CN103697154B - 一种amt自动变速器的换挡方法 - Google Patents

一种amt自动变速器的换挡方法 Download PDF

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Abstract

本发明为一种AMT自动变速器的换挡方法，包括：步骤A：在车辆行驶过程中，根据车辆行驶状态参数和操控信号判断是否需要换挡至其他前进挡位，若是则继续进行步骤B，否则重复步骤A；步骤B：确定目标挡位；步骤C：根据当前车速和目标挡位的挡位速比计算出发动机目标转速；步骤D：判断发动机目标转速是否大于等于怠速转速，若是则继续进行步骤E-G；步骤E：控制当前转速不变，换挡电机动作将当前挡位同步器退至空挡；步骤F：控制选挡电机动作，将选挡电机移动到目标挡位位置，控制发动机转速至发动机目标转速；步骤G：控制换挡电机动作，将目标挡位同步器挂入目标挡位，并取消对发动机转速的控制，完成换挡。

Description

一种AMT自动变速器的换挡方法
技术领域
本发明涉及车辆换挡控制技术，特别是涉及一种AMT自动变速器的换挡方法。
背景技术
车辆在行驶换挡时，AMT（AutomatedMechanicalTransmission）自动变速器（或称自动机械式变速器或电控机械式自动变速器）的离合器控制始终是一个技术难题。在AMT换挡过程中，离合器需要先分离，同步器挂入相应挡位后，离合器又要结合。但离合器的分离和结合控制非常复杂，如果离合器分离和结合速度过慢，容易造成离合器磨损严重，甚至会因过热而导致离合器烧毁。反之，如果离合器分离结合速度过快，车辆换挡冲击严重，车辆换挡质量降低，甚至出现发动机憋死的情况。
并且，换挡过程中离合器的分离与结合，延长了换挡时间，减慢了换挡响应速度。
发明内容
本发明的一个目的是要提供一种AMT自动变速器的换挡方法，来解决AMT自动变速器换挡过程中离合器控制困难的问题。
本发明一个进一步的目的是要缩短AMT自动变速器换挡过程中车辆动力中断的时间，减少换挡时间，提高换挡品质。
特别地，本发明提供了一种AMT自动变速器的换挡方法，包括如下步骤：
步骤A：在车辆行驶过程中，所述AMT自动变速器处于任一前进挡位的情况下，根据车辆行驶状态参数和操控信号判断是否需要换挡至其他前进挡位，若需要进行换挡，则继续进行步骤B，否则重复步骤A；
步骤B：确定所要换挡的目标挡位；
步骤C：根据当前车速和目标挡位的挡位速比计算出目标挡位离合器完全结合时所期望的发动机目标转速Engine_TargetSPD；
步骤D：判断所述发动机目标转速Engine_TargetSPD是否大于等于发动机的怠速转速，若所述发动机目标转速Engine_TargetSPD大于等于发动机的怠速转速则继续进行步骤E-G；
步骤E：控制发动机的当前转速不变，换挡电机动作将当前挡位同步器退至空挡；
步骤F：控制选挡电机动作，将选挡电机移动到将要挂入的目标挡位位置，同时控制发动机转速至发动机目标转速Engine_TargetSPD；
步骤G：控制换挡电机动作，将目标挡位同步器挂入目标挡位，并取消对发动机转速的控制，完成换挡。
进一步地，还包括如下步骤：
在步骤D中，若判断所述发动机目标转速Engine_TargetSPD小于发动机的怠速转速，则采用离合器分离、换选挡电机动作、离合器再结合的换挡程序进行换挡。
进一步地，所述发动机目标转速Engine_TargetSPD按下式计算：
Engine _ T arg etSPD = v 3.6 * 2 πr * 60 * r Gear _ T arg et
其中，
Engine_TargetSPD：发动机目标转速，单位rpm；
V：当前车速，单位km/h；
r：车轮半径，单位m；
rGear_Target：目标挡位的挡位速比。
进一步地，所述车辆行驶状态参数和操控信号包括当前车速和油门开度信号。
进一步地，在开始进行所述步骤E时，设置发动机转速控制标志位为有效状态，直至所述步骤G完成时，清除所述发动机转速控制标志位，以通知整车控制器和/或发动机控制器和/或变速器控制器在执行所述步骤E至所述步骤G的整个过程中发动机转速将被控制至所述发动机目标转速，此期间禁止整车控制器和/或发动机控制器和/或变速器控制器根据车辆行驶状态参数和操控信号对发动机转速进行其他控制。
进一步地，所述换挡方法被编程在车辆的变速器控制器中。
本发明在发动机目标转速Engine_TargetSPD大于等于发动机的怠速转速时，控制发动机的当前转速不变，换挡电机动作将当前挡位同步器退至空挡。然后控制选挡电机动作，将选挡电机移动到将要挂入的目标挡位位置，同时控制发动机转速至发动机目标转速Engine_TargetSPD。最后控制换挡电机动作，将目标挡位同步器挂入目标挡位，并取消对发动机转速的控制，完成换挡。在上述过程中，本发明始终保持AMT自动变速器离合器结合，在离合器不分离的情况下实现换挡操作，解决了换挡过程中离合器控制困难的问题。
由于在目标挡位同步器挂入目标挡位之前，发动机的转速已经被控制至发动机目标转速Engine_TargetSPD，故此时目标挡位的同步环转速和目标挡位要结合的齿圈转速同步，因此可显著减小换挡冲击，缩短AMT自动变速器的换挡时间。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。附图中：
图1是根据本发明一个实施例的AMT自动变速器的换挡方法的步骤流程图；
图2是一个步骤流程图，其以AMT自动变速器2挡升3挡的情形为例示出了根据本发明一个实施例的AMT自动变速器换挡方法的更具体步骤；
图3是一个控制时序图，其以AMT自动变速器2挡升3挡的情形为例示出了在根据本发明一个实施例的AMT自动变速器换挡方法中相关变量的控制时序。
具体实施方式
图1是根据本发明一个实施例的AMT自动变速器的换挡方法的步骤流程图。如图1所示，在本实施例中，本发明的换挡方法，包括如下步骤：
步骤S101：车辆点火启动开始行驶。
步骤S102：车辆行驶过程中，所述AMT自动变速器处于任一前进档位，根据车辆行驶状态参数和操控信号判断是否需要换挡至其他前进档位，若需要进行换挡，则继续进行步骤103，否则重复步骤S102。
