CN102829174A - 用于手动变速器的预测挡位感应系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可预测挡位感应系统，其中，变速杆选择器组件（3A）的轴向和旋转位置由形成单个2D磁性选择的挡位传感器阵列（7）的轴向和旋转传感器感应。指示变速杆选择器组件（3A）的轴向和旋转位置的信号由2D传感器阵列（7）提供至电子处理单元（5），电子处理单元（5）基于由2D传感器阵列（7）接收的信号提供预测的接下来将要接合的挡位的输出。

Description

用于手动变速器的预测挡位感应系统

技术领域

本发明涉及具有手动变速器的机动车，具体地，涉及用于预测变速器中将要接合的挡位的系统。

背景技术

已知有这样的挡位传感器，其提供可以由机动车的电子控制装置使用的信号，用以确定当前接合的挡位。这种包括倒挡开关的挂挡开关（in-gearswitch）可以用于指示即时挡位。然而，这种开关仅在挡位已经接合之后测算离散挡位，不能给出关于预期的挡位变化的任何信息，例如，驾驶者正在变为哪一挡位。该信息非常有用，并且可以为机动车控制系统给出驾驶者的挡位变化意图的早期指示，因而允许系统更快地响应驾驶者的需求。

另外，大多数挂挡开关安装于变速器外，以感应挡位变速杆位置，这样，由于大的公差和机动车的使用寿命期间因磨损在挡位变速杆位置的变化，存在不恒定的误差。

因此，在机动车变速器的一些操作期间，例如利用这种已知挡位传感器进行挡位变化时，存在这样一段不知道将要选择的挡位的时间段，只有在其最后接合时才知道选择的挡位。

还已知使用车辆速度和发动机速度对比，以获得当前使用的变速器的挡位位置。然而，当动力传动系统解离时，例如当离合器脚踏板被按下时，该方法不可用，因此，在挡位变化操作期间，任何新的挡位位置计算不得不延迟，直到变化完成，也就是说，完全选择挡位，并且离合器重新接合。

另外，当车辆滑行或打滑，例如行驶在低摩擦的路面时，使用车速和发动机转速对比技术是不可靠的。

采集有关接合挡位的信息的任何延迟都会对那些要求挡位信息的车辆控制系统，如换挡协调（Gear Shift Harmonization，GSH）造成问题。GSH是一种在换挡期间使发动机转速与所选挡位匹配以平顺挡位间转换的技术。

延迟的或不准确的挡位信息还可以对人机界面（Human MachineInterface，HMI）产生不利影响，其中，挡位信息在某些车辆应用中显示在仪表板上，这可以直接影响用户满意度。

在一些起动-停止车辆中，使用空挡传感器（Gear Neutral Sensors，GNS）。然而，这仅仅可以测量空挡、奇数或偶数挡位位置。它们不能够提供关于变速器当前处于或正在移向哪一挡位的具体信息。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以在挡位实际接合之前预测将要接合的挡位的可预测挡位感应系统。

根据本发明的第一方面，提供一种多级手动变速器的可预测挡位感应系统，其具有包括由换挡杆在旋转方向和轴向上移动的换挡选择器组件的挡位H型槽道换挡机构，其中，该系统包含用于感应换挡选择器组件的旋转位置的第一传感器，用于感应换挡选择器组件的轴向位置的第二传感器和用于接收和处理来自第一和第二传感器的信号的电子处理单元，所述电子处理单元基于从第一和第二传感器接收的信号可操作地预测接下来将要接合的挡位。

所述电子处理单元可以基于是否到达或经过至少一个预定设置点，可操作地预测接下来将要接合的挡位。

变挡选择器组件可以具有固定于其上的2D磁性目标，并且，第一和第二传感器形成单独的2D传感器阵列。

H型槽道机构可以形成多个换挡杆平面，电子处理单元可以使用来自第二传感器的信号确定换挡杆与哪一换挡杆平面对齐。

换挡选择器组件可以在对应于第一排挡位的选择位置、第二排挡位的选择位置和空挡位置的第一、第二和第三旋转位置之间旋转，其中，第一设置点可以在第一旋转位置和第三旋转位置之间的旋转位置上形成，作用于在该旋转位置上及超过该旋转位置的力将导致换挡选择器组件移入第一旋转位置，当来自第一传感器的信号指示换挡选择器组件的旋转位置对应于第一设置点时，电子处理单元使用该信号作为将要接合的挡位是第一排挡位其中一个挡位的指示。

换挡选择器组件可以在对应于第一排挡位的选择位置、第二排挡位的选择位置和空挡位置的第一、第二和第三旋转位置之间旋转，其中，第二设置点可以在第二旋转位置和第三旋转位置之间的旋转位置上形成，作用于在该旋转位置上及超过该旋转位置的力将导致换挡选择器组件移入第二旋转位置，当来自第一传感器的信号指示换挡选择器组件的旋转位置对应于第二设置点时，电子处理单元使用该信号作为将要接合的挡位是第二排挡位其中一个挡位的指示。

