一种amt变速箱换档控制系统和控制方法

文档序号:677849 发布日期:2021-04-30 浏览:39次 >En<

阅读说明:本技术 一种amt变速箱换档控制系统和控制方法 (Gear shifting control system and control method for AMT (automated mechanical transmission) ) 是由 陈超 袁涛 李晓林 牛学臣 于 2020-12-25 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种AMT变速箱换档控制系统和控制方法,系统包括电磁制动器和依次连接的发动机、离合总成、发动机输出轴、付变速箱和AMT变速箱,付变速箱包括单向离合器和变速箱输入轴,发动机输出轴共转动地连接变速箱输入轴或者通过单向离合器连接变速箱输入轴。AMT变速箱需要升档或强制降档时,先将发动机输出轴通过单向离合器连接变速箱输入轴,然后再进行换档操作,换档操作过程中,离合总成的离合器保持闭合状态,升档的换档过程通过电磁制动器辅助调节发动机曲轴的转速。本发明消除了传统AMT变速箱换档时动力中断引起的顿挫感,极大缩短AMT变速箱换档动力中断时间,提高换档速度,提升驾驶舒适性。(The invention provides a gear shifting control system and a gear shifting control method for an AMT (automated mechanical transmission), wherein the gear shifting control system comprises an electromagnetic brake, and an engine, a clutch assembly, an engine output shaft, a secondary gearbox and an AMT gearbox which are sequentially connected, the secondary gearbox comprises a one-way clutch and a gearbox input shaft, and the engine output shaft is connected with the gearbox input shaft in a co-rotating manner or is connected with the gearbox input shaft through the one-way clutch. When the AMT gearbox needs to be shifted up or shifted down forcibly, an output shaft of an engine is connected with an input shaft of the gearbox through a one-way clutch, then gear shifting operation is carried out, in the gear shifting operation process, the clutch of a clutch assembly is kept in a closed state, and the rotating speed of a crankshaft of the engine is adjusted in an assisting mode through an electromagnetic brake in the gear shifting process of shifting up. The invention eliminates the pause and frustration caused by power interruption when the traditional AMT gearbox shifts gears, greatly shortens the gear shifting power interruption time of the AMT gearbox, improves the gear shifting speed and improves the driving comfort.)

一种AMT变速箱换档控制系统和控制方法

技术领域

本发明涉及汽车动力技术领域,具体为一种AMT变速箱换档控制系统和控制方法。

背景技术

汽车在升档或降档过程中,需要先将离合器分离或断开,再进行摘档和挂档操作,挂档完成后再将离合器闭合,使动力能通过离合器传递至车轮。上述过程因为离合器的分离原因,会存在动力中断过程,此动力中断过程越长越影响汽车的驾驶性能和驾驶舒适性。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题,本发明的目的是提供一种AMT变速箱换档控制系统和控制方法,消除了传统AMT变速箱换档时动力中断引起的顿挫感,升档时通过电磁制动器辅助降速,动力中断时间比只有单向离合器的变速箱减少了30%,比传统的AMT变速箱升档和降档均减少了30%~40%,极大缩短AMT变速箱换档动力中断时间,提高换档速度,提升驾驶舒适性。

为了实现上述目的,本发明所采用的技术方案是:

一种AMT变速箱换档控制系统,包括电磁制动器和依次连接的发动机、离合总成、发动机输出轴、付变速箱和AMT变速箱,发动机的动力依次通过离合总成、发动机输出轴、付变速箱和AMT变速箱传递至车轮,离合总成包括离合器,付变速箱包括单向离合器和变速箱输入轴,发动机输出轴共转动地连接变速箱输入轴或者通过单向离合器连接变速箱输入轴,电磁制动器启动后与发动机的曲轴之间产生与曲轴转动方向相反的作用力,所述作用力非定值。

作为上述技术方案的进一步改进:

发动机输出轴的一端连接曲轴的一端,发动机输出轴的另一端共转动地连接变速箱输入轴或者通过单向离合器连接变速箱输入轴。

所述曲轴的远离离合总成的一端安装有电磁制动器。

电磁制动器包括电磁固定座和制动吸盘,电磁固定座与发动机的外壳固定,制动吸盘与发动机的曲轴相连并共运动,当电磁固定座通电产生电磁场时,制动吸盘受电磁吸力吸引与电磁固定座贴合产生摩擦力,使曲轴受到摩擦力矩。

