CN109812577B - 一种换挡的控制方法、换挡控制器及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换挡的控制方法、装置及系统，该方法包括：在换挡之前先获取车辆行驶速度以及车辆需求扭矩，并根据该车辆行驶速度以及车辆需求扭矩获取最低挡位限值；获取预期挡位，判断预期挡位是否低于最低挡位限值；当预期挡位低于最低挡位限值时，则控制换挡驱动器停止驱动换挡。可见，如果预期挡位小于当前车辆行驶速度和车辆需求扭矩所能允许的最低挡位限值，则控制换挡驱动器停止驱动换挡，使得车辆的挡位还是换挡之前的挡位，不会低于当前车速所能允许的最低挡位，从而避免了变速箱非预期换入过抵挡的问题，提高了驾驶员驾驶车辆时的安全性。

Description

一种换挡的控制方法、换挡控制器及系统

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，特别是涉及一种换挡的控制方法、换挡控制器及系统。

背景技术

目前，混合动力汽车中一般采用电驱动的变速箱，该变速箱将发电机输出的扭矩和发动机输出的扭矩耦合后输出。车辆在行驶过程中，若换挡后车辆所处的实际挡位，低于当前的车速允许的最低挡位限值时，会导致变速箱输入轴超速，在惯性力的作用下，车辆的动力轴会被损坏，严重时还会产生变速箱抱死，产生驾驶事故。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种换挡的控制方法、换挡控制器及系统，从而能够避免电驱动的变速箱非预期换入过低挡位而造成的问题。

