CN108331915B - 一种客货车自动变速箱控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种客货车自动变速箱控制方法及系统，该方法包括：获取当前车速；根据不同承载量对应的车速‑挡位对应关系、当前车速确定所需挡位；将挡位调整至当前挡位。其中，根据不同承载量对应的车速‑挡位对应关系、当前车速确定所需挡位，当承载量发生改变时，首先确定适用的车速‑挡位对应关系，然后根据适用的车速‑挡位对应关系及当前的车速确定当前所需的挡位，这样就有效解决了变速箱系统难以满足客货车对载重变化导致的挡位适用范围改变的问题，使得本发明可以选取更加合适的挡位以降低油耗，并提高变速器、离合器和发动机的使用寿命。

Description

一种客货车自动变速箱控制方法及系统

技术领域

本发明涉及自动变速箱技术领域，特别涉及一种客货车自动变速箱控制方法及系统。

背景技术

自动变速箱能减少驾驶员劳动强度，避免误操作，提高行车安全性；此外，能够模拟优秀驾驶员的换挡操作，消除由于驾驶员驾驶技术的差异导致的油耗上的差异；还能够降低对驾驶员驾驶技术的要求，节省司机雇用成本；上述优点导致能提高变速器、离合器和发动机的使用寿命，随着自动变速技术的不断发展，自动变速箱在载货车辆上逐渐得到使用。

然而，客车、货车的载重量变化较大，尤其对于载货车来说，载货车装载货物的重量可以达到自身重量的一倍以上，载货车行驶也分为空载行驶以及满载行驶，当载货车空载行驶时同样的行驶车速要想获得较高的加速度需要的挡位要高于载货车载货时发动机的挡位，而现有的变速箱系统难以进行实时调节。

发明内容

本发明提供了一种客货车自动变速箱控制方法及系统，解决现有技术的变速箱系统难以满足客货车对载重变化导致的挡位适用范围改变的问题。

本发明提供了一种客货车自动变速箱控制方法，包括：

获取当前车速；

根据不同承载量对应的车速-挡位对应关系、当前车速确定所需挡位；

将挡位调整至当前挡位。

优选地，在车辆上电之后，所述方法还包括：

根据空载工况对应的车速-挡位对应关系，初始化挡位对应的车速范围。

优选地，所述根据不同承载量对应的车速-挡位对应关系、当前车速确定所需挡位包括：

获取当前车辆加速度及油门开度；

根据当前车辆加速度与油门开度的比值选取当前承载量对应的车速-挡位对应关系；

根据选取的车速-挡位对应关系、当前车速确定挡位。。

优选地，所述车速-挡位对应关系的标定过程包括：

步骤a、将车辆的承载量调整至预设承载量；

步骤b、标定当前承载量下各挡位对应的车速范围；

重复步骤a至步骤b直至获取各预设承载量下各挡位对应的车速范围。

优选地，所述方法还包括：

自动变速箱工作过程中监测变速箱内温度；

当变速箱内温度超过设定温度时进行报警。

相应地，本发明还提供了一种客货车自动变速箱控制系统，包括：

挡位制动输入模块、传感模拟信号输入模块、传感脉冲信号输入模块、处理器、存储器、选换挡模块和CAN模块，挡位制动输入模块、传感模拟信号输入模块、传感脉冲信号输入模块、存储器、选换挡模块和CAN模块分别与所述处理器相连；

所述挡位制动输入模块用于给所述处理器发送制动信号、挡位控制信号；

所述传感模拟信号输入模块用于给所述处理器发送油门位置信号、选换挡信号、离合位置信号；

所述传感脉冲信号输入模块用于给所述处理器发送车速信号、变速箱输入轴和变速箱输出轴转速信号；

所述存储器用于存储不同承载量对应的车速-挡位对应关系；

所述选换挡模块用于控制电磁阀进行选换挡；

所述CAN模块用于通过CAN总线接收和/或发送车辆信息；

所述处理器用于根据存储器存储的不同承载量对应的车速-挡位对应关系、当前车速信号确定所需挡位，并通过所述选换挡模块控制电磁阀以将挡位调整至当前挡位。

优选地，所述挡位制动输入模块包括：制动开关、N/R挡位、加减挡位和开关输入单元，制动开关、N/R挡位和加减挡位分别与所述开关输入单元的输入端相连，所述开关输入单元的输出端与所述处理器的输入端相连。

