CN109915590B - 一种基于电控离合器的换挡控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种基于电控离合器的换挡控制方法和装置。该方法包括：获取换挡手柄在换挡行程方向上的位移信号；根据所述位移信号判断驾驶员是否存在换挡意图；若驾驶员存在换挡意图，控制离合器分离，允许驾驶员的换挡操作。如此，在本申请提供的换挡控制方法中，换挡操作不再以释放油门踏板为前提条件，也就是说，在该换挡控制方法中，不管油门踏板释放与否，只要检测到驾驶员存在换挡意图，均控制分离离合器，允许驾驶员的换挡操作。因此，通过本申请提供的换挡控制方法不受油门踏板状态的限制，只要检测到驾驶员存在换挡意图，均控制离合器分离，允许驾驶员摘挡挂挡操作。因此，该方法给驾驶员的换挡操作带来了很大的便利性。

Description

一种基于电控离合器的换挡控制方法和装置

技术领域

本申请涉及汽车发动机与离合器控制系统领域，尤其涉及一种基于电控离合器的换挡控制方法和装置。

背景技术

汽车的变速箱包括手动变速箱和自动变速箱两种类型。对于手动变速箱车型，其离合器的分离与接合需要驾驶员踩踏离合器踏板来完成。这对于缺乏经验的驾驶员来说，离合器踏板的控制容易引起车辆的前后耸动，导致车辆的驾驶舒适性较低。同时，长时间的城市工况驾驶，尤其是城市道路堵车情况下，需要频繁的油离配合，容易引起驾驶员疲惫。

为了提高手动变速箱车辆的驾驶舒适性，近年来引入了电控离合器(E-Clutch或Clutch by Wire)技术。电控离合器技术能够通过判断驾驶员的换挡意图，自动地对离合器进行分离和接合控制，因而，利用电控离合器技术无需驾驶员踩踏离合器踏板来控制离合器的分离与接合，能够解决因驾驶员操作带来车辆前后耸动的问题，有利于提升驾驶的舒适性。

然而，由于变速箱的限制，电控离合器系统在不释放油门踏板的情况下，挡位是无法摘除的。如此，驾驶员驾驶设置有电控离合器系统的车辆时，必须先释放油门踏板，才能进行换挡动作，如此，给操作带来了一定的不便利性。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种基于电控离合器的换挡控制方法和装置，以实现在检测到驾驶员有换挡意图时，就允许驾驶员更换挡位的目的。

