CN101705994B - 车辆变速器自动控制系统用变速器空档位置标定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供简单方便的变速器空档位置标定方法，该方法实现了执行机构与变速器空档对应关系的准确判定，在不增加任何专用零件的前提下，降低了对执行机构的要求，提高判断的准确性，在提高车辆变速器自动控制系统可靠性的同时，降低了成本。其步骤：换档驱动机构在驱动换档机构沿挂档轨迹往复运动的同时，选档驱动机构给选档机构施加大小足以使得其移动的第一作用力；若选档机构移动，停止驱动换档机构沿挂档轨迹往复运动；若选档机构不移动，再给选档机构施加大小足以使得其移动的第二作用力，第二作用力的方向与第一作用力相反，若选档机构移动，停止驱动换档机构沿挂档轨迹往复运动；以选档机构移动时的位置信息作为空档的位置信息。
Description
技术领域
本发明是一种变速器空档位置标定方法，用于车辆变速器自动控制系统。
背景技术
车辆变速器自动控制系统要完成对变速器档位的控制，控制系统必须确定其执行机构(选档机构和挂档机构)相对变速器空档的准确位置，即：控制系统需要知道执行机构在什么位置时处于空档，控制系统才能正常工作。控制系统判断执行机构在什么位置时处于空档，也就是，变速器空档位置标定方法。
目前确定执行机构与变速器的相对位置的方法主要有两种：
一种是通过提高零件的加工精度和安装精度以及人为调整等，使机构间保持严格对应的位置关系。这种方法提高了零部件的要求，生产难度大，成本高。
另一种是在换档机构中增加一个位置开关，该位置开关设置在换档机构中的某个零件上的凸起或凹槽内。当所述凸起或凹槽与变速器的空档位置对应时，位置开关闭合；当所述凸起或凹槽与变速器的空档位置不对应时，位置开关开口。以位置开关的状态，确定执行机构与变速器空档的对应关系。这种方法虽然降低了大部分零件的要求，但是增加的位置开关要求可靠性和防护性等很高，不易制造，产品可靠性不易保证。
发明内容
本发明的目的是提供简单方便的变速器空档位置标定方法，该方法实现了执行机构与变速器空档对应关系的准确判定，在不增加任何专用零件的前提下，降低了对执行机构的要求，提高判断的准确性，从而，在提高车辆变速器自动控制系统可靠性的同时，降低了成本。
本车辆变速器自动控制系统用变速器空档位置标定方法，其步骤是：
a.换档驱动机构在驱动换档机构沿挂档轨迹往复运动的同时，选档驱动机构给选档机构施加大小足以使得其移动的第一作用力(第一作用力的方向可以根据预设值确定或任意给定)；
b.若选档机构移动，停止驱动换档机构沿挂档轨迹往复运动；若选档机构不移动，再给选档机构施加大小足以使得其移动的第二作用力，第二作用力的方向与第一作用力相反，若选档机构移动，停止驱动换档机构沿挂档轨迹往复运动；以选档机构移动时的位置信息作为空档的位置信息。
为了说明本方法，参见图3所示的执行机构与变速器档位的相对关系示意图。当执行机构6沿轴向移动时，是作为选档机构，实现选档功能；当执行机构6转动时，是作为换档机构，实现挂档功能。
根据图3，只有在执行机构6相对于变速器处于其空档位置时，执行机构6才可能沿轴向向左或向右移动；执行机构6相对于变速器处于图3中1档、2档、3档、4档、5档、R档(倒档)位置时，执行机构6均不能沿轴向移动。本发明就是据此判断变速器是否处于空档位置。下面举例说明。若在起始状态，变速器处于2档位置，驱动执行机构6往复转动，变速器在1档、2档中间变化档位；此时，若给执行机构6施加大小足以使得向左移动的第一作用力；因为执行机构6在轴向方向已经处于最左端，因此执行机构6根本不能向左移动；然后再给执行机构6施加大小足以使得其向右移动的第二作用力；当变速器在1档、2档中变化档位过程中，必然经过空档；在经过空档时，执行机构6在第二作用力的作用下即沿轴向向右移动，这时停止驱动执行机构6转动，此时变速器即处于空档位置。
本发明实现了变速器空档位置的标定，简单方便，在不增加任何专用零件的前提下，降低了对执行机构的要求，提高判断的准确性，从而，在提高车辆变速器自动控制系统可靠性的同时，降低了成本。
当然，为了进一步确认或验证变速器是否处于空档位置，增加标定的可靠性，作为进一步改进，在步骤b后有步骤b2：选档机构移动停止后，给选档机构施加大小足以使得其移动的第三作用力；第三作用力的方向与使得选档机构移动的第一作用力或第二作用力的方向相反；若选档机构在第三作用力的作用下再次移动，则以选档机构移动时的位置信息作为空档的位置信息；若选档机构不移动，则重新从步骤a开始。
