CN112610689A - 一种电控气动摘挡控制方法、系统及车辆 - Google Patents

一种电控气动摘挡控制方法、系统及车辆 Download PDF

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Abstract

本发明涉及挡位控制领域，公开了一种电控气动摘挡控制方法、系统及车辆，包括：步骤S1、判断是否收到摘挡指令；若是，则执行步骤S2；步骤S2、开启电控气动执行机构的两个电磁阀，执行步骤S3；步骤S3、检测判断活塞是否到达空挡位；若是，则完成摘挡；若否，则执行步骤S4；步骤S4、检测判断活塞位置是否变化；若是，则返回步骤S2；若否，则执行步骤S5；步骤S5、开启两个电磁阀中正向施力的电磁阀，使反向施力的电磁阀执行预设启闭控制策略，增大电控气动执行机构两个气室的压力差，提升摘挡力，并返回步骤S4。其能根据预设启闭控制策略控制反向施力的电磁阀，以控制摘挡力，解决了摘挡失败的问题。

Description

一种电控气动摘挡控制方法、系统及车辆
技术领域
本发明涉及挡位控制技术领域，尤其涉及一种电控气动摘挡控制方法、系统及车辆。
背景技术
车辆行进过程中通过变速箱换挡实习对车速的控制。电控气动换挡(ElectronicPneumatics Shift，简称EPS)是近年来发展起来的挡位控制技术，能够实现变速箱的变速控制。
换挡过程中必然需要执行摘挡步骤，摘挡即回空挡。对于电控气动换挡执行机构来讲，控制变速箱摘挡一般通过控制两个换挡电磁阀同时动作，来实现摘挡控制。具体的换挡执行机构简图如图1所示，图1中(a)为偶数挡活塞停靠位；(b)为空挡活塞停靠位，(c)为奇数挡活塞停靠位。电控气动换挡执行机构在回空挡时，同时控制两个换挡电磁阀100、200动作，两个气室300、400同时进气，推动活塞500到达空挡位置，该控制方式可以实现回空挡过程中的平稳控制。一般情况下，摘挡都会流畅进行，不会出现摘挡卡死而导致摘挡失败的问题。但是，对并联式混合动力车辆的AMT(变速箱)而言，由于变速箱输入轴增加了电机连接，进而导致变速箱输入轴的转动惯量成倍增加，因此需要的摘挡力比匹配传统动力总成时要求更大，此时电控气动换挡执行机构容易出现摘挡力不足而导致摘挡失败的问题；此外，在无同步器变速箱的不分离离合器换挡过程中，如果摘挡时扭矩控制出现残留扭矩，则容易造成摘挡失败。
因此，亟需提供一种电控气动摘挡控制方法及系统，能够解决以上问题。
发明内容
本发明的目的在于提出一种电控气动摘挡控制方法，以解决摘挡失败的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种电控气动摘挡控制方法，用于控制电控气动执行机构执行摘挡动作，电控气动执行机构包括缸体、将缸体的内腔分成两个气室的活塞，以及分别用于控制两个气室的气压的两个电磁阀，包括以下步骤：
步骤S1、判断是否收到摘挡指令；若是，则执行步骤S2；
步骤S2、开启电控气动执行机构的两个电磁阀，以使所述电控气动执行机构的活塞向空挡位移动；
步骤S3、检测并判断所述活塞的位置是否到达空挡位；若是，则完成摘挡；若否，则执行步骤S4；
步骤S4、检测并判断所述活塞的位置是否变化；若是，则返回执行步骤S2；若否，则执行步骤S5；
步骤S5、开启所述两个电磁阀中正向施力的电磁阀，并使反向施力的电磁阀执行预设启闭控制策略，以增大所述电控气动执行机构的两个气室的压力差，并返回执行步骤S4。
可选地，所述步骤S5中的调节反向施力的电磁阀执行预设启闭控制策略包括以下步骤：
步骤S5.1、检测并判断所述活塞的实际位置与初始挡位的距离是否超出预设距离；若是，则执行步骤S5.2；若否，则执行步骤S5.3；
步骤S5.2、使反向施力的电磁阀持续关闭第一预设时间后重新开启；
