CN113124146B - 一种基于dat变速箱的换挡控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于DAT变速箱的换挡控制方法，包括以下步骤：当接收到换挡需求时，清除发动机的扭矩；计算发动机的扭矩清除至目标扭矩的剩余时间；当发动机的扭矩清除至目标扭矩的剩余时间小于预设剩余时间时，则执行挂入空挡的动作；执行挂入空挡的动作后，对发动机进行调速；计算发动机调速至目标转速的调速时间；当发动机调速至目标转速的调速时间小于预设调速时间时，则执行挂入目标挡位的动作；当挂入目标挡位后，恢复发动机的扭矩。充分利用换挡流程的时间，减少整个换挡的时间，同时减少发动机调速流程和进档流程之间的时间间隔，避免转速变化之后进档导致的异响和抖动。

Description

一种基于DAT变速箱的换挡控制方法

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种基于DAT变速箱的换挡控制方法。

背景技术

干摩擦外挂式自动变速器(DryFriction Externally Contrded AutmaticTransmission)，英文简称DAT；其设计理念在于将变速器分为离合器部分和无齿圈型行星轮系变速箱部分，离合器部分为干部，其特点为无润滑油；无齿圈型行星轮系变速箱部分为湿部，其特点带有润滑油；行星轮系传动机构集成在湿部，而换档执行元件及制动元件都布置于干部。

车辆换挡是车辆最常使用的功能之一，一般车辆都有换挡功能。包括近年来新兴的纯电动车辆也经历了直驱到带变速箱的过程。那么车辆的换挡就必不可少，换挡过程如何更加快速更加平稳一直是研究的课题。

现在换挡流程基本上包含五个基本动作分别是：扭矩清除、挂入空挡、电机(发动机)调速、挂入需求挡位、扭矩恢复。基于DAT变速箱的换挡流程是在完成上一个流程之后进行下一个流程。在换挡动作的流程：挂入空挡和挂入需求挡位两个流程中，动作的时间取决于机械动作执行时间。由于换挡的每个流程都是顺序执行，在前一个动作执行完成才进行下一步动作，导致整个换挡的时间偏长。电机调速完成之后，到挂入需求挡位的实际机械结合点存在时间差。由于车速变化或者电机转速变化会导致机械结合时转速差值较大，引起车辆异常和抖动。

发明内容

为此，需要提供一种基于DAT变速箱的换挡控制方法，解决现有变速器换挡的时间偏长，以及车速变化或者电机转速变化会导致机械结合时转速差值较大，而引起车辆异常和抖动。

为实现上述目的，发明人提供了一种基于DAT变速箱的换挡控制方法，包括以下步骤：

当接收到换挡需求时，清除发动机的扭矩；

计算发动机的扭矩清除至目标扭矩的剩余时间；

当发动机的扭矩清除至目标扭矩的剩余时间小于预设剩余时间时，则执行挂入空挡的动作；

执行挂入空挡的动作后，对发动机进行调速；

计算发动机调速至目标转速的调速时间；

当发动机调速至目标转速的调速时间小于预设调速时间时，则执行挂入目标挡位的动作；

当挂入目标挡位后，恢复发动机的扭矩。

进一步优化，所述步骤“计算发动机的扭矩清除至目标扭矩的剩余时间”具体包括以下步骤：

实时获得发动机在清除扭矩的过程中的反馈扭矩；

根据(目标扭矩–反馈扭矩)/扭矩斜率，计算得到发动机的扭矩清除至目标扭矩的剩余时间。

进一步优化，所述步骤“计算发动机调速至目标转速的调速时间”具体包括以下步骤：

根据发动机调速过程中反馈的发动机转速，计算得到发动机调速过程的加减速曲线，获得发动机转速加速度；

根据DAT变速箱法兰输出转速计算得到车辆的加减速曲线，获得DAT变速箱的法兰转速加速度；

根据[(电机目标转速-电机当前转速)/(电机转速加速度–法兰转速加速度)]计算发动机调速至目标转速所需的调速时间。

进一步优化，所述预设剩余时间为标定的挂入空挡动作的空行程时间；

所述预设调速时间为标定的挂入目标挡位动作的空行程时间。

进一步优化，还包括以下步骤：

采集换挡过程中DAT变速箱的输出转速及发动机的转速，并对采集的DAT变速箱的输出转速及发动机的转速对时间进行一次和二次求导，分别得到DAT变速器和发动机的加速度及冲击数值；

