CN108506477A - 变速器同步器同步自适应控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种变速器同步器同步自适应控制方法及系统，包括:数据获取及有效性判断步骤，获取所述同步器在当前同步过程中的工作数据，并判断所有数据是否属于有效数据，当所述所有数据均为有效数据时，记录下当前同步过程中的同步力；计算得到在该同步力作用下的拨叉的刚度变形量；计算得到新的同步位置值并将新的同步位置值替换存储到换挡控制系统的存储器内，作为后续挂挡参考。本发明在同步自适应过程中会重点对于有效数据进行预判断，防止产生不必要的同步自适应失误，大大减少运算量；使用更新结果的换挡同步位置值仍然被评价，这样保证从寿命开始到终止的过程中，换挡评价的标准不变，其执行结果也会保持统一。

Description

变速器同步器同步自适应控制方法及系统

技术领域

本发明涉及自动变速器技术领域，特别是涉及一种变速器同步器同步自适应控制方法及系统。

背景技术

自动变速器在市场中日益普及，用户对自动变速器的性能要求也日益严苛。对开发者而言，保证变速器的性能，尤其是在其寿命周期内的性能保持稳定是不可避免的需求。

有同步器结构的变速器在换挡的时候往往需要使用同步位置值作为变速器控制器的参考信号，当换挡行程传感器监视到换挡拨叉运动接近或达到机械设计值上的预同步位置时，变速器控制器需要开始向同步器施加同步力实现同步，进而来保证同步行为正常进行。因此，同步位置值是变速器控制器切换挡位时候的位置阈值。

由于同步过程的控制目标是在限定的时长内完成不同转速差下的平顺同步动作，如果同步位置不准可能会造成：预同步时间过长、同步开始时冲击较大、平顺性差等问题，所以该变化会导致驾驶感受在寿命周期内发生变化，或者恶化。形成同步位置不准最大的因素是同步环的磨损，而且同步环的磨损还会导致同步位置更为不准，形成恶性循环。

因此，需要一种控制方法能实现同步器的同步自适应控制。

发明内容

本发明的目的是解决上述技术问题，提供一种变速器同步器同步自适应控制方法及系统。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种变速器同步器同步自适应控制方法，包括:

步骤S1、数据获取及有效性判断步骤，获取所述同步器在当前同步过程中的油温T、速差ΔV、同步力F、速度变化率α，并判断所有数据是+否属于自适应控制的有效数据，当所述所有数据均为有效数据时，记录下当前同步过程中的同步力F；

步骤S2、拨叉的刚度变形量L计算步骤，通过公式L＝F*K计算得到在该同步力F作用下的拨叉的刚度变形量L，K为拨叉的刚度；

步骤S3、同步位置值计算步骤，通过公式P₂’＝P₂-L计算得到新的同步位置值，其中：所述P₂’为新的同步位置值，P₂为当前同步过程之前存储在换挡控制系统的存储器NVRAM内的同步位置值；

步骤S4、同步位置值替换步骤，将新的同步位置值P₂’替换P₂存储到换挡控制系统的存储器NVRAM内，作为后续挂挡参考。

优选的，步骤S1中，所述同步过程包括，

步骤S11、预同步步骤，所述同步器接收到换挡控制系统的位置控制器施加的控制力后，所述同步器的齿套移动并达到与同步环可进行同步的预同步位置，该预同步位置的位置值为P₁；

步骤S12、同步步骤，所述同步器接收到换挡控制系统的扭矩控制器施加的同步力，所述同步器的齿套继续移动并与同步环同步，并驱使输入轴与齿套转速同步，完成同步过程，该同步位置的位置值为P₂。

