CN107013631B - 一种具有起步辅助控制的手动变速控制方法、装置及汽车 - Google Patents

一种具有起步辅助控制的手动变速控制方法、装置及汽车 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种具有起步辅助控制的手动变速控制方法、装置及汽车，该方法包括：获取汽车的当前车速，该汽车为前轮驱动的汽车；将获取到的当前车速与预设的车速阈值比较；当小于预设的车速阈值时，继续检测档位；当检测到当前档位为非空档时，继续检测刹车踏板状态；当检测到当前刹车踏板状态为上抬状态时，继续检测刹车踏板的启动强度，并根据启动强度控制感应电机作为辅助启动动力工作；当检测到当前刹车踏板状态为下踩状态时，继续检测刹车踏板的制动强度，并根据制动强度控制感应电机制动回收能量，其中，感应电机通过减速齿轮组与后轮轴啮合。本发明的实施例既保证手动驾驶乐趣，又避免手动变速器起步的繁琐步骤。

Description

一种具有起步辅助控制的手动变速控制方法、装置及汽车
技术领域
本发明涉及汽车辅助动力系统技术领域，特别涉及一种具有起步辅助控制的手动变速控制方法、装置及汽车。
背景技术
手动变速器具有成本低，后期维护成本低，且具有良好的驾驶乐趣。随着手动变速箱的发展，档位不断增加，效率也得到提高。如今在国内产销仍有一半的占有量，虽然自动变速器飞速发展，档位增加，种类多样化，甚至有人预测未来自动变速箱份额会占到八成以上。但手动变速箱带给驾驶员的驾驶乐趣是自动变速箱无法给予的。
随着中国车市销量增长过快等原因，城市日益拥堵，使许多用户选择了自动变速箱。因此即使手动变速箱档位继续增加，轻量化，仍然不会被一部分消费者接受。对于手动变速器来讲主要体现在拥堵时频繁起步与刹车，既要踩离合、油门、刹车三个踏板，还要右手挂档位，这是相当一部分用户难以接受的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种具有起步辅助控制的手动变速控制方法、装置及汽车，既保证手动驾驶的驾驶乐趣，又避免手动变速器起步的繁琐步骤，使其“半自动”，有效减少驾驶强度。
依据本发明的一个方面，提供了一种具有起步辅助控制的手动变速控制方法，所述手动变速控制方法包括：
获取汽车当前车速，所述汽车为前轮驱动的汽车；
将获取到的所述汽车当前车速与预设的车速阈值进行比较；
当所述汽车当前车速小于所述预设的车速阈值时，继续检测汽车档位；
当检测到汽车当前档位为非空档时，继续检测刹车踏板状态，其中，所述刹车踏板状态包括：上抬状态和下踩状态；
当检测到汽车的当前刹车踏板状态为上抬状态时，继续检测刹车踏板的启动强度，并根据所述启动强度控制感应电机作为辅助启动动力工作；
当检测到汽车的当前刹车踏板状态为下踩状态时，继续检测刹车踏板的制动强度，并根据所述制动强度控制所述感应电机制动回收能量，其中，所述感应电机通过减速齿轮组与汽车后轮轴啮合。
优选的，所述控制方法还包括：
当所述汽车当前车速大于所述预设的车速阈值时，继续检测汽车档位；
当检测到汽车当前档位为非空档时，继续检测刹车踏板状态；
当检测到汽车的当前刹车踏板状态为下踩状态时，继续检测刹车踏板的制动强度，并根据所述制动强度控制所述感应电机制动回收能量；
当检测到汽车的当前刹车踏板状态为上抬状态时，重新获取汽车当前车速。
优选的，所述控制方法还包括：
当检测到汽车当前档位为空档时，重新获取汽车当前车速。
优选的，所述预设的车速阈值为15～25km/h或25～35km/h。
依据本发明的另一个方面，还提供了一种具有起步辅助控制的手动变速装置，所述汽车包括：单片机、档位位置传感器、车速传感器、刹车踏板传感器、电机控制器、感应电机和电源，其中，所述档位位置传感器、车速传感器、刹车踏板传感器和电机控制器分别与所述单片机电连接，所述电机控制器与所述感应电机电连接，所述电源的一端与所述电机控制器电连接，所述电源的另一端与所述单片机电连接，所述感应电机通过减速齿轮组与汽车后轮轴啮合；
所述档位位置传感器检测档位位置并输出第一信号至所述单片机，所述车速传感器检测车速并输出第二信号至所述单片机，所述刹车踏板传感器检测刹车踏板状态并输出第三信号至所述单片机；
