CN103089987A - 自动变速器同步器预测同步点的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动变速器同步器预测同步点的控制方法，属于自动变速器技术领域。该方法在选档完成后，检测输入轴转速；当输入轴转速发生变化时，定义该时刻为预测同步点的起始时刻；从所述起始时刻开始经过预测时长的时刻，检测同步环的位移作为第二同步环位移；判断第二同步环位移与初始同步点之差的绝对值是否等于标准值；若不相等，则在初始同步点的基础上调整同步点的位移；若相等，则将初始同步点作为同步点。该方法有效地避免了由于同步器的磨损而导致的同步器不能同步的问题，有效地提高了变速器换挡品质及其使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于自动变速器技术领域，涉及自动变速器同步器的控制方法，尤其涉及自动变速器同步器预测同步点的控制方法。
背景技术
干式自动变速器中同步器的控制大多数是通过位移控制来实现选档和换档的。由于同步器的频繁使用而使得同步器结合套上的齿有不可避免的磨损，导致其物理特性会发生重大变化，比如硬件上的磨损导致同步点的位置改变会影响同步器控制的准确性，因此极易造成同步器在同步过程中出现齿对齿对接的现象，从而导致同步器不能同步，影响到变速器换挡品质以及其使用寿命。
发明内容
本发明的目的是避免当同步器硬件长期使用后磨损情况下导致硬件上同步点的偏移而造成不能同步的问题。为了实现此目的，本发明提出了一种自动变速器同步器预测同步点的控制方法。
本发明的技术方案如下：
一种自动变速器同步器预测同步点的控制方法，包括以下步骤：
（1）选档完成后，检测输入轴转速；
（2）当输入轴转速发生变化时，定义该时刻为预测同步点的起始时刻；
（3）从所述起始时刻开始经过预测时长的时刻，检测同步环的位移作为第二同步环位移；
（4）判断第二同步环位移与初始同步点之差的绝对值是否等于标准值；若不相等，则在初始同步点的基础上调整同步点的位移；若相等，则将初始同步点作为同步点。
所述同步环的位移为同步环的当前位置距离空挡时同步环的位置的位移。
所述初始同步点为自动变速器同步器初始状态下同步器结合时的同步环位移。
所述步骤（4）中的标准值为同步器磨损时同步环结合正常的最大磨损值。
所述步骤（4）中调整同步点的位移间距的范围为调整同步点以使得同步环和结合套顺利结合的位移间距范围。
所述标准值为0.15mm，所述调整同步点的位移间距的范围为±0.1mm。
所述预测时长通过台架试验标定。
所述台架试验标定预测时长的方法为：
（1）选档完成后，检测输入轴转速；
（2）当输入轴转速变化时，定义该时刻为同步点计算开始时刻，该时刻的输入轴转速为当前档位输入轴转速；
（3）当输入轴转速等于目标档位输入轴转速时，定义该时刻为同步点计算结束时刻；
（4）计算目标档位的输入轴转速与当前档位的输入轴转速变化之差的一半，定义该值为预测点输入轴转速；
（5）查找输入轴转速等于预测点输入轴转速的时刻，并计算该时刻与同步点计算开始时刻的时间间隔作为预测时长。
所述初始同步点的含义为同步点计算开始时刻的同步环位移。
本发明在同步器同步过程中，通过输入轴转速的变化和选换档位置传感器的实时反馈，计算得到一个预测的同步点位置的间距，对作用在同步环上的力进行闭环控制，有利于实现同步器快速平顺的结合于同步过程。根据匹配的同步器，在控制软件中通过标定设计一个原始同步点，再根据通过计算得出的同步点和硬件设计初期同步点的偏差来判断硬件上的磨损，从而进行相应的位置偏移控制，借此完成同步器和目标档位所在轴的转速同步过程，最后完成二者完全同步结合的目的。该控制方法能够实现同步器快速平顺、舒适高效安全的同步粘合功能，从而完成平稳安全的挂档同步过程。
附图说明
图1本发明实施例中预测同步点的原理图；
图2本发明实施例中包含预测同步点的同步过程示意图。