发动机输出轴的远离曲轴的一端连接单向离合器的外圈,单向离合器的内圈连接变速箱输入轴。

付变速箱还包括活动齿圈,活动齿圈的一端连接变速箱输入轴、另一端可拆卸地连接单向离合器的外圈。

付变速箱还包括驱动电机,驱动电机连接并带动活动齿圈移动。

付变速箱还包括位置传感器,位置传感器用于感应活动齿圈的位置。

所述系统还包括控制器,控制器接收信息并根据接收到的信息控制终端部件动作。

控制器接收的信息包括位置传感器发送的信息、油门和刹车的信息、档位的信息、汽车的扭矩和转速信息,终端部件的动作包括活动齿圈的移动,以实现单向离合器的锁定和激活、离合总成的离合器的闭合和分离、发动机的降扭和升扭、摘档、挂档、电磁固定座的通电和断电以及通电电压和通电时间。

一种AMT变速箱换档控制方法,基于上述的控制系统,AMT变速箱需要升档或强制降档时,先将发动机输出轴通过单向离合器连接变速箱输入轴,即单向离合器激活,然后再进行换档操作,换档操作过程中,离合总成的离合器保持闭合状态,升档的换档过程通过电磁制动器辅助调节发动机曲轴的转速。

升档的换档过程为:首先发动机降扭矩同时激活单向离合器,然后摘档同时电磁制动器通电启动,当发动机转速达到设定范围时,电磁制动器断电,最后依次挂档、发动机增扭矩、锁定单向离合器。

强制降档的换档过程包括依次进行的如下步骤:首先发动机降扭矩同时激活单向离合器,然后再依次摘档、挂档、发动机增扭矩、锁定单向离合器。

AMT变速箱在车辆滑行过程中需要降档时,此时滑行状态活动齿圈已移动至发动机输出轴和变速箱输入轴共转动地连接,需要离合总成的离合器分离然后再进行换档操作。

滑行降档的换档过程为:首先,发动机降扭矩同时离合总成的离合器分离;然后再依次摘档、挂档;最后,离合总成的离合器闭合同时发动机增扭矩。

控制器根据接收到的刹车和油门的信息、车速信息和档位信息判断AMT变速箱需要升档、强制降档或滑行降档。

激活单向离合器是指:将活动齿圈脱离与单向离合器外圈的连接,发动机输出轴的动力依次通过单向离合器的外圈和内圈传递至变速箱输入轴;锁定单向离合器是指将活动齿圈与单向离合器的外圈和变速箱输入轴连接,发动机输出轴的动力依次通过单向离合器的外圈和活动齿圈传递至变速箱输入轴。

控制器控制驱动电机带动活动齿圈移动。

本发明的有益效果是:消除了传统AMT变速箱换档时动力中断引起的顿挫感,升档时通过电磁制动器辅助发动机降速,动力中断时间升档比只有单向离合器的AMT变速箱减少了30%,比传统的AMT变速箱升档和降档均减少了30%~40%,极大缩短AMT变速箱换档动力中断时间,提高换档速度,提升驾驶舒适性。

附图说明

图1为本发明一个实施例的结构示意图;

图2为本发明一个实施例的控制方法流程图;

图3为本发明升档过程各参数变化趋势图;

图4为本发明强制降档过程各参数变化趋势图;

图5为本发明滑行降档过程各参数变化趋势图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。

为了便于描述,在这里可以使用空间相对术语,如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等,用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是,空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如,如果附图中的器件被倒置,则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而,示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位),并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

一种AMT变速箱换档控制系统,如图1所示,包括电磁制动器5和依次连接的发动机1、离合总成2、发动机输出轴11、付变速箱3、AMT变速箱4和控制器,发动机1的动力依次通过离合总成2、发动机输出轴11、付变速箱3和AMT变速箱4传递至车轮。

发动机1的曲轴一端连接离合总成2、另一端设有电磁制动器5。

离合总成2包括离合器。

付变速箱3包括单向离合器32、变速箱输入轴31、活动齿圈33、驱动电机34、位置传感器35。发动机输出轴11的一端连接曲轴的一端,发动机输出轴11的另一端共转动连接变速箱输入轴31或者通过单向离合器32连接变速箱输入轴31。发动机输出轴11的远离曲轴的一端连接单向离合器32的外圈,单向离合器32的内圈连接变速箱输入轴31。当所述外圈的转速大于内圈的转速时,所述外圈能带动内圈同步转动,当所述内圈的转速大于外圈的转速时,所述内圈不能带动外圈同步转动。

活动齿圈33通过花键与变速箱输入轴31共转动地连接且可沿着变速箱输入轴31轴向移动。活动齿圈33移动至连接变速箱输入轴31同时连接单向离合器32的外圈或者移动至脱离单向离合器32的外圈。

