CN101349345A

CN101349345A - 一种无级变速器的换挡控制方法及装置

Info

Publication number: CN101349345A
Application number: CNA2007100752126A
Authority: CN
Inventors: 莫春峰; 朱小龙; 蒲红江; 杨士先; 刘延坤; 来安东; 张燕凤; 王开国; 刘化雪
Original assignee: SAIC Chery Automobile Co Ltd
Current assignee: Chery Automobile Co Ltd
Priority date: 2007-07-20
Filing date: 2007-07-20
Publication date: 2009-01-21

Abstract

本发明公开了一种无级变速器的控制方法和实现该方法的无级变速器控制装置，在无级变速器控制装置上设置一个开关，当其有效时执行手动控制CVT速比，将无级变速器的速比变化范围分成几个分段，以每段序号代表该段的起始速比，手动换挡时能快速将挡位定于所要的挡号处，即想要确定的速比处。本发明的积极效果是，是在CVT现有工作模式下，增加一种手动换挡的模式，把无级变速比的范围分成多段，每一段的节点就是速比，它可以模拟手动变速器的变速特点，可以使驾驶员根据情况把速比迅速的固定在某一挡位的速比上。

Description

一种无级变速器的换挡控制方法及装置

技术领域

本发明涉及汽车的变速器，尤其是涉及一种对汽车的无级变速器的控制方法和装置。

背景技术

无级变速器在工作时，当手动控制阀操纵杆置于D挡即前进挡，汽车速度完全由无级变速器的电控执行器件接收由驾驶员操纵的油量控制踏板和制动信号控制，CVT的速比不需要手动控制，因此CVT只有自动变换速比模式，驾驶员要想实现加减速，只要控制刹车踏板和油门的大小就可以了。但是要想按照驾驶员的想法强制升挡、降挡或者快速换挡来控制整车的加减速，只靠油门的大小来控制并不容易掌握，此时又没有手动力换挡供选择，这样的车不能实现驾驶员的要求升挡、降挡或者快速换挡来控制整车的加减速了。

图1为布置于驾驶员附近的手动变速器操纵机构以及其中的手动控制阀操纵杆及连接示意图，图中手动控制阀操纵杆1在手动变速器操纵机构5内运动，实现P、R、N、D和Ds(“P”代表驻车挡，“R”代表倒挡，“N”代表空挡，D代表前进挡，“Ds”代表低速的前进挡，)之间的挡位变换，这是现有技术中带CVT的汽车换挡杆的工作情况，现有技术中，当汽车处于D挡时，汽车正常前进，驾驶员要想实现加减速，只要控制刹车踏板和油门的大小就可以了，驾驶员不能控制换挡杆来控制变速器的速比。这时，包括电磁阀和电控自动变速器微处理器(ECU)的电控执行器按下面描述完成自动变速工作，ECU通过接收根据没量控制踏板传感器获得节气门开度信号，根据变速器输出转速传感器获得汽车速度信号，根据发动机转速传感器获得发动机转速信号，同时还根据获得的变速器转矩及离合器油压和油温、制动开关等信号，指令电磁阀执行自动变速。只有爬大坡度或在路况差的路面上行驶时，才需要驾驶员将手动控制操纵杆移到低速挡位即Ds挡位，因此驾驶员驾驶汽车简单轻松，安全性好。但不能执行人工干预进行速比变换。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，为了弥补现有汽车无级变速器工作的不足，设计一种在无级速器中增加利用手动控制CVT速比变化的方法和在无级变速器中修改变速器的控制的装置，使该装置在现有无级变速器硬件的基础上增加利用该方法进行手动控制的接口。

本发明为解决上述技术问题而采用如下的技术方案：一种无级变速器的换挡控制方法，将手动控制操纵杆运动的挡位中增加一个手动换挡开关，当手动换挡开关有效时，CVT控制控制器屏蔽掉无级变速器的自动变速功能，且事先将无级变速器的速比变化范围分成几个分段，以便手动换挡时能象其它手动变速器一样能快速将挡位定于想要确定的速比处，包括以下步骤：

