CN108343738A - 一种车辆手动变速箱的换挡控制方法 - Google Patents

一种车辆手动变速箱的换挡控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种车辆手动变速箱的换挡控制方法，包括实时检测离合器输入轴的转速；预设初始转速；当离合器处于分离状态时，变速箱挂入与当前挡位相邻的前进挡位；控制器调整离合器输入轴的转速至对应的初始转速；离合器恢复接合状态；控制器记录离合器恢复到接合状态时的离合器输入轴转速，形成换挡转速区间；根据换挡转速区间的平均值，对初始转速进行替换，形成新的初始转速。本发明克服了现有技术中利用手动变速箱换挡时容易出现换挡冲击的问题，提供一种车辆手动变速箱的换挡控制方法，降低换挡冲击，提高换挡平顺性。

Description

一种车辆手动变速箱的换挡控制方法
技术领域
本发明涉及一种车辆手动变速箱的换挡控制方法。
背景技术
电动汽车主要包括纯电动汽车、混合动力汽车等，现阶段在电动工程车制造领域，很多都是在传统内燃机车辆的基础上进行改装。多数情况下使用的是手动变速箱，手动变速箱在换挡时很难控制离合器输入轴和变速箱输入轴之间的转速差；离合器输入轴和变速箱输入轴之间的转速差过大时，如果离合器恢复接合状态过快，容易引起换挡冲击，使换挡过程不够平顺；即使离合器恢复接合状态的速度没有过快，也容易加剧离合器摩擦片的磨损。
手动变速箱在不加装挡位传感器的前提下，是无法直接获取当前所处前进档的具体挡位的。如果在变速箱本体上加装挡位传感器，考虑到不能降低变速箱的密封、润滑等方面的性能要求，需要重新设计变速箱，制造成本和周期将会大大增加。如果直接采用自动变速箱，其制造成本和维护成本相对来说会更高。不管是加挡位传感器，还是采用自动变速箱都会增加成本，同时也导致系统变的更复杂。
发明内容
本发明提供了一种车辆手动变速箱的换挡控制方法，包括如下步骤：
(a)在车辆行驶中，变速箱处于前进挡位时，实时检测离合器输入轴的转速，并将离合器输入轴转速信息发送至控制器；
(b)在控制器内预设初始转速，所述初始转速与离合器开始分离时离合器输入轴转速信息构成一对一映射表或一对多映射表；
(c)当离合器处于分离状态时，变速箱挂入与当前挡位相邻的前进挡位；控制器根据步骤(b)中的映射表，根据实时检测的离合器开始分离时的离合器输入轴的转速，调整离合器输入轴的转速至与离合器开始分离时离合器输入轴转速信息对应的初始转速；
(d)完成换挡过程，离合器恢复接合状态；
(e)记录离合器恢复到接合状态时的离合器输入轴转速，采集数个离合器恢复到接合状态时的离合器输入轴转速，形成换挡转速区间，所述换挡转速区间与步骤(b)中的离合器输入轴转速信息对应；
(f)根据步骤(e)中换挡转速区间的平均值，对与步骤(b)中的离合器输入轴转速信息对应的初始转速进行修正(替换)。
离合器的接合状态是指离合器处于完全接合的状态，离合器的输入轴和离合器的输出轴转速一致；离合器的分离状态是指离合器处于完全分离的状态，离合器的输入轴和离合器的输出轴彻底断开扭矩的传递。离合器的输出轴和变速箱的输入轴刚性连接，转速相同。
一般情况下，手动变速箱设计时各挡位速比大致按等比级数分配。
升档时，在原前进挡位的基础上挂入高一级的挡位，由于变速箱各挡位速比是固定的，无论换挡前后变速箱具体处于何种前进挡位，换挡前后变速箱速比的比值基本是固定的。在任意前进挡位上挂入更高一级的挡位时，在换挡前变速箱输入轴转速相同的情况下，忽略换挡过程中车速的变化，换挡后变速箱输入轴转速需求是相近的。
在任意可能换挡的变速箱输入轴转速下，综合考虑换挡时变速箱输入轴转速需求，在控制器内预设与各变速箱输入轴转速需求相一致的初始转速；调整离合器输入轴转速至对应的初始转速，以减小离合器恢复接合状态时离合器输入轴和变速箱输入轴之间的转速差，降低换挡冲击，使换挡过程更为平顺。
由于驾驶员换挡过程的操作习惯不同，初始转速需要根据不同驾驶员的操作习惯进行修正，使得修正后的初始转速能够更加符合换挡时的变速箱输入轴转速需求，以减小离合器恢复接合状态时离合器输入轴和变速箱输入轴之间的转速差，降低换挡冲击，使换挡过程更为平顺。
