CN103206531A - 用于电控机械式自动变速箱的控制方法 - Google Patents

用于电控机械式自动变速箱的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开用于电控机械式自动变速箱的控制方法，其包括：获得当前挡位与目标挡位，并比较当前挡位与目标挡位；若当前挡位与目标挡位相一致，则不干预动力源；若不一致，则通过查转矩调整斜率表生成目标转矩以及发出指令指示动力源调整转矩，并且判断转矩调整完成状态。本发明实现挡位平顺切换，而且通过合理的方法改善了驾驶性能，提高了驾驶的舒适性。

Description

用于电控机械式自动变速箱的控制方法
技术领域
本发明属于自动变速器的换挡控制技术领域，尤其涉及一种用于电控机械式自动变速器的控制方法。
背景技术
现有的自动变速器主要由变矩器、行星齿轮机构、液压控制系统、电子控制系统构成，其液压系统结构复杂，行星齿轮机构与变矩器机械结构庞大。
随着近些年汽车相关技术的发展，新一代的汽车智能控制日益完善，带来了更多的驾驶舒适性并相应地减少了驾驶疲劳。自动变速器技术就是其中一项重要的科研成果，已成为现代中高端轿车的标准配置。因为自动变速箱控制器能自动根据车辆行驶状况和驾驶员驾驶意图，并结合控制器已标定的各个不同模式的换挡曲线自动变速变矩，驾驶者可以全神贯注地注视路面交通而无需手动操作换挡。
在混合动力汽车及纯电动汽车中电机作为主要的动力源之一，其工作转速范围大且工作效率高效区较广，不需要配备较多挡位就能实现较高的经济性和高车速。其挡位切换由一个电机驱动同步器完成摘挡、入挡等同步器位置/转速控制。但是，在换挡过程中，由于变速箱中动力源端与输出端的转矩及转速不匹配，在挡位脱离与结合时，很容易产生变速箱中动力源端与输出端之间的冲击，不但造成差的驾驶体验，而且容易损坏机构。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于电控机械式自动变速箱的控制方法，其能够实现较好的转矩匹配。
为解决上述技术问题，本发明提供用于电控机械式自动变速箱的控制方法，其包括：获得当前挡位与目标挡位，并比较当前挡位与目标挡位；若当前挡位与目标挡位相一致，则不干预动力源；若不一致，则通过查转矩调整斜率表生成目标转矩以及发出指令指示动力源调整转矩，并且判断转矩调整完成状态。
根据本发明所提供的方法，通过在换挡时对动力源工作的干预，不但优化了车辆运行时的换挡品质，使挡位切换更加平滑，能够实现挡位的平顺切换，而且通过合理的方法能够满足驾驶员的驾驶需求，改善了驾驶性能，提高了驾驶舒适性。
通过以下参考附图的详细说明，本发明的其它方面和特征变得明显。但是应当知道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本发明的范围的限定，这是因为其应当参考附加的权利要求。还应当知道，除非另外指出，不必要依比例绘制附图，它们仅仅力图概念地说明此处描述的结构和流程。
附图说明
一并阅读附图，参阅以下具体实施方式的详细说明，将更加充分地理解本发明，附图中同样的参考附图标记始终指代视图中同样的元件。
其中：
图1是根据一种具体实施方式的电控机械式自动变速箱的动力系统的示意图；
图2是根据一种具体实施方式的电控机械式自动变速箱的控制方法的状态转换示意框图；以及
图3是根据一种具体实施方式的电控机械式自动变速箱的控制方法时序示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
图1显示根据一种具体实施方式的电控机械式自动变速箱的动力系统的示意图，如图1所示，电控机械式自动变速箱的动力系统100包括整车控制器1、动力源控制器2、换挡致动器3、动力源4、变速箱5以及主减速器6。其中，整车控制器1通过例如CAN总线与动力源控制器2及换挡致动器3进行通信连接，以分别对动力源控制器2及换挡致动器3进行控制。动力源控制器2通过电源线与动力源4进行连接，以控制动力源4输出预期的转矩和转速。在本发明的一种具体实施方式中，动力源4为驱动电机，该动力源4通过三相电源线与动力源控制器2连接。变速箱5分别与动力源4、换挡致动器3以及主减速器6之间机械连接。可选地，换挡致动器3为换挡电机，也就是说采用电机作为驱动变速箱5内的挂挡装置(例如同步器)实现挂挡动作的执行机构。整车控制器1通过控制换挡致动器3的动作来实现变速箱5的挡位变换。变速箱5通过主减速器6将动力输出至车轮。整车控制器1包括换挡时序控制模块(未图示)及转矩/转速干预模块(未图示)。
