CN112228550B - 一种机械液压功率分流变速箱同步器换挡控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种机械液压功率分流变速箱同步器换挡控制方法及系统，实时监测同步器位置，判断同步器挡位状态，可以对功率分流变速箱副箱同步器建立保护机制，防止同步器因为没有切换到位而造成的磨损；副箱同步器换挡的触发机制需要判断主箱挡位状态，能够有效避免主副箱抢挡，防止同步器打齿及损坏，这对于降低同步器故障率、提高产品市场竞争力具有重大意义。

Description

一种机械液压功率分流变速箱同步器换挡控制方法及系统

技术领域

本发明涉及同步器控制技术领域，具体为一种机械液压功率分流变速箱同步器换挡控制方法及系统。

背景技术

变速箱作为整车的核心动力装置，目前市场上的变速器产品一般都带有副箱结构，副箱大部分是依靠同步器来实现换挡，然而，国内具有主副箱结构的汽车变速箱大多没有互锁机构，因此同步器损坏是较为常见的失效形式。即使有互锁机构，也仍然在同步器换挡控制方法上存在缺陷，不能完全保护副箱同步器，导致同步器故障率很高，影响整车的正常运行。

发明内容

针对现有同步器换挡控制方法的缺陷，不能完全保护副箱同步器的问题，本发明提供一种机械液压功率分流变速箱同步器换挡控制方法及系统，能够有效避免主副箱抢挡，防止同步器打齿及损坏，降低同步器故障率。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种机械液压功率分流变速箱同步器换挡控制方法及系统，包括以下步骤：

步骤1、获取同步器挡位同步命令和同步器挡位同步状态；

步骤2、当同步器挡位同步命令和同步器挡位同步状态不相同时，将主箱置于空挡，当相同时，重新获取同步器挡位同步命令和同步器挡位同步状态；

步骤3、根据同步器挡位同步命令确定同步器挂入的目标挂挡，目标挡位非空挡时，在同步器目标挡位和非目标挡位设置相同的压力，使同步器挂入空挡，然后对非目标挡位的压力采用分阶段梯度降压的方式进行控制，直至非目标挡位的压力达到预定值，同时目标挡位压力保持P1，经过预定时间后，将目标挡位压力降至预定值，同步器挂入目标挡位完成挂挡；

目标挡位为空挡时，非目标挡位为所有的高挡和抵挡，在同步器空挡两侧的非目标挡位设置相同的压力，使同步器挂入空挡。

优选的，步骤1中根据同步器请求命令确定同步器挡位同步命令。

优选的，步骤1中根据同步器位置确定同步器挡位状态，进而根据同步器挡位状态确定同步器挡位同步状态。

优选的，步骤1中，同步器挡位同步命令为低挡或高挡，同步器挡位同步状态为空挡，或同步器挡位同步命令为低挡或空挡，同步器挡位同步状态为高挡，或同步器挡位同步命令为空挡或高挡，同步器挡位同步状态为低挡，主箱挂入空挡。

优选的，所述非目标挡位的压力分为三段进行降压，每段均采用梯度降压。

优选的，目标挡位非空挡时，同步器挂入目标挡位的过程如下；

步骤A01、使同步器高挡和低挡两侧压力均到达设定值P1，使同步器挂入空挡；

步骤A02、确认同步器挡位状态是否为空挡，若为空挡，在预定的时间间隔T2内，将同步器目标挡位一侧压力保持在压力设定值P1，非目标挡位采用压力梯度下降控制，使其压力下降幅度为压差设定值△P，并执行步骤A03；

若为不为空挡，则返回步骤A01；

步骤A03、经过预定的时间间隔T3，使同步器目标挡位一侧请求压力保持在压力设定值P1，使非目标挡位压力继续下降至压力设定值P2并保持；

步骤A04、经过预定的时间间隔T4，使同步器目标挡位一侧压力继续保持在压力设定值P1，非目标挡位压力再次进行压力梯度下降控制，直至压力降为压力设定值P3；

步骤A05、确定同步器挡位状态与同步器挡位同步命令是否一致，相同则将同步器换挡标志位设置为0，经过预定的时间阈值T5后，同步器挡位同步标志位仍然为0，将同步器目标挡位一侧压力控制保持在压力设定值P4，非目标挡位一侧压力保持在压力设定值P3，同步器挂挡完成。