优选的，步骤S1中，判断所述同步器在当前同步过程中的油温T是否属于自适应控制的有效数据的步骤包括，

判断当前同步过程中的油温T是否在设定油温范围内。

优选的，步骤S1中，判断所述同步器在当前同步过程中的速差ΔV是否属于自适应控制的有效数据的步骤包括，

获取同步开始时刻的输入轴的实际转速n_in，输出轴转速n_out；

计算得出目标挡位的同步前与同步后的速差ΔV＝n_out*i-n_in，其中i为目标挡位的速比，n_out*i为同步过程完成后的输入轴的转速；

判断当前同步过程中的速差是否大于额定转速。

优选的，步骤S1中，判断所述同步器在当前同步过程中的同步力F是否属于自适应控制的有效数据的步骤包括，

判断当前同步过程中的同步力F是否在液压同步力的线性区间内。

优选的，步骤S1中，判断所述同步器在当前同步过程中的速度变化率α是否属于自适应控制的有效数据的步骤包括，

获取同步开始时刻的输入轴的实际转速n_in，输出轴转速n_out；

计算得出目标挡位的同步完成后的输入轴的转速n_in’＝n_out*i，其中i为目标挡位的速比；

计算得出速度变化率α＝(n_in’-n_in)/t；

判断速度变化率α是否大于额定值。

优选的，步骤S1中，还包括判断挂挡是否成功的步骤，

当所述换挡控制系统在输出轴达到目标转速或者同步器达到目标位置之后，撤去同步力，目标挡位最终挂入并且确认锁止之后，则认定本次挂挡成功，并认为本次同步及挂挡过程中，所有数据均为有效数据。

本发明还揭示了一种变速器同步器同步自适应控制系统，包括:

数据获取及有效性判断单元，用于获取所述同步器在当前同步过程中的油温T、速差ΔV、同步力F、速度变化率α，并判断所有数据是否属于自适应控制的有效数据，当所述所有数据均为有效数据时，记录下当前同步过程中的同步力F；

拨叉的刚度变形量L计算单元，用于通过公式L＝F*K计算得到在该同步力F作用下的拨叉的刚度变形量L，K为拨叉的刚度；

同步位置值计算单元，用于通过公式P₂’＝P₂-L计算得到新的同步位置值，其中：所述P₂’为新的同步位置值，P₂为当前同步过程之前存储在换挡控制系统的存储器NVRAM内的同步位置值；

同步位置值替换单元，用于将新的同步位置值P₂’替换P₂存储到换挡控制系统的存储器NVRAM内，作为后续挂挡参考。

本发明的有益效果主要体现在：

1、同步器的同步自适应过程永远在线工作，为每一次换挡挂挡都会监视和做判断；

2、同步自适应过程中不对换挡控制系统施加干预，为避免过于复杂；

3、同步自适应过程中会重点对于有效数据进行预判断，防止产生不必要的同步自适应失误，大大减少运算量；

4、使用更新结果的换挡同步位置值仍然被评价，这样保证了从寿命开始到终止的过程中，换挡评价的标准不变，其执行结果也会保持统一，驾驶员的驾驶感受不会随变速箱里程数增加出现恶化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明变速器同步器同步自适应控制方法的流程示意图；

图2为本发明变速器同步器同步自适应控制过程中部分数据的变化参考表；

图3为本发明变速器同步器同步自适应控制系统的硬件示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明重点在解决如何来抵消同步环磨损而带来的同步位置值的变化。因此，简单来讲，是通过实施检测并计算得到一个新的同步位置值，为后续的下一步的同步位置值进行替换。因此，本发明揭示的一种变速器同步器同步自适应控制方法，如图1所示，包括:

步骤S1、数据获取及有效性判断步骤，获取所述同步器在当前同步过程中的油温T、速差ΔV、同步力F、速度变化率α，并判断所有数据是否属于自适应控制的有效数据，当所述所有数据均为有效数据时，记录下当前同步过程中的同步力F。本发明的重点在于此，由于本发明的自适应过程是永远在线工作的，因此，如果将每次数据都进行自适应计算，则运算量太大，且会由于各种工况会意外情况产生不必要的同步自适应失误。所以，本发明在进行同步自适应的前期，会进行数据的筛分，仅仅将有效数据进行处理。具体的分析过程如下文具体描述。

步骤S2、拨叉的刚度变形量L计算步骤，通过公式L＝F*K计算得到在该同步力F作用下的拨叉的刚度变形量L，K为拨叉的刚度。

步骤S3、同步位置值计算步骤，通过公式P₂’＝P₂-L计算得到新的同步位置值，其中：所述P₂’为新的同步位置值，P₂为当前同步过程之前存储在换挡控制系统的存储器NVRAM内的同步位置值。

步骤S4、同步位置值替换步骤，将新的同步位置值P₂’替换P₂存储到换挡控制系统的存储器NVRAM内，作为后续挂挡参考。例如：可以计算得出新的预同步位置值P₁’＝P₂’-C，该数值C为与同步器的齿套厚度相关的定值。

本发明的步骤S1中，所述同步过程包括，

步骤S11、预同步步骤，所述同步器接收到换挡控制系统的位置控制器施加的控制力后，所述同步器的齿套移动并达到与同步环可进行同步的预同步位置，该预同步位置的位置值为P₁；