第一方面，本申请提供了一种换挡的控制方法，该方法包括：

获取车辆行驶速度和车辆需求扭矩；

根据所述车辆行驶速度和所述车辆需求扭矩获取最低挡位限值，所述最低挡位限值是所述车辆行驶速度和所述车辆需求扭矩下，所允许的最低的挡位；

获取预期挡位，并判断预期挡位是否低于所述最低挡位限值，所述预期挡位是在所述车辆行驶速度和所述车辆需求扭矩下，根据驾驶员的驾驶控制所要切换的挡位；

当所述预期挡位低于所述最低挡位限值时，控制换挡驱动器停止驱动换挡。

在一些可能的实施方式中，该方法还包括：

当所述预期挡位低于所述最低挡位限值时，控制动力源停止输出扭矩。

在一些可能的实施方式中，该获取预期挡位包括：

从自动变速箱获取预期挡位。

在一些可能的实施方式中，该获取预期挡位包括：

从手动变速箱获取预期挡位。

在一些可能的实施方式中，该方法还包括：

当所述预期挡位不低于所述最低挡位限值时，控制换挡驱动器驱动换挡至所述预期挡位。

第二方面，本申请该提供了一种换挡的换挡控制器，该换挡控制器包括：

第一获取模块，用于获取车辆行驶速度和车辆需求扭矩；

第二获取模块，用于根据所述车辆行驶速度和所述车辆需求扭矩获取最低挡位限值，所述最低挡位限值是所述车辆行驶速度和所述车辆需求扭矩下，所允许的最低的挡位；

判断模块，用于获取预期挡位，并判断预期挡位是否低于所述最低挡位限值，所述预期挡位是在所述车辆行驶速度和所述车辆需求扭矩下，根据驾驶员的驾驶控制所要切换的挡位；

第一控制模块，用于当所述预期挡位低于所述最低挡位限值时，控制换挡驱动器停止驱动换挡。

在一些可能的实施方式中，该换挡控制器还包括：

第二控制模块，用于当所述预期挡位低于所述最低挡位限值时，控制动力源停止输出扭矩。

在一些可能的实施方式中，该判断模块具体用于，

从自动变速箱获取预期挡位。

在一些可能的实施方式中，该换挡控制器还包括：

第三控制模块，用于当所述预期挡位不低于所述最低挡位限值时，控制换挡驱动器驱动换挡至所述预期挡位。

第三方面，本申请该提供了一种换挡的控制系统，该系统包括：

上述第二方面所述的换挡控制器，换挡驱动器，以及换挡执行器。

通过上述技术方案可知，本发明有如下有益效果：

在换挡之前先获取车辆行驶速度以及车辆需求扭矩，并根据该车辆行驶速度以及车辆需求扭矩获取最低挡位限值，其中，该最低挡位限值指的是，当前车辆行驶速度和车辆需求扭矩所能允许的最低的挡位；获取预期挡位，判断预期挡位是否低于最低挡位限值，其中，该预期挡位是在当前车辆行驶速度以及车辆需求扭矩下，根据驾驶员的驾驶控制所要切换的挡位；当预期挡位低于最低挡位限值时，则控制换挡驱动器停止驱动换挡。可见，在换挡之前，如果预期挡位小于当前车辆行驶速度和车辆需求扭矩所能允许的最低挡位限值，则表明不能将车辆的挡位切换至该预期挡位，此时控制换挡驱动器停止驱动换挡，使得车辆的挡位不会低于当前车况所能允许的最低挡位，从而避免了变速箱非预期换入过低挡位所导致的安全性问题，提高了驾驶员驾驶车辆时的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中一种换挡的控制方法流程示意图；

图2为本申请实施例中换挡容限模块控制动力源输出0扭矩的方法流程示意图；

图3为本申请实施例中一种换挡的换挡控制器结构示意图；

图4为本申请实施例中一种换挡的控制系统架构示意图。

具体实施方式

为了给出避免变速箱非预期换入过低挡位的实现方案，本发明实施例提供了一种换挡的控制方法、换挡控制器及系统，以下结合说明书附图对本发明的实施例进行说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

申请人经研究发现，车辆在行驶过程中，车速会不断的变化。为了使车速与挡位契合，挡位有时也需要进行适应性的切换。但是在某些情况下(例如车辆换挡控制系统故障)，换挡后车辆所处的实际挡位，可能低于当前车速所允许的最低挡位，从而造成变速箱输入轴超速。此时，在惯性力的作用下，车辆的动力轴会被损坏，严重时还会产生变速箱抱死，车辆非预期减速，可能造成车辆严重追尾和人员伤亡，影响驾驶员驾驶车辆时的安全性。

例如，原先车速为60km/h，挡位为5挡，但是驾驶员在驾驶车辆的过程中，将车速降低至35km/h，已经小于5挡所允许的最低车速(譬如，5挡所能允许的最低车速为40km/h)。此时，为了使车速与挡位契合，需要及时将车辆的挡位切换至与车速相适应的挡位，即，可以将挡位切换至4挡。但是，可能因为车辆的换挡控制系统出现故障，使得换挡后的挡位为1挡。而车速 35km/h时所能允许的最低挡位为2挡，当前车辆的挡位已经低于当前车速所能允许的最低挡位，从而可能会造成车辆的变速箱输入轴超速，引发一系列安全问题，影响驾驶员驾驶车辆时的安全性。

为了解决上述问题，本申请提供了一种换挡控制方法，能够避免变速箱非预期换入过低挡位。具体的，在换挡之前先获取车辆行驶速度以及车辆需求扭矩，并根据该车辆行驶速度以及车辆需求扭矩获取最低挡位限值，其中，该最低挡位限值指的是，当前车辆行驶速度和车辆需求扭矩所能允许的最低的挡位；获取预期挡位，判断预期挡位是否低于最低挡位限值，其中，该预期挡位是在当前车辆行驶速度以及车辆需求扭矩下，根据驾驶员的驾驶控制所要切换的挡位；当预期挡位低于最低挡位限值时，则控制换挡驱动器停止驱动换挡。可见，在换挡之前，如果预期挡位小于当前车辆行驶速度和车辆需求扭矩所能允许的最低挡位限值，则表明不能将车辆的挡位切换至该预期挡位，此时控制换挡驱动器停止驱动换挡，使得车辆的挡位还是换挡之前的挡位，不会低于当前车速所能允许的最低挡位，从而避免了变速箱非预期换入过低挡位所导致的安全性问题，提高了驾驶员驾驶车辆时的安全性。