优选的，目标挡位为空挡时，同步器挂入空挡后还包括以下步骤：

根据同步器挡位状态确定同步器是否挂入空挡，确定同步器挂入空挡后，经过预定的时间阈值T5后，将非目标挡位压力降至预定值，同步器挂入空挡。

一种上述机械液压功率分流变速箱同步器换挡控制方法的系统，包括输入模块、控制模块和输出模块；

输入模块，用于获取同步器挡位同步命令和同步器挡位同步状态；

控制模块，用于接收处理模块的同步器挡位同步命令和同步器挡位状态，确定同步器挂入的目标挡位，并输出同步器挂挡的压力控制指令；

输出模块，用于将接收的压力控制指令发送给执行模块。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

一种机械液压功率分流变速箱同步器换挡控制方法，当同步器挡位同步命令和同步器挡位同步状态不相同时，将主箱置于空挡，副箱同步器换挡的触发机制需要判断主箱挡位状态，能够有效避免主副箱抢挡，防止同步器打齿及损坏，有效降低同步器故障率；其次，副箱同步器换挡过程中，非目标挡位侧采用分段梯度降压的方式进行控制，能够实现换挡操作时对副箱同步器进行有效保护，防止同步器工作时由于惯量骤增导致的异常烧损，提高变速箱同步器寿命。

进一步，实时监测同步器位置，判断同步器挡位状态，可以对机械液压功率分流变速箱的副箱同步器建立保护机制，防止同步器因为没有切换到位而造成的磨损。

附图说明

图1为本发明的同步器控制单元主模块的结构示意图；

图2为本发明的换挡控制方法的流程图；

图3为本发明触发同步器换挡操作的流程图；

图4为本发明执行同步器换挡操作的流程图；

图5为本发明控制电磁阀动作的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

参阅图2-4，一种机械液压功率分流变速箱同步器换挡控制方法，包括以下步骤：

步骤1、根据同步器请求命令确定同步器挡位同步命令，根据同步器位置确定同步器挡位状态。

若同步器请求命令为低挡，则同步器挡位同步命令设置为低挡；

若同步器请求命令为高挡，则同步器挡位同步命令设置为高挡；

若同步器请求命令为空挡，则同步器挡位同步命令设置为空挡。

若同步器位置大于位置阈值1，则同步器挡位状态设置为低挡；

若同步器位置小于位置阈值2，则同步器挡位状态设置为高挡；

若同步器位置大于等于位置阈值1并且小于等于位置阈值2，则同步器挡位状态设置为空挡。

步骤2、根据同步器挡位状态确定同步器挡位同步状态。

若同步器挡位状态为低挡，则同步器挡位同步状态设置为低挡。

若同步器挡位状态为高挡，则同步器挡位同步状态设置为高挡。

若同步器挡位状态为空挡，则同步器挡位同步状态设置为空挡。

步骤3、当同步器挡位同步命令和同步器挡位同步状态不相同时，同步器处于待同步状态，同时使主箱位于空挡。

具体的，当同步器挡位同步命令和同步器挡位同步状态不相同时，同步器换挡启动命令等于1，主箱控制命令立即被设置为空挡，于是主箱挂入空挡，然后同步器开始同步，这样就避免了抢挡现象。

如果同步器挡位同步命令和同步器挡位同步状态相同时，则重复步骤3，直至同步器挡位同步命令和同步器挡位同步状态不相同。

例如，同步器挡位同步命令为低挡或高挡，同步器挡位同步状态为空挡；或同步器挡位同步命令为低挡或空挡，同步器挡位同步状态为高挡；或同步器挡位同步命令为空挡或高挡，同步器挡位同步状态为低挡。以上三种情况均为设主箱控制命令设置为空挡，主箱挂入空挡，同步器开始同步。