电子控制单元可以可操作地将来自第一传感器信号的排预测与来自第二传感器信号的变挡杆平面信息结合，以产生对接下来将要接合的挡位的预测。

电子处理单元可以可操作地确定来自第二传感器的信号是增强还是减弱，并使用该信号作为对接下来将要接合的挡位可能将是比之前选择的挡位更高的挡位还是更低的挡位的初步预测。

在邻近的变挡杆平面之间可以提供至少一个平面间设置点，并且电子处理单元可以可操作地基于已经经过的平面间设置点，推断接下来将要接合的挡位将是比之前选择的挡位更高的挡位还是更低的挡位。

在邻近的变挡杆平面之间可以具有升挡和降挡平面间设置点。

第一排挡位可以包括所有前进奇数挡位，第二排挡位可以包括所有前进偶数挡位。

根据本发明的第二方面，提供具有根据上述本发明第一方面构建的可预测挡位感应系统的机动车。

根据本发明的第三方面，提供用于在具有H型槽道换挡机构的多级手动变速器中预测将要接合的挡位的方法，其中，可选挡位安排在两排和多个平行的变挡杆平面中，换挡机构包括由变挡杆在旋转和轴向上运动以影响可选挡位的接合的换挡选择器组件，其中，该方法包括确定换挡选择器组件的轴向和旋转位置，以及基于确定的轴向和旋转位置预测接下来将要接合的挡位。

该方法还可以包括确定换挡选择器组件的轴向位置，设置预定的旋转设置点，对比换挡选择器组件的旋转位置和预定的旋转设置点，以及当换挡选择器的旋转位置到达其中一个预定的旋转设置点时，使用该旋转位置结合已知的换挡选择器组件的轴向位置，作为对应于已到达的设置点和轴向位置的挡位被预测为是接下来将要接合的挡位的指示。

该方法还可以包括确定轴向，其中，换挡选择器组件在该方向上运动，并使用换挡选择器组件的运动方向作为预测接下来将要接合的挡位将是比之前接合的挡位更高的挡位还是更低的挡位的早期指示。

该方法还可以包括在邻近的换挡杆平面之间设置至少一个平面间设置点，确定是否已经经过平面间设置点中的任何一个，如果已经经过平面间设置点中的任何一个，则将其作为预测接下来将要接合的挡位将是比之前接合的挡位更高的挡位还是更低的挡位的早期指示。

附图说明

现在将结合附图以示例方式描述本发明，其中：

图1为根据本发明的一个方面的机动车的示意图；

图2A为图1所示的机动车的部分变速器的示意图，示出了2D选择的挡位传感器和2D磁性目标的位置；

图2B是示出变速器台架换挡选择器缸体的运动的视图，2D选择的挡位传感器感应该运动的轴向（X轴）和旋转（Y轴）位置；

图3A为台架换挡选择器缸体从动件的第一视图；

图3B为图3A所示的台架换挡选择器缸体从动件的第二视图；

图4为变速器台架换挡机构的视图，其更详细地示出了图2B所示的台架选择器缸体；

图5为图2A所示的部分变速器的更详细的视图，示出了2D目标和2D磁性传感器阵列的位置；

图6A为穿过图3A和3B所示的台架选择器缸体从动件的部分的放大截面图，示出了处在空挡位置的台架选择器从动件；

图6B为穿过图3A和3B所示的台架选择器缸体从动件的部分的放大截面图，示出了处在偶数挡位入挡（pull-in）位置的台架选择器从动件；

图6C为穿过图3A和3B所示的台架选择器缸体从动件的部分的放大截面图，示出了处在奇数挡位入挡位置的台架选择器从动件；

图7A为示出了变速器台架选择器缸体旋转和轴向位置与各个来自2D所选的挡位传感器的信号输出之间的关系的示意图；

图7B为根据本发明的可预测挡位感应系统的一个实施例，变速器台架选择器缸体旋转位置与显示两个平面内或旋转的设置点的信号输出之间的关系的放大示图；

图8A为示出了根据本发明的可预测挡位感应系统的另一实施例的多个平面内和平面间设置点的H型槽道选择器机构的示意图；

图8B为示出了变速器台架选择器缸体轴向位置和示出了图8A指出的平面间设置点的信号输出之间的关系的图表；

图8C为示出了变速器台架选择器缸体旋转位置和示出了图8A指出的平面内设置点的信号输出之间的关系的图表；

图9为根据本发明的用于预测挡位接合的方法的第一实施例的简化流程图；

图10为根据本发明的用于预测挡位接合的方法的第二实施例的简化流程图。

具体实施方式

首先参考图1至6C，示出了具有发动机2的机动车1，发动机2通过离合器10驱动连接至手动变速箱/变速器3。变速器3包括换挡杆11，通过该换挡杆，驾驶者可以使用H型槽道选择器机构选择变速器3中的各个挡位。

