自动变速箱换挡扭矩控制自适应的方法及自动变速箱

摘要

本发明涉及一种自动变速箱换挡扭矩控制自适应的方法及自动变速箱。所述自动变速箱换挡扭矩控制自适应的方法是先检测换挡速度相是否完成，并记录速度相实际时间tsp；然后将速度相实际时间tsp与预先设定的标准速度相时间范围tup‑tdwn进行比较；当tsp大于tup时，降低预先设定的基础扭矩请求值TqReq(n)，将降低后的扭矩请求值TqReq(n+1)用于下一次换挡；当tsp小于tdwn时，提高预先设定的基础扭矩请求值TqReq(n)，将提高后的扭矩请求值TqReq(n+1)用于下一次换挡；这样就能通过降低和提高对发动机扭矩请求值的方法来控制换挡速度相的时间，以兼顾换挡品质和换挡时间。

权利要求

1.一种自动变速箱换挡扭矩控制自适应的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.检测换挡速度相是否完成，并记录速度相实际时间tsp；

S2.将速度相实际时间tsp与预先设定的标准速度相时间范围tup‑tdwn进行比较；

S3.当tsp大于tup时，降低预先设定的基础扭矩请求值TqReq(n)，将降低后的扭矩请求值TqReq(n+1)发送给发动机，用于下一次换挡；

当tsp小于tdwn时，提高预先设定的基础扭矩请求值TqReq(n)，将提高后的扭矩请求值TqReq(n+1)发送给发动机，用于下一次换挡。

2.根据权利要求1所述的自动变速箱换挡扭矩控制自适应的方法，其特征在于，步骤S3包括有：

S30.当tsp大于tup时，降低预先设定的基础扭矩请求值TqReq(n)，降低后的扭矩请求值TqReq(n+1)为TqReq(n)‑Tqstep，其中Tqstep为扭矩改变值，将TqReq(n+1)用于下一次换挡；

S31.当tsp小于tdwn时，提高预先设定的基础扭矩请求值TqReq(n)，提高后的扭矩请求值TqReq(n+1)为TqReq(n)+Tqstep，其中Tqstep为扭矩改变值，将TqReq(n+1)用于下一次换挡。

3.根据权利要求1所述的自动变速箱换挡扭矩控制自适应的方法，其特征在于，设定S2中检测换挡速度相完成的程序为：

设定换挡时传动比变化5％时速度相开始，换挡传动比变化100％时速度相结束。

4.一种自动变速箱，其特征在于，所述自动变速箱包括有电子控制单元，所述电子控制单元设置有模块一、模块二和模块三；

模块一用于执行检测换挡速度相是否完成，并记录速度相实际时间tsp的程序；

模块二用于执行将速度相实际时间tsp与预先设定的标准速度相时间范围tup‑tdwn进行比较；

模块三用于执行当tsp大于tup时，降低预先设定的基础扭矩请求值TqReq(n)，将降低后的扭矩请求值TqReq(n+1)发送给发动机，用于下一次换挡；当tsp小于tdwn时，提高预先设定的基础扭矩请求值TqReq(n)，将提高后的扭矩请求值TqReq(n+1)发送给发动机，用于下一次换挡的程序。

5.根据权利要求4所述的自动变速箱，其特征在于，所述电子控制单元为TCU。

6.根据权利要求4所述的自动变速箱，其特征在于，所述自动变速箱内设置有转速传感器，所述转速传感器用于感应涡轮的转速，并将检测到的涡轮转速数据发送给所述电子控制单元。