为了更好的理解本申请的技术方案，下面结合附图，对本申请提供的技术方案进行详细描述。

请一并参阅图1，图1示出了本申请提供的一种换挡的控制方法实施例流程示意图，包括：

S101：获取车辆行驶速度和车辆需求扭矩。

具体实现时，可以由车辆中的换挡容限模块获取车辆行驶速度信号以及车辆需求扭矩信号，根据所获取的信号得到当前车辆行驶速度以及车辆需求扭矩。

S102：根据车辆行驶速度和车辆需求扭矩获取最低挡位限值，其中，该最低挡位限值是在车辆行驶速度和车辆需求扭矩下，所允许的最低的挡位。

可以理解的是，每个挡位都对应于一定的车辆行驶速度的范围。相应的，当车辆行驶速度一定时，车辆行驶速度所在的挡位也是有要求的，不能低于所在挡位的最低车辆行驶速度。

例如，假设车辆有5挡，1挡对应的车辆行驶速度范围为0km/h～15km/h， 2挡对应的车辆行驶速度范围为10km/h～30km/h，3挡对应的车辆行驶速度范围为20km/h～40km/h，4挡对应的车辆行驶速度范围为30km/h～55km/h，5挡对应的车辆行驶速度范围为40km/h以上。当车辆行驶速度为45km/h时，该车辆行驶速度只在4挡和5挡对应的车辆行驶速度范围之内。也就是说，当车辆行驶速度为45km/h时，车辆的挡位只能是4挡或者是5挡。而1挡、2挡以及3挡所对应的车辆行驶速度不包括45km/h，因此，在车辆行驶速度从 70km/h降到45km/h时，车辆在换挡过程中所允许切换的最低挡位为4挡，不允许切换至4挡以下的任一挡位。

实际应用中，在换挡之前，可以由换挡容限模块根据车辆行驶速度以及车辆需求扭矩，计算得到当前车辆所允许换入的最低挡位限值。在得到计最低挡位限值之后，生成携带有该最低挡位限值的最低挡位指令，并将该最低换挡指令发送至换挡控制模块，已告知换挡控制模块当前车辆所允许换入的最低挡位限值是多少。

S103：获取预期挡位，并判断预期挡位是否低于最低挡位限值，其中，该预期挡位时在车辆行驶速度和车辆需求扭矩下，根据驾驶员的驾驶控制所要切换的挡位。

S104：当预期挡位低于最低挡位限值时，控制换挡驱动器停止驱动换挡。

可以理解的是，在驾驶员驾驶车辆的过程中，驾驶员会不断地调整车辆行驶速度，则车辆行驶速度也在不断的发生变化。当驾驶员通过驾驶控制将车辆行驶速度逐渐降低至一定值时，就需要对车辆的挡位进行切换，使得当前的车辆行驶速度与切换后的挡位相适应。在车辆进行换挡的过程中，换挡后的挡位即为预期挡位。

举例来说，原先的车辆行驶速度为60km/h，所在的挡位为5挡。当驾驶员通过轻踩刹车踏板和/或轻抬油门踏板等驾驶控制操作，使得车辆行驶速度降低至39km/h时，当前车辆行驶速度已经低于5挡对应的最低车辆行驶速度范围了，因此需要将挡位由5挡切换至4挡，使得当前车辆行驶速度契合当前车辆的挡位。在车辆进行换挡的过程中，4挡即为预期挡位。

在一些可能的实施方式中，在进行换挡之前，可以由车辆中的换挡控制模块从自动变速箱获取预期挡位，也可以由车辆中的换挡控制模块从手动变速箱获取预期挡位。

实际应用中，换挡控制模块在得到预期挡位，以及根据接收到的最低挡位指令得到最低挡位限值之后，判断预期挡位是否低于最低挡位限值，若预期挡位不低于最低挡位限值，表示当前车辆行驶速度在预期挡位对应的车辆行驶速度的范围内，则允许本次换挡过程继续进行，控制换挡驱动器继续驱动换挡，将挡位换入该预期挡位；若预期挡位低于最低挡位限值，表示当前车辆行驶速度高于预期挡位对应的最高车辆行驶速度，则不允许本次换挡过程继续进行，可以通过控制换挡驱动器停止驱动换挡，保持当前车辆所处的挡位不变，以避免因为换入过低挡位而给驾驶员的驾驶安全带来风险。

