CN104653764A - 同步器自动控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种同步器自动控制方法，该方法根据变速箱控制单元采集的换挡信号判断换挡指令，并且结合同步器速度和各控制阶段时间分为同步器摘挡、同步器结合前空行程、同步器滑磨结合、同步器结合后空行程、同步器压紧及同步器在挡等六个控制阶段完成整个同步器移动过程。本发明通过细分同步器移动的控制阶段，在满足驾驶员的动力需求前提下，有效地优化了换挡过程动力中断时间，降低了同步器噪音，减少了同步器硬件磨损，改善了换挡品质。

Description

同步器自动控制方法
技术领域
本发明属于汽车变速箱换挡控制领域；具体地说，本发明涉及一种同步器自动控制方法。
背景技术
同步器控制属于汽车变速箱换挡控制，它涉及到换挡过程动力中断时间、换挡平顺性、换挡噪音和同步器磨损等问题。传统同步器自动控制多数采用开环式压力控制或者流量控制，没有考虑同步器位置闭环和同步器速度反馈，这样的控制虽然简单，但是在某些工况下（比如同步器硬件有磨损和/或电磁阀控制有偏差时）的效果并不是很好，因此提出一种分阶段式的同步器自动控制方法。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种能有效克服换挡时控制缺陷的同步器自动控制方法。
为了解决前述技术问题，本发明提供了一种同步器自动控制方法，其中，所述方法根据变速箱控制单元采集的换挡信号判断换挡指令，并且结合同步器速度和各控制阶段时间分为同步器摘挡、同步器结合前空行程、同步器滑磨结合、同步器结合后空行程、同步器压紧及同步器在挡等六个控制阶段完成整个同步器移动过程。
可选地，在如前所述的方法中，所述换挡信号包括同步器位置信号、整车需求挡位信号和变速箱油压信号。
可选地，在如前所述的方法中，所述变速箱控制单元结合油门踏板信号、变速箱油温信号控制同步器的速度和位置。
可选地，在如前所述的方法中，所述方法包括如下步骤：
步骤A：开始，同步器位于当前挡位；
步骤B：判断是否换至目的挡位的指令为true或者换空挡指令为true，如果是则前进到步骤C，否则返回到步骤A；
步骤C：将同步器换至空挡；
步骤D：判断是否换至目的挡位的指令为true，是则进前到步骤E，否则返回到步骤C；
步骤E：将同步器换至同步前空行程；
步骤F：判断是否同步器拨叉位置大于等于同步位置Pmin或者同步器拨叉移动速度小于某阈值且持续时间大于等于一定阈值，是则前进至步骤G，否则前进至步骤H；
步骤G：使同步器在目的挡位同步滑磨，并前进至步骤I；
步骤H：判断是否同步器处于同步前空行程阶段的时间大于一定阈值，是则返回至步骤C，否则返回至步骤F；
步骤I：判断是否同步器拨叉位置大于同步位置Pmax或者同步器拨叉移动速度大于某阈值且持续时间大于等于一定阈值，是则前进至步骤J，否则前进至步骤K；
步骤J：将同步器换至同步后空行程，并前进至步骤L；
步骤K：判断是否同步器处于同步滑磨阶段的时间大于一定阈值，是则返回至步骤C，否则返回至步骤I；
步骤L：判断是否同步器拨叉位置大于等于目的挡位在挡位置，是则前进至步骤M，否则前进至步骤N；
步骤M：使同步器在目的挡位位置压紧，并前进至步骤O；
步骤N：判断是否同步器处于同步后空行程阶段的时间大于一定阈值，是则返回至步骤C，否则返回至步骤L；
步骤O：判断是否同步器拨叉推力作用时间大于一定阈值，是则前进至步骤P，否则前进至步骤Q；
步骤P：使同步器在目的挡位控制，并前进至步骤R；
步骤Q：判断是否同步器的位置超出在挡位置大于一定阈值，是则返回至步骤C，否则返回至步骤O；
步骤R：同步器位于目的挡位，结束。
可选地，在如前所述的方法中，在步骤C中将拨叉控制液压缸的流量阀的设目标速度和压力阀的目标压力设为最大。
可选地，在如前所述的方法中，在步骤E中提前降低结合套的速度。
