CN112709768A - 车辆用电控离合器的控制方法及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车辆用电控离合器的控制方法及车辆。该控制方法放弃了如现有技术中那样通过同步器的在挡自由位置来确定齿轮确实接合位置，从而控制车辆用电控离合器实现接合的方案，而是通过同步器的同步位置来确定齿轮确实接合位置，从而控制车辆用电控离合器实现接合。这样，能够消除由于驾驶员使用换挡杆的操作习惯对学习在挡自由位置的影响造成的对车辆用电控离合器的接合时机的不良影响，使得能够长时间地准确确定电控离合器的接合时机，保证电控离合器的恰当接合。

Description

车辆用电控离合器的控制方法及车辆

技术领域

本发明涉及车辆领域，更具体地涉及车辆用电控离合器的控制方法及采用该方法的车辆。

背景技术

在现有技术中，根据车辆的变速器的在换挡过程中待接合的同步器到达齿轮确实接合位置的时机来确定车辆用电控离合器进行接合的时机。一般地，例如车辆自学习待接合的同步器的在挡自由位置，并通过变速器控制单元计算和校准PWM信号间隔值。进一步地，利用在挡自由位置和PWM信号间隔值来确定齿轮确实接合位置，从而确定电控离合器接合的时机。因此，在现有技术中，车辆用电控离合器从分离状态转换到接合状态涉及待接合的同步器的齿轮确实接合位置和在挡自由位置，以下将对这两个位置进行简要说明。

一般地，同步器包括齿套、齿毂、滑块、同步环和离合齿轮。多个滑块沿着周向均匀分布且分别设置于齿毂的缺口中。齿套外套于齿毂且始终与齿毂花键接合，齿套能够在换挡拨叉的作用下沿着齿毂的轴向朝向齿毂的两侧滑动。两个同步环设置于齿毂的两侧分别与离合齿轮对应。离合齿轮则设置于变速器的对应的轴上。基于具有上述结构的同步器来参照附图说明同步器的齿轮确实接合位置和在挡自由位置。

在变速器换挡进行速度同步的过程中，同步器的齿套首先带动滑块朝向对应的同步环移动，进一步推动同步环的摩擦面与离合齿轮的摩擦面接合，当同步环与离合齿轮通过摩擦扭矩使得速度达到一致之后，齿套将越过同步环与离合齿轮啮合。

在上述过程中，当同步环与离合齿轮速度达到一致之后，如图1所示，齿套的齿1已经沿着同步器的轴向AX越过同步环的齿2，并且齿套的齿1的顶端部与离合齿轮的齿3的顶端部已经交错重叠，齿套的齿1与离合齿轮的齿3在轴向AX上刚刚恰好实现啮合。这时，同步器处于齿轮确实接合位置。

而随着齿套从齿轮接合位置继续沿着轴向AX朝向与离合齿轮更进一步接合的方向移动，如图2所示，齿套的齿1与离合齿轮的齿3在轴向AX上的重叠部分变大，但是此时车辆用电控离合器并未接合，因此即使齿套的齿1与离合齿轮的齿3彼此啮合，但是在齿套的齿1和离合齿轮的齿3之间不产生作用力。这时，当电控离合器未接合之前齿套在朝向分离齿轮的方向上移动到极限位置时同步器处于在挡自由位置。

如上所述，待接合的同步器的齿轮确实接合位置是车辆用电控离合器接合的最重要的参考参数。这时因为，为了尽可能缩短动力中断时间，一般地，一旦待接合的同步器到达齿轮确实接合位置，车辆用电控离合器就进行接合。但是在现有技术中，通常由齿轮换挡传感器持续学习同步器的在挡自由位置再基于所学习的该在挡自由位置和通过变速器控制单元计算和校准的PWM信号间隔值来确定齿轮确实接合位置。在这样的情况下，由于齿轮换挡传感器随着工作时间的延续会导致产生较大的误差，因而在持续学习的过程中不能保证准确地学习同步器的在挡自由位置，因此在现有技术中提出了采用不同的学习方法以修正齿轮换挡传感器的误差的方式学习同步器的在挡自由位置。但是，本发明人发现，由于在挡自由位置还受到驾驶员对换挡杆的操作习惯的极大影响，因此在现有技术中提出的不同学习方法并不能精确地学习到在挡自由位置，进而不能准确地确定齿轮确实接合位置，从而导致经由上述方法确定的车辆用电控离合器的接合时机不佳。

