一种机械自动变速器换挡位置自动标定方法与流程

本发明属于车辆变速器技术领域，涉及一种适合电动汽车用机械自动变速器采用的自动获取精确换挡位置的标定方法。

背景技术：

随着汽车技术的发展，自动变速器已广泛应用于各类车辆。机械自动变速器以其结构简单、传动效率高、可靠性好等优点，被迅速推广。

为实现机械变速器自动换挡，按照执行机构动力源的不同，结构型式有电控液压、电控气动和电控电动三种。电控电动式系统（简称emt）在原有机械变速器基础上，通过电机驱动执行机构运动，控制相应的换挡轴及拨叉移动，使得同步器换上相应挡位。由于电机可直接用车上的蓄电池为动力源，免去了液压操纵需要的复杂的油源装置和管路系统，具有结构简单、成本低、对环境的适应性强，能耗小等特点；更重要的是，通过电机pwm控制，可精确调节换挡过程中换挡力大小，减小变速器换挡冲击，避免拨叉和同步器的过渡磨损，延长变速器使用寿命，故emt已成为其重要发展方向。

换挡过程控制是emt的关键技术，不同换挡位置下换挡力的控制又是换挡过程的核心，为了实现各阶段的换挡力精确控制以及换挡到位后的换挡力及时解除，需要预先对空挡及到挡位置进行精确标定。

传统的标定方法一般利用变速器拨叉轴上的自锁装置完成，如图2所示，人工手动方式移动拨叉轴，当分别到达空挡、低档和高挡位置时，自锁钢球在弹簧作用下会落到相应的凹槽中，从而可依靠人的感知确切找到三个关键位置，然后采用人工读取位置信号作为标定值，写入相应map完成标定。但由于变速器加工差异及位置传感器自身差异，导致同一型号变速器的各个挡位对应的位置信号均有不同，所测得的标定值不具备一致性，故新变速器出厂前需要每台进行标定；且随着变速器拨叉及同步器的磨损，该位置信号还将发生变化，从而对换挡质量产生明显影响，故标定好的变速器使用过程中，仍需要再次重新标定。若上述工作完全依靠人工方法，标定操作繁琐，效率低下，会大大增加人力成本。

技术实现要素：

为提高标定效率，本发明提出一种适合自动标定系统的标定方法：利用换挡电机工作电流变化特点判定实际位置，并自动拾取与之对应的换挡相对位置信号，得到所需要的准确的换挡位置标定值。

为达到上述目的，本发明的设计方案是：一种机械自动变速器换挡位置自动标定方法，利用换挡电机工作电流变化特点判定实际位置，并自动拾取与之对应的换挡相对位置信号，得到所需要的准确的换挡位置标定值，包括以下步骤：

s100：激活自标定模式；

s200：查找进挡极限位置；

s300：查找高、低挡位理想位置；

s400：查找空挡理想位置；

s500：写入标定map；

s600：标定过程结束，退出标定模式。

所述s100中的具体方法为，为安全及准确性考虑，系统应先判定是否处于静态模式下，即此时变速器无输入输出转速，不存在齿轮转速同步问题，符合上述条件时激活系统自标定模式。

所述s200中的具体方法为，控制换挡电机以正常工作力矩分别挂向低挡和高挡方向，找到低挡极限位置l1和高挡极限位置h2。

所述s300中具体步骤为：

s310：以合适的换挡标定力矩，即选择一个固定的、最小的但能够完成换挡完整动作的电机pwm信号值，进行静态换低挡和换高挡动作，监测相应的位置信号值及相应换挡电流大小；

s320：当换挡过程中位置信号接近前次的l1值和h2值时，表现为电流开始快速增加，此时的换挡电流极小值对应的位置信号，即为标定所需要的低挡理想位置l10和高挡理想位置h20。

所述s400中具体步骤为：

s410：标定过程中当低挡向高挡切换或高挡向低挡切换时，监测记录电机电流变化；

s420：低挡向高挡移动过程中，当换挡电流出现第一次极大值，记录为n1，第二次极大值记录为n2，计算其均值为n01；

s430：高挡向低挡移动过程中，当换挡电流出现第一次极大值，记录为n2，第二次极大值记录为n1，计算其均值为n02；

s440：比较n01和n02，若相等则得到空挡理想位置n0；若不相等则取均值得到空挡理想位置n0。

所述s500中的具体方法为，将极限值l1值和h2、低挡理想位置l10和高挡理想位置h20、空挡理想位置n0写入标定map并存储。

本发明有如下有益效果：

通过采用本发明的自动标定方法，其利用换挡电机工作电流变化特点判定实际位置，并自动拾取与之对应的换挡相对位置信号，得到所需要的准确的换挡位置标定值，进而提高了挡位位置标定的方便性及准确性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明换挡标定过程中位置与电流变化关系图。

图2为现有的机械变速器自锁装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。

参见图1，为提高标定效率，本发明提出一种机械自动变速器换挡位置自动标定方法，利用换挡电机工作电流变化特点判定实际位置，并自动拾取与之对应的换挡相对位置信号，得到所需要的准确的换挡位置标定值。

包括以下步骤：

s100，激活自标定模式：为安全及准确性考虑，系统应先判定是否处于静态模式下，即变速器无输入输出转速，此时不存在齿轮转速同步问题，符合条件激活系统自标定模式；

s200，查找极限位置：控制换挡电机以正常工作力矩分别挂向低挡和高挡方向，找到低挡极限位置l1和高挡极限位置h2；

s300，查找高、低挡位理想位置：

s310，以合适的换挡标定力矩，即选择一个固定的、最小的但能够完成换挡完整动作的电机pwm信号值，进行静态换低挡和换高挡动作，监测相应的位置信号值及相应换挡电流大小。

s320，当换挡过程中位置信号接近前次的l1值和h2值时，表现为电流开始快速增加，此时的换挡电流极小值对应的位置信号，即为标定所需要的低挡理想位置l10和高挡理想位置h20。如图1中h20-h2、l10-l1过程。图1曲线是一组低挡-高挡-低挡换挡标定过程实测数据。

s400，查找空挡理想位置：

s410，标定过程中当低挡向高挡切换或高挡向低挡切换时，监测记录电机电流变化；

s420，低挡向高挡移动过程中，当换挡电流出现第一次极大值，记录为n1，第二次极大值记录为n2，计算其均值为n01；

s430，高挡向低挡移动过程中，当换挡电流出现第一次极大值，记录为n2，第二次极大值记录为n1，计算其均值为n02；

s440，比较n01和n02，若相等则得到空挡理想位置n0；若不相等则取均值得到空挡理想位置n0。

s500，写入标定map：

将极限值l1值和h2、低挡理想位置l10和高挡理想位置h20、空挡理想位置n0写入标定map并存储；

s600，标定过程结束，退出标定模式。

标定测试时：

1、合理选择最小换挡的pwm信号，减缓换挡过程中拨叉轴移动速度，有利于提高该方法的准确性。

2、测试过程中，提高电流及位置信号的采样速度及精度，均有利于提高该方法的准确性。

3、为确保标定的准确性和有效性，可反复多次测量取均值作为最终标定值。

4、空挡位置可以是以理想空挡位置为中心的一个范围，但两端界限不应超过空挡位置n1和n2对应的位置值。

结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。技术人员均可在不违背本发明的创新点及操作步骤，在权利要求保护范围内，对上述实施例进行修改。本发明的保护范围，应如本发明的权利要求书覆盖。