一种挂档控制方法

技术领域

本发明涉及自动变速器技术领域，尤其涉及一种挂档控制方法。

背景技术

随着汽车工业技术的发展，自动变速器越来越多的应用于乘用车上。在众多的自动变速器类型中，双离合自动变速器以其传动效率高、换档迅速、成本较低等诸多优势，在众多自动同步器中脱颖而出，成为众多厂家争相研究的热点。但是双离合变速器具有尖锐的人字形接合齿结构，使双离合变速器在摘挂过程中会出现金属碰撞产生的清脆噪声，具有明显的噪音问题，同时也会导致档位摘挂过程中平顺性不佳。

发明内容

本发明的目的在于提出一种挂档控制方法，能够解决同步器结构变更产生的挂档困难问题，降低挂档过程中的噪音，提高整车的换档品质。

为实现上述技术效果，本发明的挂档控制方法的技术方案如下：

一种挂档控制方法，包括：S1、根据输入的预设档位指令，由档位拨叉驱动接合套由零位运动至N档位置；所述接合套具有第一啮合齿，所述第一啮合齿的端面为平滑面；S2、在挂档力的作用下，通过同步锁环实现接合套与接合齿的转速同步；S3、对离合器预充油直至所述离合器内的压力达到第一预设压力值，同时通过所述挂档力驱动所述档位拨叉运动并使所述接合套与所述同步锁环对正；S4、再次对所述离合器充油并使所述离合器内压力达到第二预设压力值，使所述离合器对所述接合套传递发动机扭矩以使所述接合套相对所述接合齿转动，同时驱动所述接合套朝向所述接合齿移动，所述接合齿具有第二啮合齿，所述第二啮合齿朝向所述接合套的端面设有平滑面；S5、判断所述第一啮合齿与所述第二啮合齿在第一预设时间内是否完成啮合；S6、如所述第一啮合齿与所述第二啮合齿啮合，挂档执行模块输出当前轴结合档位；S7、如所述第一啮合齿与所述第二啮合齿未啮合，则所述离合器泄油，驱动所述档位拨叉运行至N档位置，重复步骤S2-S5，步骤S2-S5重复预设次数后，控制器上报档位故障。

进一步地，所述第一预设压力值与所述离合器的半结合点压力的比值为0.4-0.6，所述第二预设压力值为所述离合器的半结合点压力，所述离合器的半结合点压力为所述离合器充油置能传递的所述发动机扭矩为预设扭矩时的压力值。

进一步地，所述预设扭矩为8N·M-12N·M。

进一步地，在步骤S2中，当所述接合套的转速与所述接合齿的转速绝对值不大于预设偏差值时，所述接合套与同步锁环完成同步。

进一步地，所述预设偏差值为40RPM-60RPM。

进一步地，当所述档位拨叉的运动速度大于预设速度或者所述档位拨叉在步骤S3中累计运动第二预设时间时判定所述接合套与所述同步锁环对正。

进一步地，所述预设速度为0.4mm/系统运行周期-0.6mm/所述系统运行周期，所述系统运行周期为10ms，所述第二预设时间为0.9s-1.1s。

进一步地，在步骤S5中，所述接合套在步骤S4中运行了第二预设行程且所述接合齿的转速与变速器的输出轴的转速比为所述预设档位的转速比时，所述第一啮合齿和所述第二啮合齿完成啮合。

进一步地，所述第一预设时间为1.5s-2.5s，所述预设次数为3-5次。

进一步地，所述变速器还包括位置传感器，所述位置传感器用于检测所述档位拨叉的速度信息和位置信息。

本发明的有益效果为：根据本发明的挂档控制方法，由于在挂档步骤中对离合器进行了预充油和充油两次充油进程，能够使接合套在完成拨环阶段后，能够在发动机的扭矩作用下相对接合齿转动，从而在档位拨叉的驱动下与接合齿完成啮合的进齿过程，能够使不具有人字齿等摩擦啮合结构的接合套和接合齿也能够较好地完成啮合，既能解决同步器结构变更产生的挂档困难问题，由于采用了前文所述的同步器，还能够因为第一啮合齿和第二啮合齿相对设置的端部包括平滑面而显著降低了挂档时产生的噪音，提高了整车的换档品质。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是本发明具体实施方式提供的挂档控制方法的流程图；

