換擋協同控制方法及相關設備的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種換擋協同控制方法及控制裝置、自動變速器控制系統、汽車，獲取隨時更新的當前擋位和當前扭矩擋位，以及需求擋位；根據初始當前擋位和需求擋位確定目標擋位，以及由初始當前擋位至目標擋位對應的換擋類型和目標擋位對應的每個離合器的狀態；根據隨時更新的當前擋位和當前扭矩擋位、換擋類型、目標擋位、每個離合器的狀態確定發動機在換擋過程中的扭矩控制狀態和每個離合器控制狀態，并將其輸出。通過發動機和每個離合器的協同控制，最終完成換擋過程；以及通過發動機和每個離合器的協同控制，使得發動機和每個離合器在換擋過程中的控制狀態結合分析，可以保證離合器在換擋過程中沖擊小，發動機輸出扭矩平穩，提高換擋品質。
【專利說明】換擋協同控制方法及相關設備
【技術領域】
[0001] 本發明涉及汽車【技術領域】，更具體地說，涉及一種換擋協同控制方法及控制裝置、 自動變速器控制系統、汽車。
【背景技術】
[0002] 隨著汽車工業的發展，自動變速汽車越來越受到消費者的青睞。相比手動變速汽 車需要頻繁的換擋操作、易使駕駛員疲勞、影響行駛安全而言，自動變速汽車操縱輕便、具 有良好的自適應性，大大提高了發動機和傳動系統的使用壽命。
【發明內容】
[0003] 有鑒于此，本發明提供一種換擋協同控制方法及控制裝置、自動變速器控制系統、 汽車，通過該方法及相關設備，確定發動機在換擋過程中的扭矩控制狀態和每個離合器控 制狀態，進而通過發動機和離合器的協同控制，完成換擋過程。
[0004] 為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：
[0005] -種換擋協同控制方法，包括：
[0006] S1、獲取隨時更新的當前擋位和當前扭矩擋位，以及需求擋位；
[0007] S2、根據初始當前擋位和所示需求擋位確定目標擋位，以及由所述初始當前擋位 至目標擋位對應的換擋類型和所述目標擋位對應的每個離合器的狀態；
[0008] S3、根據隨時更新的當前擋位和當前扭矩擋位、換擋類型、目標擋位、每個離合器 的狀態確定發動機在換擋過程中的扭矩控制狀態和每個離合器控制狀態；
[0009] S4、將所述扭矩控制狀態和每個離合器控制狀態輸出。
[0010] 優選的，所述步驟S2包括：
[0011] S21、根據所述初始當前擋位和需求擋位判斷是否需要換入或換出空擋，若是，則 所述目標擋位為所述需求擋位，所述換擋類型為空擋換擋類型，并根據所述需求擋位確定 每個離合器的狀態；若否，則進入步驟S22 ;
[0012] S22、判斷所述初始當前擋位至需求擋位是否為簡單換擋類型，若是，則所述目標 擋位為所述需求擋位，所述換擋類型為簡單換擋類型，并根據所述需求擋位確定每個離合 器的狀態；若否，則進入步驟S23 ;
[0013] S23、判斷所述初始當前擋位至需求擋位是否適合跳擋，若是，則所述目標擋位為 所跳擋位，所述換擋類型為簡單換擋類型，并根據所述需求擋位確定每個離合器的狀態；若 否，則所述需求擋位失敗，所述目標擋位為所述初始當前擋位。
[0014] 優選的，所述步驟S3包括：
[0015] S31、判斷所述目標擋位是否為所述初始當前擋位，若是，則保持所述每個離合器 控制狀態不變；若否，則判斷所述換擋類型為簡單換擋類型，進入步驟S32 ;
[0016] S32、判斷結合離合器時是否會導致發動機熄火，若是或不確定，則分離的離合 器SP0FF，結合的離合器FILL，并進入步驟S33 ;若否，則分離的離合器ETG，結合的離合器 FILL ；
[0017] S33、判斷結合的離合器FILL是否結束，若是，則分離的離合器DTK，結合的離合器 TP ;若否，則保持所述每個離合器的控制狀態不變；
