CN109780202A - 装备手动变速器车辆的换挡冲击减弱系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种装备手动变速器车辆的换挡冲击减弱系统，其特征在于：它包括车辆行驶状态信息获取模块、目标转速计算模块、目标发动机转速限值判断模块和换挡转速控制模块，本发明可在换挡时离合器抬起之前将发动机转速提高或降低至目标转速，实现了在换挡时对发动机转速、传动比、车速进行匹配，减小了换挡时由于发动机转速、传动比、车速不匹配造成的动力总成系统冲击。

Description

装备手动变速器车辆的换挡冲击减弱系统及方法

技术领域

本发明涉及汽车控制技术领域，具体地指一种装备手动变速器车辆的换挡冲击减弱系统及方法。

背景技术

随着人们对装备手动变速器车辆的驾驶和乘坐舒适性的要求日益严格，越来越多的消费者抱怨：当驾驶员驾驶车辆在低速低档位区间换挡，离合器若抬起过快，会导致车辆前后窜动，大大影响驾驶和乘坐舒适性，此问题在所有装备手动变速器的车辆上普遍存在。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种装备手动变速器车辆的换挡冲击减弱系统及方法。

为实现此目的，本发明所设计的一种装备手动变速器车辆的换挡冲击减弱系统，其特征在于：它包括车辆行驶状态信息获取模块、目标转速计算模块、目标发动机转速限值判断模块和换挡转速控制模块，其中，所述车辆行驶状态信息获取模块用于获取车辆当前时刻的车速信号、坡度信号、加速度信号、目标挡位信号和离合器信号；所述目标转速计算模块用于根据车辆当前时刻的目标挡位信号对应的传动比和车速信号计算发动机目标转速信号；所述目标发动机转速限值判断模块用于判断发动机目标转速是否在怠速与预设的最高转速之间；所述换挡转速控制模块用于判断车辆行驶状态是否同时满足如下三个条件：

条件一、不存在制动相关故障；条件二、当前车辆行驶所处的坡度小于设定的坡度阈值；条件三、车辆的减速小于设定的减速阈值；

换挡转速控制模块还用于对发动机换挡转速执行如下三种控制逻辑：

第一种控制逻辑：若挡位由空挡换至其它挡位，控制目标转速计算模块根据车辆当前时刻的挡位下对应的传动比和车速信号计算发动机目标转速n₂，并在档位无变化且线性离合器结合程度在预设的结合范围内时，根据发动机目标转速n₂，对发动机进行控制，使发动机的转速为n₂；

第二种控制逻辑：若非空挡情况下只踩下线性离合器而不进行任何挡位操作时，换挡转速控制模块控制发动机进入怠速；当挡位无变化且线性离合器结合程度在预设的结合范围内时，控制目标转速计算模块根据车辆当前时刻的挡位下对应的传动比和车速信号计算发动机目标转速n₁，并根据发动机目标转速n₁，对发动机进行控制，使发动机的转速为n₁；

第三种控制逻辑：若踩下线性离合器并拨至空挡，或在空挡时踩下线性离合器，换挡转速控制模块控制发动机直接进入怠速。

一种基于上述系统的换挡冲击减弱方法，它包括如下步骤：

步骤1：车辆行驶状态信息获取模块获取车辆当前时刻的车速信号、坡度信号、加速度信号、目标挡位信号和离合器信号；

步骤2：目标转速计算模块根据车辆当前时刻的目标挡位信号对应的传动比和车速信号计算发动机目标转速信号；

步骤3：目标发动机转速限值判断模块判断发动机目标转速是否在怠速与预设的最高转速之间；同时，所述换挡转速控制模块判断车辆行驶状态是否同时满足如下三个条件：

条件一、不存在制动相关故障；条件二、当前车辆行驶所处的坡度小于设定的坡度阈值；条件三、车辆的减速小于设定的减速阈值；

当发动机目标转速在怠速与预设的最高转速之间，并且车辆行驶状态同时满足上述三个条件时，进入换档转速控制，否则不进入换档转速控制；

步骤4：换挡转速控制模块对发动机换挡转速执行如下三种控制逻辑：

第一种控制逻辑：若挡位由空挡换至其它挡位，控制目标转速计算模块根据车辆当前时刻的挡位下对应的传动比和车速信号计算发动机目标转速n₂，并在档位无变化且线性离合器结合程度在预设的结合范围内时，根据发动机目标转速n₂，对发动机进行控制，使发动机的转速为n₂；

