CN112081912A - 一种静态换挡控制方法及静态换挡控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于汽车技术领域，公开了一种静态换挡控制方法及静态换挡控制系统。所述静态换挡控制方法包括：根据变速器特性、变速器结构参数、换挡成功率要求和换挡冲击要求，获取当前静态换挡下变速器输入轴的预设进挡转速；获取当前静态换挡下变速器输入轴的预设降速速率；同时控制执行离合器分离命令和发出选挡命令；控制中间轴制动器执行制动命令；中间轴制动器停止中间轴制动，使变速器输入轴进行制动解除；获取变速器输入轴的实际转速和实际降速速率；当变速器输入轴的实际转速不小于预设进挡转速，且变速器输入轴的实际降速速率不大于预设降速速率时，控制滑动齿套滑动，以执行静态换挡进挡命令。该静态换挡控制方法换挡成功率高。

Description

一种静态换挡控制方法及静态换挡控制系统
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种静态换挡控制方法及静态换挡控制系统。
背景技术
在汽车换挡过程中，滑动齿套换挡方式作为一种重要换挡方式，其在AMT变速器中应用广泛。
现有静态换挡控制方法一般通过电机主动调速，控制变速器输入轴转速，当输入轴转速小于目标转速值，滑动齿套开始进行换挡动作，目标转速值为10r/min～30r/min。其中，输入轴转速通过根据AMT变速器试验样箱和工况进行标定，AMT进行换挡容易出现换挡失败而进行换挡补挂动作。在进行换挡补挂时，通过单方面提高滑动齿套开始换挡的变速器输入轴转速进行补挂动作，容易出现补挂次数多，可靠性较差，且换挡噪声大，不利于环保的需求。另外，AMT静态换挡的变速器输入轴转速一经标定，无法根据变速箱特性的差异和变速器特性的变化进行自动调整，导致不同的变速器和同一变速器在不同阶段的静态换挡性能表现不一致，控制算法的自适应能力不足，使得换挡成功率较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种静态换挡控制方法及静态换挡控制系统，可靠性好，换挡成功率高。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种静态换挡控制方法，所述静态换挡控制方法包括：
根据变速器特性、变速器结构参数、换挡成功率要求和换挡冲击要求，获取当前静态换挡下变速器输入轴的预设进挡转速；
获取当前静态换挡下变速器输入轴的预设降速速率；
在开始执行变速器静态换挡指令时，同时控制执行离合器分离命令和发出选挡命令；
控制中间轴制动器执行制动命令，使变速器输入轴的实际转速降低；
在经过中间轴制动时间后，中间轴制动器停止中间轴制动，使变速器输入轴进行制动解除；
获取变速器输入轴的实际转速和实际降速速率；
当变速器输入轴的实际转速不小于预设进挡转速，且变速器输入轴的实际降速速率不大于预设降速速率时，控制滑动齿套滑动，以执行静态换挡进挡命令。
作为优选，如果静态换挡失败，在对静态换挡失败原因进行诊断后，调整控制参数并进行静态换挡补挂挡。
作为优选，所述控制参数包括中间轴制动时间和当前静态换挡下变速器输入轴的预设进挡转速。
作为优选，在对静态换挡失败原因进行诊断之前，停止执行进挡命令，并控制滑动齿套移动至空挡位置。
作为优选，在调整控制参数之后，控制离合器结合，判断变速器输入轴的实际转速是否不小于发动机怠速转速时，若是，再次开始执行变速器静态换挡指令。
作为优选，若否，再次控制离合器结合。
作为优选，所述中间轴制动时间是由变速器油温、发动机怠速转速及中间轴制动器供气气压计算得到。
