CN106286811B - 同步器在档控制方法、装置和系统 - Google Patents

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Abstract

一种同步器在档控制方法、装置和系统，其中，方法包括检测同步器结合套的位置，判断同步器是否挂档成功；当同步器挂档成功时，检测换挡拨叉是否处于结合齿圈内预设的停止带宽内；停止带宽的带宽中心位于结合齿圈末端和脱档边界之间，并与脱档边界保持预设安全距离，停止带宽的边界位于结合齿圈末端和脱档边界之间；当换挡拨叉位于停止带宽外时，驱动换挡拨叉进行位置纠正；当换挡拨叉位于停止带宽内且停留时间超过预设时间时，停止驱动换挡拨叉。通过所述同步器在档控制方法、装置和系统，可以实现简化同步器的换挡结构，减轻变速箱系统的重量，同时提高在档保持的可靠性。

Description

同步器在档控制方法、装置和系统
技术领域
本发明涉及汽车制造技术领域，尤其涉及一种同步器在档控制方法、装置和系统。
背景技术
目前对于依靠同步器进行换挡的机械变速箱，其同步器位置的在挡保持主要是通过机械机构设置。自动变速箱在挡保持的机械方式和传统变速箱在挡机械基本保持一样，主要是通过两种方式结合进行在档锁止，一是通过同步器结合套内的齿倒角，以及同步器结合齿圈外的齿倒角来阻止脱档；二是通过换挡拨叉上与同步器结合套硬性相连的机械部分如锁止球，进行锁止。然而上述的第二种方式中的机械锁止机构非常繁琐，不仅增加了变速箱重量，同时还增加了系统可靠性风险。
发明内容
本发明实施例解决的问题是如何实现简化同步器的换挡结构，减轻变速箱系统的重量，同时提高在档保持的可靠性。
为解决上述问题，本发明实施例提供一种同步器在档控制方法，包括：检测同步器结合套的位置，判断所述同步器是否挂档成功；当所述同步器挂档成功时，检测换挡拨叉是否处于结合齿圈内预设的停止带宽内；所述停止带宽的带宽中心位于所述结合齿圈末端和脱档边界之间，并与所述脱档边界保持预设安全距离，所述停止带宽的边界位于所述结合齿圈末端和所述脱档边界之间；当所述换挡拨叉位于所述停止带宽外时，驱动换挡拨叉进行位置纠正；当所述换挡拨叉位于所述停止带宽内且停留时间超过预设时间时，停止驱动换挡拨叉。
可选的，所述检测换挡拨叉是否处于结合齿圈内预设的停止带宽内，包括：通过检测与所述换挡拨叉刚性连接的同步器位置传感器的位置，判断所述换挡拨叉是否处于结合齿圈内预设的停止带宽内。
可选的，所述检测同步器结合套的位置，判断所述同步器是否挂档成功包括：检测所述同步器结合套的位置，判断所述同步器结合套是否位于结合齿圈末端和脱档边界之间；当所述同步器结合套位于结合齿圈末端和脱档边界之间时，判定所述同步器挂档成功；当所述同步器结合套不在结合齿圈末端和脱档边界之间时，判定所述同步器挂档失败。
可选的，所述换挡拨叉与同步器结合套间的间隙大于所述停止带宽的带宽中心到结合齿圈末端的距离。
可选的，所述驱动换挡拨叉进行位置纠正包括：根据同步器结合套到所述停止带宽中心位置的距离偏差，对所述换挡拨叉进行比例积分调节。
为了解决上述的技术问题，本发明实施例还公开了一种同步器在档控制装置，包括：第一获取单元，用于获取同步器结合套的位置；第二获取单元，用于获取换挡拨叉的位置；处理单元，用于根据所述第一获取单元获取的同步器结合套的位置，判断所述同步器是否挂档成功，并在挂档成功时，根据所述第二获取单元获取的换挡拨叉的位置，确定所述换挡拨叉是否位于结合齿圈内预设的停止带宽内；当所述换挡拨叉位于所述停止带宽外时，触发进行位置纠正，当所述换挡拨叉位于所述停止带宽内且停留时间超过预设时间时，停止位置纠正；所述停止带宽的带宽中心位于所述结合齿圈末端和脱档边界之间，并与所述脱档边界保持预设安全距离，所述停止带宽的边界位于所述结合齿圈末端和所述脱档边界之间。
