CN108223774A - 一种单锥锁环同步器挂挡、摘挡的拨叉控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单锥锁环同步器挂挡的拨叉控制方法，包括：步骤1：预先确定包括位于同一拨叉上的正向稳态在挡点PA、负向稳态在挡点PB、正向同步点SA、负向同步点SB、正向临界点NA、负向临界点NB以及零点N0位置；步骤2：当变速器同步器动作结束时，确定当前挂挡目标挡位；通过拨叉位置传感器，获取拨叉位移值；当拨叉位移值δ≤PB时，挂挡成功；当拨叉位移值PB＜δ＜SB时，拨叉在负向稳态在挡点PB与负向同步点SB之间，则挂挡失败，确定摘挡操作；当拨叉位移值SB≤δ≤NB时，拨叉在负向同步点SB到负向临界点NB之间，则挂挡失败，继续进挡操作。本发明还提供一种单锥锁环同步器摘挡的拨叉控制方法，缩短同步器动作时间，减少同步器动作失败的概率。

Description

一种单锥锁环同步器挂挡、摘挡的拨叉控制方法

技术领域

本发明涉及同步器控制技术领域，更具体的是，本发明涉及一种单锥锁环同步器挂挡、摘挡的拨叉控制方法。

背景技术

单锥锁环同步器可以应用于带有同步器的汽车变速箱，如AMT变速箱(电控机械自动变速箱)、DCT变速箱(双离合变速箱)以及部分新能源汽车变速箱等。因为去除同步器的纯电动汽车变速箱存在着不可避免的异响问题和换挡冲击问题，所以同步器显得尤为重要，同步器的性能直接影响整车操控性、动力性和燃油经济性。同步器动作时间短，对其箱体的加工精度，其液压系统的设计，其控制策略及匹配数据都有较高的要求，往往会出现同步器挂摘挡动作失败的问题。一旦同步器动作失败后没有有效的控制方法进行修正，极有可能造成汽车进行跛行状态，严重时会损坏箱体。本发明利用一种拨叉控制方法使得同步器在挂挡或摘挡失败的情况得以改善。

