CN110281860A - 一种换挡电机的控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换挡电机的控制方法及系统，通过判断换挡电机的换挡时间是否大于第一预设时间，或在预设的换挡时间内，换挡电机的连续换挡失败次数是否大于预设次数时，当换挡电机的换挡时间大于第一预设时间时，或换挡电机的连续换挡失败次数大于预设次数时，换挡电机执行优化换挡操作，其中，优化换挡操作包括禁止升档操作和允许降档操作，当换挡电机的非换挡时间大于第二预设时间时，换挡电机执行正常换挡操作。在本方案中，在不增加硬件成本的情况下，通过优化换挡操作，减缓换挡频率，确保换挡电机的温度不再升高，从而避免出现因换挡电机温度过热，采用热保护引起的换挡电机进行换挡操作时出现换挡时间过长或者换挡失败的问题。

Description

一种换挡电机的控制方法及系统

技术领域

本发明涉及换挡电机技术领域，更具体地说，涉及一种换挡电机的控制方法及系统。

背景技术

电控机械式自动变速箱(Automated Mechanical Transmission，AMT)是在干式离合器和齿轮变速器基础上加装微机控制的自动变速系统。

自动变速箱AMT的换挡电机能根据车速、油门、驾驶员命令等参数，确定最佳档位，控制原来由人工完成的离合器分离与接合、换挡手柄的摘挡与挂档以及发动机的油门开度的同步调节等操作过程，最终实现换挡过程的操作自动化。

现有技术中，自动变速箱AMT的自动操纵机构需要换挡电机对其进行摘挡，挂档等控制，当换挡电机的摘挡、挂档等动作频繁导致换挡电机的温度升高，从而造成换挡电机由于热保护引起的换挡时间过长或者换挡失败。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种换挡电机的控制方法及系统，避免出现因换挡电机温度过热，采用热保护引起的换挡电机进行换挡操作时出现换挡时间过长或者换挡失败的问题。

为了实现上述目的，现提出方案如下：

本发明第一方面公开了一种换挡电机的控制方法，包括：

判断换挡电机的换挡时间是否大于第一预设时间，或在预设的换挡时间内，所述换挡电机的连续换挡失败次数是否大于预设次数时；

当所述换挡电机的换挡时间大于所述第一预设时间时，或所述换挡电机的连续换挡失败次数大于所述预设次数时，所述换挡电机执行优化换挡操作，其中，所述优化换挡操作包括禁止升档操作和允许降档操作；

当所述换挡电机的非换挡时间大于第二预设时间时，所述换挡电机执行正常换挡操作。

优选的，在所述换挡电机执行正常换挡操作之后，还包括：

所述换挡电机接收混合动力系统控制器HCU发送的控制指令并执行。

优选的，还包括：

当所述换挡电机的换挡时间小于或等于所述第一预设时间时，确定所述换挡电机处于正常工作状态。

优选的，还包括：

所述换挡电机的连续换挡失败次数小于或等于所述预设次数时，确定所述换挡电机处于正常工作状态。

优选的，还包括：

所述预设次数的取值范围为2到4。

本发明第二方面公开了一种换挡电机的控制系统，包括：

判断单元，用于判断换挡电机的换挡时间是否大于第一预设时间，或在预设的换挡时间内，所述换挡电机的连续换挡失败次数是否大于预设次数时；

第一执行单元，用于当所述换挡电机的换挡时间大于所述第一预设时间时，或所述换挡电机的连续换挡失败次数大于所述预设次数时，所述换挡电机执行优化换挡操作，其中，所述优化换挡操作包括禁止升档操作和允许降档操作；

