CN114576354B - 一种低速降挡控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种低速降挡控制方法及系统，涉及发动机控制领域，包括：获取输出轴转速，比较输出轴转速与识别阈值转速；若输出轴转速小于识别阈值转速，计算输出轴转速降低为零的预测停车时间，延迟预测停车时间后进行换挡；若输出轴转速大于等于识别阈值转速，判断在换挡时间内输出轴转速是否保持大于等于识别阈值转速，若能保持则进行换挡，若不能保持则禁止换挡；针对目前输出轴转速识别存在盲区导致换挡操作执行不佳的问题，以转速识别盲区值作为识别阈值转速，对允许换挡后输出轴转速进行判定，将换挡过程分为转速识别盲区前换挡、转速识别盲区后换挡，并分别进行控制，提高换挡成功率。

Description

一种低速降挡控制方法及系统

技术领域

本发明涉及发动机控制领域，具体涉及一种低速降挡控制方法及系统。

背景技术

AMT变速器是在原有机械式手动变速箱基本结构不变的情况下，加装了电子单元的自动操控机构，取代了原来由驾驶人人工完成的离合器分离与接合、摘挡与挂挡以及发动机的转速与转矩的调节等操作，实现换挡过程的操纵自动化，提供更为方便驾驶操作。

在AMT变速器工作过程中，需要依据输出轴转速和发动机转速等信息执行换挡操作，目前的输出轴转速多采用霍尔传感器，由于输出轴转速传感器本身存在最小识别转速，即低于某一转速值以下转速不再识别形成盲区；由于转速识别盲区的存在，当输出轴转速处于传感器最小识别转速以下区域时，影响低速换挡时目标转速的判断，换挡卡滞造成多次换挡，甚至换挡失败，影响发动机输出平稳性以及驾驶体验。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种低速降挡控制方法及系统，以转速识别盲区值作为识别阈值转速，对允许换挡后输出轴转速进行判定，将换挡过程分为转速识别盲区前换挡、转速识别盲区后换挡，并分别进行控制，提高换挡成功率。

本发明的第一目的是提供一种低速降挡控制方法，采用以下方案：

包括：

获取输出轴转速，比较输出轴转速与识别阈值转速；

若输出轴转速小于识别阈值转速，计算输出轴转速降低为零的预测停车时间，延迟预测停车时间后进行换挡；

若输出轴转速大于等于识别阈值转速，判断在换挡时间内输出轴转速是否保持大于等于识别阈值转速，若能保持则进行换挡，若不能保持则禁止换挡。

进一步地，预测停车时间包括如下步骤：

当输出轴转速等于识别阈值转速时，计算完全停车的时间作为预测停车时间；

从识别阈值转速识别后再经预测停车时间后进行换挡。

进一步地，获取车辆的加速度，依据加速度和识别阈值转速计算预测停车时间。

进一步地，对换挡时机进行判断，当初始允许换挡时，对当前输出轴转速与识别阈值转速进行比较。

进一步地，所述换挡时机为当扭矩小于第一设定值且速差小于第二设定值。

进一步地，在换挡前进行清扭、摘挡和调速操作，以控制扭矩。

进一步地，所述识别阈值转速为输出轴最小识别转速。

进一步地，当输出轴转速大于等于识别阈值转速时，输出轴转速逐渐降低，依据换挡时间预测输出轴转速变化，并将经换挡时间后的输出轴转速预测值与识别阈值转速比较。

进一步地，若经换挡时间后的输出轴转速预测值大于等于识别阈值转速，则判定输出轴转速降低至小于识别阈值转速前能够完成换挡，执行换挡；若否，则判定输出轴转速降低至小于识别阈值转速前不能完成换挡，禁止换挡。

本发明的第二目的是提供一种低速降挡控制系统，包括：

转速采集模块，被配置为：获取输出轴转速，比较输出轴转速与识别阈值转速；

第一换挡模块，被配置为：若输出轴转速小于识别阈值转速，计算输出轴转速降低为零的预测停车时间，延迟预测停车时间后进行换挡；

第二换挡模块，被配置为：若输出轴转速大于等于识别阈值转速，判断在换挡时间内输出轴转速是否保持大于等于识别阈值转速，若能保持则进行换挡，若不能保持则禁止换挡。

与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：

(1)针对目前输出轴转速识别存在盲区导致换挡操作执行不佳的问题，以转速识别盲区值作为识别阈值转速，对允许换挡后输出轴转速进行判定，将换挡过程分为转速识别盲区前换挡、转速识别盲区后换挡，并分别进行控制，提高换挡成功率。

(2)结合车速、加速度等进行换挡时机的判断，并对不同状态下的换挡过程分别配置，使换挡过程避开转速盲区，避免速差计算不准确，提高换挡成功率。

(3)在输出轴转速处于转速识别盲区范围内时，基于加速度进行停车时间预测，延迟预测停车时间后进行换挡，实现降低输出轴转速接近或处于停车状态时执行降挡操作，提高速差计算精度，减少换挡顿挫并提高换挡成功率。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明一个或多个实施例中低速降挡控制方法的流程示意图。