发明内容

鉴于上述现有技术的问题而做出本发明。本发明的目的在于提供一种车辆用电控离合器的控制方法，其能够长时间地准确确定电控离合器的接合时机，从而实现车辆用电控离合器的恰当接合。本发明的另一个目的在于提供一种采用上述控制方法的车辆。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案。

本发明提供了一种如下的车辆用电控离合器的控制方法，所述车辆包括动力源、变速器和设置于所述动力源与所述变速器之间的电控离合器，在所述电控离合器处于接合状态的情况下所述动力源与所述变速器的输入轴传动联接，在所述电控离合器处于分离状态的情况下所述动力源与所述变速器的输入轴的传动联接断开，在所述车辆进行换挡使得所述电控离合器从所述分离状态向所述接合状态转换的过程中，所述控制方法包括：

通过第一参数确定所述变速器中待接合的同步器在同步过程中到达同步位置的第一时间值；

获得所述同步器从所述同步位置到达齿轮确实接合位置所对应的时间间隔值；以及

在第二时间值使所述电控离合器接合，所述第二时间值大于或等于所述第一时间值与所述时间间隔值之和。

优选地，所述第一参数为从以下的参数中选择的至少一项参数：所述变速器的输入轴的转速和所述同步器的齿套在所述同步过程中的位置。

更优选地，由齿轮换挡传感器得到的PWM信号转换为模拟信号，该模拟信号表示所述同步器的齿套在所述同步过程中的位置，根据该模拟信号确定所述第一时间值和所述时间间隔值。

更优选地，根据与所述第一参数不同的第二参数预先设定所述时间间隔值的阈值，并且在获得所述时间间隔值的步骤中采用该阈值；或者

在每次同步过程中，根据与所述第一参数不同的第二参数获得所述同步器从所述同步位置到达所述齿轮确实接合位置所对应的时间间隔值。

更优选地，所述第二参数为所述车辆的换挡杆的转动角度和/或行进位置。

更优选地，在所述同步位置，所述同步器的同步环的速度与对应的离合齿轮的速度达到一致，并且所述同步器的齿套的齿的顶端部与所述同步环的齿的顶端部处于抵接状态。

更优选地，在所述齿轮确实接合位置，所述同步器的齿套的齿的顶端部与所述离合齿轮的齿的顶端部已经交错重叠，所述同步器的齿套的齿与所述离合齿轮的齿恰好处于啮合状态。

更优选地，通过所述齿套使所述同步环与所述离合齿轮抵接，所述同步环与所述离合齿轮之间通过摩擦扭矩实现速度达到一致，从而所述同步器到达所述同步位置。

本发明还提供了一种如下的车辆，所述车辆采用以上技术方案中任意一项技术方案所述的车辆用电控离合器的控制方法。

更优选地，所述车辆包括离合器控制单元，

所述离合器控制单元通过第一参数确定变速器中待接合的同步器到达同步位置的第一时间值，并且所述离合器控制单元获得所述同步器从所述同步位置转换到达齿轮确实接合位置所对应的时间间隔值，所述离合器控制单元基于所述第一时间值与所述时间间隔值计算得到第二时间值，在所述第二时间值使所述电控离合器接合。

通过采用上述技术方案，本发明提供了一种新型的车辆用电控离合器的控制方法，其放弃了如现有技术中那样通过同步器的在挡自由位置来确定齿轮确实接合位置，从而控制车辆用电控离合器实现接合的方案，而是通过同步器的同步位置来确定齿轮确实接合位置，从而控制车辆用电控离合器实现接合。这样，能够消除由于驾驶员使用换挡杆的操作习惯对学习在挡自由位置的影响造成的对车辆用电控离合器的接合时机的不良影响，使得能够长时间地准确确定电控离合器实现接合的时机，保证电控离合器的恰当接合。