发明内容

本发明的一个目的是设计开发了一种单锥锁环同步器挂挡的拨叉控制方法，能够比较拨叉实际位置信息与理想位置点，能更加准确高效地执行同步器动作。

本发明的另一个目的是设计开发了一种单锥锁环同步器摘挡的拨叉控制方法，在摘挡时，能够比较拨叉实际位置信息与理想位置点，能更加准确高效地执行同步器动作。

本发明提供的技术方案为：

一种单锥锁环同步器挂挡的拨叉控制方法，包括：

步骤1：预先确定包括位于同一拨叉上的正向稳态在挡点PA、负向稳态在挡点PB、正向同步点SA、负向同步点SB、正向临界点NA、负向临界点NB以及零点N0位置；

步骤2：当变速器同步器动作结束时，确定当前挂挡目标挡位；

通过拨叉位置传感器，获取拨叉位移值；

当拨叉位移值δ≤PB时，挂挡成功；

当拨叉位移值PB＜δ＜SB时，拨叉在负向稳态在挡点PB与负向同步点SB之间，则挂挡失败，确定摘挡操作；

当拨叉位移值SB≤δ≤NB时，拨叉在负向同步点SB到负向临界点NB之间，则挂挡失败，继续进挡操作。

优选的是，所述步骤1包括：

控制同步器移动至正负稳态在挡点确定所述拨叉的所述正负稳态在挡点PA和PB；

控制电机维持在特定转速，限定电机扭矩，缓慢向正向移动所述同步器，将电机转速下降点确定为所述正向同步点SA；

缓慢向负向移动所述同步器，将电机转速下降点确定为所述负向同步点SB；

将所述正向同步点SA和所述负向同步点SB取平均值，得到所述零点N0；

在零点N0正负两向设置有临界点NA和NB，NA～NB为稳态空挡范围。

优选的是，存储所述正向稳态在挡点PA、负向稳态在挡点PB、正向同步点SA、负向同步点SB、正向临界点NA、负向临界点NB以及零点N0。

相应地，本发明还提供一种单锥锁环同步器摘挡的拨叉控制方法，包括：

当变速器同步器动作结束时，确定当前摘挡目标挡位；

通过拨叉位置传感器，获取拨叉位移值；

当拨叉位移值δ＜NB时，摘挡失败，未摘回空挡位置，继续摘挡操作；

当拨叉位移值时NB≤δ≤NA，摘挡成功；

当拨叉位移值δ＞NA时，摘挡失败且摘过空挡位置，确定摘挡操作。

本发明所述的有益效果为：

本发明所述的单锥锁环同步器挂挡、摘挡的拨叉控制方法，在挂挡、摘挡时，能够比较拨叉实际位置信息与理想位置点，能更加准确高效地执行同步器动作，缩短同步器动作时间，减少同步器动作失败的概率。

附图说明

图1为本发明所述单锥锁环同步器的结构示意图。

图2为本发明所述同步器挂挡的过程示意图。

图3为本发明所述同步器摘挡的过程示意图。

图4为本发明所述拨叉换挡过程的位置点示意图。

图5为本发明所述同步器拨叉换挡过程的控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

本发明可以有许多不同的形式实施，而不应该理解为限于在此阐述的实施例，相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的。在附图中，为了清晰起见，会夸大结构和区域的尺寸和相对尺寸。

如图1所示，本发明中涉及的单锥锁环同步器包括：待接合齿圈110，其与目标挡位齿轮连为一体，待接合齿圈110的锥面与同步环120内表面接触，并在摩擦面上产生摩擦力矩实现同步，当同步完成后，接合套130还需与待接合齿圈110进行啮合，以完成整个同步过程。同步环120，其是同步阶段起最主要作用的零部件，在同步过程中通过同步环120与待接合齿圈110锥面间产生的摩擦力矩消除转速差，同时由于齿端角的存在对接合套130起到锁止作用。接合套130，其在换挡拨叉的推动下在整个同步过程中起主要作用，拨叉嵌在接合套130外表面的槽里推动接合套130轴向移动，接合套130通过其齿端与同步环120、待接合齿圈110齿端的接触来实现同步过程的一系列动作。定位销140，每个同步器组件一般包含3个定位销140，沿径向均为分布，所述定位销140由弹簧160、滑块150和滚珠组成，定位销140的作用是在不挂挡的时候将同步器固定在空挡位置。滑块150，其与定位销140集成在一起，拨叉第一次自由行程阶段，接合套130轴向移动时，带动滑块150移动，滑块150与同步环120凹槽相接处，带动同步环120偏转半个齿的角度，为同步阶段做准备。花键毂170，其内花键与中间轴相连，外花键与接合套130相连，确保接合套130、中间轴、花键毂170三者的转速保持一致。

同步器预挂挡过程中，液压执行机构给拨叉一个驱动力，拨叉带动接合套130轴向移动，同时接合套130通过同步滑块150推动同步环120向待接合齿圈110靠近，排除同步环120内锥面与待接合齿圈110外锥面间的润滑油，两锥面接触开始滑摩并产生摩擦力矩，开始转速同步过程，此时同步环120在摩擦力矩的作用下相对于接合套130偏转半个齿的角度，使得同步环120齿端与结合套130齿端接触，由于齿端角的存在，换挡同步力会产生一个使同步环120回正的拨环力矩，同步阶段由拨叉换挡力分解得到的拨环力矩小于摩擦力矩，因此同步环120与接合套130会处于锁止的状态，直至同步环120与待接合齿圈110转速同步，摩擦力矩消失，在换挡力F₁与拨环力矩的作用下，接合套130与同步环120轮齿相啮合并继续轴向移动，当接合套130齿端到达待接合齿圈110齿端时会产生二次冲击，同样在拨环力矩与换挡力F₁的作用下与待结合齿圈110啮合，最终进入稳态在挡位位置，既完成整个同步器预挂挡过程。

如图2所示，单锥锁环同步器挂挡过程可分为7个位置点，6个动作过程：

动作过程1：接合套130第一次自由行程

图1中N点(稳态空挡位置)到SA点(同步开始点)阶段。同步拨叉带动接合套130从空挡位置(N点)轴向移动，到接合套130端面与同步环120端面接触为止。

动作过程2：转速同步过程

图中SA点到SB点(同步结束点)阶段，此时同步环120与待接合齿圈110锥面间处于滑摩状态，对同步环120产生摩擦力矩，接合套130和同步环120齿端面接触，换挡力F₁会对同步环120产生拨环力矩，由于摩擦力矩大于拨环力矩，接合套130与同步环120一直处于锁止状态，使接合套130、定位销140和滑块150的轴向位移停止。当待接合齿圈110、同步环120和接合套130的角速度相等时，同步阶段结束。

