CN114439929A - 换挡力控制方法 - Google Patents

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刘兴龙
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Abstract

本申请提供换挡力控制方法。该换挡力控制方法用于自动变速箱的换挡同步过程，并且包括：S1:获取变速箱输入轴转速目标速差和变速箱输入轴转速实际速差并计算变速箱输入轴转速速差目标变化率；S2:将变速箱输入轴转速速差目标变化率输入多个变速箱部件模型，以计算多个换挡动力源部件目标控制参数的数值；以及S3:根据多个换挡动力源部件目标控制参数的数值来执行换挡同步过程。本申请的换挡力控制方法具有结构简单、安装方便、使用可靠等优点，在提高换挡控制精度的同时改善了驾驶体验。

Description

换挡力控制方法
技术领域
本申请涉及车辆控制领域。更具体而言，本申请涉及一种换挡力控制方法，其旨在提供改善的驾驶体验。
背景技术
采用自动变速箱的车辆在操作中需要换挡。在换挡过程中，需要由控制器对换挡执行机构进行控制，从而向换挡拨叉施加合适的换挡力，使得变速箱中的两个轴实现转速同步，然后变速箱结合套能够进入目标挡位，从而完成换挡操作。一般地，在换挡过程的同步阶段中，根据变速箱输入轴的设定速差和实际速差之间的差值，通过脉谱查表来获得作用在换挡拨叉上的目标换挡力。根据目标换挡力可以计算出换挡执行部件的目标电流。
发明内容
本申请一个方面的目的在于提供一种换挡力控制方法，其旨在提供通过物理模型算法计算目标换挡力的解决方案。
本申请的目的是通过如下技术方案实现的。
一种换挡力控制方法，其用于自动变速箱的换挡同步过程，该方法包括：
S1: 获取变速箱输入轴转速目标速差和变速箱输入轴转速实际速差并计算变速箱输入轴转速速差目标变化率；
S2: 将变速箱输入轴转速速差目标变化率输入多个变速箱部件模型，以计算多个换挡动力源部件目标控制参数的数值；以及
S3: 根据多个换挡动力源部件目标控制参数的数值来执行换挡同步过程。
在上述换挡力控制方法中，可选地，变速箱部件模型包括：变速箱输入轴物理模型、变速箱同步环物理模型、变速箱齿圈物理模型、变速箱换挡执行机构物理模型和变速箱换挡动力源部件控制模型。
在上述换挡力控制方法中，可选地，步骤S2包括以下子步骤：
S2.1: 根据变速箱输入轴转速速差目标变化率，使用变速箱输入轴物理模型、变速箱同步环物理模型和变速箱齿圈物理模型来计算变速箱齿圈的目标摩擦力和变速箱同步环的目标摩擦力；
S2.2: 根据变速箱齿圈的目标摩擦力和变速箱同步环的目标摩擦力，结合变速箱同步环摩擦面积参数和变速箱同步环摩擦系数参数，使用变速箱输入轴物理模型来计算变速箱结合套目标推力；
S2.3: 根据变速箱结合套目标推力，使用变速箱换挡执行机构物理模型来计算拨叉目标换挡力；
S2.4: 根据拨叉目标换挡力，结合变速箱输入轴转速速差目标变化率，使用变速箱换挡执行机构物理模型来计算变速箱换挡动力源部件的目标力矩；以及
S2.5: 根据变速箱换挡动力源部件的目标力矩，使用变速箱换挡动力源部件控制模型来计算换挡动力源部件目标控制参数的数值。
在上述换挡力控制方法中，可选地，在步骤S3中，变速箱控制器控制换挡动力源部件目标控制参数的数值，使得变速箱换挡动力源部件输出目标力矩，变速箱拨叉输出拨叉目标换挡力，变速箱结合套输出变速箱结合套目标推力，变速箱同步环与变速箱齿圈产生目标摩擦力，目标摩擦力作用在变速箱齿圈和变速箱输入轴上，使变速箱输入轴获得变速箱输入轴转速速差目标变化率，达到目标转速速差。