第二执行单元，用于当所述换挡电机的非换挡时间大于第二预设时间时，所述换挡电机执行正常换挡操作。

优选的，还包括：

第三执行单元，用于所述换挡电机接收混合动力系统控制器HCU发送的控制指令并执行。

优选的，还包括：

第一确定单元，用于当所述换挡电机的换挡时间小于或等于所述第一预设时间时，确定所述换挡电机处于正常工作状态。

优选的，还包括：

第二确定单元，用于所述换挡电机的连续换挡失败次数小于或等于所述预设次数时，确定所述换挡电机处于正常工作状态。

优选的，还包括：

取值单元，用于所述预设次数的取值范围为2到4。

经由上述技术方案可知，通过判断换挡电机的换挡时间是否大于第一预设时间，或在预设的换挡时间内，换挡电机的连续换挡失败次数是否大于预设次数时，当换挡电机的换挡时间大于第一预设时间时，或换挡电机的连续换挡失败次数大于预设次数时，换挡电机执行优化换挡操作，其中，优化换挡操作包括禁止升档操作和允许降档操作，当换挡电机的非换挡时间大于第二预设时间时，换挡电机执行正常换挡操作。在本方案中，在不增加硬件成本的情况下，通过优化换挡操作，减缓换挡频率，确保换挡电机的温度不再升高，从而避免出现因换挡电机温度过热，采用热保护引起的换挡电机进行换挡操作时出现换挡时间过长或者换挡失败的问题。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的换挡机构的结构示意图；

图2为本发明实施例公开的换挡电机执行正常换挡操作的曲线图；

图3为本发明实施例公开的换挡电机摘挡时间过长的曲线图；

图4为本发明实施例公开的换挡电机摘挡失败的曲线图；

图5为本发明实施例公开的一种换挡电机的控制方法的流程示意图；

图6为本发明实施例公开的一种换挡电机的控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

现有技术中，自动变速箱AMT的自动操纵机构需要换挡电机对其进行摘挡，挂档等控制，当换挡电机的摘挡、挂档等动作频繁导致换挡电机的温度升高，从而造成换挡电机由于热保护引起的换挡时间过长或者换挡失败。

为了解决该问题，本发明实施例公开的一种换挡电机的控制方法及系统，在不增加硬件成本的情况下，通过优化换挡操作，减缓换挡频率，确保换挡电机的温度不再升高，从而避免出现因换挡电机温度过热，采用热保护引起的换挡电机进行换挡操作时出现换挡时间过长或者换挡失败的问题。

如图1所示，为本发明实施例公开的换挡机构的结构示意图，该换挡机构10，包括：

换挡电机11，换挡指13，滚珠丝杠12和传感器14。

所述换挡电机11，用于进行换挡操作。

需要说明的是，换挡机构10的驱动方式分为电动式、气动式、液压式和混合式，其中，电动式以小型电动机作为驱动执行器件。

所述换挡指13，用于通过和换挡拨叉的配合，完成换挡操作。

需要说明的是，每个换挡拨叉对应一个U型口，换挡指13深入中间的U型口形成的框内运动，进行选档、换挡等操作。

换挡操作包括摘挡操作和挂档操作，其中，该挂档操作包括升档操作和降档等操作。

摘挡操作即为把换挡机构10从挂着档的位置移动到空挡的位置。

所述滚珠丝杠12，用于连接所述换挡电机11、所述换挡指13和所述传感器14。

所述传感器14，用于在该传感器14位置改变时改变该传感器14的滑臂或转角，从而改变输出电压值，检测所述换挡机构10的即时位置。

需要说明的是，不同的电压输出值对应于换挡电机11的不同位置。

在图1中还公开的基于该换挡机构10的结构框架判定换挡电机11进行热保护的过程，如下所示：

当系统检测到所述换挡电机11在换档过程中，该换挡电机11的换挡时间大于预设次数时或者该换挡电机11的连续换挡失败次数大于该预设次数时，则判定该该换挡电机11进行了热保护。

需要说明的是，换挡电机11进行摘挡时，需进行清除扭矩操作，若在带有传动扭矩的情况下进行摘挡操作，会导致摘挡摘不下来，或者摘下来后对该换挡电机11造成冲击。

换挡电机11进行挂档时，调速完成且驱动电机扭矩在8牛顿.米Nm以内，其中，调速的目标转速和实际转速的差值的绝对值在一定的范围内，一般为40转.分rpm。

电控机械式自动变速箱(Automated Mechanical Transmission，AMT)的自动操纵机构需要换挡电机11对其进行摘挡、挂档等操作，当该换挡电机11的换挡次数频繁或者堵转时间过长时，会导致该换挡电机11的温度过高，该换挡电机11会不响应电机控制指令或者响应不精确，导致换挡时间过长或者换挡失败，这是该换挡电机11内部的自我保护，即热保护。