附图说明

图1是用于说明同步器处于齿轮确实接合位置的说明性示意图，其中示出了同步器的齿套、同步环和离合齿轮的各齿的状态。

图2是用于说明同步器处于在挡自由位置的说明性示意图，其中示出了同步器的齿套、同步环和离合齿轮的各齿的状态。

图3是用于说明同步器处于同步位置的说明性示意图，其中示出了同步器的齿套、同步环和离合齿轮的各齿的状态。

图4是示出了根据本发明的车辆的动力系统的拓扑结构的一示例的图。

图5用于说明根据本发明的车辆用电控离合器的控制方法中各参数的曲线图。

附图标记说明

1齿套的齿 2同步环的齿 3离合齿轮的齿 AX轴向

ICE发动机 K0电控离合器 A同步器 G1-G5齿轮 S1输入轴 S2输出轴 DM差速器。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本发明，而不用于穷举本发明的所有可行的方式，也不用于限制本发明的范围。

为了说明根据本发明的车辆用电控离合器的控制方法，以下将首先接合说明书附图来说明在同步器处于齿轮确实接合位置之前的同步位置。

如上所述，在变速器换挡而进行速度同步的过程中，如上所述，同步器的齿套首先沿着轴向AX带动滑块朝向对应的同步环移动，进一步推动同步环的摩擦面与离合齿轮的摩擦面接合，当同步环与离合齿轮通过摩擦扭矩使得速度达到一致的时刻同步器实际上处于同步位置。如图3所示，当同步器处于同步位置时，同步环与离合齿轮的速度达到一致，但是齿套的齿1尚未越过同步环的齿2，而是仍然抵接于同步环的齿2(即齿套的齿1的用于形成锁止角的顶端部与同步环的齿2的用于形成锁止角的顶端部抵接)。实际上，在下一刻齿套将在换挡拨叉的带动下越过同步环朝向离合齿轮运动，从而将使得同步器到达齿轮确实接合位置。由此可知，在同步器的同步过程中，同步器将首先到达同步位置(图3)，然后到达齿轮确实接合位置(图1)。

而本发明的车辆用电控离合器的控制方法将首先确定待接合的同步器的同步位置，然后再利用该同步位置确定待接合的同步器到达齿轮确实接合位置的时间值，并在该时间值或稍晚控制车辆用电控离合器进行接合。为此，将以图4中的车辆的动力系统为例来说明根据本发明的控制方法。

如图4所示，该动力系统包括发动机ICE、电控离合器K0、变速器和差速器DM。

具体地，发动机ICE相对于电控离合器K0位于与变速器所在侧相反的一侧，并且发动机ICE的轴经由电控离合器K0能够与变速器的输入轴S1传动联接。在本发明中，“传动联接”是指两个部件之间能够传递驱动力/扭矩。当电控离合器K0处于接合状态时，发动机ICE的轴与变速器的输入轴S1实现传动联接；当电控离合器K0处于分离状态时，发动机ICE的轴与变速器的输入轴S1之间的传动联接断开。

进一步地，变速器包括彼此平行布置的输入轴S1和输出轴S2。另外，该变速器还包括设置于各轴S1、S2的多个挡位齿轮G1、G2、G3、G4、一个同步器A以及输出齿轮G5。该同步器A设置于输入轴S1并且同步器A对应于两个挡位齿轮G1、G2。

具体地，齿轮G1设置于输入轴S1，齿轮G3固定于输出轴S2，齿轮G1与齿轮G3始终处于啮合状态以构成对应于一个挡位的齿轮副。齿轮G2设置于输入轴S1，齿轮G4固定于输出轴S2，齿轮2与齿轮G4始终处于啮合状态以构成对应于另一个挡位的齿轮副。

