CN110925420B - 一种变速器选换挡控制方法、控制系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种变速器选换挡控制方法、控制系统及车辆，涉及车辆传动机构技术领域。本发明的变速器选换挡控制方法包括：接收到选换挡请求后，获取变速器动力系统的转速信息，根据转速信息获得变速器选换挡所需的同步梯度。根据同步梯度计算得到控制同步器运动需要的力、速度、时间或位置的理论值。根据同步梯度通过选换挡电机执行机构控制同步器的运动，并获取同步器的运动过程中的实际值。将实际值与理论值进行比较，判断实际值是否满足理论值。若不满足，则在下一次的选换挡过程中控制同步器以靠近理论值进行运动。本发明的变速器选换挡控制方法保证每次换挡完成的合理性，减小换挡冲击与噪音，实现功能安全级别要求，保证换挡安全完成。

Description

一种变速器选换挡控制方法、控制系统及车辆

技术领域

本发明涉及车辆传动机构技术领域，特别是涉及一种变速器选换挡控制方法、控制系统及车辆。

背景技术

换挡系统由选换挡电机执行机构，拨叉，同步器，从动齿轮结合齿相互传递啮合配合工作，从而实现变速器不同挡位的切换。选换挡电机执行机构通过两个电机分别实现选挡与换挡。换挡执行机构的拨指控制不同挡位拨叉的运动。拨叉推动同步器齿套向前运动，进而与从动齿轮结合齿啮合，将发动机端扭力与转速传递至输入轴上，通过主动齿轮与从动齿轮的啮合，输出扭力与转速至输出轴，进而传递至车辆轮端。

在实现变速器不同挡位速比切换时，换挡控制的精确程度很大程度决定了换挡噪音与换挡品质。换挡速度的快慢影响整体动力传递快慢，速度过快可能产生换挡冲击与噪音。因此，精确的选换挡控制策略在换挡系统中尤为重要。

发明内容

本发明的一个目的是要提供一种变速器选换挡控制方法，解决现有技术中选换挡控制不够精确的问题；

本发明的另一个目的是解决现有技术中选换挡噪音大的问题。

本发明的又一个目的是提供一种变速器选换挡控制方法对应的控制系统。

本发明的又一个目的是提供一种包含有变速器选换挡控制系统的车辆。

特别地，本发明提供了一种变速器选换挡控制方法，包括：

接收到选换挡请求后，获取变速器动力系统的转速信息，根据所述转速信息获得变速器选换挡所需的同步梯度；

根据所述同步梯度计算得到变速器选换挡过程中控制同步器运动需要的力、速度、时间或位置的理论值；

根据所述同步梯度通过选换挡电机执行机构控制同步器的运动，并获取所述同步器的运动过程中的力、速度、时间或位置的实际值；

将所述实际值与所述理论值进行比较，判断所述实际值是否满足所述理论值；

若满足，则完成选换挡过程；

若不满足，则在下一次的选换挡过程中控制所述同步器以靠近选换挡过程所需要的力、速度、时间或位置的理论值进行运动。

可选地，所述转速信息包括发动机转速、变速器输入轴与输出轴转速；

所述同步器运动的过程包括同步过程、进挡过程、所述同步过程与所述进挡过程之间的自由间隙运动过程以及所述进挡过程完成后的挡位确认过程；

根据所述同步梯度计算得到变速器选换挡过程中控制同步器运动需要的力、速度、时间或位置的理论值的过程包括：

在计算得到所述同步梯度后，根据所述同步梯度计算得到所述同步器在所述同步过程中需要的同步力，并根据所述同步力得到理论同步时间；和

根据所述同步梯度计算得到在所述自由间隙运动过程中的所述同步器所需的理论自由间隙力，由所述理论自由间隙力得到理论二次转速差；和

根据所述同步梯度计算得到在所述进挡过程中的所述同步器的理论进挡力，由所述理论进挡力得到所述同步器的理论进挡时间；和

根据所述同步梯度计算得到所述挡位确认过程中的理论挡位确认力，再由所述理论挡位确认力得到所述同步器运动的理论位置。

可选地，所述同步器包括齿套、同步环和结合齿；

所述同步过程为所述齿套从与所述同步环接触至与所述同步环分离的过程；在所述同步过程中，所述选换挡电机执行机构根据所述同步梯度来控制所述同步器齿套的运动速度，获取完成所述同步过程需要的实际同步时间；

将所述理论同步时间与所述实际同步时间进行比较判断所述实际同步时间是否小于所述理论同步时间，若小于，则满足选换挡要求，若不小于，在进行下一次的同步过程时，在本次计算得到的所述同步梯度的基础上增加同步梯度。