电机堵转后电流迅速增加，导致换挡电机11产生大量的热，当该换挡电机11发热到一定程度后该换挡电机11自动断开，处于热保护模式，直到该换挡电机11的温度散热后才恢复正常的操作工况，通过设置电控单元，测量该换挡电机11的工作电流，当该工作电流超过正常值后，立即切断电源，同时蜂鸣器进行报警。

热保护是指换挡电机11在换挡的过程中温度会升高，当其温度过高时，对于比较大的占空比指令等对该换挡电机11温度影响过高的因素，该换挡电机11基于使用寿命等考量会对实际响应值进行限制，即对换挡频率进行限制。

在换挡电机11处于热保护过程中，不影响车辆的正常行驶。

如图2所示，为本发明实施例公开的换挡电机执行正常换挡操作的曲线图。

需要说明的是，该图2涉及到换挡电机执行正常换挡操作时，油门、换挡进程、非换挡进程、需求档位及当前档位的变化。

如图3所示，为本发明实施例公开的换挡电机摘挡时间过长的曲线图。

需要说明的是，该图3涉及到当换挡电机的摘挡时间过长时，油门、换挡进程、非换挡进程、需求档位及当前档位的变化。

在热保护模式下，换挡电机不能按照第一命令进行控制，导致摘挡时间延长，其中，该第一命令包括清扭，摘挡、调速和挂档。

如图4所示，为本发明实施例公开的换挡电机摘挡失败的曲线图。

需要说明的是，该图4涉及到当换挡电机的摘挡操作失败时，油门、换挡进程、非换挡进程、需求档位及当前档位的变化。

在热保护模式下，换挡电机不能按照第二命令进行控制，导致摘挡失败，该第二命令包括清扭和摘挡。

如图5所示，为本发明实施例公开的一种换挡电机的控制方法的流程示意图，该方法具体包括如下步骤：

步骤S501：判断换挡电机的换挡时间是否大于第一预设时间，若是，则执行步骤S503，若否，执行步骤S505。

在执行步骤S501的过程中，换挡时间为换挡电机执行换挡操作时所花费的时间。

需要说明的是，第一预设时间可以为5秒，也可以为6秒，也可以是其他时间，具体第一预设时间的确定由技术人员根据实际情况进行设置。

在本发明的一种应用场景中，在判断换挡电机的换挡时间是否大于第一预设时间之前，判断该换挡电机是否执行换挡操作，若执行换挡操作，则判断该换挡电机换挡是否不正常，若不正常，则执行判断换挡电机的换挡时间是否大于第一预设时间这一步骤，当该换挡电机不执行换挡操作，或该换挡电机换挡正常时，该换挡电机不做处理，车辆正常行驶。

可选的，当所述换挡电机的换挡时间小于或等于所述第一预设时间时，确定所述换挡电机处于正常工作状态。

需要说明的是，换挡电机处于正常工作状态下，可执行正常的换挡操作。

步骤S502：在预设的换挡时间内，所述换挡电机的连续换挡失败次数是否大于预设次数时，若是，则执行步骤S503，若否，执行步骤S505。

在执行步骤S502的过程中，换挡电机的连续换挡失败次数为在换挡时间内，该换挡电机执行换挡操作时无法完成换挡操作的次数累计。

可选的，所述换挡电机的连续换挡失败次数小于或等于所述预设次数时，确定所述换挡电机处于正常工作状态。

可选的，所述预设次数的取值范围为2到4。

需要说明的是，根据实际情况，预设次数的最优取值为3。

在具体实现上述换挡电机的控制方法的过程中，可执行步骤S501或步骤S502，在此不做具体限定。

步骤S503：所述换挡电机执行优化换挡操作，其中，所述优化换挡操作包括禁止升档操作和允许降档操作。

在执行步骤S503的过程中，优化换挡操作对换挡的频率进行限制，使换挡电机温度不再升高，待经过一段时间换挡电机的温度降低后，该换挡电机再恢复到正常的控制工况。

需要说明的是，优化换挡操作是通过对换挡电机的换挡失败次数及换挡时间进行判定，当达到执行优化换挡操作的触发条件时，该换挡电机自动执行优化换挡操作。

通过软件方法覆盖了换挡电机热保护时的工况，使换挡电机可以在最短时间内恢复到正常情况，从而增强了换挡电机的使用寿命。

基于上述中涉及到换挡电机的换挡时间的过程，这里举例进行说明：

比如第一预设时间设定为5秒，当驾驶员在开车的过程中，进行从2档挂到3档，3档挂到4档，4档挂到5档的操作，在此操作期间换挡时间为7秒，该换挡时间大于该第一预设时间，则换挡电机执行优化换挡操作，在执行优化换挡操作期间换挡电机无法进行升档操作，只能进行降档操作。