步骤S103：确定所要换挡的目标挡位。
步骤S104：根据当前车速和目标挡位的挡位速比计算出目标挡位离合器完全结合时所期望的发动机目标转速Engine_TargetSPD。
步骤S105：判断所述发动机目标转速Engine_TargetSPD是否大于等于发动机的怠速转速，若判断所述发动机目标转速Engine_TargetSPD小于发动机的怠速转速，则采用步骤109中的离合器分离、换选挡电机动作、离合器再结合的换挡程序进行换挡。若所述发动机目标转速Engine_TargetSPD大于等于发动机的怠速转速则继续进行步骤106、步骤107和步骤108。
步骤106：控制发动机的当前转速不变，换挡电机动作将当前挡位同步器退至空挡。
步骤107：控制选挡电机动作，将选挡电机移动到将要挂入的目标挡位位置，同时控制发动机转速至发动机目标转速Engine_TargetSPD。
步骤108：控制换挡电机动作，将目标挡位同步器挂入目标挡位，并取消对发动机转速的控制。在开始进行所述步骤106时，设置发动机转速控制标志位为有效状态，直至所述步骤108完成时，清除所述发动机转速控制标志位，以通知整车控制器和/或发动机控制器和/或变速器控制器在执行所述步骤106至所述步骤108的整个过程中发动机转速将被控制至所述发动机目标转速。此期间，禁止整车控制器和/或发动机控制器和/或变速器控制器根据车辆行驶状态参数和操控信号对发动机转速进行其他控制。
步骤109：结束换挡。
在上述过程中，本发明始终保持AMT自动变速器离合器完全结合，因此实现了离合器的不分离换挡。并且，由于在目标挡位同步器挂入目标挡位之前，发动机的转速已经控制到目标转速，因此此时目标挡位的同步环转速和目标挡位要结合的齿圈转速同步，因此可减小换挡冲击，缩短换挡时间。
在本发明的一个实施例中，可将换挡时间控制在1秒到2秒范围内，在此时间内，车速不会发生很大变化。在本发明的另一个实施例中，可根据车辆加速度变化规律和换挡冲击的大小，将低档位换挡时间设置成长于高档位换挡时间。
在本发明的一个实施例中，当发动机转速到达目标转速后，在目标挡位同步器挂档的过程中会根据当前车速对发动机转速进行转速的同步修正，以减少目标挡位的同步环转速和目标挡位要结合的齿圈转速的转速差值，也有利于减小换挡冲击。
下面以AMT自动变速器2挡升3挡为例进行具体说明，其中图2是此种情形下根据本发明一个实施例的AMT自动变速器换挡方法的步骤流程图，图3是此种情形下根据本发明一个实施例的AMT自动变速器换挡方法的控制时序图。
参见图2，在图2所示的步骤S201中，车辆点火启动开始行驶。在步骤S202中，检测出车辆处于2挡行驶状态。在步骤S203中，根据2挡的当前车速和油门开度信号，判断是否要进行换挡，如果需要换挡则进行步骤S204，否则进行步骤213来结束换挡。一般地，车辆行驶状态参数和操控信号基本为当前车速和油门开度信号，但仍可根据需要选择其它的参数作为依据。在步骤S204中，判断出要换的挡位是3挡，即目标挡位Gear_Target=3。
在步骤S205中，在确定所要换挡的目标挡位Gear_Target=3后，首先根据挡位速比计算出当前车速下需要目标挡位离合器完全结合时的的发动机目标转速Engine_TargetSPD。如果计算出的发动机目标转速Engine_TargetSPD小于发动机的怠速转速（如为800rpm/min）时，则为了防止因发动机转速过低而导致发动机熄火，需采用步骤S212所示的离合器分离、换选挡电机动作、离合器再结合的AMT换挡控制程序进行换挡。当计算出的发动机目标转速Engine_TargetSPD大于等于发动机怠速转速时，采用离合器不分离换挡方式，具体可包括：步骤S207、步骤S208、步骤S209、步骤S210和步骤S211。
在图3中，L1表示目标挡位，L2表示当前挡位，L3表示换挡电机动作标志位，L4表示选挡电机动作标志位，L5表示发动机转速控制标志位，L6表示发动机转速；对于换挡电机动作标志位L3、选挡电机动作标志位L4以及发动机转速控制标志位L5而言，该图中用数字1表示相应标志位处于有效状态，用数字0表示相应标志位处于失效状态。
参见图2和图3，当计算出的发动机目标转速Engine_TargetSPD大于等于发动机怠速转速时，如步骤207那样设置发动机转速控制标志位处于1即有效状态，从而控制当前发动机转速不变。然后进行步骤208：换挡电机动作标志位处于1即换挡电机动作，将当前挡位2挡的同步器退至空挡。然后进行步骤209：选挡电机动作标志位处于1即选挡电机动作，将选挡电机移动到将要挂入的目标挡位3挡的位置，同时控制发动机转速下降到3挡结合时的目标发动机转速。然后进行步骤210：换挡电机动作标志位处于1即换挡电机动作，将目标挡位同步器即3挡同步器挂入目标挡位3挡。然后进行步骤211：将发动机转速控制标志位处于0即失效状态，取消对发动机转速的控制。步骤213表示结束换挡。
在本实施例中，车辆的变速器控制器为自动变速器控制单元TCU，TCU常用于AMT、AT、DCT、CVT等自动变速器，用于实现自动变速控制，使驾驶更简单。本发明的所述换挡方法被编程在车辆的变速器控制器中。车辆在2挡行驶的过程中，TCU中的控制程序会根据当前的油门开度信号和车速信号判断是否有升挡请求，如果判断出TCU有升3挡请求，既将目标挡位信号Gear_Target信号变为3挡。
在上述叙述中，所述发动机目标转速Engine_TargetSPD按下式计算：
Engine _ T arg etSPD = v 3.6 * 2 πr * 60 * r Gear _ T arg et
其中，
Engine_TargetSPD：发动机目标转速，单位rpm；
V：当前车速，单位km/h；
r：车轮半径，单位m；
rGear_Target：目标挡位的挡位速比。
本发明解决了在换挡过程中因为离合器的控制问题导致的离合器滑摩或烧毁、车辆冲击严重及发动机憋死等问题，同时改善了换挡品质，提高了换挡响应性。并且，本发明缩短了车辆动力中断的时间，缩短了换挡时间，提高了换挡品质。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (6)