基于上述结构,当活动齿圈33脱离所述外圈时,发动机输出轴11依次通过单向离合器32的外圈和内圈传递驱动至变速箱输入轴31,或者说单向离合器32被激活;当活动齿圈33连接所述外圈时,发动机输出轴11依次通过单向离合器32的外圈、活动齿圈33传递驱动至变速箱输入轴31,此时发动机输出轴11和变速箱输入轴31共转动,单向离合器32不起作用,或说单向离合器32被锁定。即,活动齿圈33起到切换单向离合器32状态的作用。

驱动电机34连接并带动活动齿圈33移动。

位置传感器35用于感应活动齿圈33的位置,即活动齿圈33是否和单向离合器32的外圈连接。

电磁制动器5安装在所述曲轴的远离离合总成2的一端。电磁制动器5包括电磁固定座51和制动吸盘52,电磁固定座51与发动机1的外壳固定,制动吸盘52与发动机1的曲轴相连并共运动,当电磁固定座51通电产生电磁场时,制动吸盘52受电磁吸力吸引与电磁固定座51贴合产生摩擦力,使曲轴受到摩擦力矩。即电磁制动器5启动后与发动机1的曲轴之间产生与曲轴转动方向相反的作用力,如此来辅助降低曲轴的转速,加速曲轴转速的降低过程。另外,可以控制电磁固定座51的通电时间和通电电压,如此控制电磁固定座51对制动吸盘52的吸合时间吸引力的大小,即所述作用力非定值。

控制器接收信息并根据接收到的信息控制终端部件动作。控制器接收的信息包括但不限于位置传感器35发送的信息、油门和刹车的信息、档位的信息、汽车的扭矩和转速信息,终端部件的动作包括但不限于活动齿圈33的移动、离合总成2的离合器的闭合和分离、发动机1的降扭和升扭、摘档、挂档、电磁固定座51的通电和断电以及通电电压和通电时间。

基于上述的控制系统的一种AMT变速箱换档控制方法如图2~5所示,包括如下过程:

控制器根据接收到的刹车和油门的信息、车速信息和档位信息判断AMT变速箱4需要升档、强制降档还是滑行降档;

当控制器判断AMT变速箱4需要升档时,先将发动机1降扭矩同时将发动机输出轴11通过单向离合器32连接变速箱输入轴31,即活动齿圈33脱离与单向离合器32的外圈连接,单向离合器32处于激活状态,然后再进行后续操作。升档的换档过程为:首先发动机降扭矩同时激活单向离合器32,然后摘档同时电磁制动器5通电启动,当发动机转速达到设定范围时,电磁制动器5断电,最后依次挂档、发动机增扭矩、锁定单向离合器32。发动机增扭矩至达到驾驶员需求扭矩时锁定单向离合器32。最后锁定单向离合器32是为了保证车辆正常行驶的倒拖工况有效,下次升档前再次激活锁定单向离合器32。换句话说,车辆正常行驶时,单向离合器32处于锁定状态。

升档的换档操作过程中,离合总成2的离合器保持闭合状态。通过电磁制动器5辅助调节发动机1曲轴的转速,使发动机1曲轴的转速加速降低,以缩短换档过程。换档过程中,发动机转速达到设定范围是指发动机转速达到驾驶员需求转速或接近驾驶员需求转速,接近的范围可根据具体应用灵活设计。所述驾驶员需求转速即换挡目标转速。

当控制器判断AMT变速箱4需要强制降档时,先将发动机1降扭同时将发动机输出轴11通过单向离合器32连接变速箱输入轴31,即活动齿圈33脱离与单向离合器32外圈的连接,单向离合器32处于激活状态。然后再进行后续操作。具体的,强制降档的换档过程包括依次进行的如下步骤:首先发动机降扭矩同时激活单向离合器32,然后再依次摘档、挂档、发动机增扭矩、锁定单向离合器32。发动机增扭矩至达到驾驶员需求扭矩时锁定单向离合器32。

强制降档的换档操作过程中,离合总成2的离合器保持闭合状态。

当控制器判断AMT变速箱4需要在车辆滑行过程中降档时,此时滑行状态下活动齿圈33已移动至发动机输出轴11和变速箱输入轴31共转动地连接,即单向离合器原本就处于锁定状态,直接进行换档操作。滑行降档的换档过程为:首先,发动机降扭矩同时离合总成2的离合器分离;然后再依次摘档、挂档;最后,离合总成2的离合器闭合同时发动机增扭矩。当发动机1的转速升高至达到换挡目标转速时,离合总成2的离合器由打开至完全闭合。

滑行降档是指发动机不给油,汽车在无给油状态下滑行,此时车轮反拖发动机1旋转,即初始时,单向离合器32内圈的转速大于外圈的转速,内圈不能带动外圈转动,此时需要将所述单向离合器32锁定。

最后有必要在此说明的是:以上实施例只用于对本发明的技术方案作进一步详细地说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。

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