可选地，所述自由间隙过程为当所述齿套与所述同步环结合并同步至同一转速后，所述齿套与所述同步环接触后分离，所述齿套穿过所述同步环，与所述结合齿接触前的过程；在所述自由间隙运动过程中通过所述选换挡电机执行机构来控制所述齿套的自由间隙力，进而控制所述齿套的运动速度，获取所述齿套与所述结合齿之间实际二次转速差；

将所述理论二次转速差与所述实际二次转速差进行比较判断所述理论二次转速差是否大于所述实际二次转速差，若大于，则满足选换挡要求，若不大于，在进行下一次的自由间隙运动过程时，在本次所述齿套的运动速度的基础上增加所述齿套的运动速度。

可选地，所述进挡过程为所述齿套从与所述结合齿接触运动至所述齿套与所述结合齿完全结合并共同运动的过程；

在所述进挡过程中，通过所述选换挡电机执行机构来控制所述齿套的实际进挡力，以减小所述齿套与所述结合齿之间冲击，通过所述实际进挡力得到所述齿套的实际进挡时间；

将理论进挡时间与实际进挡时间进行比较，判断所述理论进挡时间是否大于实际进挡时间，若大于，则满足选换挡要求，若不大于，在进行下一次的进挡过程时，在本次所述齿套的进挡力的基础上增加所述齿套的进挡力。

可选地，在所述进挡过程中，所述齿套向所述结合齿运动时会发生齿顶齿现象，当发生所述齿顶齿现象时，所述齿套与所述结合齿的齿尖相对，不能相对运动，控制所述结合齿旋转预设角度以避免所述齿顶齿现象再次发生，并且重新开始二次选换挡请求。

可选地，所述挡位确认过程为所述齿套与所述结合齿共同运动后还继续运动至完成选换挡要达到的位置的过程；

在所述挡位确认过程中，通过调节电压来控制所述选换挡电机执行机构的实际挡位确认力，进而获取所述齿套完成挡位确认过程后的实际位置；

将所述理论位置与所述实际位置进行比较判断所述理论位置是否与所述实际位置相同，若所述理论位置与所述实际位置相同，则满足选换挡要求，若所述实际位置未达到所述理论位置，则表明发生了所述齿顶齿现象，将所述结合齿旋转所述预设角度的同时，重新开始二次选换挡请求。

特别地，本发明还提供一种变速器选换挡控制系统，包括：

信息获取单元，用于响应于选换挡请求，获取变速器动力系统的转速信息，根据所述转速信息获得变速器选换挡所需的同步梯度；

理论值计算单元，用于根据所述同步梯度计算得到变速器选换挡过程中控制同步器运动需要的力、速度、时间或位置的理论值；

实际值获取单元，用于根据所述同步梯度通过选换挡电机执行机构控制同步器的运动，并获取所述同步器的运动过程中的力、速度、时间或位置的实际值；

比较单元，用于将所述实际值与所述理论值进行比较，判断所述实际值是否满足所述理论值；若满足，则完成选换挡过程；

控制单元，用于在判断结果得出所述实际值不满足所述理论值，在下一次的选换挡过程中控制所述同步器以靠近选换挡过程所需要的力、速度、时间或位置的理论值进行运动。

可选地，还包括：

变速器动力系统和选换挡电机执行机构，所述变速器动力系统包括变速器和发动机，所述发动机为所述变速器提供动力源，所述选换挡电机执行机构用于控制所述变速器以完成所述变速器的选换挡的过程；所述变速器包括输入轴、输出轴和同步器；

所述转速信息包括发动机转速、变速器输入轴与输出轴转速，所述信息获取单元根据所述发动机转速、所述变速器输入轴与输出轴转速计算得到选换挡过程中需要的同步梯度；

可选地，所述同步器运动的过程包括同步过程、进挡过程、在所述同步过程与所述进挡过程之间的自由间隙运动过程以及所述进挡过程完成后的挡位确认过程；

所述理论值计算单元根据所述同步梯度计算得到变速器选换挡过程中控制同步器运动需要的力、速度、时间或位置的理论值的过程包括：

在计算得到所述同步梯度后，根据所述同步梯度计算得到在所述同步过程中需要的同步力，并根据所述同步力得到理论同步时间；和

根据所述同步梯度计算得到在所述自由间隙运动过程中的所述同步器所需的理论自由间隙力，由所述理论自由间隙力得到理论二次转速差；和

根据所述同步梯度计算得到在所述进挡过程中的所述同步器的理论进挡力，由所述理论进挡力得到所述同步器的理论进挡时间；和

根据所述同步梯度计算得到所述挡位确认过程中的理论挡位确认力，再由所述理论挡位确认力得到所述齿套运动的理论位置。

可选地，所述同步器包括齿套、同步环和结合齿；

所述同步过程为所述齿套从与所述同步环接触至与所述同步环分离的过程；在所述同步过程中，所述选换挡电机执行机构根据所述同步梯度来控制所述同步器齿套的运动速度，所述实际值获取单元获取完成所述同步过程需要的实际同步时间；