在上述换挡力控制方法中，可选地，变速箱换挡动力源部件包括电机、液压电磁阀和/或气压电磁阀，并且换挡动力源部件目标控制参数包括电流、占空比和/或压力。
在上述换挡力控制方法中，可选地，变速箱输入轴物理模型、变速箱同步环物理模型、变速箱齿圈物理模型和变速箱换挡执行机构物理模型各自包括自学习算法。
在上述换挡力控制方法中，可选地，变速箱同步环物理模型包括以下参数：变速箱同步环摩擦面积参数、变速箱同步环摩擦系数参数和变速箱同步环结合压力参数。
在上述换挡力控制方法中，可选地，变速箱齿圈物理模型包括以下参数：变速箱齿圈摩擦面积参数、变速箱齿圈摩擦系数参数。
在上述换挡力控制方法中，可选地，变速箱换挡执行机构物理模型包括变速箱结合套模型，并且包括以下参数：变速箱执行机构杠杆比、变速箱执行机构速比。
在上述换挡力控制方法中，可选地，变速箱输入轴物理模型包括以下参数：变速箱输入轴转动惯量参数。
附图说明
以下将结合附图和优选实施例来对本申请进行进一步详细描述，但是本领域技术人员将领会的是，这些附图仅是出于解释优选实施例的目的而绘制的，并且因此不应当作为对本申请范围的限制。此外，除非特别指出，附图仅是意在概念性地表示所描述对象的组成或构造并可能包含夸张性显示，并且附图也并非一定按比例绘制。
图1是根据本申请的换挡力控制方法的一个实施例的流程示意图。
具体实施方式
以下将参考附图来详细描述本申请的优选实施例。本领域中的技术人员将领会的是，这些描述仅为描述性的、示例性的，并且不应被解释为限定了本申请的保护范围。
首先，需要说明的是，在本文中所提到的顶部、底部、朝上、朝下等方位用语是相对于各个附图中的方向来定义的。它们是相对的概念，并且因此能够随着特征的位置和使用状态而变化。所以，不应将这些方位用语理解为限制性用语。
此外，还应当指出的是，对于本文的实施例中描述或隐含的任意单个技术特征，或在附图中示出或隐含的任意单个技术特征，仍能够在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行组合，从而获得未在本文中直接提及的本申请的其他实施例。
应当注意的是，在不同的附图中，相同的参考标号表示相同或大致相同的组件。
图1是根据本申请的换挡力控制方法的一个实施例的流程示意图。根据本申请的一个实施例的换挡力控制方法是用于自动变速箱的换挡同步过程的。根据本申请的一个实施例，换挡力控制方法在确定变速箱换挡过程同步阶段的换挡力的过程中采用了一个或多个物理模型。在另一个实施例中，换挡力控制方法在确定变速箱换挡过程同步阶段的换挡力的过程中还采用了目标差速变化率算法。在又一个实施例中，换挡力控制方法在确定变速箱换挡过程同步阶段的换挡力的过程中还采用了变速箱换挡动力源部件控制算法。上述算法可以与物理模型进行结合来使用，也可以作为单独的模型来使用。
根据本申请的一个实施例，换挡力控制方法包括如下步骤：
S1: 获取变速箱输入轴转速目标速差和变速箱输入轴转速实际速差并计算变速箱输入轴转速速差目标变化率；
S2: 将变速箱输入轴转速速差目标变化率输入多个变速箱部件模型，以计算多个换挡动力源部件目标控制参数的数值；以及
S3: 根据多个换挡动力源部件目标控制参数的数值来执行换挡同步过程。
图1示意性地示出了步骤S1、S2和S3的顺序关系。例如，步骤S1采用变速箱输入轴转速目标速差101和变速箱输入轴转速实际速差102作为输入，并且变速箱输入轴转速速差目标变化率111作为步骤S1的输出。变速箱输入轴转速速差目标变化率111将被输出到步骤S2作为步骤S2的输入。