即使是同一驾驶员，在不同阶段的操作过程也不相同，初始转速需要根据不同的操作过程进行修正，使得修正后的初始转速能够更加符合换挡时的变速箱输入轴转速需求，以减小离合器接合时离合器输入轴和变速箱输入轴之间的转速差，降低换挡冲击，使换挡过程更为平顺。
该步骤中，采集数个离合器恢复到接合状态时的离合器输入轴转速，形成换挡转速区间是指：采集数次换挡过程的数个离合器输入轴转速，记录的是与同一个初始转速对应的离合器恢复接合状态时离合器输入轴转速。
在本发明的一种实施方式中，步骤(e)中，对检测到的离合器恢复到接合状态时的离合器输入轴转速进行滤波处理。
形成换挡转速区间时，检测到的离合器恢复到接合状态时的离合器输入轴转速异常时，舍弃该转速值，以避免对初始转速的修正出现错误。同时，控制器不对所舍弃的转速值进行记录；也就是说，换挡转速区间不包括舍弃的转速值。
在本发明的一种实施方式中，步骤(e)中，控制器采集两个与步骤(c)中的离合器输入轴转速信息对应的离合器输入轴转速；对初始转速进行修正(替换)时采用换挡转速区间内各数值的平均值。
为综合考虑变速箱升档和降档两个动作，采集的离合器输入轴转速的个数至少两个。离合器恢复到接合状态时的离合器输入轴转速异常时，不予记录。
在本发明的一种实施方式中，初始转速是在离合器输入轴不同的换挡转速下，经过换挡试验获取的可以减小换挡冲击的，与离合器输入轴各换挡转速对应的经验值。
在本发明的一种实施方式中，离合器输入轴由电机驱动；离合器输入轴转速与电机转速相同；电机转速由电机转速传感器实时检测。
本发明的有益效果：
(1)本发明提供的一种车辆手动变速箱的换挡控制方法，在没有加装挡位传感器，控制器不能获得当前挡位信息和目标挡位信息的情况下，通过自动调整离合器输入轴的转速，降低离合器恢复接合状态时离合器输入轴与变速箱输入轴之间的转速差，可以使驾驶员按照传统的换挡方式实现车辆平稳的换挡，减小换挡冲击，整个换挡过程不需要多余的控制操作；
(2)本发明可以对初始转速进行自动修正，可以自动适应具有不同换挡操作习惯的驾驶员，使得针对不同换挡操作习惯的驾驶员都可以起到减小换挡冲击的效果；本发明由于不需要加装挡位传感器，也不需要其它多余的检测装置，使得成本低廉，易于在传统内燃机车辆的基础上进行电动化改装；
(3)本发明对离合器输入轴的转速进行调整时，利用的是与离合器输入轴转速信息对应的初始转速，更接近换挡时真实的的变速箱输入轴转速需求，更有利于降低换挡冲击，使换挡过程更为平顺；
(4)本发明对初始转速进行修正时，采用的是与离合器输入轴转速信息对应的换挡转速区间，据此得到的新的初始转速更加准确，更有利于降低换挡冲击，使换挡过程更为平顺；
(5)本发明提供的一种车辆手动变速箱的换挡控制方法，降低了离合器恢复接合状态时离合器输入轴与变速箱输入轴之间的转速差，可以减小离合器摩擦片的磨损，有效降低车辆使用和维护的费用。
具体实施方式
以下的具体实施例对本发明进行了详细的描述，然而本发明并不限制于以下实施例。
实施例1：
本发明提供一种车辆手动变速箱的换挡控制方法，包括如下步骤：
(a)在车辆行驶中，变速箱处于前进挡位时，实时检测离合器输入轴的转速；
离合器输入轴由电机驱动，离合器输入轴转速与电机转速相同，电机转速由电机转速传感器实时检测，电机转速传感器将电机转速信息发送至控制器；
(b)在控制器内预设初始转速，所述初始转速与离合器开始分离时离合器输入轴转速信息构成一对多映射表；
控制器利用离合器传感器检测离合器的状态，当离合器处于接合状态时，继续执行步骤(a)；当离合器开始分离时，控制器记录此时的离合器输入轴转速信息；当离合器处于分离状态时，执行步骤(c)；
每一个离合器输入轴转速区间对应的一个初始转速，该转速区间内任意两个转速值之差的绝对值小于100；
(c)当离合器处于分离状态时，变速箱挂入与当前挡位相邻的前进挡位；控制器根据步骤(b)中的映射表，根据实时检测的离合器开始分离时的离合器输入轴的转速，调整离合器输入轴的转速至与离合器开始分离时离合器输入轴转速信息对应的初始转速；
(d)完成换挡过程，离合器恢复接合状态；
