CN104154225A - 一种dct变速器同步器挂挡过程中重复挂挡控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种DCT变速器同步器挂挡过程中重复挂挡控制方法，目的在于克服DCT变速器在换挡过程中，如出现“齿对齿”的情况下不能换挡或换挡冲击，带来的换挡失败及同步器磨损的情况。在该方法中将整个换挡过程分为了3个阶段即：1、靠拢同步环阶段；2、同步阶段；3、齿套与接合齿接合后挂上挡阶段。通过分析以上三个阶段后，将出现“齿对齿”的情况细分为了两种情况即：1、齿套与同步环“齿对齿”；2、齿套与接合齿“齿对齿”。通过分析两种情况的不同，采用重复挂挡策略来实现柔性挂挡以及保护同步环不受到冲击，进而提高同步环的寿命及挂挡成功率。

Description

一种DCT变速器同步器挂挡过程中重复挂挡控制方法

技术领域

本发明涉及变速器同步器挂挡技术，特别涉及到同步器在挂挡时出现齿对齿的情况下，控制成功挂挡的重复挂挡方法。

背景技术

DCT变速器在挂挡过程中，是通过换挡执行机构驱动换挡拨叉推动齿套向同步环靠拢并接合上同步环，使其压在接合齿上达到同步后，换挡拨叉继续推动齿套，去靠拢接合齿，最后齿套、同步环、接合齿三者完全接合在一起，进而整个换挡过程就完成。在整套零件设计时为了使三者能够更好的接合，同时需要减小换挡力，所以将齿套、同步环、接合齿的齿形都做成锥形，便于三者更容易接合。

目前在整个换挡过程中容易出现齿套与同步环“齿对齿”，齿套与接合齿齿对齿”两大问题。同时，由于在使用一段时间后，三者的锥形齿在接合过程中会出现磨圆的情况，这样出现“齿对齿”的几率就会非常高。如果出现了“齿对齿”的情况，带来的结果是：1、因为“齿对齿”换挡拨叉不能推动齿套，导致不能进行换挡。2、因为“齿对齿”所以换挡拨叉推动齿套的力量将加大，这样就会出现换挡冲击，导致同步环磨损加快。

发明内容

本发明的目的在于克服DCT变速器在换挡过程中，在出现“齿对齿”的情况下，不能换挡或换挡冲击，带来的换挡失败及同步环磨损的情况，从而提出了一种重复挂挡策略来解决挂挡不成功或挂挡冲击。

本发明提出的DCT变速器同步器挂挡过程中重复挂挡控制方法，将整个换挡过程分为了3个阶段即：1、靠拢同步环阶段；2、同步阶段；3、齿套与接合齿接合后挂上挡阶段。通过分析以上三个阶段后，将出现“齿对齿”的情况细分为了两种情况即：1、齿套与同步环“齿对齿”；2、齿套与接合齿“齿对齿”。通过分析两种情况的不同，采用重复挂挡策略，实现柔性挂挡以及保护同步环不受到冲击，进而提高同步环的寿命及挂挡成功率。

    本方法包括以下步骤：

   （1）变速器控制器通过反馈的变速器换挡拨叉位置值、输入轴转速变化率以及换挡时间等信号判断齿对齿出现的位置：（1.1）如果换挡拨叉开始位置值有变化，一段时间后拨叉位置值不再变化，且反馈的位置值为设计空行程位置，同时输入轴转速变化率没有突变，但换挡时间超过设定值，则判断为齿套与同步环出现了齿对齿；（1.2)如果换挡拨叉开始位置值有变化，一段时间后拨叉位置不再变化且反馈的拨叉位置值为齿套与同步环接合位移，同时输入轴转速变化率有突变，但换挡时间超过设定值，则判断为齿套与接合齿出现了齿对齿。

（2）变速器控制器发出控制信号驱动换挡拨叉力变化实现挂档结合：(2.1)当出现齿套与同步环齿对齿时，通过反馈的驱动换挡拨叉液压电磁阀电流值和换挡拨叉位移值，进行PID计算，调整P值来增加驱动力，使齿套压在同步环上，通过增加对齿顶的压力，来增加切向拨动同步环的力，使其拨动半颗齿后齿套接合在同步环上；(2.1)当出现齿套与接合齿齿对齿时，则先撤掉换挡拨叉上的驱动力，同时控制换挡拨叉退回一定位置，此位置通过反馈的换挡拨叉位移值来进行控制，允许接合齿与同步环之间有一定相对运转来达到错过半颗齿，然后加大换挡拨叉力向接合齿方向接合，增加对齿顶的压力，使其拨动半颗齿后，齿套与接合齿接合上。