[0018] S34、判斷現階段的當前扭矩擋位是否與所述目標擋位相對應，若是，則分離的離 合器DTN，結合的離合器SP0N，并請求所述發動機降扭；若否，則保持所述每個離合器的控 制狀態不變；
[0019] S35、判斷現階段的當前擋位是否等于所述目標擋位，若是，則分離的離合器DTN， 結合的離合器Lock UP ;若否，則保持每個離合器的控制狀態和發動機的控制狀態不變。
[0020] 優選的，所述步驟S32中判斷結合離合器時不會導致發動機熄火包括：
[0021] 當所述目標擋位對應的滑差范圍為大于500rpm時，或者，所述目標擋位對應的滑 差范圍為-15rmp?500rmp、且所述發動機的扭矩大于-10Nm時，結合離合器不會導致所述 發動機熄火。
[0022] 優選的，所述步驟S32中判斷結合離合器時導致發動機熄火包括：
[0023] 當所述目標擋位對應的滑差范圍為-lOOOrmp?-15rmp、且所述發動機的扭矩小 于-10Nm時，或者，所述目標擋位對應的滑差范圍為小于-lOOOrmp時，結合離合器會導致所 述發動機熄火。
[0024] 優選的，所述步驟S32中判斷結合離合器時不確定是否導致發動機熄火包括：
[0025] 當所述目標擋位對應的滑差范圍為-lOOOrmp?-15rmp、且所述發動機的扭矩大 于10Nm時，或者，所述目標擋位對應的滑差范圍為15rmp?500rmp、且所述發動機的扭矩小 于-10Nm時，無法確定結合離合器是否會導致所述發動機熄火。
[0026] 優選的，在所述步驟S34中：
[0027] 根據現階段的扭矩擋位對應的滑差在結合的離合器SP0N時間內瞬間變大的情 況，請求所述發動機降扭。
[0028] 一種換擋協同控制裝置，包括：
[0029] 獲取單元，獲取隨時更新的當前擋位和當前扭矩擋位，以及需求擋位；
[0030] 離合器狀態確定單元，用于根據初始當前擋位和需求擋位確定目標擋位，以及由 所述初始當前擋位至目標擋位對應的換擋類型和所述目標擋位對應的每個離合器的狀 態；
[0031] 離合器和發動機控制狀態確定單元，用于根據隨時更新的當前擋位和當前扭矩擋 位、換擋類型、目標擋位、每個離合器的狀態確定發動機在換擋過程中的扭矩控制狀態和每 個離合器控制狀態；以及，
[0032] 輸出單元，用于將所述扭矩控制狀態和每個離合器控制狀態輸出。
[0033] -種自動變速器控制系統，包括上述的換擋協同控制裝置。
[0034] 一種汽車，包括上述的自動變速器控制系統。
[0035] 與現有技術相比，本發明所提供的技術方案具有以下優點：
[0036] 本發明所提供的換擋協同控制方法及控制裝置、自動變速器控制系統、汽車，獲取 隨時更新的當前擋位和當前扭矩擋位，以及需求擋位；根據初始當前擋位和需求擋位確定 目標擋位，以及由初始當前擋位至目標擋位對應的換擋類型和目標擋位對應的每個離合器 的狀態；根據隨時更新的當前擋位和當前扭矩擋位、換擋類型、目標擋位、每個離合器的狀 態確定發動機在換擋過程中的扭矩控制狀態和每個離合器控制狀態，并將其輸出。通過發 動機和每個離合器的協同控制，最終完成換擋過程；以及通過發動機和每個離合器的協同 控制，使得發動機和每個離合器在換擋過程中的控制狀態結合分析，可以保證離合器在換 擋過程中沖擊小，發動機輸出扭矩平穩，提高換擋品質。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0037] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以 根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0038] 圖1為本申請實施例提供的一種換擋協同控制方法的流程圖；