动作过程3：拨环力矩作用阶段一

图中SB点到SC点(拨环结束点)阶段。当同步阶段结束后，接合套130、同步环120和待接合齿圈110三者角速度相等，锥面间的摩擦力矩消失，使接合套130和同步环120的锁止作用结束，拨环力矩逐渐使同步环120(与待接合齿圈110)回转半个齿宽，开始进入啮合阶段。

动作过程4：接合套130第二次自由行程阶段

图中SC点到TA点(二次冲击开始点)阶段。接合套130在拨叉力作用下继续前进，和同步环120进入啮合，直至接合套130的齿端和待接合齿圈110的齿端接触。此时会产生第二次冲击噪声。

动作过程5：拨环力矩作用阶段二

图中TA点到TB点(二次冲击结束点)阶段。接合套130齿端与待接合齿圈110齿端相接触，在拨环力矩作用下拨动齿圈110，直至接合套130与齿圈110进入啮合。

动作过程6：换挡过程完成阶段

图中TB点到P点(稳态在挡点)阶段。在同步拨叉带动下，接合套130继续前进到达稳态在挡点，接合套130内齿与待接合齿圈110的轮齿完全啮合，同步过程阶段结束，完成换挡过程。

与挂挡过程相反，换入下一挡位后，根据换挡趋势需要将上一挡位同步器摘掉，此时需要进行摘挡操作。摘掉过程对应特殊位置点如图3所示，可分为5个位置点，4个动作过程：

动作过程1:接合套130第一次自由行程

图示P点(稳态在挡点)到DA点(摘挡位置特性点1)阶段。接合套130在换挡拨叉摘挡力的带动下，向空挡位置轴向移动，当接合套130齿端将要与待接合齿圈110齿端接触时，该过程结束；

动作过程2:阻力矩驱动阶段

图示DA点到DB点(摘挡位置特性点2)阶段。此阶段从接合套130齿端与待接合齿圈110齿端开始接触，到彼此分离为止；

动作过程3:接合套130第二次自由行程

图示DB点到DC点(摘挡位置特性点3)阶段。在摘挡力的作用下接合套130继续轴向自由移动，至接合套130齿端与同步环120齿端接触为止，图示DC点与进挡过程SA点重合。

动作过程4:摘挡完成阶段

图示DC点到N点(稳态空挡位置)阶段。接合套130从与同步环120接触到轴向移动回到稳态空挡位置。

本发明提供一种单锥锁环同步器挂挡的拨叉控制方法，包括：

电驱变速箱中设置有拨叉位置传感器，其作用是检测和反馈当前同步器的拨叉的位置。这里的位置，根据不同的需要，可能是1维、2维、或者3维的位置量。而拨叉位置传感器因而可能是1维、2维、或者3维位置传感器，其分别输出拨叉的1维、2维、或者3维位置。

预先确定包括位于同一拨叉上的正向稳态在挡点PA(以位于同一拨叉上的一挡方向为正方向，另一挡方向为负方向)、负向稳态在挡点PB、正向同步点SA、负向同步点SB、正向临界点NA、负向临界点NB以及零点N0位置，如图4所示，包括：

