齿轮传动比将要被接合时，估算本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传动系统，具有多个齿轮传动比；选择器装置，用于选择性地接合所述齿轮传动比；控制系统，包括形变测量装置，用以测量在所述传动中由扭矩引起的至少一个静态零部件的形变，还包括控制装置，用以控制所述传动中的扭矩，其中所述控制系统设置用于测量形变，并根据测得的形变以及所述齿轮传动比之间的已知关系，调节所述传动中的扭矩。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉韦斯利马丁，
申请(专利权)人：哲若希福有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]