图2是本发明具体实施方式提供的接合套、接合齿和同步锁环在启动控制阶段的位置关系示意图；

图3是本发明具体实施方式提供的接合套、接合齿和同步锁环在同步阶段的位置关系示意图；

图4是本发明具体实施方式提供的接合套、接合齿和同步锁环在拨环阶段的位置关系示意图；

图5是本发明具体实施方式提供的接合套、接合齿和同步锁环在进齿阶段的第一个位置关系示意图；

图6是本发明具体实施方式提供的接合套、接合齿和同步锁环在进齿阶段的第二个位置关系示意图；

图7是本发明具体实施方式提供的接合套、接合齿和同步锁环在进齿阶段的第三个位置关系示意图。

附图标记

1、接合套；2、接合齿；3、同步锁环。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

下面参考图1-图7描述本发明实施例的挂档控制方法的具体结构。

如图1-图7所示，本发明公开了一种挂档控制方法，该挂档控制方法包括：S1、根据输入预设档位指令，由档位拨叉驱动接合套1由零位运动至N档位置，；S2、在挂档力的作用下，通过同步锁环3实现接合套1与接合齿2的转速同步；S3、对离合器预充油直至离合器内的压力达到第一预设压力值，同时通过挂档力驱动档位拨叉运动并使接合套1与同步锁环3对正；S4、再次对离合器充油并使离合器内压力达到第二预设压力值，使离合器对接合套1传递发动机扭矩以使接合套1相对接合齿2转动，同时驱动接合套1朝向接合齿2移动，接合齿2具有第二啮合齿，第二啮合齿朝向接合套1的端面设有平滑面；S5、判断第一啮合齿与第二啮合齿在第一预设时间内是否完成啮合；S6、如第一啮合齿与第二啮合齿啮合，挂档执行模块输出当前轴结合档位；S7、如第一啮合齿与第二啮合齿未啮合，则离合器泄油，驱动档位拨叉运行至N档位置，重复步骤S2-S5，步骤S2-S5重复预设次数后，控制器上报档位故障。

可以理解的是，步骤S1和步骤S2能够使接合套1根据输入的预设档位运动，并与同步锁环3完成同步，使接合套1、同步锁环3和接合齿2从图2的位置关系进入图3的位置关系，完成了接合套1、同步锁环3和接合齿2的启动控制阶段和同步阶段，使接合套1的转速能够在同步锁环3的作用下与接合齿2的转速相近，实现接合套1与接合齿2的转速同步，并便于实现接合套1与接合齿2之间的啮合。

步骤S3能够使接合套1和同步锁环3对正，接合套1和同步锁环3从图3的位置关系进入图4的位置关系，完成了接合套1和同步锁环3的拨环阶段，实现接合套1与同步锁环3之间的完全啮合，为接合齿2与接合套1之间的啮合让出啮合空间。

步骤S4能够同时驱动接合套1在接近接合齿2的方向上移动，使接合套1、同步锁环3和接合齿2从图4的位置关系进入图5的位置关系，同时离合器充油能够向接合套1传递发动机扭矩，并使接合套1、同步锁环3和接合齿2从图5的位置关系进入图6的位置关系，此后档位拨叉持续驱动接合套1朝向接近接合齿2的方向上运动，并使接合套1、同步锁环3和接合齿2从图6的位置关系进入图7的位置关系，完成了接合套1、同步锁环33和接合齿2的进齿阶段，以便于接合套1能够在档位拨叉的驱动下与接合齿2完成啮合。

由于离合器在前期充油过程中不会对同步器传递发动机扭矩，也就无法驱动接合套1相对接合齿2转动，通过在步骤S3中对离合器进行预充油，且离合器内的压力达到第一预设压力值时，离合器即将向接合套1传递发动机扭矩，在步骤S4中再次对离合器充油使离合器内的压力达到第二预设压力值，并实现离合器对接合套1传递发动机扭矩，实现接合套1在发动机扭矩作用下相对接合齿2转动，以便于在第一啮合齿和第二啮合齿的相对设置的端面上包括平滑面时能够实现接合套1和接合齿2的啮合。同时，由于步骤S3中在接合套1和同步锁环3的对正过程中已经对离合器进行了预充油处理，使步骤S4中离合器在同样的充油时间内能够更快的将压力提升至第二预设压力值，使离合器在步骤S4中的压力阶跃上升能够具有快速可靠地响应效率，能够便于在步骤S4中较快的实现接合套1和接合齿2之间的啮合，并在步骤S3中能够传递较小的发动机扭矩，确保接合套1和接合齿2完成同步后不会因为离合器充油而出现同步失败的现象。

同时，由于第一啮合齿和第二啮合齿相对设置的端面均包括平滑面，使接合套1在档位拨叉的驱动下朝向接合齿2运动的过程中，第一啮合齿朝向第二啮合齿的运动和啮合过程中，即使在接合套1的进齿环节中出现顶齿现象，以及在进齿之后接合套1高速撞击接合齿2的端面，也会由于第一啮合齿和第二啮合齿在接触过程中是两个平滑面之间的接触，而使接合套1和接合齿2在撞击过程中产生的挂档噪音较小，相对现有技术中具有人字齿的接合套1和接合齿2的挂档噪音，具有平滑端面的接合套1和接合齿2的挂档噪声将大大降低，从而有效地解决挂档噪音过大的问题，从而降低了同步器的挂档噪音，并提高了车辆的换档品质。