步骤S12、同步步骤，所述同步器接收到换挡控制系统的扭矩控制器施加的同步力，所述同步器的齿套继续移动并与同步环同步，并驱使输入轴与齿套转速同步，完成同步过程，该同步位置的位置值为P₂。

步骤S1中，判断所述同步器在当前同步过程中的油温T是否属于自适应控制的有效数据的步骤包括：判断当前同步过程中的油温T是否在设定油温范围内。如果在设定油温范围内，则为有效数据。该设定油温范围是根据整车正常工作时候平衡的油温定出，用于表达驾驶员在驾驶过程中最高概率遇到的油温，在该设定油温范围中变速器液压系统稳定，该设定油温范围一般通过实验获得，并且存储在变速器的存储器NVRAM内。

判断所述同步器在当前同步过程中的速差ΔV是否属于自适应控制的有效数据的步骤包括：

1、获取同步开始时刻的输入轴的实际转速n_in，输出轴转速n_out；

2、计算得出目标挡位的同步前与同步后的速差ΔV＝n_out*i-n_in，其中i为目标挡位的速比，n_out*i为同步过程完成后的输入轴的转速；

3、判断当前同步过程中的速差是否大于额定转速。

如果大于额定转速，则为有效数据。本发明中，额定转速一般取100RPM。如果速差太小，无法作为评价的依据。该判断用于过滤控制需求特别小的情况，当控制需求特别小的时候，换挡控制系统可能在随机控制输入的情况下都可以达到控制结果，所以数据不可以使用，如图2所示。

判断所述同步器在当前同步过程中的同步力F是否属于自适应控制的有效数据的步骤包括：判断当前同步过程中的同步力F是否在液压同步力的线性区间内。

如图2所示，所述同步力F在液压同步力的线性区间内，则为有效数据。同步过程中，拨叉将同步力施加到齿套上。根据变速器液压系统设计和选型，液压输出压力随电磁阀的电流变化曲线中会有一段线性区间，该线性区间中实际压力的估值通常准确度比非线性区间好。该判断过程用于过滤当同步力F非常小的时候、实际液压力失真较大的情况。例如：若同步力F太小，则也有可能是速差太小引起。

判断所述同步器在当前同步过程中的速度变化率α是否属于自适应控制的有效数据的步骤包括：

1、获取同步开始时刻的输入轴的实际转速n_in，输出轴转速n_out；

2、计算得出目标挡位的同步完成后的输入轴的转速n_in’＝n_out*i，其中i为目标挡位的速比；

计算得出速度变化率α＝(n_in’-n_in)/t；

判断速度变化率α是否大于额定值。

当速度变化率足够大的时候，表明同步过程清晰而良好。本发明中，额定值是指同步器设计与选型时候需求的同步能力。

优选的，步骤S1中，还包括判断挂挡是否成功的步骤，即当上述数据均为有效数据时，还不一定属于有效数据。还需要经过如下步骤进行数据最终判断：当所述换挡控制系统在输出轴达到目标转速或者同步器达到目标位置之后，撤去同步力，在目标挡位最终挂入并且确认锁止之后，则认定本次挂挡成功，并认为本次同步及挂挡过程中，所有数据均为有效数据。

如图3所示，本发明还揭示了一种变速器同步器同步自适应控制系统，包括:

数据获取及有效性判断单元，用于获取所述同步器在当前同步过程中的油温T、速差ΔV、同步力F、速度变化率α，并判断所有数据是否属于自适应控制的有效数据，当所述所有数据均为有效数据时，记录下当前同步过程中的同步力F；

拨叉的刚度变形量L计算单元，用于通过公式L＝F*K计算得到在该同步力F作用下的拨叉的刚度变形量L，K为拨叉的刚度；

同步位置值计算单元，用于通过公式P₂’＝P₂-L计算得到新的同步位置值，其中：所述P₂’为新的同步位置值，P₂为当前同步过程之前存储在换挡控制系统的存储器NVRAM内的同步位置值，