将得到的DAT变速器和发动机的加速度及冲击数值与预设数值进行比较；

若大于预设数值，对预设剩余时间及预设调速时间进行修正。

进一步优化，所述“若大于预设数值，对预设剩余时间及预设调速时间进行修正”具体还包括以下步骤：

若大于预设数值，则通过换挡流程中对DAT变速箱的法兰转速加速度及发动机转速加速度的监控判断预设剩余时间及预设调速时间是否合理；

若不合理，则对预设剩余时间或预设调速时间进行修正。

进一步优化，所述步骤“通过换挡流程中对DAT变速箱的法兰转速加速度及发动机转速加速度的监控判断预设剩余时间及预设调速时间是否合理；若不合理，则对预设剩余时间或预设调速时间进行修正”具体包括以下步骤：

当发动机的扭矩清除至目标扭矩的剩余时间达到预设剩余时间时，检测到发动机转速加速度大于预设加速度，则调整预设剩余时间，将预设剩余时间减小；

当发动机调速至目标转速的调速时间达到预设调速时间时，若DAT变速器和发动机的冲击数值较大，则调整预设调速时间，将预设调速时间减小。

区别于现有技术，上述技术方案，当车辆接收到换挡需求时，开始清除车辆的发动机的扭矩，然后开始实时计算发动机的扭矩清除至目标扭矩的剩余时间，当计算得到的发动机的扭矩清除到目标扭矩的剩余时间小于预设剩余时间时，则提前开始执行挂空挡的机械动作，当挂入空挡后，开始发动机调速，将发动机的当前转速调节至目标转速，然后实时计算发动机的转速调速至目标转速的调速剩余时间，当发动机的转速调速至目标转速的调速时间小于预设时间时，则执行提前挂入目标挡位的机械动作，通过提前执行挂空挡的机械动作及提前挂入目标挡位的机械动作，可以解决换挡流程过程中时间利用率低的问题，充分利用换挡流程的时间，减少整个换挡的时间，同时减少发动机调速流程和进档流程之间的时间间隔，避免转速变化之后进档导致的异响和抖动。

附图说明

图1为具体实施方式所述基于DAT变速箱的换挡控制方法的一种流程示意图。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1，本实施例提供了一种基于DAT变速箱的换挡控制方法，包括以下步骤：

步骤S111：车辆上电自检完成；

步骤S112：等待换挡需求；

步骤S113：判断是否由换挡需求；

当接收到换挡需求时，执行步骤S114：清除发动机的扭矩；

步骤S115：计算发动机的扭矩清除至目标扭矩的剩余时间；

步骤S116：判断发动机的扭矩清除至目标扭矩的剩余时间是否小于预设剩余时间；

当发动机的扭矩清除至目标扭矩的剩余时间小于预设剩余时间时，则执行步骤S117：执行挂入空挡的动作；

执行挂入空挡的动作后，执行步骤S118：对发动机进行调速；

执行步骤S119：计算发动机调速至目标转速的调速时间；

执行步骤S120：判断发动机调速至目标转速的调速时间是否小于预设调速时间；

当发动机调速至目标转速的调速时间小于预设调速时间时，则执行步骤S121：执行挂入目标挡位的动作；

当挂入目标挡位后，执行步骤S122：恢复发动机的扭矩。

当车辆接收到换挡需求时，开始清除车辆的发动机的扭矩，然后开始实时计算发动机的扭矩清除至目标扭矩的剩余时间，当计算得到的发动机的扭矩清除到目标扭矩的剩余时间小于预设剩余时间时，则提前开始执行挂空挡的机械动作，当挂入空挡后，开始发动机调速，将发动机的当前转速调节至目标转速，然后实时计算发动机的转速调速至目标转速的调速剩余时间，当发动机的转速调速至目标转速的调速时间小于预设时间时，则执行提前挂入目标挡位的机械动作，通过提前执行挂空挡的机械动作及提前挂入目标挡位的机械动作，可以解决换挡流程过程中时间利用率低的问题，充分利用换挡流程的时间，减少整个换挡的时间，同时减少发动机调速流程和进档流程之间的时间间隔，避免转速变化之后进档导致的异响和抖动。其中，所述预设剩余时间为标定的挂入空挡动作的空行程时间；所述预设调速时间为标定的挂入目标挡位动作的空行程时间。其中，空行程时间为控制机械动作执行的命令到机械动作达到目标位置的时间。本实施例中，发动机为电机。

