CN103527769A - 同步器自学习识别控制方法及位置校验控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种同步器自学习识别控制方法及基于该方法的车辆同步器位置校验控制方法。该自学习识别控制方法控制选档和换挡电机的正反转，通过监测选档和换挡位置传感器的电压变化，识别同步器到达极限位置的状态，并记录同步器在每个极限位置时位置传感器的电压值，实现同步器选档信息和换挡信息的自学习识别。该位置校验控制方法在变速器下线，车辆行驶超过一定时间以及车辆因选换档问题而无法正常启动时，采取本发明的同步器自学习识别控制方法进行选换档信息的学习和识别。本发明有效消除了多种因素造成同步器位置不准确的问题，使得车辆的选档和换档能够基于正确的同步器位置，保证了车辆选档和换档的正确性。

Description

同步器自学习识别控制方法及位置校验控制方法

技术领域

本发明属于同步器控制技术领域，涉及一种同步器控制方法。 

背景技术

在机械式自动变速器（Auto Matic Mechanical Transmission，简称为AMT）中，虽然变速箱控制单元（Transmission Control Unit，简称为TCU）底层对同步器选档和换档位置传感器的反馈通常为位置值或电压值，但是由于每台变速器的选换档执行机构的安装初始位置不可能完全相同，因此控制策略中无法获得确切的同步器位置，从而也就无法响应来自TCU新档位选择的请求。 

此外，在车辆运行一段时间后，不同车辆装配的同步器的磨损程度不同，TCU获得的位置值不准确，或者当车辆出现故障维修后重新装配时，TCU也无法获得确切的同步器位置信息，这些时候均无法正确实施TCU的新档位选择请求。因此，能够使得TCU获得准确的同步器位置信息，从而能够顺利完成新档位选择的技术具有很强的研究意义和应用价值。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够获得同步器的准确位置，使得选档和换档顺利进行的同步器自学习识别的控制方法。 

为了达到上述目的，本发明的解决方案是： 

一种同步器自学习识别控制方法，所述控制方法控制选档电机和换挡电机的正反转，通过监测选档位置传感器的电压变化和换挡位置传感器的电压变化，识别同步器到达极限位置的状态，并记录同步器在每个所述极限位置时位置传感器的电压值，实现同步器选档信息和换挡信息的自学习识别。 

所述同步器选档信息的自学习识别包括： 

（1）控制选档电机正转，并计算选档位置传感器电压变化量；其中：所述选档位置传感器电压变化量为本次循环中选档位置传感器的电压值与上次循环中选档位置传感器的电压值之差； 

（2）分别更新所述选档位置传感器电压变化量的绝对值大于或者等于第一设定值的次数以及小于所述第一设定值的次数；其中，所述选档位置传感器电压变化量的绝对值大于或者等于第一设定值的次数以及小于所述第一设定值的次数的初始值均为零； 

（3）当所述选档位置传感器电压变化量的绝对值小于第一设定值的次数等于第一设定次数，且所述选档位置传感器电压变化量的绝对值大于第一设定值的次数大于零时，判断同步器到达选档电机正转时的极限位置；记录此时选档位置传感器的电压值；否则，从所述步骤（1）开始进行新的循环； 

（4）控制选档电机反转，并计算换档位置传感器电压变化量； 

（5）分别更新所述选档位置传感器电压变化量的绝对值大于或者等于第二设定值的次数以及小于所述第二设定值的次数；其中，所述选档位置传感器电压变化量的绝对值大于或者等于第二设定值的次数以及小于所述第二设定值的次数的初始值均为零； 

（6）当所述选档位置传感器电压变化量的绝对值小于第二设定值的次数等于第二设定次数，且所述选档位置传感器电压变化量的绝对值大于第二设定值的次数大于零时，判断到达选档电机反转时同步器的极限位置；记录此时选档位置传感器的电压值；否则，进入所述步骤（1）开始新的循环； 

（7）通过所述选档电机正转时同步器的极限位置与对应的所述选档位置传感器的电压、所述选档电机反转时同步器的极限位置与对应的所述选档位置传感器的电压，计算同步器所有位置与选档位置传感器电压的对应关系； 

