CN114857259A - 一种无转速传感器的自动变速器换挡控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无速度传感器的自动变速器控制方法，用于对车辆的自动变速器进行控制，车辆包括左前轮、左后轮、右前轮、右后轮以及分别用于测量左前轮、左后轮、右前轮、右后轮的转速的轮速传感器，方法包括：获取车辆的轮速传感器所测量的四个车轮的轮速数据；当所述轮速数据有效并且所述车辆处于正常行驶状态时，利用所述轮速数据计算出车辆行驶速度，根据车辆行驶速度计算出变速器的各个元件的转速，利用所得到的变速器的各个元件的转速对控制所述自动变速器。本发明利用车辆上已有的轮速传感器即可可靠地计算出变速器的各个轴的转速，从而实现对应的控制，无需再设置专门的转速传感器，既降低了成本，又避免了设置转速传感器所带来的缺点。

Description

一种无转速传感器的自动变速器换挡控制方法
技术领域
本发明属于车辆技术领域，具体来说涉及一种无转速传感器的自动变速器换挡控制方法。
背景技术
对于两挡及以上的多挡位变速器而言，都带有一个或多个转速传感器，转速传感器主要用来测量变速器输入轴、输出轴或内部其他齿轮的转速，这些转速用来判断变速器的工作状态。例如，对比变速器传动比就可以判断是否出现滑摩，以及计算变速器的换挡点。
变速器中使用的转速传感器测量的是齿轮齿顶的转速。然而，由于变速器内部存在众多铁制零部件，铁杂质随变速器使用时间的增加会逐渐变多，这些杂质会逐渐吸附到转速传感器的测量表面，直接影响传感器的精度。此外，如果吸附的杂质足够多还可能导致传感器失效，导致变速器故障。另外，受安装位置的影响，传感器低转速精度会不同。传感器底面到齿轮齿顶的距离称之为安装间隙，该间隙越小低转速的精度会越高，但稍有杂志或齿轮同轴度不好会导致传感器的失效；间隙越大，转速传感器的耐污能力越好，但转速精度会变差，转速传感器对安装间隙有严格的要求。
发明内容
结合申请人在该领域的研究和实际经验，为了至少在一定程度上解决上述问题，在此提出以下改进的技术方案。
一种无速度传感器的自动变速器控制方法，用于对车辆的自动变速器进行控制，所述车辆包括左前轮、左后轮、右前轮、右后轮以及分别用于测量左前轮、左后轮、右前轮、右后轮的转速的轮速传感器，所述方法包括：
获取车辆的轮速传感器所测量的四个车轮的轮速数据；
当所述轮速数据有效并且所述车辆处于正常行驶状态时，利用所述轮速数据计算出车辆行驶速度，并根据车辆行驶速度计算出变速器的各个元件的转速，利用所得到的变速器的各个元件的转速对控制所述自动变速器。
根据本发明的方案，利用车辆上已有的轮速传感器即可可靠地计算出变速器的各个轴的转速，从而实现对应的控制，无需再设置专门的转速传感器，既降低了成本，又避免了设置转速传感器所带来的缺点。
进一步地，本发明还提出，通过轮速传感器的状态标志位来确定所述轮速数据有效。
进一步地，本发明还提出，当所述轮速数据失效时，请求限制变速器的扭矩，并保持当前挡位。
进一步地，本发明还提出，如果变速器并非处于最低挡位，则判断原动机的转速，当原动机转速低于预设值时，控制变速器降档，直至变速器挡位降至最小挡位。
进一步地，本发明还提出，所述预设值是1000rpm。
进一步地，本发明还提出，当所述车辆为前驱车辆或者后驱车辆时，所述车辆处于正常行驶状态是指两个驱动轮的平均轮速与两个从动轮的平均轮速之差的绝对值小于预设值。
进一步地，本发明还提出，所述预设值选自2-10km/h。
进一步地，本发明还提出，利用驱动轮的轮速平均值来计算出车辆行驶速度。
进一步地，本发明还提出，当得到车辆行驶速度V之后，通过公式Vt＝V*1000/(2πr)/60来计算变速器输出轴的转速Vt，其中车辆行驶速度V的单位是km/h，车轮的滚动半径r的单位是m，变速器输出轴转速Vt的单位是rpm。
进一步地，本发明还提出，根据变速器各挡速比以及当前挡位来计算输入轴的转速。
根据以上描述以及下文将要结合附图进行的描述，可以知晓本发明具备以下优点：
1，取消了变速器转速传感器，降低了变速器成本；
2，减少了因速度传感器失效导致的变速器故障，降低了故障率；
3，提高了低转速下的转速精度；
4，针对轮速传感器数据失效的情况提出了应对措施，提高了方法的可靠性。
附图说明
参考附图描述本发明的示例性实施例，其中：
图1示出了本发明的无转速传感器的自动变速器换挡控制方法的流程图。
具体实施方式
本发明的核心构思在于，使用车辆的四个车轮的轮速来反算变速器的输出轴、输入轴等元件的转速，并使用该转速进行变速器的换挡点判断，达到在变速器不设置转速传感器的情况下依然能够进行换挡控制。此外，本发明还能够对轮速传感器的数据有效性进行判断，并针对相应的情况提出对应的控制措施。
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。图1示出了本发明的无转速传感器的自动变速器换挡控制方法的流程图。
根据本发明的无转速传感器的自动变速器换挡控制方法，首先获取车辆的四个车轮的轮速。该轮速数据有各个车轮的轮速传感器测量得到。例如，该数据可以从车辆的CAN总线上获取。为了提高车辆的操控性能，车辆上已经设置有例如防抱死系统(ABS)、电子稳定系统(ESP)等，这些系统会获取轮速传感器的信号，并将其发送至车辆CAN总线。由此，本发明的方法可以直接利用这些系统发送至CAN总线上的数据，而无需加装另外的轮速传感器。