所述单片机用于获取汽车当前车速；将获取到的所述汽车当前车速与预设的车速阈值进行比较；当所述汽车当前车速小于所述预设的车速阈值时，控制档位位置传感器继续检测汽车档位；当检测到汽车当前档位为非空档时，控制刹车踏板传感器继续检测刹车踏板状态，其中，所述刹车踏板状态包括：上抬状态和下踩状态；当检测到汽车的当前刹车踏板状态为上抬状态时，继续检测刹车踏板的启动强度，并根据所述启动强度通过所述电机控制器控制感应电机作为辅助启动动力工作；当检测到汽车的当前刹车踏板状态为下踩状态时，继续检测刹车踏板的制动强度，并根据所述制动强度通过所述电机控制器控制所述感应电机制动回收能量。
优选的，所述单片机还用于：当所述汽车当前车速大于所述预设的车速阈值时，控制档位位置传感器继续检测汽车档位；当检测到汽车当前档位为非空档时，控制刹车踏板传感器继续检测刹车踏板状态；当检测到汽车的当前刹车踏板状态为下踩状态时，继续检测刹车踏板的制动强度，并根据所述制动强度通过电机控制器控制所述感应电机制动回收能量。
优选的，所述单片机还用于：当检测到汽车当前档位为空档时，控制所述车速传感器重新获取汽车当前车速。
优选的，所述电源为车载电池，所述车载电池通过降压电路向所述单片机供电。
依据本发明的另一个方面，还提供了一种汽车，包括如上所述的具有起步辅助控制的手动变速装置。
本发明的实施例具有如下有益效果：
1)前驱手动动力总成布置不变，只是在后驱增加一组齿轮和一个感应电机，感应电机布置容易，对整车修改少。
2)与目前手动变速器相比，在频繁起步中驾驶员劳动强度得到大大改善。
3)本发明功能上频繁起步操作与自动变速器一致，当起步完成后，正常行驶换挡与手动变速器操作一致，驾驶员能够直接上手操作。
4)发动机不用承载初始的频繁起步动力，降低了发动机油耗。针对手动车型起步发动机熄火概率将减少。
5)能够起步阶段可以实现四驱功能。
附图说明
图1为本发明的具有起步辅助控制的手动变速控制方法流程图；
图2为本发明的具有起步辅助控制的手动变速装置的结构示意图之一；
图3为本发明的具有起步辅助控制的手动变速装置的结构示意图之二；
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
参见图1，本发明的实施例提供了一种具有起步辅助控制的手动变速控制方法，该手动变速控制方法包括：
步骤101、获取汽车当前车速，该汽车为前轮驱动的汽车，然后进入步骤102；
步骤102、将获取到的汽车当前车速与预设的车速阈值进行比较，然后进入步骤103；
步骤103、当汽车当前车速小于预设的车速阈值时，继续检测汽车档位，然后进入步骤104；
步骤104、当检测到汽车当前档位为非空档时，继续检测刹车踏板状态，其中，刹车踏板状态包括：上抬状态和下踩状态，然后进入步骤105或106；
步骤105、当检测到汽车的当前刹车踏板状态为上抬状态时，继续检测刹车踏板的启动强度，并根据启动强度控制感应电机1作为辅助启动动力工作；
步骤106、当检测到汽车的当前刹车踏板状态为下踩状态时，继续检测刹车踏板的制动强度，并根据制动强度控制感应电机1制动回收能量，如图2所示，感应电机1通过减速齿轮组2与汽车后轮轴啮合。
优选的，继续参见图1，控制方法还包括：
步骤107、当汽车当前车速大于预设的车速阈值时，继续检测汽车档位，然后进入步骤109；
步骤109、当检测到汽车当前档位为非空档时，继续检测刹车踏板状态，然后进入步骤110或111；
步骤110、当检测到汽车的当前刹车踏板状态为下踩状态时，继续检测刹车踏板的制动强度，并根据制动强度控制感应电机1制动回收能量；
步骤111、当检测到汽车的当前刹车踏板状态为上抬状态时，重新获取汽车当前车速。
优选的，控制方法还包括：
步骤108、当检测到汽车当前档位为空档时，重新获取汽车当前车速。
优选的，预设的车速阈值为15～25km/h或25～35km/h。