步骤S5.3、保持关闭反向施力的电磁阀。
可选地，所述活塞由初始挡位到空挡位的移动行程为A，所述预设距离为B，其中，B＝C*A，C为常数且0＜C＜1。
可选地，0.4＜C＜0.6。
可选地，所述第一预设时间为7-13ms。
可选地，在所述步骤S4中当所述活塞的位置没有变化时，在执行所述步骤S5之前还包括以下步骤：
检测并确定所述活塞的初始挡位，根据初始挡位判定所述两个电磁阀中正向施力的电磁阀以及反向施力的电磁阀。
可选地，在执行所述步骤S2经过预设延迟时间后执行所述步骤S3。
可选地，所述预设延迟时间为30-70ms。
本发明的另一个目的在于提出一种电控气动摘挡控制系统，以解决摘挡失败的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种电控气动摘挡控制系统，包括：
位置传感器，被配置为能检测所述电控气动执行机构的活塞的位置；
控制器，与所述电控气动执行机构及所述位置传感器电连接，所述控制器被配置为采用如上所述的电控气动摘挡控制方法，以控制所述电控气动执行机构的摘挡动作。
本发明的再一个目的在于提出一种车辆，其上的电控气动摘挡控制系统能够顺利完成摘挡，解决摘挡失败的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种车辆，包括如上所述的电控气动摘挡控制系统。
本发明的有益效果：
现有的电控气动执行机构包括缸体、将缸体的内腔分成两个气室的活塞，以及分别用于控制两个气室的气压的两个电磁阀。本发明的电控气动摘挡控制方法用于控制电控气动执行机构执行摘挡动作，其实现了对摘挡过程的准确监控。当收到摘挡指令后，首先，其能开启电控气动执行机构的两个电磁阀，执行摘挡动作；并检测摘挡过程中电控气动执行机构的活塞位置是否发生变化以及是否达到空档位。而当摘挡过程中活塞位置没有发生变化也没有达到空档位时，其能够根据预设启闭控制策略控制反向施力的电磁阀的开启和关闭，进而使得电控气动执行机构的两个气室的压力差增大，最终提升摘挡力，进而解决因摘挡力不足而导致摘挡失败的问题。
附图说明
图1是电控气动执行机构在偶数挡、空挡以及奇数挡三种状态下的活塞停靠位示意图；
图2是本发明提供的电控气动摘挡控制方法的流程示意图之一；
图3是本发明提供的电控气动摘挡控制方法的流程示意图之二；
图4是本发明提供的电控气动摘挡控制系统的连接关系示意图。
图中：
100、200-电磁阀；300、400-气室；500-活塞；
1-位置传感器；
2-控制器；
3-电控气动执行机构。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
如图2-4所示，本实施例提供了一种电控气动摘挡控制方法，电控气动摘挡控制方法用于控制电控气动执行机构3执行摘挡动作，电控气动执行机构3包括缸体、将缸体的内腔分成两个气室的活塞，以及分别用于控制两个气室的气压的两个电磁阀。同时，本实施例还提出了一种采用本实施例的电控气动摘挡控制方法的电控气动摘挡控制系统，以及包含有本实施例的电控气动摘挡控制系统的车辆。其中，电控气动摘挡控制系统主要包括位置传感器1、控制器2。位置传感器1被配置为能检测电控气动执行机构3的活塞的位置；控制器2与电控气动执行机构3及位置传感器1电连接，控制器2被配置为采用本实施例的电控气动摘挡控制方法，控制电控气动执行机构3的摘挡动作。位置传感器1检测电控气动执行机构3的活塞的具体位置，进而获得电控气动执行机构3的挡位信息(比如空档、位于偶数挡或者奇数挡或者挡位过渡状态)，控制器2能够控制电控气动执行机构3执行换挡动作，电控气动执行机构3为现有电控气动执行机构，故不再赘述。而本实施例提供的一种电控气动摘挡控制方法则包括以下步骤：
步骤S1、判断是否收到摘挡指令；若是，则执行步骤S2；