所述自由间隙过程为当所述齿套与所述同步环结合并同步至同一转速后，所述齿套与所述同步环接触后分离，所述齿套穿过所述同步环，与所述结合齿接触前的过程；在所述自由间隙运动过程中，通过所述选换挡电机执行机构来控制所述齿套的自由间隙力，进而控制所述齿套的运动速度，所述实际值获取单元获取所述齿套与所述结合齿之间实际二次转速差；

所述进挡过程为所述齿套从与所述结合齿接触运动至所述齿套与所述结合齿完全结合并共同运动的过程；在所述进挡过程中，通过所述选换挡电机执行机构来控制所述齿套的实际进挡力，以减小所述齿套与所述结合齿之间冲击，所述实际值获取单元通过所述实际进挡力得到所述齿套的实际进挡时间；

所述挡位确认过程为所述齿套与所述结合齿共同运动后还继续运动至完成选换挡要达到的位置的过程；在所述挡位确认过程中，通过调节电压来控制所述选换挡电机执行机构的实际挡位确认力，所述实际值获取单元获取所述齿套完成挡位确认过程后的实际位置。

特别地，本发明还提供一种车辆，包括上面所述的变速器选换挡控制系统。

本发明的变速器选换挡控制方法可以在选换挡的过程中精确地控制同步器的运动，保证每次换挡完成的合理性，减小换挡冲击与噪音，实现功能安全级别要求，保证换挡安全完成。

本发明的选换挡控制方法通过理论与实际值的比较，当一次选换挡中的实际值与理论值不符合时，能够自我学习并且在下一次的选换挡时，控制同步器以更靠近理论值的力、时间或者速度进行运动，从而满足选换挡的要求。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例变速器选换挡控制方法的示意性流程图；

图2是根据本发明一个实施例的同步器的齿套运动的过程图；

图3是根据本发明一个实施例的具体控制同步器齿套运动的示意性流程图；

图4是根据本发明一个实施例的变速器选换挡控制系统的示意性框图；

图5是根据本发明另一个实施例的变速器选换挡控制系统的示意性框图。

具体实施方式

图1是根据本发明一个实施例的变速器选换挡控制方法的示意性流程图。本实施例的变速器选换挡控制方法可以包括：

S10接收到选换挡请求后，获取变速器动力系统的转速信息，根据转速信息获得变速器选换挡所需的同步梯度；

S20根据同步梯度计算得到变速器选换挡过程中控制同步器运动需要的力、速度、时间或位置的理论值；

S30根据同步梯度通过选换挡电机执行机构控制同步器的运动，并获取同步器的运动过程中的力、速度、时间或位置的实际值；

S40将实际值与理论值进行比较，判断实际值是否满足理论值；

S50若满足，则完成选换挡过程；

S60若不满足，则在下一次的选换挡过程中控制同步器以靠近选换挡过程所需要的力、速度\时间或位置的理论值进行运动。

本实施例的变速器选换挡控制方法可以在选换挡的过程中精确地控制同步器的运动，保证每次换挡完成的合理性，减小换挡冲击与噪音，实现功能安全级别要求，保证换挡安全完成。

更为具体地，本实施例的选换挡控制方法通过理论与实际值的比较，当一次选换挡中的实际值与理论值不符合时，能够在下一次的选换挡时，控制同步器以更靠近理论值的力、时间或者速度进行运动，从而满足选换挡的要求。

