CN115217957A - 一种实现同步器自动挂挡的控制方法及变速器控制器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种实现同步器自动挂挡的控制方法，用于通过控制变速器液压控制油路上预设压力电磁阀及流量电磁阀的压力和流量的变速器控制器上；变速器液压控制油路与同步器上所设拨叉的活塞腔均相连，并让油进入活塞腔内以推动相应活塞运动来完成挂挡控制；该方法包括：变速器控制器给目标同步器发送挂挡指令；待确定接收挂挡指令后，根据档位、变速器油底壳油温及油路主压，计算出充油、预同步、同步、拨环、入齿及完全在档时压力及流量电磁阀各自所需的压力及流量，并结合目标同步器拨叉位置及运动速度，以控制压力及流量电磁阀来完成挂挡。实施本发明，对挂挡阶段进行全方位考虑，明确了压力及流量的主从控制关系及关联影响。

Description

一种实现同步器自动挂挡的控制方法及变速器控制器

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种实现同步器自动挂挡的控制方法及变速器控制器。

背景技术

同步器挂挡控制属于自动变速器控制的关键技术之一，既要求保证正常挂入，又要求减少换挡冲击及缩短挂挡时间。因此，整个挂挡过程，要求实际压力满足需求以避免压力过小或过大，还要求整个挂挡液压系统压力快速响应。例如，若同步器挂挡实际压力过小，则各阶段时间需求较长，使得整个挂挡时间被拉长，导致换挡时间较长，动力响应性较差；又如，若同步器挂挡实际压力过大，则拨叉运动速度过大，导致挂挡同步、二次啮入、进档冲击明显，以及挂挡冲击及噪声明显；又如，若同步器挂挡液压系统压力响应较慢，则在挂挡过程需求压力要求快速增加时，实际建压速度较慢，导致拨叉控制油路充油时间、同步时间及拨环时间被拉长，整个挂挡时间偏长，甚至可能出现挂挡失败；又如，若同步器挂挡液压系统压力响应较慢，则在挂挡过程需求压力要求快速减小时，实际压力降低较慢且可能停留在一个较高的压力区间，导致拨叉入齿阶段以较大的速度撞击限位面，存在严重的挂挡声音及冲击，造成驾驶员感受较差。

目前，传统同步器自动控制方法多数采用开环式压力控制或者流量控制，没有考虑同步器位置闭环和同步器速度反馈，这样的控制虽然简单，但是在某些工况下(比如同步器硬件有磨损和/或电磁阀控制有偏差时)的效果并不是很好。即便是，通过压力及流量双控制对传统同步器自动控制方法进行改进，但是挂挡阶段考虑的并不全面，尤其是缺乏充油阶段及拨环阶段，因此依旧会存在挂挡同步、二次啮入、进档冲击明显、挂挡冲击及噪声明显的问题，而且没有明确各挂挡阶段中压力及流量的主从控制关系，也忽略了不同因素(如变速器液压控制油路主压及温度等)对压力及流量的影响，从而较难适用于所有工况。因此，有必要提出一种新的实现同步器自动挂挡的控制方法，用以解决上述技术问题。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种实现同步器自动挂挡的控制方法及变速器控制器，不仅对挂挡阶段进行了全方位考虑，还明确了压力及流量的主从控制关系及其关联的影响因素，从而适用于所有工况，并解决了挂挡同步、二次啮入、进挡冲击及噪音问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种实现同步器自动挂挡的控制方法，用于通过控制变速器液压控制油路上预先设置的压力电磁阀的压力及流量电磁阀的流量来实现同步器自动挂挡的变速器控制器上；其中，所述变速器液压控制油路与每一同步器上所设拨叉的活塞腔均相连，并让油进入对应同步器上所设拨叉的活塞腔内以推动相应活塞运动来完成挂挡控制；所述方法包括以下步骤：

S1、所述变速器控制器选择目标同步器，并给所述目标同步器发送挂挡指令；

S2、待确定所述目标同步器接收到所述挂挡指令之后，结合档位、变速器油底壳油温及变速器液压控制油路主压，计算出目标同步器的挂挡阶段依次进入充油阶段、预同步阶段、同步阶段、拨环阶段、入齿阶段及完全在档阶段时所述压力电磁阀所需的压力和所述流量电磁阀所需的流量，并结合所述目标同步器上所设拨叉位置、运动速度、同步转速及停留时间，在每一挂挡阶段中分别对所述压力电磁阀和所述流量电磁阀进行相应控制，以使所述目标同步器所设拨叉的活塞运动来完成所有挂挡阶段。

其中，所述步骤S2包括：

获取所述目标同步器进入所述充油阶段之前所设拨叉的初始位置，并在所述目标同步器进入所述充油阶段时，确定档位、变速器油底壳油温及变速器液压控制油路主压，查表得到所述充油阶段所需的基础压力、基础流量和第一流量变化阶梯，以及所述充油阶段所需压力电磁阀的提前打开时间；