作为一种示例，换挡控制模块通过控制换挡驱动器停止驱动换挡的实现过程具体可以为：换挡控制模块向换挡驱动器发送停止换挡指令，以告知换挡驱动器紧急停止换挡；换挡驱动器接收到该指令后，立即控制换挡执行模块停止换挡动作。

进一步的，若换挡控制器出现故障或者是由于其他原因，可能造成换挡控制器无法停止驱动换挡，进而导致在预期挡位低于最低挡位限值时，车辆仍然换入过低挡位，从而给驾驶员的驾驶安全带来风险。为了在车辆换入过低挡位时，保证驾驶员的驾驶安全，本实施例还可以在预期挡位低于最低挡位限值时，控制动力源停止输出扭矩，这样使得车辆无法继续获得驱动力，能在短时间内降低车辆行驶速度，使得降低后的车辆行驶速度与换挡后的挡位相适应，从而避免出现变速箱输入轴超速甚至是变速箱抱死所造成的危险。其具体的实现流程请参阅图2，具体为：

S201：换挡控制模块向换挡容限模块发送换入过低挡位的故障信号。

当预期挡位低于最低挡位限值时，换挡控制模块会向换挡容限模块发送换入过低挡位的故障信号，以告知换挡容限模块车辆可能即将换入过低挡位。

S202：换挡容限模块接收到该故障信号后，向需求扭矩计算模块发送禁止扭矩输出指令。

S203：需求扭矩计算模块接收到该指令后，向动力源控制模块发送输出0 扭矩的请求，以使得动力源控制模块控制动力源输出0扭矩。

即使车辆换入过低挡位，通过上述过程控制动力源输出0扭矩，使得车辆由于无法继续获得驱动力，实现在短时间内降低车辆行驶速度，从而使得降低后的车辆行驶速度与换入的过低挡位相适应，进而解决了由于车辆换入过低挡位而影响驾驶员驾驶安全的问题。

本申请实施例中，在换挡之前先获取车辆行驶速度以及车辆需求扭矩，并根据该车辆行驶速度以及车辆需求扭矩获取最低挡位限值，其中，该最低挡位限值指的是，当前车辆行驶速度和车辆需求扭矩所能允许的最低的挡位；获取预期挡位，判断预期挡位是否低于最低挡位限值，其中，该预期挡位是在当前车辆行驶速度以及车辆需求扭矩下，根据驾驶员的驾驶控制所要切换的挡位；当预期挡位低于最低挡位限值时，则控制换挡驱动器停止驱动换挡。可见，在换挡之前，如果预期挡位小于当前车辆行驶速度和车辆需求扭矩所能允许的最低挡位限值，则表明不能将车辆的挡位切换至预期挡位，此时控制换挡驱动器停止驱动换挡，使得车辆的挡位还是换挡之前的挡位，不会低于当前车速所能允许的最低挡位，从而避免了变速箱非预期换入过抵挡的问题，提高了驾驶员驾驶车辆时的安全性。

此外，本申请还提供了一种换挡的换挡控制器。请一并参阅图3，图3 示出了本申请实施例中一种换挡的换挡控制器的结构示意图，该换挡控制器包括：

第一获取模块301，用于获取车辆行驶速度和车辆需求扭矩；

第二获取模块302，用于根据所述车辆行驶速度和所述车辆需求扭矩获取最低挡位限值，所述最低挡位限值是所述车辆行驶速度和所述车辆需求扭矩下，所允许的最低的挡位；

判断模块303，用于获取预期挡位，并判断预期挡位是否低于所述最低挡位限值，所述预期挡位是在所述车辆行驶速度和所述车辆需求扭矩下，根据驾驶员的驾驶控制所要切换的挡位；

