CN112096832B - 一种自动变速箱换挡系统磨损预警控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动变速箱换挡系统磨损预警控制方法，应用于变速系统，所述变速系统包括变速箱及变速箱控制器，所述变速箱包括换挡系统，所述自动变速箱换挡系统磨损预警控制方法包括如下步骤：步骤1，启动所述变速箱控制器档位设置程序；步骤2，识别D_L0和识别D_R0，步骤3，计算D，步骤4，计算△D，步骤5，磨损预警。该自动变速箱换挡系统磨损预警控制方法旨在解决现有技术中的变速箱控制器软件不能有效识别磨损量并进行预警控制，增加了换挡系统磨损故障的发生频率。

Description

一种自动变速箱换挡系统磨损预警控制方法
技术领域
本发明属于变速系统技术领域，尤其涉及一种自动变速箱换挡系统磨损预警控制方法。
背景技术
图1为典型的变速箱拨叉换挡结构。换挡拨头1在外部执行机构驱动下，进行绕回转中心的摆动。拨叉轴2和换挡拨叉3组装成了一个整体，换挡拨头1的摆动会驱动换挡拨叉3和拨叉轴2进行直线运动。换挡拨叉3驱动啮合齿套4也进行直线运动。图1中啮合齿套的左右两侧各有一个啮合齿，以左侧啮合齿5为例，当啮合齿套4向左运动时，会与啮合齿5进行啮合，变速箱的扭矩就可以通过传动齿轮6传递给啮合齿5，传动齿轮6与啮合齿5焊接相连。啮合齿套4与啮合齿5啮合后，啮合齿5的扭矩就传递给啮合齿套4。啮合齿套4经过花键套在传动轴7上。因此啮合齿套始终是与传动轴7进行同步旋转的，啮合齿套4的扭矩也会直接传递给传动轴7。
图1中啮合齿套4控制了3个档位的啮合。往左运动到设定位置挂低档，该设定位置定义为D_L；往右运动到设定位置挂高档，该设定位置定义为D_R；运动到中间位置并保持挂空档，该空档位置定义为D_N。
由于制造原因，变速箱个体之间存在差异，每一台变速箱的D_L、 D_R、D_N都不是完全相同的，变速箱自动变速箱下线之前，需要变速箱控制器TCU与变速箱机械部件进行标定匹配设定档位位置，即确定D_L、D_R、D_N的出厂值。如图2，其为现有技术中的变速箱的档位位置设计流程。由于啮合齿套4是高速旋转的，不好布置传感器，因此通常会在换挡拨头的驱动器布置传感器用来间接探测啮合齿套4的行程。随着变速箱的反复换挡使用，换挡拨头1和换挡拨叉3之间的相对摩擦部位、换挡拨叉3与啮合齿套4之间的摩擦部位等都会产生磨损，尤其是换挡拨叉3和啮合齿套4之间是一直有相对摩擦运动的，磨损会尤其严重。磨损会导致间隙的变大。现有技术的不足在于：由于啮合齿套4的位置是通过外部驱动机构间接探测的，如果不能有效识别磨损量并进行预警控制，造成换挡系统磨损故障频发的技术问题。
发明内容
(一)要解决的技术问题
基于此，本发明提出了一种自动变速箱换挡系统磨损预警控制方法，该自动变速箱换挡系统磨损预警控制方法旨在解决现有技术中的变速箱控制器软件不能有效识别磨损量并进行预警控制，换挡系统磨损故障频发的技术问题。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提出了一种自动变速箱换挡系统磨损预警控制方法，应用于变速系统，所述变速系统包括变速箱及变速箱控制器，所述变速箱包括换挡系统，所述变速箱包括执行结构、换挡拨头、换挡拨叉和啮合齿套，其中，所述自动变速箱换挡系统磨损预警控制方法包括如下步骤：
步骤1，启动所述变速箱控制器档位设置程序；
步骤2，识别D_L0和识别D_R0，所述变速箱控制器控制所述执行机构动作，从而驱动所述换挡拨头、所述换挡拨叉和所述啮合齿套往左运动，所述执行机构使所述啮合齿套往左运动到所述换挡系统往左的机械限位位置，该位置即为D_L0；所述变速箱控制器控制所述执行机构动作，从而驱动所述换挡拨头、所述换挡拨叉和所述啮合齿套往右运动，所述执行机构使所述啮合齿套往右运动到所述换挡系统往右的机械限位位置，该位置即为D_R0；
步骤3，计算D，D为所述换挡系统的总行程，D＝|D_L0|+|D_R0|；