(e)控制器记录离合器恢复到接合状态时的离合器输入轴转速，采集数个离合器恢复到接合状态时的离合器输入轴转速，形成换挡转速区间，所述换挡转速区间与步骤(b)中的离合器输入轴转速信息对应；
控制器记录与离合器输入轴转速区间对应的离合器输入轴转速，形成换挡转速区间；
(f)根据步骤(e)中换挡转速区间的平均值，对与步骤(b)中的离合器输入轴转速信息对应的初始转速进行替换(修正)。
实施例2：
本发明提供一种车辆手动变速箱的换挡控制方法，包括如下步骤：
(a)在车辆行驶中，变速箱处于前进挡位时，实时检测离合器输入轴的转速；
离合器输入轴由电机驱动，离合器输入轴转速与电机转速相同，电机转速由电机转速传感器实时检测，电机转速传感器将电机转速信息发送至控制器；
(b)在控制器内预设初始转速，所述初始转速与离合器开始分离时离合器输入轴转速信息构成一对一映射表；
不同的离合器输入轴转速信息对应的不同的初始转速，控制器利用离合器传感器检测离合器的状态，当离合器处于接合状态时，继续执行步骤(a)；当离合器开始分离时，控制器记录此时的离合器输入轴转速信息；当离合器处于分离状态时，执行步骤(c)；
(c)当离合器处于分离状态时，变速箱挂入与当前挡位相邻的前进挡位；控制器根据步骤(b)中的映射表，根据实时检测的离合器开始分离时的离合器输入轴的转速，调整离合器输入轴的转速至与离合器开始分离时离合器输入轴转速信息对应的初始转速；
(d)完成换挡过程，离合器恢复接合状态；
(e)控制器记录离合器恢复到接合状态时的离合器输入轴转速，采集数个离合器恢复到接合状态时的离合器输入轴转速，形成换挡转速区间，所述换挡转速区间与步骤(b)中的离合器输入轴转速信息对应；
控制器记录与离合器输入轴转速信息对应的离合器输入轴转速，形成换挡转速区间；
(f)控制器根据步骤(e)中换挡转速区间的平均值，对与步骤(b)中的离合器输入轴转速信息对应的初始转速进行修正(替换)，形成与步骤(b)中的离合器输入轴转速信息对应的新的初始转速，以取代之前与该转速信息对应的初始转速。
步骤(e)中，对检测到的离合器恢复到接合状态时的离合器输入轴转速进行滤波处理，舍弃离合器恢复到接合状态时的离合器输入轴转速异常值；控制器至少采集两个与步骤(c)中的离合器输入轴转速信息对应的离合器输入轴转速。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种车辆手动变速箱的换挡控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
(a)在车辆行驶中，变速箱处于前进挡位时，实时检测离合器输入轴的转速；
(b)在控制器内预设初始转速，所述初始转速与离合器开始分离时离合器输入轴转速信息构成一对一映射表或一对多映射表；
(c)当离合器处于分离状态时，变速箱挂入与当前挡位相邻的前进挡位；控制器根据步骤(b)中的映射表，根据实时检测的离合器开始分离时的离合器输入轴的转速，调整离合器输入轴的转速至与离合器开始分离时离合器输入轴转速信息对应的初始转速；
(d)完成换挡过程，离合器恢复接合状态；
(e)记录离合器恢复到接合状态时的离合器输入轴转速，采集数个离合器恢复到接合状态时的离合器输入轴转速，形成换挡转速区间；
(f)根据步骤(e)中换挡转速区间的平均值，对与步骤(b)中的离合器输入轴转速信息对应的初始转速进行替换。
2.如权利要求1所述的一种车辆手动变速箱的换挡控制方法，其特征在于：步骤(e)中，对检测到的离合器恢复到接合状态时的离合器输入轴转速进行滤波处理。
3.如权利要求1所述的一种车辆手动变速箱的换挡控制方法，其特征在于：步骤(e)中，采集两个与步骤(c)中的离合器输入轴转速信息对应的离合器输入轴转速。
4.如权利要求1所述的一种车辆手动变速箱的换挡控制方法，其特征在于：所述离合器输入轴由电机驱动。
5.如权利要求4所述的一种车辆手动变速箱的换挡控制方法，其特征在于：所述离合器输入轴转速与电机转速相同；电机转速由电机转速传感器实时检测。
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