CN105840816A - 一种带同步器的双离合器自动变速器挂挡控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种带同步器双离合器自动变速器的挂挡控制方法，本发明将换挡从同步到啮合过程分为两个阶段，即挂挡阶段和啮合阶段，提出闭环控制方式，采用曲线轨迹模式控制正向换挡力，并根据换挡拨叉位置、换挡拨叉移动速度实时调节反向作用力的控制方法，实现齿套、接合齿平顺的啮合，从而减小换挡冲击。

Description

一种带同步器的双离合器自动变速器挂挡控制方法

技术领域

本发明属于双离合器自动变速器换挡控制技术，特别涉及带同步器的液压控制双离合器自动变速器换挡过程中换挡力的控制。

背景技术

带同步器的液压控制双离合器自动变速器挂挡过程，首先通过液压执行机构控制换挡拨叉推动齿套运动到达同步位置，当输入轴转速与输出轴转速同步完成后，换挡拨叉继续推动齿套运动接近接合齿，最终齿套、接合齿完全啮合在一起，实现换挡过程。整个换挡过程中，在同步位置实现转速同步以及齿套运动至接合齿，实现完全啮合过程的控制技术是关键。

由发明专利：一种DCT变速器同步器挂挡过程中重复挂挡控制方法(专利号CN 104154225 A)可知，该发明将整个换挡过程分为3个阶段，靠拢同步环阶段、同步阶段、齿套与结合齿啮合挂挡阶段，其根据换挡拨叉位置值进行换挡力的控制。该方法中只考虑了换挡拨叉位置对换挡力的影响，并没有考虑换挡拨叉移动速度这一因素，不能避免在挂挡啮合阶段换挡拨叉移动速度过快导致的挂挡冲击、噪音等问题。

发明内容

一种带同步器的双离合器自动变速器的挂挡控制方法，该方法将换挡拨叉从同步位置运动到啮合位置过程划分为两个控制阶段，即挂挡阶段和啮合阶段，采用闭环控制方式，通过液压换挡执行机构控制换挡力。

挂挡过程中，从同步位置实现输入轴与输出轴转速同步后，到拨叉移动速度达到啮合阈值，这一过程定义为挂挡阶段，该阶段需求压力的计算，采用挂挡曲线模式控制挂挡需求压力。

挂挡过程中，拨叉移动速度大于啮合阈值后即为啮合阶段，此阶段换挡需求压力的计算，采用啮合曲线模式控制，采用闭环的方式进行控制，并基于拨叉移动速度实时调节换挡压力。

一种挂挡过程中能够更迅速、更准确的实现拨叉移动速度控制，采用反向作用力控制，根据拨叉位置、拨叉移动速度进行反向作用条件的判断及反向作用力的计算。

所述反向作用力条件的判断是根据拨叉移动方向、移动速度、拨叉位置进行开始及结束反向作用力的判断。

所述反向作用力的计算，根据拨叉移动速度、拨叉位置将反向作用力的计算划分为三种控制方式。此过程共设置4个拨叉移动速度限制值、1个拨叉移动加速度限制值、1个拨叉位置限制值，其值均根据试验数据获得。

第一种控制方式：当拨叉位置高于拨叉位置限制值，拨叉移动速度高于拨叉移动速度高限制值1时，反向作用力根据换挡需求压力、挂挡档位和换挡油温三个参数查表获得。

第二种控制方式：当拨叉位置高于拨叉位置限制值，拨叉移动速度高于拨叉移动速度低限制值；或者拨叉移动速度高于拨叉移动速度高限制值2；或者拨叉移动速度高于挂挡反向作用力速度高限制值并且拨叉移动加速度高于挂挡反向作用力加速度限制值时，反向作用力按照固定步长递增。

第三种控制方式：当不满足上述两种控制方式时，采用反向作用力最小值，该最小值根据试验数据获得。

本发明专利的技术方案实现方式如下：

1.挂挡阶段的定义及换挡需求压力的计算：

1)挂挡阶段：实现输入轴转速、输出轴转速同步后，进入挂挡阶段，当拨叉移动速度大于啮合阈值时完成挂挡阶段。图2中V₁点即为设定的啮合阈值，该啮合阈值根据试验数据获得。