为了解决上述技术问题，本申请采用了如下技术方案：

一种基于电控离合器的换挡控制方法，包括：

获取换挡手柄在换挡行程方向上的位移信号；

根据所述位移信号判断驾驶员是否存在换挡意图；

若驾驶员存在换挡意图，控制离合器分离，允许驾驶员的换挡操作。

可选地，所述根据所述位移信号判断驾驶员是否存在换挡意图，具体包括：

根据所述位移信号计算换挡手柄的位移变化率；

判断所述换挡手柄的位移变化率是否超过位移变化率阈值，如果是，确定驾驶员存在换挡意图。

可选地，确定所述换挡手柄的位移变化率超过位移变化率阈值后，确定驾驶员存在换挡意图之前，还包括：

确定所述换挡手柄的位移变化率超过位移变化率阈值后，开始计时，并计时持续一段时间；将开始计时的时刻记为第一时刻；将计时时长刚超过预设时长后的时刻记为第二时刻；

分别获取第一时刻和第二时刻时换挡手柄的位置信号；

根据第二时刻时换挡手柄的位置信号和第一时刻时换挡手柄的位置信号，计算第二时刻与所述第一时刻之间的换挡手柄的位移；

判断所述换挡手柄的位移是否大于预设位移；

所述确定驾驶员存在换挡意图，具体包括：若所述换挡手柄的位移大于预设位移，则确定驾驶员存在换挡意图。

可选地，所述方法还包括：

若驾驶员存在换挡意图，控制发动机转速，以防止离合器分离后，发动机因突然失去负载导致转速突然上升。

可选地，所述控制离合器分离，具体包括：

向电机发送离合器分离的控制指令，以使电机根据所述离合器分离的控制指令控制离合器分离。

一种基于电控离合器的换挡控制装置，包括：

获取单元，用于获取换挡手柄在换挡行程方向上的位移信号；

判断单元，用于根据所述位移信号判断驾驶员是否存在换挡意图；

第一控制单元，用于若驾驶员存在换挡意图，控制离合器分离，允许驾驶员的换挡操作。

可选地，所述判断单元具体包括：

第一计算子单元，用于根据所述位移信号计算换挡手柄的位移变化率；

第一判断子单元，用于判断所述换挡手柄的位移变化率是否超过位移变化率阈值；

确定子单元，用于若所述换挡手柄的位移变化率超过位移变化率阈值，确定驾驶员存在换挡意图。

可选地，所述判断单元还包括：

计时子单元，用于确定所述换挡手柄的位移变化率超过位移变化率阈值后，开始计时，并计时持续一段时间；将开始计时的时刻记为第一时刻；将计时时长刚超过预设时长后的时刻记为第二时刻；

获取子单元，用于分别获取第一时刻和第二时刻时换挡手柄的位置信号；

第二计算子单元，用于根据第二时刻时换挡手柄的位置信号和第一时刻时换挡手柄的位置信号，计算第二时刻与所述第一时刻之间的换挡手柄的位移；

第二判断子单元，用于判断所述换挡手柄的位移是否大于预设位移；

所述确定子单元具体为用于若所述换挡手柄的位移变化率超过位移变化率阈值且所述换挡手柄的位移大于预设位移，确定驾驶员存在换挡意图。

可选地，所述装置还包括：

第二控制单元，用于若驾驶员存在换挡意图，控制发动机转速，以防止离合器分离后，发动机因突然失去负载导致转速突然上升。

相较于现有技术，本申请具有以下有益效果：

通过以上技术方案可知，本申请提供的基于电控离合器的换挡控制方法，在确定驾驶员存在换挡意图后，离合器自动分离，允许驾驶员的换挡操作。如此，在本申请提供的基于电控离合器的换挡控制方法中，换挡操作不再以释放油门踏板为前提条件，也就是说，在该换挡控制方法中，不管油门踏板释放与否，只要检测到驾驶员存在换挡意图，均控制分离离合器，允许驾驶员的换挡操作。因此，通过本申请提供的换挡控制方法不受油门踏板状态的限制，也就是说，即使驾驶员踩着油门踏板，只要检测到驾驶员存在换挡意图，均控制离合器分离，允许驾驶员摘挡挂挡操作。因此，该方法给驾驶员的换挡操作带来了很大的便利性。

附图说明

为了清楚地理解本申请的具体实施方式，下面将描述本申请具体实施方式时用到的附图做一简要说明。

图1是本申请实施例提供的基于电控离合器的换挡控制方法流程示意图；

图2是本申请实施例示例的挡位示意图；

图3是本申请实施例中的步骤S12的一个具体实现方式流程示意图；

图4是本申请实施例中的步骤S12的另一个具体实现方式流程示意图；

图5是本申请实施例提供的基于电控离合器的换挡控制装置的结构示意图；

图6是本申请实施例中的判断单元的一个示例的结构示意图；

图7是本申请实施例中的判断单元的另一个示例的结构示意图。

具体实施方式

为了清楚地理解本申请的具体实施方式，在描述本申请具体实施方式之前，先介绍电控离合器技术。

电控离合器也称电控自动离合器。电控自动离合器由电动机、离合器操纵机构、电控单元、电动机驱动器、传感器、线束、显示单元等部件组成。电控单元依据采集的节气门位置、发动机转速、车速、制动灯开关、点火开关、变速器档位、操纵机构行程等传感器数据进行计算分析，指令离合器操纵机构驱动离合器分离、结合，替代驾驶员对离合器进行操作。免去了驾驶员操作离合器的麻烦，因此，电控离合器技术解决了因驾驶员控制离合器踏板引起的车辆前后耸动的问题，提高了车辆驾驶的舒适性。电控自动离合器会保证汽车起步平稳、换档顺畅、制动离合、误操作报警提示。