优选地，所述传感模拟信号输入模块包括：

油门位置传感器、选换挡传感器、离合位置传感器和模拟量输入单元，油门位置传感器、选换挡传感器和离合位置传感器分别与所述模拟量输入单元的输入端相连，所述模拟量输入单元的输出端与所述处理器的输入端相连。

优选地，所述选换挡模块包括：

电磁阀驱动芯片、选档电磁阀和换挡电磁阀，所述电磁阀驱动芯片的输入端与所述处理器的输出端相连，所述电磁阀驱动芯片的输出端分别与所述选档电磁阀和所述换挡电磁阀的输入端相连。

优选地，所述CAN模块包括：

CAN控制器和CAN收发器，所述CAN收发器与CAN总线相连，所述CAN总线还分别与加速度传感器、组合仪表和发动机控制器相连；

所述系统还包括：与所述处理器相连的变速箱内温度传感器，用于给所述处理器发送变速箱内温度信号；

所述处理器具体用于当变速箱内温度超过设定温度时通过CAN总线给所述组合仪表发送温度报警信号。

本发明提供的一种客货车自动变速箱控制方法及系统，根据不同承载量对应的车速-挡位对应关系、当前车速确定所需挡位，也就是说，不同的承载量对应不同的车速-挡位对应关系，当承载量发生改变时，首先确定适用的车速-挡位对应关系，然后根据适用的车速-挡位对应关系及当前的车速确定当前所需的挡位，这样就有效解决了变速箱系统难以满足客货车对载重变化导致的挡位适用范围改变的问题，使得本发明可以选取更加合适的挡位以降低油耗，并提高变速器、离合器和发动机的使用寿命。

进一步地，本发明实施例提供的客货车自动变速箱控制方法及系统，还可以在车辆上电后，初始化挡位对应的车速范围，这样可以有效避免空载状态下选取的挡位不当，导致车辆顿挫或异响等情况发生。

进一步地，本发明实施例提供的客货车自动变速箱控制方法及系统，提供了根据车辆加速度和油门开度确定当前承载量对应的车速-挡位对应关系的技术方案，这样无需新增车辆传感器等，直接利用已有的加速度传感器的信号和油门开度信号确定当前合适的车速-挡位对应关系。

进一步地，本发明实施例提供的客货车自动变速箱控制方法及系统，给出了车速-挡位对应关系的标定方法。

进一步地，本发明实施例提供的客货车自动变速箱控制方法及系统，提供了具体的系统结构以便于推广。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本发明实施例提供的客货车自动变速箱控制方法的第一种流程图；

图2为根据本发明实施例提供的确定所需挡位的方法的一种流程图；

图3为根据本发明实施例提供的客货车自动变速箱控制方法的第二种流程图；

图4为根据本发明实施例提供的客货车自动变速箱控制系统的第一种结构示意图；

图5为根据本发明实施例提供的客货车自动变速箱控制系统的第二种结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的参数或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本发明提供的一种客货车自动变速箱控制方法及系统，对车辆不同载重进行加速度标定，以确定不同加速度与油门开度的比值范围，进而确定不同载重下的换挡车速；当系统初始工作时，控制器输出一个初始空载时的变速箱换挡对应车速，而当检测到车辆加速度与车辆油门开度不在初始设定范围内时，变速箱控制器根据当前的车辆加速度与车辆油门开度比值对应的换挡车速标定值来实现换挡控制，这样就实现了自动根据车辆载重及当前车速选取合适的挡位。

为了更好的理解本发明的技术方案和技术效果，以下将结合流程示意图对具体的实施例进行详细的描述。如图1所示，为根据本发明实施例提供的客货车自动变速箱控制方法的第一种流程图，该方法可以包括以下步骤：

步骤S01，获取当前车速。

在本实施例中，可以通过车辆已有的速度传感器、转速传感器等获取当前车速，例如，通过特定的传感器产生与汽车车轮的转数成正比的脉冲信号，在控制器中通过一定的公式计算采集到的脉冲数，来反算出车速；当然，也可以通过额外设置的速度传感器获取当前车速；此外，也可以采用GPS等方式计算当前车速，在此不再一一列举。