可选的，所述处理单元包括：第一判定子单元，用于根据所述同步器结合套的位置，判断所述同步器结合套是否位于结合齿圈末端和脱档边界之间；第二判定子单元，用于当所述同步器结合套位于结合齿圈末端和脱档边界之间时，判定所述同步器挂档成功；当所述同步器结合套不在结合齿圈末端和脱档边界之间时，判定所述同步器挂档失败。
可选的，所述换挡拨叉与同步器结合套间的间隙大于所述停止带宽的带宽中心到结合齿圈末端的距离。
为了解决上述的技术问题，本发明实施例还公开了一种同步器在档控制系统，包括：同步器位置传感器，用于检测同步器结合套的位置以及换挡拨叉的位置；驱动器，用于驱动换挡拨叉；以及上述的同步器在档控制装置，用于根据所述同步器位置传感器的信号向所述驱动器触发所述驱动器进行位置纠正或停止进行位置纠正。
可选的，所述同步器位置传感器与所述换挡拨叉刚性连接，所述处理单元通过所述同步器位置传感器的位置信号，判断所述换挡拨叉是否处于结合齿圈内预设的停止带宽内。
可选的，所述驱动器用于根据同步器结合套到所述停止带宽中心位置的距离偏差，对所述换挡拨叉进行比例积分调节。
与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下优点：
本发明实施例通过引入带宽控制的主动控制方式实现了换挡执行机构——换挡拨叉的在档保持，省略了换挡拨叉的机械锁止机构，因此从机械上简化了换挡机构结构、实现机构轻量化，提高了在挡位置保持的可靠性。
进一步的，由于换挡拨叉与同步器结合套间的间隙大于所述停止带宽的带宽中心到结合齿圈末端的距离，因此在整个在挡保持过程中，换挡拨叉不会挤压结合齿圈末端，从而避免换挡拨叉磨损以及变形风险。
进一步的，通过比例积分调节实现位置偏差调整，减少了控制电流激荡并降低了执行机构能耗。
附图说明
图1是本发明实施例的一种同步器在档控制方法的流程图；
图2是本发明实施例的一种同步器在档控制方法的在档控制状态原理图；
图3是本发明实施例的一种同步器在档控制装置的结构示意图；
图4是本发明实施例的一种同步器在档控制系统的结构示意图。
具体实施方式
目前对于依靠同步器进行换挡的机械变速箱，其同步器位置的在挡保持主要是通过机械机构设置。自动变速箱在挡保持的机械方式和传统变速箱在挡机械基本保持一样，主要是通过两种方式结合进行在档锁止，一是通过同步器结合套内的齿倒角，以及同步器结合齿圈外的齿倒角来阻止脱档；二是通过换挡拨叉上与同步器结合套硬性相连的机械部分如锁止球，进行锁止。然而上述的第二种方式中的机械锁止机构非常繁琐，不仅增加了变速箱重量，同时还增加了系统可靠性风险。
本发明实施例通过引入带宽控制的主动控制方式实现了换挡执行机构——换挡拨叉的在档保持，省略了换挡拨叉的机械锁止机构，因此从机械上简化了换挡机构结构、实现机构轻量化，提高了在挡位置保持的可靠性。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
本发明实施例提供了一种同步器在档控制方法，参照图1，以下通过具体步骤进行详细说明。
步骤S101，检测同步器结合套的位置，判断所述同步器是否挂档成功。
在具体实施中，所述步骤S101可以包括：检测所述同步器结合套的位置，判断所述同步器结合套的位置是否位于结合齿圈末端和脱档边界之间。通过检测所述同步器结合套的位置是否位于所述结合齿圈末端和所述脱档边界之间，来判断所述同步器结合套是否处于脱档状态。
在上述的具体实施中，当所述同步器结合套的位置位于结合齿圈末端和脱档边界之间时，判定所述同步器挂档成功；当所述同步器结合套的位置不在结合齿圈末端和脱档边界之间时，说明此时同步器仍未进入挂档位置，因此判定所述同步器挂档失败。