图2是根据本发明一个实施例的同步器的齿套运动的过程图。作为一个具体地实施例，

具体步骤S10中的转速信息包括发动机转速、变速器输入轴与输出轴转速。具体地，步骤S10是根据发动机转速、变速器输入轴与输出轴转速获得变速器选换挡所需的同步梯度。

具体地，步骤S20中的同步器运动的过程可以包括同步过程、进挡过程、同步过程与进挡过程之间的自由间隙运动过程以及进挡过程完成后的挡位确认过程。

而步骤S30中根据同步梯度计算得到变速器选换挡过程中控制同步器运动需要的力、速度、时间或位置的理论值的过程可以包括：

在计算得到同步梯度后，根据同步梯度计算得到同步器在同步过程中需要的同步力，并根据同步力得到理论同步时间；和

根据同步梯度计算得到在自由间隙运动过程中的同步器所需的理论自由间隙力，由理论自由间隙力得到理论二次转速差；和

根据同步梯度计算得到在进挡过程中的同步器的理论进挡力，由理论进挡力得到同步器的理论进挡时间；和

根据同步梯度计算得到挡位确认过程中的理论挡位确认力，再由理论挡位确认力得到同步器运动的理论位置。

也就是，在此过程中，当得到同步梯度后，直接将后续的同步器运动过程中需要的理论值均计算出来，以备后续使用。

图3是根据本发明一个实施例的具体控制同步器齿套运动的示意性流程图；作为本发明一个具体地实施例，同步器包括齿套、同步环和结合齿。同步过程为齿套从与同步环接触至与同步环分离的过程。

在同步过程中，选换挡电机执行机构根据同步梯度来控制同步器齿套的运动速度，得到完成同步过程需要的实际同步时间；

将理论同步时间与实际同步时间进行比较判断实际同步时间是否小于理论同步时间，若小于，则满足选换挡要求，若不小于，则在进行下一次的同步过程时，在本次计算得到的同步梯度的基础上增加同步梯度。

在本实施例中，同步器的同步时间是考核及判定同步器同步性能的指标。在同步器同步过程中，以同步器的同步速度作为同步力大小的判断。同步速度决定同步环的同步快慢，进而决定同步时间的长短。

本实施例中就通过控制齿套的运动速度得到同步时间，根据实际同步时间与理论同步时间进行比较判断来得到该同步过程是否满足要求。如果实际的同步时间比理论同步时间长，则说明该同步过程太慢，不满足要求，则在下一次具有相同的选换挡的过程中(例如本次是一挡换二挡，那么下一次一挡换二挡的时候)时，则以一定的比例增加同步梯度。一般情况下，会增加本次同步梯度的10％左右。在同步过程中通过对齿套同步速度控制，将同步器同步过程控制在合理的范围内，避免同步时间过长及过短造成同步环损伤。

作为本发明一个具体地实施例，如图3所示，自由间隙过程为当齿套与同步环结合并同步至同一转速后，齿套与同步环接触后分离，齿套穿过同步环，与结合齿接触前的过程在自由间隙运动过程中，齿套与结合齿之间具有二次转速差。具体地，在齿套与同步环及结合齿分开时，齿套与结合齿之间具有一次转速差。在同步过程中，由于齿套与同步环，以及同步环与结合齿之间相互接触并且摩擦，则齿套与结合齿有短暂的转速一样的过程。当齿套与同步环完全接触为同步开始，当同步环将结合齿与齿套转速保持一致时，为同步过程结束。同步结束后，齿套会与同步环分离，此时齿套会与结合齿之间形成二次转速差。而齿套与结合齿之间出现的二次转速差会造成齿套与结合齿侧面产生相互撞击，从而产生噪音。因此为了避免该噪音或者使该噪音持续时间短，则在该自由间隙运动过程中，控制齿套能够尽快从自由间隙中通过。

具体地，在上述的通过同步梯度得到在自由间隙运动过程中的齿套所需的理论自由间隙力，由理论自由间隙力得到理论二次转速差。

再通过选换挡电机执行机构来控制齿套的自由间隙力，进而控制齿套的运动速度，得到齿套与结合齿之间实际二次转速差。

将理论二次转速差与实际二次转速差进行比较判断理论二次转速差是否大于实际二次转速差，若大于，则满足选换挡要求，若不大于，则在进行下一次的自由间隙运动过程时，在本次齿套的运动速度的基础上增加齿套的运动速度。

该过程中，若本次的实际二次转速差与理论二次转速差进行比较得出实际二次转速差大于理论二次转速差，则说明本次齿套从只有间隙通过是速度并未达到要求。那么，在下一次的自由间隙过程中，就应该以更大的力推动齿套，使齿套更快的通过该自由间隙，从而保证二次转速差更小，以避免噪音的形成。

作为本发明一个具体地实施例，如图3所示，进挡过程为齿套从与结合齿接触运动至齿套与结合齿完全结合并共同运动的过程。在进挡过程中，齿套与结合齿之间由未接触到后期相互结合的过程中，齿套与结合齿在刚接触时，齿套与结合齿锁止角的接触也会造成噪音。为了能够降低该噪音，则在齿套与结合齿接触时的力应该尽可能的小。表现在外时，就是控制齿套的运动速度高，齿套与结合齿的接触力小，进挡的时间也应该越短越好。