A.将手动控制操纵杆设置为手动控制模式；

B.按下列方式设定手动换挡的目标范围；

B1.按下式确定当前无级变速器所处的挡位N1挡：

(N1-1挡的速比+N1挡的速比)/2＜实际速比＜(N1挡的速比+N1+1挡的速比)/2；

B2.驾驶员确定想要无级变速器变换到的挡位N2挡：

N1和N2之间的变速比差就是手动换挡的范围。

C.按下列方式处理变速。

C1.计算N2-N1；

C2.若N2-N1＞0，则手动换挡杆向“+”方向按动N2-N1下，使变速器速比换挡到N2；

C3.若N2-N1＜0，则手动换挡杆向“-”方向按动N1-N2下，使变速器速比换挡到N2。

本发明的另一方案是提供一种完成无级变速器的换挡控制装置，该包括布置于驾驶员座位附近的手动变速器操纵机构和安装于无级变速器里的电控执行器，所述手动变速器操纵机构中设有一手动控制阀操纵杆，该手动控制阀操纵杆可在所述的手动变速器操纵机构内移动，所述的电控执行器包括电磁阀和电控自动变速器微处理器，电控自动变速器微处理器接受手动控制阀操纵杆传来的信号，指令所述电磁阀执行变速，在所述的手动变速器操纵机构中还设有一手动变挡开关，升挡开关，降挡开关，分别接入到所述的电控自动变速器微处理器，在所述的电控自动变速器微处理器内设置分别接手动换挡、升挡和降挡的执行模块。

本发明的积极效果是，是把无级变速比的范围分成多段，每一段的节点就是速比，它可以模拟手动变速器的变速特点，可以使驾驶员根据情况把速比迅速的固定在某一挡位的速比上。

下面结合实施例和附图来进一步说明本发明。

附图说明

图1为完成无级变速器的手动控制装置示意图。

图2为手动换挡流程图。

具体实施方式

图1中，一种无级变速器的手动控制的装置，包括布置于驾驶员座位附近的手动变速器操纵机构5和安装于无级变速器里的电控执行器，手动变速器操纵机构5中设有一手动控制阀操纵杆1，手动控制阀操纵杆1可在所述的手动变速器操纵机构5内移动，以实现汽车进行实现P、R、N、D和Ds之间的挡位变换，当手动控制阀操纵杆1处于D挡时，汽车正常前进，在自动变速的电控执行器控制下按最节能和环保的方式自动变换速比，在手动变速器操纵机构5上还有一个手动换挡开关2，当手动控制阀操纵杆1处于D挡时，可以转换到手动换挡，屏蔽掉自动变速自动变换速比的功能，在手动变速器操纵机构5上还有一个升挡开关3和降挡开关4，当手动换挡开关2有效时，手动控制阀操纵杆1向升挡开关3按压一次时汽车的挡变大一挡，速比按设定的降到变到的一挡所对应的速比。手动控制阀操纵杆1向降挡开关4按压一次时汽车的挡变小一挡，速比按设定的升到变到的一挡所对应的速比。

电控执行器包括电磁阀7和电控自动变速器微处理器6，这里电控自动变速器微处理器6称为ECU，以下说明中将电控自动变速器微处理器6以ECU代替。ECU接受手动控制阀操纵杆1传来的信号，指令电磁阀7控制液压控制单元8产生一个控制油压，操纵减压阀改变CVT9的主动锥形钢轮组和从动力钢轮组分离缸油路及油压，使主动锥形钢轮组和从动力钢轮组中的每一个钢轮同时发生轴向移动，即各与同组的另一个钢轮靠近或离开。当主动钢轮组的两个锥形轮分开，主动钢轮组上的传动钢带就向钢轮中心移动，于是主动轮的传动半径减小。与此同时，从动钢轮组的两个锥形钢轮必须靠近，迫使从动轮上的传动钢带向钢轮外沿移动，于是从动轮的传动半径增大，此时即为减速传动过程。同样也可以使主动钢轮组上的传动钢带向外沿移动，从动力钢轮组上的传动钢带向中心靠近执行加速控制。

当手动换挡开关2有效时，给ECU一个信号，在ECU中，当ECU收到手动换挡开关2有效信号后，触发执行一段程序，该程序屏蔽掉自动变速器利用各传感器信号自动控制CVT速比变化的功能，将CVT速比变化的控制权交给手动控制阀操纵杆1。ECU事先将CVT速比变化范围分成几个分段，比如6段，如下表示：

1挡速比：	2.39	4挡速比：	1.22
1挡速比：	2.39	4挡速比：	1.22	2挡速比：	2	5挡速比：	0.83
3挡速比：	1.61	6挡速比：	0.44	2挡速比：	2	5挡速比：	0.83