步骤S5-S7中能够根据接合套1和接合齿2之间的实际啮合情况进行后续操作，如果接合套1和接合齿2完成啮合，则向挂档执行模块输出当前轴结合档位，以使离合器根据驱动系统的实际需求进行换档进程或者进行泄油控制进入空档，如果接合套1和接合齿2没有完成啮合，则能够驱动档位拨叉带动接合套1复位至N档位置，以重复步骤S2-S5再次进行挂档，本实施例步骤S7中还能够根据失败次数向用户上报档位故障，以确保自动挂档的完整性。

根据本实施例的挂档控制方法，由于在挂档步骤中对离合器进行了预充油和充油两次充油进程，能够使接合套1在完成拨环阶段后，能够在发动机的扭矩作用下相对接合齿2转动，从而在档位拨叉的驱动下与接合齿2完成啮合的进齿过程，能够使不具有人字齿等摩擦啮合结构的接合套1和接合齿2也能够较好地完成啮合，既能解决同步器结构变更产生的挂档困难问题，由于第一啮合齿和第二啮合齿的端面包括平滑面，能够大大降低接合套1与接合齿2啮合时的噪音，降低同步器挂档噪音，提高整车的换档品质。

在一些具体的实施例中，同步锁环3位于接合套1和接合齿2之间，同步锁环3上设有第三啮合齿，第三啮合齿和第一啮合齿上设有能够互相配合的倒角面。可以理解的是，第一啮合齿和第三啮合齿上的倒角面能够便于接合套1与同步锁环3之间的配合，以较好地实现接合套1与接合齿2之间的同步转动。

在一些具体的实施例中，接合套1与离合器的输出轴连接，发动机的输出轴与离合器的输入轴连接。

在一些具体的实施例中，第一啮合齿朝向第二啮合齿的端面上形成有平面，第二啮合齿朝向第一啮合齿的端面上形成有弧面。

在一些实施例中，第一预设压力值与离合器的半结合点压力的比值为0.4-0.6，第二预设压力值为离合器的半结合点压力，离合器的半结合点压力为离合器充油置能传递的发动机扭矩为预设扭矩时的压力值。

可以理解的是，第一预设压力值过小时，将导致步骤4中的预充油时间过长，第一预设压力值过大时，将导致步骤3中接合套1在发动机扭矩作用下转动过大，不利于接合套1与同步锁环3之间的对正过程，第一预设压力值与离合器的半结合点压力的比值为0.4-0.6，既能较好的实现离合器的预充油，也能降低离合器预充油对接合套1和同步锁环3对正造成的影响，从而使离合器在步骤S4中的压力阶跃上升能够具有快速可靠地响应效率，能够便于在步骤S4中较快的实现接合套1和接合齿2之间的啮合。第二预设压力值为离合器的半结合点压力，能够使离合器在步骤4中向接合套1传递发动机扭矩，使接合套1能够相对接合齿2转动预设角度，便于接合套1和接合齿2的啮合。

有利地，第一预设压力值与离合器的半结合点压力的比值为0.5，具有较好的适用范围。当然，在本发明的其他实施例中，上述参数能够根据同步器的实际结构进行确定。

在一些实施例中，预设扭矩为8N·M-12N·M。

可以理解的是，通过上述设置，能够使接合套1转过的预设角度可以便于接合套1与接合齿2之间的啮合，当然，在本发明的其他实施例中，预设扭矩以及离合器的半结合点压力的具体数值可以根据实际的接合套1和接合齿2的啮合需求进行确定。

有利地，预设扭矩为10N·M，离合器的半结合点压力为2.8Bar。当然，在本发明的其他实施例中，上述参数能够根据同步器的实际结构进行确定。

在一些实施例中，在步骤S2中，当接合套1的转速与接合齿2的转速的差值的绝对值不大于预设偏差值时，接合套1与接合齿2完成同步。

可以理解的是，当接合套1的转速在上述范围内时，使接合套1和接合齿2之间的转速能够在预设转速的误差范围内，因此通过上述数据的判定即可确定接合套1是否与接合齿2完成同步。

在一些实施例中，预设偏差值为40RPM-60RPM，预设偏差值过大则易引起接合套1与接合齿2未完成同步时同步器就进入后续拔环阶段，不利于后续接合套1和接合齿2的啮合，使其容易啮合失败，预设偏差值过小则易使同步器一直处于同步阶段，也无法进入后续啮合步骤。