第二种控制逻辑：若非空挡情况下只踩下线性离合器而不进行任何挡位操作时，换挡转速控制模块控制发动机进入怠速；当挡位无变化且线性离合器结合程度在预设的结合范围内时，控制目标转速计算模块根据车辆当前时刻的挡位下对应的传动比和车速信号计算发动机目标转速n₁，并根据发动机目标转速n₁，对发动机进行控制，使发动机的转速为n₁；

第三种控制逻辑：若踩下线性离合器并拨至空挡，或在空挡时踩下线性离合器，换挡转速控制模块控制发动机直接进入怠速。

本发明可在换挡时离合器抬起之前将发动机转速提高或降低至目标转速，实现了在换挡时对发动机转速、传动比、车速进行匹配，减小了换挡时由于发动机转速、传动比、车速不匹配造成的动力总成系统冲击。

附图说明

图1为本发明的结构框图。

其中，1—车辆行驶状态信息获取模块、2—目标转速计算模块、3—目标发动机转速限值判断模块、4—换挡转速控制模块。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：

如图1所示的装备手动变速器车辆的换挡冲击减弱系统，如图1所示，它包括车辆行驶状态信息获取模块1、目标转速计算模块2、目标发动机转速限值判断模块3和换挡转速控制模块4，其中，所述车辆行驶状态信息获取模块1用于获取车辆当前时刻的车速信号、坡度信号、加速度信号、目标挡位信号和离合器信号；所述目标转速计算模块2用于根据车辆当前时刻的目标挡位信号对应的传动比和车速信号计算发动机目标转速信号；所述目标发动机转速限值判断模块3用于判断发动机目标转速是否在怠速与预设的最高转速之间，保证发动机运行转速正常；所述换挡转速控制模块4用于判断车辆行驶状态是否同时满足如下三个条件，保证发动机的怠速控制和换挡转速控制不冲突：

条件一、不存在制动相关故障；条件二、当前车辆行驶所处的坡度小于设定的坡度阈值(确保车辆未处于坡道之上)；条件三、车辆的减速小于设定的减速阈值，即无紧急情况出现；

换挡转速控制模块4还用于对发动机换挡转速执行如下三种控制逻辑：

第一种控制逻辑：若挡位由空挡换至其它合理挡位，控制目标转速计算模块2根据车辆当前时刻的挡位下对应的传动比和车速信号计算发动机目标转速n₂，并在档位无变化且线性离合器结合程度在预设的结合范围内时，根据发动机目标转速n₂，对发动机进行控制，使发动机的转速为n₂；

第二种控制逻辑：若非空挡情况下只踩下线性离合器而不进行任何挡位操作时，换挡转速控制模块4控制发动机进入怠速；当挡位无变化且线性离合器结合程度在预设的结合范围内时，控制目标转速计算模块2根据车辆当前时刻的挡位下对应的传动比和车速信号计算发动机目标转速n₁，并根据发动机目标转速n₁，对发动机进行控制，使发动机的转速为n₁；

第三种控制逻辑：若踩下线性离合器并拨至空挡，或在空挡时踩下线性离合器，换挡转速控制模块4控制发动机直接进入怠速。

上述技术方案中，换挡转速控制模块4通过位置信号上升沿或下降沿并配合换挡提醒功能精确判断驾驶员换挡意图；使用线性离合器传感器，本发明能精确识别离合器压盘与飞轮的结合程度；本发明通过车速、目标挡位计算目标转速，并通过精确调节进气量、喷油量、点火角等参数来控制扭矩，使目标转速处于在可接受的范围之内，从而实现换挡冲击减弱系统的自动匹配。