具体地，在进挡过程中，通过同步梯度得到在进挡过程中的齿套的理论进挡力，由理论进挡力得到齿套的理论进挡时间。

通过选换挡电机执行机构来控制齿套的实际进挡力，以减小齿套与结合齿之间冲击，由实际进挡力得到齿套的实际进挡时间。

将理论进挡时间与实际进挡时间进行比较，判断理论进挡时间是否大于实际进挡时间，若大于，则满足选换挡要求，若不大于，则在进行下一次的进挡过程时，在本次齿套的进挡力的基础上增加齿套的进挡力。

本实施例中通过控制齿套的进挡力，从而减小齿套与结合齿的冲击，实现低噪音与冲击地完成换挡。当此时换挡过程中的进挡力不够时，则在下一次进行同样的换挡过程时，按照一定的比例增加换挡力，则可以进一步的完成换挡，减小噪音。

此外，在进挡过程中，齿套向结合齿运动时会发生齿顶齿(齿尖对齿尖)现象，当发生齿顶齿现象时，齿套与结合齿的齿尖相对，不能相对运动，控制结合齿旋转预设角度以避免齿顶齿现象再次发生，并且重新开始二次选换挡请求。

作为本发明一个具体地实施例，如图3所示，挡位确认过程为齿套与结合齿共同运动后还继续运动至完成选换挡要达到的位置的过程。在挡位确认过程中，在齿套与结合齿完成进挡后，需要通过选换挡电机执行机构来控制同步器齿套到达上一次完成选换挡时齿套运动的位置。通过同步梯度得到挡位确认过程中的挡位确认力，再由挡位确认力得到齿套运动的理论位置。

通过调节电压来控制选换挡电机执行机构的挡位确认力，进而得到齿套完成挡位确认过程后的实际位置。

将理论位置与实际位置进行比较判断理论位置是否与实际位置相同，若理论位置与实际位置相同，则满足选换挡要求，若实际位置未达到理论位置，则表明发生了齿顶齿现象，将结合齿旋转预设角度的同时，重新开始二次选换挡请求。

本发明的上述实施例中，通过在选换挡过程中对同步过程、进挡过程、自由间隙运动过程以及挡位确认过程中精确的控制，保证每次换挡完成的合理性，减小换挡冲击与噪音，实现功能安全级别要求，保证换挡安全完成。

图4是根据本发明一个实施例的变速器选换挡控制系统100的示意性框图；作为本发明一个具体地实施例，本发明还提供一种变速器选换挡控制系统100，该变速器选换挡控制系统100可以包括信息获取单元10、理论值计算单元20、实际值获取单元30、比较单元40和控制单元50。其中，信息获取单元10用于响应于选换挡请求，获取变速器动力系统的信息，根据信息获得变速器选换挡所需的同步梯度。理论值计算单元20用于根据同步梯度计算得到变速器选换挡过程中控制同步器运动需要的力、速度、时间或位置的理论值。实际值获取单元30用于根据同步梯度通过选换挡电机执行机构控制同步器的运动，并得到同步器的运动过程中的力、速度、时间和位置的实际值。比较单元40用于将实际值与理论值进行比较，判断实际值是否满足理论值；若满足，则完成选换挡过程。控制单元50用于在判断结果得出实际值不满足理论值，则在下一次的选换挡过程中控制给同步器齿套以靠近选换挡过程所需要的力、速度或时间的理论值进行运动。

本实施例的变速器选换挡控制系统100分段精确控制换挡，保证每次换挡完成的合理性，减小换挡冲击与噪音，实现功能安全级别要求，保证换挡安全完成。

图5是根据本发明另一个实施例的变速器选换挡控制系统的示意性框图。更为具体地，本实施例的变速器选换挡控制系统100还可以包括变速器动力系统60和选换挡电机执行机构70，变速器动力系统60包括变速器61和发动机62，发动机62为变速器61提供动力源，选换挡电机执行机构70用于控制变速器61以完成变速器61的选换挡的过程。变速器61包括输入轴63、输出轴64和同步器65。

信息包括发动机62转速、变速器61输入轴63与输出轴64转速，信息获取单元10根据发动机62转速、变速器61输入轴63与输出轴64转速计算得到选换挡过程中需要的同步梯度。