[0039] 圖2為本申請實施例提供的一種確定每個離合器的狀態的方法流程圖；
[0040] 圖3為本申請實施例提供的一種確定發動機的扭矩控制狀態和離合器控制狀態 的方法流程圖；
[0041] 圖4a和4b為本申請實施例提供的發動機扭矩控制狀態和離合器控制狀態的示意 圖；
[0042] 圖5為圖4a或4b中A至D階段發動機扭矩判斷示意圖；
[0043] 圖6為本申請實施例提供的一種換擋協同控制裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0044] 正如【背景技術】所述，隨著汽車工業的發展，自動變速汽車越來越受到消費者的青 睞。自動變速汽車操縱輕便、具有良好的自適應性，大大提高了發動機和傳動系統的使用壽 命。
[0045] 基于此，本發明提供了一種換擋協同控制方法，包括：
[0046] S1、獲取隨時更新的當前擋位和當前扭矩擋位，以及需求擋位；
[0047] S2、根據初始當前擋位和所示需求擋位確定目標擋位，以及由所述初始當前擋位 至目標擋位對應的換擋類型和所述目標擋位對應的每個離合器的狀態；
[0048] S3、根據隨時更新的當前擋位和當前扭矩擋位、換擋類型、目標擋位、每個離合器 的狀態確定發動機在換擋過程中的扭矩控制狀態和每個離合器控制狀態；
[0049] S4、將所述扭矩控制狀態和每個離合器控制狀態輸出。
[0050] 本發明還提供了一種換擋協同控制裝置，包括：
[0051] 獲取單元，獲取隨時更新的當前擋位和當前扭矩擋位，以及需求擋位；
[0052] 離合器狀態確定單元，用于根據初始當前擋位和需求擋位確定目標擋位，以及由 所述初始當前擋位至目標擋位對應的換擋類型和所述目標擋位對應的每個離合器的狀 態；
[0053] 離合器和發動機控制狀態確定單元，用于根據隨時更新的當前擋位和當前扭矩擋 位、換擋類型、目標擋位、每個離合器的狀態確定發動機在換擋過程中的扭矩控制狀態和每 個離合器控制狀態；以及，
[0054] 輸出單元，用于將所述扭矩控制狀態和每個離合器控制狀態輸出。
[0055] 本發明還提供了一種自動變速器控制系統，包括上述換擋協同控制裝置。
[0056] 相應的，本發明還提供了一種汽車，包括上述的自動變速器控制系統。
[0057] 本發明所提供的換擋協同控制方法及控制裝置、自動變速器控制系統、汽車，獲取 隨時更新的當前擋位和當前扭矩擋位，以及需求擋位；根據初始當前擋位和需求擋位確定 目標擋位，以及由初始當前擋位至目標擋位對應的換擋類型和目標擋位對應的每個離合器 的狀態；根據隨時更新的當前擋位和當前扭矩擋位、換擋類型、目標擋位、每個離合器的狀 態確定發動機在換擋過程中的扭矩控制狀態和每個離合器控制狀態，并將其輸出。通過發 動機和每個離合器的協同控制，最終完成換擋過程；以及通過發動機和每個離合器的協同 控制，使得發動機和每個離合器在換擋過程中的控制狀態結合分析，可以保證離合器在換 擋過程中沖擊小，發動機輸出扭矩平穩，提高換擋品質。以上是本發明的核心思想，為使本 發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】 做詳細的說明。
[0058] 在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明，但是本發明還可以 采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的 情況下做類似推廣，因此本發明不受下面公開的具體實施例的限制。
