CN103032563B - 用于混合动力车的手自一体变速器的换档控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于混合动力车的手自一体变速器的换档控制方法，即使在混合动力车的手自一体变速器(AMT)中的车速突然发生变化，也可以考虑到在换档过程中电动机惯性的变化和控制目标旋转速度的变化，通过连接于输入轴的电动机产生转矩，来抑制同步的减弱，从而使变速器顺畅、稳定地同步操作。

Description

用于混合动力车的手自一体变速器的换档控制方法

技术领域

本发明涉及一种用于混合动力车的手自一体变速器(AMT)的换档控制方法，特别涉及一种在安装有AMT的混合动力车换档时改善齿轮啮合的技术。

背景技术

近年来，AMT被越来越多地使用在混合动力车和非混合动力车中以提高燃油经济性，改善动力性能和驾驶者便利性。AMT并不自动换档，而是便于手动改变齿轮而不使用离合器踏板。AMT基于驾驶者或计算机的指令，利用电子传感器、气胎、处理器和驱动器来执行换档。这样没有了对离合器踏板的需求，在传统的手动变速器中在换档之前需要驾驶者踩下离合器踏板。在另一方面，离合器本身由电子设备驱动，其能够使所需的时刻和转矩同步以使得换档快速和平稳。

由于传统的自动变速器配备有转矩变换器，车辆的“驾驶性能”相对较高，但是动力传递效率非常低，因此燃油经济性也很低。另一方面，AMT具有相对较小的动力损失，但是由于在换档过程中动力传递可能被中断，因此驾驶性能比传统自动变速器稍低。

因此，通过缩短换档时间而减少动力中断的时段，在设计AMT中是非常重要的。此外，由于在齿轮传递过程中齿轮被分离和啮合，因此使齿轮容易地分离和啮合很重要，因此如果齿轮啮合失败，则换档和驱动车辆都变得不可能。

特别地，在混合动力AMT车中，由于电动机与变速器的输入轴连接在一起，因此仅通过同步器而没有电动机难以同步。因此，通过电动机使输入轴的旋转速度增加到接近于同步旋转速度，此后，通过同步器在一个较小速度差的范围内实现同步。

图1示出混合动力AMT车在上坡路上换档时没有正确啮合适当齿轮的情况，并且示出根据时间改变除了电动机转矩的曲线之外，相应于发动机速度和变速器输入轴转速的曲线。参考图1，为了在分离离合器之后同步，对跟随电动机速度的部分A执行控制，与下一目标换档阶段的每分钟转数(RPM)同步，并且随后去除电动机转矩并且尝试齿轮啮合。

然而，在此情况下，当在上坡路上车速减小时，输出轴的速度也急剧减小，因此，用于与输出轴的速度同步的输入轴的控制目标旋转速度也急剧减小。由于在传统技术中，电动机的惯性仍然相对大于通常的盘式离合器，因此同步器的摩擦力不能承受惯性，尽管只有大约50RPM的小速度差。因此，在初始的同步过程中几乎可以实现同步，但是随着时间的过去，由于同步衰减现象，其中输入轴的控制目标旋转速度与输入轴速度之间的差值扩大，因此齿轮啮合最终失败。

在此背景部分中公开的上述信息仅用于增强对本发明的背景的理解，因而其可以包括本领域技术人员已经熟知的不构成现有技术的信息。

发明内容

本发明涉及一种用于AMT混合动力车的换档控制方法，即使在AMT混合动力车的车速突然改变时，也可以实现变速器平顺、稳定的同步操作，以防止齿轮啮合失效，通过快速的齿轮啮合而使动力中断最小化来改善驾驶性能，并且提高变速器的耐久性。

在一个方面，本发明提供一种用于AMT混合动力车的换档控制方法，包括主动同步保持步骤。该主动同步保持步骤抑制同步的减弱，并且考虑到换档过程中电动机惯性和控制目标旋转速度的变化，通过由连接于输入轴的电动机产生转矩来执行。