步骤4，计算△D，△D为所述换挡系统的总磨损量，△D＝D-D*，其中，D*为所述变速箱出厂设定时记录的所述换挡系统的总行程；
步骤5，磨损预警，在所述变速箱控制器的中设置总磨损设定值，当△D大于所述总磨损设定值时，所述变速箱控制器的发出故障预警提醒。
优选的，在步骤2之后和步骤5之前还包括计算△D_L0的步骤，
△D_L0＝|D_L0|-|D_L*|，其中，△D_L0为所述换挡系统的左侧的磨损量，D_L*为变速箱出厂检测时自动标定得到的往左的机械限位位置；在步骤5中，还包括：在所述变速箱控制器的中设置左侧磨损量设定值，当△D_L0大于所述左侧磨损量设定值时，所述变速箱控制器的发出故障预警提醒。
优选的，在步骤2之后和步骤5之前还包括计算△D_R0的步骤，
△D_R0＝|D_R0|-|D_R*|，其中，△D_R0为所述换挡系统的右侧的磨损量，D_R*为变速箱出厂检测时自动标定得到的往右的机械限位位置；在步骤5中，还包括：在变速箱控制器的中设置右侧磨损量设定值，当△D_R0大于所述右侧磨损量设定值时，所述变速箱控制器的发出故障预警提醒。
优选的，所述总磨损设定值、所述左侧磨损量设定值、所述右侧磨损量设定值均分别根据所述换挡系统的尺寸值进行设定。
优选的，步骤1，启动所述变速箱控制器档位设置程序的方式为调试人员启动，具体为：预先在所述变速箱控制器的软件调度中系统设计调试模式接口，调试时，当调试设备连接所述调试模式接口并通过 CAN发送启动档位位置设置指令后，所述变速箱控制器启动该档位设置程序；或步骤1，启动所述变速箱控制器档位设置程序的方式为换挡异常激活启动，具体为：当所述变速箱控制器进行自动换挡过程中，出现换挡不成功或者换挡异常时，所述变速箱控制器主动启动档位设置程序。
优选的，步骤1，启动所述变速箱控制器档位设置程序的方式为定期主动启动，具体为：预先在变速箱控制器中设置定期启动程序，明确启动条件，当满足启动条件后，所述变速箱控制器在安全的前提下主动激活档位设置，识别所述变速箱的换挡行程是否发生变化。
优选的，所述启动条件为：所述换挡系统的换挡次数超过设定值，或将所述变速系统应用于车辆时，该车辆的行驶里程超过设定值。
优选的，所述变速系统为汽车变速系统。
优选的，所述自动变速箱换挡系统磨损预警控制方法还包括：步骤6，存储数据，将D_L0、D_R0、D的数据信息保存于所述变速箱控制器中；同时，还保存如下数据信息：D_L、D_N、D_R，其中，
D_L为往左的档位设定位置，
D_N为不考虑磨损补偿的空档设定位置，
D_R为往右的档位设定位置，
其中：D_L、D_R、D_N的数值均分别由D_L0、D_R0的值及所述变速箱的尺寸链得到。
优选的，所述自动变速箱换挡系统磨损预警控制方法还包括：步骤7，关闭所述变速箱控制器档位设置程序，结束设定。
(三)有益效果
本发明与现有技术对比，本发明一种自动变速箱换挡系统磨损预警控制方法的有益效果主要包括：
(1)能有效识别出磨损量，为档位的精确控制提供了依据。
(2)能够有效识别变速箱换挡系统磨损量，并根据磨损量进行主动预警，降低了换挡系统磨损故障的发生频率。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1为背景技术中提及的典型的变速箱拨叉换挡结构示意图；
图2为景技术中提及的现有技术中的变速箱的档位位置设计流程图；
图3为本发明一种自动变速箱换挡系统磨损预警控制方法的流程图。
附图标记说明：
1-换挡拨头、2-拨叉轴、3-换挡拨叉、4-啮合齿套、5-左侧啮合齿、 6-传动齿轮、7-传动轴。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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，也可以是“传动连接”，即通过带传动、齿轮传动或链轮传动等各种合适的方式进行动力连接。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。