其中，所述第一设定值、所述第二设定值、所述第一设定次数以及所述第二设定次数均为设定值。 

所述步骤（7）在计算同步器所有位置与选档位置传感器电压的对应关系时，首选通过所述选档电机正转时同步器的极限位置与对应的所述选档位置传感器的电压、所述选档电机反转时同步器的极限位置与对应的所述选档位置传感器的电压，计算所述同步器处于两个所述极限位置的中间位置点时位置传感器的电压。 

所述同步器换档信息的自学习识别包括： 

（1）控制换档电机正转，并计算换档位置传感器的电压变化量；其中，所述换挡位置传感器的电压变化量指的是本次循环中所述换档位置传感器的电压值与上次循环中所述换档位置传感器的电压值之差； 

（2）更新所述换档位置传感器的电压变化量的绝对值小于第三设定值的次数；所述换档位置传感器的电压变化量的绝对值小于第三设定值的次数的初始值为零； 

（3）当所述换档位置传感器的电压变化量的绝对值小于第三设定值的次数等于第三设定次数 时，判断换档电机正转时同步器到达极限位置，记录此时的换档位置传感器的电压值；否则，进入所述步骤（1）进行新的循环； 

（4）控制换档电机反转，并计算换档位置传感器的电压变化量； 

（5）更新所述换档位置传感器的电压变化量的绝对值小于第四设定值的次数；所述换档位置传感器的电压变化量的绝对值小于第四设定值的次数的初始值为零； 

（6）当所述换档位置传感器的电压变化量的绝对值小于第四设定值的次数等于第四设定次数时，判断同步器到达换档电机反转时的极限位置，记录此时的换档位置传感器的电压值；否则，进入所述步骤（1）进入新的循环； 

（7）通过所述换挡电机正转时同步器的极限位置与对应的所述换挡位置传感器的电压、所述换挡电机反转时同步器的极限位置与对应的所述换挡位置传感器的电压，计算同步器所有位置与换挡位置传感器电压的对应关系； 

其中，所述第三设定值、所述第三设定次数、所述第四设定值以及所述第四设定次数均为设定值。 

所述步骤（7）中计算同步器所有位置与换档位置传感器电压的对应关系时，首先根据所述换档电机正转时同步器的极限位置与对应的所述换档位置传感器的电压、所述换档电机反转时同步器的极限位置与对应的所述换档位置传感器的电压，计算同步器处于所述两个极限位置的中间位置点时所述换档位置传感器的电压。 

一种基于上述同步器自学习识别控制方法的车辆同步器位置校验方法，其特征在于：包括以下步骤： 

（1）在变速器下线时，根据权利要求1所述的同步器自学习识别控制方法进行同步器选档和换档信息的自学习识别，并存储所述同步器自学习识别的选档和换挡信息； 

（2）车辆初次启动时，操纵变速器控制单元上电并保持1秒，之后断电以读取存储的所述同步器选档和换档信息，以计算同步器选档的实际位置； 

（3）车辆运行时，若车辆运行时间等于时间阈值，则根据权利要求1所述的同步器自学习识别控制方法再次对同步器的选档换档信息进行识别；其中，所述时间阈值为设定值； 

若车辆运行时间小于所述时间阈值，而变速器出现故障进行维修并重新装配，则首先操纵变速箱控制单元上电并保持1秒，之后断电以读取存储的所述同步器选档和换挡信息； 

（4）车辆点火；若无法正常启动且通过故障码确认问题来源于选换档，则根据权利要求1所述的同步器自学习识别控制方法再次对同步器的选档信息进行自学习识别；否则根据存储的所述同步器选档和换挡信息运行车辆。 

由于采用上述方案，本发明的有益效果是：本发明提出了一种同步器自学习识别控制方 法以及基于该控制方法的车辆同步器位置校验控制方法，能够有效消除由于不同变速器的选档换档执行机构安装初始位置的差异，车辆运行过程中同步器的磨损以及车辆出现故障维修后重新装配等因素造成TCU获得的同步器位置不准确的问题，使得车辆的选档和换档能够基于正确的同步器位置，保证了车辆选档和换档的正确性，从而大大提升了车辆的性能。 