图2显示根据一种具体实施方式的电控机械式自动变速箱的控制方法的状态转换示意框图。
图3显示根据一种具体实施方式的电控机械式自动变速箱的换挡控制时序示意图。图3中显示了目标挡位时序线L1、动力源干预时序线L2及换挡执行时序线L3。在t0到t1时刻，目标挡位处于挡位1(例如一挡)，在t1时刻，目标挡位由挡位1向挡位2(例如二挡)切换。此时，请参阅动力源干预时序线L2所示，介入干预以降低动力源转矩，直到t2时刻，动力源的转矩降为零转矩，并且在t2时刻至t3时刻之间维持零转矩，切换挡位齿轮后在t3时刻与t4时刻之间对动力源调速使转速同步，在t4时刻与t5时刻之间保持动力源输出零转矩，并且控制作为换挡致动器的换挡电机驱动挂挡装置(例如同步器)执行挂挡，挂挡完成后控制动力源升转矩使汽车切换到挡位2平顺运行。换挡执行时序线L3显示，在t0时刻与t1时刻之间，处于在挡状态，在t1时刻与t6时刻之间，处于换挡状态，在t6时刻之后，返回到在挡状态。
请结合参阅图1至3所示，一种用于电控机械式自动变速箱的控制方法包括：获得当前挡位与目标挡位，并比较当前挡位与目标挡位；若当前挡位与目标挡位相一致，则不干预动力源；若不一致，则通过查转矩调整斜率表生成目标转矩以及发出指令指示动力源调整转矩，并且判断转矩调整完成状态。判断转矩调整完成状态包括：若在一定时间内判断动力源的实时转矩值连续一定次数到达目标转矩值的一定允许值范围内，则转矩调整完成状态为完成；若在一定时间内判断动力源的实时转矩值不能完成连续一定次数到达目标转矩值的一定允许值范围内，则转矩调整完成状态为失败。可选地，动力源能工作于零转矩模式，在零转矩模式下动力源保持输出零转矩，当动力源工作于零转矩模式时，进行挡位切换。在一种具体实施方式中，挡位切换包括：在当前挡位不是空挡的情况下，由换挡致动器驱动挂挡装置从当前挡位向空挡位置移动；当挂挡装置到达空挡位置时，则通过查调速斜率表生成动力源目标转速值以及发出指令指示动力源调速，并判断调速完成状态。
为了获得比较舒适的驾驶体验，需要获得符合一定要求的轮端转矩的变化率。例如，通过试验得到的结论表明轮端转矩变化率为2000牛·米/秒时，车辆有比较舒适的驾驶感觉。根据本发明，按照符合一定要求的轮端转矩的变化率通过动力源到轮端的传动比可以计算出动力源的目标转矩变化率，进而制定转矩调整斜率表。在一种具体的实施方式中，在转矩调整斜率表中为每个挡位设定转矩变化斜率值，并且用当前挡位查得降扭情况下转矩变化斜率值，用目标挡位查得升扭情况下转矩变化斜率值。
判断调速完成状态包括：若在一定时间内判断动力源的实时转速连续一定次数到达目标转速值的一定允许值范围内，则调速完成状态为完成；若在一定时间内判断动力源的实时转速不能完成连续一定次数到达目标转速值的一定允许值范围内，则调速完成状态为失败。
若调速完成状态为完成，则保持动力源工作于零转矩模式，由换挡致动器驱动挂挡装置进行入挡。在在转速相同时而无法入挡时，则退回挂挡装置后加转一定转数(例如20转)再重新入挡。因此，即使出现齿碰齿的情况，在加转一定转数后可以错开互碰的齿，从而挂挡装置可以顺利进行入挡。
若调速完成状态为失败，则根据挂挡装置要啮合的待啮合部件之间的当前速差查速差表确定目标入挡力，当前速差越大通过查所述速差表确定的目标入挡力越小，由驱动换挡致动器以该目标入挡力驱动挂挡装置进行尝试入挡。尝试入挡包括：如果入挡失败，则在标定的尝试次数内进行再次入挡，如果经过标定的尝试次数后没有成功入挡，则摘挡后保持在空挡同时进入故障模式。当前速差越大通过查速差表确定的目标入挡力越小。由于，速差越大，则挂挡装置入挡时产生的碰撞力越大，故，以较小的入挡力进行入挡操作，有利于避免碰撞损坏挂挡装置。
在本发明的一种具体实施方式中，调速斜率表根据换挡时间要求以及换挡电机特性进行制定。为了获得较好的驾驶体验，在整车设计上对于该换挡时间有一定要求，换挡时间通常越短越好体验越好。例如，一种具体实施方式中，不超过3秒；在又一种具体实施方式中，不超过5秒
同步器脱离出目标挡位值一较小标定偏差时，则通过控制换挡致动器加力使得同步器回到目标挡位值。当同步器脱离出目标挡位值一较大标定偏差时，则通过控制换挡致动器摘挡后重新入挡。从而，保持较好的驾驶体验。