上述技术方案中，所述设定的坡度阈值为10％。预设的结合范围为35～45％。设定的减速阈值为9.8m/s²。

上述技术方案中，所述发动机目标转速信号的计算方法为转速n＝v*r*K，其中，v表示车速，r表示传动比，K表示车速与转速单位的换算常数。

上述技术方案中，所述车辆行驶状态信息获取模块1通过硬线信号获取目标挡位信号和离合器信号，车辆行驶状态信息获取模块1通过CAN信号获取车速信号、坡度信号、加速度信号。

一种基于上述系统的换挡冲击减弱方法，它包括如下步骤：

步骤1：车辆行驶状态信息获取模块1获取车辆当前时刻的车速信号、坡度信号、加速度信号、目标挡位信号和离合器信号；

步骤2：目标转速计算模块2根据车辆当前时刻的目标挡位信号对应的传动比和车速信号计算发动机目标转速信号；

步骤3：目标发动机转速限值判断模块3判断发动机目标转速是否在怠速与预设的最高转速之间；同时，所述换挡转速控制模块4判断车辆行驶状态是否同时满足如下三个条件：

条件一、不存在制动相关故障；条件二、当前车辆行驶所处的坡度小于设定的坡度阈值；条件三、车辆的减速小于设定的减速阈值；

当发动机目标转速在怠速与预设的最高转速之间，并且车辆行驶状态同时满足上述三个条件时，进入换档转速控制，否则不进入换档转速控制；

步骤4：换挡转速控制模块4对发动机换挡转速执行如下三种控制逻辑：

第一种控制逻辑：若挡位由空挡换至其它挡位，控制目标转速计算模块2根据车辆当前时刻的挡位下对应的传动比和车速信号计算发动机目标转速n₂，并在档位无变化且线性离合器结合程度在预设的结合范围内时，根据发动机目标转速n₂，对发动机进行控制，使发动机的转速为n₂；

第二种控制逻辑：若非空挡情况下只踩下线性离合器而不进行任何挡位操作时，换挡转速控制模块4控制发动机进入怠速；当挡位无变化且线性离合器结合程度在预设的结合范围内时，控制目标转速计算模块2根据车辆当前时刻的挡位下对应的传动比和车速信号计算发动机目标转速n₁，并根据发动机目标转速n₁，对发动机进行控制，使发动机的转速为n₁；

第三种控制逻辑：若踩下线性离合器并拨至空挡，或在空挡时踩下线性离合器，换挡转速控制模块4控制发动机直接进入怠速。

本发明通过硬件的选择和发动机电控单元软件的功能开发，二者协同配合实现换挡转速预控制，解决了装备手动变速器的车辆上存在的换挡冲击问题。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (7)

1.一种装备手动变速器车辆的换挡冲击减弱系统，其特征在于：它包括车辆行驶状态信息获取模块(1)、目标转速计算模块(2)、目标发动机转速限值判断模块(3)和换挡转速控制模块(4)，其中，所述车辆行驶状态信息获取模块(1)用于获取车辆当前时刻的车速信号、坡度信号、加速度信号、目标挡位信号和离合器信号；所述目标转速计算模块(2)用于根据车辆当前时刻的目标挡位信号对应的传动比和车速信号计算发动机目标转速信号；所述目标发动机转速限值判断模块(3)用于判断发动机目标转速是否在怠速与预设的最高转速之间；所述换挡转速控制模块(4)用于判断车辆行驶状态是否同时满足如下三个条件：

条件一、不存在制动相关故障；条件二、当前车辆行驶所处的坡度小于设定的坡度阈值；条件三、车辆的减速小于设定的减速阈值；

换挡转速控制模块(4)还用于对发动机换挡转速执行如下三种控制逻辑：

第一种控制逻辑：若挡位由空挡换至其它挡位，控制目标转速计算模块(2)根据车辆当前时刻的挡位下对应的传动比和车速信号计算发动机目标转速n₂，并在档位无变化且线性离合器结合程度在预设的结合范围内时，根据发动机目标转速n₂，对发动机进行控制，使发动机的转速为n₂；

