CN111981120B - Dct变速器拨叉挂挡控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种DCT变速器拨叉挂挡控制方法，包括以下步骤：S1，TCU发出执行挂挡命令；S2，执行挂挡命令经设置在TCU中的挂挡控制策略处理：S21，第一阶段：结合套在拨叉挂挡力作用下，使结合齿克服钢球作用力从而带动齿环从空位走到同步起始点；S22，第二阶段：通过施加于拨叉上的轴向力，通过齿环消除齿圈和齿套之间的转速差，该转速差大于设置的第一阈值，为齿套能够顺利拨开齿环进入齿圈做准备；S23，第三阶段：结合齿穿过齿环准备进入齿圈时，拨叉和离合器相互配合保证结合齿能够顺利进入齿圈；S24，第四阶段：齿套穿过齿圈后，对拨叉施加正向作用力的同时施加一个相反作用力，使拨叉速度在齿套进入齿圈末端时减小到0‑0.0005m/s，以防止齿套与齿圈端面撞击。

Description

DCT变速器拨叉挂挡控制方法

技术领域

本发明专利属于汽车变速器控制领域，特别是涉及一种DCT变速器拨叉挂挡控制方法。

背景技术

双离合变速器顾名思义有两个离合器，在传统手动变速器基础上加入了两个离合器、离合器执行机构、换挡执行机构、电子控制器以及传感器等，电子控制器通过控制换挡执行机构和离合器执行机构来代替人工通过手动换挡，脚踩离合器的操作，实现变速器自动换挡。而电子控制单元对换挡执行机构精确控制对DCT变速器来讲非常重要，会影响整车的动力性、舒适经济性。

目前DCT变速器无论是通过电机或者液压来作为执行器来控制拨叉挂挡，原理大致相同，提供给拨叉一个轴向力，拨叉推动结合套带动同步环来消除过大转速差，然后结合齿穿过同步环，再进入结合齿圈后挂挡完成，撤消轴向力。

搭载DCT变速器的整车在行驶过程，车主经常抱怨挂挡噪声。分析整个挂挡过程产生噪声大致有结合套带动齿环移动到同步位置产生噪音；同步完成后结合套穿过齿环产生噪音；以及结合套进入到结合齿圈前，会发生结合套齿与结合齿圈齿尖碰尖产生碰撞二次冲击，或者当结合齿套齿面与结合齿圈齿面相接触，在轴向力作用下，结合齿套齿面和结合齿圈面产生径向力，结合齿套在径向力作用下把结合齿拨开一个角度，同时在轴向力下进入到结合齿中，此时结合齿套和结合齿圈会产生一个晃动，产生了振动和声音，影响了拨叉挂挡品质。

发明内容

本发明提供一种DCT变速器拨叉挂挡控制方法，通过在挂挡过程中结合离合器控制策略，来改善拨叉挂挡过程中接合齿套与接合齿圈相接触时晃动带来的噪声和振动。

DCT变速器拨叉挂挡控制方法，包括以下步骤：

S1，TCU发出执行挂挡命令；

S2，执行挂挡命令经设置在TCU中的如下挂挡控制策略处理：

S21，第一阶段：结合套在拨叉挂挡力作用下，使结合齿克服钢球作用力从而带动齿环从空位走到同步起始点；

S22，第二阶段：通过施加于拨叉上的轴向力，通过齿环消除齿圈和齿套之间的转速差，该转速差大于设置的第一阈值，为齿套能够顺利拨开齿环进入齿圈做准备；

S23，第三阶段：结合齿穿过齿环准备进入齿圈时，拨叉和离合器相互配合保证结合齿能够顺利进入齿圈；

S24，第四阶段：在齿套穿过齿圈后，对拨叉施加正向作用力的同时施加一个相反作用力，使拨叉速度在齿套进入齿圈末端时减小到0-0.0005m/s，以防止齿套与齿圈端面撞击。