打开所述压力电磁阀，并待控制压力至所述基础压力后，维持；以及

待判定出所述压力电磁阀的打开时间已持续达到所述提前打开时间后，获取目标同步器所设拨叉实时位置，打开所述流量电磁阀，且待控制流量至所述基础流量后，控制所述流量电磁阀的流量以间隔所述第一流量变化阶梯的规律进行线性递增，直至某一时刻所获取的拨叉位置与所获取的目标同步器所设拨叉的初始位置之间的差值大于预设偏差值为止，进一步确定所述目标同步器自动完成所述充油阶段并进入所述预同步阶段。

其中，所述步骤S2还包括：

在所述目标同步器进入所述预同步阶段时，根据档位、变速器油底壳油温及变速器液压控制油路主压，查表得到所述预同步阶段所需的预同步初始流量、第二流量变化阶梯、预同步初始压力和第一压力变化阶梯；

在预设的预同步停留时间内，控制所述压力电磁阀的压力至所述预同步初始压力后，继续控制所述压力电磁阀的压力以间隔所述第一压力变化阶梯的规律进行线性递增；以及

在所述预设的预同步停留时间内，获取目标同步器所设拨叉运动速度，并与预设的预同步阶段拨叉目标运动速度进行对比，且根据对比结果，采用所述第二流量变化阶梯对所述预同步初始流量进行修正，以控制所述流量电磁阀的流量至修正后的预同步初始流量并保持，直至所述预设的预同步停留时间结束为止，进一步确定所述目标同步器自动完成所述预同步阶段并进入所述同步阶段。

其中，所述步骤S2还进一步包括：

在所述目标同步器进入所述同步阶段时，获取所述目标同步器的实时同步两侧速差，并结合档位、变速器油底壳油温及变速器液压控制油路主压，查表得到所述同步阶段所需的同步初始流量和同步初始压力，且进一步结合实际同步速差变化率和目标同步速差变化率，计算得到压力修正值对所述同步初始压力进行修正；

控制所述压力电磁阀的压力至修正后的同步初始压力并保持，以及控制所述流量电磁阀的流量至所述同步初始流量并保持，直至某一时刻所获取的同步两侧速差小于预设的同步完成最大转速差为止，进一步确定所述目标同步器自动完成所述同步阶段并进入所述拨环阶段。

其中，所述步骤S2还进一步包括：

在所述目标同步器进入所述拨环阶段时，将所述同步阶段结束时刻的压力设为所述拨环阶段所需的拨环初始压力，并根据档位和变速器油底壳油温，查表得到目标拨环时间和最大拨环压力，且将所述目标拨环时间、所述最大拨环压力和预设的拨环停留时间相结合，对所述拨环初始压力进行修正，得到修正后的拨环初始压力；以及根据档位、变速器油底壳油温及变速器液压控制油路主压，进一步查表得到所述拨环阶段所需的拨环初始流量；

获取所述目标同步器上所设拨叉运动速度，且控制所述压力电磁阀的压力至修正后的拨环初始压力并保持，以及控制所述流量电磁阀的流量至所述拨环初始流量并保持，直至某一时刻的拨叉运动速度大于预设的拨环最大运动速度为止，进一步确定所述目标同步器自动完成所述拨环阶段并进入所述入齿阶段。

其中，所述步骤S2还进一步包括：

在所述目标同步器进入所述入齿阶段时，将所述拨环阶段结束时刻的压力和流量分别设为所述拨环阶段所需的入齿初始压力和入齿初始流量，并根据档位、变速器油底壳油温及变速器液压控制油路主压，查表得到所述入齿阶段所需的第三流量变化阶梯和第二压力变化阶梯；

在预设的入齿停留时间内，控制所述压力电磁阀的压力至所述入齿初始压力后，继续控制所述压力电磁阀的压力以间隔所述第二压力变化阶梯的规律进行线性递减；以及

获取目标同步器所设拨叉运动速度及拨叉实时位置，并将所述目标同步器所设拨叉运动速度与预设的入齿阶段拨叉目标运动速度进行对比，且根据对比结果，采用所述第三流量变化阶梯对所述入齿初始流量进行修正，以控制所述流量电磁阀的流量至修正后的入齿初始流量，直至某一时刻的拨叉实时位置达到预设的在档位置为止，进一步确定所述目标同步器自动完成所述入齿阶段并进入所述完全在档阶段。

其中，所述步骤S2还进一步包括：

在所述目标同步器进入所述完全在档阶段时，控制所述压力电磁阀的压力为预设压力值及所述流量电磁阀的流量为预设流量值，以使得所述目标同步器位于所述预设的在档位置，完成自动挂挡。