为了提高电控离合器给驾驶员带来的便利性，本申请提供了一种基于电控离合器的换挡控制方法。该换挡控制方法利用换挡手柄在换挡行程方向上的位移信号来判断驾驶员是否存在换挡意图，当确定驾驶员存在换挡意图后，控制离合器分离，允许驾驶员的换挡操作。如此，本申请提供的换挡控制方法中，只要检测到驾驶员存在换挡意图，不管油门踏板释放与否，均控制分离离合器，允许驾驶员的换挡操作。因此，通过本申请提供的换挡控制方法不受油门踏板状态的限制，也就是说，即使驾驶员踩着油门踏板，只要检测到驾驶员存在换挡意图，均控制离合器分离，允许驾驶员摘挡挂挡操作。因此，该方法给驾驶员的换挡操作带来了很大的便利性。

下面结合附图对本申请的具体实施方式进行详细说明。

图1是本申请实施例提供的基于电控离合器的换挡控制方法流程示意图。如图1所示，该换挡控制方法包括：

S11、获取换挡手柄在换挡行程方向上的位移信号。

为了清楚地理解换挡行程方向，图2示出了挡位示意图。如图2所示，图2中的数字1、2、3、4、5表示行车挡位，R表示倒车挡位，中间的圆点表示空挡。换挡手柄在换挡行程方向就是换挡手柄从一个行车挡到另一行车挡的移动方向。图2中所示的“U<——>D”的方向即为换挡行程方向。

在本申请实施例中，为了获取到换挡手柄在换挡行程方向上的位置信号，预先在换挡手柄和换挡机构上安装有换挡手柄位置传感器，利用该换挡手柄位置传感器检测换挡手柄在换挡行程方向上的位置信号，利用检测到的换挡手柄的位置信号得到换挡手柄在换挡行程方向上的位移信号。

另外，在电控离合器的换挡过程中，需要驾驶员手动地控制换挡手柄的位置实现换挡，因此，本申请实施例可以利用换挡手柄在换挡行程方向上的位移信号来判断驾驶员是否存在换挡意图。

S12、根据位移信号判断驾驶员是否存在换挡意图。

具体地，根据换挡手柄在换挡行程方向上的位移信号能够检测到驾驶员是否有挡位摘空意图，当驾驶员有挡位摘空意图时，则确定驾驶员存在换挡意图。

S13、若驾驶员存在换挡意图，则控制离合器分离，允许驾驶员的换挡操作。

作为示例，若驾驶员存在换挡意图，基于电控离合器的换挡控制装置会向电机发送控制离合器分离的控制指令，电机根据所述离合器分离的控制指令控制离合器分离，允许驾驶员的换挡操作。

以上为本申请提供的基于电控离合器的换挡控制方法的具体实施方式。在该具体实施方式中，在确定驾驶员存在换挡意图后，离合器自动分离，允许驾驶员的换挡操作。如此，在本申请提供的基于电控离合器的换挡控制方法中，换挡操作不再以释放油门踏板为前提条件，也就是说，在该换挡控制方法中，不管油门踏板释放与否，只要检测到驾驶员存在换挡意图，均控制分离离合器，允许驾驶员的换挡操作。因此，通过本申请提供的换挡控制方法不受油门踏板状态的限制，也就是说，即使驾驶员踩着油门踏板，只要检测到驾驶员的换挡意图，均控制离合器分离，允许驾驶员摘挡挂挡操作。因此，该方法给驾驶员的换挡操作带来了很大的便利性。