动力传动系控制模块（Powertrain Control Module，PCM）4形式的电子处理单元用于控制机动车1的动力传动系。PCM4包括用于控制发动机2操作的发动机控制单元6和用于确定变速器3的操作状态的变速器状态模块5。

PCM4设置用于接收多个来自传感器9的输入或信号，包括来自发动机转速传感器的发动机转速、来自车速传感器的车速、来自踏板传感器的离合器踏板位置、来自踏板传感器的加速器踏板位置、来自踏板传感器的制动器踏板位置中的一个或多个，并且还可以接收关于机动车1上的其他组件的信息，例如，电池（未示出）的充电状态和空调单元（未示出）的操作状态。

发动机控制单元6可以使用来自传感器9的一些或全部输入来控制发动机2的操作。应当理解，发动机控制单元6和变速器状态模块5可以是独立的处理单元，或形成单个电子处理器，如所示的PCM4中的一部分。

机动车1包括可预测挡位感应系统的第一实施例，其包括变速器状态模块5、2D磁性目标8和2D所选的挡位传感器7，结合形成2D所选的挡位传感器对。变速器状态模块5设置用于接收来自附接于变速器3的外壳3B的所选的挡位传感器7的信号。所选的挡位传感器7是2D磁性PWN传感器阵列，其基于与台架选择器缸体3A形式的换挡选择器组件相关的所选的挡位传感器7和2D磁性目标8之间的通量的变化提供信号。所选的挡位传感器7结合单个2D传感器阵列中的旋转位置传感器和轴向位移传感器。

图2A、图4和图5示出了由位于主变速器外壳3B内的换挡台架选择器缸体3A构成的典型的“H型槽道”变速器构造。当变速杆11前后运动以分别选择奇数和偶数挡位时，换挡台架选择器缸体3A旋转，并且当变速杆11左右运动以改变变速杆在其中运动的换挡杆平面时，换挡台架选择器缸体3A轴向运动。倒车挡可以根据变速器3的设置而设置为奇数挡位或偶数挡位。应当理解，换挡台架选择器缸体3A可以设置成使前后运动引起选择器缸体轴向运动，并且左右运动引起选择器缸体旋转，来自2D传感器阵列的输出可以相应地理解。

换挡杆11通过线缆驱动连接至一对杆21A、21B，杆21A、21B形成驱动换挡台架选择器缸体3A的换挡台架总成20的一部分。也就是说，通过作为其间的机械连接的换挡杆11物理移动换挡台架选择器缸体3A。

2D磁性目标8附接至换挡台架选择器缸体3A，在所述示例中，所选的挡位传感器7位于变速器外壳3B外部，并检测磁性目标8的轴向和旋转运动。然而，应当理解，所选的挡位传感器7也可以安装在变速器外壳3B内部。

图2B示出了当选择不同挡位时，磁性目标8的运动。

图3A、3B、6A、6B和6C示出了附接至选择器缸体3A并随其旋转的从动件3C，所述从动件3C具有三个止动器3E，与空挡位置对应的中央止动器、中央止动器一侧的奇数挡位止动器和中央止动器另一侧的偶数挡位止动器。球3D被弹簧偏置（在图6A、6B和6C中以箭头“S”示意性地表示），用于接合止动器3E中的一个。球3D由变速器外壳3B直接或通过托架滑动支承。应当理解，球3D可以由具有半球形末端的弹簧偏置销钉代替。止动器3E限定对应于变速器3的第一排挡位的选择位置、第二排挡位的选择位置和空挡位置的第一、第二和第三旋转位置，特别地，位于空挡止动器和挂挡止动器之间的尖峰确定在松开挡位杆11的情况下，变速器3将移入挡位（入挡，pull-in）还是移入空挡（非入挡，no pull-in），这将在下文具体描述。

以变速器3开始，可以看出，存在磁性目标8至选择器缸体3A的机械连接形式的与磁性目标8的物理连接，以及所选挡位传感器7至变速器外壳3B的机械连接形式的与所选挡位传感器7的物理连接。

在所选挡位传感器7和磁性目标8之间存在磁通连接，使磁通变化可以通过所选挡位传感器7感应，以提供指示选择器缸体3A的轴向和旋转位置、以及由此指示变速器处于奇数挡位、偶数挡位还是空挡以及指示将要接合奇数和偶数挡位中的哪个挡位的信号。