参考附图3，一种自动变速箱换挡系统磨损预警控制方法，应用于变速系统，所述变速系统为汽车变速系统。所述变速系统包括变速箱及变速箱控制器，所述变速箱包括换挡系统，所述变速箱包括执行结构、换挡拨头、换挡拨叉和啮合齿套，其中，所述自动变速箱换挡系统磨损预警控制方法包括如下步骤：
步骤1(对应图3中S01)，启动所述变速箱控制器档位设置程序；
步骤2，识别D_L0(对应图3中S02)和识别D_R0(对应图3中S04)，所述变速箱控制器控制所述执行机构动作，从而驱动所述换挡拨头、所述换挡拨叉和所述啮合齿套往左运动，所述执行机构使所述啮合齿套往左运动到所述换挡系统往左的机械限位位置，该位置即为D_L0；所述变速箱控制器控制所述执行机构动作，从而驱动所述换挡拨头、所述换挡拨叉和所述啮合齿套往右运动，所述执行机构使所述啮合齿套往右运动到所述换挡系统往右的机械限位位置，该位置即为D_R0；
步骤3，计算D(对应图3中S06)，D为所述换挡系统的总行程， D＝|D_L0|+|D_R0|；
步骤4，计算△D(对应图3中S07、S08)，△D为所述换挡系统的总磨损量，△D＝D-D*，其中，D*为所述变速箱出厂设定时记录的所述换挡系统的总行程；
步骤5，磨损预警(对应图3中S09)，在所述变速箱控制器的中设置总磨损设定值，当△D大于所述总磨损设定值时，所述变速箱控制器的发出故障预警提醒。
具体地，所述总磨损设定值根据所述换挡系统的尺寸值进行设定，趋势为：若换挡系统的尺寸较大，则总磨损设定值相应设置为较大，若换挡系统的尺寸较小，则总磨损设定值相应设置小些。
本实施方式中，明确了换挡系统的总磨损量的计算方法，当△D 大于所述总磨损设定值时，所述变速箱控制器报出相应的故障码，根据磨损量进行主动预警，降低了换挡系统磨损故障的发生频率。
根据本发明的具体实施方式，在步骤2之后和步骤5之前还包括计算△D_L0(对应图3中S03)和△D_R0(对应图3中S05)的步骤。
△D_L0＝|D_L0|-|D_L*|，其中，△D_L0为所述换挡系统的左侧的磨损量，D_L*为变速箱出厂检测时自动标定得到的往左的机械限位位置；在步骤5中，还包括：在所述变速箱控制器的中设置左侧磨损量设定值，当△D_L0大于所述左侧磨损量设定值时，所述变速箱控制器的发出故障预警提醒。
比如变速箱上次出厂设定时D_L0的为-8mm，即D_L*为-8mm；而本次识别得到的D_L0为-8.5mm，则，
△D_L0＝|D_L0|-|D_L*|＝|-8.5|-|-8|＝0.5mm；
△D_R0＝|D_R0|-|D_R*|，其中，△D_R0为所述换挡系统的右侧的磨损量，D_R*为变速箱出厂检测时自动标定得到的往右的机械限位位置；在步骤5中，还包括：在变速箱控制器的中设置右侧磨损量设定值，当△D_R0大于所述右侧磨损量设定值时，所述变速箱控制器的发出故障预警提醒。
比如变速箱上次出厂设定时D_R0的为8mm，即D_R*为8mm；而本次识别得到的D_R0为8.5mm，
则△D_R0＝|D_R0|-|D_R*|＝|8.5|-|8|＝0.5mm；
本实施方式中，在所述换挡系统的总磨损量的基础上，增加了所述换挡系统的左侧和右侧的磨损量的计算，并设置左侧磨损量设定值和右侧磨损量设定值，形成以△D为主，以△D_L0和△D_R0为辅的磨损量的预警系统。预警值需要根据变速箱换挡系统的尺寸设计进行设定，所述左侧磨损量设定值、所述右侧磨损量设定值均分别根据所述换挡系统的尺寸值进行设定。某档位行程磨损超过设定值，变速器控制器就要报出相应的故障码。
当知道两侧的磨损量时，可根据两侧的磨损量修正空档位置D_N，具体为：当所述变速箱处于D_L档时，若所述变速箱需要挂空档，则将空档的目标位置设定为D_NL，在D_N基础上向右侧偏移△D_L0得到D_NL；当所述变速箱处于D_R档时，若所述变速箱需要挂空档，则将空档的目标位置设定为D_NR，在D_N基础上向左侧偏移△D_R0 得到D_NR。如此，可获得更精确的空挡位置值。当变速箱的换挡系统的某侧或者两侧都出现磨损间隙时，变速箱控制器中的软件可根据磨损量消除了间隙的影响，保证了啮合齿可靠回到空档位置。
