CN112392948B - 车辆动力升挡方法、tcu及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提出的一种车辆动力升挡方法、TCU及车辆，方法包括：在接收到升挡信号时，控制湿式离合器和发动机运行，以使湿式离合器打开；在湿式离合器打开完毕后，根据升挡信号控制电缸控制选换挡执行机构执行换挡操作；在电缸控制选换挡执行机构换挡成功时，控制湿式离合器和发动机执行转速同步操作；在湿式离合器的转速和发动机的转速同步时，控制湿式离合器和发动机执行离合器结合操作。通过采用包括湿式离合器和电缸控制选换挡执行机构的自动变速箱配合发动机，能够在升挡过程中对湿式离合器、电缸控制选换挡执行机构和发动机进行协调控制，从而使得车辆能够稳定地完成升挡过程。

Description

车辆动力升挡方法、TCU及车辆

技术领域

本发明涉及车辆控制领域，尤其涉及一种车辆动力升挡方法、TCU及车辆。

背景技术

目前商用车自动挡整车已逐步受到市场关注和欢迎，因为商用车主要应用工况为长途运输、城市拉货等，自动挡能够缓解驾驶疲劳，提高驾驶感受。然而目前市场上商用车自动挡变速箱主要被国外供应商垄断，因此急需提出一种新的自动挡变速箱方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种车辆动力升挡方法、TCU及车辆，旨在提出一种新的自动挡变速箱方案。

为实现上述目的，本发明提供一种车辆动力升挡方法，所述车辆包括自动变速箱和发动机，所述自动变速箱包括湿式离合器和电缸控制选换挡执行机构，所述方法包括：

在接收到升挡信号时，控制所述湿式离合器和所述发动机运行，以使所述湿式离合器打开；

在所述湿式离合器打开完毕后，根据所述升挡信号控制所述电缸控制选换挡执行机构执行换挡操作；

在所述电缸控制选换挡执行机构换挡成功时，控制所述湿式离合器和所述发动机执行转速同步操作；

在所述湿式离合器的转速和所述发动机的转速同步时，控制所述湿式离合器和所述发动机执行离合器结合操作。

可选地，所述控制所述湿式离合器和所述发动机运行的步骤包括：

控制所述湿式离合器的压力小于预设半联动点，并使所述发动机根据预设扭矩斜率调整发动机扭矩。

可选地，所述控制所述湿式离合器的压力小于预设半联动点的步骤包括：

控制所述湿式离合器根据预设泄压斜率执行泄压操作，直到所述湿式离合器的压力小于所述预设半联动点。

可选地，在执行控制所述湿式离合器和所述发动机运行，以使所述湿式离合器打开的步骤时还执行以下步骤：

控制所述电缸控制选换挡执行机构的选挡拨叉处于拨插槽的中间位置。

可选地，所述电缸控制选换挡执行机构包括选挡电缸和换挡电缸，所述根据所述升挡信号控制所述电缸控制选换挡执行机构执行换挡操作的步骤包括：

获取所述升挡信号中的目标挡位；

控制所述换挡电缸执行摘挡操作，并在检测到车辆挡位为空挡时，控制所述选挡电缸将所述车辆挡位切换至所述目标挡位；

在检测到所述车辆挡位为所述目标挡位时，控制所述换挡电缸执行挂挡操作。

可选地，所述控制所述湿式离合器和所述发动机执行转速同步操作的步骤之后包括：

控制所述湿式离合器的压力达到预设同步压力值；

获取与所述目标挡位对应的预设同步转速，并控制所述发动机的转速达到所述预设同步转速。

可选地，所述控制所述湿式离合器和所述发动机执行离合器结合操作的步骤包括：

获取所述发动机的净扭矩，并获取与所述净扭矩对应的预设结合扭矩；

控制所述湿式离合器的扭矩达到所述净扭矩，并控制所述发动机的扭矩达到所述预设结合扭矩。

可选地，所述控制所述发动机的扭矩达到所述预设结合扭矩的步骤包括：

获取预设发动机结合斜率；

控制所述发动机的扭矩以所述预设发动机结合斜率达到所述预设结合扭矩。

为实现上述目的，本发明还提供一种TCU，所述TCU包括存储器、处理器和存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的车辆动力升挡方法的步骤。