2)挂挡阶段的需求压力采用挂挡曲线模式控制，如图1中所示。

此阶段换挡力P＝P₃-(P₃-P₂)T

其中：P₃由挂挡档位、换挡温度两个参数查表获得；P₂由输出轴转速、入轴和输出轴转速差、换挡类型查表获得。两参数表均根据试验数据获得。

时间函数T调节挂挡压力的曲线轨迹，使得挂挡力由P₂变化至P₃。其中函数T根据函数Y＝(t-T_min)/(T_max-T_min)进行差值计算获得，Y值由0变为1，T值由1变为0，t为进入挂挡阶段的时间，T_min＝0，T_max为根据试验数据获得。

2.啮合阶段的定义及换挡需求压力的计算：

1)啮合阶段：拨叉移动速度大于啮合阈值后进入啮合阶段，拨叉位置达到啮合位置限制值时结束啮合阶段，此时挂挡成功。啮合阈值、啮合位置限制值均根据试验数据获得。

2)啮合阶段的需求压力采用啮合曲线模式控制，如图1中所示。

此阶段换挡力P＝P₄-(P₄-P₃)S+△P

其中：P₄由挂挡档位、换挡油温两个参数查表获得，该参数表根据试验数据获得；P₃为挂挡阶段换挡力。

位置函数S调节挂挡压力的啮合曲线轨迹，使得挂挡力由P₃变化至P₄。位置函数S值根据拨叉位置百分比查表获得，其值随着拨叉位置百分比增大而减小，当拨叉完全啮合时其值为0。

△P由换挡拨叉移动速度调节，当换挡拨叉移动速度在允许范围内，该值为0。当换挡拨叉移动速度过快超过最大限制值时，△P为正值，增大此阶段换挡力；当换挡拨叉移动速度过慢低于最小限制值时，△P为负值，减小此阶段换挡力，此时△P值由换挡档位、换挡油温两个参数查表获得，换挡拨叉移动速度最大、最小限制值及参数表均根据试验数据获得。

3.反向作用力的控制：首先需要进行反向作用力和结束反向作用力的条件判断，其次根据换挡条件实时进行反向作用力的计算。具体描述如下：

1)根据挂挡挡位和拨叉位置判断拨叉移动方向的状态。当拨叉移动方向正确允许进行反向作用力控制。当拨叉移动方向错误时，结束反向作用力控制。

2)根据拨叉移动速度、拨叉位置将反向作用力的计算划分为三种控制方式。此过程共设置4个拨叉移动速度限制值、1个拨叉移动加速度限制值、1个拨叉位置限制值，其值均根据试验数据获得。

第一种控制方式：当拨叉位置高于拨叉位置限制值，拨叉移动速度高于拨叉移动速度高限制值1时，反向作用力根据换挡需求压力、挂挡档位和换挡油温三个参数查表获得。

第二种控制方式：当拨叉位置高于拨叉位置限制值，拨叉移动速度高于拨叉移动速度低限制值；拨叉移动速度高于拨叉移动速度高限制值2；拨叉移动速度高于挂挡反向作用力速度高限制值并且拨叉移动加速度高于挂挡反向作用力加速度限制值时，反向作用力按照固定步长递增。

第三种控制方式：当不满足上述两种控制方式时，采用反向作用力最小值，该最小值根据试验数据获得。

本发明的有益效果：

本发明专利提出了一种带同步器双离合器自动变速器挂挡控制方法，其目的在于实现齿套、接合齿平顺的啮合，从而减小换挡冲击。该控制方法通过换挡拨叉位置及移动速度将换挡拨叉从同步位置运动到啮合位置过程分为两个阶段，即挂挡阶段和啮合阶段，提出了挂挡阶段和啮合阶段换挡力采用曲线轨迹模式和反向作用力的控制方法。

根据拨叉位置及拨叉移动速度采用闭环曲线模式实时的调整换挡力，保证了挂挡的成功率，避免因为卡滞挂不上挡的现象。同时采用的反向作用力的控制，避免了因为换挡拨叉移动速度过快引起的换挡冲击和噪音。