7.根据权利要求6所述的自动变速箱，其特征在于，所述转速传感器的数量为2个，分别为第一转速传感器和第二转速传感器；

所述第一转速传感器用于检测自动变速箱内齿轮G4的转速；

所述第二转速传感器用于检测自动变速箱内离合器C4的转速；

所述电子控制单元内预设有涡轮转速与齿轮G4转速、离合器C4转速的比值关系，能够根据接收到的第一转速传感器和第二转速传感器自动计算出涡轮的转速。

8.根据权利要求7所述的自动变速箱，其特征在于，所述自动变速箱包括有感应圈，所述感应圈与所述齿轮G4同轴；

所述自动变速箱还包括有壳体，所述第一转速传感器位于所述壳体上，用于感应所述感应圈的转速。

9.根据权利要求8所述的自动变速箱，其特征在于，所述第一转速传感器为霍尔效应传感器，所述感应圈的圆环状侧壁上均匀间隔分布有多个通孔。

10.根据权利要求9所述的自动变速箱，其特征在于，所述感应圈的侧壁与第一转速传感器之间的距离在1.5±0.75mm范围内。

说明书

自动变速箱换挡扭矩控制自适应的方法及自动变速箱

技术领域

[0001] 本发明涉及自动变速箱技术领域，具体地，涉及一种自动变速箱换挡扭矩控制自适应的方法及自动变速箱。

背景技术

[0002] AT自动变速箱一个完整的升挡换挡过程可分为3个阶段，分别是建立油压、扭矩相和速度相，如图1所示：换挡时，Offgoing离合器(简称OG离合器)油压一直下降到0，而
Oncoming离合器(简称OC离合器)油压从0开始建立逐渐提升，经过扭矩相和速度相之后，换
挡完成。其中在速度相阶段，由低挡位升至高挡位时，由于速比变小，涡轮转速降低，这时就
需要发动机降低扭矩配合，从而利于变速，以提高换挡平顺性。

[0003] 即在换挡速度相，自动变速箱向发动机发出降低扭矩请求，请求下降的目标扭矩值TqReq将直接关系到速度相的时间和换挡平顺性；在升挡换挡时，如果TqReq过低，则变速过
快引起换挡冲击，反之如果过高，则换挡速度相时间偏长，而换挡时间越长则驾驶紧凑感
差，并且会影响自动变速箱的使用寿命；因此，发动机请求扭矩下降的数值TqReq是否合适就
至关重要。

[0004] 但是现有的自动变速箱的请求下降的目标扭矩值TqReq在出厂时是固定值，而单个自动变速箱的换挡时间在出厂时会有差异，并且随着自动变速箱的使用时间变长，内部零
件发生损耗，换挡时间也会产生变化，因此固定不变的TqReq会造成自动变速箱的换挡效果
差。

发明内容

[0005] 为了改善现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种自动变速箱换挡扭矩控制自适应的方法及自动变速箱，以解决现有技术中存在的现有的自动变速箱的请求下降的
目标扭矩值TqReq在出厂时是固定值，而单个自动变速箱的换挡时间在出厂时会有差异，并
且随着自动变速箱的使用时间变长，内部零件发生损耗，换挡时间也会产生变化，因此固定
不变的TqReq会造成自动变速箱的换挡效果差的技术效果。

[0006] 在本发明的实施例中提供了一种自动变速箱换挡扭矩控制自适应的方法，包括以下步骤：

[0007] S1.检测换挡速度相是否完成，并记录速度相实际时间tsp；

[0008] S2.将速度相实际时间tsp与预先设定的标准速度相时间范围tup‑tdwn进行比较；

[0009] S3.当tsp大于tup时，降低预先设定的基础扭矩请求值TqReq(n)，将降低后的扭矩请求值TqReq(n+1)用于下一次换挡；

[0010] 当tsp小于tdwn时，提高预先设定的基础扭矩请求值TqReq(n)，将提高后的扭矩请求值TqReq(n+1)用于下一次换挡。

[0011] 优选地，步骤S3包括有：

[0012] S30.当tsp大于tup时，降低预先设定的基础扭矩请求值TqReq(n)，降低后的扭矩请求值TqReq(n+1)为TqReq(n)‑Tqstep，其中Tqstep为扭矩改变值，将TqReq(n+1)用于下一次换挡；

[0013] S31.当tsp小于tdwn时，提高预先设定的基础扭矩请求值TqReq(n)，提高后的扭矩请求值TqReq(n+1)为TqReq(n)+Tqstep，其中Tqstep为扭矩改变值，将TqReq(n+1)用于下一次换挡。

[0014] 优选地，设定S2中检测换挡速度相完成的程序为：设定换挡时传动比变化5％时速度相开始，换挡传动比变化100％时速度相结束。

[0015] 在本发明的实施例中提供了一种自动变速箱，所述自动变速箱包括有电子控制单元，所述电子控制单元设置有模块一、模块二和模块三；模块一用于执行检测换挡速度相是
否完成，并记录速度相实际时间tsp的程序；模块二用于执行将速度相实际时间tsp与预先设
定的标准速度相时间范围tup‑tdwn进行比较；模块三用于执行当tsp大于tup时，降低预先设定
的基础扭矩请求值TqReq(n)，将降低后的扭矩请求值TqReq(n+1)用于下一次换挡；当tsp小于
tdwn时，提高预先设定的基础扭矩请求值TqReq(n)，将提高后的扭矩请求值TqReq(n+1)用于下
一次换挡的程序。

