CN114738481A - 一种基于全地形系统的换挡系统和具有其的车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于全地形系统的换挡系统和具有其的车辆，基于全地形系统的换挡系统包括：输入模块，所述输入模块用于输入档位请求信号、ATS模式信号、车辆信号和路况信号；ATS模块，所述ATS模块接收所述档位请求信号、ATS模式信号、车辆信号和路况信号，并发送换挡模式信号或发送提示信号。执行模块，所述执行模块接收所述换挡模式信号或提示信号并执行换挡策略或显示提示指令。根据本发明实施例的基于全地形系统的换挡系统，能够在不同路况交接时自动进行档位选择，对不熟悉分时四驱系统的驾驶员更友好，降低由于不正确的档位选择造成的驾驶危险和硬件损坏风险。

Description

一种基于全地形系统的换挡系统和具有其的车辆
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，具体涉及一种基于全地形系统的换挡系统和具有其的车辆。
背景技术
目前大部分越野车搭载的四驱系统为采用多片离合器的TOD或EMOD系统，这类四驱系统的前后桥扭矩分配是自动进行的，不需要驾驶员进行过多的介入。对于强越野需求的车型，多片离合器的四驱系统容易发生损坏，更多采用的是机械行星排结构的分时四驱系统，这种系统结构简单可靠，在大强度越野中更有优势。
目前分时四驱系统的控制都需要驾驶员手动操作，根据经验选择合适的档位，但是大多数驾驶员不是很了解这套系统，把握不好操作时机。另外，在车辆配备全地形系统(ATS)后，四驱系统如果无法跟随全地形系统的模式进行调整，会导致地形模式选择的体验感受变差。
分时四驱系统的档位分为2H/4H/4L，其中2H为两驱档位，速比为1，发动机扭矩全部传递到后桥；4H为四驱高速档位，速比为1，发动机扭矩50％：50％分配给前后桥；4L为四驱低速档位，速比为2.5，发动机扭矩增扭2.5倍后50％:50％分配给前后桥。
这种四驱系统由于硬件结构特点会导致四驱工况下前后传动轴的转速一直同步，在铺装路况行驶时会导致打方向时转向困难，高速时可能会由于转向不足存在翻车风险。此外，传动系统传动效率降低，油耗升高；由于受力变大，传动转向系统更易磨损故障；挂入四驱档位后，分动器无法自动根据工况切换到两驱状态，对于不熟悉该系统的驾驶员不够友好。
发明内容
本发明实施例要解决的技术问题是分时四驱系统的车型对道路的适应性差，驾驶体验感差，对于新手，驾驶危险系数高。
有鉴于此，本发明提供一种基于全地形系统的换挡系统。
本发明又提供一种具有上述基于全地形系统的换挡系统的车辆。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
根据本发明第一方面实施例的基于全地形系统的换挡系统包括：
输入模块，所述输入模块用于输入档位请求信号、ATS模式信号、车辆信号和路况信号；
ATS模块，所述ATS模块接收所述档位请求信号、所述ATS模式信号、所述车辆信号和所述路况信号，并发送换挡模式信号或发送提示信号。
执行模块，所述执行模块接收所述换挡模式信号或所述提示信号并执行换挡策略或显示提示指令。
根据本发明实施例的基于全地形系统的换挡系统还包括以下技术特征：
进一步地，当所述ATS模块发送所述换挡模式信号或发送所述提示指令时，所述ATS模块切换ATS模式。
进一步地，所述执行模块包括分动器控制器、分动器、仪表控制器和仪表其中，所述分动器控制器接收所述换挡模式信号并控制所述分动器换挡，所述仪表控制器接收所述提示指令信号并控制所述仪表显示提示指令。
进一步地，所述车辆信号包括以下至少一项：车速信号、方向盘转角信号和油门信号；
所述档位包括以下至少一项：两驱档位2H、四驱高速档位4H和四驱低速档位4L；
所述ATS模式包括以下至少一项：运动模式、经济模式、舒适模式、雪地模式、穿越模式、沙地模式、泥地模式、岩石模式和涉水模式；
所述路况包括以下至少一项：颠簸路况、铺装路况和陷车路况。