参见图2和图3，依据本发明的另一个方面，还提供了一种具有起步辅助控制的手动变速装置，该装置包括：单片机6、档位位置传感器7、车速传感器8、刹车踏板传感器9、电机控制器10、感应电机1和电源，其中，档位位置传感器7、车速传感器8、刹车踏板传感器9和电机控制器10分别与单片机6电连接，电机控制器10与感应电机1电连接，电源的一端与电机控制器10电连接，电源的另一端与单片机6电连接，感应电机1通过减速齿轮组2与汽车后轮轴啮合；
档位位置传感器7检测档位位置并输出第一信号至单片机6，车速传感器8检测车速并输出第二信号至单片机6，刹车踏板传感器9检测刹车踏板状态并输出第三信号至单片机6；
单片机6用于获取汽车当前车速；将获取到的汽车当前车速与预设的车速阈值进行比较；当汽车当前车速小于预设的车速阈值时，控制档位位置传感器7继续检测汽车档位；当检测到汽车当前档位为非空档时，控制刹车踏板传感器9继续检测刹车踏板状态，其中，刹车踏板状态包括：上抬状态和下踩状态；当检测到汽车的当前刹车踏板状态为上抬状态时，继续检测刹车踏板的启动强度，并根据启动强度通过电机控制器10控制感应电机1作为辅助启动动力工作；当检测到汽车的当前刹车踏板状态为下踩状态时，继续检测刹车踏板的制动强度，并根据制动强度通过电机控制器10控制感应电机1制动回收能量。
优选的，单片机6还用于：当汽车当前车速大于预设的车速阈值时，控制档位位置传感器7继续检测汽车档位；当检测到汽车当前档位为非空档时，控制刹车踏板传感器9继续检测刹车踏板状态；当检测到汽车的当前刹车踏板状态为下踩状态时，继续检测刹车踏板的制动强度，并根据所述制动强度通过电机控制器10控制感应电机1制动回收能量。
优选的，单片机6还用于：当检测到汽车当前档位为空档时，控制车速传感器8重新获取汽车当前车速。
优选的，电源为车载电池11，该车载电池11通过降压电路12向单片机6供电。
依据本发明的另一个方面，还提供了一种汽车，包括如上所述的具有起步辅助控制的手动变速装置。
当汽车在堵车状态，需要频繁起步刹车时，离合器踏板需要一直踩下，或者有额外的装置使离合器4保持脱开状态。此时，刹车向下踩，感应电机1为能量回收状态进行辅助刹车；刹车上抬，则感应电机1作为动力系统，感应电机1扭矩转速控制则对应踏板0％-100％对应的值，0％为扭矩最大，转速最大。要实现刹车踏板直接对感应电机1进行起步以及停车控制有两个条件：一是手动变速箱5要停留在某个档位，不能在空挡位置，因此，单片机6作为控制器除了检测刹车踏板还要检测档位位置，目前启停技术已经实现了对空挡的检测。二是还要保证车辆速度低于某个阈值(假如在20Km/h内或30Km/h内)，阈值以下感应电机1能量回收制动和感应电机1启动均能通过踏板进行控制；若车速高于阈值，踩刹车可以实现能量回收制动，但松刹车踏板时，感应电机1断电不工作，因为车辆已经处于一定的速度下已不需要感应电机1进行辅助起步了，通过离合器4和发动机3直接驱动行驶。
因此，在车辆速度在阈值下，起步控制时，并保证离合器4脱开(脚一直踩下或者额外装置保证脱开)，只需要进行刹车踏板的控制，松开或者踩下，如自动挡车一样进行控制；档位也不用一定回到一档，在某个档位停止就可以直接在某个档位起步。因此，踩离合和换挡的操作基本省略了，剩下的就是刹车踏板控制。
当车速由零加速到达阈值时，即达到20Km/h或30Km/h，感应电机1自动断电切断动力。此时，驾驶员必须慢慢结合离合器4，脚脱离刹车踏板，开始进行油门踏板的控制。在阈值上后，高速状态下除了踩刹车感应电机1可以进行辅助制动能量回收外，松开刹车踏板过程感应电机1也不再任何工作，只有空转；驾驶员换挡、加减速等其他动作时，主要也是踩离合，换挡，踩油门等操作，与传统手动操作一样。
当然，当车速还没有达到阈值时，驾驶者同样可以提前结合离合器4，进行油门控制，这样会有更大的动力进行起步(发动机3与感应电机1双重动力加速)，此时，车辆可以实现短暂的四驱效果，使车辆有更好的动力性以及满足驾驶员的驾驶乐趣。若不提前使发动机3介入驱动，则汽车速度到达阈值前主要以后驱电动装置进行提速。
该装置通过只增加一个感应电机1和一对齿轮的情况下，经过其合理的控制方式，使手动挡车型在低速下，进行自动挡控制，加速过程可以实现后驱或者短暂的四驱功能。高速下实现手动挡控制。有效的降低了驾驶者劳动强度，保证了驾驶乐趣。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种具有起步辅助控制的手动变速控制方法，其特征在于，所述手动变速控制方法包括：