这样，通过采用上述结构，使得变速器的多个挡位齿轮对应啮合以构成分别对应变速器的两个挡位的齿轮副，同步器A能够与对应的挡位齿轮接合或断开接合。当变速器进行换挡时，同步器A进行动作来实现两轴之间通过不同的挡位实现传动联接。

另外，齿轮G5固定于输出轴S2。齿轮G5与差速器DM的输入齿轮始终处于啮合状态。这样，经由齿轮G5能够将驱动力/扭矩经由差速器DM向车轮输出。在本实施方式中，差速器DM整合到变速器中，但是根据需要也可以使差速器DM独立于变速器。

基于上述动力系统进行如下的换挡过程来说明根据本发明的电控离合器的控制方法。当变速器从齿轮G1、G3对应的挡位向齿轮G2、G4对应的挡位换挡(也就是升挡)时，电控离合器K0分离，同步器A与齿轮G1解除接合，然后同步器A与齿轮G2接合，电控离合器K0接合。

具体地，在上述过程中，如图5的曲线图所示，可以通过变速器的输入轴S1的转速和/或同步器A的齿套在同步过程中的位置，来确定变速器中待接合的同步器A在同步过程中到达同步位置的第一时间值。

一方面，如图5中位于上方的曲线示出地，变速器的输入轴S1随着同步环与离合齿轮的速度达到一致而降低，从而在输入轴S1实现与齿轮G2的速度相同时同步器A到达同步位置。

另一方面，如图5中位于下方的曲线示出地，由齿轮换挡传感器的PWM信号获得的模拟信号表示齿套在同步过程中的位置，随着该曲线在竖轴方向上向下方倾斜地延伸表示齿套朝向离合齿轮运动，当该曲线基本变平时表示齿套带动同步环与离合齿轮已经接合并且齿套的齿的顶端部与同步环的齿的顶端部仍然处于抵接状态，由于同步环与离合齿轮的速度达到一致耗时非常短，因此在该曲线变平时表示同步器A到达同步位置。

另外，基于与上述变速器的输入轴S1的转速和同步器A的齿套在同步过程中的位置两个参数不同的参数，可以得到同步器A从同步位置到达齿轮确实接合位置所对应的时间间隔值。该参数可以通过换挡杆传感器感测的车辆的换挡杆的转动角度和/或行进位置来确定。

具体地，可以采用如下的一种方案。可以将根据与上述两个参数不同的参数获得的多次测量值的平均值作为时间间隔值的阈值，并且在获得时间间隔值的步骤中直接调取并采用该阈值。而且可以在一定的时间期间之后更新该阈值。

还可以采用如下的另一种方案。可以根据与上述两个参数不同的参数获得每次同步器从同步位置到达齿轮确实接合位置所对应的时间间隔值，并将每次获得的时间间隔值仅用于该次换挡过程中对电控离合器的控制。

进一步地，在第二时间值使电控离合器K0接合，第二时间值大于或等于第一时间值与时间间隔值之和。优选地，在等于第一时间值与时间间隔值之和的第二时间值处使得电控离合器K0进行接合，这样能够将在换挡过程中产生的动力中断的时间长度控制在最短。

应当理解，上述实施方式仅是示例性的，不用于限制本发明。本领域技术人员可以在本发明的教导下对上述实施方式做出各种变型和改变，而不脱离本发明的范围。另外，还进行如下补充说明。

i.虽然在以上的具体实施方式中说明了根据本发明的车辆的动力系统的一个示例的拓扑结构(图4)，但是该示例仅是用于解释说明根据本发明的电控离合器的控制方法，而非对本发明的车辆的动力系统的结构进行限制。根据本发明的车辆的动力系统显然不限于图4所示的结构，而是可以根据需要采用各种不同的结构。而且该动力系统可以是仅包括发动机或电机的单一动力源的动力系统，也可以是包括发动机和电机的混合动力系统。

ii.虽然在以上的具体实施方式中没有明确说明，但是本领域技术人员应当理解当涉及“齿轮”固定于“轴”时是指该齿轮能够随着轴一起转动，而并非一定限制该齿轮在该轴的轴向上也是固定的。

