一种基于电动换挡执行器的滑动齿套换挡控制方法及车辆与流程

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种基于电动换挡执行器的滑动齿套换挡控制方法及车辆。

背景技术：

在汽车换挡过程中，滑动齿套换挡方式作为一种重要换挡方式，其在amt变速器中应用广泛。目前，重型商用车amt的主箱主要采用滑动齿套换挡方式，但是匹配电动换挡执行器和滑动齿套变速器的换挡冲击大，且换挡时间长，用户体验较差。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于电动换挡执行器的滑动齿套换挡控制方法及车辆，以解决现有技术中存在的匹配电动换挡执行器和滑动齿套变速器的换挡冲击大，且换挡时间长，用户体验较差的问题。

如上构思，本发明所采用的技术方案是：

一种基于电动换挡执行器的滑动齿套换挡控制方法，包括：

s1、换挡开始，将换挡力调整至起动换挡力，且起动换挡力方向为正向，其中正向为进挡方向；

s2、判断滑动齿套是否由空挡位置开始移动，若是，则执行s3；若否，则保持换挡力为起动换挡力；

s3、将换挡力调整至顶齿换挡力，顶齿换挡力方向为正向，且顶齿换挡力小于起动换挡力；

s4、判断滑动齿套是否移动至顶齿位置，若是，则执行s5；若否，则保持换挡力为顶齿换挡力；当所述滑动齿套移动至所述顶齿位置时，所述滑动齿套的顶齿与花键抵接；

s5、判断滑动齿套是否开始移动，若是，则执行s6；若否，则保持换挡力为顶齿换挡力；

s6、将换挡力调整至第一进齿换挡力，第一进齿换挡力为正向，第一进齿换挡力大于顶齿换挡力且小于起动换挡力；

s7、获取并判断滑动齿套的运动速度是否开始减小，若是，则执行s8；若否，则保持换挡力为第一进齿换挡力；

s8、换挡力在第一进齿换挡力基础上以预设速率增大，且获取并判断滑动齿套运动速度是否开始增大，若是，则执行s9；若否，则保持换挡力持续以预设速率增大；

s9、将换挡力调整至第二进齿换挡力，第二进齿换挡力方向为正向，且第二进齿换挡力大于第一进齿换挡力；

s10、判断滑动齿套是否移动至缓冲位置，若是，则执行s11；若否，则保持换挡力为第二进齿换挡力；

控制器内预存有在将换挡力调整至第二进齿换挡力后滑动齿套的运动速度、当前变速器油温、目标挡位及当前输入轴转速与缓冲位置的关系图map1，控制器依据map1查询与滑动齿套的当前运动速度、当前变速器油温、目标挡位及当前输入轴转速对应的缓冲位置；

s11、将换挡力调整至缓冲换挡力，缓冲换挡力小于顶齿换挡力，且缓冲换挡力的方向为反向；

s12、判断滑动齿套是否移动至换挡到位位置，若是，则将换挡力调整至锁止换挡力，并保持预设时间后降为零，锁止换挡力小于顶齿换挡力，且锁止换挡力的方向为正向；若否，则保持换挡力为缓冲换挡力。

进一步地，在s1中，在将换挡力调整至起动换挡力之前还包括：确定起动换挡力的大小，所述确定起动换挡力的大小包括

获取当前变速器油温；

控制器内预存有变速器油温和起动换挡力的关系图map2，控制器依据map2查询与当前变速器油温对应的启动换挡力。

进一步地，在s3中，在将换挡力调整至顶齿换挡力之前还包括：确定顶齿换挡力的大小，所述确定顶齿换挡力的大小包括：

获取当前变速器油温；

控制器内预存有变速器油温和顶齿换挡力的关系图map3，控制器依据map3查询与当前变速器油温对应的顶齿换挡力。

进一步地，在s6中，在将换挡力调整至第一进齿换挡力之前还包括：确定第一进齿换挡力的大小，所述确定第一进齿换挡力的大小包括：

获取当前变速器油温、当前变速器输入轴转速和目标挡位；

控制器内预存有变速器油温、变速器输入轴转速和目标挡位与第一进齿换挡力的关系图map4，控制器依据map4查询与当前变速器油温、当前变速器输入轴转速和目标挡位对应的第一进齿换挡力。