附图说明

图1a是本发明实施例中选档执行机构运动示意图； 

图1b是本发明实施例中换档执行机构运动示意图； 

图2是本发明实施例中同步器选换档信息自学习识别流程图； 

图3是本发明实施例中车辆同步器位置校验控制方法的流程图。 

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。 

针对现有技术由于种种因素无法获得同步器位置的准确信息，而导致选档换档无法顺利进行的问题，本发明提出了一种同步器自学习识别的控制方法及基于该方法的车辆同步器位置校验控制方法。 

本发明同步器自学习识别控制方法分别进行同步器选档位置学习识别和换档位置学习识别。 

在进行选档位置识别时，控制选档电机正转，并更新选档位置传感器电压变化量的绝对值大于或者等于第一设定值的次数A’以及小于第一设定值的次数A；当A等于第一设定次数并且A’大于零时，则判断此时同步器已经达到选档电机正转时的极限位置，记录此时的选档位置传感器的电压值。其中，选档位置传感器电压变化量指的是本次循环中选档位置传感器的电压值与上次循环中选档位置传感器的电压值之差，A和A’的初始值均为零。 

然后控制选档电机反转，并记录选档位置传感器电压变化量的绝对值大于或者等于第二设定值的次数B’以及小于第一设定值的次数B；当B等于第二设定次数并且B’大于零时，则判断此时同步器已经达到选档电机反转时的极限位置，记录此时的选档位置传感器的电压值。其中，选档位置传感器电压变化量指的是本次循环中选档位置传感器的电压值与上次循环中选档位置传感器的电压值之差，B和B’的初始值均为零。 

根据上述两个极限位置及其对应的选档位置传感器的电压值，即可求出同步器处于任何位置对应的选档位置传感器的电压值，从而完成了选档位置的学习和识别。该计算的依据是选档位置传感器的电压变化量对应位移量的计算公式，由厂家提供。 

上述第一设定值、第一设定次数、第二设定值以及第二设定次数在该控制方法中均为设定值，通过标定得到。 

在进行换档位置识别时，首先控制换档电机正转，并记录换档位置传感器电压变化量的绝对值小于第三设定值的次数，当该次数等于第三设定次数时，判断此时同步器已经达到换档电机正转的极限位置，记录此时换档位置传感器的电压值。其中，换挡位置传感器电压变化量指的是本次循环中换挡位置传感器的电压值与上次循环中换挡位置传感器的电压值之差。 

同理，控制换档电机反转，并记录换档位置传感器电压变化量的绝对值小于第四设定值的次数，当该次数等于第四设定次数时，判断此时同步器已经达到换档电机反转的极限位置，记录此时换档位置传感器的电压值。其中，换挡位置传感器电压变化量指的是本次循环中换挡位置传感器的电压值与上次循环中位置传感器的电压值之差。 

根据上述两个极限位置及其对应的换档位置传感器的电压值，即可求出同步器处于任何位置对应的换档位置传感器的电压值，从而完成了换档位置的学习和识别。该计算的依据是位置传感器的电压变化量对应位移量的计算公式，由厂家提供。 

上述第三设定值、第三设定次数、第四设定值以及第四设定次数在该控制方法中均为设定值，通过标定获得。 

该方法进行实际应用时，在进行同步器自学习识别控制之前，应该明确选档换档电机的转向对应的选档和换档行为以及选档换档位置传感器的电压值。本实施例中，如图1a所示，定义控制从R/N档选档位置向5/6档选档位置移动时选档电机为正转，这个过程中选档位置传感器的电压值从0V向5V增加；反方向时选档电机反转、选档位置传感器的电压从5V降低到0V。此外，定义控制从R/1/3/5档在档位置向N/2/4/6档在档位置移动时换档电机为正转，换档位置传感器的电压值从0V向5V增加；反方向时换档电机反转，换档位置传感器的电压从5V降低到0V。 