iii.虽然在以上的具体实施方式中没有明确说明，但是根据本发明的车辆的动力系统包括离合器控制单元，该离合器控制单元能够单独实现上述的根据本发明的电控离合器的控制方法，还可以但不必须利用或额外地利用变速器控制单元或车辆控制单元来实现上述控制方法。概括来说，离合器控制单元可以通过第一参数确定变速器中待接合的同步器A到达同步位置的第一时间值，并且离合器控制单元获得同步器A从同步位置转换到达齿轮确实接合位置所对应的时间间隔值，离合器控制单元基于第一时间值与时间间隔值计算得到第二时间值，在第二时间值使电控离合器K0接合，第二时间值大于或等于第一时间值与时间间隔值之和。

Claims (10)

1.一种车辆用电控离合器的控制方法，所述车辆包括动力源、变速器和设置于所述动力源与所述变速器之间的电控离合器，在所述电控离合器处于接合状态的情况下所述动力源与所述变速器的输入轴传动联接，在所述电控离合器处于分离状态的情况下所述动力源与所述变速器的输入轴的传动联接断开，其特征在于，在所述车辆进行换挡使得所述电控离合器从所述分离状态向所述接合状态转换的过程中，所述控制方法包括：

通过第一参数确定所述变速器中待接合的同步器在同步过程中到达同步位置的第一时间值；

获得所述同步器从所述同步位置到达齿轮确实接合位置所对应的时间间隔值；以及

在第二时间值使所述电控离合器接合，所述第二时间值大于或等于所述第一时间值与所述时间间隔值之和。

2.根据权利要求1所述的电控离合器的控制方法，其特征在于，所述第一参数为从以下的参数中选择的至少一项参数：所述变速器的输入轴的转速和所述同步器的齿套在所述同步过程中的位置。

3.根据权利要求2所述的电控离合器的控制方法，其特征在于，由齿轮换挡传感器得到的PWM信号转换为模拟信号，该模拟信号表示所述同步器的齿套在所述同步过程中的位置，根据该模拟信号确定所述第一时间值和所述时间间隔值。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电控离合器的控制方法，其特征在于，

根据与所述第一参数不同的第二参数预先设定所述时间间隔值的阈值，并且在获得所述时间间隔值的步骤中采用该阈值；或者

在每次同步过程中，根据与所述第一参数不同的第二参数获得所述同步器从所述同步位置到达所述齿轮确实接合位置所对应的时间间隔值。

5.根据权利要求4所述的电控离合器的控制方法，其特征在于，所述第二参数为所述车辆的换挡杆的转动角度和/或行进位置。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的电控离合器的控制方法，其特征在于，在所述同步位置，所述同步器的同步环的速度与对应的离合齿轮的速度达到一致，并且所述同步器的齿套的齿(1)的顶端部与所述同步环的齿(2)的顶端部处于抵接状态。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的电控离合器的控制方法，其特征在于，在所述齿轮确实接合位置，所述同步器的齿套的齿(1)的顶端部与所述离合齿轮的齿(3)的顶端部已经交错重叠，所述同步器的齿套的齿(1)与所述离合齿轮的齿(3)恰好处于啮合状态。

8.根据权利要求6所述的电控离合器的控制方法，其特征在于，通过所述齿套使所述同步环与所述离合齿轮抵接，所述同步环与所述离合齿轮之间通过摩擦扭矩实现速度达到一致，从而所述同步器到达所述同步位置。

9.一种车辆，其特征在于，所述车辆采用权利要求1至8中任一项所述的车辆用电控离合器的控制方法。

10.根据权利要求9所述的车辆，其特征在于，所述车辆包括离合器控制单元，

所述离合器控制单元通过第一参数确定变速器中待接合的同步器到达同步位置的第一时间值，并且所述离合器控制单元获得所述同步器从所述同步位置转换到达齿轮确实接合位置所对应的时间间隔值，所述离合器控制单元基于所述第一时间值与所述时间间隔值计算得到第二时间值，在所述第二时间值使所述电控离合器接合。

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