步骤4、根据主箱挡位接合标志位确定主箱是否挂入空挡，如主箱挂入空挡，则进行同步器换挡操作，使同步器挡位同步状态设置为转换状态ST1。

如主箱未挂入空挡，则返回步骤3。

副箱同步器换挡的触发机制需要判断主箱挡位状态，能够有效避免主副箱抢挡，防止同步器打齿及损坏，有效降低同步器故障率。

步骤5、根据同步器挡位同步标志位确定目标挂挡。

当同步器挡位同步命令为行驶挡时，目标挂挡为高挡或抵挡，则执行步骤A01-A06；

当同步器挡位同步命令为空挡时，目标挂挡为空挡，则执行步骤B01-B02。

具体的，判断同步器挡位同步命令是否为空挡，若判断结果不为空挡，则同步器挡位同步标志位设置为1，则执行步骤A01-A06；

若判断结果为空挡，则同步器挡位置空标志位设置为1，则执行步骤B01-B02。

步骤A01、使同步器高挡和低挡两侧压力均到达设定值P1，使同步器挂入空挡；

步骤A02、确认同步器挡位状态是否为空挡，若判断结果为空挡，则在预定的时间间隔T2内，将同步器目标挡位一侧压力保持在压力设定值P1，非目标挡位一侧压力采用压力梯度下降控制，使压力下降幅度为压差设定值△P，若判断结果为不为空挡，则返回步骤A01。

步骤A03、当非目标挡位一侧请求压力进行压力梯度控制完成，在预定的时间间隔T3内，使同步器目标挡位一侧请求压力保持在压力设定值P1，使非目标挡位一侧压力继续下降至压力设定值P2并保持。

步骤A04、在预定的时间间隔T4内，使同步器目标挡位一侧压力继续保持在压力设定值P1，非目标挡位一侧压力在此进行压力梯度下降控制，直至压力降为压力设定值P3并保持。

步骤A05、判断同步器挡位状态与同步器挡位同步命令是否一致，若判断结果为是，同步器换挡标志位设置为0，将主箱控制命令设置为初始命令DC0，若判断结果为否，则返回步骤A04。

步骤A06、确定同步器换挡标志位，当同步器换挡标志位设置为0时，同步器目标挡位一侧压力保持在压力设定值P1，非目标挡位一侧压力保持在压力设定值P3。

经过预定的时间阈值T5后，同步器挡位同步标志位仍然为0，将同步器目标挡位一侧压力控制保持在压力设定值P4，非目标挡位一侧压力保持在压力设定值P3，同步器挂挡完成，更新同步器挡位同步状态至目标挡位状态。

在同步器挂挡过程中非目标挡位才采用分段梯度降压的方式，能够实现换挡操作时对副箱同步器进行有效保护，防止同步器工作时由于惯量骤增导致的异常烧损，提高变速箱同步器寿命。

步骤B01、同步器挡位置空标志位设置为1时，使同步器高挡和低挡两侧压力均到达设定值P1，使同步器挂入空挡；

步骤B02、根据同步器挡位状态确定同步器是否挂入空挡。

具体的，确定同步器挡位状态是否为NEU，若判断结果为空挡，则高挡和低挡两侧压力均为压力设定值P1，若判断结果为否，则返回步骤B01。

步骤B03、经过预定的时间阈值T5后，同步器挡位置空标志位仍然为0，将高挡和低挡两侧压力降为压力设定值P3，同步器挂挡完成，同步器挡位同步状态设置为NEU。

步骤6、判断同步器挡位同步标志位和同步器挡位置空标志位是否都等于0，若判断结果为是，则执行步骤7，若判断结果为否，则返回步骤A06或B03。

步骤7、判断同步器挡位状态是否不等于NEU，若判断结果为是，则同步器目标挡位一侧请求压力保持在压力设定值P4，非目标挡位一侧压力保持在压力设定值P3，若判断结果为否，则高挡和低挡两侧压力都设置为压力设定值P3。

图5是本发明同步器控制模块的控制电磁阀动作的控制流程图，具体步骤为：判断同步器高挡和低挡两侧请求压力是否大于0，若判断结果为是，则根据目标挡位和非目标挡位的压力计算对应挡位电磁阀的电流。

参阅图1，一种机械液压功率分流变速箱同步器换挡控制方法，包括输入模块、处理模块、控制模块和输出模块。

输入模块，用于获取同步器请求命令、同步器位置信号和主箱挡位接合标志位信息，并发送给处理模块。

处理模块，用于根据接收的同步器请求命令和同步器位置信号，确定同步器挡位同步命令和同步器挡位状态，并发送给控制模块。

控制模块，用于接收处理模块的同步器挡位同步命令和同步器挡位状态，以及接收输入模块的主箱挡位接合标志位，并发送同步器挡位同步状态、主箱控制命令、同步器换档标志位、同步器高挡和低挡电磁阀请求电流。