在另一方面，本发明提供一种用于AMT混合动力车的换档控制方法，包括：起动工况判断步骤，判断是否换档已经开始以及是否已经实现同步，并且随后齿轮啮合是否已经开始；转矩计算步骤，通过将输入轴的控制目标旋转速度的变化量与电动机惯性力矩相乘，得到同步负载转矩；同步负载判断步骤，判断同步负载转矩是否为0；主动同步保持步骤，当同步负载转矩不为0时，控制电动机产生与同步负载转矩相等的转矩，以及取消步骤，当齿轮啮合完成时，将电动机转矩恢复至初始状态。

附图说明

现在参考在附图中示出的某些示范性实施方式来详细描述本发明的上述和其它的特征，仅仅以示例性的方式给出下文中的附图，因此其不构成对本发明的限制，并且其中：

图1是示出传统技术中的混合动力AMT车辆在上坡行驶时的换档过程中齿轮啮合失败情况下的曲线图；

图2是示出根据本发明一个示例性实施方式的AMT混合动力车的换档控制方法的流程图；

图3是示出通过根据本发明一个示例性实施方式的AMT混合动力车的换档控制方法实现的换档的工况的曲线图。

应当理解的是，附图不必按比例绘制，而是呈现出说明本发明基本原理的各种优选特征的简化表示。本文中所公开的本发明的特定设计特征，包括例如特定尺寸、方向、位置和形状，这些特征将部分地由预期的特定应用和使用环境来确定。

在附图中，在全部的几张图中，附图标记始终指代本发明的相同或等同部件。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个实施方式，这些实施方式的实施例在附图以及下文的描述中被示出。尽管将结合示例性实施方式来描述本发明，然而可以理解的是，本说明书并不意图将本发明限制在那些示例性实施方式上。相反地，本发明不仅意图覆盖这些示例性实施方式，还覆盖包含在所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的各种替换、变型、等价形式以及其它实施方式。

可以理解的是，本文中所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似的术语包括一般而言的机动车辆，比如包含运动型多用途车辆(SUV)、公共汽车、货车，各种商用车辆的客车、包含各种轮船和舰船的船只、飞行器等等，并且包括混合动力车辆、电动汽车、混合动力电动汽车、氢动力汽车和其它替代燃料汽车(例如，从除了石油以外的资源中取得的燃料)。如在本文中所引用的，混合动力车辆是具有两种或多种动力来源的车辆，例如汽油动力车辆和电动动力车辆二者。

此外，可以通过安装在车内的一个或多个控制器或处理器执行下述方法，这些控制器或处理器被配置成执行下面描述的步骤和处理。

而且，本发明的控制逻辑可被实施为含有通过处理器、控制器等执行的可执行程序指令的非短暂计算机可读介质。计算机可读介质的例子包括，但不限于，ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、优盘、智能卡和光学数据存储装置。计算机可读记录介质还可分布在网络耦合的计算机系统中，使得计算机可读介质被存储，并且例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网(CAN)以分散的方式被执行。

参考图2，根据本发明一个示例性实施方式的AMT混合动力车的换档控制方法包括：起动工况判断步骤(S10)，判断是否换档已经开始且是否已经实现同步，随后齿轮是否已经开始啮合。响应于确定出齿轮啮合已经开始，开始转矩计算步骤(S20)。在转矩计算步骤中，通过将输入轴的控制目标旋转速度的变化量与电动机惯性力矩相乘，得到同步负载转矩。然后，同步负载判断步骤(S30)确定同步负载转矩是否为0。当同步负载转矩不为0时，主动同步保持步骤(S40)控制电动机产生与同步负载转矩相等的转矩。最后，当齿轮啮合完成时，取消步骤(S50)将电动机转矩恢复至其初始状态。

也就是说，在换档过程中，即使在第一次实现同步以起动齿轮啮合之后，由于车速的突然变化，仅利用同步器仍然难以保持同步状态。因而，考虑到连接于输入轴的电动机的惯性的变化以及控制目标旋转速度的变化，主动同步保持步骤(S40)通过利用电动机产生转矩，抑制同步的衰减，从而确保稳定的同步状态并利于平稳的换档操作。