有利地，预设偏差值为50RPM。当然，在本发明的其他实施例中，上述参数能够根据同步器的实际结构进行确定。

在一些实施例中，当档位拨叉的运动速度大于预设速度或者档位拨叉在步骤S3中累计运动第二预设时间时判定接合套1与同步锁环3对正。

可以理解的是，在拨环阶段中，接合套1与同步锁环3对正时拨环驱动接合套1相对同步锁环3运动，并使同步锁环3和接合套1上的倒角面脱离配合，因此通过判定档位拨叉的运动速度和运动时间即可近似确定接合套1相对同步锁环3的运动距离，从而能够确定接合套1与同步锁环3是否对正。

在一些实施例中，预设速度为0.4mm/系统运行周期-0.6mm/系统运行周期，系统运行周期为10ms，第二预设时间为0.9s-1.1s。

可以理解的是，通过上述参数设置，能够较好地保证接合套1根据上述参数运行后能够实现接合套1和同步锁环3上的倒角面的脱离，较好地保证接合套1和同步锁环3完成拨环阶段。

有利地，系统运行周期时间为10ms，预设速度为0.5mm/系统运行周期，第二预设时间为1s。当然，在本发明的其他实施例中，上述参数能够根据同步器的实际结构进行确定。

在一些实施例中，在步骤S5中，接合套1在步骤S4中运行了第二预设行程且接合齿2和变速器的输出轴的转速比为预设档位的转速比时，第一啮合齿和第二啮合齿完成啮合。

可以理解的是，接合套1运行了第二预设行程后能够确保接合套1与接合齿2之间的稳定啮合，防止接合套1和接合齿2之间的配合部分过短，并导致其啮合不稳定的现象，接合套1和接合齿2的转速比为预设档位的转速比能够确保换档的转速比的准确输出，因此，在本实施例中，接合套1和接合齿2仅有在同时满足上述条件时才能判定第一啮合齿和第二啮合齿完成啮合。

在一些实施例中，第一预设时间为1.5s-2.5s，预设次数为3-5次。

可以理解的是，第一预设时间过长则容易使挂档等待时间过长，第一预设时间过短则容易造成接合套1和接合齿2之间的冲击过大，根据本实施例的第一预设时间，既能保证挂档过程具有较好的容错率，也能降低接合套1和接合齿2之间的撞击，进一步减小挂档过程中出现的噪音。预设次数过长容易影响整车的驾驶性，预设时间过短则无法准确反馈挂档过程的异常程度，本实施例的预设次数能够较好的保证挂档的正常进行。

在一些实施例中，变速器还包括位置传感器，位置传感器用于检测档位拨叉的速度信息和位置信息。

可以理解的是，通过上述设置能够便于通过检测档位拨叉的速度信息和位置信息而确定接合套1的运动参数和位置参数。

实施例：

下面参考图1-图7描述本发明一个具体实施例的挂档控制方法。

该挂档控制方法包括：

S1、对档位拨叉施加挂档力，使档位拨叉带动接合套1由零位运动运动至N档位置，接合套1具有第一啮合齿，第一啮合齿的端面为平滑面；

S2、在挂档力的作用下，通过同步锁3环实现接合套1与接合齿2的转速同步，当接合套1和接合齿2的转速偏差不大于预设偏差值时，判定转速同步完成，预设偏差值为40RPM-60RPM；

S3、对离合器预充油直至离合器内的压力达到第一预设压力值，同时通过挂档力驱动档位拨叉运动并使接合套1与同步锁环3对正，第一预设压力值与离合器的半结合点压力的比值为0.4-0.6，离合器的半结合点压力为离合器充油置能传递的发动机扭矩为预设扭矩时的压力值，当档位拨叉的运动速度大于预设速度或者档位拨叉在步骤S3中累计运动第二预设时间时判定接合套1与同步锁环3对正；

S4、再次对离合器充油并使离合器内压力达到第二预设压力值，使离合器对接合套1传递发动机扭矩以使接合套1相对接合齿2转动，同时驱动接合套1朝向接合齿2移动，第二预设压力值为离合器的半结合点压力，接合齿2具有第二啮合齿，第二啮合齿朝向接合套1的端面设有平滑面；；

S5、判断第一啮合齿与第二啮合齿在第一预设时间内是否完成啮合，接合套1在步骤S4中运行了第二预设行程且接合套1和接合齿2的转速比为预设档位的转速比时，第一啮合齿和第二啮合齿完成啮合；

S6、如第一啮合齿与第二啮合齿啮合，挂档执行模块输出当前轴结合档位；

S7、如第一啮合齿与第二啮合齿未啮合，则离合器泄油，驱动档位拨叉运行至N档位置，重复步骤S2-S5，步骤S2-S5重复预设次数后，控制器上报档位故障。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。