其中，所述步骤“计算发动机的扭矩清除至目标扭矩的剩余时间”具体包括以下步骤：

实时获得发动机在清除扭矩的过程中的反馈扭矩；

根据(目标扭矩–反馈扭矩)/扭矩斜率，计算得到发动机的扭矩清除至目标扭矩的剩余时间。

通过实时获得发动机在清楚扭矩的过程中的反馈扭矩，然后根据扭矩斜率，计算从发动机反馈的反馈扭矩清除至目标扭矩的剩余时间，即可得到发动机的当前扭矩清除至目标扭矩的剩余时间，其中，扭矩斜率即扭矩在单位时间内的变化量；在其他实施例中，当车辆接收到换挡需求时，在对扭矩清除时，获得发动机的当前扭矩，并以预设扭矩清除速率对发动机的扭矩进行清除，根据当前扭矩及预设扭矩清除速率可以计算得到发动机的当前扭矩清除到目标扭矩所需要的扭矩清除时间，然后根据扭矩清除时间及预设剩余时间可以得到执行挂入空挡的机械动作的摘挡时间点，当达到摘挡时间点时，提前执行挂空挡的机械动作。

其中，所述步骤“计算发动机调速至目标转速的调速时间”具体包括以下步骤：

根据发动机调速过程中实时反馈的发动机转速，计算得到发动机调速过程的加减速曲线，获得发动机转速加速度；

根据DAT变速箱法兰输出转速计算得到车辆的加减速曲线，获得DAT变速箱的法兰转速加速度；

根据[(电机目标转速-电机当前转速)/(电机转速加速度–法兰转速加速度)]计算发动机调速至目标转速所需的调速时间。

通过实时获得发动机在调速过程中的发动机的转速及DAT变速箱的法兰输出转速，然后根据实时获得的发动机在调速过程中的发动机的转速计算得到发动机调速过程中的加速度曲线，以及根据实时得到的DAT变速箱法兰输出转速计算得到车辆的加减速曲线，进而得到发动机转速加速度及DAT变速箱的法兰转速加速度，进而计算得到发动机调速至目标转速所需要的时间，即计算出调速过程中还需要的时间，然后将调速过程中还需要的时间与标定的挂入目标挡位动作的空行程时间进行比较，当计算得到的发动机调速至目标转速所需要的剩余时间小于标定的挂入目标挡位动作的空行程时间时，即可提前执行挂入目标挡位的机械动作。

在本实施例中，由于对于每辆车辆的设置的软件的参数是一样的，及预设剩余时间及预设调速时间是一样的，但由于变速箱装配的个体差异，会导致机械分离或者结合时间点有差异，使得参数标定困难，无法使软件参数适应每台车辆，未解决该问题，还包括以下步骤：

采集换挡过程中DAT变速箱的输出转速及发动机的转速，并对采集的DAT变速箱的输出转速及发动机的转速对时间进行一次和二次求导，分别得到DAT变速器和发动机的加速度及冲击数值；

将得到的DAT变速器和发动机的加速度及冲击数值与预设数值进行比较；

若大于预设数值，对预设剩余时间及预设调速时间进行修正。

通过采集的变速箱的法兰输出转速和发动机转速进行对时间的一次和二次求导，分别得到DAT变速箱的法兰加速度的加速度及冲击数值，以及发动机的转速的加速度及冲击数值；然后对本次的换挡效果进行评分，若是换挡的过程中DAT变速箱的法兰输出转速和发动机转速的加速度及冲击数值较小，则说明换挡过程平稳，反之，则表示换挡的过程的效果不够好，则需要对参数进行修正，即对预设剩余时间及预设调速时间进行修正。其中，当评价换挡的过程的效果不够好时，需要对设置的预设剩余时间及预设调速时间是否合理，若合理，则不对预设剩余时间及预设调速时间进行修正，若不合理，则在限制范围内自动修正相关的参数，对预设剩余时间或预设调速时间进行修正，具体的，所述“若大于预设数值，对预设剩余时间及预设调速时间进行修正”具体还包括以下步骤：

若大于预设数值，则通过换挡流程中对DAT变速箱的法兰转速加速度及发动机转速加速度的监控判断预设剩余时间及预设调速时间是否合理；

若不合理，则对预设剩余时间或预设调速时间进行修正。

其中，所述步骤“通过换挡流程中对DAT变速箱的法兰转速加速度及发动机转速加速度的监控判断预设剩余时间及预设调速时间是否合理；若不合理，则对预设剩余时间或预设调速时间进行修正”具体包括以下步骤：