在接收到选换挡请求后，控制选换挡电机执行机构70推动同步器65动作，同步器65包括齿套651、同步环652和结合齿653，同步器65在选换挡过程中的动作包括同步过程、进挡过程、在同步过程与进挡过程之间的自由间隙运动过程以及进挡过程完成后的挡位确认过程。

具体地，理论值计算单元20根据同步梯度计算得到变速器61选换挡过程中控制同步器65运动需要的力、速度、时间或位置的理论值的过程包括：

在计算得到同步梯度后，理论值计算单元20根据同步梯度计算得到同步器61的齿套651在同步过程中需要的同步力，并根据同步力得到理论同步时间。

同时，理论值计算单元20还根据同步梯度计算得到在自由间隙运动过程中的同步器61的齿套651所需的理论自由间隙力，由理论自由间隙力得到理论二次转速差。

同时，理论值计算单元20还根据同步梯度计算得到在进挡过程中的同步器61(具体为齿套651)的理论进挡力，由理论进挡力得到同步器61(具体为齿套651)的理论进挡时间。

同时，理论值计算单元20还根据同步梯度计算得到选换挡电机执行机构70在挡位确认过程中的理论挡位确认力，再由理论挡位确认力得到同步器61(具体为齿套651)运动的理论位置。

具体地，同步过程为齿套651从与同步环652接触至与同步环652分离的过程。在同步过程中，选换挡电机执行机构70根据同步梯度来控制同步器齿套651的运动速度，实际值获取单元30获取完成同步过程需要的实际同步时间。

自由间隙过程为当齿套651与同步环652结合并同步至同一转速后，齿套651与同步环652接触后分离，齿套651穿过同步环652，与结合齿653接触前的过程。在自由间隙运动过程中，通过选换挡电机执行机构70来控制齿套651的自由间隙力，进而控制齿套651的运动速度，实际值获取单元获取30齿套651与结合齿653之间实际二次转速差。

进挡过程为齿套651从与结合齿653接触运动至齿套651与结合齿653完全结合并共同运动的过程。在进挡过程中，通过选换挡电机执行机构70来控制齿套651的实际进挡力，以减小齿套651与结合齿653之间的冲击，实际值获取单元30通过实际进挡力得到齿套的实际进挡时间。

挡位确认过程为齿套651与结合齿653共同运动后还继续运动至完成选换挡要达到的位置的过程。在挡位确认过程中，通过调节电压来控制选换挡电机执行机构70的实际挡位确认力，实际值获取单元30获取齿套651完成挡位确认过程后的实际位置。

本实施例的变速器选换挡控制系统100在同步器65的同步过程中，通过对齿套651运动的同步速度进行控制，得到实际同步时间，该实际同步时间与软件中计算得到的理论同步时间进行比较，判断此次同步过程是否满足要求。在同步过程中通过对齿套651同步速度控制，将同步器65同步过程控制在合理的范围内，避免同步时间过长及过短造成同步环652损伤。

在自由间隙运动过程中，因齿套651与结合齿653侧面产生相互撞击是换挡过程中噪音的来源之一。在同步器65完成同步过程后，为避免齿套651与结合齿653之间的二次转速差，使用变速器选换挡控制系统100控制齿套651的运动速度，使得齿套651能够从自由间隙尽快穿过，降低换挡噪音。

在进挡过程中，同步器65齿套651与结合齿653锁止角的接触也是换挡过程中噪音与冲击的来源之一。变速器选换挡控制系统100通过控制齿套651的进挡力，保证进挡成功的同时，减小齿套651与结合齿653的冲击，实现低噪音与冲击地完成换挡。

在在挡位确认过程中，电压大小决定换挡电机执行机构力的大小。在识别齿套651与结合齿653完成换挡后，以额定范围力的大小继续拨动齿套651，确认达到上次完成换挡时选换挡电机达到的位置。当触发齿顶齿(齿尖对齿尖)现象时，需要将从动齿轮旋转一个角度，避免齿套651与结合齿653齿尖对齿尖现象再次发生，从而进行二次换挡。通过变速器选换挡控制系统100控制齿套651达到确定的换挡位置，从而确认挡位挂挡成功，实现功能安全层级的换挡要求。

本实施例，通过变速器选换挡控制系统100控制齿套651在整个选换挡中的运动，并且进行自我学习，保证每次换挡完成的合理性，减小换挡冲击与噪音，实现功能安全级别要求，保证换挡安全完成。

作为本发明的一个具体实施例，本发明还提供一种车辆，包括上面所述的变速器选换挡控制系统100。具有该变速器选换挡控制系统100的车辆的噪音小，对同步器65的损伤小，实现换挡功能安全要求。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (9)