图1还示意性地示出了步骤S2中的多个子步骤。各个子步骤采用上文描述的多个变速箱部件模型来进行计算。这些变速箱部件模型包括但不限于以下模型：变速箱输入轴物理模型、变速箱同步环物理模型、变速箱齿圈物理模型、变速箱换挡执行机构物理模型和变速箱换挡动力源部件控制模型等。
如图所示，步骤S2包括以下子步骤：
S2.1: 根据变速箱输入轴转速速差目标变化率111，使用变速箱输入轴物理模型来计算变速箱齿圈的目标摩擦力和变速箱同步环的目标摩擦力121；
S2.2: 根据变速箱齿圈的目标摩擦力和变速箱同步环的目标摩擦力121，结合变速箱同步环摩擦面积参数122和变速箱同步环摩擦系数参数123，使用变速箱输入轴物理模型来计算变速箱结合套目标推力131；
S2.3: 根据变速箱结合套目标推力131，使用变速箱换挡执行机构物理模型来计算拨叉目标换挡力141；
S2.4: 根据拨叉目标换挡力141，结合变速箱输入轴转速速差目标变化率111，使用变速箱换挡执行机构物理模型来计算变速箱换挡动力源部件的目标力矩151；以及
S2.5: 根据变速箱换挡动力源部件的目标力矩151，使用变速箱换挡动力源部件控制模型来计算换挡动力源部件目标控制参数的数值161。
需要指出的是，变速箱输入轴转速速差目标变化率111在子步骤S2.1和S2.4中使用。在一个实施例中，子步骤S2.1和S2.2在计算的过程中还使用了变速箱同步环物理模型和变速箱齿圈物理模型，以便获得更准确的计算结果。
换挡动力源部件目标控制参数的数值161在步骤S3中使用。具体而言，变速箱控制器控制换挡动力源部件目标控制参数的数值，使得变速箱换挡动力源部件能够输出目标力矩，变速箱拨叉能够输出拨叉目标换挡力，变速箱结合套能够输出变速箱结合套目标推力，并且变速箱同步环与变速箱齿圈能够产生目标摩擦力。目标摩擦力作用在变速箱齿圈和变速箱输入轴上，使变速箱输入轴获得变速箱输入轴转速速差目标变化率，达到目标转速速差。
容易理解的是，变速箱换挡动力源部件可包括电机、液压电磁阀和/或气压电磁阀等，并且换挡动力源部件目标控制参数可包括电流、占空比和/或压力等。
上文描述的变速箱输入轴物理模型、变速箱同步环物理模型、变速箱齿圈物理模型和变速箱换挡执行机构物理模型可各自包括自学习算法。
在一个实施例中，变速箱同步环物理模型可包括以下参数：变速箱同步环摩擦面积参数、变速箱同步环摩擦系数参数和变速箱同步环结合压力参数。变速箱齿圈物理模型可包括以下参数：变速箱齿圈摩擦面积参数、变速箱齿圈摩擦系数参数。变速箱换挡执行机构物理模型可包括变速箱结合套模型，并且包括以下参数：变速箱执行机构杠杆比、变速箱执行机构速比。变速箱输入轴物理模型可包括以下参数：变速箱输入轴转动惯量参数。
在使用中，本申请的换挡力控制方法能够实现对速差变化率的更精确的控制，以便实现更快的同步操作，并且获得更稳定的控制效果。
本申请的换挡力控制方法具有结构简单、安装方便、使用可靠等优点，在提高换挡控制精度的同时改善了驾驶体验。
本说明书参考附图来公开本申请，并且还使本领域中的技术人员能够实施本申请，包括制造和使用任何装置或***、选用合适的材料以及使用任何结合的方法。本申请的范围由请求保护的技术方案限定，并且包含本领域中的技术人员想到的其他实例。只要此类其他实例包括并非不同于请求保护的技术方案字面语言的结构元件，或此类其他实例包含与请求保护的技术方案的字面语言没有实质性区别的等价结构元件，则此类其他实例应当被认为处于由本申请请求保护的技术方案所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种换挡力控制方法，其用于自动变速箱的换挡同步过程，其特征在于，所述方法包括：