作为优选，所述当前静态换挡下变速器输入轴的预设进挡转速为静态换挡的进齿需求输入轴转速、静态换挡的消除空行程阶段输入轴降速值、静态换挡的输入轴转速补偿值之和。
作为优选，变速器为AMT变速器。
为达此目的，本发明还提供了一种静态换挡控制系统，采用上述的静态换挡控制方法。
本发明的有益效果：
本发明提供的静态换挡控制方法，根据变速器特性、变速器结构参数、换挡成功率要求和换挡冲击要求，获取当前静态换挡下变速器输入轴的预设进挡转速，相比于现有技术输入轴转速通过根据AMT变速器试验样箱和工况进行标定，本申请的变速器输入轴的预设进挡转速更加准确，从而提高换挡精准性。同时，考虑到变速器的不同状态，实用性高，考虑到换挡冲击要求，减少换挡噪声，利于环保的需求，考虑到换挡成功率要求，提高换挡成功率。另外，通过获取当前静态换挡下变速器输入轴的预设降速速率，引入变速器输入轴自由降速控制参数，利用当前静态换挡下变速器输入轴的预设进挡转速和预设降速速率两个参数共同表征，当变速器输入轴的实际转速不小于预设进挡转速，且变速器输入轴的实际降速速率不大于预设降速速率时，控制滑动齿套滑动，以执行静态换挡进挡命令，进一步提高了换挡成功率。
本发明提供的一种静态换挡控制系统，解决自适应能力不足的问题，安全可靠性好，降低换挡失败率。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的静态换挡控制方法中静态换挡控制时序图；
图2是本发明实施例一提供的静态换挡控制方法的控制流程图；
图3是本发明实施例二提供的静态换挡控制方法中静态换挡控制时序图；
图4是本发明实施例二提供的静态换挡控制方法的控制流程图。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，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，本领域技术人员在没有作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。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例一
本实施例提供了一种静态换挡控制方法，适用于变速器的换挡。其中变速器为AMT变速器，其在传统的手动齿轮式变速器基础上改进而来的自动离合手动变速器。如图1所示，该静态换挡控制方法包括：
根据变速器特性、变速器结构参数、换挡成功率要求和换挡冲击要求，获取当前静态换挡下变速器输入轴的预设进挡转速；
获取当前静态换挡下变速器输入轴的预设降速速率；
在开始执行变速器静态换挡指令时，同时控制执行离合器分离命令和发出选挡命令；
控制中间轴制动器执行制动命令，使变速器输入轴的实际转速降低；
在经过中间轴制动时间后，中间轴制动器停止中间轴制动，使变速器输入轴进行制动解除；
获取变速器输入轴的实际转速和实际降速速率；
当变速器输入轴的实际转速不小于预设进挡转速，且变速器输入轴的实际降速速率不大于预设降速速率时，控制滑动齿套滑动，以执行静态换挡进挡命令。
本实施例提供的静态换挡控制方法，根据变速器特性、变速器结构参数、换挡成功率要求和换挡冲击要求，获取当前静态换挡下变速器输入轴的预设进挡转速，相比于现有技术输入轴转速通过根据AMT变速器试验样箱和工况进行标定，本申请的变速器输入轴的预设进挡转速更加准确，从而提高换挡精准性。同时，考虑到变速器的不同状态，实用性高，考虑到换挡冲击要求，减少换挡噪声，利于环保的需求，考虑到换挡成功率要求，提高换挡成功率。另外，通过获取当前静态换挡下变速器输入轴的预设降速速率，引入变速器输入轴自由降速控制参数，利用当前静态换挡下变速器输入轴的预设进挡转速和预设降速速率两个参数共同表征，当变速器输入轴的实际转速不小于预设进挡转速，且变速器输入轴的实际降速速率不大于预设降速速率时，控制滑动齿套滑动，以执行静态换挡进挡命令，进一步提高了换挡成功率。