第二种控制逻辑：若非空挡情况下只踩下线性离合器而不进行任何挡位操作时，换挡转速控制模块(4)控制发动机进入怠速；当挡位无变化且线性离合器结合程度在预设的结合范围内时，控制目标转速计算模块(2)根据车辆当前时刻的挡位下对应的传动比和车速信号计算发动机目标转速n₁，并根据发动机目标转速n₁，对发动机进行控制，使发动机的转速为n₁；

第三种控制逻辑：若踩下线性离合器并拨至空挡，或在空挡时踩下线性离合器，换挡转速控制模块(4)控制发动机直接进入怠速。

2.根据权利要求1所述的装备手动变速器车辆的换挡冲击减弱系统，其特征在于：所述设定的坡度阈值为10％。

3.根据权利要求1所述的装备手动变速器车辆的换挡冲击减弱系统，其特征在于：预设的结合范围为35～45％。

4.根据权利要求1所述的装备手动变速器车辆的换挡冲击减弱系统，其特征在于：设定的减速阈值为9.8m/s²。

5.根据权利要求1所述的装备手动变速器车辆的换挡冲击减弱系统，其特征在于：所述发动机目标转速信号的计算方法为转速n＝v*r*K，其中，v表示车速，r表示传动比，K表示车速与转速单位的换算常数。

6.根据权利要求1所述的装备手动变速器车辆的换挡冲击减弱系统，其特征在于：所述车辆行驶状态信息获取模块(1)通过硬线信号获取目标挡位信号和离合器信号，车辆行驶状态信息获取模块(1)通过CAN信号获取车速信号、坡度信号、加速度信号。

7.一种基于权利要求1所述系统的换挡冲击减弱方法，其特征在于，它包括如下步骤：

步骤1：车辆行驶状态信息获取模块(1)获取车辆当前时刻的车速信号、坡度信号、加速度信号、目标挡位信号和离合器信号；

步骤2：目标转速计算模块(2)根据车辆当前时刻的目标挡位信号对应的传动比和车速信号计算发动机目标转速信号；

步骤3：目标发动机转速限值判断模块(3)判断发动机目标转速是否在怠速与预设的最高转速之间；同时，所述换挡转速控制模块(4)判断车辆行驶状态是否同时满足如下三个条件：

条件一、不存在制动相关故障；条件二、当前车辆行驶所处的坡度小于设定的坡度阈值；条件三、车辆的减速小于设定的减速阈值；

当发动机目标转速在怠速与预设的最高转速之间，并且车辆行驶状态同时满足上述三个条件时，进入换档转速控制，否则不进入换档转速控制；

步骤4：换挡转速控制模块(4)对发动机换挡转速执行如下三种控制逻辑：

第一种控制逻辑：若挡位由空挡换至其它挡位，控制目标转速计算模块(2)根据车辆当前时刻的挡位下对应的传动比和车速信号计算发动机目标转速n₂，在档位无变化且线性离合器结合程度在预设的结合范围内时，并根据发动机目标转速n₂，对发动机进行控制，使发动机的转速为n₂；

第二种控制逻辑：若非空挡情况下只踩下线性离合器而不进行任何挡位操作时，换挡转速控制模块(4)控制发动机进入怠速；当挡位无变化且线性离合器结合程度在预设的结合范围内时，控制目标转速计算模块(2)根据车辆当前时刻的挡位下对应的传动比和车速信号计算发动机目标转速n₁，并根据发动机目标转速n₁，对发动机进行控制，使发动机的转速为n₁；

第三种控制逻辑：若踩下线性离合器并拨至空挡，或在空挡时踩下线性离合器，换挡转速控制模块(4)控制发动机直接进入怠速。