在上述的具体实施中，之所以选择所述同步器结合套的末端和脱档边界作为判断挂档是否成功的判断区间，是因为结合齿圈是固定不动的，因此可以以结合齿圈位置为参照判断是否挂档成功。挂上档的判定标准的结合套内齿挂入结合齿圈的深度，脱档判定标准则是所述结合套内齿脱离深度。在具体实施中，为了确保及时发现脱档，如图2所示，所述脱档边界可以设定在所述结合齿圈外齿的上升凸起部分。
如图2(A)所示的挂档状态示意图，当同步器结合套的位置1大于脱档边界6，并超过预设的安全距离时，认为此时挂挡成功。此时便根据同步器位置，进入同步器的在档控制。由于机构惯性与响应延迟，同步器结合套的位置1还可能会继续朝结合齿圈末端5移动。
步骤S102，当所述同步器挂档成功时，检测换挡拨叉是否处于结合齿圈内预设的停止带宽内。
在具体实施中，所述停止带宽的带宽中心位于所述结合齿圈末端和脱档边界之间，并与所述脱档边界保持预设的安全距离，所述停止带宽的边界位于所述结合齿圈末端和所述脱档边界之间。
在具体实施中，由于变速箱系统中，同步器位置传感器与所述换挡拨叉中心是刚性连接的，因此，通过所述同步器位置传感器，可以同时获取同步器的位置以及所述换挡拨叉的位置，即通过检测与所述换挡拨叉中心刚性连接的同步器位置传感器的位置，判断所述换挡拨叉的位置，并且还能用于检测所述同步器的退挂档行程。在本发明一实施例中，整个退档挂档行程不超过20mm。
步骤S103，当所述换挡拨叉位于所述停止带宽外时，驱动换挡拨叉进行位置纠正。
在具体实施中，可以通过相应的执行机构驱动所述换挡拨叉移动。具体来说，所述执行机构可以由气缸、电机以及油缸组成。在变速箱系统中，所述执行机构通过直接驱动换挡拨叉，可以带动同步器结合套实现换挡功能。
在具体实施中，可以根据同步器结合套到所述停止带宽中心位置的距离偏差，对所述换挡拨叉进行比例积分调节，即PI调节，实现位置纠错。本具体实施通过比例积分调节实现位置偏差调整，可以减少控制电流激荡并降低执行机构能耗。
当对所述换挡拨叉进行带宽控制时，通过所述执行机构将换挡拨叉的实际位置与所述停止带宽中心位置的偏差，转换为控制电流进行PI调节。其PI参数与同步器偏差相关，可在不同同步器偏差时采用不同的PI值，即在脱档时采用较大的PI值，在在挡时采用较小的PI值，以减小控制激荡。
在具体实施中，所述换挡拨叉与同步器结合套间的间隙大于所述停止带宽的带宽中心到结合齿圈末端的距离。
在上述具体实施中，将换挡拨叉与同步器结合套间的间隙设置为大于所述停止带宽的带宽中心到结合齿圈末端的距离，可以在整个在挡保持控制的过程中，保证换挡拨叉不会挤压结合齿圈末端，从而避免换挡拨叉磨损以及变形。
此外，如果所述换挡拨叉与所述同步器结合套间隙小于带宽中心到末端的距离，在驱动所述换挡拨叉进行位置校正的过程中，可能会带动结合套向脱档方向移动，此时同步器真正脱档的风险就会加大。因此可以设置所述间隙大于带宽中心到所述结合齿圈末端的距离，就可以保证驱动所述换挡拨叉进行位置偏移调节的同时，不会带动所述同步器结合套移动，保持实际齿轮啮合的状态不变。
如图2(A)所示为完成挂档判定时的状态示意图，图2(B)所示的在档控制1的状态示意图，如图2(C)所示为在档控制2的状态示意图。其中，停止带宽7由两条停止带宽的边界和位于停止带宽边界中间的带宽中心三条虚线表示。
如图2(A)所示，此时换挡拨叉的中心位置41偏离停止带宽，并超出停止带宽边界7，则执行机构(图中未示出)进行PI调节，控制换挡拨叉向带宽中心移动，由于所述换挡拨叉4与所述同步器结合套1间隙的存在，且所述换挡拨叉4与所述同步器结合套1的间隙略大于带宽中心41到结合齿圈末端的距离，因此所述换挡拨叉4动而同步器结合套1不动，所述同步器结合套1与所述结合齿圈靠齿面倒齿(2，3)相互啮合；当所述换挡拨叉4位置达到所述停止带宽7内超过预设时长时后，则停止带宽控制和位置偏移调整，达到如图2(B)所示的在档控制1的状态。