一种具体实施方式的用于电控机械式自动变速箱的控制方法还包括：当转矩/转速干预模块接收到动力源反馈故障指令时，则需进入故障处理模式，方便了故障处理。转矩/转速干预模块在各种状态下均实时反馈当前的控制情况，例如反馈转矩调整完成或者反馈动力源调速完成状态等控制情况。控制器可以根据反馈的控制情况进行及时的处理。
根据本发明所提供的电控机械式自动变速箱的控制方法，通过在换挡时对动力源工作的干预，不但优化了车辆运行时的换挡品质，使挡位切换更加平滑，能够实现挡位的平顺切换，而且通过合理的方法能够满足驾驶员的驾驶需求，改善了驾驶性能，提高了驾驶舒适性。
以上具体实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (13)

1.用于电控机械式自动变速箱的控制方法，其特征在于，其包括：
获得当前挡位与目标挡位，并比较所述当前挡位与所述目标挡位；
若所述当前挡位与所述目标挡位相一致，则不干预动力源；若不一致，则通过查转矩调整斜率表生成目标转矩以及发出指令指示动力源调整转矩，并且判断转矩调整完成状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述转矩调整斜率表中为每个挡位设定转矩变化斜率值，并且用当前挡位查得降扭情况下转矩变化斜率值，用目标挡位查得升扭情况下转矩变化斜率值。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，判断转矩调整完成状态包括：若在一定时间内判断动力源的实时转矩值连续一定次数到达目标转矩值的一定允许值范围内，则所述转矩调整完成状态为完成；若在一定时间内判断动力源的实时转矩值不能完成连续一定次数到达目标转矩值的一定允许值范围内，则所述转矩调整完成状态为失败。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述动力源能工作于零转矩模式，在所述零转矩模式下所述动力源保持输出零转矩，当所述动力源工作于零转矩模式时，进行挡位切换。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述挡位切换包括：在当前挡位不是空挡的情况下，由换挡致动器驱动挂挡装置从当前挡位向空挡位置移动；当挂挡装置到达空挡位置时，则通过查调速斜率表生成动力源目标转速值以及发出指令指示动力源调速，并判断调速完成状态。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述判断调速完成状态包括：若在一定时间内判断动力源的实时转速连续一定次数到达目标转速值的一定允许值范围内，则所述调速完成状态为完成；若在一定时间内判断动力源的实时转速不能完成连续一定次数到达目标转速值的一定允许值范围内，则所述调速完成状态为失败。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，若所述调速完成状态为完成，则保持所述动力源工作于所述零转矩模式，由换挡致动器驱动挂挡装置进行入挡。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，若所述调速完成状态为失败，则根据挂挡装置要啮合的待啮合部件之间的当前速差查速差表确定目标入挡力，由驱动换挡致动器以该目标入挡力驱动挂挡装置进行尝试入挡，当前速差越大通过查所述速差表确定的目标入挡力越小。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述尝试入挡包括：如果入挡失败，则在标定的尝试次数内进行再次入挡，如果经过标定的尝试次数后没有成功入挡，则摘挡后保持在空挡同时进入故障模式。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，当同步器脱离出目标挡位值一较小标定偏差时，则通过控制换挡致动器加力使得同步器回到目标挡位值。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，当同步器脱离出目标挡位值一较大标定偏差时，则通过控制换挡致动器摘挡后重新入挡。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的方法，其中，当所述动力源反馈故障指令时，则需进入故障处理模式。
13.根据权利要求1-11中任一项所述的方法，其中，所述动力源为驱动电机。
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