基于上述中涉及到换挡电机的连续换挡失败次数的过程，这里举例进行说明：

预设次数设置为3次，当驾驶员在开车的过程，对车辆进行换挡操作，在8秒钟内连续出现4次换挡失败，换挡失败次数大于预设次数，则该车辆的换挡电机执行优化换挡操作，在执行优化换挡操作期间换挡电机无法进行升档操作，只能进行降档操作。

步骤S504：当所述换挡电机的非换挡时间大于第二预设时间时，所述换挡电机执行正常换挡操作。

在执行步骤S504的过程中，执行正常换挡操作表明换挡电机不处于热保护阶段，该换挡电机温度为正常温度。

需要说明的是，第二预设时间可以是6秒，也可以是7秒，也可以是其他时间，具体第二预设时间的确定由技术人员根据实际情况进行设置。

步骤S505：所述换挡电机不执行所述优化换挡操作。

可选的，在所述换挡电机执行正常换挡操作之后，所述换挡电机接收混合动力系统控制器HCU发送的控制指令并执行。

需要说明的是，混合动力系统控制器(Hybrid Control Unit，HCU)是混合动力汽车的核心控制部件，具备能量管理、扭矩协调与分配、电机电池协调管理、安全监控等功能，HCU控制策略决定了整车的驾驶性、动力性、安全性及经济性。

基于上述的换挡电机的控制方法，这里举例进行说明：

应用场景实施例一：第一预设时间设定为8秒，当驾驶员在开车的过程中，进行从1档挂到2档，2档挂到3档，3档挂到4档，4档挂到5档的操作，在此操作期间换挡时间为15秒，该换挡时间大于该第一预设时间，则该车辆的换挡电机执行优化换挡操作，在执行优化换挡操作期间换挡电机无法进行升档操作，只能进行降档操作，第二预设时间设置为12秒，驾驶员继续行驶车辆中，非换挡时间为17秒，该换挡电机的非换挡时间大于第二预设时间，则该车辆的换挡电机执行正常的换挡操作。

应用场景实施例二：预设次数设置为3次，当驾驶员在开车的过程，对车辆进行换挡操作，在10秒钟内连续出现5次换挡失败，换挡失败次数大于预设次数，则该车辆的换挡电机执行优化换挡操作，在执行优化换挡操作期间换挡电机无法进行升档操作，只能进行降档操作，第二预设时间设置为10秒，驾驶员继续行驶车辆中，非换挡时间为15秒，该换挡电机的非换挡时间大于第二预设时间，则该车辆的换挡电机执行正常的换挡操作。

本实施例公开了一种换挡电机的控制方法，通过判断换挡电机的换挡时间是否大于第一预设时间，或在预设的换挡时间内，换挡电机的连续换挡失败次数是否大于预设次数时，当换挡电机的换挡时间大于第一预设时间时，或换挡电机的连续换挡失败次数大于预设次数时，换挡电机执行优化换挡操作，其中，优化换挡操作包括禁止升档操作和允许降档操作，当换挡电机的非换挡时间大于第二预设时间时，换挡电机执行正常换挡操作。在本方案中，在不增加硬件成本的情况下，通过优化换挡操作，减缓换挡频率，确保换挡电机的温度不再升高，从而避免出现因换挡电机温度过热，采用热保护引起的换挡电机进行换挡操作时出现换挡时间过长或者换挡失败的问题。

基于上述本发明实施例公开的一种换挡电机的控制方法，本发明实施例还对应公开了一种换挡电机的控制系统，如图6所示，该换挡电机的控制系统600主要包括：

判断单元601，用于判断换挡电机的换挡时间是否大于第一预设时间，或在预设的换挡时间内，所述换挡电机的连续换挡失败次数是否大于预设次数时。

第一执行单元602，用于当所述换挡电机的换挡时间大于所述第一预设时间时，或所述换挡电机的连续换挡失败次数大于所述预设次数时，所述换挡电机执行优化换挡操作，其中，所述优化换挡操作包括禁止升档操作和允许降档操作。