本发明实施例还提供了一种变速器控制器，其通过控制变速器液压控制油路上预先设置的压力电磁阀的压力及流量电磁阀的流量来实现同步器自动挂挡；其中，所述变速器液压控制油路上与每一同步器上所设拨叉的活塞腔均相连，并让油进入对应同步器上所设拨叉的活塞腔内以推动相应活塞运动来完成挂挡控制；

所述变速器控制器包括：

指令发送单元，用于选择目标同步器，并给所述目标同步器发送挂挡指令；

同步器挂挡控制单元，用于待确定所述目标同步器接收到所述挂挡指令之后，结合档位、变速器油底壳油温及变速器液压控制油路主压，计算出目标同步器的挂挡阶段依次进入充油阶段、预同步阶段、同步阶段、拨环阶段、入齿阶段及完全在档阶段时所述压力电磁阀所需的压力和所述流量电磁阀所需的流量，并结合所述目标同步器上所设拨叉位置、运动速度、同步转速及停留时间，在每一挂挡阶段中分别对所述压力电磁阀和所述流量电磁阀进行相应控制，以使所述目标同步器所设拨叉的活塞运动来完成所有挂挡阶段。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

1、本发明基于不同拨叉位置及转速的压力及流量需求将同步器挂挡过程划分为六个挂挡阶段(包括充油、预同步、同步、拨环、入齿及完全在档)，较已有方法单独区分了充油及拨环两个重要阶段，实现对挂挡阶段进行了全方位考虑。

2、本发明较已有方法考虑了档位、油温及主压等因素，能够覆盖不同档位油腔、惯量、同步环数量、同步环摩擦系数、主压及温度的影响，且根据各挂挡阶段压力及流量控制的特殊性，基于目标同步器上所设拨叉位置、运动速度、同步两侧速差及停留时间等进行单独控制，将同步过程合理细分，实时计算给予各挂挡阶段中压力电磁阀和流量电磁阀所需的压力及流量，还明确了压力及流量的主从控制关系，从而能够精准控制目标同步器的实际挂挡压力及响应，确保了目标同步器快速充油，拨叉运动速度及同步转速变化率合理并可控，避免了挂挡同步、二次啮入、进挡冲击及噪音问题，适用于所有工况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。

图1为本发明实施例提供的一种实现同步器自动挂挡的控制方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种实现同步器自动挂挡的控制方法中变速器控制器与同步器的简略结构连接示意图；

图3为本发明实施例提供的一种实现同步器自动挂挡的控制方法的应用场景中充油阶段所需压力和流量随时间变化的曲线示意图；

图4为本发明实施例提供的一种变速器控制器的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

如图1所示，为本发明实施例中，提出的一种实现同步器自动挂挡的控制方法，用于通过控制变速器液压控制油路上预先设置的压力电磁阀的压力及流量电磁阀的流量来实现同步器自动挂挡的变速器控制器(如图2所示)上；其中，变速器液压控制油路L与每一同步器M上所设拨叉(未图示)的活塞腔(未图示)均相连，并让油进入对应同步器上所设拨叉(未图示)的活塞腔内以推动相应活塞(未图示)运动来完成挂挡控制；可以理解的是，每一同步器M上所设拨叉均设有活塞腔和活塞，压力电磁阀控制变速器液压控制油路上的油压大小(即同步器挂挡液压油路压力)，流量电磁阀控制变速器液压控制油路上的油量大小(即同步器挂挡液压油路输入流量)，因此可通过调整压力电磁阀的压力及流量电磁阀的流量(即油路压力及流量)实现同步器挂挡压力快速响应，推动相应同步器上所设拨叉的活塞在对应活塞腔内活动实现挂挡动作。

此时，该方法具体包括以下步骤：

S1、所述变速器控制器选择目标同步器，并给所述目标同步器发送挂挡指令；

S2、待确定所述目标同步器接收到所述挂挡指令之后，结合档位、变速器油底壳油温及变速器液压控制油路主压，计算出目标同步器的挂挡阶段依次进入充油阶段、预同步阶段、同步阶段、拨环阶段、入齿阶段及完全在档阶段时所述压力电磁阀所需的压力和所述流量电磁阀所需的流量，并结合所述目标同步器上所设拨叉位置、运动速度、同步转速及停留时间，在每一挂挡阶段中分别对所述压力电磁阀和所述流量电磁阀进行相应控制，以使所述目标同步器所设拨叉的活塞运动来完成所有挂挡阶段。

具体过程为，在步骤S1中，变速器控制器根据工况，自动计算摘挂挡并选择目标同步器，且进一步给目标同步器发送挂挡指令。

在步骤S2中，变速器控制器通过是否接收的目标同步器的反馈信号，用以判断目标同步器是否接收到挂挡指令，一旦确定目标同步器接收到挂挡指令，则将目标同步器的挂挡过程划分为六个挂挡阶段，包括充油、预同步、同步、拨环、入齿及完全在档。基于档位、变速器油底壳油温及变速器液压控制油路主压等信息计算不同工况及不同挂挡阶段所需的压力及流量，同时监测拨叉位置信号、转速信号、同步转速信号及停留时间信号等判断目标同步器当前所在的挂挡阶段，进一步在每一个挂挡阶段中针对机械动作过程实际挂挡速度及噪声要求，明确各挂挡阶段的压力及流量的主从控制关系，控制压力电磁阀及流量电磁阀至各挂挡阶段所需的压力及流量。