基于此，本发明的同步器自学习控制方法的流程图如图2所示，具体包括以下步骤： 

（1）开始； 

（2）实时读取选档位置传感器和换档位置传感器的电压值，并判断选档位置识别是否完成；若选档位置识别没有完成，则进入步骤（3）；否则进入步骤（14）； 

（3）控制选档电机正转，并计算选档位置传感器的电压变化量；该电压变化量指的是上一次循环中选档位置传感器的电压值与本次循环中选档位置传感器的电压值之差； 

（4）判断选档位置传感器的电压变化量的绝对值与第一设定值的大小；当前者大于或者等于后者时，在第一计数次数A’的基础上加1，并返回步骤（2）开始新的循环；否则， 在第二计数次数A的基础上加1，并判第二计数次数A是否等于第一设定次数；若第二计数次数A等于第一设定次数，则返回步骤（2）开始新的循环，否则，进入步骤（5）； 

（5）判断此时第一计数次数A’是否大于零，若第一计数次数A’大于零，则进入步骤（6）；否则，记录选档位置传感器的电压值，之后进入步骤（7）； 

（6）判断已经到达5/6档极限位置，记录选档位置传感器的电压值，并标记5/6档自学习完成，之后进入步骤（7）； 

（7）控制选档电机反转，并判断选档位置传感器的电压变化量的绝对值是否小于第二设定值；若是，则进入步骤（8）；若否，则将第三计数次数B’加1，并进入步骤（2）开始新的循环；其中，该选档位置传感器的电压变化量指的是本次循环中选档位置传感器的电压值与上次循环中选档位置传感器的电压值之差； 

（8）将第四计数次数B加1，并判断第四计数次数是否等于第二设定次数；若是，则进入步骤（9）；若否，则进入步骤（2）开始新的循环； 

（9）判断第三计数次数B’是否大于零；若是，则进入步骤（10）；否则，进入步骤（13）； 

（10）判断是否设置完成5/6档自学习标志位，若是，则进入步骤（11）；否则，设置该标志位，之后进入步骤（11）； 

（11）判断已经到达R/N档极限位置，记录选档位置传感器的电压值，并设置R/N档自学习完成的标志位，并进入步骤（12）； 

（12）在两极限位置的电压值的基础上计算两极限位置的中间位置点的电压，根据该位置传感器的电压变化量对应位移量的公式可得到任一点的选档位置信息，并设置选档自学习完成标志位；由于通常情况下位置传感器供应商提供的电压变化量对应位移量的计算公式一般是以中间值为参数，所以该步骤中先计算中间位置点的电压；之后进入步骤（14）； 

（13）将同步器置于空档和在档位置之间或者置于在档位置上，并进入步骤（14）； 

（14）判断是否完成换档位置识别；若是，则进入步骤（24），程序结束；若否，则进入步骤（15）； 

（15）控制换档电机正转，并进入步骤（16）； 

（16）判断换档位置传感器的电压变化量的绝对值是否小于第三设定值；若是，则进入步骤（17）；若否，则进入步骤（2）开始新的循环；这里换挡位置传感器的电压变化量指的是本次循环中换挡位置传感器的电压值与上次循环中换挡位置传感器的电压值之差； 

（17）将第三计数次数加1，并判断第三计数次数是否等于第三设定次数；如果是，则进入 步骤（18）；否则，进入步骤（2）开始新的循环； 

（18）判断已经到达2/4/6档极限位置，记录换档位置传感器的电压值，并设置2/4/6档自学习完成标志位；之后进入步骤（19）； 

（19）控制换档电机反转，进入步骤（20）； 

（20）判断换档位置传感器的电压变化量的绝对值是否小于第四设定值；若是，则进入步骤（21）；若否，则进入步骤（2）开始新的循环；其中，这里换挡位置传感器的电压变化量指的是本次循环中换挡位置传感器的电压值与上次循环中换挡位置传感器的电压值之差； 