附图说明

图1是本发明专利的液压换挡执行机构示意图。

图2是本发明专利的换挡阶段划分及换挡力示意图。

附图符号说明：

1-电磁阀1，2-电磁阀2，3-多路阀1，4-多路阀2，

5-1挡、3挡换挡拨叉位置传感器，6-4挡、6挡换挡拨叉位置传感器,7-5挡、7挡换挡拨叉位置传感器，8-2挡、R挡换挡拨叉位置传感器，9-油温传感器，10-1挡、3挡换挡拨叉，11-4挡、6挡换挡拨叉，12-5挡、7挡换挡拨叉，13-2挡、R挡换挡拨叉

具体实施方案

下面结合附图详细说明本发明专利的具体实施方案：

本发明采用一种液压执行机构的双离合器自动变速器，该液压换挡执行机构通过换挡电磁阀1、换挡电磁阀2、换挡多路阀1、换挡多路阀2实现挂挡动作的控制，其中换挡电磁阀1和2与换挡多路阀1和2相连接，换挡多路阀1和2与4个换挡拨叉相连接，同时该系统有4个换挡拨叉位置传感器、1个油温传感器。如图1所示，以挂2挡为例，首先根据2个换挡多路阀选择控制2挡所在的换挡拨叉，然后换挡电磁阀1打开，换挡拨叉向2挡方向移动，此时若打开换挡电磁阀2，则启动了挂2挡的反向作用力。

以挂2档为例进行说明：

1.如图2所示，从时间t₀到时间t₁通过电磁阀1控制换挡拨叉推动齿套运动到达2档对应的同步位置。该同步位置通过控制换挡力来判断换挡拨叉位置进行自动记录。此阶段为换挡空行程，换挡力值越大，换挡拨叉动作延时越小。

2.如图2所示，从时间t₁到时间t₂实现输入轴转速与输出轴转速同步。如果输入轴转速与输出轴同步转速之间的转速差低于同步阈值时判定为同步成功。该同步阈值根据试验数据获得，当前设定为50rpm。

3.如图2所示从时间t₂到t₃即为换挡过程中挂挡阶段。

1)当输入轴与输出轴转速同步后，换挡拨叉移动速度低于啮合阈值，即为挂挡阶段。

2)此阶段换挡需求压力采用挂挡曲线模式控制。通过挂挡时间调节换挡需求压力从P₂逐渐变化至P₃，P₃值根据挂挡档位、换挡温度查表获得。

4.如图2所示，从时间t₃到t₄即为挂挡过程中啮合阶段。

1)换挡拨叉移动速度高于啮合阈值V₁点进入啮合阶段，当换挡拨叉位置达到啮合位置限制值S₂时啮合阶段结束，挂挡成功。

2)此阶段换挡需求压力采用啮合曲线模式控制。通过换挡拨叉位置百分比调节换挡需求压力P₃逐渐变化至P₄，P₄根据挂挡档位、换挡油温查表获得。

3)反向作用力的控制：当进入啮合阶段初期拨叉移动速度未达到速度限制值时，反向作用力取最小值，当随着拨叉移动速度逐渐增快，满足拨叉位置高于拨叉位置限制值S₁，拨叉移动速度高于拨叉移动速度低限制值V₂，反向作用力按固定步长逐渐递增，当拨叉移动速度高于拨叉移动速度高限制值1即图2中V₃时，反向作用力根据换挡需求压力、挂挡档位和换挡油温三个参数查表获得。当接近啮合位置时，拨叉移动速度降低，不满足转速限制条件时，采用最小反向作用力。

Claims (10)

1.一种带同步器的双离合器自动变速器的挂挡控制方法，其特征在于，

所述方法将换挡从同步到啮合过程划分为两个控制阶段，即挂挡阶段和啮合阶段，采用闭环曲线轨迹模式控制正向换挡力，根据换挡拨叉位置、换挡拨叉移动速度实时调节反向作用力。

2.根据权利要求1所述的带同步器的双离合器自动变速器的挂挡控制方法，其特征在于，

挂挡过程中，从同步位置实现输入轴与输出轴转速同步后,到拨叉移动速度大于啮合阈值，这一过程定义为挂挡阶段，所述阶段需求压力的计算，采用挂挡曲线模式控制挂挡需求压力。

3.根据权利要求1所述的带同步器的双离合器自动变速器的挂挡控制方法，其特征在于，

挂挡过程中，拨叉移动速度大于啮合阈值后进入啮合阶段，拨叉位置达到啮合位置限制值时结束啮合阶段，此时挂挡成功，此阶段换挡需求压力的计算，采用啮合曲线模式、闭环调节方式进行控制，根据换挡拨叉位置、换挡拨叉移动速度实时调节换挡压力。