此时，根据上述六个挂挡阶段，对压力电磁阀的压力和流量电磁阀的流量进行相应控制的具体过程如下：

(1)充油阶段：该阶段对目标同步器所设拨叉的活塞腔及变速器液压控制油路需先快速充油至大部分后再缓慢充满，且整个阶段以流量控制为主，压力控制为辅。

首先，获取目标同步器进入充油阶段之前所设拨叉的初始位置，并在目标同步器进入充油阶段时，确定档位、变速器油底壳油温及变速器液压控制油路主压，查表得到充油阶段所需的基础压力、基础流量和第一流量变化阶梯，以及充油阶段所需压力电磁阀的提前打开时间。应当说明的是，为确保充油过程实际压力精准控制，需提前打开压力电磁阀一段时间。

其次，打开压力电磁阀，并待控制压力至基础压力后，维持；以及

待判定出压力电磁阀的打开时间已持续达到提前打开时间后，获取目标同步器所设拨叉实时位置，打开流量电磁阀，且待控制流量至基础流量后，控制流量电磁阀的流量以间隔第一流量变化阶梯的规律进行线性递增，直至某一时刻所获取的拨叉实时位置与所获取的目标同步器所设拨叉的初始位置之间的差值大于预设偏差值为止，进一步确定目标同步器自动完成充油阶段并进入预同步阶段。

可以理解的是，若拨叉实时位置-目标同步器所设拨叉的初始位置超出±预设偏差值范围，则完成充油阶段并进入预同步阶段。

在一个实施例中，记录进入充油阶段之前所设拨叉的初始位置FK_StartPos。同时，基于不同档位的油路长度差异较大且不同油温及主压下不同电磁阀的响应存在一定差异等因素，根据变速器油底壳油温temp、变速器液压控制油路主压Press_main、档位Gear、多路阀MultiValve等信息，查表得充油阶段所需的基础压力Press_基础、基础流量Flow_基础、第一流量变化阶梯ΔFlow1、压力阀提前打开时间T_charge；其中，

Press_基础＝MAP(temp，Press_main，Gear)；

Flow_基础＝MAP(temp，Press_main，Gear)；

ΔFlow1＝MAP(temp，Press_main，Gear)；

T_charge＝MAP(temp，Press_main，Gear，MultiValve)；

控制压力电磁阀的压力(即充油压力)Press在基础压力Press_基础并保持，以及控制流量电磁阀的流量(即充油流量)Flow在基础流量Flow_基础的基础上，按照一定斜率不断增加充油流量(如图3所示)，即Flow＝MAP(temp，Press_main，Gear)+ΔFlow1*T；其中，T为充油停留时间。

同时，实时监测目标同步器拨叉位置FK_Pos。若某一时刻的拨叉实时位置FK_Pos较初始拨叉位置FK_StartPos偏差超过预设偏差值FK_StaticPos，则进入预同步阶段，否则维持充油阶段。

(2)预同步阶段：该阶段需克服拨叉轴自锁阻力及结合套自锁阻力，该阶段流量控制为主，压力控制为辅。

首先，在目标同步器进入预同步阶段时，根据档位、变速器油底壳油温及变速器液压控制油路主压，查表得到预同步阶段所需的预同步初始流量、第二流量变化阶梯、预同步初始压力和第一压力变化阶梯。

其次，在预设的预同步停留时间内，控制压力电磁阀的压力至预同步初始压力后，继续控制压力电磁阀的压力以间隔第一压力变化阶梯的规律进行线性递增；以及

在预设的预同步停留时间内，获取目标同步器所设拨叉运动速度，并将目标同步器所设拨叉运动速度与预设的预同步阶段拨叉目标运动速度进行对比，且根据对比结果，采用第二流量变化阶梯对预同步初始流量进行修正，以控制流量电磁阀的流量至修正后的预同步初始流量并保持，直至预设的预同步停留时间结束为止，进一步确定目标同步器自动完成预同步阶段并进入同步阶段。

由此可见，为了确保预同步阶段拨叉运动速度合理可控，挂挡流量基于拨叉运动速度进行闭环控制，挂挡压力按照一定速度缓慢增加，确保进入同步时挂挡压力满足需求。

在一个实施例中，考虑到变速器油底壳油温temp、变速器液压控制油路主压Press_main的油压响应速度及不同档位Gear对预同步需求压力及长度的影响，基于变速器油底壳油温temp、变速器液压控制油路主压Press_main、档位Gear，查表得预同步初始流量Flow_start、第二流量变化阶梯ΔFlow2及预同步初始压力Press_start、第一压力变化阶梯ΔPress1。其中，