[0016] 优选地，所述电子控制单元为TCU。

[0017] 优选地，所述自动变速箱内设置有转速传感器，所述转速传感器用于感应所述涡轮的转速，并将检测到的涡轮转速数据发送给所述电子控制单元。

[0018] 优选地，所述转速传感器的数量为2个，分别为第一转速传感器和第二转速传感器；所述第一转速传感器用于检测所述自动变速箱内齿轮G4的转速；所述第二转速传感器
用于检测所述自动变速箱内离合器C4的转速；所述电子控制单元内预设有涡轮转速与齿轮
G4转速、离合器C4转速的比值关系，能够根据接收到的第一转速传感器和第二转速传感器
自动计算出涡轮的转速。

[0019] 优选地，所述自动变速箱包括有感应圈，所述感应圈与所述齿轮G4同轴；所述自动变速箱还包括有壳体，所述第一转速传感器位于所述壳体上，用于感应所述感应圈的转速。

[0020] 优选地，所述第一转速传感器为霍尔效应传感器，所述感应圈的圆环状侧壁上均匀间隔分布有多个通孔。

[0021] 优选地，所述感应圈的侧壁与第一转速传感器之间的距离在1.5±0.75mm范围内。

[0022] 本发明提供的自动变速箱换挡扭矩控制自适应的方法是基于换挡时间与扭矩请求值TqReq之间存在对应的关系，当扭矩请求值TqReq过高时，速度相时间偏长，当扭矩请求值
TqReq过低时，速度相时间偏短，则换挡平顺性差，只有合适的扭矩请求值TqReq能够兼顾换挡
时间和换挡品质，因此，在自动变速箱出厂前先在自动变速箱的电子控制单元内输入设定
的标准速度相时间范围tup‑tdwn和基础扭矩请求值TqReq(n)，在标准速度相时间范围内的换
挡时间都能够保证换挡的平顺性；然后在实际换挡过程中，自动变速箱每次换挡时，检测换
挡速度相是否完成，并在速度相完成后记录速度相的实际时间tsp；将速度相实际时间tsp与
设定的标准速度相时间范围进行比较；当tsp大于tup时，说明当前的速度相时间过长，则降
低基础扭矩请求值TqReq(n)，并使用降低后的扭矩请求值TqReq(n+1)进行下一次换挡；当tsp
小于tdwn时，说明当前的速度相时间过短，则提高基础扭矩请求值TqReq(n)，并使用提高后的
扭矩请求值TqReq(n+1)进行下一次换挡，这样就能通过降低和提高对发动机扭矩请求值的
方法来控制换挡速度相的时间，以兼顾换挡品质和换挡时间。

[0023] 本发明提供的自动变速箱包括有电子控制单元，所述电子控制单元设置有如上的程序。与现有的自动变速箱相比，本发明提供的自动变速箱能够根据换挡速度相的时间来
调整扭矩请求值TqReq的大小，以保证换挡速度相的时间一直处于合理的速度相时间范围
内，即通过降低和提高对发动机扭矩请求值的方法来控制换挡速度相的时间，以兼顾换挡
品质和换挡时间，保证了自动变速箱的换挡平顺性，并提高了自动变速箱的使用寿命。

附图说明

[0024] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的
附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前
提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0025] 图1为现有的AT自动变速箱换挡过程的发动机扭矩、涡轮转速、OG离合器以及OC离合器的变化图；

[0026] 图2为现有的AT自动变速箱换挡过程的发动机扭矩和涡轮转速变化关系图；

[0027] 图3为本发明提供的自动变速箱换挡扭矩控制自适应的方法的第一种流程图；

[0028] 图4为本发明提供的自动变速箱换挡扭矩控制自适应的方法的第二种流程图。

具体实施方式

[0029] 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术
人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0030] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语如出现“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置
关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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，如出现
术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0031] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连通”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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。