1.一种AMT自动变速器的换挡方法，包括如下步骤：
步骤A：在车辆行驶过程中，所述AMT自动变速器处于任一前进挡位的情况下，根据车辆行驶状态参数和操控信号判断是否需要换挡至其他前进挡位，若需要进行换挡，则继续进行步骤B，否则重复步骤A；
步骤B：确定所要换挡的目标挡位；
步骤C：根据当前车速和目标挡位的挡位速比计算出目标挡位离合器完全结合时所期望的发动机目标转速；
步骤D：判断所述发动机目标转速是否大于等于发动机的怠速转速，若所述发动机目标转速大于等于发动机的怠速转速则继续进行步骤E-G；
步骤E：控制发动机的当前转速不变，换挡电机动作将当前挡位同步器退至空挡；
步骤F：控制选挡电机动作，将选挡电机移动到将要挂入的目标挡位位置，同时控制发动机转速至发动机目标转速；
步骤G：控制换挡电机动作，将目标挡位同步器挂入目标挡位，并取消对发动机转速的控制，完成换挡。
2.根据权利要求1所述的换挡方法，还包括如下步骤：
在步骤D中，若判断所述发动机目标转速小于发动机的怠速转速，则采用离合器分离、换选挡电机动作、离合器再结合的换挡程序进行换挡。
3.根据权利要求1所述的换挡方法，其中，所述发动机目标转速按下式计算：
E n g i n e _ T arg e t S P D = v 3.6 * 2 π r * 60 * r G e a r _ T arg e t
其中，
Engine_TargetSPD：发动机目标转速，单位rpm；
V：当前车速，单位km/h；
r：车轮半径，单位m；
rGear_Target：目标挡位的挡位速比。
4.根据权利要求1所述的换挡方法，其中，
所述车辆行驶状态参数和操控信号包括当前车速和油门开度信号。
5.根据权利要求1所述的换挡方法，其中，
在开始进行所述步骤E时，设置发动机转速控制标志位为有效状态，直至所述步骤G完成时，清除所述发动机转速控制标志位，以通知整车控制器和/或发动机控制器和/或变速器控制器在执行所述步骤E至所述步骤G的整个过程中发动机转速将被控制至所述发动机目标转速，此期间禁止整车控制器和/或发动机控制器和/或变速器控制器根据车辆行驶状态参数和操控信号对发动机转速进行其他控制。
6.根据权利要求1所述的换挡方法，其中，
所述换挡方法被编程在车辆的变速器控制器中。
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