此外，为了防止离合器分离后，发动机因突然失去负载导致转速突然上升，本申请提供的换挡控制方法还可以包括以下步骤：

S14、若驾驶员存在换挡意图，控制发动机转速，以防止离合器分离后，发动机因突然失去负载导致转速突然上升。

在上述具体实施方式中，若驾驶员存在换挡意图时，会控制离合器分离，允许驾驶员执行换挡操作。因离合器分离后，发动机会失去负载，发动机转速会突然上升，尤其在驾驶员正踩着油门踏板加油时，发动机转速上升会更快。如此，会导致车内发动机转动噪声较大，会影响驾驶的舒适性。为了克服这一问题，作为一示例，在驾驶员存在换挡意图的情况下，不仅要控制离合器自动分离，允许驾驶员的换挡操作，以提高操作的便利性，另外，通过控制发动机转速，对离合器分离后的发动机转速进行干预，以防止离合器分离后，发动机因突然失去负载导致转速突然上升。

作为示例，为了较为准确地根据换挡手柄在换挡行程方向上的位移信号判断出驾驶员是否存在换挡意图，步骤S12的一个具体实现方式可以如图3所示，其包括以下步骤：

S121、根据换挡手柄在换挡行程方向上的位移信号计算换挡手柄的位移变化率。

S122、判断所述换挡手柄的位移变化率是否超过位移变化率阈值。

需要说明，位移变化率阈值可以为在换挡过程中，换挡手柄的最小位移变化率。只有在换挡手柄的位移变化率超过该最小位移变化率，才能确定驾驶员存在换挡意图。

S123、若换挡手柄的位移变化率超过位移变化率阈值，则确定驾驶员存在换挡意图。

以上为本申请实施例提供的步骤S12的一种具体实现方式。在该具体实施方式中，利用换挡手柄的变化率与位移变化率阈值的关系来判断驾驶员是否存在换挡意图。

然而，换挡手柄位置传感器输出的信号存在波动，该信号波动有可能会导致换挡手柄的位移变化率超过位移变化率阈值，在此情况下，如果仅根据位移变化率是否超过位移变化率阈值作为判断驾驶员存在换挡意图的条件的话，则会出现换挡意图的误判断。另外，驾驶员也可能会执行换挡误操作，例如，挡位已经从2挡换到1挡，驾驶员可能还会按照2挡换1挡的方式继续操作换挡手柄，在这种情况下，也会出现换挡手柄的位移变化率超过位移变化率阈值。在这种情况下，如果也仅根据换挡手柄的位移变化率来判断驾驶员的换挡意图的话，也会出现误判断的现象。

因此，为了防止因换挡手柄位置传感器信号波动导致的换挡意图误判以及驾驶员误操作导致的换挡意图误判的现象，提高驾驶员换挡意图判断的准确性，作为本申请的一可选实施例，上述步骤S12的具体实现方式还可以如图4所示。

图4是本申请实施例提供的步骤S12的另一种具体实现方式的流程示意图。

如图4所示，该具体实现方式包括以下步骤：

S121’、根据换挡手柄在换挡行程方向上的位移信号计算换挡手柄的位移变化率。

S122’、判断所述换挡手柄的位移变化率是否超过位移变化率阈值。

S123’、若换挡手柄的位移变化率超过位移变化率阈值，开始计时，并计时持续一段时间；将开始计时的时刻记为第一时刻；将计时时长刚超过预设时长后的时刻记为第二时刻。

作为示例，预设时长可以为在某行车挡位中，换挡手柄在换挡行程方向上能够自由移动的最小时长。

S124’、分别获取第一时刻和第二时刻时换挡手柄的位置信号。

S125’、根据第二时刻时换挡手柄的位置信号和第一时刻时换挡手柄的位置信号，计算第二时刻与所述第一时刻之间的换挡手柄的位移。

S126’、判断所述换挡手柄的位移是否大于预设位移。

需要说明，在本申请实施例中，预设位移为在某行车挡位中，换挡手柄在换挡行程方向上能够自由移动的最小位移。

S127’、若所述换挡手柄的位移大于预设位移，则确定驾驶员存在换挡意图，若换挡手柄的位移不大于预设位移，则确定驾驶员不存在换挡意图。

以上为本申请实施例提供的步骤S12的另一种具体实现方式。在该具体实现方式中，当换挡手柄的位移变化率超过位移变化率阈值后，利用不同时刻的换挡手柄的位移与预设位移的大小关系来过滤掉因换挡手柄位置传感器信号波动导致换挡手柄的位移变化率超过位移变化率阈值的可能以及过滤掉因驾驶员误操作导致的换挡手柄的位移变化率超过位移变化率阈值的可能，进而防止换挡意图误判的可能，提高换挡意图判断的准确性。