获取汽车当前车速，所述汽车为前轮驱动的汽车；
将获取到的所述汽车当前车速与预设的车速阈值进行比较；
当所述汽车当前车速小于所述预设的车速阈值时，继续检测汽车档位；
当检测到汽车当前档位为非空档时，继续检测刹车踏板状态，其中，所述刹车踏板状态包括：上抬状态和下踩状态；
当检测到汽车的当前刹车踏板状态为上抬状态时，继续检测刹车踏板的启动强度，并根据所述启动强度控制感应电机作为辅助启动动力工作；
当检测到汽车的当前刹车踏板状态为下踩状态时，继续检测刹车踏板的制动强度，并根据所述制动强度控制所述感应电机制动回收能量，其中，所述感应电机通过减速齿轮组与汽车后轮轴啮合。
2.如权利要求1所述的手动变速控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
当所述汽车当前车速大于所述预设的车速阈值时，继续检测汽车档位；
当检测到汽车当前档位为非空档时，继续检测刹车踏板状态；
当检测到汽车的当前刹车踏板状态为下踩状态时，继续检测刹车踏板的制动强度，并根据所述制动强度控制所述感应电机制动回收能量；
当检测到汽车的当前刹车踏板状态为上抬状态时，重新获取汽车当前车速。
3.如权利要求1所述的手动变速控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
当检测到汽车当前档位为空档时，重新获取汽车当前车速。
4.如权利要求1所述的手动变速控制方法，其特征在于，所述预设的车速阈值为15～25km/h或25～35km/h。
5.一种具有起步辅助控制的手动变速装置，其特征在于，所述装置包括：单片机、档位位置传感器、车速传感器、刹车踏板传感器、电机控制器、感应电机和电源，其中，所述档位位置传感器、车速传感器、刹车踏板传感器和电机控制器分别与所述单片机电连接，所述电机控制器与所述感应电机电连接，所述电源的一端与所述电机控制器电连接，所述电源的另一端与所述单片机电连接，其中，所述感应电机通过减速齿轮组与汽车后轮轴啮合；
所述档位位置传感器检测档位位置并输出第一信号至所述单片机，所述车速传感器检测车速并输出第二信号至所述单片机，所述刹车踏板传感器检测刹车踏板状态并输出第三信号至所述单片机；
所述单片机用于获取汽车当前车速；将获取到的所述汽车当前车速与预设的车速阈值进行比较；当所述汽车当前车速小于所述预设的车速阈值时，控制档位位置传感器继续检测汽车档位；当检测到汽车当前档位为非空档时，控制刹车踏板传感器继续检测刹车踏板状态，其中，所述刹车踏板状态包括：上抬状态和下踩状态；当检测到汽车的当前刹车踏板状态为上抬状态时，继续检测刹车踏板的启动强度，并根据所述启动强度通过所述电机控制器控制感应电机作为辅助启动动力工作；当检测到汽车的当前刹车踏板状态为下踩状态时，继续检测刹车踏板的制动强度，并根据所述制动强度通过所述电机控制器控制所述感应电机制动回收能量。
6.如权利要求5所述手动变速装置，其特征在于，所述单片机还用于：当所述汽车当前车速大于所述预设的车速阈值时，控制档位位置传感器继续检测汽车档位；当检测到汽车当前档位为非空档时，控制刹车踏板传感器继续检测刹车踏板状态；当检测到汽车的当前刹车踏板状态为下踩状态时，继续检测刹车踏板的制动强度，并根据所述制动强度通过电机控制器控制所述感应电机制动回收能量。
7.如权利要求5所述手动变速装置，其特征在于，所述单片机还用于：当检测到汽车当前档位为空档时，控制所述车速传感器重新获取汽车当前车速。
8.如权利要求5所述的手动变速装置，其特征在于，所述电源为车载电池，所述车载电池通过降压电路向所述单片机供电。
9.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求5～8中任一项所述的具有起步辅助控制的手动变速装置。
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