为实现上述目的，本发明还提供一种车辆，其特征在于，所述车辆包括自动变速箱、TCU和发动机，所述自动变速箱包括湿式离合器和电缸控制选换挡执行机构，所述TCU被配置为如上所述的TCU，或者所述TCU在控制车辆升挡时实现如上所述的车辆动力升挡方法的步骤。

本发明提出的一种车辆动力升挡方法、TCU及车辆，所述车辆包括自动变速箱和发动机，所述自动变速箱包括湿式离合器和电缸控制选换挡执行机构，所述方法包括：在接收到升挡信号时，控制所述湿式离合器和所述发动机运行，以使所述湿式离合器打开；在所述湿式离合器打开完毕后，根据所述升挡信号控制所述电缸控制选换挡执行机构执行换挡操作；在所述电缸控制选换挡执行机构换挡成功时，控制所述湿式离合器和所述发动机执行转速同步操作；在所述湿式离合器的转速和所述发动机的转速同步时，控制所述湿式离合器和所述发动机执行离合器结合操作。本发明提出的新的自动挡变速箱方案能够实现变速箱控制，进一步通过采用包括湿式离合器和电缸控制选换挡执行机构的自动变速箱配合发动机，能够在升挡过程中对湿式离合器、电缸控制选换挡执行机构和发动机进行协调控制，从而使得车辆能够稳定地完成升挡过程。

附图说明

图1为本发明车辆动力升挡方法第一实施例的流程示意图；

图2为本发明车辆动力升挡方法第三实施例步骤S20的细化流程图；

图3为本发明车辆的模块结构示意图。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种车辆动力升挡方法，所述车辆包括自动变速箱和发动机，所述自动变速箱包括湿式离合器和电缸控制选换挡执行机构，参照图1，图1为本发明车辆动力升挡方法第一实施例的流程示意图，所述方法包括步骤：

步骤S10，在接收到升挡信号时，控制所述湿式离合器和所述发动机运行，以使所述湿式离合器打开；

本实施例中，升挡过程包括三个阶段，分别为离合器打开阶段、转速同步阶段和离合器结合阶段。需要说明的是，本实施例适用于AMT(Automated MechanicalTransmission，机械式自动变速箱)连续升挡、跳挡升挡控制，同时可根据本实施例扩展并调整应用于动力降挡、滑行升挡、滑行降挡等换挡类型；扩展得到的方案同样在本发明的保护范围之内。

所述湿式离合器为用油液冷却的离合器。

所述升挡信号为用户通过选择车辆挡位后ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)发送至TCU(Transmission Control Unit，自动变速箱控制单元)，TCU在接收到所述升挡信号时，分别发送控制信号至所述湿式离合器和所述发动机，以使所述湿式离合器执行泄压操作，从而断开发动机和变速箱之间的动力传递，停止车辆行驶的动力供应，以便为后续选换挡操作做准备；为了配合湿式离合器的泄压，还需要控制发动机转速，使得发动机转速能够在湿式离合器泄压过程中保持稳定。在湿式离合器泄压完成时，所述湿式离合器打开完毕。

步骤S20，在所述湿式离合器打开完毕后，根据所述升挡信号控制所述电缸控制选换挡执行机构执行换挡操作；

在所述湿式离合器打开完毕后，TCU控制电缸控制选换挡执行机构将车辆挡位切换至用户要求的挡位。

步骤S30，在所述电缸控制选换挡执行机构换挡成功时，控制所述湿式离合器和所述发动机执行转速同步操作；

当车辆挡位切换至用户要求的挡位时，TCU分别发送控制信号至所述湿式离合器和所述发动机，以使所述湿式离合器进行充油增压，以为后续重新连通发动机和变速箱之间的动力传递做准备；并控制发动机转速以匹配当前车辆挡位；由于在恢复发动机和变速箱之间的动力传递，湿式离合器与发动机需要接合，因此需要控制发动机与湿式离合器的转速同步。