Flow1_start＝MAP(temp，Press_main，Gear)；

ΔFlow2＝MAP(temp，Press_main，Gear)；

Press1_start＝MAP(temp，Press_main，Gear)；

ΔPress1＝MAP(temp，Press_main，Gear)；

为了确保预同步阶段拨叉运动速度合理可控，挂挡流量基于拨叉运动速度进行闭环控制，让挂挡压力按照一定速度缓慢增加，确保进入同步时挂挡压力满足需求。即

压力电磁阀的压力Press以间隔第一压力变化阶梯ΔPress1的规律进行线性递增，具体为Press＝Press_start+ΔPress1*T1；

同时，根据对比结果，采用第二流量变化阶梯ΔFlow2对预同步初始流量Flow_start进行修正，以控制流量电磁阀的流量Flow至修正后的预同步初始流量并保持，具体为：Flow＝Flow_start-ΔFlow FK_Speed>FK_Targetspeed；

Flow＝Flow_start+ΔFlow FK_Speed<FK_Targetspeed；

其中，FK_Speed为拨叉运动速度，FK_TargetSpeed为预设的预同步阶段拨叉目标运动速度；T1为预设的预同步停留时间。

(3)同步阶段：该阶段需克服转速差产生的摩擦力矩，需求挂挡压力较大，该阶段压力控制为主，流量控制为辅。

首先，在目标同步器进入同步阶段时，获取目标同步器的实时同步两侧速差，并结合档位、变速器油底壳油温及变速器液压控制油路主压，查表得到同步阶段所需的同步初始流量和同步初始压力，且进一步结合实际同步速差变化率和目标同步速差变化率，计算得到压力修正值对同步初始压力进行修正；

控制压力电磁阀的压力至修正后的同步初始压力并保持，以及控制流量电磁阀的流量至同步初始流量并保持，直至某一时刻所获取的同步两侧速差小于预设的同步完成最大转速差为止，进一步确定目标同步器自动完成同步阶段并进入拨环阶段。

在一个实施例中，考虑到变速器油底壳油温temp、变速器液压控制油路主压Press_main的油压响应速度及不同档位Gear、同步两侧速差n_SynDiff下的需求压力的影响，基于变速器油底壳油温temp、变速器液压控制油路主压Press_main、档位Gear、同步两侧速差n_SynDiff，查表得同步阶段初始压力Press_start以及同步初始流量Flow_start；其中，

Press_start＝MAP(temp，Press_main，Gear，n_SynDiff)；

Flow_start＝MAP(temp，Press_main，Gear)；

同时基于实际同步速差变化率n′_{actualSynDiff}以及目标同步速差变化率n′_{TargetSynDiff}对挂挡压力进行PID修正控制，得到修正后的同步初始压力，确保同步速差变化率合理可控。其中，

Press_PID＝PID(n′_{TargetSynDiff} n′_{actualSynDiff})

Press＝Press_start+Press_PID

控制压力电磁阀的压力Press至修正后的同步初始压力并保持，以及控制流量电磁阀的流量Flow至同步初始流量Flow_start并保持。

同时，实时监测同步两侧速差n_SynDiff。若某一时刻的同步两侧速差n_SynDiff<预设的同步完成最大转速差n_MinSynDiff，则同步完成并进入拨环阶段；否则，继续维持在同步阶段。

(4)拨环阶段：该阶段需克服整个结合齿惯性力，此时需求挂挡压力为整个挂挡过程最大值，该阶段压力控制为主，流量控制为辅。

首先，在目标同步器进入拨环阶段时，将同步阶段结束时刻的压力设为拨环阶段所需的拨环初始压力，并根据档位和变速器油底壳油温，查表得到目标拨环时间和最大拨环压力，且将目标拨环时间、最大拨环压力和预设的拨环停留时间相结合，对拨环初始压力进行修正，得到修正后的拨环初始压力；以及根据档位、变速器油底壳油温及变速器液压控制油路主压，进一步查表得到拨环阶段所需的拨环初始流量；

获取目标同步器上所设拨叉运动速度，且控制压力电磁阀的压力至修正后的拨环初始压力并保持，以及控制流量电磁阀的流量至拨环初始流量并保持，直至某一时刻的拨叉运动速度大于预设的拨环最大运动速度为止，进一步确定目标同步器自动完成拨环阶段并进入入齿阶段。

在一个实施例中，取同步结束时刻的挂挡压力为拨环初始压力，即Press_start＝previous(Press)。

考虑到不同档位齿轮及油温下惯量差异较大，基于不同档位及油温定义目标拨环时间T_targetDelay及最大拨环压力Press_max：其中，

T_targetDelay＝MAP(temp，Gear)；

Press_max＝MAP(temp，Gear)；

基于目标拨环时间T_targetDelay及拨环停留时间T_Delay进行挂挡压力控制，计算拨环时间进程：

进一步基于拨环时间进程对挂挡压力进行修正：

Press_add＝(1-T_percent)*(Press_max-Press_start)