1.一种变速器选换挡控制方法，其特征在于，包括：

接收到选换挡请求后，获取变速器动力系统的转速信息，根据所述转速信息获得变速器选换挡所需的同步梯度；

根据所述同步梯度计算得到变速器选换挡过程中控制同步器运动需要的力、速度、时间或位置的理论值；

根据所述同步梯度通过选换挡电机执行机构控制同步器的运动，并获取所述同步器的运动过程中的力、速度、时间或位置的实际值；

将所述实际值与所述理论值进行比较，判断所述实际值是否满足所述理论值；

若满足，则完成选换挡过程；

若不满足，则在下一次的选换挡过程中控制所述同步器以靠近选换挡过程所需要的力、速度、时间或位置的理论值进行运动；

所述转速信息包括发动机转速、变速器输入轴与输出轴转速；

所述同步器运动的过程包括同步过程、进挡过程、所述同步过程与所述进挡过程之间的自由间隙运动过程以及所述进挡过程完成后的挡位确认过程；

根据所述同步梯度计算得到变速器选换挡过程中控制同步器运动需要的力、速度、时间或位置的理论值的过程包括：

在计算得到所述同步梯度后，根据所述同步梯度计算得到所述同步器在所述同步过程中需要的同步力，并根据所述同步力得到理论同步时间；和

根据所述同步梯度计算得到在所述自由间隙运动过程中的所述同步器所需的理论自由间隙力，由所述理论自由间隙力得到理论二次转速差；和

根据所述同步梯度计算得到在所述进挡过程中的所述同步器的理论进挡力，由所述理论进挡力得到所述同步器的理论进挡时间；和

根据所述同步梯度计算得到所述挡位确认过程中的理论挡位确认力，再由所述理论挡位确认力得到所述同步器运动的理论位置。

2.根据权利要求1所述的变速器选换挡控制方法，其特征在于，

所述同步器包括齿套、同步环和结合齿；

所述同步过程为所述齿套从与所述同步环接触至与所述同步环分离的过程；在所述同步过程中，所述选换挡电机执行机构根据所述同步梯度来控制所述同步器齿套的运动速度，获取完成所述同步过程需要的实际同步时间；

将所述理论同步时间与所述实际同步时间进行比较判断所述实际同步时间是否小于所述理论同步时间，若小于，则满足选换挡要求，若不小于，在进行下一次的同步过程时，在本次计算得到的所述同步梯度的基础上增加同步梯度。

3.根据权利要求2所述的变速器选换挡控制方法，其特征在于，

所述自由间隙过程为当所述齿套与所述同步环结合并同步至同一转速后，所述齿套与所述同步环接触后分离，所述齿套穿过所述同步环，与所述结合齿接触前的过程；

在所述自由间隙运动过程中通过所述选换挡电机执行机构来控制所述齿套的自由间隙力，进而控制所述齿套的运动速度，获取所述齿套与所述结合齿之间实际二次转速差；

将所述理论二次转速差与所述实际二次转速差进行比较判断所述理论二次转速差是否大于所述实际二次转速差，若大于，则满足选换挡要求，若不大于，在进行下一次的自由间隙运动过程时，在本次所述齿套的运动速度的基础上增加所述齿套的运动速度。

4.根据权利要求3所述的变速器选换挡控制方法，其特征在于，

所述进挡过程为所述齿套从与所述结合齿接触运动至所述齿套与所述结合齿完全结合并共同运动的过程；

在所述进挡过程中，通过所述选换挡电机执行机构来控制所述齿套的实际进挡力，以减小所述齿套与所述结合齿之间冲击，通过所述实际进挡力得到所述齿套的实际进挡时间；

将理论进挡时间与实际进挡时间进行比较，判断所述理论进挡时间是否大于实际进挡时间，若大于，则满足选换挡要求，若不大于，在进行下一次的进挡过程时，在本次所述齿套的进挡力的基础上增加所述齿套的进挡力。

5.根据权利要求4所述的变速器选换挡控制方法，其特征在于，

在所述进挡过程中，所述齿套向所述结合齿运动时会发生齿顶齿现象，当发生所述齿顶齿现象时，所述齿套与所述结合齿的齿尖相对，不能相对运动，控制所述结合齿旋转预设角度以避免所述齿顶齿现象再次发生，并且重新开始二次选换挡请求。