如此，在该具体实施方式中，在判断驾驶员是否存在换挡意图时，不仅要判断换挡手柄的位移变化率是否超过位移变化率阈值，还要在换挡手柄的位移变化率超过位移变化率阈值的情况下，继续判断不同时刻的换挡手柄的位移是否大于预设位移，只有在不同时刻之间的换挡手柄的位移大于预设位移时，才确定驾驶员存在换挡意图。

因此，该具体实施方式过滤掉了因换挡手柄位置传感器输出的信号存在波动而导致仅利用换挡手柄的位移变化率来判断是否存在换挡意图的误判断的可能以及过滤掉因驾驶员误操作导致的换挡手柄的位移变化率超过位移变化率阈值的可能，因此，该具体实施方式提高了换挡意图判断的准确性。

以上为本申请实施例提供的基于电控离合器的换挡控制方法的具体实施方式。基于该换挡控制方法的具体实施方式，本申请还提供了基于电控离合器的换挡控制装置的具体实施方式。

图5是本申请实施例提供的基于电控离合器的换挡控制装置的结构示意图。如图5所示，该换挡控制装置包括：

获取单元51，用于获取换挡手柄在换挡行程方向上的位移信号；

判断单元52，用于根据所述位移信号判断驾驶员是否存在换挡意图；

第一控制单元53，用于若驾驶员存在换挡意图，控制离合器分离，允许驾驶员的换挡操作。

此外，为了防止离合器分离后，发动机因突然失去负载导致转速突然上升，所述装置还可以包括：

第二控制单元54，用于若驾驶员存在换挡意图，控制发动机转速，以防止离合器分离后，发动机因突然失去负载导致转速突然上升。

以上为本申请实施例提供的基于电控离合器的换挡控制装置的具体实施方式。在该具体实施方式中，在确定驾驶员存在换挡意图后，离合器自动分离，允许驾驶员的换挡操作。如此，在本申请提供的基于电控离合器的换挡控制装置中，换挡操作不再以释放油门踏板为前提条件，也就是说，在该换挡控制装置中，不管油门踏板释放与否，只要检测到驾驶员存在换挡意图，均控制分离离合器，允许驾驶员的换挡操作。因此，通过本申请提供的换挡控制装置不受油门踏板状态的限制，也就是说，即使驾驶员踩着油门踏板，只要检测到驾驶员存在换挡意图，均控制离合器分离，允许驾驶员摘挡挂挡操作。因此，该装置给驾驶员的换挡操作带来了很大的便利性。

为了较为准确地根据换挡手柄在换挡行程方向上的位移信号判断出驾驶员是否存在换挡意图，作为一示例，如图6所示，判断单元12可以具体包括：

第一计算子单元121，用于根据所述位移信号计算换挡手柄的位移变化率；

第一判断子单元122，用于判断所述换挡手柄的位移变化率是否超过位移变化率阈值；

确定子单元123，用于若所述换挡手柄的位移变化率超过位移变化率阈值，确定驾驶员存在换挡意图。

为了防止因换挡手柄位置传感器信号波动导致的换挡意图误判的现象以及防止因驾驶员误操作导致的换挡意图误判的现象，提高驾驶员换挡意图判断的准确性，作为另一示例，如图7所示，判断单元12也可以具体包括：

第一计算子单元121’，用于根据所述位移信号计算换挡手柄的位移变化率；

第一判断子单元122’，用于判断所述换挡手柄的位移变化率是否超过位移变化率阈值；

计时子单元123’，用于确定所述换挡手柄的位移变化率超过位移变化率阈值后，开始计时，并计时持续一段时间；将开始计时的时刻记为第一时刻；将计时时长刚超过预设时长后的时刻记为第二时刻；