Press＝Press_start+Press_add；

考虑到变速器油底壳油温temp、变速器液压控制油路主压Press_main的油压响应速度及不同档位Gear下的需求压力的影响，基于变速器油底壳油温temp、变速器液压控制油路主压Press_main、档位Gear，查表得拨环阶段所需的拨环初始流量Flow_start；其中，Flow_start＝MAP(temp，Press_main，Gear)。

控制压力电磁阀的压力Press至修正后的拨环初始压力并保持，以及控制流量电磁阀的流量Flow至拨环初始流量Flow_start并保持。

同时，实时监测拨叉运动速度FK_Speed。若某一时刻的拨叉运动速度FK_spees>预设的拨环最大运动速度FK_ringspeed，则拨环结束并进入入齿阶段；否则，维持在拨环阶段。

(5)入齿阶段：该阶段需克服二次啮合过程中的齿圈抵触阻力，该阶段流量控制为主，压力控制为辅。

首先，在目标同步器进入入齿阶段时，将拨环阶段结束时刻的压力和流量分别设为拨环阶段所需的入齿初始压力和入齿初始流量，并根据档位、变速器油底壳油温及变速器液压控制油路主压，查表得到入齿阶段所需的第三流量变化阶梯和第二压力变化阶梯；

在预设的入齿停留时间内，控制压力电磁阀的压力至入齿初始压力后，继续控制压力电磁阀的压力以间隔第二压力变化阶梯的规律进行线性递减；以及

获取目标同步器所设拨叉运动速度及拨叉实时位置，并将目标同步器所设拨叉运动速度与预设的入齿阶段拨叉目标运动速度进行对比，且根据对比结果，采用第三流量变化阶梯对入齿初始流量进行修正，以控制流量电磁阀的流量至修正后的入齿初始流量，直至某一时刻的拨叉实时位置达到预设的在档位置为止，进一步确定目标同步器自动完成入齿阶段并进入完全在档阶段。

在一个实施例中，取拨环结束时刻的挂挡压力及流量分别为入齿初始压力及流量：即Press_start＝previous(Press)，Flow_start＝previous(Flow)。

考虑到变速器油底壳油温temp、变速器液压控制油路主压Press_main的油压响应速度及不同档位Gear下的需求压力的影响，基于变速器油底壳油温temp、变速器液压控制油路主压Press_main、档位Gear，查表得入齿阶段所需的第三流量变化阶梯ΔFlow3和第二压力变化阶梯ΔPress2。其中，

ΔFlow3＝MAP(temp，Press_main，Gear)；

ΔPress2＝MAP(temp，Press_main，Gear)；

为了确保入齿阶段拨叉运动速度合理可控，避免发生挂入时与限位面撞击音及冲击，挂挡流量基于拨叉运动速度进行闭环控制，挂挡压力按照一定速度降低。即

压力电磁阀的压力Press以间隔第二压力变化阶梯ΔPress1的规律进行线性递减，具体为Press＝Press_start-ΔPress2*T2；

同时，根据对比结果，采用第三流量变化阶梯ΔFlow3对入齿初始流量Flow_start进行修正，以控制流量电磁阀的流量Flow至修正后的入齿初始流量并保持，具体为：Flow＝Flow_start-ΔFlow3 FK_speed>FK_TargetSpeed；

Flow＝Flow_start+ΔFlow3 FK_speed<FK_TargetSpeed；

其中，FK_Speed为拨叉运动速度，FK_TargetSpeed为预设的入齿阶段拨叉目标运动速度，T2为入齿停留时间。

同时，实时监测拨叉位置FK_Pos。若某一时刻的拨叉实时位置FK_Pos达到预设的在档位置FK_EngagePos，则入齿结束并进入完全在档阶段；否则，维持在入齿阶段。

(6)完全在档阶段：该阶段对流量和压力进行归置处理。

在目标同步器进入完全在档阶段时，控制压力电磁阀的压力为预设压力值(如0)及流量电磁阀的流量为预设流量值(如0)，以使得目标同步器位于预设的在档位置FK_EngagePos，完成自动挂挡。

应当说明的是，上述各挂挡阶段中所查的表都预先存储在变速器控制器中，且拨叉位置、运动速度、同步转速及停留时间等相关信息均来自ECU或VCU。

如图4所示，为本发明实施例中，提供的一种变速器控制器，其通过控制变速器液压控制油路上预先设置的压力电磁阀的压力及流量电磁阀的流量来实现同步器自动挂挡；其中，变速器液压控制油路与每一同步器上所设拨叉的活塞腔均相连，并让油进入对应同步器上所设拨叉的活塞腔内以推动相应活塞运动来完成挂挡控制；