步骤S40，在所述湿式离合器的转速和所述发动机的转速同步时，控制所述湿式离合器和所述发动机执行离合器结合操作。

在所述湿式离合器的转速和所述发动机的转速同步时，即可执行恢复发动机和变速箱之间的动力传递的操作，将所述湿式离合器和所述发动机结合，从而恢复车辆行驶的动力供应。

本实施例提出的新的自动挡变速箱方案能够实现变速箱方案控制，具体通过采用包括湿式离合器和电缸控制选换挡执行机构的自动变速箱配合发动机，能够在升挡过程中对湿式离合器、电缸控制选换挡执行机构和发动机进行协调控制，从而使得车辆能够稳定地完成升挡过程。

进一步地，在基于本发明的第一实施例所提出的本发明车辆动力升挡方法第二实施例中，所述步骤S10包括步骤：

步骤S11，控制所述湿式离合器的压力小于预设半联动点，并使所述发动机根据预设扭矩斜率调整发动机扭矩。

所述步骤S11包括步骤：

步骤S112，控制所述湿式离合器根据预设泄压斜率执行泄压操作，直到所述湿式离合器的压力小于所述预设半联动点。

KP(Kiss Point，半联动点)是指根据离合器结合过程的特征，离合器传递的力矩能够克服整车阻力矩，使车辆由静止到运动的瞬间所对应的离合器压力值。

TCU获取与所述升挡信号对应的预设离合器打开斜率，并控制湿式离合器以预设离合器打开斜率进行泄压，直至湿式离合器压力值小于KP，此时发动机和变速箱之间的动力传递断开。

TCU获取与所述升挡信号对应的预设扭矩斜率，并控制发动机的斜率以预设扭矩斜率下降，使得发动机转速能够在湿式离合器泄压过程中保持惯性稳定，不飞车、不拖拽；即在离合器打开阶段要保持发动机转速按照惯性与离合器的转速同步，具体地，与离合器的从动盘的转速同步。

具体地，TCU发送至发动机的控制信号如下：

发动机干预模式信号：0为无干预请求；1为转速请求；2为扭矩请求；3为限扭矩/限转速请求；

发动机干预转速请求值：当发动机干预信号为1或3时，响应该请求值；

发动机干预扭矩请求值：当发动机干预信号为2或3时，响应该请求值；

发动机响应优先级：变速箱请求定义为1；无干预请求时默认为3。

当离合器压力泄压到小于KP时，若发动机转速仍然保持稳定，则发动机扭矩请求保持当前发动机净扭矩。使得该阶段发动机转速保持稳定状态。

在执行步骤S10时还执行以下步骤：

步骤S50，控制所述电缸控制选换挡执行机构的选挡拨叉处于拨插槽的中间位置。

通过控制选挡拨叉处于拨插槽的中间位置，不会贴在拨插槽的内壁上，从而能够减小换挡时的阻力。

本实施例使得发动机转速能够在离合器泄压过程中保持惯性稳定。保证车辆的正常运行。

进一步地，参见图2，在基于本发明的第一实施例所提出的本发明车辆动力升挡方法第三实施例中，所述电缸控制选换挡执行机构包括选挡电缸和换挡电缸，所述步骤S20包括步骤：

步骤S21，获取所述升挡信号中的目标挡位；

步骤S22，控制所述换挡电缸执行摘挡操作，并在检测到车辆挡位为空挡时，控制所述选挡电缸将所述车辆挡位切换至所述目标挡位；

步骤S23，在检测到所述车辆挡位为所述目标挡位时，控制所述换挡电缸执行挂挡操作。

在湿式离合器打开之后，TCU控制选挡电缸保持前阶段的状态，并控制换挡电缸进行摘挡；并在摘挡完成之后，即挡位退回到空挡时，控制选挡电缸进行选挡操作，将车辆挡位切换至目标挡位；最后再控制换挡电缸进行挂挡，完成挡位切换。