附图说明：1、选择目标档位；2、进行同步环和齿套的转速同步；3、开始进入预测同步点；4、同步控制；5、进行同步环和接合齿套的结合；6、挂档；7、离合器结合；P1：当前档位输入轴转速；P3、目标档位输入轴转速；P2、目标档位输入轴转速与当前档位输入轴转速之差的一半；S1、软件标定的初始同步点；S2：第二同步环位移。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例进一步阐述本发明的技术方案。
干式自动变速器中的同步器的控制都是通过2个电机，即选档电机与换挡电机的配合控制完成同步器的同步过程的。同步器的控制是使用位移传感器，通过模数转换（AD转换）得到相应的相对位移值，通过位移控制来实现的。但是同步环位置的捕捉与电机旋转的角度及从当前同步器的位置到目标位置的过程控制是相当困难的，这是因为同步器的同步点是不能以绝对位移来计算的，硬件加工工艺过程和变速器使用过程都会造成硬件的磨损，从而导致同步器最初设计的同步点偏移。
本发明提出了一种自动变速器同步器预测同步点的控制方法，包括以下步骤：
（1）选档完成后，检测输入轴转速；
（2）当输入轴转速发生变化时，定义该时刻为预测同步点的起始时刻；
（3）从所述起始时刻经过预测时长之后的时刻，检测同步环的位移作为第二同步环位移；
（4）判断第二同步环位移与初始同步点之差的绝对值是否等于标准值0.15mm；若不相等，则将同步点在初始同步点的基础上调整位移间距±0.1mm，若相等，则将初始同步点作为同步点。其中，标准值0.15mm和位移间距的范围±0.1mm由同步器的机械设计和工艺决定。
上述同步环的位移指的是同步环的当前位置距离其在空挡时所处位置的位移，初始同步点指的是同步环未被磨损的情况下同步器结合套结合时的同步环位移，该位移与同步器的机械设计相关，通过软件标定。
步骤（4）中的标准值为同步器允许磨损的最大值，即当同步器的磨损值小于这个值时，不影响同步环和结合套的结合。
步骤（4）中同步点在初始同步点上调整的位移间距保证将同步点在这个范围调整后同步环和结合套的结合能够顺利进行。
步骤（3）中预测时长则经过台架实验标定。台架实验标定初始同步点的方法为：
（1）选档完成后，检测输入轴转速；
（2）当输入轴转速变化时，定义该时刻为同步点计算开始时刻，该时刻的输入轴转速为当前档位输入轴转速；
（3）当输入轴转速等于目标档位输入轴转速时，定义该时刻为同步点计算结束时刻；
（4）计算目标档位的输入轴转速与当前档位的输入轴转速变化之差的一半，定义该值为预测点输入轴转速；
（5）查找输入轴转速等于预测点输入轴转速的时刻，并计算该时刻与同步点计算开始时刻的时间间隔作为预测时长。
如图1所示为本发明预测同步点的原理图，图1中P1为当前档位的输入轴转速，此时刻为同步点计算开始时刻；P3为目标档位的输入轴转速，该时刻为同步点计算的计算时刻；而P2等于(P3-P1)/2，该时刻与同步点计算的开始时刻的时间间距也就是本发明预测同步点中的预测时长。S1的含义是同步点计算开始时刻的同步环位移，通过机械标定得到；S2是输入轴转速等于P2的时刻的同步环位移，在预测同步点的控制方法中通过位置传感器检测同步环上的齿轮啮合位置得到。本发明正是通过比较S2与S1来调整初始同步点的。
传统的同步过程的控制为位移控制，将本发明的自动变速器同步器预测同步点的控制方法融入传统的同步过程的控制后，得到图1所示的同步过程，包含位移控制和力的控制。
如图1所示，1表示的是选档过程；当选档完成后，开始同步过程，首先进行的是同步环和齿套的转速同步2，此时电机对同步环施加压力，同步环的相对位移开始变化，该过程属于位移控制阶段；随后进入开始预测同步点的过程3和同步控制阶段4，这两个阶段为力控制阶段，其中阶段3开始对输入轴的转速进行记录和存储，而在同步控制4这一过程中将进行同步控制，完成对同步点的预测和同步。同步完成后即进行挂档5，最后进行离合器的结合6。