所选挡位传感器7连续输出指示选择器缸体3A的旋转和轴向位置的信号，这些信号通过对比输出信号与各个设置点来预测接下来将要接合的挡位。每一设置点是对应于针对具体位置的信号值的校准值。因此，当来自所选挡位传感器的其中一个信号的量值与设置点的值相同时，即可知选择器缸体3A的位置处于预定的旋转或轴向位置。

例如，通过执行测试工作，可以确立选择器缸体3A的入挡旋转位置及相应的平面内设置点，其可以用于确定到达入挡位置的时间。偶数和奇数挡位入挡位置分别如图6B和6C所示。

在图6A中，所示选择器缸体3A处在空挡位置，在图6B和6C中，所示选择器缸体3A处在相应于偶数入挡点（EPI）和奇数入挡点（OPI）的位置处。在这种情况下，当选择器缸体3A从空挡位置旋转Ω度时，到达偶数入挡点，当选择器缸体3A从空挡位置旋转-β度时，到达奇数入挡点。图6A至6C中，选择器缸体3A 顺时针旋转表示为正角度，逆时针旋转表示为负角度。

如果已知这些入挡位置（EPI和OPI）已经到达的旋转位置，并且校准所选的挡位传感器7，使变速器状态模块5能够使用预定的设置点从来自所选的挡位传感器7的信号确定何时到达这些旋转位置，之后，在实际接合挡位之前，这可用于预测接合的挡位将是奇数挡位还是偶数挡位。通过将该信息与由所选挡位传感器7生成的轴向位置信号确定的选择器缸体3A的轴向位置结合，变速器状态模块5能够预测接下来要接合的挡位。

本领域技术人员应当理解，各个奇数和偶数入挡点为换挡缸体3A的旋转位置，在此，各种作用力将旋转换挡缸体3A，使球3D完全与各自的止动器3E接合，并将接合相应的挡位。也就是说，在入挡点处及超过入挡时，变速器将自动移入挡位，并在到达入挡点之前变速器将返回空挡位置。

现在参考图7A和7B，变速器状态模块5的两个输入，感应的旋转位置信号（Y轴）和感应的轴向位移信号（X轴）。为了更加精确，所选的挡位传感器7输出范围内（在该情况下在10%至90%之间）或范围外（在该情况下在>90%或<10%）的PWM信号。变速器状态模块5的输入驱动器软件解释PWM，如果PWM在范围外(>90%或<10%)，输入驱动器软件将质量信号设置为错误（FAULT）。应当理解，通过示例提供10%至90%的范围，但本发明不限于使用这样的范围。

如果PWM信号在范围内（在10%至90%之间），输入驱动器软件将质量信号设置为良好（OK）。变速器状态模块5之后将PWM信号与阈值对比，以确定空挡选择与否，奇数挡位选择与否，偶数挡位选择与否，是否已经到达奇数挡位入挡点（OPI）以及是否已经到达偶数挡位入挡点（EPI）。

由图7A可以看出，六速变速器具有奇数挡位和倒挡安装于一排、偶数挡位安装于另一排的常规H型槽道排列，挡位排列在多个换挡杆平面内，其中具有排列的倒挡，在剩下的平面中有两个前进挡位，即，第一和第二挡（1/2平面）、第三和第四挡（3/4平面）及第五和第六挡（5/6平面）。

现在参考图7B，如果PWM信号实质上是90%，则变速器状态模块5将其解释为已经选择其中一个偶数挡位的指示，如果PWM信号实质上是10%，则变速器状态模块5将其解释为已经选择其中一个奇数挡位的指示，如果PWM信号实质上是50%，则变速器状态模块5将其解释为已经选择空挡的指示。

应当理解，所有这些附图在实际操作中存在偏差带，例如，变速器状态模块5也可以用如下逻辑测试很好地操作旋转方向：

如果85%<PWM<90%，则接合的挡位为偶数；（1）

如果10%<PWM<15%，则接合的挡位为奇数；（2）

如果45%<PWM<55%，则挡位为空挡。（3）

除了这些挂挡评估，变速器状态模块5还对比来自所选挡位传感器7的旋转位置信号和用于偶数挡位入挡点（EPI）及奇数挡位入挡点（OPI）的两个旋转设置点，用于预测接下来将要接合的挡位。

例如，如图7B所示，变速器状态模块5对旋转方向执行如下逻辑测试：

如果PWM<30%，则预测的下一挡位为奇数；（4）

如果PWM>70%，则预测的下一挡位为偶数。（5）

其中，预定的旋转设置点EPI和OPI分别为70%和30%。

使用该逻辑，变速器状态传感器5能够通过将其与换挡缸体3A的轴向位置结合，在实际接合之前，预测接下来将要接合的挡位。之后，该信息可以提前若干毫秒（20-40ms）发送至其他要求在挡位实际接合之前确认挡位选择的控制系统，例如，HMI挡位指示器或发动机控制单元6。