进一步，步骤S21中，拨叉挂挡力由第一初始力和第一闭环调节作用力组成，其中：

通过执行挂挡挡位、变速器油温、执行挡位位移作为输入，查表标定得到第一初始力；

第一闭环调节作用力是在第一初始力基础上基于拨叉位移，查表标定使此阶段拨叉速度作为目标速度，通过监测拨叉移动速度闭环调节拨叉上的力。

进一步，步骤S22中，拨叉挂挡力由第二初始力和第二闭环调节作用力组成，其中：

通过挂挡挡位、变速器油温、执行挡位位移作为输入，进行查表标定得出的值与第一阶段完成时的拨叉挂挡力进行比较，取最小值作为第二初始力；

第二闭环调节作用力是在第二初始力作用下基于转速差进行闭环调节，第二初始力与闭环调节组成拨叉挂挡力最终使转速差小于设置第二阈值的力。

进一步，步骤S23中，通过以下步骤保证结合齿顺利进入齿圈：

计算齿套与齿圈之间的转速差，并判断转速差的绝对值是否在设置范围内；

若有转速差且在设定范围内，此时不发出请求对应挡位离合器结合命令，同时确定拨叉的第一移动目标速度，在挂挡初始力作用下根据当前拨叉实际速度和确定的第一目标速度进行闭环调节输出轴向力，此轴向力使齿套按设定速度进入齿圈。

进一步，若转速差绝对值小于所述设置范围的最小值，此时发出结合当前挂挡挡位离合器的请求，基于变速器油温，离合器半结合点，拨叉位移查表得出此时请求结合离合器扭矩值后，发动机通过离合器使挡位齿圈转速和齿套转速形成转速差。

进一步，如果在请求结合离合器扭矩过程中，如果转速差超过设定转速差，立刻撤掉离合扭矩。

进一步，在结合离合器同时确定拨叉移动第二目标速度，在挂挡初始力作用下根据当前拨叉实际速度和确定第二目标速度进行闭环调节输出轴向力，此轴向力使齿套按设定速度进入齿圈。

进一步，当转速差绝对值不在设置范围且也不小于设置范围的最小值，拨叉回空重新开始挂挡。

进一步，步骤S24中，沿用第三段阶段退出时的作用力作为第四阶段的初始作用力，基于拨叉位移，查表标定拨叉速度作为目标速度，通过监测拨叉移动速度，进行闭环调节作用力，当拨叉位移到达指定位置后，撤掉拨叉作用力。

本发明的优点为：本发明通过挂挡控制策略的处理，通过把挂挡过程细分阶段，对每个阶段施加不同挂挡力，通过分阶段对拨叉使用轴向力，在齿套与齿圈相接触时，结合当前挡位离合器，使齿套与齿圈形成转速差方法，来改善拨叉挂挡过程中带来的噪声和振动，提高整车换挡品质和舒适性。

附图说明

图1为双离合变速器起步过程中一挡升二挡的离合器控制方法的流程图。

图2为挂挡控制策略中的各阶段流程图。

图3为拨速度和拨叉位移的曲线图。

图4为挂挡控制策略中第三阶段的具体流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。

如图1，DCT变速器拨叉挂挡控制方法，包括以下步骤：

S1，TCU发出执行挂挡命令；在TCU发出执行挂挡命令前，需做好以下准备：

（1），确定执行挂挡挡位，执行挂挡挡位是由目标挡位和预选挡位来决定，且目标挡位优先于预选挡位。目标挡位是由输出轴转速、油门开度、手柄位置来计算，预选挡位是由目标挡位和油门决定。

（2），确定执行挡位同步器齿套转速，齿套转速是由差速器端转速即输出端转速与速比来计算，输出端转速由车速和轮胎计算出来。

（3），确定同步目标转速，即执行挂挡挡位冻结同步器齿套转速。

（4），确定执行挂挡挡位所对应离合器是否打开，通过压力传感器或者位置传感器测量来得出。

（5），确定执行挡位齿圈转速，其转速为输入轴转速由转速传感器测量得到。

（6），确定执行挡位拨叉位移，其位移由位移传感器决定。

（7），确定执行挡位拨叉移动速度，其速度由拨叉位移求导计算得到。

（8），确定此时变速器油温油温，由温度传感器决定。

（9），确定执行挡位离合器半结合点，此半结合点是由变速器下线或者整车自适应存入到数据库中。

将手柄位置、油门开口度、输出轴转速信号发送给TCU（自动变速箱调节）,TCU经过分析和逻辑运算发出目标挡位和预选挡位。TCU优先执行目标挡位，通过TCU接收此挡位所对应离合器压力传感器信号进行判断是否允许执行挂挡动作，当满足执行挂挡条件TCU发出执行挂挡命令。