所述变速器控制器包括：

指令发送单元110，用于选择目标同步器，并给所述目标同步器发送挂挡指令；

同步器挂挡控制单元120，用于待确定所述目标同步器接收到所述挂挡指令之后，结合档位、变速器油底壳油温及变速器液压控制油路主压，计算出目标同步器的挂挡阶段依次进入充油阶段、预同步阶段、同步阶段、拨环阶段、入齿阶段及完全在档阶段时所述压力电磁阀所需的压力和所述流量电磁阀所需的流量，并结合所述目标同步器上所设拨叉位置、运动速度、同步转速及停留时间，在每一挂挡阶段中分别对所述压力电磁阀和所述流量电磁阀进行相应控制，以使所述目标同步器所设拨叉的活塞运动来完成所有挂挡阶段。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

1、本发明基于不同拨叉位置及转速的压力及流量需求将同步器挂挡过程划分为六个挂挡阶段(包括充油、预同步、同步、拨环、入齿及完全在档)，较已有方法单独区分了充油及拨环两个重要阶段，实现对挂挡阶段进行了全方位考虑。

2、本发明较已有方法考虑了档位、油温及主压等因素，能够覆盖不同档位油腔、惯量、同步环数量、同步环摩擦系数、主压及温度的影响，且根据各挂挡阶段压力及流量控制的特殊性，基于目标同步器上所设拨叉位置、运动速度、同步两侧速差及停留时间等进行单独控制，将同步过程合理细分，实时计算给予各挂挡阶段中压力电磁阀和流量电磁阀所需的压力及流量，还明确了压力及流量的主从控制关系，从而能够精准控制目标同步器的实际挂挡压力及响应，确保了目标同步器快速充油，拨叉运动速度及同步转速变化率合理并可控，避免了挂挡同步、二次啮入、进挡冲击及噪音问题，适用于所有工况。

值得注意的是，上述装置实施例中，所包括的各个系统单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种实现同步器自动挂挡的控制方法，其特征在于，用于通过控制变速器液压控制油路上预先设置的压力电磁阀的压力及流量电磁阀的流量来实现同步器自动挂挡的变速器控制器上；其中，所述变速器液压控制油路与每一同步器上所设拨叉的活塞腔均相连，并让油进入对应同步器上所设拨叉的活塞腔内以推动相应活塞运动来完成挂挡控制；所述方法包括以下步骤：

S1、所述变速器控制器选择目标同步器，并给所述目标同步器发送挂挡指令；

S2、待确定所述目标同步器接收到所述挂挡指令之后，结合档位、变速器油底壳油温及变速器液压控制油路主压，计算出目标同步器的挂挡阶段依次进入充油阶段、预同步阶段、同步阶段、拨环阶段、入齿阶段及完全在档阶段时所述压力电磁阀所需的压力和所述流量电磁阀所需的流量，并结合所述目标同步器上所设拨叉位置、运动速度、同步转速及停留时间，在每一挂挡阶段中分别对所述压力电磁阀和所述流量电磁阀进行相应控制，以使所述目标同步器所设拨叉的活塞运动来完成所有挂挡阶段。

2.如权利要求1所述的实现同步器自动挂挡的控制方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

获取所述目标同步器进入所述充油阶段之前所设拨叉的初始位置，并在所述目标同步器进入所述充油阶段时，确定档位、变速器油底壳油温及变速器液压控制油路主压，查表得到所述充油阶段所需的基础压力、基础流量和第一流量变化阶梯，以及所述充油阶段所需压力电磁阀的提前打开时间；

打开所述压力电磁阀，并待控制压力至所述基础压力后，维持；以及

待判定出所述压力电磁阀的打开时间已持续达到所述提前打开时间后，获取目标同步器所设拨叉实时位置，打开所述流量电磁阀，且待控制流量至所述基础流量后，控制所述流量电磁阀的流量以间隔所述第一流量变化阶梯的规律进行线性递增，直至某一时刻所获取的拨叉实时位置与所获取的目标同步器所设拨叉的初始位置之间的差值大于预设偏差值为止，进一步确定所述目标同步器自动完成所述充油阶段并进入所述预同步阶段。

3.如权利要求2所述的实现同步器自动挂挡的控制方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：

在所述目标同步器进入所述预同步阶段时，根据档位、变速器油底壳油温及变速器液压控制油路主压，查表得到所述预同步阶段所需的预同步初始流量、第二流量变化阶梯、预同步初始压力和第一压力变化阶梯；