控制同步器移动至正负稳态在挡点确定所述同步器拨叉的所述正负稳态在挡点PA和PB位置；

控制电机维持在特定转速，限定电机扭矩，缓慢向正向移动所述同步器，将电机转速下降点确定为所述正向同步点SA位置；

缓慢向负向移动所述同步器，将电机转速下降点确定为所述负向同步点SB位置；

将所述正向同步点位置和所述负向同步点位置取平均值，得到所述零点N0位置；

在零点N0正负两向设置有临界点NA和NB(根据上述测定的位置点设定)，NA～NB为稳态空挡范围；

存储所述同步器拨叉确定的上述位置；

在变速器挂挡时(以位于同一拨叉上正向A挡和负向B挡为例)，如图5所示：

当变速器同步器动作结束时，确定当前挂挡目标挡位；

通过拨叉位置传感器，获取拨叉位移值δ；

当拨叉位移值δ≤PB时，挂B挡成功；

当拨叉位移值PB＜δ＜SB时，拨叉在负向稳态在挡位置点PB与负向同步点SB之间，则挂B挡失败，确定摘B挡操作；

当拨叉位移值SB≤δ≤NB，拨叉在负向同步点SB到负向稳态空挡点NB(即负向临界点NB)之间，则挂B挡失败，继续进B挡操作。

本发明所述的单锥锁环同步器挂挡的拨叉控制方法，在挂挡时，能够比较拨叉实际位置信息与理想位置点，能更加准确高效地执行同步器动作，缩短同步器动作时间，减少同步器动作失败的概率

本发明还提供一种单锥锁环同步器摘挡的拨叉控制方法，(以位于同一拨叉上正向A挡和负向B挡为例)如图5所示，包括：

当变速器同步器动作结束时，确定当前摘挡目标挡位；

通过拨叉位置传感器，获取拨叉位移值；

当拨叉位移值δ＜NB时，摘B挡失败，未摘回空挡位置，继续摘B挡操作；

当拨叉位移值NB≤δ≤NA时，摘B挡成功；

当拨叉位移值δ＞NA时，摘B挡失败，摘过空挡位置至A挡同步位置，确定摘A挡操作。

本实施例中，拨叉的挂挡和摘挡通过驱动机构实现，通过拨叉位移传感器检测的拨叉的位置确定拨叉的下一步操作，从而输出目标压力，进而控制液压阀输出压力变化使拨叉动作。

本发明所述的单锥锁环同步器摘挡的拨叉控制方法，在摘挡时，能够比较拨叉实际位置信息与理想位置点，能更加准确高效地执行同步器动作，缩短同步器动作时间，减少同步器动作失败的概率。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (4)

1.一种单锥锁环同步器挂挡的拨叉控制方法，其特征在于，包括：

步骤1：预先确定包括位于同一拨叉上的正向稳态在挡点PA、负向稳态在挡点PB、正向同步点SA、负向同步点SB、正向临界点NA、负向临界点NB以及零点N0位置；

步骤2：当变速器同步器动作结束时，确定当前挂挡目标挡位；

通过拨叉位置传感器，获取拨叉位移值；

当拨叉位移值δ≤PB时，挂挡成功；

当拨叉位移值PB＜δ＜SB时，拨叉在负向稳态在挡点PB与负向同步点SB之间，则挂挡失败，确定摘挡操作；

当拨叉位移值SB≤δ≤NB时，拨叉在负向同步点SB到负向临界点NB之间，则挂挡失败，继续进挡操作。

2.如权利要求1所述的单锥锁环同步器挂挡的拨叉控制方法，其特征在于，所述步骤1还包括：

控制同步器移动至正负稳态在挡点确定所述拨叉的所述正负稳态在挡点PA和PB；

控制电机维持在特定转速，限定电机扭矩，缓慢向正向移动所述同步器，将电机转速下降点确定为所述正向同步点SA；

缓慢向负向移动所述同步器，将电机转速下降点确定为所述负向同步点SB；

将所述正向同步点SA和所述负向同步点SB取平均值，得到所述零点N0；

在零点N0正负两向设置有临界点NA和NB，NA～NB为稳态空挡范围。

3.如权利要求2所述的单锥锁环同步器挂挡的拨叉控制方法，其特征在于，存储所述正向稳态在挡点PA、负向稳态在挡点PB、正向同步点SA、负向同步点SB、正向临界点NA、负向临界点NB以及零点N0。

4.一种单锥锁环同步器摘挡的拨叉控制方法，其特征在于，包括：

当变速器同步器动作结束时，确定当前摘挡目标挡位；

通过拨叉位置传感器，获取拨叉位移值；

当拨叉位移值δ＜NB时，摘挡失败，未摘回空挡位置，继续摘挡操作；

当拨叉位移值时NB≤δ≤NA，摘挡成功；

当拨叉位移值δ＞NA时，摘挡失败且摘过空挡位置，确定摘挡操作。