步骤S02，根据不同承载量对应的车速-挡位对应关系、当前车速确定所需挡位。

在本实施例中，可以首先确定当前车辆的承载量，然后根据承载量确定对应的车速-挡位对应关系，例如，利用压力传感器等方式直接获取当前车辆的承载量，此外，也可以是通过其他方式间接获取，如根据与承载量有关联的参数间接表征承载量，例如，当车辆承载量不同时，车辆的加速度和油门开度的比值会不同，这样就可以根据车辆的加速度和油门开度表征车辆承载量，而利用车辆的加速度和油门开度表征车辆承载量时，还能体现出驾驶员期望的加速度信息，使得换挡更加符合驾驶员的意愿，有助于提升用户体验度。

在确定适合当前承载量的车速-挡位对应关系之后，可以根据当前车速确定当前挡位是否合适，如果不合适，则自动进行换挡。

步骤S03，将挡位调整至当前挡位。

在本实施例中，换挡方式及换挡控制过程可以同现有技术，在此不再详述。

本发明提供的客货车自动变速箱控制方法，根据不同承载量对应的车速-挡位对应关系、当前车速确定所需挡位，也就是说，不同的承载量对应不同的车速-挡位对应关系，当承载量发生改变时，首先确定适用的车速-挡位对应关系，然后根据适用的车速-挡位对应关系及当前的车速确定当前所需的挡位，这样就有效解决了变速箱系统难以满足客货车对载重变化导致的挡位适用范围改变的问题，使得本发明可以选取更加合适的挡位以降低油耗，并提高变速器、离合器和发动机的使用寿命。

如图2所示，为根据本发明实施例提供的确定所需挡位的方法的一种流程图。

在本实施例中，所述根据不同承载量对应的车速-挡位对应关系、当前车速确定所需挡位可以包括以下步骤：

步骤S21，获取当前车辆加速度及油门开度。

在本实施例中，可以通过车辆已有的传感器获取车辆加速度和油门开度，上述信息的获取并不仅限于直接与传感器相连的传感器，还可以是通过汽车总线获取的信息，例如通过CAN总线从发动机控制单元获取的加速度信息，在此不做限定。

步骤S22，根据当前车辆加速度与油门开度的比值选取当前承载量对应的车速-挡位对应关系。

在本实施例中，车速-挡位对应关系可以是数据形式存储，也可以是图表形式存储，使用时通过查图、或查表获取数据。车速-挡位对应关系可以通过标定、仿真模拟等方式来确定。通过当前车辆加速度与油门开度的比值表征车辆载重，以选取当前承载量对应的车速-挡位对应关系。

步骤S23，根据选取的车速-挡位对应关系、当前车速确定挡位。

以下以标定方式确定车速-挡位对应关系为例进行说明，所述车速-挡位对应关系的标定过程包括：

步骤a、将车辆的承载量调整至预设承载量。

步骤b、标定当前承载量下各挡位对应的车速范围。

重复步骤a至步骤b直至获取各预设承载量下各挡位对应的车速范围。车速-挡位对应关系可以如表1所示。

表1车速-挡位对应关系

需要说明的是，上述加速/开度比并不仅限于三种，挡位也并不限于5挡，可以根据实际情况设置更多或更少种，具体根据使用效果而定。

本发明提供的确定所需挡位的方法提供了根据车辆加速度和油门开度确定当前承载量对应的车速-挡位对应关系的技术方案，这样无需新增车辆传感器等，直接利用已有的加速度传感器的信号和油门开度信号确定当前合适的车速-挡位对应关系。

如图3所示，为根据本发明实施例提供的客货车自动变速箱控制方法的第二种流程图。

在本实施例中，在车辆上电之后，所述方法还包括：

步骤S31，根据空载工况对应的车速-挡位对应关系，初始化挡位对应的车速范围。

具体地，当系统初始工作时，控制器输出一个初始空载时的变速箱换挡对应车速-挡位对应关系，而当检测到车辆加速度与车辆油门开度不在初始设定范围内时，变速箱控制器调取现在的车辆加速度与车辆油门开度比值对应的换挡车速标定值来实现换挡控制。