获取子单元124’，用于分别获取第一时刻和第二时刻时换挡手柄的位置信号；

第二计算子单元125’，用于根据第二时刻时换挡手柄的位置信号和第一时刻时换挡手柄的位置信号，计算第二时刻与所述第一时刻之间的换挡手柄的位移；

第二判断子单元126’，用于判断所述换挡手柄的位移是否大于预设位移；

确定子单元127’，用于若所述换挡手柄的位移变化率超过位移变化率阈值且所述换挡手柄的位移大于预设位移，确定驾驶员存在换挡意图。

以上为本申请的具体实施方式。

Claims (7)

1.一种基于电控离合器的换挡控制方法，其特征在于，包括：

获取换挡手柄在换挡行程方向上的位移信号；

根据所述位移信号判断驾驶员是否存在换挡意图；

若驾驶员存在换挡意图，控制离合器分离，允许驾驶员的换挡操作；

所述根据所述位移信号判断驾驶员是否存在换挡意图，具体包括：

根据所述位移信号计算换挡手柄的位移变化率；

判断所述换挡手柄的位移变化率是否超过位移变化率阈值，如果是，确定驾驶员存在换挡意图。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述换挡手柄的位移变化率超过位移变化率阈值后，确定驾驶员存在换挡意图之前，还包括：

确定所述换挡手柄的位移变化率超过位移变化率阈值后，开始计时，并计时持续一段时间；将开始计时的时刻记为第一时刻；将计时时长刚超过预设时长后的时刻记为第二时刻；

分别获取第一时刻和第二时刻时换挡手柄的位置信号；

根据第二时刻时换挡手柄的位置信号和第一时刻时换挡手柄的位置信号，计算第二时刻与所述第一时刻之间的换挡手柄的位移；

判断所述换挡手柄的位移是否大于预设位移；

所述确定驾驶员存在换挡意图，具体包括：若所述换挡手柄的位移大于预设位移，则确定驾驶员存在换挡意图。

3.根据权利要求1-2任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若驾驶员存在换挡意图，控制发动机转速，以防止离合器分离后，发动机因突然失去负载导致转速突然上升。

4.根据权利要求1-2任一项所述的方法，其特征在于，所述控制离合器分离，具体包括：

向电机发送离合器分离的控制指令，以使电机根据所述离合器分离的控制指令控制离合器分离。

5.一种基于电控离合器的换挡控制装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取换挡手柄在换挡行程方向上的位移信号；

判断单元，用于根据所述位移信号判断驾驶员是否存在换挡意图；

第一控制单元，用于若驾驶员存在换挡意图，控制离合器分离，允许驾驶员的换挡操作；

所述判断单元具体包括：

第一计算子单元，用于根据所述位移信号计算换挡手柄的位移变化率；

第一判断子单元，用于判断所述换挡手柄的位移变化率是否超过位移变化率阈值；

确定子单元，用于若所述换挡手柄的位移变化率超过位移变化率阈值，确定驾驶员存在换挡意图。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述判断单元还包括：

计时子单元，用于确定所述换挡手柄的位移变化率超过位移变化率阈值后，开始计时，并计时持续一段时间；将开始计时的时刻记为第一时刻；将计时时长刚超过预设时长后的时刻记为第二时刻；

获取子单元，用于分别获取第一时刻和第二时刻时换挡手柄的位置信号；

第二计算子单元，用于根据第二时刻时换挡手柄的位置信号和第一时刻时换挡手柄的位置信号，计算第二时刻与所述第一时刻之间的换挡手柄的位移；

第二判断子单元，用于判断所述换挡手柄的位移是否大于预设位移；

所述确定子单元具体为用于若所述换挡手柄的位移变化率超过位移变化率阈值且所述换挡手柄的位移大于预设位移，确定驾驶员存在换挡意图。

7.根据权利要求5-6任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二控制单元，用于若驾驶员存在换挡意图，控制发动机转速，以防止离合器分离后，发动机因突然失去负载导致转速突然上升。

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