S2，如图1，经过储存在TCU中的挂挡控制策略的处理，得到拨叉在挂挡各个阶段挂挡力以及离合器结合扭矩，TCU再把各个阶段所需要的挂挡压力和离合器结合扭矩输入给液压系统，液压系统通过比例电磁阀输入可变液压力推动拨叉和结合离合器使拨叉控制齿套顺利挂入到齿圈中。执行挂挡命令经设置在TCU中的如下挂挡控制策略处理：

下面对挂挡过程中的拨叉控制策略进行说明，对于双离合变速器，需要把挡位挂上，然后接合离合器，才能把发动扭矩传递到车轮，整车才能行驶，因此需要挂挡操作，具体挂挡过程如图2所示，整个挂挡过程分为四个阶段，如图2。

S21，第一阶段：如图2，结合套在拨叉挂挡力作用下，使结合齿克服钢球作用力从而带动齿环从空位走到同步起始点。

步骤S21中，如图2，拨叉挂挡力由第一初始力和第一闭环调节作用力组成，其中：通过执行挂挡挡位、变速器油温、执行挡位位移作为输入，查表标定得到第一初始力；第一闭环调节作用力是在第一初始力基础上基于拨叉位移，查表标定使此阶段拨叉速度作为目标速度，如图3，通过监测拨叉移动速度闭环调节拨叉上的力，使拨叉以设定速度移动到同步起始位置（此位置可以通过拨叉自学习和自适应得到），此时第一阶段控制结束，进入第二阶段。

S22，如图2，第二阶段：通过施加于拨叉上的轴向力，通过齿环消除齿圈和齿套之间的转速差，该转速差大于设置的第一阈值，为齿套能够顺利拨开齿环进入齿圈做准备。

步骤S22中，拨叉挂挡力由第二初始力和第二闭环调节作用力组成，其中：通过挂挡挡位、变速器油温、执行挡位位移作为输入，进行查表标定得出的值与第一阶段完成时的拨叉挂挡力进行比较，取最小值作为第二初始力；第二闭环调节作用力是在第二初始力作用下基于转速差进行闭环调节，第二初始力与闭环调节组成拨叉挂挡力最终使转速差小于设置第二阈值的力。第二阈值阈值是通过油温和挡位进行标定。

S23，第三阶段：如图2，结合齿穿过齿环准备进入齿圈时，拨叉和离合器相互配合保证结合齿能够顺利进入齿圈。

步骤S23中，如图4，通过以下步骤保证结合齿顺利进入齿圈：计算齿套与齿圈之间的转速差，并判断转速差的绝对值是否在设置范围内；若有转速差且在设定范围内，此时不发出请求对应挡位离合器结合命令，同时确定拨叉的第一移动目标速度v1（此速度通过油温标定），在挂挡初始力（此初始力通过油温查表标定）作用下根据当前拨叉实际速度和确定的第一目标速度进行闭环调节输出轴向力，此轴向力使齿套按设定速度进入齿圈。

如图1，第三阶段挂挡初始力根据检测的执行挂挡挡位、变速器油温、执行挡位位移作为输入，进行查表标定得出。

如图4，若转速差绝对值小于所述设置范围的最小值，此时发出结合当前挂挡挡位离合器的请求，基于变速器油温，离合器半结合点，拨叉位移查表得出此时请求结合离合器扭矩值后，发动机通过离合器使挡位齿圈转速和齿套转速形成转速差。此转速差能够避免齿套与齿圈顶对顶碰撞产生噪音，使齿套顺利进入齿圈同时保证齿套带着齿圈一起旋转，避免齿套进入齿圈后来回晃动产生噪音。

如图4，如果在请求结合离合器扭矩过程中，如果转速差超过设定转速差，立刻撤掉离合扭矩。在结合离合器同时确定拨叉移动第二目标速度，在挂挡初始力作用下根据当前拨叉实际速度和确定第二目标速度进行闭环调节输出轴向力，此轴向力使齿套按设定速度进入齿圈。

如图4，在接合离合器同时确定拨叉的第二移动目标速度v2（此速度通过油温标定），在挂挡初始力（此初始力通过油温查表标定）作用下根据当前拨叉实际速度和确定目标速度进行闭环调节输出轴向力，此轴向力使齿套按设定速度进入齿圈。