图2为本发明一个或多个实施例中输出轴转速盲区前进入换挡过程的示意图。

图3为本发明一个或多个实施例中输出轴转速盲区后进入换挡过程的示意图。

图4为本发明一个或多个实施例中AMT变速器的换挡过程示意图。

具体实施方式

术语解释：

AMT执行机构：AMT执行机构的驱动方式又可以分为电动式、气动式、液压式和混合式。电动式以小型电动机作为驱动执行器件。气动式使用气管作为驱动执行器件。液压式使用油缸作为驱动执行器件。混合式，是指在同一个AMT执行系统中同时使用以上动力驱动器件。

转速盲区：输出轴转速传感器最小识别转速以下区域，会影响低速挂挡。

实施例1

本发明的一个典型实施例中，如图1-图4所示，给出一种低速降挡控制方法。

如图1所示的低速降挡控制方法，用于AMT变速器的换挡控制，尤其是低速降挡过程中的控制。由于输出轴转速传感器存在最小识别转速而产生输出轴转速盲区，在低速降挡过程中，随着输出轴转速的逐渐降低，输出轴转速逐渐接近转速盲区；本实施例中，以转速识别盲区的界限值作为识别阈值转速，对允许换挡后输出轴转速进行判定，将换挡过程分为转速识别盲区前换挡、转速识别盲区后换挡，并分别进行控制，提高换挡成功率。

如图4所示的AMT变速器换挡过程，AMT换挡主要分为清扭、摘挡、调速、挂挡四个过程，挂挡指令的判断条件是扭矩小于第一设定值且速差小于第二设定值；在本实施例中，换挡时机为当扭矩小于第一设定值且速差小于第二设定值，其中，第一设定值为10Nm，第二设定值为20rpm-50rpm。

调速阶段电机转速控制以提高精度，挂挡阶段扭矩控制至小于一定值的范围内，保证舒适性。

其中，速差＝输入轴转速/主箱传动比-输出轴转速*副箱传动比≤标定量；如上述，速差的标定量为20rpm-50rpm。

在本实施例中，以信号齿16个的输出轴转速传感器为例，在进行输出轴转速识别时，通过实测获取该输出轴转速传感器的最小识别转速约为60rpm，60rpm转速以下不再识别。因此，本实施例中的输出轴转速盲区界限值为60rpm，对应的识别阈值转速为60rpm。

可以理解的是，在其他实施方式中，采用不同的输出轴转速传感器时存在不同的识别盲区，以所选定的输出轴转速传感器的最小识别转速为准，并据此选定识别阈值转速。

具体的，结合图1，低速降挡控制方法包括如下步骤：

获取输出轴转速，比较输出轴转速与识别阈值转速；

若输出轴转速小于识别阈值转速，计算输出轴转速降低为零的预测停车时间，延迟预测停车时间后进行换挡；

若输出轴转速大于等于识别阈值转速，判断在换挡时间内输出轴转速是否保持大于等于识别阈值转速，若能保持则进行换挡，若不能保持则禁止换挡。

如图2、图3、图4所示，通过对加速度和换挡时间的判断，确定换挡时机；换挡时机受车速、能量回收等综合因素影响，其中，换挡时间为换挡持续时间，在本实施例中，换挡时间为800ms左右。

在进行换挡前，当输出轴转速大于等于识别阈值转速时，输出轴转速处于进入转速盲区前的阶段，在此过程中，输出轴转速逐渐降低，依据换挡时间预测输出轴转速变化，并将经换挡时间后的输出轴转速预测值与识别阈值转速比较。

如图2所示，如果判断临近转速盲区时进行换挡，那么根据当前车速、加速度和经验换挡时间等因素评估，如果在盲区前能完成换挡，那么就允许换挡。否则进入后一流程。

具体的，结合图2，在实际执行时，若经换挡时间后的输出轴转速预测值大于等于识别阈值转速，则判定输出轴转速降低至小于识别阈值转速前能够完成换挡，执行换挡；若否，则判定输出轴转速降低至小于识别阈值转速前不能完成换挡，禁止换挡。

可以理解的是，在相同的车速下换挡，由于加速度小的状态进入转速盲区所花费时间较长，进入转速盲区的时刻较晚，从而能够在输出轴转速识别盲区外，能够实时获取输出轴转速，并计算相应的速差，实现换挡控制，因此进入换挡几率大。

由于加速度大的状态进入转速盲区所花费时间较短，进入转速盲区的时刻较早，更早处于输出轴转速识别盲区，在进入输出轴转速识别盲区后，无法实时获取输出轴转速，导致计算速差不及时或不准确，影响低速换挡时目标转速的判断，因此容易发生换挡卡滞造成多次换挡或换挡失败，因此禁止换挡。

如图3所示为转速盲区后进入换挡过程，当输出轴转速等于识别阈值转速，即输出轴转速与输出轴最小识别转速相等时，通过对输出轴最小识别转速和加速度的计算，可以得到输出轴为零完全停车时的时间，此段时间作为预测停车时间，在此预测停车时间内禁止换挡，从输出轴最小转速识别后再经过预测停车时间后开始换挡，即静态换挡。