输出模块，用于将接收的信息发送给对应的执行模块。

本发明公开了一种机械液压功率分流变速箱同步器换挡控制方法，实时监测同步器位置，判断同步器挡位状态，可以对功率分流变速箱副箱同步器建立保护机制，防止同步器因为没有切换到位而造成的磨损；副箱同步器换挡的触发机制需要判断主箱挡位状态，能够有效避免主副箱抢挡，防止同步器打齿及损坏，这对于降低同步器故障率、提高产品市场竞争力具有重大意义。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种机械液压功率分流变速箱同步器换挡控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、获取同步器挡位同步命令和同步器挡位同步状态；

步骤2、当同步器挡位同步命令和同步器挡位同步状态不相同时，将主箱置于空挡，当相同时，重新获取同步器挡位同步命令和同步器挡位同步状态；

步骤3、根据同步器挡位同步命令确定同步器挂入的目标挂挡，目标挡位非空挡时，在同步器目标挡位和非目标挡位设置相同的压力，使同步器挂入空挡，然后对非目标挡位的压力采用分阶段梯度降压的方式进行控制，直至非目标挡位的压力达到预定值，同时目标挡位压力保持P1，经过预定时间后，将目标挡位压力降至预定值，同步器挂入目标挡位完成挂挡；

目标挡位为空挡时，非目标挡位为所有的高挡和抵挡，在同步器空挡两侧的非目标挡位设置相同的压力，使同步器挂入空挡，同步器挂入目标挡位的过程如下；

步骤A01、使同步器高挡和低挡两侧压力均到达设定值P1，使同步器挂入空挡；

步骤A02、确认同步器挡位状态是否为空挡，若为空挡，在预定的时间间隔T2内，将同步器目标挡位一侧压力保持在压力设定值P1，非目标挡位采用压力梯度下降控制，使其压力下降幅度为压差设定值△P，并执行步骤A03；

若为不为空挡，则返回步骤A01；

步骤A03、经过预定的时间间隔T3，使同步器目标挡位一侧请求压力保持在压力设定值P1，使非目标挡位压力继续下降至压力设定值P2并保持；

步骤A04、经过预定的时间间隔T4，使同步器目标挡位一侧压力继续保持在压力设定值P1，非目标挡位压力再次进行压力梯度下降控制，直至压力降为压力设定值P3；

步骤A05、确定同步器挡位状态与同步器挡位同步命令是否一致，相同则将同步器换挡标志位设置为0，经过预定的时间阈值T5后，同步器挡位同步标志位仍然为0，将同步器目标挡位一侧压力控制保持在压力设定值P4，非目标挡位一侧压力保持在压力设定值P3，同步器挂挡完成。

2.根据权利要求1所述的一种机械液压功率分流变速箱同步器换挡控制方法，其特征在于，步骤1中根据同步器请求命令确定同步器挡位同步命令。

3.根据权利要求1或2所述的一种机械液压功率分流变速箱同步器换挡控制方法，其特征在于，步骤1中根据同步器位置确定同步器挡位状态，进而根据同步器挡位状态确定同步器挡位同步状态。

4.根据权利要求1所述的一种机械液压功率分流变速箱同步器换挡控制方法，其特征在于，步骤1中，同步器挡位同步命令为低挡或高挡，同步器挡位同步状态为空挡，或同步器挡位同步命令为低挡或空挡，同步器挡位同步状态为高挡，或同步器挡位同步命令为空挡或高挡，同步器挡位同步状态为低挡，主箱挂入空挡。

5.根据权利要求1所述的一种机械液压功率分流变速箱同步器换挡控制方法，其特征在于，所述非目标挡位的压力分为三段进行降压，每段均采用梯度降压。

6.根据权利要求1所述的一种机械液压功率分流变速箱同步器换挡控制方法，其特征在于，目标挡位为空挡时，同步器挂入空挡后还包括以下步骤：

根据同步器挡位状态确定同步器是否挂入空挡，确定同步器挂入空挡后，经过预定的时间阈值T5后，将非目标挡位压力降至预定值，同步器挂入空挡。

7.一种基于权利要求1-6任一项所述的一种机械液压功率分流变速箱同步器换挡控制方法的系统，其特征在于，包括输入模块、控制模块和输出模块；

输入模块，用于获取同步器挡位同步命令和同步器挡位同步状态；

控制模块，用于接收处理模块的同步器挡位同步命令和同步器挡位状态，确定同步器挂入的目标挡位，并输出同步器挂挡的压力控制指令；

输出模块，用于将接收的压力控制指令发送给执行模块。

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