如图4，当转速差绝对值不在设置范围且也不小于设置范围的最小值，拨叉回空重新开始挂挡。

S24，第四阶段：如图2，在齿套穿过齿圈后，对拨叉施加正向作用力的同时施加一个相反作用力，使拨叉速度在齿套进入齿圈末端时减小到0-0.0005m/s，以防止齿套与齿圈端面撞击。步骤S24中，沿用第三段阶段退出时的作用力作为第四阶段的初始作用力，基于拨叉位移，查表标定拨叉速度作为目标速度，通过监测拨叉移动速度，进行闭环调节作用力，当拨叉位移到达指定位置后，撤掉拨叉作用力。

综上所述，本发明通过把挂挡过程划分不同阶段，在不同阶段输出不同轴向力，同时在恰当时机结合离合器来配合拨叉挂挡，解决挂挡过程产生声音甚至挂挡失败问题，提高挂挡品质。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1. DCT变速器拨叉挂挡控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，TCU发出执行挂挡命令；

S2，执行挂挡命令经设置在TCU中的如下挂挡控制策略处理：

S21，第一阶段：结合套在拨叉挂挡力作用下，使结合齿克服钢球作用力从而带动齿环从空位走到同步起始点，拨叉挂挡力由第一初始力和第一闭环调节作用力组成，其中：

通过执行挂挡挡位、变速器油温、执行挡位位移作为输入，查表标定得到第一初始力；

第一闭环调节作用力是在第一初始力基础上基于拨叉位移，查表标定使此阶段拨叉速度作为目标速度，通过监测拨叉移动速度闭环调节拨叉上的力；

S22，第二阶段：施加于拨叉上的轴向力通过齿环消除齿圈和齿套之间的转速差，该转速差大于设置的第一阈值，为齿套能够顺利拨开齿环进入齿圈做准备；拨叉挂挡力由第二初始力和第二闭环调节作用力组成，其中：

通过挂挡挡位、变速器油温、执行挡位位移作为输入，进行查表标定得出的值与第一阶段完成时的拨叉挂挡力进行比较，取最小值作为第二初始力；

第二闭环调节作用力是在第二初始力作用下基于转速差进行闭环调节，第二初始力与闭环调节组成拨叉挂挡力最终使转速差小于设置的第二阈值；

S23，第三阶段：结合齿穿过齿环准备进入齿圈时，拨叉和离合器相互配合保证结合齿能够顺利进入齿圈；通过以下步骤保证结合齿顺利进入齿圈：

计算齿套与齿圈之间的转速差，并判断转速差的绝对值是否在设置范围内；

若有转速差且在设定范围内，此时不发出请求对应挡位离合器结合命令，同时确定拨叉的第一移动目标速度，在挂挡初始力作用下根据当前拨叉实际速度和确定的第一目标速度进行闭环调节输出轴向力，此轴向力使齿套按设定速度进入齿圈；

S24，第四阶段：在齿套穿过齿圈后，对拨叉施加正向作用力的同时施加一个相反作用力，使拨叉速度在齿套进入齿圈末端时减小到0-0.0005m/s，以防止齿套与齿圈端面撞击。

2.根据权利要求1所述DCT变速器拨叉挂挡控制方法，其特征在于，若转速差绝对值小于所述设置范围的最小值，此时发出结合当前挂挡挡位离合器的请求，基于变速器油温，离合器半结合点，拨叉位移查表得出此时请求结合离合器扭矩值后，发动机通过离合器使挡位齿圈转速和齿套转速形成转速差。

3.根据权利要求2所述DCT变速器拨叉挂挡控制方法，其特征在于，在请求结合离合器扭矩过程中，如果转速差超过设定转速差，立刻撤掉离合扭矩。

4.根据权利要求2所述DCT变速器拨叉挂挡控制方法，其特征在于，在结合离合器同时确定拨叉移动第二目标速度，在挂挡初始力作用下根据当前拨叉实际速度和确定第二目标速度进行闭环调节输出轴向力，此轴向力使齿套按设定速度进入齿圈。

5.根据权利要求2所述DCT变速器拨叉挂挡控制方法，其特征在于，当转速差绝对值不在设置范围且也不小于设置范围的最小值，拨叉回空重新开始挂挡。

6.根据权利要求1所述DCT变速器拨叉挂挡控制方法，其特征在于，步骤S24中，沿用第三段阶段退出时的作用力作为第四阶段的初始作用力，基于拨叉位移，查表标定拨叉速度作为目标速度，通过监测拨叉移动速度，进行闭环调节作用力，当拨叉位移到达指定位置后，撤掉拨叉作用力。

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