（3）当经过步骤（2）后，仍不能结合，则退回空挡位置，重新执行挂挡动作,如此重复挂档多次，如果仍然不成功则停止进行挂挡,车辆进入跛行回家模式。

    本发明方法能够提高DCT变速器同步器的换挡品质，并延长同步器的寿命，具体有以下优点：

1）通过增加此重复换挡控制方法后，变速器出现挂不上档的几率下降，同时挂挡更加柔顺，提高了DCT变速器挂挡品质。

2）由于在进行重复挂挡控制中考虑到了同步环在进行同步时，通过对换挡拨叉位置及输入轴转速的检测，来比对在同步器设计时的原始数据。比如：同步环压紧力、同步环容量等来对换挡拨叉力进行控制，达到对同步环的保护，尽量避免由于拨叉力过大造成对同步环的冲击。

附图说明

图1是齿套、同步环、接合齿三者经过同步后接合过程示意图；

图2A和图2B分别是齿套与同步环，齿套与接合齿分别出现“齿对齿”时的示意图；

图3是换挡拨叉力的PID控制示意图；

图4是换挡拨叉位置反馈示意图；

图5是控制拨叉压力示意图；

图6是重复挂挡时压力随换挡拨叉位置变化曲线图；

图中各标号为：1、齿套；2、同步环；3、接合齿。

具体实施方式

如图1所示为本发明所述齿套1在换挡拨叉的推动下与同步环2接合，同时经过同步环与接合齿3进行同步后，齿套1进而与接合齿进行接合，完成整个换挡过程。

如图2A所示为本发明所述齿套在接合同步环时，出现了齿套1与同步环2“齿对齿”的情况；图2B是齿套在接合接合齿时，出现了齿套1与接合齿3“齿对齿”的情况。本发明根据以上两种情况进行分析研究出重复挂挡策略。

如图3所示为本发明重复挂挡策略中当出现“齿对齿”时，换挡拨叉力值随拨叉位置反馈值的变化的PID算法框图。

如图4所示为本发明重复挂挡策略中细分的换挡过程中的三个阶段，分别为齿套靠近同步环阶段、齿套与同步环接合时的同步阶段和齿套与接合齿的接合阶段。

下面进一步详细说明该重复挂挡控制方法，该方法包括判断“齿对齿”出现的位置，出现“齿对齿”时驱动换挡拨叉力的变化，重复挂挡时退回的位置以及重复挂挡次数。

一、所述的判断“齿对齿”出现的位置，是通过反馈的变速器换挡拨叉位置值、输入轴转速变化以及换挡时间等信号进行判断：

1、如果换挡拨叉开始位置有变化，一段时间后拨叉位置将不再变化，且反馈的位置值为设计空行程位置，同时输入轴转速变化率没有突变（突然升高或突然下降），但换挡时间超限，此时就定义为齿套与同步环出现了“齿对齿”；

2、如果换挡拨叉开始位置有变化，一段时间后拨叉位置将不再变化且反馈的拨叉位置值为齿套与同步环接合位移，同时输入轴转速变化率有突变（突然升高或突然下降），但换挡时间超限，此时就定义为齿套与接合齿出现了“齿对齿”。

二、所述的出现“齿对齿”时驱动换挡拨叉力的变化，是指：

1、当出现齿套与同步环“齿对齿”时，通过反馈的驱动换挡拨叉液压电磁阀电流值和换挡拨叉位移值，进行PID计算。调整P值来增加驱动力，同时在迈过这一点后，及时的调整D值以减小驱动力，防止过冲；

2、当出现齿套与接合齿“齿对齿”时，通过反馈的驱动换挡拨叉液压电磁阀电流值、换挡拨叉位移值以及输入轴转速值的判断，调整换挡拨叉力使其完成换挡。

    如图5所示为本发明重复挂挡策略中,在齿套靠近同步环前，液压力值是一个足以克服齿套靠近同步环阻力的恒定值。通过反馈的拨叉位置值判断，当靠拢同步环时，驱动换挡拨叉的液压力发生变化，将齿套压在同步环上且足以接合上同步环，克服其同步力。其力是根据拨叉位置的反馈值，以及同步环设计时的同步摩擦力，来计算出的一个液压力值。同步结束时及时改变液压力值，让齿套与接合齿接合，该力是通过拨叉位置的反馈值和机械设计的最终挂挡位置来计算出的。从图4和图5可以看出，通过控制压力的变化达到了柔性换挡的目的，同时同步环在同步过程中很平稳没有出现换挡冲击。