此外，在目标换档阶段齿轮啮合已经开始之后，当通过将输入轴的控制目标旋转速度的变化量与电动机惯性力矩相乘得到的同步负载转矩不是0时，执行主动同步保持步骤(S40)。也就是说，当同步负载转矩为0时，电动机的惯性力矩不为0，因此，输入轴的控制目标旋转速度的变化量为0。因此，在换档过程中，车速没有明显变化。在此情况下，不需要利用电动机产生转矩以维持同步状态。

当然，在主动同步保持步骤(S40)中，电动机产生的转矩是同步负载转矩。也就是说，通过将输入轴的控制目标旋转速度的变化量与电动机的惯性力矩相乘得到的同步负载转矩被计算出以分配至电动机的转矩指令。

在目标换档阶段齿轮啮合已经开始之后，开始主动同步保持步骤(S40)，并且在齿轮啮合完成时，终止主动同步保持步骤(S40)。因此，由车内的控制器或处理器执行的上述方法，在主动同步保持步骤(S40)中已经由电动机产生转矩时确定齿轮啮合是否已经完成，并且当齿轮啮合已经完成时，通过将电动机转矩恢复至其初始状态来终止主动同步保持步骤(S40)。

在此，在将电动机的转矩恢复至初始状态的过程中，总转矩中的转矩通常被设置为0，然而该转矩并不特别限制于此，并且防止由电动机额外产生的转矩通过主动同步保持步骤(S40)产生。

参考图3，与传统技术类似，首先利用电动机对例如跟随下一目标换档阶段的同步RPM的电动机速度的部分B执行控制，此后，通过执行主动同步保持步骤(S40)，产生用于取消/抑制作用在同步器上的负载的电动机转矩，进行换档。

如图3所示，在本发明示出的实施方式中，通过执行主动同步保持步骤(S40)来确保和维持稳定的同步状态，以在目标换档阶段实现平稳、快速和稳定的齿轮啮合。因此，通过在快速换档完成过程中缩短车辆的转矩中断时间来提高车辆的驾驶性能。更进一步，通过确保稳定的换档质量，可以提高同步器的耐久性以及车辆的适销性。

因此，根据本发明的示例性实施方式，即使AMT混合动力车的车速会突然改变，仍然可以实现变速器流畅和稳定的同步操作，以防止齿轮啮合失败；由于快速齿轮啮合，因此通过使动力中断最小化改善了驾驶性能，并且提高变速器的耐久性。

上面已经参考优选实施方式对本发明进行了详细说明。然而，本领域技术人员在不偏离本发明的原则和精神的范围内还可以对这些实施方式进行变形，本发明的保护范围由所附权利要求及其等价形式确定。

Claims (2)

1.一种用于AMT混合动力车的换档控制方法，包括：基于通过输入轴的控制目标旋转速度的变化量与连接于所述输入轴的电动机的惯性力矩相乘计算得到的同步负载转矩，控制器通过利用所述电动机产生转矩来抑制同步的减弱，

其中在目标换档阶段齿轮啮合已经开始之后，当通过所述输入轴的控制目标旋转速度的变化量与电动机的惯性力矩相乘得到的同步负载转矩不为0时，执行所述抑制步骤，并且

其中在所述目标换档阶段齿轮啮合已经开始之后开始执行抑制步骤，并且在所述齿轮啮合已经完成时终止抑制步骤。

2.一种用于AMT混合动力车的换档控制方法，包括：

通过控制器确定换档是否已经开始以及是否已经实现同步，并且此后齿轮啮合是否已经开始；

响应于确定齿轮啮合已经开始，由所述控制器通过将输入轴的控制目标旋转速度的变化量与电动机的惯性力矩相乘得到同步负载转矩；

通过所述控制器确定所述同步负载转矩是否为0；

当所述同步负载转矩不为0时，通过所述控制器控制所述电动机产生与所述同步负载转矩相等的转矩来抑制同步的减弱；以及

当所述齿轮啮合完成时，通过所述控制器将所述电动机的转矩恢复至初始状态。