（21）将第四计数次数加1，并判断第四计数次数是否等于第四设定次数；若是，则进入步骤（22）；若否，则进入步骤（2）开始新的循环； 

（22）判断已经达到1/3/5档极限位置，记录此时的换档位置传感器的电压值，并设置1/3/5档自学习完成标志位；之后进入步骤（23）； 

（23）计算中间位置点的电压，根据公式得到任一点的换档位置信息，并设置换档自学习完成标志位；进入步骤（24）； 

（24）结束。 

本发明提出的基于上述控制方法的车辆同步器位置校验的控制方法，包括以下步骤： 

（1）在变速器下线（End Of Line，英文缩写为EOL）时，根据上述同步器自学习识别控制方法进行同步器选档和换档信息的自学习识别，并将同步器自学习识别的信息存储在TCU中。 

（2）车辆初次启动时，操纵TCU上电并保持1s，之后断电以读取EOL时存储的同步器选档和换档信息，以计算同步器选档的实际位置。 

（3）当车辆运行一定时间（可设定时间）时，由于不同车辆装配的同步器的磨损程度不同，需根据上述同步器自学习识别控制方法再次对同步器的选档换档信息进行识别。 

（4）若车辆运行时间不到上述步骤（3）中的设定时间，而变速器出现故障而进行维修并重新装配，则首先操纵TCU上电并保持1s，之后断电以读取EOL时的同步器自学习识别的信息。 

（5）车辆点火；若无法正常启动且通过故障码确认问题来源于自选换档，则根据上述同步器自学习识别控制方法再次对同步器的选档信息进行自学习识别；否则根据上述读取的同步器自学习识别的信息运行车辆。 

如图3所示为该车辆同步器位置校验控制方法的流程图。 

本发明提出了一种同步器自学习识别控制方法以及基于该控制方法的车辆同步器位置校验控制方法，能够有效消除由于不同变速器的选档换档执行机构安装初始位置的差异，车辆运行过程中同步器的磨损以及车辆出现故障维修后重新装配等因素造成TCU获得的同步器位 置不准确的问题，使得车辆的选档和换档能够基于正确的同步器位置，保证了车辆选档和换档的正确性，从而大大提升了车辆的性能。 

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 (6)

1.一种同步器自学习识别控制方法，其特征在于：所述控制方法控制选档电机和换挡电机的正反转，通过监测选档位置传感器的电压变化和换挡位置传感器的电压变化，识别同步器到达极限位置的状态，并记录同步器在每个所述极限位置时位置传感器的电压值，实现同步器选档信息和换挡信息的自学习识别。

2.根据权利要求1所述的同步器自学习识别控制方法，其特征在于：所述同步器选档信息的自学习识别包括：

（1）控制选档电机正转，并计算选档位置传感器电压变化量；其中：所述选档位置传感器电压变化量为本次循环中选档位置传感器的电压值与上次循环中选档位置传感器的电压值之差；

（2）分别更新所述选档位置传感器电压变化量的绝对值大于或者等于第一设定值的次数以及小于所述第一设定值的次数；其中，所述选档位置传感器电压变化量的绝对值大于或者等于所述第一设定值的次数以及小于所述第一设定值的次数的初始值均为零；

（3）当所述选档位置传感器电压变化量的绝对值小于所述第一设定值的次数等于第一设定次数，且所述选档位置传感器电压变化量的绝对值大于所述第一设定值的次数大于零时，判断同步器已经到达选档电机正转时的极限位置；记录此时选档位置传感器的电压值；否则，从所述步骤（1）开始进行新的循环；

（4）控制选档电机反转，并计算换档位置传感器电压变化量；

（5）分别更新所述选档位置传感器电压变化量的绝对值大于或者等于第二设定值的次数以及小于所述第二设定值的次数；其中，所述选档位置传感器电压变化量的绝对值大于或者等于所述第二设定值的次数以及小于所述第二设定值的次数的初始值均为零；

（6）当所述选档位置传感器电压变化量的绝对值小于所述第二设定值的次数等于第二设定次数，且所述选档位置传感器电压变化量的绝对值大于所述第二设定值的次数大于零时，判断到达选档电机反转时同步器的极限位置；记录此时选档位置传感器的电压值；否则，进入所述步骤（1）开始新的循环；