图1所示的同步过程控制在原有的同步器位移控制方法的基础上加上力控制阶段，得到了包含位移控制和力控制的分段控制方法。图1所示包括整个同步过程中输入轴转速变化曲线、同步环的位移曲线和电机作用在同步环上的力的曲线，这三条曲线共横轴，横轴表示的是时间；输入轴转速的单位为转/分钟（RPM），同步环的位移的单位为毫米（mm），电机作用在同步环上的力的单位为牛（N）。
通过此方法预测得到的同步点不是一个特定的点，而是一段可能的位移间距，在这段间距内的点均可以是同步器的同步点。对变速器内的每个同步器都应当进行以上的预测控制。
本发明的预测同步点的控制方法在同步器同步过程中，通过输入轴转速的变化和选换档位置传感器的实时反馈，计算出一个预测的同步点位置的间距，对作用在同步环上的力进行闭环控制，有利于实现同步器快速平顺的结合与同步过程。根据匹配的同步器，在控制软件中通过标定设计一个原始同步点，再根据通过计算得出的同步点和硬件设计初期同步点的偏差来判断硬件上的磨损，从而进行相应的位置偏移控制，借此完成同步器和目标档位所在轴的转速同步过程，最后完成二者完全同步结合的目的。该控制方法能够有效地避免由于同步器硬件的磨损造成的同步器不能同步的问题，实现同步器快速平顺、舒适高效安全的同步粘合功能，从而完成平稳安全的挂档同步过程。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种自动变速器同步器预测同步点的控制方法，其特征在于：所述控制方法包括以下步骤：
（1）选档完成后，检测输入轴转速；
（2）当输入轴转速发生变化时，定义该时刻为预测同步点的起始时刻；
（3）从所述起始时刻开始经过预测时长的时刻，检测同步环的位移作为第二同步环位移；
（4）判断第二同步环位移与初始同步点之差的绝对值是否等于标准值；若不相等，则在初始同步点的基础上调整同步点的位移；若相等，则将初始同步点作为同步点。
2.根据权利要求1所述的自动变速器同步器预测同步点的控制方法，其特征在于：所述同步环的位移为同步环的当前位置相对于空挡时同步环的位置的位移。
3.根据权利要求1所述的自动变速器同步器预测同步点的控制方法，其特征在于：所述初始同步点为自动变速器同步器初始状态下同步器结合时的同步环位移。
4.根据权利要求1所述的自动变速器同步器预测同步点的控制方法，其特征在于：所述步骤（4）中的标准值为同步器磨损时同步环结合正常的最大磨损值。
5.根据权利要求1所述的自动变速器同步器预测同步点的控制方法，其特征在于：所述步骤（4）中调整同步点的位移间距的范围为调整同步点以使得同步环结合正常的位移间距范围。
6.根据权利要求1所述的自动变速器同步器预测同步点的控制方法，其特征在于：所述标准值为0.15mm，所述调整同步点的位移间距的范围为±0.1mm。
7.根据权利要求1所述的自动变速器同步器预测同步点的控制方法，其特征在于：所述预测时长通过台架试验标定。
8.根据权利要求7所述的自动变速器同步器预测同步点的控制方法，其特征在于：所述台架试验标定预测时长的方法为：
（1）选档完成后，检测输入轴转速；
（2）当输入轴转速变化时，定义该时刻为同步点计算开始时刻，该时刻的输入轴转速为当前档位输入轴转速；
（3）当输入轴转速等于目标档位输入轴转速时，定义该时刻为同步点计算结束时刻；
（4）计算目标档位的输入轴转速与当前档位的输入轴转速变化之差的一半，定义该值为预测点输入轴转速；
（5）查找输入轴转速等于预测点输入轴转速的时刻，并计算该时刻与同步点计算开始时刻的时间间隔作为预测时长。
9.根据权利要求5所述的自动变速器同步器预测同步点的控制方法，其特征在于：所述初始同步点的含义为同步点计算开始时刻的同步环位移。
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