应当理解，也可以将所选的挡位传感器7设置成当变速器3处于空挡时，相应的标称传感器信号为50%，当变速杆向前移入其中一个奇数挡位时，传感器信号增加到50%以上，当选择其中一个偶数挡位时，传感器信号减少到50%以下，因此，上述的逻辑测试将是颠倒的，例如：

如果85%<PWM<90%，则接合的挡位为奇数；（1’）

如果10%<PWM<15%，则接合的挡位为偶数；（2’）

如果45%<PWM<55%，则挡位为空挡。（3’）

如果PWM<30%，则预测的下一挡位为偶数；（4’）

如果PWM<70%，则预测的下一挡位为奇数；（5’）

返回参考图7A，示出了来自所选挡位传感器7对轴向或X轴方向上的输出信号，可以看出，对于通过示例示出的六速变速器：

如果PWM=10%，选择倒挡平面；

如果PWM=40%，选择第一/第二挡位平面；

如果PWM=70%，选择第三/第四挡位平面；

如果PWM=90%，选择第五/第六挡位平面；

与上述相同，偏差带可以应用于这些附图，以允许结构的磨损或误差，因此，在实际操作中，变速器状态模块对于轴向方向可以执行逻辑测试：

如果10%<PWM<15%，选择倒挡平面；（6）

如果37.5%<PWM<42.5%，选择第一/第二挡位平面；（7）

如果67.5%<PWM<72.5%，选择第三/第四挡位平面；（8）

如果85%<PWM<90%，选择第五/第六挡位平面；（9）

变速器状态模块5可以使用上述逻辑测试（4）和（5），结合测试（6）至（9）的其中一个，用于预测接下来将要接合的挡位（N2G），如表1列出如下：

已通过测试	已通过测试(4)	已通过测试(5)
			6	N2G=倒挡	/
7	N2G=第一	N2G=第二
			8	N2G=第三	N2G=第四
9	N2G=第五	N2G=第六

表1

之后，当挡位实际接合时，变数器状态模块5可以确认，使用上述逻辑测试（1）和（2），结合测试（6）至（9）的其中一个，在确认后接收来自所选的挡位传感器7的已接合的挡位（EG），如表2列出如下：

已通过的测试	已通过的测试(2)	已通过的测试(1)
			6	EG=倒挡	/
7	EG=第一	EG=第二
			8	EG=第三	EG=第四
9	EG=第五	EG=第六

表2

应当理解，如关于旋转校正所述的，轴向位置校正可以与上述10%=第六挡位及90%=倒挡相反，在该情况下，对平面的逻辑测试将不同于上述的那些。

尽管本发明已经针对使用2D磁体并产生PWM输出的PWM磁性所选传感器的使用进行了说明，但本发明不限于产生PWM输出的传感器的使用，其同样适用于产生可变电压输出而非PWM输出的位移传感器的使用。

应当理解，本发明不限于使用用于所选挡位传感器的单个2D磁性传感器阵列7，其也可以通过使用3D传感器和磁性设置或两个单独的传感器执行，一个用于感应旋转运动，一个用于感应轴向运动。

应当理解，本发明不限于六挡前进速度变速器或如图7A所示的空挡定位，本发明可以应用于具有相同益处的具有不同数量的前进速度或不同的倒挡位置的变速器。

现在参考图8A至8C，示出了可预测挡位感应系统的第二实施例的部件，其与前述大部分是相同的，因此，将不再详细描述。

该第二实施例与上述第一实施例之间的主要区别在于，除了与位于换挡平面的入挡点相关的平面内设置点，还提供位于换挡平面之间的多个平面间设置点。这些平面间设置点中的每一个是对应于台架选择器缸体3A的具体轴向位置的校正的输出值。

首先参考图8A，示出了多个平面内设置点Ra、1a、2a、3a、4a、5a和6a。设置点Ra、1a、3a和5a对应于上述奇数挡位入挡点（OPI），设置点2a、4a和6a对应于上述偶数挡位移入点（EPI）。可预测挡位系统使用这些设置点如上所述操作，并且如上所述能够用于预测接下来将要接合的挡位。

除了这些平面内设置点Ra、1a、2a、3a、4a、5a和6a，还存在多个平面间设置点R/1b、1/2b、3/4b和1/2a、3/4a、5/6a。平面间设置点R/1b、1/2b和3/4b为升挡设置点，平面间设置点1/2a、3/4a和5/6a为降挡设置点。

平面间设置点的功能在于，提供挡位改变发生为升挡变化或降挡变化的早期指示。如果预测挡位感应系统例如用于向换挡协调（GSH）系统提供信息，则该信息是有用的，其中，发动机转速必须在离合器10解离的时间点与离合器10重新接合的时间点之间的挡位变化期间的非常短的时间段内调整。