可选地，在如前所述的方法中，在步骤G中对同步器在目的挡位的同步滑磨进行压力控制。
可选地，在如前所述的方法中，在步骤J中对同步器同步后空行程进行速度控制。
可选地，在如前所述的方法中，在步骤M中对同步器在目的挡位的压紧控制进行压力控制。
可选地，在如前所述的方法中，在步骤R中同步器在目的挡位后撤销压力。
本发明的控制方法通过细分同步器移动的控制阶段，在满足驾驶员的动力需求前提下，有效地优化了换挡过程动力中断时间，降低了同步器噪音，减少了同步器硬件磨损，改善了换挡品质。
附图说明
参照附图，本发明的公开内容将更加显然。应当了解，这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在限制本发明的保护范围。图中：
图1示出了根据本发明的同步器自动控制方法的一种实施方式的示意图，其中：图1（a）示出同步器结合套在一挡，图1（b）示出同步器结合套从一挡移出，图1（c）示出同步器结合套贴近二挡锁环位置，图1（d）示出同步器结合套到达二挡锁环位置开始同步，图1（e）示出同步器结合套和锁环转速达到一致并向二挡位置继续移动，图1（f）示出同步器结合套与二挡结合齿圈花键齿啮合，图1（g）示出同步器结合套在二挡；以及
图2示出了根据本发明的同步器自动控制方法的流程图。
具体实施方式
下面参照附图详细地说明本发明的具体实施方式。
图1示出了根据本发明的同步器自动控制方法的一种实施方式的示意图。如图1中所示，本发明采用的分阶段式的同步器自动控制方法为：TCU根据同步器位置信号、整车需求挡位信号、变速箱油压信号判断换挡指令，并根据同步器速度和各控制阶段时间将整个移动过程分为同步器摘挡、同步器同步前空行程、同步器同步滑磨、同步器同步后空行程、同步器压紧、同步器在挡等六个控制阶段，再结合油门踏板信号、变速箱油温信号精确控制在不同需求工况下同步器的速度控制和位置控制。
本发明各控制阶段的同步器拨叉位置示意图如图1所示，以一挡换二挡为例。在图1中，附图标记1表示目的挡位结合齿圈花键齿，2表示当前挡位结合齿圈花键齿，3表示同步器的结合套内花键，4表示同步器拨叉位置，5表示目的挡位锁环花键齿，6表示当前挡位锁环花键齿，n1表示转速1，n2表示转速2，n3表示转速3，各箭头表示旋转方向，11表示在挡位置，12表示同步位置，13表示空挡位置。图1（a）同步器结合套在一挡，其花键齿与一挡结合齿圈花键齿相啮合，进行扭矩传递；图1（b）同步器结合套从一挡移出，其花键齿与一挡结合齿圈脱离，此时结合套、锁环、一挡结合齿圈的转速相同；图1（c）同步器结合套继续移出，直到贴近二挡锁环位置；图1（d）同步器结合套到达二挡锁环位置即开始同步，由于存在速差，两者的齿端倒角相抵触行程相互阻碍的锁止力矩而不能进一步啮合；图1（e）同步器结合套和锁环在摩擦力的作用下转速达到一致，锁止力矩消失，同步器结合套向二挡位置继续移动；图1（f）同步器结合套与二挡结合齿圈花键齿相啮合；图1（g）同步器结合套在二挡位置在挡控制。
图2示出了根据本发明的同步器自动控制方法的流程图。虽然在图2中以一挡换二挡为例进行了说明，但是可以了解，从在其它不同挡位的换挡控制方法同样适用。如图所示，在开始步骤A中，同步器位于一挡。在步骤B中判断是否换至二挡的指令为true或者换空挡指令为true，如果是则前进到步骤C，否则返回到步骤A。在步骤C中将同步器换至空挡。在步骤D中判断是否换至二挡的指令为true，是则进前到步骤E，否则返回到步骤C。在步骤E中将同步器换至同步前空行程。在步骤F中判断是否同步器拨叉位置大于等于同步位置Pmin或者同步器拨叉移动速度小于某阈值且持续时间大于等于一定阈值，是则前进至步骤G，否则前进至步骤H。在步骤G中使同步器在二挡同步滑磨，并前进至步骤I。在步骤H中判断是否同步器处于同步前空行程阶段的时间大于一定阈值，是则返回至步骤C，否则返回至步骤F。