在另一个实施例中，所述方法还包括：

步骤S32，自动变速箱工作过程中监测变速箱内温度。例如，可以通过温度传感器检测变速箱内温度。

步骤S33，当变速箱内温度超过设定温度时进行报警。具体地，可以通过声光报警或组合仪表等进行报警，在此不做限定。

利用本发明可以快速准确的确定当前适用的挡位，提升用户体验度。

相应地，本发明还提供了与上述方法对应的客货车自动变速箱控制系统，如图4所示，为根据本发明实施例提供的客货车自动变速箱控制系统的第一种结构示意图。

在本实施例中，该客货车自动变速箱控制系统可以包括：

挡位制动输入模块、传感模拟信号输入模块、传感脉冲信号输入模块、处理器、存储器、选换挡模块和CAN模块，挡位制动输入模块、传感模拟信号输入模块、传感脉冲信号输入模块、存储器、选换挡模块和CAN模块分别与所述处理器相连。

其中，所述挡位制动输入模块用于给所述处理器发送制动信号、挡位控制信号；所述传感模拟信号输入模块用于给所述处理器发送油门位置信号、选换挡信号、离合位置信号；所述传感脉冲信号输入模块用于给所述处理器发送车速信号、变速箱输入轴和变速箱输出轴转速信号；所述存储器用于存储不同承载量对应的车速-挡位对应关系；所述选换挡模块用于控制电磁阀进行选换挡；所述CAN模块用于通过CAN总线接收和/或发送车辆信息；所述处理器用于根据存储器存储的不同承载量对应的车速-挡位对应关系、当前车速信号确定所需挡位，并通过所述选换挡模块控制电磁阀以将挡位调整至当前挡位。

在一个具体实施例中，处理器为单片机，型号可以为PIC16F877，存储器可以为EEPROM用于存储标定信息，本发明的关键信号为加速度传感器信号以及油门传感器信号，由于随着车辆载重的增加，为了达到同样的车辆加速度a需要的油门开度f更大，故而使得随着车辆载重的增加车辆加速度a与油门开度f的比值减小，这就使得车辆换高档的车速需要降低，通过去不同范围车载载重下标定车辆加速度a与油门开度f的比值可以得到该范围内换挡的最佳车速。

本发明提供的客货车自动变速箱控制系统可以对车辆不同载重下进行加速度标定，以确定不同加速度与油门开度的比值范围，进而确定不同载重下的换挡车速。

如图5所示，为根据本发明实施例提供的客货车自动变速箱控制系统的第二种结构示意图。

在本实施例中，所述挡位制动输入模块可以包括：制动开关、N/R挡位、加减挡位和开关输入单元，制动开关、N/R挡位和加减挡位分别与所述开关输入单元的输入端相连，所述开关输入单元的输出端与所述处理器的输入端相连。

所述传感模拟信号输入模块可以包括：油门位置传感器、选换挡传感器、离合位置传感器和模拟量输入单元，油门位置传感器、选换挡传感器和离合位置传感器分别与所述模拟量输入单元的输入端相连，所述模拟量输入单元的输出端与所述处理器的输入端相连。

传感模脉冲信号输入模块可以包括：车速传感器、变速箱输入/输出轴转速传感器和脉冲量输入单元，车速传感器、变速箱输入/输出轴转速传感器的输出端分别与脉冲量输入单元的输入端相连，脉冲量输入单元的输出端与微处理器的输入端相连。

所述选换挡模块可以包括：电磁阀驱动芯片、选档电磁阀和换挡电磁阀，所述电磁阀驱动芯片的输入端与所述处理器的输出端相连，所述电磁阀驱动芯片的输出端分别与所述选档电磁阀和所述换挡电磁阀的输入端相连。

所述CAN模块包括：CAN控制器和CAN收发器，所述CAN收发器与CAN总线相连，所述CAN总线还分别与加速度传感器、组合仪表和发动机控制器相连。相应地，所述系统还包括：与所述处理器相连的变速箱内温度传感器，用于给所述处理器发送变速箱内温度信号；所述处理器具体用于当变速箱内温度超过设定温度时通过CAN总线给所述组合仪表发送温度报警信号。

在一个具体实施例中，所述电磁阀驱动芯片的型号可以为L9349，CAN控制器的型号可以为MCP2515、CAN收发器的型号可以为MCP2551，实现了CAN总线通讯从而通过CAN总线获取发动机转速信号以及加速度信号等，还可以进一步包括与处理器相连的变速箱温度传感器，这样还能在变速箱内温度过高时向组合仪表发出报警信号。