在预设的预同步停留时间内，控制所述压力电磁阀的压力至所述预同步初始压力后，继续控制所述压力电磁阀的压力以间隔所述第一压力变化阶梯的规律进行线性递增；以及

在所述预设的预同步停留时间内，获取目标同步器所设拨叉运动速度，并与预设的预同步阶段拨叉目标运动速度进行对比，且根据对比结果，采用所述第二流量变化阶梯对所述预同步初始流量进行修正，以控制所述流量电磁阀的流量至修正后的预同步初始流量并保持，直至所述预设的预同步停留时间结束为止，进一步确定所述目标同步器自动完成所述预同步阶段并进入所述同步阶段。

4.如权利要求3所述的实现同步器自动挂挡的控制方法，其特征在于，所述步骤S2还进一步包括：

在所述目标同步器进入所述同步阶段时，获取所述目标同步器的实时同步两侧速差，并结合档位、变速器油底壳油温及变速器液压控制油路主压，查表得到所述同步阶段所需的同步初始流量和同步初始压力，且进一步结合实际同步速差变化率和目标同步速差变化率，计算得到压力修正值对所述同步初始压力进行修正；

控制所述压力电磁阀的压力至修正后的同步初始压力并保持，以及控制所述流量电磁阀的流量至所述同步初始流量并保持，直至某一时刻所获取的同步两侧速差小于预设的同步完成最大转速差为止，进一步确定所述目标同步器自动完成所述同步阶段并进入所述拨环阶段。

5.如权利要求4所述的实现同步器自动挂挡的控制方法，其特征在于，所述步骤S2还进一步包括：

在所述目标同步器进入所述拨环阶段时，将所述同步阶段结束时刻的压力设为所述拨环阶段所需的拨环初始压力，并根据档位和变速器油底壳油温，查表得到目标拨环时间和最大拨环压力，且将所述目标拨环时间、所述最大拨环压力和预设的拨环停留时间相结合，对所述拨环初始压力进行修正，得到修正后的拨环初始压力；以及根据档位、变速器油底壳油温及变速器液压控制油路主压，进一步查表得到所述拨环阶段所需的拨环初始流量；

获取所述目标同步器上所设拨叉运动速度，且控制所述压力电磁阀的压力至修正后的拨环初始压力并保持，以及控制所述流量电磁阀的流量至所述拨环初始流量并保持，直至某一时刻的拨叉运动速度大于预设的拨环最大运动速度为止，进一步确定所述目标同步器自动完成所述拨环阶段并进入所述入齿阶段。

6.如权利要求5所述的实现同步器自动挂挡的控制方法，其特征在于，所述步骤S2还进一步包括：

在所述目标同步器进入所述入齿阶段时，将所述拨环阶段结束时刻的压力和流量分别设为所述拨环阶段所需的入齿初始压力和入齿初始流量，并根据档位、变速器油底壳油温及变速器液压控制油路主压，查表得到所述入齿阶段所需的第三流量变化阶梯和第二压力变化阶梯；

控制所述压力电磁阀的压力至所述入齿初始压力后，继续控制所述压力电磁阀的压力以间隔所述第二压力变化阶梯的规律进行线性递减；以及

获取目标同步器所设拨叉运动速度及拨叉实时位置，并将所述目标同步器所设拨叉运动速度与预设的入齿阶段拨叉目标运动速度进行对比，且根据对比结果，采用所述第三流量变化阶梯对所述入齿初始流量进行修正，以控制所述流量电磁阀的流量至修正后的入齿初始流量，直至某一时刻的拨叉实时位置达到预设的在档位置为止，进一步确定所述目标同步器自动完成所述入齿阶段并进入所述完全在档阶段。

7.如权利要求6所述的实现同步器自动挂挡的控制方法，其特征在于，所述步骤S2还进一步包括：

在所述目标同步器进入所述完全在档阶段时，控制所述压力电磁阀的压力为预设压力值及所述流量电磁阀的流量为预设流量值，以使得所述目标同步器位于所述预设的在档位置，完成自动挂挡。

8.一种变速器控制器，其特征在于，其通过控制变速器液压控制油路上预先设置的压力电磁阀的压力及流量电磁阀的流量来实现同步器自动挂挡；其中，所述变速器液压控制油路上与每一同步器上所设拨叉的活塞腔均相连，并让油进入对应同步器上所设拨叉的活塞腔内以推动相应活塞运动来完成挂挡控制；

所述变速器控制器包括：

指令发送单元，用于选择目标同步器，并给所述目标同步器发送挂挡指令；

同步器挂挡控制单元，用于待确定所述目标同步器接收到所述挂挡指令之后，结合档位、变速器油底壳油温及变速器液压控制油路主压，计算出目标同步器的挂挡阶段依次进入充油阶段、预同步阶段、同步阶段、拨环阶段、入齿阶段及完全在档阶段时所述压力电磁阀所需的压力和所述流量电磁阀所需的流量，并结合所述目标同步器上所设拨叉位置、运动速度、同步转速及停留时间，在每一挂挡阶段中分别对所述压力电磁阀和所述流量电磁阀进行相应控制，以使所述目标同步器所设拨叉的活塞运动来完成所有挂挡阶段。

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