本实施例合理地完成了换挡操作。

进一步地，在基于本发明的第三实施例所提出的本发明车辆动力升挡方法第四实施例中，所述步骤S30之后包括步骤：

步骤S60，控制所述湿式离合器的压力达到预设同步压力值；

步骤S70，获取与所述目标挡位对应的预设同步转速，并控制所述发动机的转速达到所述预设同步转速。

在电缸控制选换挡执行机构换挡操作完成之前，控制湿式离合器扭矩持续泄压至0，以使发动机和变速箱保持分离状态。

在电缸控制选换挡执行机构换挡操作完成之后，为了减少动力中断时间，TCU控制湿式离合器进行充油增压，以使湿式离合器的压力达到预设同步压力值，所述预设同步压力值小于KP，避免发动机与变速箱之间产生动力传递；具体地，以使湿式离合器的压力接近KP。

TCU对于发动机的控制参数由扭矩转换为转速。由于此时湿式离合器未参与到转速同步控制，因此此时的转速同步控制主要由发动机完成。

本实施例能够保证湿式离合器与发动机的转速同步。

进一步地，在基于本发明的第一实施例所提出的本发明车辆动力升挡方法第五实施例中，所述步骤S40包括步骤：

步骤S41，获取所述发动机的净扭矩，并获取与所述净扭矩对应的预设结合扭矩；

步骤S42，控制所述湿式离合器的扭矩达到所述净扭矩，并控制所述发动机的扭矩达到所述预设结合扭矩。

所述步骤S42包括步骤：

步骤S421，获取预设发动机结合斜率；

步骤S422，控制所述发动机的扭矩以所述预设发动机结合斜率达到所述预设结合扭矩。

发动机的净扭矩是指发动机除去附件消耗的功率扭矩外，剩余的大部分功率输出。

TCU获取湿式离合器的预设结合斜率，并控制湿式离合器的扭矩以预设结合斜率上升至发动机的净扭矩。需要说明的是，所述预设结合扭矩需要考虑车辆的油门开度、挡位状态以及发动机净扭矩等因素进行综合设置。

发动机干预请求从转速请求再次切换为扭矩请求，控制所述发动机的扭矩以所述预设发动机结合斜率达到所述预设结合扭矩。需要说明的是，发动机扭矩的最大值不应超过驾驶员的期望扭矩。

本实施例能够实现湿式离合器和发动机的结合。

本发明还提出一种TCU，所述TCU包括计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序。所述计算机可读存储介质可以是图3的车辆中的存储器20，也可以是如ROM(Read-OnlyMemory，只读存储器)/RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、磁碟、光盘中的至少一种，所述计算机可读存储介质包括若干指令用以使得一台具有处理器的终端设备(可以是电视，汽车，手机，计算机，服务器，终端，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

参照图3，在硬件结构上所述车辆可以包括通信模块10、存储器20以及TCU30等部件。在所述车辆中，所述TCU30分别与所述存储器20以及所述通信模块10连接，所述存储器20上存储有计算机程序，所述计算机程序同时被TCU30执行，所述计算机程序执行时实现上述方法实施例的步骤。

通信模块10，可通过网络与外部通讯设备连接。通信模块10可以接收外部通讯设备发出的请求，还可以发送请求、指令及信息至所述外部通讯设备，所述外部通讯设备可以是其它车辆、服务器或者物联网设备，例如电视等等。

存储器20，可用于存储软件程序以及各种数据。存储器20可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如控制所述换挡电缸执行摘挡操作，并在检测到车辆挡位为空挡时，控制所述选挡电缸将所述车辆挡位切换至所述目标挡位)等；存储数据区可包括数据库，存储数据区可存储根据系统的使用所创建的数据或信息等。此外，存储器20可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

TCU30，是车辆的控制中心，利用各种接口和线路连接整个车辆的各个部分，通过运行或执行存储在存储器20内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器20内的数据，执行车辆的各种功能和处理数据，从而对车辆进行整体监控。TCU30可包括一个或多个处理单元；进一步地，在基于本发明的第一实施例所提出的本发明车辆动力升挡方法第二实施例中，TCU30可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到TCU30中。