经过上述方法后，变速器是处于空档位置，但是执行机构是否处于1档与2档之间(或者3档与4档之间，或者5档与R档之间)的空档的中心位置上还不能判断，为此作为对上述方法的改进，在步骤b后有步骤b3：选档机构移动停止后，给换档机构施加大小能够使得其移动又不能实现挂档的第四作用力，使得换档机构移动到不能再继续移动的第一极限位置并记载该反映该第一极限位置的信息；再给换档机构施加大小能够使得其反向移动又不能实现挂档的第五作用力，使得换档机构反向移动到不能再继续移动的第二极限位置并记载该反映该第二极限位置的信息；以两个极限位置的中间位置信息作为空档的位置信息。该方法提高了标定的精度，能够保证变速器处于空档的中心位置上，下面举例说明。若在起始状态，变速器处于1档与2档之间的空档位置，驱动执行机构6向1档位置方向逆时针转动(但不能挂到1档)，当执行机构6不能再继续逆时针转动时，记载该第一极限位置的信息；再驱动执行机构6向2档位置方向顺时针转动(但不能挂到2档)，当执行机构6不能再继续顺时针转动时，记载该第二极限位置的信息。第一极限位置与第二极限位置即是执行机构6在1档与2档之间的空档位置上所能转动(移动)的极限位置。最后，再驱动执行机构6转动到第一、二极限位置之间的中间位置上，完全保证了执行机构处于1档与2档之间的空档的中心位置上。本发明取第一极限位置与第二极限位置之间的中间值作为空档的准确位置，以便消除执行机构与变速器换档拨叉之间的间隙影响。
作为对上述方法的改进，换档驱动机构为换档电机，选档驱动机构为选档电机，车辆变速器自动控制系统中的电控单元的输出分别接换档电机和选档电机，电控单元通过输出的电压值控制选档电机给选档机构施加的第一、二作用力的大小；在选档电机上设置有反映选档电机输出轴转动角度的选档位置传感器，选档位置传感器的输出接电控单元；以选档电机输出轴转动角度来判断选档机构是否移动。最好电控单元通过输出的电压值控制换档电机给换档机构施加的作用力的大小；在换档电机上设置有反映换档电机输出轴转动角度的换档位置传感器，换档位置传感器的输出接电控单元；以换档电机输出轴转动角度来判断选档机构是否移动及移动距离大小。电控单元、换档电机、选档电机、选档位置传感器、换档位置传感器等均属于现有技术，不再详细描述。
附图说明
图1是换档驱动机构、选档驱动机构等间接与变速器相连的示意图。
图2是换档驱动机构、选档驱动机构等直接与变速器相连的示意图。
图3是执行机构与变速器档位的相对关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构及实现原理进一步说明；
实例例1：
参见图1，换档电机7和选档电机8的输出轴均通过中间连接机构(如软轴、连杆)11与变速器的执行机构(选挂档机构)6相连。
换档电机7上设置有反映换档电机输出轴转动角度的换档位置传感器9，选档电机8上设置有反映选档电机输出轴转动角度的选档位置传感器10，换档位置传感器9和选档位置传感器10的输出均接电控单元(下称ECU)12。
当换档电机7动作，通过中间连接机构11的传递，选挂档机构6即绕轴线13转动，实现挂档，此时，选挂档机构6可以看作是挂档机构。
当选档电机8动作，通过中间连接机构11的传递，选挂档机构6即沿轴线13移动，实现选档，此时，选挂档机构6可以看作是选档机构。
电控单元12的输出分别接换档电机和选档电机，电控单元通过输出的电压值来控制选档电机给选档机构施加的作用力大小和换档电机给换档机构施加的作用力大小。
当需要识别执行机构与变速器空档的对应位置关系时，
a.换档电机7驱动选挂档机构6绕轴线13往复摆动的同时，选档电机8给选挂档机构6施加大小足以使得其沿轴线13移动的第一作用力；
b.若选挂档机构6沿轴线13移动，换档电机7停止动作。若选档机构沿轴线13不移动，选档电机8给选挂档机构6施加大小足以使得其移动的第二作用力，第二作用力的方向与第一作用力相反。若选挂档机构6沿轴线13移动，换档电机7停止动作。
b2.选挂档机构6沿轴线13移动停止后，选档电机8给选挂档机构6施加大小足以使得其移动的第三作用力；第三作用力的方向与使得选档机构移动的第一作用力或第二作用力的方向相反。若选挂档机构6在第三作用力的作用下沿轴线13再次移动，则继续执行下述步骤；若选档机构不移动，则重新从步骤a开始。
b3.选挂档机构6在第三作用力的作用下再次移动停止后，换档电机7给选挂档机构6施加大小能够使得其绕轴线13转动又不能实现挂档的第四作用力，使得选挂档机构6转动到不能再继续转动的第一极限位置；换档位置传感器9将反映该第一极限位置的信息传输给ECU。再通过换档电机7给选挂档机构6施加大小能够使得其绕轴线13反向移动又不能实现挂档的第五作用力，使得选挂档机构6反向移动到不能再继续转动的第二极限位置，换档位置传感器9将反映该第二极限位置的信息传输给ECU。以两个极限位置的中间位置信息作为空档的准确位置信息。最后，通过换档电机7给选挂档机构6施加大小能够使得其绕轴线13移动又不能实现挂档的第六作用力，使得选挂档机构6绕轴线13转动至第一、二极限位置之间的中间位置，变速器处于空档位置。