因此，变速器状态模块5使用平面间设置点，用于确定当前挡位变化是增挡变化或降挡变化，也就是说，与之前接合的挡位相比，接下来挡位是更高挡位还是更低挡位。

图8B示出了平面间设置点R/1b、1/2b、3/4b、1/2a、3/4a和5/6a作为所选的挡位传感器7的轴向位移传感器输出的%PWM输出，图8C重复了图7B，图8C中的平面内设置点（Ra、1a、3a和5a以及2a、4a和6a）分别对应于图7B所示的OPI和EPI设置点。

在每种情况下，之前接合的挡位，也即开始挡位变化之前接合的挡位，都是已知的，这用于提供接下来将要接合的挡位的早期指示。

由于平面间设置点是已校正的设置点，他们不受到机构中的偏差影响，因此，可以使用单个值。

例如，如图8A和8B所示的设置点具有如下指定的%PWM值：

R/1b=17.5%

1/2a=32.5%

1/2b=45%

3/4a=65%

3/4b=75%

5/6a=85%

这些用于使用已知的针对当前接合的挡位的%PWM确定在挡位变化周期初期正在发生的是升挡变化还是降挡变化。

例如，如果当前接合的挡位为四挡，则可以使用如下测试：

如果%PWM<65%，推断为降挡变化；以及

如果%PWM>75%，推断为升挡变化。

相似地，如果当前所选的挡位为二挡，则可以使用如下测试：

如果%PWM<32.5%，推断为降挡变化；以及

如果%PWM>45%，推断为升挡变化。

需要注意的是，通过在不同换挡平面之间具有单独的升降设置点，当经过其中一个设置点时给出早期指示，并且滞后作用可以用于阻止劈啪声（flip-flopping）。

例如，如果只有一个设置点即55%，则从3/4平面至1/2平面的降挡变化或从1/2平面至3/4平面的升挡的通知将会延迟，分别为65%对55%和45%对55%。

应当理解，这同样适用于使用在所有邻近平面之间使用的双设置点的情况。

下表3示出了变速器状态模块5如何使用设置点的贯穿，以提供与之前所选的挡位相比接下来的挡位可能是更高挡位还是更低挡位的早期指示。对于每一个挡位平面间设置点，示出了接下来可能的挡位。

表3

该输出基于驾驶者所期望的正常挡位变化形式的期望结果调整。这可以预定，或可以自适应学习，例如，如果驾驶者通常从五挡变为三挡，则如果经过设置点5/6a，这可以用于指示接下来期望的挡位为三挡。

在下表4中，示出了基于预定的逻辑变挡形式由表3矫正的结果。

表4

因此，根据该第二实施例的可预测挡位感应系统，能够通过提供所需动作的早期指示，提供采取任何其他动作如GSH所用的更多时间。

例如，假设当前所选挡位为三挡，并降挡至二挡，利用根据可预测挡位感应系统的第一实施例的系统，可以预测将要选择的挡位比三挡更高还是更低，直至经过挂挡平面设置点1a、2a、4a、5a、6a其中的一个，但根据该实施例，只要经过设置点3/4A，即可知正在发生降挡，因此该信息可以提供给任何需要它的系统，之后当经过相关的平面内设置点2a时，该信息可以用作对接下来的挡位的进一步预测，并且最终当挡位实际接合时得到确认。

应当理解，驾驶者将换挡杆11从三挡位置移至二挡位置所花费的时间相对较短，因此，在挡位变化前期所提供的任何附加信息对要求知道所选挡位的系统潜在地非常有用。

例如，利用在挡位变化早期就知道该挡位变化为升挡的GSH系统，允许GSH系统开始减小发动机转速，相反地，在挡位变化早期知道该挡位变化为降挡，允许GSH系统开始增加发动机转速。

现在参考图9，示出了执行用于在上述类型的多级手动变速器中预测将要接合的挡位的方法的第一实施例所需的基本步骤。

该方法在框100处以开启事件开始，之后在框110处，驾驶者解离离合器，为挡位改变或选择挡位作准备。

之后该方法前进至框120，其中所选挡位传感器7用于监控换挡组件如换挡缸体3A的动作，并在框130确定换挡杆平面。也就是说，在框130处，确定挡位杆11当前处于哪个换挡平面内。

之后，在框140处，确定是否已经到达入挡点或平面内设置点EPI、OPI的其中之一。如果已经到达平面内设置点EPI、OPI之中的一个，则该方法进入框150，但如果未到达平面间设置点EPI、OPI之中的任何一个，则该方法循环返回框130，并将继续围绕框130、140循环，直至已经到达平面内设置点EPI、OPI。