根据本发明的具体实施方式，所述自动变速箱换挡系统磨损预警控制方法还包括：步骤6，存储数据，将D_L0、D_R0、D的数据信息保存于所述变速箱控制器中；同时，还保存如下数据信息(对应图3中S11)：D_L、D_N、D_R，其中，
D_L为往左的档位设定位置，
D_N为不考虑磨损补偿的空档设定位置，
D_R为往右的档位设定位置，
其中：D_L、D_R、D_N的数值均分别由D_L0、D_R0的值及所述变速箱的尺寸链得到，对档位进行修正。实现档位的精确控制。具体地，根据D_L0和D_R0的值结合所述变速箱的尺寸链，计算D_L、D_R、 D_N的数值的方法为常规技术手段，比如，设置D_N时，如所述变速箱的尺寸链为空档处于往左档和往右档的中间位置，即 D_N＝D_L0+D_R0/2，如此能够根据磨损量修正空档位置D_N，根据变速箱换挡系统的磨损量，修正变速箱控制器软件中空档的目标位置，保证变速箱挂空档的可靠性，提高挂空档的成功率。求取D_L时，则要根据D_L0与述变速箱的尺寸链的设计中D_L0与D_L的位置关系进行计算。这里不再赘述。
需要说明的是，档位目标位置D_L、D_R、D_N的设定步骤在磨损预警之后，利于基于磨损量修正变速箱控制器软件中档位目标位置。但，变速箱的换挡系统的单侧磨损量和总磨损量的计算顺序是可以调整的。即，根据附图3中示出S01-S07的顺序进行也是可行的。另外，存储数据时，只有在更换了变速箱后，才能重置D_L*、D_R*、D* 变量，因为在变速箱没有更换时，D_L*、D_R*、D*都是不会变的，不需要对其进行重置。
根据本发明的具体实施方式，所述自动变速箱换挡系统磨损预警控制方法还包括：步骤7(对应图3中S12)，关闭所述变速箱控制器档位设置程序，结束设定。
上述实施方式中，均为通过启动档位设置，实现在所述变速箱控制器中设定档位位置信息，启动档位设置的方式包括如下三种，无论采取哪种方式均是可行的。
(1)调试人员启动
预先在所述变速箱控制器的软件调度中系统设计调试模式接口，调试时，当调试设备连接所述调试模式接口并通过CAN发送启动档位位置设置指令后，所述变速箱控制器启动该档位设置程序。
(2)换挡异常激活启动
当所述变速箱控制器进行自动换挡过程中，出现换挡不成功或者换挡异常时，所述变速箱控制器主动启动档位设置程序。
(3)定期主动启动
预先在变速箱控制器中设置定期启动程序，明确启动条件，当满足启动条件后，所述变速箱控制器在安全的前提下主动激活档位设置，识别所述变速箱的换挡行程是否发生变化。
所述启动条件为：所述换挡系统的换挡次数超过设定值，或将所述变速系统应用于车辆时，该车辆的行驶里程超过设定值，具体为该车辆的行驶里程距离上次检测超过设定距离。
本发明与现有技术对比，本发明一种自动变速箱换挡系统磨损预警控制方法的有益效果主要包括：
(1)能有效识别出磨损量，为档位的精确控制提供了依据。
(2)能够有效识别变速箱换挡系统磨损量，并根据磨损量进行主动预警，降低了换挡系统磨损故障的发生频率。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (6)

1.一种自动变速箱换挡系统磨损预警控制方法，应用于变速系统，所述变速系统包括变速箱及变速箱控制器，所述变速箱包括换挡系统，所述变速箱包括执行结构、换挡拨头、换挡拨叉和啮合齿套，其特征在于，所述自动变速箱换挡系统磨损预警控制方法包括如下步骤：
步骤1，启动所述变速箱控制器档位设置程序；
步骤2，识别D_L0和识别D_R0，所述变速箱控制器控制所述执行机构动作，从而驱动所述换挡拨头、所述换挡拨叉和所述啮合齿套往左运动，所述执行机构使所述啮合齿套往左运动到所述换挡系统往左的机械限位位置，该位置即为D_L0；所述变速箱控制器控制所述执行机构动作，从而驱动所述换挡拨头、所述换挡拨叉和所述啮合齿套往右运动，所述执行机构使所述啮合齿套往右运动到所述换挡系统往右的机械限位位置，该位置即为D_R0；