[0059] 其次，本發明結合示意圖進行詳細描述，在詳述本發明實施例時，為便于說明，表 示器件結構的剖面圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應 限制本發明保護的范圍。此外，在實際制作中應包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。
[0060] 本申請實施例提供了一種換擋協同控制方法，通過發動機的扭矩控制和離合器的 控制協同合作，以達到換擋的過程，提高換擋品質。具體參考圖1所示，為本申請實施例提 供的一種換擋協同控制方法的流程圖，其中，
[0061] 換擋協同控制方法包括：
[0062] S1、獲取隨時更新的當前擋位和當前扭矩擋位，以及需求擋位；
[0063] 在換擋過程中，每個階段的當前擋位和當前扭矩擋位是不同的，因此需要隨時獲 取更新的當前擋位和當前扭矩擋位，以保證換擋的效率。其中，需求擋位即為換擋策略通過 分析判斷得出的一種預選擋位。
[0064] S2、根據初始當前擋位和所示需求擋位確定目標擋位，以及由所述初始當前擋位 至目標擋位對應的換擋類型和所述目標擋位對應的每個離合器的狀態；
[0065] 為了方便對本申請進行說明，后續內容均以4擋和5擋進行具體描述。4自由度 AT變速器具有4個濕式離合器（C1、C2、C3、C4)和1個制動器（B1)，其中，每個擋位對應的 離合器的狀態是不同的，例如4擋時，B1和C1為分離狀態，而C2、C3和C4為結合狀態；5擋 時，B1和C3為分離狀態，而Cl、C2和C4為結合狀態。
[0066] 在進行換擋時，當獲取初始當前擋位和需求擋位后，首先要確定目標擋位，目標擋 位即為最終換擋后的擋位。而后根據由初始當前擋位至目標擋位確定換擋類型和目標擋位 對應的離合器的狀態。
[0067] 具體的，參考圖2所示，為本申請實施例提供的一種確定每個離合器的狀態的方 法流程圖，包括：
[0068] S21、根據所述初始當前擋位和需求擋位判斷是否需要換入或換出空擋，若是，則 所述目標擋位為所述需求擋位，所述換擋類型為空擋換擋類型，并根據所述需求擋位確定 每個離合器的狀態；若否，則進入步驟S22 ;
[0069] 首選根據初始當前擋位和需求擋位判斷是否為換入或換出空擋，若是，則目標擋 位確定，即為需求擋位。具體的需要根據初始當前擋位的離合器狀態和需求擋位的離合器 狀態進行判斷，如果在初始當前擋位的離合器狀態和需求擋位的離合器狀態之間只有一個 離合器結合，或者只有一個離合器分離時，那么換擋可以實現，可以確定目標擋位為需求擋 位；進而可以確定換擋類型為空擋換擋類型，即為只有一個離合器結合，或者只有一個離合 器分離的類型，以及確定了目標擋位對應的每個離合器的狀態。
[0070] 如果判斷出在初始當前擋位的離合器狀態和需求擋位的離合器狀態之間不是只 有一個離合器結合，或者只有一個離合器分離時，那么就需要進行后續的判斷。
[0071] S22、判斷所述初始當前擋位至需求擋位是否為簡單換擋類型，若是，則所述目標 擋位為所述需求擋位，所述換擋類型為簡單換擋類型，并根據所述需求擋位確定每個離合 器的狀態；若否，則進入步驟S23 ;
[0072] 換擋類型分為空擋換擋類型和簡單換擋類型，其中，空擋換擋類型即為上述的換 擋時只有一個離合器結合或者只有一個離合器分離的類型；而簡單換擋類型為一個離合器 結合和一個離合器分離的類型。簡單換擋類型根據相鄰擋位之間的離合器的狀態得出：在 順序換擋或者間隔換擋時，僅需要一個換擋元件結合，而一個換擋元件分離即可完成換擋 過程，而其他3個換擋元件的狀態保持不變，處于完全分離或者完全結合的狀態，在短時間 的換擋過程中其傳遞的扭矩保持不變。因此，換擋過程即為結合的離合器和分離的離合器 之間的扭矩交換過程。