在步骤I中判断是否同步器拨叉位置大于同步位置Pmax或者同步器拨叉移动速度大于某阈值且持续时间大于等于一定阈值，是则前进至步骤J，否则前进至步骤K。在步骤J中将同步器换至同步后空行程，并前进至步骤L。在步骤K中判断是否同步器处于同步滑磨阶段的时间大于一定阈值，是则返回至步骤C，否则返回至步骤I。在步骤L中判断是否同步器拨叉位置大于等于二挡在挡位置，是则前进至步骤M，否则前进至步骤N。在步骤M中使同步器在二挡位置压紧，并前进至步骤O。在步骤N中判断是否同步器处于同步后空行程阶段的时间大于一定阈值，是则返回至步骤C，否则返回至步骤L。在步骤O中判断是否同步器拨叉推力作用时间大于一定阈值，是则前进至步骤P，否则前进至步骤Q。在步骤P中使同步器在二挡控制，并前进至步骤R。在步骤Q中判断是否同步器的位置超出在挡位置大于一定阈值，是则返回至步骤C，否则返回至步骤O。在步骤R中同步器位于二挡并结束。
如图2所示是以一挡换二挡为例的，根据以上的描述可以了解，其中条件1为换二挡指令为true或者换空挡指令为true；条件2为换二挡指令为true；条件3为同步器拨叉位置大于等于同步位置Pmin或者同步器拨叉移动速度小于某阈值且持续时间大于等于一定阈值；条件4为同步器拨叉位置大于同步位置Pmax或者同步器拨叉移动速度大于某阈值且持续时间大于等于一定阈值；条件5为同步器拨叉位置大于等于二挡在挡位置；条件6为同步器拨叉推力作用时间大于一定阈值；条件7是同步器处于同步前空行程阶段的时间大于一定阈值；条件8是同步器处于同步滑磨阶段的时间大于一定阈值；条件9是同步器处于同步后空行程阶段的时间大于一定阈值；条件10是同步器的位置超出在挡位置大于一定阈值。
在图2中，同步器摘挡控制由于不涉及到硬件的碰撞和扭矩传递，为了减少换挡中断时间，需要尽可能快的将同步器结合套脱离一挡位置，分别将拨叉控制液压缸的流量阀的设目标速度和压力阀的目标压力设为最大，即：
flowvalve_current=f（velo_max，pedal）；
pressvalve_current=f（p_max，pedal）；
其中velo_max为速度目标最大值，p_max为压力目标最大值，pedal为油门踏板开度。
如图2所示，同步器同步前空行程控制为了避免结合套移动速度过快而与二挡同步锁环发生刚性碰撞产生噪音和抖动，需要提前降低结合套的速度，即：
flowvalve_current=f（velo_normal，pedal）；
pressvalve_current=f（p_max，pedal）；
其中velo_normal为速度目标合理值。
如图2所示，同步器在二挡同步滑磨控制由于是结合套和锁环刚性相抵，主要依靠摩擦进行同步，这阶段主要是压力控制，太大的压力会产生刚性碰撞并过度磨损同步器，即：
flowvalve_current=f（velo_normal，pedal）；
pressvalve_current=f（p_sync，pedal）；
其中p_sync为同步过程压力目标值。
如图2所示，同步器同步后空行程控制是为了加快结合套向在挡位置的移动速度，为了减少换挡中断时间，但是又不能速度太快造成和二挡结合齿圈的刚性碰撞，因此结合套的速度需要进行控制，即：
flowvalve_current=f（velo_aftersync，pedal）；
pressvalve_current=f（p_max，pedal）；
其中velo_aftersync为同步后空行程速度目标值。
如图2所示，同步器在挡压紧控制是为了让结合套和结合齿圈完全啮合，此时是压力控制，即
flowvalve_current=f（velo_max，pedal）；
pressvalve_current=f（p_max，pedal）。
如图2所示，同步器在挡位置控制是为了不让拨叉与结合套一直保持力的作用，需要在挡后撤销压力，只有当同步器位置偏离了在挡位置后，再予以相应的控制，即