S1: 获取变速箱输入轴转速目标速差和变速箱输入轴转速实际速差并计算变速箱输入轴转速速差目标变化率；
S2: 将变速箱输入轴转速速差目标变化率输入多个变速箱部件模型，以计算多个换挡动力源部件目标控制参数的数值；以及
S3: 根据多个换挡动力源部件目标控制参数的数值来执行换挡同步过程。
2.根据权利要求1所述的换挡力控制方法，其特征在于，所述变速箱部件模型包括：变速箱输入轴物理模型、变速箱同步环物理模型、变速箱齿圈物理模型、变速箱换挡执行机构物理模型和变速箱换挡动力源部件控制模型。
3.根据权利要求2所述的换挡力控制方法，其特征在于，步骤S2包括以下子步骤：
S2.1: 根据所述变速箱输入轴转速速差目标变化率，使用所述变速箱输入轴物理模型、所述变速箱同步环物理模型和所述变速箱齿圈物理模型来计算变速箱齿圈的目标摩擦力和变速箱同步环的目标摩擦力；
S2.2: 根据所述变速箱齿圈的目标摩擦力和所述变速箱同步环的目标摩擦力，结合变速箱同步环摩擦面积参数和变速箱同步环摩擦系数参数，使用所述变速箱输入轴物理模型来计算变速箱结合套目标推力；
S2.3: 根据所述变速箱结合套目标推力，使用所述变速箱换挡执行机构物理模型来计算拨叉目标换挡力；
S2.4: 根据所述拨叉目标换挡力，结合所述变速箱输入轴转速速差目标变化率，使用所述变速箱换挡执行机构物理模型来计算变速箱换挡动力源部件的目标力矩；以及
S2.5: 根据所述变速箱换挡动力源部件的目标力矩，使用所述变速箱换挡动力源部件控制模型来计算换挡动力源部件目标控制参数的数值。
4.根据权利要求3所述的换挡力控制方法，其特征在于，在步骤S3中，变速箱控制器控制所述换挡动力源部件目标控制参数的数值，使得变速箱换挡动力源部件输出目标力矩，变速箱拨叉输出所述拨叉目标换挡力，变速箱结合套输出所述变速箱结合套目标推力，变速箱同步环与变速箱齿圈产生目标摩擦力，目标摩擦力作用在所述变速箱齿圈和变速箱输入轴上，使变速箱输入轴获得所述变速箱输入轴转速速差目标变化率，达到目标转速速差。
5.根据权利要求4所述的换挡力控制方法，其特征在于，所述变速箱换挡动力源部件包括电机、液压电磁阀和/或气压电磁阀，并且所述换挡动力源部件目标控制参数包括电流、占空比和/或压力。
6.根据权利要求2-5中任一项所述的换挡力控制方法，其特征在于，所述变速箱输入轴物理模型、所述变速箱同步环物理模型、所述变速箱齿圈物理模型和所述变速箱换挡执行机构物理模型各自包括自学习算法。
7.根据权利要求2-5中任一项所述的换挡力控制方法，其特征在于，所述变速箱同步环物理模型包括以下参数：变速箱同步环摩擦面积参数、变速箱同步环摩擦系数参数和变速箱同步环结合压力参数。
8.根据权利要求2-5中任一项所述的换挡力控制方法，其特征在于，所述变速箱齿圈物理模型包括以下参数：变速箱齿圈摩擦面积参数、变速箱齿圈摩擦系数参数。
9.根据权利要求2-5中任一项所述的换挡力控制方法，其特征在于，所述变速箱换挡执行机构物理模型包括变速箱结合套模型，并且包括以下参数：变速箱执行机构杠杆比、变速箱执行机构速比。
10.根据权利要求2-5中任一项所述的换挡力控制方法，其特征在于，所述变速箱输入轴物理模型包括以下参数：变速箱输入轴转动惯量参数。
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