进一步地，当所述分动器当前为2H档位，且所述路况信号为颠簸路况时，若所述车速信号满足换挡条件，所述ATS模块向所述分动器控制器发送4H换挡模式信号，所述分动器控制器接收4H换挡模式信号，并控制所述分动器切换至4H档位；
否则所述ATS模块向所述仪表控制器发送4H换挡模式信号，所述仪表控制器控制所述仪表显示所述4H换挡指令。
进一步地，当所述分动器当前为4H档位，且当所述路况信号为铺装路况时，若所述车速信号满足换挡条件，所述ATS模块向所述分动器控制器发送2H换挡模式信号，所述分动器控制器接收2H换挡模式信号，并控制所述分动器切换至2H档位。
进一步地，当所述分动器当前为4H档位，且当所述路况信号为陷车路况时，所述ATS模块发送停车信号和4L换挡模式信号至仪表控制器，所述仪表控制器控制所述仪表显示停车指令和4L换挡指令。
进一步地，当所述分动器当前为4L档位，且当所述路况信号为铺装路况时，所述ATS模块发送2H换挡模式信号至仪表控制器，所述仪表控制器控制所述仪表显示2H换挡指令。
进一步地，所述分动器开关均为无级开关。
根据本发明第二方面实施例的车辆包括上述实施例所述的基于全地形系统的换挡系统。
本发明的上述技术方案至少具有以下技术效果：
根据本发明实施例的基于全地形系统的换挡系统，能够在不同路况交接时自动进行档位选择，对不熟悉分时四驱系统的驾驶员更友好，降低由于不正确的档位选择造成的驾驶危险和硬件损坏风险。
附图说明
图1为根据本发明实施例的基于全地形系统的换挡系的结构示意图；
图2为根据本发明实施例的基于全地形系统的换挡系的工作流程图。
附图标记
基于全地形系统的换挡系统100；输入模块10；ATS模块20；执行模块30；分动器31；分动器控制器32；仪表33；仪表控制器34。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面首先结合附图具体描述根据本发明实施例的基于全地形系统的换挡系统100。
根据发明实施例的基于全地形系统的换挡系统100包括输入模块10、ATS模块20和执行模块30。
具体而言，输入模块10用于输入档位请求信号、ATS模式信号、车辆信号和路况信号，ATS模块20接收档位请求信号、ATS模式信号、车辆信号和路况信号，并发送换挡模式信号或发送提示信号，执行模块30接收换挡模式信号或提示信号并执行换挡策略或显示提示指令。
换言之，如图1和图2所示，基于全地形系统的换挡系统100主要由输入模块10、ATS模块20和执行模块30组成。对于分时四驱系统，在档位切换时，驾驶员通过输入模块10输入档位请求信号，与现有技术不同，档位请求信号并非直接控制档位切换，而是发送至ATS模块20，ATS模块20综合档位请求信号、ATS模式信号、车辆信号和路况信号进行逻辑判断后再决定切换的档位，并通过提示指令与驾驶员交互。也就是说，在越野情况下，ATS模块20能够代替驾驶员的部分操作，提高驾驶体验。
由此，根据本发明实施例的基于全地形系统的换挡系统100，能够在不同路况交接时自动进行档位选择，对不熟悉分时四驱系统的驾驶员更友好，降低由于不正确的档位选择造成的危险驾驶和硬件损坏风险。
根据本发明的一个实施例，当ATS模块20发送换挡模式信号或发送提示信号时，ATS模块20切换ATS模式。
也就是说，当驾驶员通过输入模块10进行档位选择时，ATS模块20会向执行模块30发出换挡模式信号或提示信号，并在必要时切换为适当的驾驶模式(ATS模式)。
优选地，执行模块30包括分动器控制器32、分动器31、仪表控制器34和仪表33。分动器控制器32和分动器31用于执行换挡策略，通过ATS模块20对档位需求的判断，能够实现分动器31档位的自动切换，避免由于对分动器31档位的不当选择而造成的驾驶危险以及零部件损坏，执行模块30也可以包括分动器开关，分动器开关用于显示分动器31状态。仪表控制器34和仪表33用于执行提示指令(触屏模式的仪表33也可以用于输入驾驶需求)，由此实现了换挡系统与驾驶员之间的交互，让驾驶员尽快了解分动器31的档位选择。