[0032] 本发明提供一种自动变速箱换挡扭矩控制自适应的方法及自动变速箱，并给出其实施方式。

[0033] 如图3所示，本发明提供的自动变速箱换挡扭矩控制自适应的方法，包括以下步骤：

[0034] S1.检测换挡速度相是否完成，并记录速度相实际时间tsp；

[0035] S2.将速度相实际时间tsp与预先设定的标准速度相时间范围tup‑tdwn进行比较；

[0036] S3.当tsp大于tup时，降低预先设定的基础扭矩请求值TqReq(n)，将降低后的扭矩请求值TqReq(n+1)用于下一次换挡；

[0037] 当tsp小于tdwn时，提高预先设定的基础扭矩请求值TqReq(n)，将提高后的扭矩请求值TqReq(n+1)用于下一次换挡。

[0038] 本发明提供的自动变速箱换挡扭矩控制自适应的方法是基于换挡时间与扭矩请求值TqReq之间存在对应的关系，从图2中可以看出，当扭矩请求值TqReq过高时，速度相时间
偏长，当扭矩请求值TqReq过低时，速度相时间偏短，则换挡平顺性差，只有合适的扭矩请求
值TqReq能够兼顾换挡时间和换挡品质，因此，在自动变速箱出厂前先在自动变速箱的电子
控制单元内输入设定的标准速度相时间范围tup‑tdwn和基础扭矩请求值TqReq(n)，在标准速
度相时间范围内的换挡时间都能够保证换挡的平顺性；然后在实际换挡过程中，自动变速
箱每次换挡时，检测换挡速度相是否完成，并在速度相完成后记录速度相的实际时间tsp；将
速度相实际时间tsp与设定的标准速度相时间范围进行比较；当tsp大于tup时，说明当前的速
度相时间过长，则降低基础扭矩请求值TqReq(n)，并使用降低后的扭矩请求值TqReq(n+1)进
行下一次换挡；当tsp小于tdwn时，说明当前的速度相时间过短，则提高基础扭矩请求值TqReq
(n)，并使用提高后的扭矩请求值TqReq(n+1)进行下一次换挡，这样就能通过降低和提高对
发动机扭矩请求值的方法来控制换挡速度相的时间，以兼顾换挡品质和换挡时间。

[0039] 如图4所示，步骤S3包括有：

[0040] S30.当tsp大于tup时，降低预先设定的基础扭矩请求值TqReq(n)，降低后的扭矩请求值TqReq(n+1)为TqReq(n)‑Tqstep，其中Tqstep为扭矩改变值，将TqReq(n+1)用于下一次换挡；

[0041] S31.当tsp小于tdwn时，提高预先设定的基础扭矩请求值TqReq(n)，提高后的扭矩请求值TqReq(n+1)为TqReq(n)+Tqstep，其中Tqstep为扭矩改变值，将TqReq(n+1)用于下一次换挡。

[0042] 具体地，在自动变速箱出厂前，同时在电子控制单元内设定好扭矩改变值Tqstep，当速度相实际时间tsp不处于标准速度相时间范围内，每一次改变基础扭矩请求值TqReq(n)
的具体数值。

[0043] 设定S2中检测换挡速度相完成的程序为：设定换挡时传动比变化5％时速度相开始，换挡传动比变化100％时速度相结束。在自动变速箱的实际工作中，通常设定换挡时传
动比变化5％时速度相开始，换挡传动比变化100％时速度相结束，在电子控制单元的程序
中设定数值后，电子控制单元能够自动计算换挡速度相的时间。

[0044] 本发明提供的自动变速箱包括有电子控制单元，所述电子控制单元设置有模块一、模块二和模块三；模块一用于执行检测换挡速度相是否完成，并记录速度相实际时间tsp
的程序；模块二用于执行将速度相实际时间tsp与预先设定的标准速度相时间范围tup‑tdwn
进行比较；模块三用于执行当tsp大于tup时，降低预先设定的基础扭矩请求值TqReq(n)，将降
低后的扭矩请求值TqReq(n+1)用于下一次换挡；当tsp小于tdwn时，提高预先设定的基础扭矩
请求值TqReq(n)，将提高后的扭矩请求值TqReq(n+1)用于下一次换挡的程序。

[0045] 与现有的自动变速箱相比，本发明提供的自动变速箱能够根据换挡速度相的时间来调整扭矩请求值TqReq的大小，以保证换挡速度相的时间一直处于合理的速度相时间范围
内，即通过降低和提高对发动机扭矩请求值的方法来控制换挡速度相的时间，以兼顾换挡
品质和换挡时间，保证了自动变速箱的换挡平顺性，并提高了自动变速箱的使用寿命。

[0046] 具体地，电子控制单元为TCU。TCU(Transmission Control Unit)即自动变速箱控制单元，常用于AMT、AT、DCT、CVT等自动变速器。实现自动变速控制，使驾驶更简单。TCU是由
16位或32位处理器、信号处理电路、功率驱动模块等组成，要通过严格的电磁兼容性测试。
其工作温度取决于安装位置，通常安装在驾驶舱内，要求的温度等级较低，‑40°至90°；如果
安装在发动机舱，温度等级通常为‑40°至140°；通过CAN总线和ECU、ABS/ESP、BCU等车载电
脑通讯，在自动变速箱出现故障时控制发动机扭矩，限制挡位，实现跛行回家功能。TCU终端
设备可以把GPS的位置信息、行驶速度、车辆等信息通过无线传输方式回传到系统平台，用
户可以通过计算机、手机实现对车辆的监控和管理。

