CN114673785B - 动态换档控制方法及终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动态换档控制方法及终端，接收档位切换指令，判断当前档位所需要闭合的当前离合器和切换后的目标档位所需要闭合的目标离合器是否存在重合，若存在重合，则断开未重合的当前离合器，并保持重合的当前离合器处于闭合状态，之后再闭合未重合的目标离合器，直至档位切换至目标档位；本发明通过对重合的离合器保持闭合状态，以在保证换挡动作需求下减少整合换挡时间；同时，目标离合器闭合过程中，离合器处于半联动状态，在完全闭合瞬间，转速差小，以有效增加换挡平顺性，即使得本发明同时兼顾了换档速度和换挡平顺性。

Description

动态换档控制方法及终端

技术领域

本发明涉及车辆控制技术领域，特别涉及一种动态换档控制方法及终端。

背景技术

目前矿用车AT自动变速箱(Automatic Transmission，液力自动变速箱)动态换挡控制策略可分为传统车AT变速箱和新能源车AT变速箱。

其中，传统车AT变速箱动态换挡策略方案上是离合器先脱空挡，等待发动机速度自然下降后，档速度到达指定换挡点所对应的转速后，控制对应离合器结合，实现动态转动下的换挡。其换挡速度较慢，如果离合器结合过程中速度差越大，车身换挡抖动也越大，造成驾驶体验下降，因此无法兼得换挡速度与换挡平顺性。

而新能源车AT变速箱因为有电机的存在，虽然能够实现反扭矩的减速或正扭矩加速，可缩短变速箱换挡下输入轴与输出轴的转速匹配时间，但是在大型车辆比如矿用车的实际使用过程中，因为动力传动系统较为庞大，且为了兼顾换挡速度，无法无限降低转速差允许点，因此无法根治换挡顿挫问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种动态换档控制方法及终端，以同时兼顾换档速度和换挡平顺性。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

动态换档控制方法，包括步骤：

接收档位切换指令，判断当前档位所需要闭合的当前离合器和切换后的目标档位所需要闭合的目标离合器是否存在重合，若存在重合，则断开未重合的所述当前离合器，并保持重合的所述当前离合器处于闭合状态，之后再闭合未重合的所述目标离合器，直至档位切换至所述目标档位。

为了解决上述技术问题，本发明采用的另一种技术方案为：

动态换档控制终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

接收档位切换指令，判断当前档位所需要闭合的当前离合器和切换后的目标档位所需要闭合的目标离合器是否存在重合，若存在重合，则断开未重合的所述当前离合器，并保持重合的所述当前离合器处于闭合状态，之后再闭合未重合的所述目标离合器，直至档位切换至所述目标档位。

本发明的有益效果在于：动态换档控制方法及终端，当当前档位所需要闭合的当前离合器和切换后的目标档位所需要闭合的目标离合器存在重合，则断开未重合的当前离合器，并保持重合的当前离合器处于闭合状态，之后再闭合未重合的目标离合器，直至档位切换至所述目标档位，即在档位切换过程中，通过对重合的离合器保持闭合状态，以在保证换挡动作需求下减少整合换挡时间；同时，目标离合器闭合过程中，离合器处于半联动状态，在完全闭合瞬间，转速差小，以有效增加换挡平顺性，即使得本发明同时兼顾了换档速度和换挡平顺性。

附图说明

图1为本发明实施例的动态换档控制方法的流程示意图；

图2为本发明实施例的动态换档控制方法的换档结构示意图；

图3为本发明实施例的动态换档控制方法的具体流程示意图；

图4为本发明实施例的动态换档控制终端的结构示意图。

标号说明：

1、动态换档控制终端；2、处理器；3、存储器。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1至图3，动态换档控制方法，包括步骤：

接收档位切换指令，判断当前档位所需要闭合的当前离合器和切换后的目标档位所需要闭合的目标离合器是否存在重合，若存在重合，则断开未重合的所述当前离合器，并保持重合的所述当前离合器处于闭合状态，之后再闭合未重合的所述目标离合器，直至档位切换至所述目标档位。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：当当前档位所需要闭合的当前离合器和切换后的目标档位所需要闭合的目标离合器存在重合，则断开未重合的当前离合器，并保持重合的当前离合器处于闭合状态，之后再闭合未重合的目标离合器，直至档位切换至所述目标档位，即在档位切换过程中，通过对重合的离合器保持闭合状态，以在保证换挡动作需求下减少整合换挡时间；同时，目标离合器闭合过程中，离合器处于半联动状态，在完全闭合瞬间，转速差小，以有效增加换挡平顺性，即使得本发明同时兼顾了换档速度和换挡平顺性。