当发动机的扭矩清除至目标扭矩的剩余时间达到预设剩余时间时，检测到发动机转速加速度大于预设加速度，则调整预设剩余时间，将预设剩余时间减小；

当发动机调速至目标转速的调速时间达到预设调速时间时，若DAT变速器和发动机的冲击数值较大，则调整预设调速时间，将预设调速时间减小。

当发动机的扭矩清除至目标扭矩的剩余时间达到预设剩余时间时，检测到发动机转速加速度大于预设加速度，即摘挡点出现电机的转速还在快速上升，说明摘挡的机械分离时电机还有扭矩。认为摘挡提前时间参数太大，需要减小该参数，即预设剩余时间角较大，需要减小预设剩余时间。当发动机调速至目标转速的调速时间达到预设调速时间时，若DAT变速器和发动机的冲击数值较大，即进档点出现电机和法兰转速的冲击数值太大，说明进档机械结合时还存在较大的速差；认为进档提前参数太大，需要减少该参数，即预设调速时间角较大，需要减小预设调速时间。根据每次的换挡效果和加速度数据等判断参数设置是否合理并且在限定的范围内自动校正，避免变速箱因为装配等个体差异导致的换挡效果不一致。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于DAT变速箱的换挡控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

当接收到换挡需求时，清除发动机的扭矩；

计算发动机的扭矩清除至目标扭矩的剩余时间；

当发动机的扭矩清除至目标扭矩的剩余时间小于预设剩余时间时，则执行挂入空挡的动作；

执行挂入空挡的动作后，对发动机进行调速；

计算发动机调速至目标转速的调速时间；

当发动机调速至目标转速的调速时间小于预设调速时间时，则执行挂入目标挡位的动作；

当挂入目标挡位后，恢复发动机的扭矩；

还包括以下步骤：

采集换挡过程中DAT变速箱的输出转速及发动机的转速，并对采集的DAT变速箱的输出转速及发动机的转速对时间进行一次和二次求导，分别得到DAT变速器和发动机的加速度及冲击数值；

将得到的DAT变速器和发动机的加速度及冲击数值与预设数值进行比较；

若大于预设数值，对预设剩余时间及预设调速时间进行修正。

2.根据权利要求1所述基于DAT变速箱的换挡控制方法，其特征在于，所述步骤“计算发动机的扭矩清除至目标扭矩的剩余时间”具体包括以下步骤：

实时获得发动机在清除扭矩的过程中的反馈扭矩；

根据(目标扭矩–反馈扭矩)/扭矩斜率，计算得到发动机的扭矩清除至目标扭矩的剩余时间。

3.根据权利要求1所述基于DAT变速箱的换挡控制方法，其特征在于，所述步骤“计算发动机调速至目标转速的调速时间”具体包括以下步骤：

根据发动机调速过程中反馈的发动机转速，计算得到发动机调速过程的加减速曲线，获得发动机转速加速度；

根据DAT变速箱法兰输出转速计算得到车辆的加减速曲线，获得DAT变速箱的法兰转速加速度；

根据[(电机目标转速-电机当前转速)/(电机转速加速度–法兰转速加速度)]计算发动机调速至目标转速所需的调速时间。

4.根据权利要求1所述基于DAT变速箱的换挡控制方法，其特征在于，所述预设剩余时间为标定的挂入空挡动作的空行程时间；

所述预设调速时间为标定的挂入目标挡位动作的空行程时间。

5.根据权利要求1所述基于DAT变速箱的换挡控制方法，其特征在于，所述“若大于预设数值，对预设剩余时间及预设调速时间进行修正”具体还包括以下步骤：

若大于预设数值，则通过换挡流程中对DAT变速箱的法兰转速加速度及发动机转速加速度的监控判断预设剩余时间及预设调速时间是否合理；

若不合理，则对预设剩余时间或预设调速时间进行修正。

6.根据权利要求5所述基于DAT变速箱的换挡控制方法，其特征在于，所述步骤“通过换挡流程中对DAT变速箱的法兰转速加速度及发动机转速加速度的监控判断预设剩余时间及预设调速时间是否合理；若不合理，则对预设剩余时间或预设调速时间进行修正”具体包括以下步骤：

当发动机的扭矩清除至目标扭矩的剩余时间达到预设剩余时间时，检测到发动机转速加速度大于预设加速度，则调整预设剩余时间，将预设剩余时间减小；

当发动机调速至目标转速的调速时间达到预设调速时间时，若DAT变速器和发动机的冲击数值较大，则调整预设调速时间，将预设调速时间减小。

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