进一步地，在s8中，在换挡力在第一进齿换挡力基础上以预设速率增大之前还包括：确定预设速率的大小，所述确定预设速率的大小包括：

获取当前变速器油温、当前变速器输入轴转速和目标挡位；

控制器内预存有变速器油温、变速器输入轴转速和目标挡位与预设速率的关系图map5，控制器依据map5查询与当前变速器油温、当前变速器输入轴转速和目标挡位对应的预设速率。

进一步地，在s9中，在将换挡力调整至第二进齿换挡力之前还包括：确定第二进齿换挡力的大小，所述确定第二进齿换挡力的大小包括：

获取当前变速器油温、当前变速器输入轴转速和目标挡位；

控制器内预存有变速器油温、变速器输入轴转速和目标挡位与第二进齿换挡力的关系图map6，控制器依据map6查询与当前变速器油温、当前变速器输入轴转速和目标挡位对应的第二进齿换挡力。

进一步地，在s11中，在s11中，在将换挡力调整至缓冲换挡力之前还包括：确定缓冲换挡力的大小，所述确定缓冲换挡力的大小包括：

获取当前变速器油温、当前变速器输入轴转速和目标挡位；

控制器内预存有变速器油温、变速器输入轴转速、滑动齿套位于缓冲位置时的运动速度和目标挡位与缓冲换挡力的关系图map7，控制器依据map7查询与当前变速器油温、当前变速器输入轴转速、滑动齿套位于缓冲位置时的运动速度和目标挡位对应的缓冲换挡力。

进一步地，在s12中，在将换挡力调整至锁止换挡力之前还包括：确定锁止换挡力的大小，所述确定锁止换挡力的大小包括：

获取当前变速器油温和目标挡位；

控制器内预存有变速器油温和目标挡位与第二进齿换挡力的关系图map8，控制器依据map8查询与当前变速器油温和目标挡位对应的锁止换挡力。

进一步地，在s7中，获取并判断滑动齿套运动速度是否开始减小包括：

获取滑动齿套在预设时间间隔前后的速度v1和v2；

比较v1和v2，若v1大于v2，则确定滑动齿套的运动速度开始减小；若v1小于等于v2，则确定滑动齿套的运动速度未开始减小。

为实现上述目的，本发明还提出一种车辆，采用上述任一方案中的基于电动换挡执行器的滑动齿套换挡控制方法进行换挡控制。

本发明的有益效果为：

本发明提出的基于电动换挡执行器的滑动齿套换挡控制方法及车辆，基于电动换挡执行器的滑动齿套换挡控制方法通过对换挡力进行了分段控制，能够快速完成换挡工作，并在换挡结束前进行缓冲，减小换挡结束时的滑动齿套的运动速度，降低缓冲冲击，并且减少了换挡时间。

附图说明

图1是本发明提供的基于电动换挡执行器的滑动齿套换挡控制方法流程图；

图2是本发明提供的基于电动换挡执行器的滑动齿套换挡控制方法中换挡控制时序图。

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。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

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。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。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。