尽管图3未示出，但上述车辆还可以包括电路控制模块，所述电路控制模块用于与电源连接，保证其他部件的正常工作。本领域技术人员可以理解，图3中示出的车辆结构并不构成对车辆的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

在本发明中，术语“第一”“第二”“第三”“第四”“第五”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，本发明保护的范围并不局限于此，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改和替换，这些变化、修改和替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种车辆动力升挡方法，其特征在于，所述车辆包括自动变速箱和发动机，所述自动变速箱包括湿式离合器和电缸控制选换挡执行机构，所述方法包括：

在接收到升挡信号时，控制所述湿式离合器和所述发动机运行，以使所述湿式离合器打开；

在所述湿式离合器打开完毕后，根据所述升挡信号控制所述电缸控制选换挡执行机构执行换挡操作；

在所述电缸控制选换挡执行机构换挡成功时，控制所述湿式离合器和所述发动机执行转速同步操作；

在所述湿式离合器的转速和所述发动机的转速同步时，控制所述湿式离合器和所述发动机执行离合器结合操作；

其中，所述控制所述湿式离合器和所述发动机执行转速同步操作的步骤之后包括：

控制所述湿式离合器的压力达到预设同步压力值，所述预设同步压力值小于预设半联动点。

2.如权利要求1所述的车辆动力升挡方法，其特征在于，所述控制所述湿式离合器和所述发动机运行的步骤包括：

控制所述湿式离合器的压力小于预设半联动点，并使所述发动机根据预设扭矩斜率调整发动机扭矩。

3.如权利要求2所述的车辆动力升挡方法，其特征在于，所述控制所述湿式离合器的压力小于预设半联动点的步骤包括：

控制所述湿式离合器根据预设泄压斜率执行泄压操作，直到所述湿式离合器的压力小于所述预设半联动点。

4.如权利要求3所述的车辆动力升挡方法，其特征在于，在执行控制所述湿式离合器和所述发动机运行，以使所述湿式离合器打开的步骤时还执行以下步骤：

控制所述电缸控制选换挡执行机构的选挡拨叉处于拨插槽的中间位置。

5.如权利要求1所述的车辆动力升挡方法，其特征在于，所述电缸控制选换挡执行机构包括选挡电缸和换挡电缸，所述根据所述升挡信号控制所述电缸控制选换挡执行机构执行换挡操作的步骤包括：

获取所述升挡信号中的目标挡位；

控制所述换挡电缸执行摘挡操作，并在检测到车辆挡位为空挡时，控制所述选挡电缸将所述车辆挡位切换至所述目标挡位；

在检测到所述车辆挡位为所述目标挡位时，控制所述换挡电缸执行挂挡操作。

6.如权利要求5所述的车辆动力升挡方法，其特征在于，所述控制所述湿式离合器和所述发动机执行转速同步操作的步骤之后包括：

获取与所述目标挡位对应的预设同步转速，并控制所述发动机的转速达到所述预设同步转速。

7.如权利要求1所述的车辆动力升挡方法，其特征在于，所述控制所述湿式离合器和所述发动机执行离合器结合操作的步骤包括：

获取所述发动机的净扭矩，并获取与所述净扭矩对应的预设结合扭矩；

控制所述湿式离合器的扭矩达到所述净扭矩，并控制所述发动机的扭矩达到所述预设结合扭矩。

8.如权利要求7所述的车辆动力升挡方法，其特征在于，所述控制所述发动机的扭矩达到所述预设结合扭矩的步骤包括：

获取预设发动机结合斜率；

控制所述发动机的扭矩以所述预设发动机结合斜率达到所述预设结合扭矩。

9.一种TCU，其特征在于，所述TCU包括存储器、处理器和存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的车辆动力升挡方法的步骤。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括自动变速箱、TCU和发动机，所述自动变速箱包括湿式离合器和电缸控制选换挡执行机构，所述TCU被配置为如权利要求9所述的TCU，或者所述TCU在控制车辆升挡时实现如权利要求1至8任一项所述的车辆动力升挡方法的步骤。

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