在框150处，确定已经到达哪个平面内设置点，并基于该判断，如果已经到达奇数挡位平面内设置点OPI，该方法行进到框160，如果已经到达偶数挡位平面内设置点EPI，该方法行进到框170。

在框160和170处，来自框130的平面信息与有关将要选择的挡位是奇数还是偶数的信息结合，提供接下来将要选择的挡位的预测，在框180处，该预测提供至任何需要该信息的系统。

之后，该方法进入框190，在此确定是否已经发生关闭事件，如果已经发生，该方法在框200处结束，如果还未发生，该方法继续进入框195，在此，储存实际选择的挡位用于进一步使用，之后在框196处将该信息提供至需要挡位状态信息的系统，作为在框180中提供的预测的确认。

之后，该方法继续进入框197，此处，驾驶者重新接合离合器10，之后在框197处暂停，直到驾驶者下一次断开离合器10，在该时间点返回框110以重新开始该方法。

现在参考图10，示出了执行用于在上述类型的多级手动变速器中预测将要接合的挡位的方法的第二实施例所需的基本步骤。

该方法在框1100处以开启事件开始，之后在框1110处，驾驶者解离离合器10，为挡位改变或挡位选择做准备，读取当前存储的轴向和旋转位置的值，或者读取当前所选的挡位状态。

之后，该方法进行至框1120，其中所选的挡位传感器7用于监控换挡组件，如换挡缸体3A的动作，在框1125处，确定换挡杆是在同一平面内（%PWM信号实质上不变）移动，在对应于升挡的向增挡位方向上（%PWM信号增加）移动，还是在对应于降挡的减挡方向上（%PWM信号减小）移动。基于此判断，如果所在平面没有改变，该方法进行至框1200，如果向上改变，则进行至框1130，如果向下改变，则进行至框1140。

在框1130中，检测是否已经经过上升改变平面间设置点，如果是，则该方法进入框1150，但如果不是，则循环返回框1120。相似地，在框1140中，检测是否已经经过下降改变平面间设置点，如果是，则该方法进入框1150，但如果不是，则循环返回1120。

框1130和1140允许使用不同的上升变化和下降变化平面间设置点，但应当理解，如果不考虑挡位变化方向使用相同的设置点，该方法可以由框1120进入检测是否已经经过任何平面间设置点的框，如果是，则进入框1150，但如果不是，则返回1120。

在框1150中，基于已经经过的设置点，向需要知道接下来的挡位比之前接合的挡位更高还是更低的任何系统提供过渡的预期换挡杆平面。这可以是多阶段步骤，信息随着经过各种平面间设置点更新，直到在框1200处，经过入挡点。也就是说，如果框1200中的测试失败，该方法可以可选地循环返回步骤1150，而不同于示出的框1120。

现在继续框1200，确定是否已经到达入挡点，即平面内设置点。如前述，平面内设置点EPI、OPI用于确定将要选择的挡位是奇数挡位还是偶数挡位。如果没有到达入挡点，该方法循环返回1120，如果已经到达入挡点，该方法进入框1300，在此，确定换挡杆平面，并且确定已经到达的入挡点用于奇数挡位还是偶数挡位。

之后，在框1600和1700中，由框1300确定的换挡杆11当前所在的换挡平面结合已知的入挡方向，产生对接下来选择的挡位的预测。

之后，在框1800中，向需要该信息的任何系统提供该预测。

之后，该方法进入框1900，在此确定是否已经发生关闭事件，如果是，该方法在框2000处结束，如果不是，该方法继续至框1950，在此储存实际选择的挡位用于后续使用，之后在框1960处，向需要知道挡位状态的系统提供该信息，作为对在框1800处提供的预测的确认。

之后，该方法继续进入框1970，在此，驾驶者重新接合离合器10，之后在框1970处暂停，直至驾驶者下一次解离离合器10，在该时间点，返回框1110，重新开始该方法。

应当理解，上述根据本发明用于预测接下来将要接合的挡位的方法的两个实施例通过示例的方式提供，并且，本发明不限于所述的具体步骤或执行步骤的顺序。

本领域技术人员应当理解，尽管本发明已经通过示例方式参考一个或多个实施例进行了描述，但其不限于所述实施例，并应当理解，在不背离权利要求书所限定的本发明范围的情况下，可以构建所述实施例或可选实施例的一个或多个变型。

Claims (19)

1.一种多级手动变速器的可预测挡位感应系统，其具有H型槽道换挡机构，该H型槽道换挡机构包括由变挡杆在旋转方向和轴向上移动的变挡选择器组件，其特征在于，所述系统包含用于感应变挡选择器组件的旋转位置的第一传感器，用于感应变挡选择器组件的轴向位置的第二传感器，以及用于接收和处理来自第一和第二传感器的信号的电子处理单元，所述电子处理单元基于从第一和第二传感器接收的信号，可操作地预测接下来将要接合的挡位。