本发明提供的客货车自动变速箱控制系统，处理器根据不同承载量对应的车速-挡位对应关系、当前车速确定所需挡位，这样就有效解决了变速箱系统难以满足客货车对载重变化导致的挡位适用范围改变的问题，使得本发明可以选取更加合适的挡位以降低油耗，并提高变速器、离合器和发动机的使用寿命。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的装置中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

应该注意的是，上述实施例是对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或者步骤等。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干系统的单元权利要求中，这些系统中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。

Claims (9)

1.一种客货车自动变速箱控制方法，其特征在于，包括：

获取当前车速；

根据不同承载量对应的车速-挡位对应关系、当前车速确定所需挡位,所述根据不同承载量对应的车速-挡位对应关系、当前车速确定所需挡位包括：获取当前车辆加速度及油门开度；根据当前车辆加速度与油门开度的比值选取当前承载量对应的车速-挡位对应关系；根据选取的车速-挡位对应关系、当前车速确定挡位；

将挡位调整至当前挡位。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在车辆上电之后，所述方法还包括：

根据空载工况对应的车速-挡位对应关系，初始化挡位对应的车速范围。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车速-挡位对应关系的标定过程包括：

步骤a、将车辆的承载量调整至预设承载量；

步骤b、标定当前承载量下各挡位对应的车速范围；

重复步骤a至步骤b直至获取各预设承载量下各挡位对应的车速范围。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

自动变速箱工作过程中监测变速箱内温度；

当变速箱内温度超过设定温度时进行报警。

5.一种客货车自动变速箱控制系统，其特征在于，包括：

挡位制动输入模块、传感模拟信号输入模块、传感脉冲信号输入模块、处理器、存储器、选换挡模块和CAN模块，挡位制动输入模块、传感模拟信号输入模块、传感脉冲信号输入模块、存储器、选换挡模块和CAN模块分别与所述处理器相连；

所述挡位制动输入模块用于给所述处理器发送制动信号、挡位控制信号；

所述传感模拟信号输入模块用于给所述处理器发送油门位置信号、选换挡信号、离合位置信号；

所述传感脉冲信号输入模块用于给所述处理器发送车速信号、变速箱输入轴和变速箱输出轴转速信号；

所述存储器用于存储不同承载量对应的车速-挡位对应关系；

所述选换挡模块用于控制电磁阀进行选换挡；

所述CAN模块用于通过CAN总线接收和/或发送车辆信息；

所述处理器用于根据存储器存储的不同承载量对应的车速-挡位对应关系、当前车速信号确定所需挡位，并通过所述选换挡模块控制电磁阀以将挡位调整至当前挡位；

所述根据不同承载量对应的车速-挡位对应关系、当前车速确定所需挡位包括：获取当前车辆加速度及油门开度；根据当前车辆加速度与油门开度的比值选取当前承载量对应的车速-挡位对应关系；根据选取的车速-挡位对应关系、当前车速确定挡位。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述挡位制动输入模块包括：

制动开关、N/R挡位、加减挡位和开关输入单元，制动开关、N/R挡位和加减挡位分别与所述开关输入单元的输入端相连，所述开关输入单元的输出端与所述处理器的输入端相连。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述传感模拟信号输入模块包括：

油门位置传感器、选换挡传感器、离合位置传感器和模拟量输入单元，油门位置传感器、选换挡传感器和离合位置传感器分别与所述模拟量输入单元的输入端相连，所述模拟量输入单元的输出端与所述处理器的输入端相连。

8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述选换挡模块包括：

电磁阀驱动芯片、选档电磁阀和换挡电磁阀，所述电磁阀驱动芯片的输入端与所述处理器的输出端相连，所述电磁阀驱动芯片的输出端分别与所述选档电磁阀和所述换挡电磁阀的输入端相连。

9.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述CAN模块包括：

相连的CAN控制器和CAN收发器，所述CAN收发器与CAN总线相连，所述CAN总线还分别与加速度传感器、组合仪表和发动机控制器相连；

所述系统还包括：与所述处理器相连的变速箱内温度传感器，用于给所述处理器发送变速箱内温度信号；

所述处理器具体用于当变速箱内温度超过设定温度时通过CAN总线给所述组合仪表发送温度报警信号。

Images