同步位置值替换单元，用于将新的同步位置值P₂’替换P₂存储到换挡控制系统的存储器NVRAM内，作为后续挂挡参考。

本发明的有益效果主要体现在：

1、同步器的同步自适应过程永远在线工作，为每一次换挡挂挡都会监视和做判断；

2、同步自适应过程中不对换挡控制系统施加干预，为避免过于复杂；

3、同步自适应过程中会重点对于有效数据进行预判断，防止产生不必要的同步自适应失误，大大减少运算量；

4、使用更新结果的换挡同步位置值仍然被评价，这样保证了从寿命开始到终止的过程中，换挡评价的标准不变，其执行结果也会保持统一，驾驶员的驾驶感受不会随变速箱里程数增加出现恶化。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种变速器同步器同步自适应控制方法，其特征在于，包括:

步骤S1、数据获取及有效性判断步骤，获取所述同步器在当前同步过程中的油温T、速差ΔV、同步力F、速度变化率α，并判断所有数据是否属于自适应控制的有效数据，当所述所有数据均为有效数据时，记录下当前同步过程中的同步力F；

步骤S2、拨叉的刚度变形量L计算步骤，通过公式L＝F*K计算得到在该同步力F作用下的拨叉的刚度变形量L，K为拨叉的刚度；

步骤S3、同步位置值计算步骤，通过公式P₂’＝P₂-L计算得到新的同步位置值，其中：所述P₂’为新的同步位置值，P₂为当前同步过程之前存储在换挡控制系统的存储器NVRAM内的同步位置值；

步骤S4、同步位置值替换步骤，将新的同步位置值P₂’替换P₂存储到换挡控制系统的存储器NVRAM内，作为后续挂挡参考。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，步骤S1中，所述同步过程包括，

步骤S11、预同步步骤，所述同步器接收到换挡控制系统的位置控制器施加的控制力后，所述同步器的齿套移动并达到与同步环可进行同步的预同步位置，该预同步位置的位置值为P₁；

步骤S12、同步步骤，所述同步器接收到换挡控制系统的扭矩控制器施加的同步力，所述同步器的齿套继续移动并与同步环同步，并驱使输入轴与齿套转速同步，完成同步过程，该同步位置的位置值为P₂。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，步骤S1中，判断所述同步器在当前同步过程中的油温T是否属于自适应控制的有效数据的步骤包括，

判断当前同步过程中的油温T是否在设定油温范围内。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，步骤S1中，判断所述同步器在当前同步过程中的速差ΔV是否属于自适应控制的有效数据的步骤包括，

获取同步开始时刻的输入轴的实际转速n_in，输出轴转速n_out；

计算得出目标挡位的同步前与同步后的速差ΔV＝n_out*i-n_in，其中i为目标挡位的速比，n_out*i为同步过程完成后的输入轴的转速；

判断当前同步过程中的速差是否大于额定转速。

5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，步骤S1中，判断所述同步器在当前同步过程中的同步力F是否属于自适应控制的有效数据的步骤包括，

判断当前同步过程中的同步力F是否在液压同步力的线性区间内。

6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，步骤S1中，判断所述同步器在当前同步过程中的速度变化率α是否属于自适应控制的有效数据的步骤包括，

获取同步开始时刻的输入轴的实际转速n_in，输出轴转速n_out；

计算得出目标挡位的同步完成后的输入轴的转速n_in’＝n_out*i，其中i为目标挡位的速比；

计算得出速度变化率α＝(n_in’-n_in)/t；

判断速度变化率α是否大于额定值。

7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，步骤S1中，还包括判断挂挡是否成功的步骤，

当所述换挡控制系统在输出轴达到目标转速或者同步器达到目标位置之后，撤去同步力，目标挡位最终挂入并且确认锁止之后，则认定本次挂挡成功，并认为本次同步及挂挡过程中，所有数据均为有效数据。

8.一种变速器同步器同步自适应控制系统，其特征在于，包括:

数据获取及有效性判断单元，用于获取所述同步器在当前同步过程中的油温T、速差ΔV、同步力F、速度变化率α，并判断所有数据是否属于自适应控制的有效数据，当所述所有数据均为有效数据时，记录下当前同步过程中的同步力F；

拨叉的刚度变形量L计算单元，用于通过公式L＝F*K计算得到在该同步力F作用下的拨叉的刚度变形量L，K为拨叉的刚度；

同步位置值计算单元，用于通过公式P₂’＝P₂-L计算得到新的同步位置值，其中：所述P₂’为新的同步位置值，P₂为当前同步过程之前存储在换挡控制系统的存储器NVRAM内的同步位置值；

同步位置值替换单元，用于将新的同步位置值P₂’替换P₂存储到换挡控制系统的存储器NVRAM内，作为后续挂挡参考。