进一步地，还包括步骤：

若未存在重合，则同时断开所述所有所述当前离合器，之后按序依次闭合所述目标离合器，直至档位切换至所述目标档位。

从上述描述可知，在前后档位所需要闭合的离合器都不一样时，首先闭合其中一个离合器，之后再闭合一个离合器，相较于同时闭合两个离合器来说，其离合器闭合前后的转速差小，使得换挡快速并足够平顺。

进一步地，在两个所述目标离合器的闭合之间具体包括以下步骤：

在其中一个所述目标离合器闭合之后，进入调速模式，直至发动机输入端的实时转速与目标转速之间的差值在预设转速差阈值内，再闭合另外一个所述目标离合器。

从上述描述可知，在转速差到达预设转速差阈值之后再闭合另外的目标离合器，保证完全闭合瞬间的转速差小，使得换挡快速并足够平顺。

进一步地，所述调速模式具体包括以下步骤：

切换第一动力电机为速度模式，且切换除所述第一动力电机之外的其余动力电机为扭矩模式，所述第一动力电机和所述其余动力电机均是作用于所述发动机输入端；

根据发动机输出端的实时转速和速比得到第一动力电机的换档后转速，并以所述换档后转速作为目标来控制所述第一动力电机；

以所述第一动力电机的反馈扭矩作为目标来控制所述其余动力电机，使得所有动力电机一起对所述发动机输入端进行调速。

从上述描述可知，多电机单速度多扭矩模式相比现有的单电机速度模式调速，能够有效降低换挡速度匹配调整时间，加快速度匹配时间，从而降低换挡时间。

进一步地，所述直至档位切换至所述目标档位具体包括以下步骤：

在闭合所述目标档位中所对应的最后一个所述目标离合器后，继续保持调速模式，直至当前档位压力到达所述目标档位的预设压力阈值内，则换档结束，所述当前档位切换至所述目标档位。

从上述描述可知，在最后一个目标离合器闭合过程中持续保持调速模式，保证档位结合过程中档位不会因为持续空挡导致速比匹配误差变大。

请参照图4，动态换档控制终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

接收档位切换指令，判断当前档位所需要闭合的当前离合器和切换后的目标档位所需要闭合的目标离合器是否存在重合，若存在重合，则断开未重合的所述当前离合器，并保持重合的所述当前离合器处于闭合状态，之后再闭合未重合的所述目标离合器，直至档位切换至所述目标档位。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：当当前档位所需要闭合的当前离合器和切换后的目标档位所需要闭合的目标离合器存在重合，则断开未重合的当前离合器，并保持重合的当前离合器处于闭合状态，之后再闭合未重合的目标离合器，直至档位切换至所述目标档位，即在档位切换过程中，通过对重合的离合器保持闭合状态，以在保证换挡动作需求下减少整合换挡时间；同时，目标离合器闭合过程中，离合器处于半联动状态，在完全闭合瞬间，转速差小，以有效增加换挡平顺性，即使得本发明同时兼顾了换档速度和换挡平顺性。

进一步地，还包括步骤：

若未存在重合，则同时断开所述所有所述当前离合器，之后按序依次闭合所述目标离合器，直至档位切换至所述目标档位。

从上述描述可知，从上述描述可知，在前后档位所需要闭合的离合器都不一样时，首先闭合其中一个离合器，之后再闭合一个离合器，相较于同时闭合两个离合器来说，其离合器闭合前后的转速差小，使得换挡快速并足够平顺。

进一步地，在两个所述目标离合器的闭合之间具体包括以下步骤：

在其中一个所述目标离合器闭合之后，进入调速模式，直至发动机输入端的实时转速与目标转速之间的差值在预设转速差阈值内，再闭合另外一个所述目标离合器。

从上述描述可知，在转速差到达预设转速差阈值之后再闭合另外的目标离合器，保证完全闭合瞬间的转速差小，使得换挡快速并足够平顺。

进一步地，所述调速模式具体包括以下步骤：

切换第一动力电机为速度模式，且切换除所述第一动力电机之外的其余动力电机为扭矩模式，所述第一动力电机和所述其余动力电机均是作用于所述发动机输入端；

根据发动机输出端的实时转速和速比得到第一动力电机的换档后转速，并以所述换档后转速作为目标来控制所述第一动力电机；

以所述第一动力电机的反馈扭矩作为目标来控制所述其余动力电机，使得所有动力电机一起对所述发动机输入端进行调速。

从上述描述可知，多电机单速度多扭矩模式相比现有的单电机速度模式调速，能够有效降低换挡速度匹配调整时间，加快速度匹配时间，从而降低换挡时间。

进一步地，所述直至档位切换至所述目标档位具体包括以下步骤：

在闭合所述目标档位中所对应的最后一个所述目标离合器后，继续保持调速模式，直至当前档位压力到达所述目标档位的预设压力阈值内，则换档结束，所述当前档位切换至所述目标档位。