具体地，如图1所示，控制器控制发出离合器分离命令，用于调整离合器位置。在A时刻，离合器命令曲线发生突变上升，意味着控制器控制发出离合器分离命令，在A时刻之后很短时间内，离合器位置曲线出现突变，意味着离合器响应，离合器位置从结合状态转变成分离状态，便于后续换挡操作。与此同时，在A时刻，选档命令曲线突变上升，意味着控制器控制发出选档命令。通过在A时刻，同时进行离合器分离命令和发出选挡命令，节省操作时间，提高响应速度。
在A-B时间段内，选档命令曲线保持不变，在B时刻，选档命令曲线发生突变下降，在完成选档命令之后保持不变。与此同时，离合器命令曲线保持不变，持续发出离合器分离指令，离合器位置曲线在响应后直至C时刻处于逐渐上升状态，意味着离合器正在进行逐步分离的过程，直至在C时刻之后很短时间内，离合器位置曲线达到最大值并处于平稳状态，意味着离合器彻底进行分离。
在C时刻，中间轴制动命令发生突变上升，意味着控制器发出中间轴制动命令，在执行中间轴制动命令后，变速器输入轴转速曲线在C时刻之后具有向下趋势，使得变速器输入轴的实际转速逐渐降低。在C-D时间段内，变速器输入轴转速曲线的斜率较小，原因在于在执行中间轴制动命令后，中间轴制动器逐渐充气，变速器输入轴需要一定的响应时间，变速器输入轴的降速的速率比较小。在D-E时间段内，变速器输入轴转速曲线的斜率较大，原因在于中间轴制动器进行最佳制动动作，变速器输入轴的降速的速率比较大。在经过中间轴制动时间后，中间轴制动器停止中间轴制动，使变速器输入轴进行制动解除，在惯性作用下，在E时刻后，变速器输入轴的降速的速率再次变小。
在变速器输入轴的实际转速在持续降低和实际降速速率变化过程中，在E时刻，变速器输入轴的实际转速不小于预设进挡转速，且变速器输入轴的实际降速速率不大于预设降速速率，进挡命令曲线发生突变上升，意味着控制器发出进挡命令，控制滑动齿套滑动，以完成执行静态换挡进挡命令。
如图2所示，本实施例提供的静态换挡控制方法的步骤如下所示：
S1、根据变速器特性、变速器结构参数、换挡成功率要求和换挡冲击要求，获取当前静态换挡下变速器输入轴的预设进挡转速，并获取当前静态换挡下变速器输入轴的预设降速速率；
S2、在开始执行变速器静态换挡指令时，同时控制执行离合器分离命令和发出选挡命令；
S3、判断离合器分离是否完成，且滑动齿套选档是否完成，若是，执行S4；若否，返回S2；
S4、控制中间轴制动器执行制动命令，使变速器输入轴的实际转速降低；
S5、判断中间轴制动时间是否大于等于预设时间，若是，执行S6；若否返回S4；
S6、中间轴制动器停止中间轴制动，使变速器输入轴进行制动解除；
S7、获取变速器输入轴的实际转速和实际降速速率；
S8、判断变速器输入轴的实际转速是否不小于预设进挡转速，且变速器输入轴的实际降速速率是否不大于预设降速速率，若是，执行S9；若否，返回S7；
S9、控制滑动齿套滑动，以执行静态换挡进挡命令。
实施例二
由于在执行静态换挡进挡命令之后，可能存在进挡成功或者进挡失败两种情况。为了能够在进档失败后能够及时处理危机情况，如果静态换挡失败，在对静态换挡失败原因进行诊断后，调整控制参数并进行静态换挡补挂挡，以提高静态换挡控制的适应能力。由于现有技术变速器输入轴转速一经标定，无法根据变速箱特性的差异和变速器特性的变化进行自动调整，本实施例在进挡失败之后，通过对静态换挡失败原因进行诊断，及时调整控制参数，避免不同的变速器和同一变速器在不同阶段的静态换挡性能表现不一致，导致控制算法的自适应能力不足的情况，及时即刻进行调整，保证换挡成功率。