flowvalve_current=f（velo_ingear）；
pressvalve_current=f（p_ingear）；
其中velo_ingear为在挡位置速度目标值，p_ingear为在挡位置压力目标值。
所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实例做各种各样的修改、补充或采用类似的方式替代，而不会偏离本发明专利的精神或超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1. 一种同步器自动控制方法，其特征在于，所述方法根据变速箱控制单元采集的换挡信号判断换挡指令，并且结合同步器速度和各控制阶段时间分为同步器摘挡、同步器结合前空行程、同步器滑磨结合、同步器结合后空行程、同步器压紧及同步器在挡等六个控制阶段完成整个同步器移动过程。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述换挡信号包括同步器位置信号、整车需求挡位信号和变速箱油压信号。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述变速箱控制单元结合油门踏板信号、变速箱油温信号控制同步器的速度和位置。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括如下步骤：
步骤A：开始，同步器位于当前挡位；
步骤B：判断是否换至目的挡位的指令为true或者换空挡指令为true，如果是则前进到步骤C，否则返回到步骤A；
步骤C：将同步器换至空挡；
步骤D：判断是否换至目的挡位的指令为true，是则进前到步骤E，否则返回到步骤C；
步骤E：将同步器换至同步前空行程；
步骤F：判断是否同步器拨叉位置大于等于同步位置Pmin或者同步器拨叉移动速度小于某阈值且持续时间大于等于一定阈值，是则前进至步骤G，否则前进至步骤H；
步骤G：使同步器在目的挡位同步滑磨，并前进至步骤I；
步骤H：判断是否同步器处于同步前空行程阶段的时间大于一定阈值，是则返回至步骤C，否则返回至步骤F；
步骤I：判断是否同步器拨叉位置大于同步位置Pmax或者同步器拨叉移动速度大于某阈值且持续时间大于等于一定阈值，是则前进至步骤J，否则前进至步骤K；
步骤J：将同步器换至同步后空行程，并前进至步骤L；
步骤K：判断是否同步器处于同步滑磨阶段的时间大于一定阈值，是则返回至步骤C，否则返回至步骤I；
步骤L：判断是否同步器拨叉位置大于等于目的挡位在挡位置，是则前进至步骤M，否则前进至步骤N；
步骤M：使同步器在目的挡位位置压紧，并前进至步骤O；
步骤N：判断是否同步器处于同步后空行程阶段的时间大于一定阈值，是则返回至步骤C，否则返回至步骤L；
步骤O：判断是否同步器拨叉推力作用时间大于一定阈值，是则前进至步骤P，否则前进至步骤Q；
步骤P：使同步器在目的挡位控制，并前进至步骤R；
步骤Q：判断是否同步器的位置超出在挡位置大于一定阈值，是则返回至步骤C，否则返回至步骤O；
步骤R：同步器位于目的挡位，结束。
5.如权利要求4所述的方法，其中，在步骤C中将拨叉控制液压缸的流量阀的目标速度和压力阀的目标压力设为最大。
6.如权利要求4所述的方法，其中，在步骤E中提前降低结合套的速度。
7.如权利要求4所述的方法，其中，在步骤G中对同步器在目的挡位的同步滑磨进行压力控制。
8.如权利要求4所述的方法，其中，在步骤J中对同步器同步后空行程进行速度控制。
9.如权利要求4所述的方法，其中，在步骤M中对同步器在目的挡位的压紧控制进行压力控制。
10.如权利要求4所述的方法，其中，在步骤R中同步器在目的挡位后撤销压力。
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