（7）通过所述选档电机正转时同步器的极限位置与对应的所述选档位置传感器的电压、所述选档电机反转时同步器的极限位置与对应的所述选档位置传感器的电压，计算同步器所有位置与选档位置传感器电压的对应关系；

其中，所述第一设定值、所述第二设定值、所述第一设定次数以及所述第二设定次数均为设定值。

3.根据权利要求2所述的同步器自学习识别控制方法，其特征在于：所述步骤（7）在计算同步器所有位置与选档位置传感器电压的对应关系时，首选通过所述选档电机正转时同步器的极限位置与对应的所述选档位置传感器的电压、所述选档电机反转时同步器的极限位置与对应的所述选档位置传感器的电压，计算所述同步器处于两个所述极限位置的中间位置点时位置传感器的电压。

4.根据权利要求1所述的同步器自学习识别控制方法，其特征在于：所述同步器换档信息的自学习识别包括：

（1）控制换档电机正转，并计算换档位置传感器的电压变化量；其中，所述换挡位置传感器的电压变化量指的是本次循环中所述换档位置传感器的电压值与上次循环中所述换档位置传感器的电压值之差；

（2）更新所述换档位置传感器的电压变化量的绝对值小于第三设定值的次数；所述换档位置传感器的电压变化量的绝对值小于所述第三设定值的次数的初始值为零；

（3）当所述换档位置传感器的电压变化量的绝对值小于所述第三设定值的次数等于第三设定次数时，判断换档电机正转时同步器到达极限位置，记录此时的换档位置传感器的电压值；否则，进入所述步骤（1）进行新的循环；

（4）控制换档电机反转，并计算换档位置传感器的电压变化量；

（5）更新所述换档位置传感器的电压变化量的绝对值小于第四设定值的次数；所述换档位置传感器的电压变化量的绝对值小于所述第四设定值的次数的初始值为零；

（6）当所述换档位置传感器的电压变化量的绝对值小于所述第四设定值的次数等于第四设定次数时，判断同步器到达换档电机反转时的极限位置，记录此时的换档位置传感器的电压值；否则，进入所述步骤（1）进入新的循环；

（7）通过所述换挡电机正转时同步器的极限位置与对应的所述换挡位置传感器的电压、所述换挡电机反转时同步器的极限位置与对应的所述换挡位置传感器的电压，计算同步器所有位置与换挡位置传感器电压的对应关系；

其中，所述第三设定值、所述第三设定次数、所述第四设定值以及所述第四设定次数均为设定值。

5.根据权利要求4所述的同步器自学习识别控制方法，其特征在于：所述步骤（7）中计算同步器所有位置与换档位置传感器电压的对应关系时，首先根据所述换档电机正转时同步器的极限位置与对应的所述换档位置传感器的电压、所述换档电机反转时同步器的极限位置与对应的所述换档位置传感器的电压，计算同步器处于所述两个极限位置的中间位置点时所述换档位置传感器的电压。

6.一种基于权利要求1所述的同步器自学习识别控制方法的车辆同步器位置校验方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）在变速器下线时，根据权利要求1所述的同步器自学习识别控制方法进行同步器选档和换档信息的自学习识别，并存储所述同步器自学习识别的选档和换挡信息；

（2）车辆初次启动时，操纵变速器控制单元上电并保持1秒，之后断电以读取存储的所述同步器选档和换档信息，以计算同步器选档的实际位置；

（3）车辆运行时，若车辆运行时间等于时间阈值，则根据权利要求1所述的同步器自学习识别控制方法再次对同步器的选档换档信息进行识别；其中，所述时间阈值为设定值；

若车辆运行时间小于所述时间阈值，而变速器出现故障进行维修并重新装配，则首先操纵变速箱控制单元上电并保持1秒，之后断电以读取存储的所述同步器选档和换挡信息；

（4）车辆点火；若无法正常启动且通过故障码确认问题来源于选换档，则根据权利要求1所述的同步器自学习识别控制方法再次对同步器的选档信息进行自学习识别；否则根据存储的所述同步器选档和换挡信息运行车辆。

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