在本发明的一个实施例中，车辆信号包括以下至少一项：车速信号、方向盘转角信号和油门信号；档位包括以下至少一项：两驱档位2H、四驱高速档位4H和四驱低速档位4L；ATS模式包括以下至少一项：运动模式、经济模式、舒适模式、雪地模式、穿越模式、沙地模式、泥地模式、岩石模式和涉水模式，多种驾驶模式能够满足不同工况的驾驶需求。路况包括以下至少一项：颠簸路况、铺装路况和陷车路况。
需要说明的是，为了让采用分时四驱系统的车型获得更接近自动四驱系统的驾驶体验，降低驾驶危险，基于全地形系统的换挡系统100会根据驾驶模式、路况、车速、转向等状态自动切换分动器31的档位，无法切换时，也会对驾驶员进行提示。
进一步地，当分动器31当前为2H档位，且路况信号为颠簸路况时，若车速信号满足换挡条件，ATS模块20向分动器控制器32发送4H换挡模式信号，分动器控制器32接收4H换挡模式信号，并控制分动器31换至4H档位；否则ATS模块20向仪表控制器34发送4H换挡模式信号，仪表控制器34控制仪表33显示4H换挡指令。
也就是说，当分动器31当前为2H档位时，且检测到颠簸路况，则ATS模块20会监控车速、油门和方向盘转角，当车速低于限值，方向盘转角低于限值，油门小于限值，且前后轮速差小于限值，则会要求分动器31挂入4H档位，如果车速、油门和方向盘转角不满足上述条件，则ATS模块20提示驾驶员手动操作切换至4H档位。
在本发明的一个实施例中，当分动器31当前为4H档位，且当路况信号为铺装路况时，若车速信号满足换挡条件，ATS模块20向分动器控制器32发送2H换挡模式信号，分动器控制器32接收2H换挡模式信号，并控制分动器31换至2H档位。
换言之，如果路面平坦，而分动器31处于4H档位，则ATS模块20会判断车速、方向盘转角以及油门踏板状态，当满足换挡条件时，ATS模块20会给分动器控制器32发送2H换挡模式信号，要求分动器31挂入2H档位。
在本发明的又一个实施例中，若分动器31当前为4H档位，且当路况信号为陷车路况时，ATS模块20会发送停车信号和4L换挡模式信号至仪表控制器34，仪表控制器34控制仪表33显示停车指令和4L换挡指令。
可选地，若分动器31当前为4L档位，且当路况信号为铺装路况时，ATS模块20会发送2H换挡模式信号至仪表控制器34，仪表控制器34控制仪表33显示2H换挡指令。
也就是说，基于全地形系统的换挡系统100时刻监控车辆的道路情况，判断车辆是在越野颠簸路况还是在平坦的道路，并进行驾驶操作提示。该系统引入路面平整度路况来判断四驱系统的档位，将四驱系统的档位状态与ATS模式关联在一起，ATS模块20根据路况信号以及驾驶模式判断当前的分动器31档位是否合适，实现了分时四驱系统的半自动化，进一步简化了操作。
在本发明的一个实施例中，分动器开关均为无级开关。
具体而言，分动器开关均为无级开关，各个模块通过CAN信号向ATS模块20发送驾驶员请求，模式选择功能和四驱档位选择功能集成在ATS模块20中，该设计方式便于后期系统的升级。
总而言之，根据本发明实施例的基于全地形系统的换挡系统100，能够在越野路况和铺装路况交接时自动进行档位选择，对不熟悉分时四驱系统的驾驶员更友好，降低由于不正确的档位选择造成的驾驶危险和硬件损坏风险。
根据本发明第二方面实施例的车辆包括根据上述实施例的基于全地形系统的换挡系统100，由于根据本发明上述实施例的基于全地形系统的换挡系统100具有上述技术效果，因此，根据本发明实施例的车辆也具有相应的技术效果，即能够在越野路况和铺装路交接时自动进行档位选择，对不熟悉分时四驱系统的驾驶员更友好，降低由于不正确的档位选择造成的驾驶危险和硬件损坏风险。
根据本发明实施例的车辆的其他结构和操作对于本领域技术人员而言都是可以理解并且容易实现的，因此不再详细描述。
除非另作定义，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