如图2(C)所示的在档控制2状态示意图，此时由于机械移动或外界激励等原因，所述同步器结合套1可能发生移动，并靠近所述脱档边界6，并会带动所述换挡拨叉4偏移到所述停止带宽7外，因此执行机构进行PI控制作用，使所述换挡拨叉4带动所述同步器结合套1向结合齿圈末端5的方向移动，实现同步器的在档保持功能。
步骤S104，当所述换挡拨叉位于所述停止带宽内且停留时间超过预设时间时，停止驱动换挡拨叉。
当所述换挡拨叉在所述停止带宽内超过预设时间时，表明此时同步器变速器已经达到了稳定的在档状态，因此可以停止进行带宽距离范围内的调整。
本发明实施例通过一种主动控制的方式，在换挡拨叉存在位置偏移的情况下，主动对其进行位置偏差调整，从而保证了同步器的在档锁止功能，因此可以替代传统的机械锁止方式，简化变速箱系统的结构，实现了机构的轻量化，并提高了系统可靠性。
为了解决上述的技术问题，本发明实施例还公开了一种同步器在档控制装置，如图3所示，所述同步器在档控制装置可包括：第一获取单元31、第二获取单元32以及处理单元33。
所述第一获取单元31用于获取同步器结合套的位置；
所述第二获取单元32用于获取换挡拨叉的位置；
所述处理单元33用于根据所述第一获取单元31获取的同步器结合套的位置，判断所述同步器是否挂档成功，并在挂档成功时，根据所述第二获取单元32获取的换挡拨叉的位置，确定所述换挡拨叉是否位于结合齿圈内预设的停止带宽内；当所述换挡拨叉位于所述停止带宽外时，触发进行位置纠正；当所述换挡拨叉位于所述停止带宽内且停留时间超过预设时间时，停止位置纠正；所述停止带宽的带宽中心位于所述结合齿圈末端和脱档边界之间，并与所述脱档边界保持预设安全距离，所述停止带宽的边界位于所述结合齿圈末端和所述脱档边界之间。
所述停止带宽的带宽中心位于所述结合齿圈末端和脱档边界之间，并与所述脱档边界保持预设安全距离，所述停止带宽的边界位于所述结合齿圈末端和所述脱档边界之间。
在实际应用中，由于同步器结合套的位置以及换挡拨叉的位置实质相同，因此可以通过一个同步器位置传感器进行位置检测。相应的，所述第一获取单元31和所述第二获取单元32也可以只设置为一个获取单元，用于接收所述同步器位置传感器发送的检测信息。
在具体实施中，所述处理单元33可以包括：
第一判定子单元，用于根据所述同步器结合套的位置，判断所述同步器结合套是否位于结合齿圈末端和脱档边界之间。
第二判定子单元，用于当所述同步器结合套位于结合齿圈末端和脱档边界之间时，判定所述同步器挂档成功；当所述同步器结合套不在结合齿圈末端和脱档边界之间时，判定所述同步器挂档失败。
在具体实施中，所述换挡拨叉与同步器结合套间的间隙大于所述停止带宽的带宽中心到结合齿圈末端的距离。
为了解决上述的技术问题，本发明实施例还公开了一种同步器在档控制系统。如图4所示，所述同步器在档控制系统可以包括：同步器位置传感器41、同步器在档控制装置42以及驱动器43，其中：所述同步器位置传感器41用于检测同步器结合套的位置以及换挡拨叉的位置。
所述同步器在档控制装置42可以采用上述实施例中的同步器在档控制装置42。
所述驱动器43，用于驱动所述换挡拨叉。
在具体实施中，所述同步器位置传感器41与所述换挡拨叉刚性连接，所述处理单元通过所述同步器位置传感器的位置信号，判断所述换挡拨叉是否处于结合齿圈内预设的停止带宽内。
在具体实施中，所述驱动器43可以根据同步器结合套到所述停止带宽中心位置的距离偏差，对所述换挡拨叉进行比例积分调节。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (11)