在输出轴转速处于转速识别盲区范围内时，基于加速度进行停车时间预测，延迟预测停车时间后进行换挡，实现降低输出轴转速接近或处于停车状态时执行降挡操作，提高速差计算精度，减少换挡顿挫并提高换挡成功率。

如图1所示为低速降挡控制方法的流程图，通过对车速、能量回收、电机超速等因素对换挡时机进行判断，当初始允许换挡时，对当前输出轴转速进行判断，判断是否是输出轴最小识别转速。

根据公式：vt＝v0+a*t

其中：vt：最终速度；v0：初始速度；t：经过时间。公式中加速度来自于加速度传感器。

对不同情况下进行分别控制，若当前输出轴转速小于输出轴最小识别转速，那么根据当前输出轴转速、加速度计算输出轴转速为0的时间t0，延时t0进入换挡过程。

若当前输出轴转速大于等于输出轴最小识别转速，根据当前输出轴转速和经验换挡时间判断，则判断在换挡时间内能否到达输出轴最小识别转速，若能则允许换挡，否则不允许换挡。

可以理解的是，通过对当前车速、加速度等进行换挡时机的判断，使换挡过程避开转速盲区：

如果在转速盲区前，那么根据经验换挡时间内是否能够完成换挡过程进行判断，如果能完成则执行换挡；

如果在盲区前完不成换挡，那么就延迟到转速盲区后，并且确认输出轴完全为0后再进行换挡。

通过对当前车速、加速度等进行换挡时机的判断，使换挡过程避开转速盲区，避免速差计算不准确，提高挂挡成功率。

实施例2

本发明的另一典型实施例中，如图1-图4所示，给出一种低速降挡控制系统。

低速降挡控制系统包括：

转速采集模块，被配置为：获取输出轴转速，比较输出轴转速与识别阈值转速；

第一换挡模块，被配置为：若输出轴转速小于识别阈值转速，计算输出轴转速降低为零的预测停车时间，延迟预测停车时间后进行换挡；

第二换挡模块，被配置为：若输出轴转速大于等于识别阈值转速，判断在换挡时间内输出轴转速是否保持大于等于识别阈值转速，若能保持则进行换挡，若不能保持则禁止换挡。

可以理解的是，上述低速降挡控制系统的工作方法与实施例1提供的低速降挡控制方法相同，可以参见上述实施例1中的详细描述，这里不再赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低速降挡控制方法，其特征在于，包括：

获取输出轴转速，比较输出轴转速与识别阈值转速；

若输出轴转速小于识别阈值转速，计算输出轴转速降低为零的预测停车时间，延迟预测停车时间后进行换挡；

若输出轴转速大于等于识别阈值转速，判断在换挡时间内输出轴转速是否保持大于等于识别阈值转速，若能保持则进行换挡，若不能保持则禁止换挡。

2.如权利要求1所述的低速降挡控制方法，其特征在于，预测停车时间包括如下步骤：

当输出轴转速等于识别阈值转速时，计算完全停车的时间作为预测停车时间；

从识别阈值转速识别后再经预测停车时间后进行换挡。

3.如权利要求2所述的低速降挡控制方法，其特征在于，获取车辆的加速度，依据加速度和识别阈值转速计算预测停车时间。

4.如权利要求1所述的低速降挡控制方法，其特征在于，对换挡时机进行判断，当初始允许换挡时，对当前输出轴转速与识别阈值转速进行比较。

5.如权利要求4所述的低速降挡控制方法，其特征在于，所述换挡时机为当扭矩小于第一设定值且速差小于第二设定值。

6.如权利要求4所述的低速降挡控制方法，其特征在于，在换挡前进行清扭、摘挡和调速操作，以控制扭矩。

7.如权利要求1所述的低速降挡控制方法，其特征在于，所述识别阈值转速为输出轴最小识别转速。

8.如权利要求1所述的低速降挡控制方法，其特征在于，当输出轴转速大于等于识别阈值转速时，输出轴转速逐渐降低，依据换挡时间预测输出轴转速变化，并将经换挡时间后的输出轴转速预测值与识别阈值转速比较。

9.如权利要求8所述的低速降挡控制方法，其特征在于，若经换挡时间后的输出轴转速预测值大于等于识别阈值转速，则判定输出轴转速降低至小于识别阈值转速前能够完成换挡，执行换挡；若否，则判定输出轴转速降低至小于识别阈值转速前不能完成换挡，禁止换挡。

10.一种低速降挡控制系统，其特征在于，包括：

转速采集模块，被配置为：获取输出轴转速，比较输出轴转速与识别阈值转速；

第一换挡模块，被配置为：若输出轴转速小于识别阈值转速，计算输出轴转速降低为零的预测停车时间，延迟预测停车时间后进行换挡；

第二换挡模块，被配置为：若输出轴转速大于等于识别阈值转速，判断在换挡时间内输出轴转速是否保持大于等于识别阈值转速，若能保持则进行换挡，若不能保持则禁止换挡。