[0073] 當在步驟S21中確定為不是空擋換擋類型時，需要根據離合器的狀態判斷是否為 簡單換擋類型，若是，則確定目標擋位即為需求擋位，確定了每個離合器的狀態；若不是，則 還需要后續的再次判斷分析。
[0074] S23、判斷所述初始當前擋位至需求擋位是否適合跳擋，若是，則所述目標擋位為 所跳擋位，所述換擋類型為簡單換擋類型，并根據所述需求擋位確定每個離合器的狀態；若 否，則所述需求擋位失敗，所述目標擋位為所述初始當前擋位。
[0075] 在S22中判斷換擋類型不為簡單換擋類型時，即由初始當前擋位至需求擋位所需 要結合或分離的離合器不止一個時，首先考慮是否適合跳擋，如4 - 1擋過程中有兩個離合 器結合，兩個離合器分離，不符合簡單換擋類型；而由于4 - 3,4 - 2均滿足簡單換擋類型， 并且優選的采用就近降擋原則，所以目標檔位等于3擋。
[0076] S3、根據隨時更新的當前擋位和當前扭矩擋位、換擋類型、目標擋位、每個離合器 的狀態確定發動機在換擋過程中的扭矩控制狀態和每個離合器控制狀態；
[0077] 扭矩控制狀態和每個離合器控制狀態即為由初始當前擋位至目標擋位時，控制發 動機扭矩變化和控制每個離合器變化的過程，通過將發動機和離合器協同控制，完成換擋 過程。
[0078] 具體的，結合圖3和4a、4b對扭矩控制狀態和離合器控制狀態進行說明，圖3為本 申請實施例提供的一種確定發動機的扭矩控制狀態和離合器控制狀態的方法流程圖，圖4a 和4b為本申請實施例提供的發動機扭矩控制狀態和離合器控制狀態的示意圖（圖4a為加 油門由4至5升檔示意圖，圖4b為加油門由5至4降擋示意圖）。
[0079] 包括步驟：
[0080] S31、判斷所述目標擋位是否為所述初始當前擋位，若是，則保持所述每個離合器 控制狀態不變；若否，則判斷所述換擋類型為簡單換擋類型，進入步驟S32 ;
[0081] 首先根據目標擋位和初始當前擋位是否相等，判斷是否進入換擋過程。如果相等， 則每個離合器的控制狀態保持不變。如果不相等，則判斷換擋類型為簡單換擋類型后，進入 換擋過程。
[0082] S32、判斷結合離合器時是否會導致發動機熄火，若是或不確定，則分離的離合 器SP0FF，結合的離合器FILL，并進入步驟S33 ;若否，則分離的離合器ETG，結合的離合器 FILL ；
[0083] 進入換擋過程后，結合的離合器首先進入充油階段（FILL)，并需要判斷結合的離 合器對發動機熄火的影響。本申請實施例優選的判斷方法為通過目標擋位對應的滑差和發 動機的扭矩進行判斷，其中，目標擋位對應的滑差計算方法為：
[0084]
【權利要求】
1. 一種換擋協同控制方法，其特征在于，包括： 51、 獲取隨時更新的當前擋位和當前扭矩擋位，以及需求擋位； 52、 根據初始當前擋位和所示需求擋位確定目標擋位，以及由所述初始當前擋位至目 標擋位對應的換擋類型和所述目標擋位對應的每個離合器的狀態； 53、 根據隨時更新的當前擋位和當前扭矩擋位、換擋類型、目標擋位、每個離合器的狀 態確定發動機在換擋過程中的扭矩控制狀態和每個離合器控制狀態； 54、 將所述扭矩控制狀態和每個離合器控制狀態輸出。
2. 根據權利要求1所述的換擋協同控制方法，其特征在于，所述步驟S2包括： 521、 根據所述初始當前擋位和需求擋位判斷是否需要換入或換出空擋，若是，則所述 目標擋位為所述需求擋位，所述換擋類型為空擋換擋類型，并根據所述需求擋位確定每個 離合器的狀態；若否，則進入步驟S22 ; 522、 判斷所述初始當前擋位至需求擋位是否為簡單換擋類型，若是，則所述目標擋位 為所述需求擋位，所述換擋類型為簡單換擋類型，并根據所述需求擋位確定每個離合器的 狀態；若否，則進入步驟S23 ; 523、 判斷所述初始當前擋位至需求擋位是否適合跳擋，若是，則所述目標擋位為所跳 擋位，所述換擋類型為簡單換擋類型，并根據所述需求擋位確定每個離合器的狀態；若否， 則所述需求擋位失敗，所述目標擋位為所述初始當前擋位。