其中，控制参数包括中间轴制动时间和当前静态换挡下变速器输入轴的预设进挡转速，中间轴制动时间的变化直接影响变速器输入轴的实际转速和实际降速速率，当前静态换挡下变速器输入轴的预设进挡转速的变化，影响变速器输入轴的实际转速和变速器输入轴的预设进挡转速之间的数值比对，以达到调整执行静态换挡进挡命令时刻的目的。
优选地，在对静态换挡失败原因进行诊断之前，停止执行进挡命令，并控制滑动齿套移动至空挡位置。由于进挡失败，在调整之后需要再次进挡，为了便于下次进挡的准确性，控制滑动齿套移动至空挡位置，便于在空挡状态下再次进挡。同时，在空挡状态下，可以为静态换挡失败原因提供充足的诊断时间，而不会影响其他性能操作，可靠性好。
通过相关控制参数对换挡失败原因进行诊断并对换挡控制参数进行调整，用于调整中间轴制动时间和当前静态换挡下变速器输入轴的预设进挡转速。其中中间轴制动时间是由变速器油温、发动机怠速转速及中间轴制动器供气气压计算得到。当前静态换挡下变速器输入轴的预设进挡转速为静态换挡的进齿需求输入轴转速、静态换挡的消除空行程阶段输入轴降速值、静态换挡的输入轴转速补偿值之和。
优选地，在调整控制参数之后，控制离合器结合，判断变速器输入轴的实际转速是否不小于发动机怠速转速时，若是，再次开始执行变速器静态换挡指令；若否，再次控制离合器结合。在离合器结合之后，如果变速器输入轴的实际转速达到发动机怠速转速，那么再次进挡，以保证进挡的成功率。
在换挡失败之前的控制和实施例一类似，具体地，如图3所示：
在A＇时刻，离合器命令曲线发生突变上升，意味着控制器控制发出离合器分离命令，在A＇时刻之后很短时间内，离合器位置曲线出现突变，意味着离合器响应，离合器位置从结合状态转变成分离状态，便于后续换挡操作。与此同时，在A＇时刻，同时执行选档命令(图中未显示)。
在A＇-B＇时间段内，离合器命令曲线保持不变，持续发出离合器分离指令，离合器位置曲线在A＇时刻之后极短时间内处于逐渐上升状态，意味着离合器正在进行逐步分离的过程，直至在B＇时刻，离合器位置曲线达到最大值并处于平稳状态，意味着离合器彻底进行分离。
在此过程中中间轴制动命令(图中未显示)发生突变上升，意味着控制器发出中间轴制动命令，在执行中间轴制动命令后，变速器输入轴转速曲线在A＇时刻之后具有向下趋势，使得变速器输入轴的实际转速逐渐降低。
如果变速器输入轴的实际转速不小于预设进挡转速，且变速器输入轴的实际降速速率不大于预设降速速率，控制滑动齿套滑动，以执行静态换挡进挡命令。如果换挡失败，在C＇时刻，进挡命令曲线和滑动齿套位置曲线近似发生突变上升，意味着停止执行进挡命令，并控制滑动齿套移动至空挡位置，在此过程中，变速器输入轴的实际转速持续下降。在D＇时刻，离合器命令曲线发生突变下降，意味着离合器由分离状态变成结合状态，离合器位置曲线在D＇时刻极短时间内响应，逐步结合。如果变速器输入轴的实际转速达到发动机怠速转速，在E＇时刻,再次开始执行变速器静态换挡指令，继而循环如图1所示的过程A时刻。
如图4所示，本实施例提供的静态换挡控制方法的步骤如下所示：
S1、根据变速器特性、变速器结构参数、换挡成功率要求和换挡冲击要求，获取当前静态换挡下变速器输入轴的预设进挡转速，并获取当前静态换挡下变速器输入轴的预设降速速率；
S2、在开始执行变速器静态换挡指令时，同时控制执行离合器分离命令和发出选挡命令；
S3、判断离合器分离是否完成，且滑动齿套选档是否完成，若是，执行S4；若否，返回S2；