[0047] 自动变速箱内设置有转速传感器，转速传感器用于感应涡轮的转速，并将检测到的涡轮转速数据发送给电子控制单元。在自动变速箱中，涡轮的转速等于行星架的转速，而
行星架的转速不方便之间测量，而又由于行星架、齿圈和太阳轮的转速之间有一定的关系
比，因此能够通过检测齿圈和太阳轮的转速来计算出行星架的转速；同时，齿圈的转速等于
齿轮G4的转速，太阳轮的转速等于离合器C4的转速，因此设置两个转速传感器用于分别感
应齿轮G4和离合器C4的转速，即可以计算出涡轮的转速。

[0048] 转速传感器的数量为2个，分别为第一转速传感器和第二转速传感器；第一转速传感器用于检测自动变速箱内齿轮G4的转速；第二转速传感器用于检测自动变速箱内离合器
C4的转速；电子控制单元内预设有涡轮转速与齿轮G4转速、离合器C4转速的比值关系，能够
根据接收到的第一转速传感器和第二转速传感器自动计算出涡轮的转速。

[0049] 具体地，自动变速箱包括有感应圈，感应圈与齿轮G4同轴；自动变速箱还包括有壳体，第一转速传感器位于壳体上，用于感应感应圈的转速。由于感应圈与齿轮G4同轴，因此
两者的转速相同，并且通过将转速传感器设置于壳体上的方式，充分利用了自动变速箱的
内部空间，减小了自动变速箱的整体尺寸，使其更加方便整车的布置。

[0050] 转速传感器可以为霍尔效应传感器，感应圈的圆环状侧壁上均匀间隔分布有多个通孔。霍尔传感器放在靠近感应圈的边缘处，感应圈旋转时，每经过一个感应圈的通孔，霍
尔传感器就输出一个脉冲，从而可测出转速。具体地，感应圈采用钢制材料制成。

[0051] 优选地，感应圈的侧壁与转速传感器之间的距离在1.5±0.75mm范围内。在这个距离范围内，转速传感器能够更好地测量感应圈的转速。

[0052] 综上所述，本发明提供的自动变速箱换挡扭矩控制自适应的方法是基于换挡时间与扭矩请求值TqReq之间存在对应的关系，当扭矩请求值TqReq过高时，速度相时间偏长，当扭
矩请求值TqReq过低时，速度相时间偏短，则换挡平顺性差，只有合适的扭矩请求值TqReq能够
兼顾换挡时间和换挡品质，因此，在自动变速箱出厂前先在自动变速箱的电子控制单元内
输入设定的标准速度相时间范围tup‑tdwn和基础扭矩请求值TqReq(n)，在标准速度相时间范
围内的换挡时间都能够保证换挡的平顺性；然后在实际换挡过程中，自动变速箱每次换挡
时，检测换挡速度相是否完成，并在速度相完成后记录速度相的实际时间tsp；将速度相实际
时间tsp与设定的标准速度相时间范围进行比较；当tsp大于tup时，说明当前的速度相时间过
长，则降低基础扭矩请求值TqReq(n)，并使用降低后的扭矩请求值TqReq(n+1)进行下一次换
挡；当tsp小于tdwn时，说明当前的速度相时间过短，则提高基础扭矩请求值TqReq(n)，并使用
提高后的扭矩请求值TqReq(n+1)进行下一次换挡，这样就能通过降低和提高对发动机扭矩
请求值的方法来控制换挡速度相的时间，以兼顾换挡品质和换挡时间。

[0053] 本发明提供的自动变速箱包括有电子控制单元，所述电子控制单元设置有如上的程序。与现有的自动变速箱相比，本发明提供的自动变速箱能够根据换挡速度相的时间来
调整扭矩请求值TqReq的大小，以保证换挡速度相的时间一直处于合理的速度相时间范围
内，即通过降低和提高对发动机扭矩请求值的方法来控制换挡速度相的时间，以兼顾换挡
品质和换挡时间，保证了自动变速箱的换挡平顺性，并提高了自动变速箱的使用寿命。

[0054] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依
然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进
行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术
方案的范围。