如图1所示，本实施例提供一种基于电动换挡执行器的滑动齿套换挡控制方法，该基于电动换挡执行器的滑动齿套换挡控制方法包括：

s1、换挡开始，将换挡力调整至起动换挡力，且起动换挡力方向为正向，其中正向为进挡方向。

需要说明的是，在s1中，在将换挡力调整至起动换挡力之前还包括：确定起动换挡力的大小。在本实施例中，起动换挡力由变速器油温确定，具体地，确定起动换挡力的大小包括：

获取当前变速器油温；

控制器内预存有变速器油温和起动换挡力的关系图map2，控制器依据map2查询与当前变速器油温对应的启动换挡力。

当前变速器油温可通过设置在变速器上的温度传感器等温度检测件获得。而上述map2可在前期通过大量实验获得。

s2、判断滑动齿套是否由空挡位置开始移动，若是，则执行s3；若否，则保持换挡力为起动换挡力；

s3、将换挡力调整至顶齿换挡力，顶齿换挡力方向为正向，且顶齿换挡力小于起动换挡力。

在s3中，在将换挡力调整至顶齿换挡力之前还包括：确定顶齿换挡力的大小。需要说明的是，在本实施例中，顶齿换挡力由变速器油温确定，具体地，确定顶齿换挡力的大小包括：

获取当前变速器油温；

控制器内预存有变速器油温与顶齿换挡力的关系图map3，控制器依据map3查询与当前变速器油温对应的顶齿换挡力。map3可在前期通过大量实验获得。

s4、判断滑动齿套是否移动至顶齿位置，若是，则执行s5；若否，则保持换挡力为顶齿换挡力。

需要说明的是，当滑动齿套移动到顶齿位置时，滑动齿套的顶齿与花键抵接，此时滑动齿套停止轴向移动。

s5、判断滑动齿套是否开始移动，若是，则执行s6；若否，则保持换挡力为顶齿换挡力。

具体地，滑动齿套是否开始移动可通过实时检测滑动齿套的速度进行判断，滑动齿套的速度为零时，表明滑动齿套未移动，如果滑动齿套的速度不为零，则表明滑动齿套开始移动。

s6、将换挡力调整至第一进齿换挡力，第一进齿换挡力为正向，第一进齿换挡力大于顶齿换挡力且小于起动换挡力。

需要说明的是，在本实施例中，第一进齿换挡力由变速器油温、变速器输入轴转速和目标挡位来确定，具体地，第一进齿换挡力的确定包括：

获取当前变速器油温、当前变速器输入轴转速和目标挡位；

控制器内预存有变速器油温、变速器输入轴转速和目标挡位与第一进齿换挡力的关系图map4，控制器依据map4查询与当前变速器油温、当前变速器输入轴转速和目标挡位对应的第一进齿换挡力。

s7、获取并判断滑动齿套的运动速度是否开始减小，若是，则执行s8；若否，则保持换挡力为第一进齿换挡力。

具体地，判断滑动齿套的运动速度是否开始减小可通过预设时间间隔前后的速度v1和v2来进行，预设时间间隔可根据实际需要进行设置。具体地：

获取滑动齿套在预设时间间隔前后的速度v1和v2；

比较v1和v2，若v1大于v2，则确定滑动齿套的运动速度开始减小；若v1小于等于v2，则确定滑动齿套的运动速度未开始减小。

s8、换挡力在第一进齿换挡力基础上以预设速率增大，且获取并判断滑动齿套运动速度是否开始增大，若是，则执行s9；若否，则保持换挡力持续以预设速率增大。

在s8中，在换挡力在第一进齿换挡力基础上以预设速率增大之前还包括：确定预设速率的大小。需要说明的是，在本实施例中，预设速率由变速器油温、变速器输入轴转速和目标挡位来确定。具体地，确定预设速率的大小包括：

获取当前变速器油温、当前变速器输入轴转速和目标挡位；

控制器内预存有变速器油温、变速器输入轴转速和目标挡位与预设速率的关系图map5，控制器依据map5查询与当前变速器油温、当前变速器输入轴转速和目标挡位对应的预设速率。map5可通过前期大量实验获得。

此外，判断滑动齿套的运动速度是否开始增大也可通过预设时间间隔前后的速度v3和v4来进行，若v3小于v4，则表明滑动齿套的运动速度开始增大，若v3大于等于v4，则表明滑动齿套的运动速度未开始增大。

s9、将换挡力调整至第二进齿换挡力，第二进齿换挡力方向为正向，且第二进齿换挡力大于第一进齿换挡力。

在s9中，在将换挡力调整至第二进齿换挡力之前还包括：确定第二进齿换挡力的大小。需要说明的是，第二进齿换挡力由变速器油温、变速器输入轴转速和目标挡位来确定，具体地，确定第二进齿换挡力的大小包括：

获取当前变速器油温、当前变速器输入轴转速和目标挡位；

控制器内预存有变速器油温、变速器输入轴转速和目标挡位与第二进齿换挡力的关系图map6，控制器依据map6查询与当前变速器油温、当前变速器输入轴转速和目标挡位对应的第二进齿换挡力。map6可通过前期大量实验获得。

此外，需要说明的是，在s8中，换挡力在第一进齿换挡力基础上以预设速率增大在执行s9前最终达到第三进齿换挡力，第三进齿换挡力大于第二进齿换挡力。

s10、判断滑动齿套是否移动至缓冲位置，若是，则执行s11；若否，则保持换挡力为第二进齿换挡力；

控制器内预存有在将换挡力调整至第二进齿换挡力后滑动齿套的运动速度、当前变速器油温、目标挡位及当前输入轴转速与缓冲位置的关系图map1，控制器依据map1查询与滑动齿套的当前运动速度、当前变速器油温、目标挡位及当前输入轴转速对应的缓冲位置。

s11、将换挡力调整至缓冲换挡力，缓冲换挡力小于顶齿换挡力，且缓冲换挡力的方向为反向。

在s11中，在将换挡力调整至缓冲换挡力之前还包括：确定缓冲换挡力的大小。需要说明的是，在本实施例中，缓冲换挡力由变速器油温、变速器输入轴和目标挡位来确定，具体地，确定缓冲换挡力的大小包括：