将每个速比的序号与相应的速比对应，为方便驾驶员记忆，按手动变速器的习惯，将这六个速比称为6个挡，比如1挡的速比是2.39，2挡表示速比为2等待依此类推，6挡表示速比为0.44。当手动控制阀操纵杆1压向升挡开关3一次时，将汽车所处的档位上升一挡，比如4挡降到5挡，此时ECU接收到降挡指令，执行内部的升挡命令，指令电磁阀7控制液压控制单元8产生一个控制油压，操纵减压阀改变CVT9的主动锥形钢轮组和从动力钢轮组分离缸油路及油压，使主动锥形钢轮组和从动力钢轮组中的每一个钢轮同时发生轴向移动，即各与同组的另一个钢轮靠近或离开。当主动钢轮组的两个锥形轮分开，主动钢轮组上的传动钢带就向钢轮中心移动，于是主动轮的传动半径减小。与此同时，从动钢轮组的两个锥形钢轮必须靠近，迫使从动轮上的传动钢带向钢轮外沿移动，于是从动轮的传动半径增大，完成减速传动过程。

同样当手动控制阀操纵杆1压向降挡开关4一次时，汽车所处的挡位下降一个挡位，比如5挡降到4挡，CVT的速比由0.83变到1.22，此时ECU执行降挡操作，ECU通过压力调节电磁阀7产生一个控制油压，操纵减压阀改变CVT9的主动锥形钢轮组和从动力钢轮组分离缸油路及油压，使主动锥形钢轮组和从动力钢轮组中的每一个钢轮同时发生轴向移动，即各与同组的另一个钢轮靠近或离开。当主动钢轮组的两个锥形轮靠近，主动钢轮组上的传动钢带就向钢轮外沿移动，于是主动轮的传动半径增大。与此同时，从动钢轮组的两个锥形钢轮必须离开，迫使从动轮上的传动钢带向钢轮中心移动，于是从动轮的传动半径减少，完成加速传动过程。

图2为利用图1所示的某完成无级变速器的手动控制装置进行手动换挡的流程图，在汽车的电控自动变速器微处理器ECU6中，将CVT的D挡速比分成6个挡，如上表示：

以每段序号代表该段的起始速比，比如1挡代表速比为2.39，2挡代表速比为2，3挡代表速比为1.61，4挡代表速比为1.22，5挡代表速比为0.83，6挡代表速比为0.44。当想要将车的速比定为其中一个速比时，象其它手动变速器一样利用变速杆将挡位变到所选的速比所对应的挡号即可。如图2所示流程图：

1、打开换挡开关。当手动控制阀操纵杆1处于手动变速器操纵机构5内的D挡时，汽车正常前进，如果此时驾驶员想通过手动控制CVT的速比，使其达到一个预定值，就可以通过打开换挡开关2，使CVT工作在由手动控制阀操纵杆1控制速比的状态，此时，自动变速的电控执行器控制内的ECU接到手动控制命令，屏蔽掉自动变速器利用各传感器信号自动控制CVT速比变化的功能，将CVT速比变化的控制权交给手动控制阀操纵杆1。

2、按如下方式设定手动换挡的目标范围

①、当(1挡速比+2挡速比)/2＜实际的速比时，是第1个变速范围；

②、当(2挡速比+3挡速比)/2＜实际的速比≤(1挡速比+2挡速比)/2时，是第2个变速范围；

③、当(3挡速比+4挡速比)/2＜实际的速比≤(2挡速比+3挡速比)/2时，是第3个变速范围；

④、当(4挡速比+5挡速比)/2＜实际的速比≤(3挡速比+4挡速比)/2时，是第4个变速范围；

⑤、当(5挡速比+6挡速比)/2＜实际的速比≤(4挡速比+5挡速比)/2时，是第5个变速范围。

3、比较目标的变速比和现在的变速比，然后判断速比是变还是不变：当|目标NP-实际NP|≤判定值的时候，变速到目标NP。

NP可以根据目标变速比计算出来。

NP＝V*i*1000/(2*3.14*R*60)