第一控制模块304，用于当所述预期挡位低于所述最低挡位限值时，控制换挡驱动器停止驱动换挡。

在一些可能的实施方式中，该换挡控制器还包括：

第二控制模块，用于当所述预期挡位低于所述最低挡位限值时，控制动力源停止输出扭矩。

在一些可能的实施方式中，该判断模块303具体用于：

从自动变速箱获取预期挡位。

在一些可能的实施方式中，该换挡控制器还包括：

第三控制模块，用于当所述预期挡位不低于所述最低挡位限值时，控制换挡驱动器驱动换挡至所述预期挡位。

图3所述的换挡控制器是与图1所示的换挡的控制方法所对应的换挡控制器，其具体实现方式与图1所示的方式类似，参考图1所示的方法中的描述，这里不再赘述。

可见，在换挡之前，如果预期挡位小于当前车辆行驶速度和车辆需求扭矩所能允许的最低挡位限值，则表明不能将车辆的挡位切换至预期挡位，此时控制换挡驱动器停止驱动换挡，使得车辆的挡位还是换挡之前的挡位，不会低于当前车速所能允许的最低挡位，从而避免了变速箱非预期换入过抵挡的问题，提高了驾驶员驾驶车辆时的安全性。

此外，本申请该提供了一种换挡的控制系统。请一并参阅图4，图4示出了本申请实施例中一种换挡的控制系统架构示意图，该系统包括：

上文所述的换挡控制器401，换挡驱动器402，以及换挡执行器403。

图4所述的控制系统是与图1所示的换挡的控制方法所对应的控制系统，其具体实现方式与图1所示的方式类似，参考图1所示的方法中的描述，这里不再赘述。

可见，在换挡之前，如果预期挡位小于当前车辆行驶速度和车辆需求扭矩所能允许的最低挡位限值，则表明不能将车辆的挡位切换至预期挡位，此时控制换挡驱动器停止驱动换挡，使得车辆的挡位还是换挡之前的挡位，不会低于当前车速所能允许的最低挡位，从而避免了变速箱非预期换入过抵挡的问题，提高了驾驶员驾驶车辆时的安全性。

以上所述仅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 (8)

1.一种换挡的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取车辆行驶速度和车辆需求扭矩；

根据所述车辆行驶速度和所述车辆需求扭矩获取最低挡位限值，所述最低挡位限值是所述车辆行驶速度和所述车辆需求扭矩下，所允许的最低的挡位；

获取预期挡位，并判断预期挡位是否低于所述最低挡位限值，所述预期挡位是在所述车辆行驶速度和所述车辆需求扭矩下，根据驾驶员的驾驶控制所要切换的挡位；

当所述预期挡位低于所述最低挡位限值时，控制换挡驱动器停止驱动换挡，并控制动力源停止输出扭矩。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取预期挡位包括：

从自动变速箱获取预期挡位。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取预期挡位包括：

从手动变速箱获取预期挡位。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述预期挡位不低于所述最低挡位限值时，控制换挡驱动器驱动换挡至所述预期挡位。

5.一种换挡的换挡控制器，其特征在于，所述换挡控制器包括：

第一获取模块，用于获取车辆行驶速度和车辆需求扭矩；

第二获取模块，用于根据所述车辆行驶速度和所述车辆需求扭矩获取最低挡位限值，所述最低挡位限值是所述车辆行驶速度和所述车辆需求扭矩下，所允许的最低的挡位；

判断模块，用于获取预期挡位，并判断预期挡位是否低于所述最低挡位限值，所述预期挡位是在所述车辆行驶速度和所述车辆需求扭矩下，根据驾驶员的驾驶控制所要切换的挡位；

第一控制模块，用于当所述预期挡位低于所述最低挡位限值时，控制换挡驱动器停止驱动换挡；

其中，所述换挡控制器还包括：

第二控制模块，用于当所述预期挡位低于所述最低挡位限值时，控制动力源停止输出扭矩。

6.根据权利要求5所述的换挡控制器，其特征在于，

所述判断模块，具体用于从自动变速箱获取预期挡位。

7.根据权利要求5-6任意一项所述的换挡控制器，其特征在于，所述换挡控制器还包括：

第三控制模块，用于当所述预期挡位不低于所述最低挡位限值时，控制换挡驱动器驱动换挡至所述预期挡位。

8.一种换挡的控制系统，其特征在于，所述系统包括：

权利要求5-6任意一项所述的换挡控制器，换挡驱动器，以及换挡执行器。

Images