从上述描述可知，在最后一个目标离合器闭合过程中持续保持调速模式，保证档位结合过程中档位不会因为持续空挡导致速比匹配误差变大。

本发明的动态换档控制方法及终端主要应用于具有多档位和多离合器的自动变速箱需要进行档位切换的应用场景，比如在车辆运行过程中整车控制器HCU发送指定档位后，变速箱控制器TCU接收档位指令，在车辆动态运行过程中，切换到指定运行档位，以下结合具体的应用场景进行说明：

请参照图1至图3，本发明的实施例一为：

动态换档控制方法，包括步骤：

S1、接收档位切换指令，判断当前档位所需要闭合的当前离合器和切换后的目标档位所需要闭合的目标离合器是否存在重合，若存在重合，则断开未重合的当前离合器，并保持重合的当前离合器处于闭合状态，之后再闭合未重合的目标离合器，直至档位切换至目标档位。

如图2所示，本实施例中的自动变速箱为四个档位和四个离合器。其中离合器K1和K2为输入轴离合器，离合器K3和K4为输出轴离合器，其四个档位所需要闭合的离合器分别为离合器K1和K4、离合器K2和K4、离合器K1和K3和离合器K2和K3。

当时，在一档换二档过程中。一档为当前档位，则所需要闭合的离合器K1和K4为当前离合器，二档为目标档位，则所需要闭合的离合器K2和K4为目标离合器，而两个档位之后存在重合的离合器K4，此时，保持重合的离合器K4处于闭合状态，之后再闭合未重合的目标离合器K2即可。

如图3所示，在两个目标离合器的闭合之间具体包括以下步骤：

S11、在其中一个目标离合器闭合之后，切换第一动力电机为速度模式，且切换除第一动力电机之外的其余动力电机为扭矩模式，第一动力电机和其余动力电机均是作用于发动机输入端；

其中，在实际的变速箱结构中，发动机输入端设置有一大齿轮，大齿轮啮合连接有多个小齿轮，每个小齿轮分别与一动力电机的转动轴相连，假设本实施例中为五个动力电机，则任意选取其中一个动力电机比如第一动力电机为速度模式，则剩余的四个动力电机为扭矩模式。

S12、根据发动机输出端的实时转速和速比得到第一动力电机的换档后转速，并以换档后转速作为目标来控制第一动力电机；

在换档过程中存在一定的时间，则第一动力电机的换档后转速需要根据发动机输出端的实时转速进行换算，基于PID控制以换档后转速作为目标进行第一动力电机的控制。

其中，不同档位的速比并不相同，如果以电机为比较对象，四个档位的速比分别为17.110、10.475、6.392和3.913，若以输入轴为比较对象，则分别为4.372、2.677、1.633和1。

S13、以第一动力电机的反馈扭矩作为目标来控制其余动力电机，使得所有动力电机一起对发动机输入端进行调速；

即使得其余动力电机同时出力，一起对输入端进行调速，能够有效降低换挡速度匹配调整时间，加快速度匹配时间，从而降低换挡时间。

S14、直至发动机输入端的实时转速与目标转速之间的差值在预设转速差阈值内，再闭合另外一个目标离合器。

在本实施例中，上述的差值是指转速差绝对值，预设转速差阈值为1000rpm，在其他等同实施例，预设转速阈值在500rpm至1500rpm之间即可。

即在转速差到达预设转速差阈值之后再闭合另外的目标离合器，保证完全闭合瞬间的转速差小，使得换挡快速并足够平顺。

在本实施例中，直至档位切换至目标档位具体包括以下步骤：

在闭合目标档位中所对应的最后一个目标离合器后，继续保持调速模式，直至当前档位压力到达目标档位的预设压力阈值内，则换档结束，当前档位切换至目标档位。

其中，预设压力阈值为2～3Mpa即可。

由此，最后一个目标离合器即为离合器K2，继续保持调速模式，保证档位结合过程中档位不会因为持续空挡导致速比匹配误差变大。

其中，三挡换四档、四档换三档以及二档换一档均存在一个重合的离合器，因此参照一档换二档的过程即可。

S2、若未存在重合，则同时断开所有当前离合器，之后按序依次闭合目标离合器，直至档位切换至目标档位。

其中按序依次闭合目标离合器即为按照顺序首先闭合其中一个目标离合器，之后再闭合另外一个离合器。

对应到上述的实例，在二档换到三挡，二档为当前档位，则所需要闭合的离合器K2和K4为当前离合器，三档为目标档位，则所需要闭合的离合器K1和K3为目标离合器，而两个档位之后不存在重合的离合器。此时，先同时断开当前离合器K2和K4，之后先闭合属于输入端离合器的目标离合器K1，再闭合目标离合器K3，而在闭合目标离合器K1和闭合目标离合器K3之间参照上述步骤S11至步骤S14进行调速。