6.根据权利要求5所述的变速器选换挡控制方法，其特征在于，

所述挡位确认过程为所述齿套与所述结合齿共同运动后还继续运动至完成选换挡要达到的位置的过程；

在所述挡位确认过程中，通过调节电压来控制所述选换挡电机执行机构的实际挡位确认力，进而获取所述齿套完成挡位确认过程后的实际位置；

将所述理论位置与所述实际位置进行比较判断所述理论位置是否与所述实际位置相同，若所述理论位置与所述实际位置相同，则满足选换挡要求，若所述实际位置未达到所述理论位置，则表明发生了所述齿顶齿现象，将所述结合齿旋转所述预设角度的同时，重新开始二次选换挡请求。

7.一种变速器选换挡控制系统，其特征在于，包括：

信息获取单元，用于响应于选换挡请求，获取变速器动力系统的转速信息，根据所述转速信息获得变速器选换挡所需的同步梯度；

理论值计算单元，用于根据所述同步梯度计算得到变速器选换挡过程中控制同步器运动需要的力、速度、时间或位置的理论值；

实际值获取单元，用于根据所述同步梯度通过选换挡电机执行机构控制同步器的运动，并获取所述同步器的运动过程中的力、速度、时间或位置的实际值；

比较单元，用于将所述实际值与所述理论值进行比较，判断所述实际值是否满足所述理论值；若满足，则完成选换挡过程；

控制单元，用于在判断结果得出所述实际值不满足所述理论值，在下一次的选换挡过程中控制所述同步器以靠近选换挡过程所需要的力、速度、时间或位置的理论值进行运动；

还包括：

变速器动力系统和选换挡电机执行机构，所述变速器动力系统包括变速器和发动机，所述发动机为所述变速器提供动力源，所述选换挡电机执行机构用于控制所述变速器以完成所述变速器的选换挡的过程；所述变速器包括输入轴、输出轴和同步器；

所述转速信息包括发动机转速、变速器输入轴与输出轴转速，所述信息获取单元根据所述发动机转速、所述变速器输入轴与输出轴转速计算得到选换挡过程中需要的同步梯度；

所述同步器运动的过程包括同步过程、进挡过程、在所述同步过程与所述进挡过程之间的自由间隙运动过程以及所述进挡过程完成后的挡位确认过程；

所述理论值计算单元根据所述同步梯度计算得到变速器选换挡过程中控制同步器运动需要的力、速度、时间或位置的理论值的过程包括：

在计算得到所述同步梯度后，根据所述同步梯度计算得到在所述同步过程中需要的同步力，并根据所述同步力得到理论同步时间；和

根据所述同步梯度计算得到在所述自由间隙运动过程中的所述同步器所需的理论自由间隙力，由所述理论自由间隙力得到理论二次转速差；和

根据所述同步梯度计算得到在所述进挡过程中的所述同步器的理论进挡力，由所述理论进挡力得到所述同步器的理论进挡时间；和

根据所述同步梯度计算得到所述挡位确认过程中的理论挡位确认力，再由所述理论挡位确认力得到所述同步器运动的理论位置。

8.根据权利要求7所述的变速器选换挡控制系统，其特征在于，所述同步器包括齿套、同步环和结合齿；

所述同步过程为所述齿套从与所述同步环接触至与所述同步环分离的过程；在所述同步过程中，所述选换挡电机执行机构根据所述同步梯度来控制所述同步器齿套的运动速度，所述实际值获取单元获取完成所述同步过程需要的实际同步时间；

所述自由间隙过程为当所述齿套与所述同步环结合并同步至同一转速后，所述齿套与所述同步环接触后分离，所述齿套穿过所述同步环，与所述结合齿接触前的过程；在所述自由间隙运动过程中，通过所述选换挡电机执行机构来控制所述齿套的自由间隙力，进而控制所述齿套的运动速度，所述实际值获取单元获取所述齿套与所述结合齿之间实际二次转速差；

所述进挡过程为所述齿套从与所述结合齿接触运动至所述齿套与所述结合齿完全结合并共同运动的过程；在所述进挡过程中，通过所述选换挡电机执行机构来控制所述齿套的实际进挡力，以减小所述齿套与所述结合齿之间冲击，所述实际值获取单元通过所述实际进挡力得到所述齿套的实际进挡时间；

所述挡位确认过程为所述齿套与所述结合齿共同运动后还继续运动至完成选换挡要达到的位置的过程；在所述挡位确认过程中，通过调节电压来控制所述选换挡电机执行机构的实际挡位确认力，所述实际值获取单元获取所述齿套完成挡位确认过程后的实际位置。

9.一种车辆，其特征在于，包括权利要求7-8中任一项所述的变速器选换挡控制系统。

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