步骤S2、开启电控气动执行机构3的两个电磁阀，以使所述电控气动执行机构3的活塞向空挡位移动(开启电控气动执行机构3的两个电磁阀为自然常规状态下的摘挡执行方法)；
步骤S3、检测并判断所述活塞的位置是否到达空挡位；若是，则完成摘挡，进而电控气动摘挡控制方法结束；若否，则说明电控气动执行机构3的活塞卡死或者存在其它问题，则执行步骤S4；
步骤S4、检测并判断所述活塞的位置是否变化；若是，则返回执行步骤S2，然直至步骤S3判断为活塞到达空档位，进而完成摘挡，电控气动摘挡控制方法结束；若否，则说明电控气动执行机构3的活塞卡死情况，则执行步骤S5；
步骤S5、开启所述两个电磁阀中正向施力的电磁阀，并使反向施力的电磁阀执行预设启闭控制策略，以增大所述电控气动执行机构3的两个气室的压力差，提升摘挡力，并返回执行步骤S4，如此形成闭环控制，直至步骤S2中判断活塞到达空档位，完成摘挡，电控气动摘挡控制方法结束。
需要说明的是，若步骤S1中判断为未收到摘挡指令，则不执行后续步骤S2-步骤S5的相关动作。
本实施例的电控气动摘挡控制方法实现了对摘挡过程的准确监控，当收到摘挡指令后。首先，其能开启电控气动执行机构3的两个电磁阀，执行摘挡动作；并检测摘挡过程中电控气动执行机构3的活塞位置是否发生变化以及是否达到空档位。而当摘挡过程中活塞位置没有发生变化也没有达到空档位时，其能够根据预设启闭控制策略控制反向施力的电磁阀的开启和关闭，进而使得电控气动执行机构3的两个气室的压力差增大，最终提升摘挡力，进而解决因摘挡力不足而导致摘挡失败的问题。
进一步地，如图2-3所示，本实施例中，所述步骤S5中的调节反向施力的电磁阀执行预设启闭控制策略包括以下步骤：
步骤S5.1、检测并判断所述活塞的实际位置与初始挡位的距离是否超出预设距离；具体而言，所述活塞由初始挡位到空挡位的移动行程为A，所述预设距离为B，其中，B＝C*A，C为常数且0＜C＜1。进一步地，0.4＜C＜0.6。本实施例中C＝0.5。若活塞的实际位置与初始挡位的距离超出预设距离，则执行步骤S5.2；若活塞的实际位置与初始挡位的距离没有超出预设距离，则执行步骤S5.3；其中，
步骤S5.2、使反向施力的电磁阀持续关闭第一预设时间后重新开启；具体而言，所述第一预设时间为7-13ms。本实施例中，第一预设时间为10ms；
步骤S5.3、保持关闭反向施力的电磁阀。
本实施例提供的预设启闭控制策略的优点在于，根据摘挡过程中活塞卡死(位置不发生变化且未到达空档位)的具体位置的不同，灵活采取不同的控制策略。即活塞的实际位置与初始挡位的距离超出预设距离，则使反向施力的电磁阀持续关闭第一预设时间后重新开启；活塞的实际位置与初始挡位的距离没有超出预设距离，则保持关闭反向施力的电磁阀，进而在预设距离内卡死时，保持关闭反向施力的电磁阀，此时，电控气动执行机构3的两个气室的压力差保持最大，进入能够持续提供最大的摘挡力，促使活塞移动；而当在预设距离外卡死时，使反向施力的电磁阀持续关闭第一预设时间后重新开启，进入形成间隔而短暂的脉冲似的压力差，即持续关闭10ms后重新开启，在关闭10ms的期间内则能够提高最大的摘挡力，进而使得活塞移动。本实施例，在预设距离外采用类似脉冲使得压力差调节，一方面可以提供最大摘挡力，解决摘挡失败的问题；另一方，关闭10ms时间短暂，进而避免长时间提供过大的摘挡力而导致摘挡过渡(即摘过)的问题，进而实现对摘挡过程的精细化合理准确控制。
更具体而言，在所述步骤S4中当所述活塞的位置没有变化时，在执行所述步骤S5之前还包括以下步骤：
检测并确定所述活塞的初始挡位，根据初始挡位判定所述两个电磁阀中正向施力的电磁阀以及反向施力的电磁阀。