4.根据权利要求1所述的带同步器的双离合器自动变速器的挂挡控制方法，其特征在于，

采用反向作用力控制，根据拨叉位置、拨叉移动速度实时进行反向作用条件的判断及反向作用力的计算。

5.根据权利要求4所述的带同步器的双离合器自动变速器的挂挡控制方法，其特征在于，

所述反向作用力条件的判断是根据拨叉移动方向、移动速度、拨叉位置进行开始及结束反向作用力的判断。

6.根据权利要求4所述的带同步器的双离合器自动变速器的挂挡控制方法，其特征在于，

所述反向作用力的计算，根据拨叉移动速度、拨叉位置将反向作用力的计算划分为三种控制方式，所述的三种控制方式为第一种控制方式采用最小反向作用力，第二种控制方式反向作用力按照固定步长递增，第三种控制方式根据换挡需求压力、挂挡档位和换挡油温三个参数查表获得反向作用力。

7.根据权利要求1所述的带同步器的双离合器自动变速器的挂挡控制方法，其特征在于

挂挡阶段的定义及换挡需求压力的计算：

1)挂挡阶段：实现输入轴转速、输出轴转速同步后，进入挂挡阶段，当拨叉移动速度达到啮合阈值时完成挂挡阶段；

2)挂挡阶段的需求压力采用挂挡曲线模式控制，

此阶段换挡力P＝P₃-(P₃-P₂)T

其中：P₃由挂挡档位、换挡温度两个参数查表获得；P₂为在同步位置实现输入轴转速、输出轴转速同步时的换挡力；时间函数T值跟随换挡时间增加逐渐减小至0。

8.根据权利要求1所述的带同步器的双离合器自动变速器的挂挡控制方法，其特征在于

啮合阶段的定义及换挡需求压力的计算：

1)啮合阶段：拨叉移动速度达到啮合阈值后进入啮合阶段，拨叉位置达到啮合位置限制值时结束啮合阶段，此时挂挡成功；

2)啮合阶段的需求压力采用啮合曲线模式控制，

此阶段换挡力P＝P₄-(P₄-P₃)S+ΔP

其中：P₄由挂挡档位、换挡油温两个参数查表获得；P₃为挂挡阶段换挡力，位置函数S值随着拨叉位置百分比增大而减小，当拨叉完全啮合时其值为0；ΔP由换挡拨叉移动速度决定，当换挡拨叉移动速度过快超过最大限制值时，增大此阶段换挡力，当换挡拨叉移动速度过慢低于最小限制值时，减小此阶段换挡力。

9.根据权利要求1所述的带同步器的双离合器自动变速器的挂挡控制方法，其特征在于

反向作用力的控制：首先需要进行反向作用力和结束反向作用力的条件判断，其次根据换挡条件进行反向作用力的计算：

1)根据挂挡挡位和拨叉位置判断拨叉移动方向的状态：当拨叉移动方向正确允许进行反向作用力控制，当拨叉移动方向错误时，结束反向作用力控制；

2)根据拨叉移动速度、拨叉位置将反向作用力的计算划分为三种控制方式，此过程共设置4个拨叉移动速度限制值、1个拨叉移动加速度限制值、1个拨叉位置限制值，其值均根据试验数据获得。

10.根据权利要求9所述的带同步器的双离合器自动变速器的挂挡控制方法，其特征在于

所述三种控制方式为：

第一种控制方式：当拨叉位置高于拨叉位置限制值，拨叉移动速度高于拨叉移动速度高限制值1时，反向作用力根据换挡需求压力、挂挡档位和换挡油温三个参数查表获得；

第二种控制方式：满足下面任意一个条件反向作用力按照固定步长递增：

a)当拨叉位置高于拨叉位置限制值并且拨叉移动速度高于拨叉移动速度低限制值；

b)拨叉移动速度高于拨叉移动速度高限制值2；

c)拨叉移动速度高于挂挡反向作用力速度高限制值并且拨叉移动加速度高于挂挡反向作用力加速度限制值；

第三种控制方式：当不满足上述两种控制方式时，采用反向作用力最小值，该最小值根据试验数据获得。