其中，三挡换二档也不存在重合的离合器，因此参照二档换三挡的过程即可。

由此，在档位切换过程中，通过对重合的离合器保持闭合状态，以在保证换挡动作需求下减少整合换挡时间；同时，目标离合器闭合过程中，离合器处于半联动状态，在完全闭合瞬间，转速差小，以有效增加换挡平顺性，即使得本实施例同时兼顾了换档速度和换挡平顺性。

请参照图4，本发明的实施例二为：

动态换档控制终端1，包括存储器3、处理器2及存储在存储器3上并可在处理器2上运行的计算机程序，处理器2执行计算机程序时实现上述实施例一的步骤。

综上所述，本发明提供的动态换档控制方法及终端，在档位切换过程中，通过对重合的离合器保持闭合状态，以在保证换挡动作需求下减少整合换挡时间；同时，多电机单速度多扭矩模式相比现有的单电机速度模式调速，能够有效降低换挡速度匹配调整时间，加快速度匹配时间，从而降低换挡时间。同时，在转速差到达预设转速差阈值之后再闭合另外的目标离合器，使得离合器处于半联动状态，且在完全闭合瞬间，转速差小，以有效增加换挡平顺性，即使得本发明同时兼顾了换档速度和换挡平顺性。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.动态换档控制方法，其特征在于，包括步骤：

接收档位切换指令，判断当前档位所需要闭合的当前离合器和切换后的目标档位所需要闭合的目标离合器是否存在重合，若存在重合，则断开未重合的所述当前离合器，并保持重合的所述当前离合器处于闭合状态，之后再闭合未重合的所述目标离合器，直至档位切换至所述目标档位；

在两个所述目标离合器的闭合之间具体包括以下步骤：

在其中一个所述目标离合器闭合之后，进入调速模式，直至发动机输入端的实时转速与目标转速之间的差值在预设转速差阈值内，再闭合另外一个所述目标离合器；

所述调速模式具体包括以下步骤：

切换第一动力电机为速度模式，且切换除所述第一动力电机之外的其余动力电机为扭矩模式，所述第一动力电机和所述其余动力电机均是作用于所述发动机输入端；

根据发动机输出端的实时转速和速比得到第一动力电机的换档后转速，并以所述换档后转速作为目标来控制所述第一动力电机；

以所述第一动力电机的反馈扭矩作为目标来控制所述其余动力电机，使得所有动力电机一起对所述发动机输入端进行调速。

2.根据权利要求1所述的动态换档控制方法，其特征在于，还包括步骤：

若未存在重合，则同时断开所有所述当前离合器，之后按序依次闭合所述目标离合器，直至档位切换至所述目标档位。

3.根据权利要求1所述的动态换档控制方法，其特征在于，所述直至档位切换至所述目标档位具体包括以下步骤：

在闭合所述目标档位中所对应的最后一个所述目标离合器后，继续保持调速模式，直至当前档位压力到达所述目标档位的预设压力阈值内，则换档结束，所述当前档位切换至所述目标档位。

4.动态换档控制终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

接收档位切换指令，判断当前档位所需要闭合的当前离合器和切换后的目标档位所需要闭合的目标离合器是否存在重合，若存在重合，则断开未重合的所述当前离合器，并保持重合的所述当前离合器处于闭合状态，之后再闭合未重合的所述目标离合器，直至档位切换至所述目标档位；

在两个所述目标离合器的闭合之间具体包括以下步骤：

在其中一个所述目标离合器闭合之后，进入调速模式，直至发动机输入端的实时转速与目标转速之间的差值在预设转速差阈值内，再闭合另外一个所述目标离合器；

所述调速模式具体包括以下步骤：

切换第一动力电机为速度模式，且切换除所述第一动力电机之外的其余动力电机为扭矩模式，所述第一动力电机和所述其余动力电机均是作用于所述发动机输入端；

根据发动机输出端的实时转速和速比得到第一动力电机的换档后转速，并以所述换档后转速作为目标来控制所述第一动力电机；

以所述第一动力电机的反馈扭矩作为目标来控制所述其余动力电机，使得所有动力电机一起对所述发动机输入端进行调速。

5.根据权利要求4所述的动态换档控制终端，其特征在于，还包括步骤：

若未存在重合，则同时断开所有所述当前离合器，之后按序依次闭合所述目标离合器，直至档位切换至所述目标档位。

6.根据权利要求4所述的动态换档控制终端，其特征在于，所述直至档位切换至所述目标档位具体包括以下步骤：

在闭合所述目标档位中所对应的最后一个所述目标离合器后，继续保持调速模式，直至当前档位压力到达所述目标档位的预设压力阈值内，则换档结束，所述当前档位切换至所述目标档位。