第二执行单元603，用于当所述换挡电机的非换挡时间大于第二预设时间时，所述换挡电机执行正常换挡操作。

可选的，还包括：

第三执行单元，用于所述换挡电机接收混合动力系统控制器HCU发送的控制指令并执行。

可选的，还包括：

第一确定单元，用于当所述换挡电机的换挡时间小于或等于所述第一预设时间时，确定所述换挡电机处于正常工作状态。

可选的，还包括：

第二确定单元，用于所述换挡电机的连续换挡失败次数小于或等于所述预设次数时，确定所述换挡电机处于正常工作状态。

可选的，还包括：

取值单元，用于所述预设次数的取值范围为2到4。

上述本发明实施例公开的换挡电机的控制系统中的各个单元和模块具体的原理和执行过程，与上述本发明实施例公开的换挡电机的控制方法相同，可参见上述本发明实施例公开的换挡电机的控制方法中相应的部分，这里不再进行赘述。

本发明实施例公开了一种换挡电机的控制系统，通过判断换挡电机的换挡时间是否大于第一预设时间，或在预设的换挡时间内，换挡电机的连续换挡失败次数是否大于预设次数时，当换挡电机的换挡时间大于第一预设时间时，或换挡电机的连续换挡失败次数大于预设次数时，换挡电机执行优化换挡操作，其中，优化换挡操作包括禁止升档操作和允许降档操作，当换挡电机的非换挡时间大于第二预设时间时，换挡电机执行正常换挡操作。在本系统中，在不增加硬件成本的情况下，通过优化换挡操作，减缓换挡频率，确保换挡电机的温度不再升高，从而避免出现因换挡电机温度过热，采用热保护引起的换挡电机进行换挡操作时出现换挡时间过长或者换挡失败的问题。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种换挡电机的控制方法，其特征在于，包括：

判断换挡电机的换挡时间是否大于第一预设时间，或在预设的换挡时间内，所述换挡电机的连续换挡失败次数是否大于预设次数时；

当所述换挡电机的换挡时间大于所述第一预设时间时，或所述换挡电机的连续换挡失败次数大于所述预设次数时，所述换挡电机执行优化换挡操作，其中，所述优化换挡操作包括禁止升档操作和允许降档操作；

当所述换挡电机的非换挡时间大于第二预设时间时，所述换挡电机执行正常换挡操作。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述换挡电机执行正常换挡操作之后，还包括：

所述换挡电机接收混合动力系统控制器HCU发送的控制指令并执行。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

当所述换挡电机的换挡时间小于或等于所述第一预设时间时，确定所述换挡电机处于正常工作状态。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

所述换挡电机的连续换挡失败次数小于或等于所述预设次数时，确定所述换挡电机处于正常工作状态。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

所述预设次数的取值范围为2到4。

6.一种换挡电机的控制系统，其特征在于，包括：

判断单元，用于判断换挡电机的换挡时间是否大于第一预设时间，或在预设的换挡时间内，所述换挡电机的连续换挡失败次数是否大于预设次数时；

第一执行单元，用于当所述换挡电机的换挡时间大于所述第一预设时间时，或所述换挡电机的连续换挡失败次数大于所述预设次数时，所述换挡电机执行优化换挡操作，其中，所述优化换挡操作包括禁止升档操作和允许降档操作；

第二执行单元，用于当所述换挡电机的非换挡时间大于第二预设时间时，所述换挡电机执行正常换挡操作。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括：

第三执行单元，用于所述换挡电机接收混合动力系统控制器HCU发送的控制指令并执行。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括：

第一确定单元，用于当所述换挡电机的换挡时间小于或等于所述第一预设时间时，确定所述换挡电机处于正常工作状态。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括：

第二确定单元，用于所述换挡电机的连续换挡失败次数小于或等于所述预设次数时，确定所述换挡电机处于正常工作状态。

10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括：

取值单元，用于所述预设次数的取值范围为2到4。