简而言之，ECU通过传感器判断选档的当前位置，并根据当前位置确定选档机构的动作方向，之后ECU控制选档机构作选档动作，同时监测选档位置传感器的动作状态；与此同时，ECU控制挂档机构做往复运动；如果变速器不在空档位置，此时，即使ECU给选档机构施加了能量，选档机构也不能沿选档轨迹运动；当变速器经过空档位置时，选档机构会迅速移动，此时ECU根据传感器信号的变化，判断已到空档，即刻停止挂档动作，并把选档机构运动时刻的挂档执行机构的位置值作为空档位置初始值。为了提高判断的精确度，ECU控制挂档机构以较小的能量(小于能使变速器的换档拨叉产生运动的能量)往复运动，取中间值作为空档的准确位置，以便消除挂档执行机构与变速器换档拨叉之间的间隙影响。
实施例2：
参见图2，其与实施例1不同的是：
换档电机7和选档电机8的输出轴未通过中间连接机构(如软轴、连杆)而是直接与变速器的执行机构(选挂档机构)6相连。
实施例1、2中，换档位置传感器9、选档位置传感器10可以是各种开关、接触或非接触式位移或转角传感器等可用于将机械运动状态转变为电信号的传感器件。换档电机7和选档电机8当然也可以是任何以电力、液压源、气源等驱动的能做移动或转动的或同时移动转动的动力机构来代替。
本发明利用变速器只有在空档时，选挂档机构才能沿选档轨迹运动的原理，通过驱动变速器的换档机构沿挂档轨迹往复运动，以变速器的换档机构经过空档位置时，选档机构产生运动为标记，来自动控制执行机构与变速器空档的对应关系。本发明在不增加任何专用零件的基础上，通过软件控制方法，实现执行机构与变速器空档对应关系的准确判定，在不增加零件的前提下，降低了对执行机构的要求，提高判断的准确性，从而，在提高系统的可靠性的同时，降低了成本。
Claims (6)
1.车辆变速器自动控制系统用变速器空档位置标定方法，其特征是：
a.换档驱动机构在驱动换档机构沿挂档轨迹往复运动的同时，选档驱动机构给选档机构施加大小足以使得选档机构移动的第一作用力；
b.若选档机构移动，停止驱动换档机构沿挂档轨迹往复运动；若选档机构不移动，再给选档机构施加大小足以使得选档机构移动的第二作用力，第二作用力的方向与第一作用力相反，若选档机构移动，停止驱动换档机构沿挂档轨迹往复运动；以选档机构移动时的位置信息作为空档的位置信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是：在步骤b后有步骤b2：选档机构移动停止后，给选档机构施加大小足以使得选档机构移动的第三作用力；第三作用力的方向与使得选档机构移动的第一作用力或第二作用力的方向相反；若选档机构在第三作用力的作用下再次移动，则以选档机构移动时的位置信息作为空档的位置信息；若选档机构不移动，则重新从步骤a开始。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征是：在步骤b2后有步骤b3：选档机构在第三作用力的作用下再次移动停止后，给换档机构施加大小能够使得换档机构移动又不能实现挂档的第四作用力，使得换档机构移动到不能再继续移动的第一极限位置并记载该反映该第一极限位置的信息；再给换档机构施加大小能够使得换档机构反向移动又不能实现挂档的第五作用力，使得换档机构反向移动到不能再继续移动的第二极限位置并记载该反映该第二极限位置的信息；以两个极限位置的中间位置信息作为空档的位置信息。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征是：在步骤b后有步骤b3：选档机构移动停止后，给换档机构施加大小能够使得换档机构移动又不能实现挂档的第四作用力，使得换档机构移动到不能再继续移动的第一极限位置并记载该反映该第一极限位置的信息；再给换档机构施加大小能够使得换档机构反向移动又不能实现挂档的第五作用力，使得换档机构反向移动到不能再继续移动的第二极限位置并记载该反映该第二极限位置的信息；以两个极限位置的中间位置信息作为空档的位置信息。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征是：换档驱动机构为换档电机，选档驱动机构为选档电机，车辆变速器自动控制系统中的电控单元的输出分别接换档电机和选档电机，电控单元通过输出的电压值控制选档电机给选档机构施加的第一、二作用力的大小；在选档电机上设置有反映选档电机输出轴转动角度的选档位置传感器，选档位置传感器的输出接电控单元；以选档电机输出轴转动角度来判断选档机构是否移动。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征是：电控单元通过输出的电压值控制换档电机给换档机构施加的作用力的大小；在换档电机上设置有反映换档电机输出轴转动角度的换档位置传感器，换档位置传感器的输出接电控单元；以换档电机输出轴转动角度来判断选档机构是否移动及移动距离大小。
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