2.根据权利要求1所述的感应系统，其特征在于，所述电子处理单元基于是否到达或经过至少一个预定设置点，可操作地预测接下来将要接合的挡位。

3.根据权利要求1或2所述的感应系统，其特征在于，变挡选择器组件具有固定于其上的2D磁性目标，并且，第一和第二传感器形成单独的2D传感器阵列。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的感应系统，其特征在于，H型槽道机构形成多个换挡杆平面，电子处理单元使用来自第二传感器的信号确定换挡杆与哪一换挡杆平面对齐。

5.根据权利要求4所述的感应系统，其特征在于，所述换挡选择器组件可以在对应于第一排挡位的选择位置、第二排挡位的选择位置和空挡位置的第一、第二和第三旋转位置之间旋转，其中，第一设置点在第一旋转位置和第三旋转位置之间的旋转位置上形成，作用于在该旋转位置上及超过该旋转位置的力将导致换挡选择器组件移入第一旋转位置，当来自第一传感器的信号指示换挡选择器组件的旋转位置对应于第一设置点时，电子处理单元使用该信号作为将要接合的挡位是第一排挡位其中一个挡位的指示。

6.根据权利要求4或5所述的感应系统，其特征在于，换挡选择器组件可以在对应于第一排挡位的选择位置、第二排挡位的选择位置和空挡位置的第一、第二和第三旋转位置之间旋转，其中，第二设置点可以在第二旋转位置和第三旋转位置之间的旋转位置上形成，作用于在该旋转位置上及超过该旋转位置的力将导致换挡选择器组件移入第二旋转位置，当来自第一传感器的信号指示换挡选择器组件的旋转位置对应于第二设置点时，电子处理单元使用该信号作为将要接合的挡位是第二排挡位其中一个挡位的指示。

7.根据权利要求5或6所述的感应系统，其特征在于，电子控制单元可操作地将来自第一传感器信号的排预测与来自第二传感器信号的变挡杆平面信息结合，以产生对接下来将要接合的挡位的预测。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的感应系统，其特征在于，电子处理单元可操作地确定来自第二传感器的信号是增强还是减弱，并使用该信号作为对接下来将要接合的挡位可能将是比之前选择的挡位更高的挡位还是更低的挡位的初步预测。

9.根据权利要求4至8中任一项所述的感应系统，其特征在于，在邻近的变挡杆平面之间可以提供至少一个平面间设置点，并且电子处理单元可操作地基于已经经过的平面间设置点，推断接下来将要接合的挡位将是比之前选择的挡位更高的挡位还是更低的挡位。

10.根据权利要求9所述的感应系统，其特征在于，在邻近的变挡杆平面之间具有升挡和降挡平面间设置点。

11.根据权利要求4至10中任一项所述的感应系统，其特征在于，第一排挡位包括所有前进奇数挡位，第二排挡位包括所有前进偶数挡位。

12.一种机动车，其特征在于，具有权利要求1至11中任一项所述的可预测挡位感应系统。

13.一种用于在具有H型槽道换挡机构的多级手动变速器中预测将要接合的挡位的方法，其特征在于，可选挡位安排在两排和多个平行的变挡杆平面中，换挡机构包括由变挡杆在旋转方向和轴向上运动以影响可选挡位的接合的换挡选择器组件，其中，该方法包括确定换挡选择器组件的轴向和旋转位置，以及基于确定的轴向和旋转位置预测接下来将要接合的挡位。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，该方法还包括确定换挡选择器组件的轴向位置，设置预定的旋转设置点，对比换挡选择器组件的旋转位置和预定的旋转设置点，以及当换挡选择器的旋转位置到达其中一个预定的旋转设置点时，使用该旋转位置结合已知的换挡选择器组件的轴向位置，作为对应于已到达的设置点和轴向位置的挡位被预测为是接下来将要接合的挡位的指示。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，该方法还包括确定轴向，其中，换挡选择器组件在该方向上运动，并使用换挡选择器组件的运动方向作为预测接下来将要接合的挡位将是比之前接合的挡位更高的挡位还是更低的挡位的早期指示。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，该方法还包括在邻近的换挡杆平面之间设置至少一个平面间设置点，确定是否已经经过平面间设置点中的任何一个，如果已经经过平面间设置点中的任何一个，则将其作为预测接下来将要接合的挡位将是比之前接合的挡位更高的挡位还是更低的挡位的早期指示。

17.一种实质上如参照附图说明的用于多级手动变速器的可预测挡位感应系统。

18.一种实质上如参照附图说明的机动车。

19.一种实质上如参照附图说明的用于预测多级手动变速器中将要接合的挡位的方法。

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