步骤3，计算D，D为所述换挡系统的总行程，D＝|D_L0|+|D_R0|；
步骤4，计算△D，△D为所述换挡系统的总磨损量，△D＝D-D*，其中，D*为所述变速箱出厂设定时记录的所述换挡系统的总行程；
步骤5，磨损预警，在所述变速箱控制器的中设置总磨损设定值，当△D大于所述总磨损设定值时，所述变速箱控制器的发出故障预警提醒；
在步骤2之后和步骤5之前还包括计算△D_L0的步骤，
△D_L0＝|D_L0|-|D_L*|，其中，△D_L0为所述换挡系统的左侧的磨损量，D_L*为变速箱出厂检测时自动标定得到的往左的机械限位位置；在步骤5中，还包括：在所述变速箱控制器的中设置左侧磨损量设定值，当△D_L0大于所述左侧磨损量设定值时，所述变速箱控制器的发出故障预警提醒；
在步骤2之后和步骤5之前还包括计算△D_R0的步骤，
△D_R0＝|D_R0|-|D_R*|，其中，△D_R0为所述换挡系统的右侧的磨损量，D_R*为变速箱出厂检测时自动标定得到的往右的机械限位位置；在步骤5中，还包括：在变速箱控制器的中设置右侧磨损量设定值，当△D_R0大于所述右侧磨损量设定值时，所述变速箱控制器的发出故障预警提醒；
所述方法还包括：根据两侧的磨损量修正空档位置D_N，其中，当所述变速箱处于D_L档时，若所述变速箱需要挂空档，则将空档的目标位置设定为D_NL，在D_N基础上向右侧偏移△D_L0得到D_NL；当所述变速箱处于D_R档时，若所述变速箱需要挂空档，则将空档的目标位置设定为D_NR，在D_N基础上向左侧偏移△D_R0得到D_NR；所述总磨损设定值、所述左侧磨损量设定值、所述右侧磨损量设定值均分别根据所述换挡系统的尺寸值进行设定；其中，所述总磨损设定值根据所述换挡系统的尺寸值进行设定，趋势为：若换挡系统的尺寸较大，则总磨损设定值相应设置为较大，若换挡系统的尺寸较小，则总磨损设定值相应设置小些；
所述自动变速箱换挡系统磨损预警控制方法还包括：步骤6，存储数据，将D_L0、D_R0、D的数据信息保存于所述变速箱控制器中；同时，还保存如下数据信息：D_L、D_N、D_R，其中，
D_L为往左的档位设定位置，
D_N为不考虑磨损补偿的空档设定位置，
D_R为往右的档位设定位置，
其中：D_L、D_R、D_N的数值均分别由D_L0、D_R0的值及所述变速箱的尺寸链得到。
2.根据权利要求1所述的自动变速箱换挡系统磨损预警控制方法，其特征在于，步骤1，启动所述变速箱控制器档位设置程序的方式为调试人员启动，具体为：预先在所述变速箱控制器的软件调度中系统设计调试模式接口，调试时，当调试设备连接所述调试模式接口并通过CAN发送启动档位位置设置指令后，所述变速箱控制器启动该档位设置程序；
或步骤1，启动所述变速箱控制器档位设置程序的方式为换挡异常激活启动，具体为：当所述变速箱控制器进行自动换挡过程中，出现换挡不成功或者换挡异常时，所述变速箱控制器主动启动档位设置程序。
3.根据权利要求1所述的自动变速箱换挡系统磨损预警控制方法，其特征在于，步骤1，启动所述变速箱控制器档位设置程序的方式为定期主动启动，具体为：预先在变速箱控制器中设置定期启动程序，明确启动条件，当满足启动条件后，所述变速箱控制器在安全的前提下主动激活档位设置，识别所述变速箱的换挡行程是否发生变化。
4.根据权利要求3所述的自动变速箱换挡系统磨损预警控制方法，其特征在于，所述启动条件为：所述换挡系统的换挡次数超过设定值，或将所述变速系统应用于车辆时，该车辆的行驶里程超过设定值。
5.根据权利要求1-4任一项所述的自动变速箱换挡系统磨损预警控制方法，其特征在于，所述变速系统为汽车变速系统。
6.根据权利要求5所述的自动变速箱换挡系统磨损预警控制方法，其特征在于，所述自动变速箱换挡系统磨损预警控制方法还包括：步骤7，关闭所述变速箱控制器档位设置程序，结束设定。
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