1.一种同步器在档控制方法，其特征在于，包括：
检测同步器结合套的位置，判断所述同步器是否挂档成功；
当所述同步器挂档成功时，检测换挡拨叉是否处于结合齿圈内预设的停止带宽内；所述停止带宽的带宽中心位于结合齿圈末端和脱档边界之间，并与所述脱档边界保持预设安全距离，所述停止带宽的边界位于所述结合齿圈末端和所述脱档边界之间；
当所述换挡拨叉位于所述停止带宽外时，驱动换挡拨叉进行位置纠正；
当所述换挡拨叉位于所述停止带宽内且停留时间超过预设时间时，停止驱动换挡拨叉。
2.如权利要求1所述的同步器在档控制方法，其特征在于，所述检测换挡拨叉是否处于结合齿圈内预设的停止带宽内，包括：
通过检测与所述换挡拨叉刚性连接的同步器位置传感器的位置，判断所述换挡拨叉是否处于结合齿圈内预设的停止带宽内。
3.如权利要求1所述的同步器在档控制方法，其特征在于，所述检测同步器结合套的位置，判断所述同步器是否挂档成功包括：
检测所述同步器结合套的位置，判断所述同步器结合套是否位于结合齿圈末端和脱档边界之间；
当所述同步器结合套位于结合齿圈末端和脱档边界之间时，判定所述同步器挂档成功；当所述同步器结合套不在结合齿圈末端和脱档边界之间时，判定所述同步器挂档失败。
4.如权利要求1所述的同步器在档控制方法，其特征在于，所述换挡拨叉与同步器结合套间的间隙大于所述停止带宽的带宽中心到结合齿圈末端的距离。
5.如权利要求1所述的同步器在档控制方法，其特征在于，所述驱动换挡拨叉进行位置纠正包括：根据同步器结合套到所述停止带宽中心位置的距离偏差，对所述换挡拨叉进行比例积分调节。
6.一种同步器在档控制装置，其特征在于，包括：
第一获取单元，用于获取同步器结合套的位置；
第二获取单元，用于获取换挡拨叉的位置；
处理单元，用于根据所述第一获取单元获取的同步器结合套的位置，判断所述同步器是否挂档成功，并在挂档成功时，根据所述第二获取单元获取的换挡拨叉的位置，确定所述换挡拨叉是否位于结合齿圈内预设的停止带宽内；当所述换挡拨叉位于所述停止带宽外时，触发进行位置纠正，当所述换挡拨叉位于所述停止带宽内且停留时间超过预设时间时，停止位置纠正；所述停止带宽的带宽中心位于结合齿圈末端和脱档边界之间，并与所述脱档边界保持预设安全距离，所述停止带宽的边界位于所述结合齿圈末端和所述脱档边界之间。
7.如权利要求6所述的同步器在档控制装置，其特征在于，所述处理单元包括：
第一判定子单元，用于根据所述同步器结合套的位置，判断所述同步器结合套是否位于结合齿圈末端和脱档边界之间；
第二判定子单元，用于当所述同步器结合套位于结合齿圈末端和脱档边界之间时，判定所述同步器挂档成功；当所述同步器结合套不在结合齿圈末端和脱档边界之间时，判定所述同步器挂档失败。
8.如权利要求6所述的同步器在档控制装置，其特征在于，所述换挡拨叉与同步器结合套间的间隙大于所述停止带宽的带宽中心到结合齿圈末端的距离。
9.一种同步器在档控制系统，其特征在于，包括：
同步器位置传感器，用于检测同步器结合套的位置以及换挡拨叉的位置；
驱动器，用于驱动换挡拨叉；
以及如权利要求6-8任一项所述的同步器在档控制装置，用于根据所述同步器位置传感器的信号向所述驱动器触发所述驱动器进行位置纠正或停止进行位置纠正。
10.如权利要求9所述的同步器在档控制系统，其特征在于，所述同步器位置传感器与所述换挡拨叉刚性连接，所述处理单元通过所述同步器位置传感器的位置信号，判断所述换挡拨叉是否处于结合齿圈内预设的停止带宽内。
11.如权利要求9所述的同步器在档控制系统，其特征在于，所述驱动器用于根据同步器结合套到所述停止带宽中心位置的距离偏差，对所述换挡拨叉进行比例积分调节。
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