由于实际摘挡过程可能是由偶数挡的初始档位向空档移动，也有可能是奇数挡的初始档位向空档移动，因此必须判断电控气动执行机构3的两个电磁阀在实际摘挡过程中，哪一个是用于产生正向施力的电磁阀，哪一个是用于提供反向施力的电磁阀，进而保证电控气动摘挡控制方法的正常进行。
进一步地，由于电控气动执行机构3的两个电磁阀在开启时存在延时的问题。因此，当执行完步骤S2的开启电控气动执行机构的两个电磁阀的步骤后，为了提高电控气动摘挡控制方法的运行效率，步骤S3会在经过预设延迟时间后执行所述步骤S3，具体而言，所述预设延迟时间为30-70ms，本实施例中，预设延迟时间为50ms。由于考虑到了两个电磁阀在开启时存在延时的问题，进而不会出现因两个电磁阀在开启时存在延时的问题，而导致电控气动摘挡控制方法直接误判为未到达空档位且活塞的位置没有变化的情况，进而不会错误执行过多的后续步骤，有利于提高电控气动摘挡控制方法的运行效率。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种电控气动摘挡控制方法，用于控制电控气动执行机构执行摘挡动作，电控气动执行机构包括缸体、将缸体的内腔分成两个气室的活塞，以及分别用于控制两个气室的气压的两个电磁阀，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、判断是否收到摘挡指令；若是，则执行步骤S2；
步骤S2、开启电控气动执行机构的两个电磁阀，以使所述电控气动执行机构的活塞向空挡位移动；
步骤S3、检测并判断所述活塞的位置是否到达空挡位；若是，则完成摘挡；若否，则执行步骤S4；
步骤S4、检测并判断所述活塞的位置是否变化；若是，则返回执行步骤S2；若否，则执行步骤S5；
步骤S5、开启所述两个电磁阀中正向施力的电磁阀，并使反向施力的电磁阀执行预设启闭控制策略，以增大所述电控气动执行机构的两个气室的压力差，并返回执行步骤S4。
2.如权利要求1所述的电控气动摘挡控制方法，其特征在于，所述步骤S5中的调节反向施力的电磁阀执行预设启闭控制策略包括以下步骤：
步骤S5.1、检测并判断所述活塞的实际位置与初始挡位的距离是否超出预设距离；若是，则执行步骤S5.2；若否，则执行步骤S5.3；
步骤S5.2、使反向施力的电磁阀持续关闭第一预设时间后重新开启；
步骤S5.3、保持关闭反向施力的电磁阀。
3.如权利要求2所述的电控气动摘挡控制方法，其特征在于，所述活塞由初始挡位到空挡位的移动行程为A，所述预设距离为B，其中，B＝C*A，C为常数且0＜C＜1。
4.如权利要求3所述的电控气动摘挡控制方法，其特征在于，0.4＜C＜0.6。
5.如权利要求2所述的电控气动摘挡控制方法，其特征在于，所述第一预设时间为7-13ms。
6.如权利要求1所述的电控气动摘挡控制方法，其特征在于，在所述步骤S4中当所述活塞的位置没有变化时，在执行所述步骤S5之前还包括以下步骤：
检测并确定所述活塞的初始挡位，根据初始挡位判定所述两个电磁阀中正向施力的电磁阀以及反向施力的电磁阀。
7.如权利要求1-6中任一项所述的电控气动摘挡控制方法，其特征在于，在执行所述步骤S2经过预设延迟时间后执行所述步骤S3。
8.如权利要求7所述的电控气动摘挡控制方法，其特征在于，所述预设延迟时间为30-70ms。
9.一种电控气动摘挡控制系统，其特征在于，包括：
位置传感器，被配置为能检测所述电控气动执行机构的活塞的位置；
控制器，与所述电控气动执行机构及所述位置传感器电连接，所述控制器被配置为采用如权利要求1-8中任一项所述的电控气动摘挡控制方法，以控制所述电控气动执行机构的摘挡动作。
10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求9中所述的电控气动摘挡控制系统。
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