S4、控制中间轴制动器执行制动命令，使变速器输入轴的实际转速降低；
S5、判断中间轴制动时间是否大于等于预设时间，若是，执行S6；若否返回S4；
S6、中间轴制动器停止中间轴制动，使变速器输入轴进行制动解除；
S7、获取变速器输入轴的实际转速和实际降速速率；
S8、判断变速器输入轴的实际转速是否不小于预设进挡转速，且变速器输入轴的实际降速速率是否不大于预设降速速率，若是，执行S9；若否，返回S7；
S9、控制滑动齿套滑动，以执行静态换挡进挡命令。
S10、判断是否换挡到位，若是，执行S11；若否，执行S12；
S11、静态换挡完成；
S12、判断是否进挡失败，若是，执行S13；若否，返回S9；
S13、停止执行进挡命令，并控制滑动齿套移动至空挡位置；
S14、对静态换挡失败原因进行诊断后调整控制参数；
S15、控制离合器结合；
S16、判断变速器输入轴的实际转速是否不小于发动机怠速转速，若是，返回S2；若否，返回S15。
实施例三
本实施例还提供了一种静态换挡控制系统，采用上述的静态换挡控制方法，解决自适应能力不足的问题，安全可靠性好，降低换挡失败率。
于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
此外，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种静态换挡控制方法，其特征在于，所述静态换挡控制方法包括：
根据变速器特性、变速器结构参数、换挡成功率要求和换挡冲击要求，获取当前静态换挡下变速器输入轴的预设进挡转速；
获取当前静态换挡下变速器输入轴的预设降速速率；
在开始执行变速器静态换挡指令时，同时控制执行离合器分离命令和发出选挡命令；
控制中间轴制动器执行制动命令，使变速器输入轴的实际转速降低；
在经过中间轴制动时间后，中间轴制动器停止中间轴制动，使变速器输入轴进行制动解除；
获取变速器输入轴的实际转速和实际降速速率；
当变速器输入轴的实际转速不小于预设进挡转速，且变速器输入轴的实际降速速率不大于预设降速速率时，控制滑动齿套滑动，以执行静态换挡进挡命令。
2.根据权利要求1所述的静态换挡控制方法，其特征在于，如果静态换挡失败，在对静态换挡失败原因进行诊断后，调整控制参数并进行静态换挡补挂挡。
3.根据权利要求2所述的静态换挡控制方法，其特征在于，所述控制参数包括中间轴制动时间和当前静态换挡下变速器输入轴的预设进挡转速。
4.根据权利要求2所述的静态换挡控制方法，其特征在于，在对静态换挡失败原因进行诊断之前，停止执行进挡命令，并控制滑动齿套移动至空挡位置。
5.根据权利要求4所述的静态换挡控制方法，其特征在于，在调整控制参数之后，控制离合器结合，判断变速器输入轴的实际转速是否不小于发动机怠速转速时，若是，再次开始执行变速器静态换挡指令。
6.根据权利要求5所述的静态换挡控制方法，其特征在于，若否，再次控制离合器结合。
7.根据权利要求1-6任一项所述的静态换挡控制方法，其特征在于，所述中间轴制动时间是由变速器油温、发动机怠速转速及中间轴制动器供气气压计算得到。
8.根据权利要求1-6任一项所述的静态换挡控制方法，其特征在于，所述当前静态换挡下变速器输入轴的预设进挡转速为静态换挡的进齿需求输入轴转速、静态换挡的消除空行程阶段输入轴降速值、静态换挡的输入轴转速补偿值之和。
9.根据权利要求1所述的静态换挡控制方法，其特征在于，变速器为AMT变速器。
10.一种静态换挡控制系统，其特征在于，采用如权利要求1-9任一项所述的静态换挡控制方法。
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