以上所述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，在不脱离本发明所述原理的前提下，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 (10)

1.一种基于全地形系统的换挡系统，其特征在于，包括：
输入模块，所述输入模块用于输入档位请求信号、ATS模式信号、车辆信号和路况信号；
ATS模块，所述ATS模块接收所述档位请求信号、所述ATS模式信号、所述车辆信号和所述路况信号，并发送换挡模式信号或发送提示信号；
执行模块，所述执行模块接收所述换挡模式信号或所述提示信号并执行换挡策略或显示提示指令。
2.根据权利要求1所述的基于全地形系统的换挡系统，其特征在于，当所述ATS模块发送所述换挡模式信号或发送所述提示信号时，所述ATS模块切换ATS模式。
3.根据权利要求2所述的基于全地形系统的换挡系统，其特征在于，所述执行模块包括分动器控制器、分动器、仪表控制器和仪表，其中所述分动器控制器接收所述换挡模式信号并控制所述分动器换挡，所述仪表控制器接收所述提示信号并控制所述仪表显示提示指令。
4.根据权利要求3所述的基于全地形系统的换挡系统，其特征在于，所述车辆信号包括以下至少一项：车速信号、方向盘转角信号和油门信号；
所述档位包括以下至少一项：两驱档位2H、四驱高速档位4H和四驱低速档位4L；
所述ATS模式包括以下至少一项：运动模式、经济模式、舒适模式、雪地模式、穿越模式、沙地模式、泥地模式、岩石模式和涉水模式；
所述路况包括以下至少一项：颠簸路况、铺装路况和陷车路况。
5.根据权利要求4所述的基于全地形系统的换挡系统，其特征在于，当所述分动器当前为2H档位，且所述路况信号为颠簸路况时，若所述车速信号满足换挡条件，所述ATS模块向所述分动器控制器发送4H换挡模式信号，所述分动器控制器接收4H换挡模式信号，并控制所述分动器切换至4H档位；
否则所述ATS模块向所述仪表控制器发送4H换挡模式信号，所述仪表控制器控制所述仪表显示4H换挡指令。
6.根据权利要求4所述的基于全地形系统的换挡系统，其特征在于，当所述分动器当前为4H档位，且当所述路况信号为铺装路况时，若所述车速信号满足换挡条件，所述ATS模块向所述分动器控制器发送2H换挡模式信号，所述分动器控制器接收2H换挡模式信号，并控制所述分动器切换至2H档位。
7.根据权利要求4所述的基于全地形系统的换挡系统，其特征在于，当所述分动器当前为4H档位，且当所述路况信号为陷车路况时，所述ATS模块发送停车信号和4L换挡模式信号至所述仪表控制器，所述仪表控制器控制所述仪表显示停车指令和4L换挡指令。
8.根据权利要求4所述的基于全地形系统的换挡系统，其特征在于，当所述分动器当前为4L档位，且当所述路况信号为铺装路况时，所述ATS模块发送2H换挡模式信号至所述仪表控制器，所述仪表控制器控制所述仪表显示2H换挡指令。
9.根据权利要求4所述的基于全地形系统的换挡系统，其特征在于，所述分动器开关均为无级开关。
10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的基于全地形系统的换挡系统。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100617463B1 (ko) * 2005-06-30 2006-09-01 다이모스(주) 4륜 구동 차량의 트랜스퍼 케이스 변속 노이즈 방지 장치및 방법
CN105059284A (zh) * 2015-08-05 2015-11-18 安徽农业大学 一种分时四驱车辆驱动力主动切换控制系统
CN113415280A (zh) * 2021-08-03 2021-09-21 北京汽车集团越野车有限公司 一种模式切换控制方法、装置、设备及汽车

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