三、所述重复挂挡时退回的位置以及重复挂挡次数，是在发生“齿对齿”后：

1、如果“齿对齿”发生在齿套与同步环接合时，则换挡拨叉暂时不用退回空挡位置，而是通过加大驱动换挡拨叉力的方式，使其压在同步环上。通过增加对齿顶的压力，来增加切向拨动同步环的力，使其拨动半颗齿后齿套就接合在同步环上了；如果仍然不成功就会退到空挡重新执行挂挡动作,如此重复三次动作，如果仍然不成功则不在进行挂挡动作,车辆进入跛行回家模式。增加的拨叉力值，通过标定来限制，防止出现液压阀电流过大而烧坏器件；

2、如果“齿对齿”发生在齿套与接合齿接合时，则撤掉换挡拨叉上的驱动力，同时换挡拨叉需要退回一定位置，此位置通过反馈的换挡拨叉位置值来进行控制，目的是：允许接合齿与同步环之间有一定相对运转来达到错过半颗齿的作用，同时在退到一定位置后加大换挡拨叉力向接合齿方向接合，增加对齿顶的压力，来增加切向拨动同步环的力，使其拨动半颗齿后，齿套就和接合齿接合上了。如果第一次不成功，紧跟着进行第二次，在进行三次挂挡动作后仍然不成功，则退回到变速器空挡位置, 车辆进入跛行回家模式。

如图6所示为利用了本发明重复挂挡策略后变速器挂挡时出现了“齿对齿”后进行重复挂挡三次的动作，进行重复挂挡动作时换挡拨叉压力变化的曲线图。由图中拨叉位置反馈值可以看出，在出现了“齿对齿”时通过快速的控制液压力值的变化，来驱动换挡拨叉的推动力，形成了一个闭环控制。其目的是防止对同步环造成冲击，从而达到保护同步环的效果，同时提高变速器挂挡成功率。

Claims (3)

1.一种DCT变速器同步器挂挡过程中重复挂挡控制方法，所述方法步骤如下：

（1）变速器控制器通过反馈的变速器换挡拨叉位置值、输入轴转速变化率以及换挡时间等信号判断齿对齿出现的位置：（1.1）如果换挡拨叉开始位置值有变化，一段时间后拨叉位置值不再变化，且反馈的位置值为设计空行程位置，同时输入轴转速变化率没有突变，但换挡时间超过设定值，则判断为齿套与同步环出现了齿对齿；（1.2)如果换挡拨叉开始位置值有变化，一段时间后拨叉位置不再变化且反馈的拨叉位置值为齿套与同步环接合位移，同时输入轴转速变化率有突变，但换挡时间超过设定值，则判断为齿套与接合齿出现了齿对齿；

（2）变速器控制器发出控制信号驱动换挡拨叉力变化实现挂档结合：(2.1)当出现齿套与同步环齿对齿时，通过反馈的驱动换挡拨叉液压电磁阀电流值和换挡拨叉位移值，进行PID计算，调整P值来增加驱动力，使齿套压在同步环上，通过增加对齿顶的压力，来增加切向拨动同步环的力，使其拨动半颗齿后齿套接合在同步环上；(2.1)当出现齿套与接合齿齿对齿时，则先撤掉换挡拨叉上的驱动力，同时控制换挡拨叉退回一定位置，此位置通过反馈的换挡拨叉位移值来进行控制，允许接合齿与同步环之间有一定相对运转来达到错过半颗齿，然后加大换挡拨叉力向接合齿方向接合，增加对齿顶的压力，使其拨动半颗齿后，齿套与接合齿接合上；

（3）当经过步骤(2)后，仍不能结合，则退回空挡位置，重新执行挂挡动作,如此重复挂档多次，如果仍然不成功则停止进行挂挡,车辆进入跛行回家模式。

2.根据权利要求1所述的DCT变速器同步器挂挡过程中重复挂挡控制方法，所述重复挂档次数设定为1-3次。

3.根据权利要求1所述的DCT变速器同步器挂挡过程中重复挂挡控制方法，当经过步骤2，齿套与同步环或接合齿结合后，则调整D值以减小驱动力至正常驱动值。