3. 根據權利要求2所述的換擋協同控制方法，其特征在于，所述步驟S3包括： 531、 判斷所述目標擋位是否為所述初始當前擋位，若是，則保持所述每個離合器控制 狀態不變；若否，則判斷所述換擋類型為簡單換擋類型，進入步驟S32 ; 532、 判斷結合離合器時是否會導致發動機熄火，若是或不確定，則分離的離合器 SPOFF，結合的離合器FILL，并進入步驟S33 ;若否，則分離的離合器ETG，結合的離合器 FILL ； 533、 判斷結合的離合器FILL是否結束，若是，則分離的離合器DTK，結合的離合器TP ; 若否，則保持所述每個離合器的控制狀態不變； 534、 判斷現階段的當前扭矩擋位是否與所述目標擋位相對應，若是，則分離的離合器 DTN，結合的離合器SPON，并請求所述發動機降扭；若否，則保持所述每個離合器的控制狀 態不變； 535、 判斷現階段的當前擋位是否等于所述目標擋位，若是，則分離的離合器DTN，結合 的離合器Lock UP ;若否，則保持每個離合器的控制狀態和發動機的控制狀態不變。
4. 根據權利要求3所述的換擋協同控制方法，其特征在于，所述步驟S32中判斷結合離 合器時不會導致發動機熄火包括： 當所述目標擋位對應的滑差范圍為大于500rpm時，或者，所述目標擋位對應的滑差范 圍為-15rmp?500rmp、且所述發動機的扭矩大于-10Nm時，結合離合器不會導致所述發動 機熄火。
5. 根據權利要求3所述的換擋協同控制方法，其特征在于，所述步驟S32中判斷結合離 合器時導致發動機熄火包括： 當所述目標擋位對應的滑差范圍為-lOOOrmp?-15rmp、且所述發動機的扭矩小 于-10Nm時，或者，所述目標擋位對應的滑差范圍為小于-lOOOrmp時，結合離合器會導致所 述發動機熄火。
6. 根據權利要求3所述的換擋協同控制方法，其特征在于，所述步驟S32中判斷結合離 合器時不確定是否導致發動機熄火包括： 當所述目標擋位對應的滑差范圍為-lOOOrmp?-15rmp、且所述發動機的扭矩大于 10Nm時，或者，所述目標擋位對應的滑差范圍為15rmp?500rmp、且所述發動機的扭矩小 于-10Nm時，無法確定結合離合器是否會導致所述發動機熄火。
7. 根據權利要求3所述的換擋協同控制方法，其特征在于，在所述步驟S34中： 根據現階段的扭矩擋位對應的滑差在結合的離合器SP0N時間內瞬間變大的情況，請 求所述發動機降扭。
8. -種換擋協同控制裝置，其特征在于，包括： 獲取單元，獲取隨時更新的當前擋位和當前扭矩擋位，以及需求擋位； 離合器狀態確定單元，用于根據初始當前擋位和需求擋位確定目標擋位，以及由所述 初始當前擋位至目標擋位對應的換擋類型和所述目標擋位對應的每個離合器的狀態； 離合器和發動機控制狀態確定單元，用于根據隨時更新的當前擋位和當前扭矩擋位、 換擋類型、目標擋位、每個離合器的狀態確定發動機在換擋過程中的扭矩控制狀態和每個 離合器控制狀態；以及， 輸出單元，用于將所述扭矩控制狀態和每個離合器控制狀態輸出。
9. 一種自動變速器控制系統，其特征在于，包括權利要求8所述的換擋協同控制裝置。
10. -種汽車，其特征在于，包括權利要求9所述的自動變速器控制系統。
【文檔編號】F16H61/04GK104089002SQ201410310600
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月1日 優先權日:2014年7月1日
【發明者】魯曦, 范維棟, 李強, 王帥, 辛彩云 申請人:盛瑞傳動股份有限公司