这里NP：一轴的转数，V：车速，i：目标速比，R：车轮的动半径。

当|目标NP-实际NP|＞判定值的时候，继续控制行使模式开始时的变速比。这时行使模式下用的判定速比不变的NP的偏差(例如：50rpm)。

4、利用换档杆的前后换档来输入升挡/降挡的信号。

当换挡杆和“+”、“-”挡的开关接触时，就会给控制单元输入相应的信号。

5、如果是升挡信号，就升到(n+1)挡，如果是降挡信号就降到(n-1)挡。

6、这里需要确定一个挡位的上限值，如6挡。

7、在自动降挡时，在常用的2～6挡的变速挡位中，可以根据发动机转速NE降到目标挡位(n-1)挡。当下列条件一起成立时进行：

(1)降挡后的目标NP≤实际NP+偏差；(2)实际NP≤NP_定(判定值)。

这时需要确定两个判定值参数：

行使模式下用的判定自动降挡用的NP的偏差(例如：10rpm)；

行使模式下用的判定自动降挡用的NP_定值(例如：1500rpm)；

8、在自动降挡后需要设定一个挡位的下限值，如1挡。

9、确定目标变速的范围：

根据以上步骤2和3的条件，从一轴和二轴的转速以及它们的速比来确定变速挡位的目标范围。

10、以目标变速挡位来显示当前的变速挡位。

11、从目标变速挡位来计算出一轴的转速。

这时需要确定一个判定值参数：

行使模式下手动挡1、2、3、4、5、6各个挡位下设定的目标NP。

12、在前进挡位时实行闭环控制来控制变速。

(因为不断采集数据，然后判断，再控制，再采集数据，形成一个不断的循环。所以是闭环控制)。

13、当手动换挡开关关闭时，则结束手动换挡控制，并实行自动换挡控制；当手动换挡开关打开时，则继续按照手动换挡控制，并回到判定前进挡位的地方。

该手动换挡控制是无级变速器的控制方法，它模拟手动的机械变速器的换挡模式进行控制无级变速器，使能够无级变速器在汽车行使时既可以实现自动换挡，又可以实现手动换挡操作，这样驾驶员就可以按照自己的想法来控制车的加减速了。

Claims

1.一种无级变速器的换挡控制方法，其特征在于，在汽车正常行驶时，将无级变速器的速比变化范围分成几个分段，以每段序号代表该段的起始速比，手动换挡时能快速将挡位定于所要的速比处，包括以下步骤：

A.将手动控制操纵杆设置为手动控制模式；

B.设定手动换挡的目标范围；

C.处理变速。

2.根据权利要求1所述的一种无级变速器的换挡控制方法，其特征在于：所述的步骤b中是按下列方式确定换挡目标范围的：

B1.按下式确定当前无级变速器所处的挡位N1挡：

((N1-1)挡的速比+N1挡的速比)/2＜实际速比＜(N1挡的速比+(N1+1)挡的速比)/2；

B2.驾驶员确定想要无级变速器变换到的挡位N2挡：

N1和N2之间的变速比差就是手动换挡的范围。

3.根据权利要求1或2所述的一种无级变速器的换挡控制方法，其特征在于：所述的步骤C中是按下列方式进行处理变速的：

C1.计算N2-N1；

C2.若N2-N1＞0，则手动控制阀操纵杆向“+”方向按动N2-N1下，使变速器速比换挡到N2；

C3.若N2-N1＜0，则手动控制阀操纵杆向“-”方向按动N1-N2下，使变速器速比换挡到N2。

4.一种无级变速器的换挡控制的装置，包括布置于驾驶员座位附近的手动变速器操纵机构和安装于无级变速器里的电控执行器，所述手动变速器操纵机构中设有一手动控制阀操纵杆，该手动控制阀操纵杆可在所述的手动变速器操纵机构内移动，所述的电控执行器包括电磁阀和电控自动变速器微处理器，电控自动变速器微处理器接受手动控制阀操纵杆传来的信号，指令所述电磁阀执行变速，其特征在于，在所述的手动变速器操纵机构中还设有一手动变挡开关，升挡开关，降挡开关，分别接入到所述的电控自动变速器微处理器，在所述的电控自动变速器微处理器内设置分别接手动换挡、升挡和降挡的执行模块。

5.根据权利要求4所述的一种无级变速器的换挡控制的装置，其特征在于：所述执行手动换挡的执行模块，接收手动变挡开关的信号，指示所述的电控自动变速器微处理器屏蔽掉自动变速功能，扫描升挡开关和降挡开关的信号，指令所述电磁阀执行升挡和降挡。

6.根据权利要求4所述的一种无级变速器的换挡控制的装置，其特征在于：所述升挡执行模块，接收升挡开关的信号，指示所述的电控自动变速器微处理器指令所述电磁阀执行升挡。

7.根据权利要求4所述的一种无级变速器的换挡控制的装置，其特征在于：所述降挡执行模块，接收降挡开关的信号，指示所述的电控自动变速器微处理器指令所述电磁阀执行降挡。