获取当前变速器油温、当前变速器输入轴转速和目标挡位；

控制器内预存有变速器油温、变速器输入轴转速、滑动齿套位于缓冲位置时的运动速度和目标挡位与缓冲换挡力的关系图map7，控制器依据map7查询与当前变速器油温、当前变速器输入轴转速、滑动齿套位于缓冲位置时的运动速度和目标挡位对应的缓冲换挡力。上述map7可通过前期大量实验获得。

s12、判断滑动齿套是否移动至换挡到位位置，若是，则换挡力调整至锁止换挡力，并保持预设时间后降为零，锁止换挡力小于顶齿换挡力，且锁止换挡力的方向为正向；若否，则保持换挡力为缓冲换挡力。

在s12中，在将换挡力调整至锁止换挡力之前还包括：确定锁止换挡力的大小。需要说明的是，在本实施例中，锁止换挡力由变速器油温和目标挡位来进行确定，具体地，确定锁止换挡力的大小包括：

获取当前变速器油温和目标挡位；

控制器内预存有变速器油温和目标挡位与第二进齿换挡力的关系图map8，控制器依据map8查询与当前变速器油温和目标挡位对应的锁止换挡力。上述map8可通过前期大量实验获得。

此外，需要说明的是，换挡到位位置为滑动齿套的机械限位位置。具体地，换挡到位位置由目标挡位来确定的，也就是说针对不同的目标挡位，换挡到位位置不同。

再次参照图2，将滑动齿套换挡过程分成起动阶段(a-b)、消除空行程阶段(b-c)、顶齿阶段(c-d)、第一快进齿阶段(d-e)、慢进齿阶段(e-f)、第二快进齿阶段(f-g)、缓冲阶段(g-h)和锁止阶段(h-i)。

具体地，起动阶段(a-b)为换挡开始至滑动齿套开始运动的过程，在此过程中，换挡力保持为起动换挡力。消除空行程阶段(b-c)为滑动齿套开始运动至滑动齿套运动到顶齿位置的过程，在此过程中，换挡力保持为顶齿换挡力。顶齿阶段(c-d)为滑动齿套运动到顶齿位置至滑动齿套再次开始运动的过程，在顶齿阶段(c-d)，滑动齿套位置保持在顶齿位置不变，且换挡力保持为顶齿换挡力。第一快进齿阶段(d-e)为滑动齿套由顶齿位置开始移动至滑动齿套的运动速度开始减小的过程，在此过程中，换挡力保持为第一进齿换挡力。具体地，滑动齿套在顶齿保持位置不动，此时滑动齿套的顶齿与花键相抵接，滑动齿套无法进行轴向移动，当滑动齿套的花键相对转动一定角度后，滑动齿套开始运动，但是在运动一段时间后，滑动齿套的运动速度将减小。慢进齿阶段(e-f)为滑动齿套的运动速度开始减小至滑动齿套的运动速度开始增大的过程，在此过程中，换挡力在第一进齿换挡力的基础上以预设速度逐渐增大。第二快进齿阶段(f-g)指的是滑动齿套的运动速度开始增大至滑动齿套运动到缓冲位置的过程，在此过程中，换挡力保持为第二进齿换挡力。缓冲阶段(g-h)指的是滑动齿套运动到缓冲位置至滑动齿套运动到换挡到位位置的过程，在此过程中，换挡力保持为缓冲换挡力。锁止阶段(h-i)指的是滑动齿套运动到换挡到位位置后，换挡力在预设时间内保持为锁止换挡力的过程。

综上，本实施例提供的基于电动换挡执行器的滑动齿套换挡控制方法，对换挡力进行了分段控制，能够快速完成换挡工作，并在换挡结束前进行缓冲，减小换挡结束时的滑动齿套的运动速度，降低缓冲冲击，并且减少了换挡时间。

本实施例还提供一种车辆，采用上述基于电动换挡执行器的滑动齿套换挡控制方法进行换挡控制。

以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。