除了获取轮速传感器数据外，还获取原动机的转速，例如发动机转速、电动机转速。
随后，作为一个优选的步骤，可以判断所获取的轮速信息是否失效。具体地，判断轮速信息是否失效可以通过轮速传感器的状态标志位进行。如果轮速失效，则请求限制变速器的扭矩，并保持当前挡位，使得整车车辆行驶速度逐步降低。此时参考电机或发动机的转速，当电机或发动机转速低于标定值1时，则发出降档请求，直至变速器挡位降至最小挡位。标定值1用来判断变速器的降档点，该值可以设置为1000rpm。
当轮速信息失效时，除了控制变速器降档至最低挡位，还可以发出故障警报，以报告轮速失效。
如果轮速信息正常，则对四个车轮的轮速进行处理。具体地，计算左前轮和右前轮的轮速，得到前轮平均轮速，计算左后轮和右后轮的轮速，得到后轮平均轮速，然后比较车辆的前轮平均轮速和后轮平均轮速之间的差值的绝对值。当该绝对值大于标定值2时，则表明前后轮的轮速不一致，此时车辆并非处于正常行驶状况下；当该绝对值小于标定值2时，则表明前后轮的轮速一致，此时车辆处于正常行驶状况下。标定值2可以根据实际需要来进行设定，例如，该值可以设定为2km/h、3km/h、4km/h、5km/h、6km/h、7km/h、8km/h、9km/h、10km/h，也可以设置为上述值附近的任意值，例如7.5km/h。
如果判定为前后轮的轮速一致，则通过驱动轮的轮速平均值作为车辆行驶速度值，并由车辆行驶速度值结合车轮的滚动半径r来计算得出变速器的输出轴转速，进而可以通过变速器的各档位的速比来计算得到输入轴转速以及其他元件的转速。
具体地，对于前驱车辆，使用左前轮和右前轮的轮速取平均值作为车辆行驶速度，对于后驱车辆使用左后轮和右后轮的轮速进行取平均值计算，对于四驱车辆使用四个轮的轮速进行取平均值计算。
当得到车辆行驶速度V之后，变速器输出轴的转速Vt＝V*1000/(2πr)/60，其中车辆行驶速度V的单位是km/h，车轮的滚动半径r的单位是m，变速器输出轴转速Vt的单位是rpm。
当根据以上方法得到变速器的各个元件的转速后，就可以根据对应的转速来进行与转速相关的控制，例如换挡。
如果变速器处于倒挡时，则将车辆行驶速度信号作为参考条件，不作为主要条件。
根据本发明的上述方法，无需在变速器中专门设置检测各元件转速的转速传感器，因此首先降低了成本，其次也不存在因转速传感器失效导致的变速器故障，降低了故障率。另外，由于不使用转速传感器，也就不存在使用转速传感器存在的低转速下精度差的问题。
本发明还考虑到了所使用的来自轮速传感器的转速信息不准确的情况，并给出了相应的应对措施。同样地，本发明也考虑了当车辆处于非正常行驶状况下导致的前后轮转速不一致等情况的应对措施。
因此，根据本发明的方法，能够利用车辆已有的轮速传感器来可靠地实现对变速器的自动控制。
作为执行本发明的硬件，可以使用车辆的变速器控制端元TCU。当然，也可以使用其他的任何可行的硬件。
上文描述的仅仅是有关本发明的精神和原理的示例性实施方式。本领域技术人员可以明白，在不背离所述精神和原理的前提下，可以对所描述的示例做出各种变化，这些变化及其各种等同方式均落入由本发明的权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种无速度传感器的自动变速器控制方法，用于对车辆的自动变速器进行控制，所述车辆包括左前轮、左后轮、右前轮、右后轮以及分别用于测量左前轮、左后轮、右前轮、右后轮的转速的轮速传感器，所述方法包括：
获取车辆的轮速传感器所测量的四个车轮的轮速数据；
当所述轮速数据有效并且所述车辆处于正常行驶状态时，利用所述轮速数据计算出车辆行驶速度，并根据车辆行驶速度计算出变速器的各个元件的转速，利用所得到的变速器的各个元件的转速对控制所述自动变速器。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
通过轮速传感器的状态标志位来确定所述轮速数据有效。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
当所述轮速数据失效时，请求限制变速器的扭矩，并保持当前挡位。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
如果变速器并非处于最低挡位，则判断原动机的转速，当原动机转速低于预设值时，控制变速器降档，直至变速器挡位降至最小挡位。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
所述预设值是1000rpm。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，
当所述车辆为前驱车辆或者后驱车辆时，所述车辆处于正常行驶状态是指两个驱动轮的平均轮速与两个从动轮的平均轮速之差的绝对值小于预设值。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
所述预设值选自2-10km/h。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，
利用驱动轮的轮速平均值来计算出车辆行驶速度。
9.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，
当得到车辆行驶速度V之后，通过公式Vt＝V*1000/(2πr)/60来计算变速器输出轴的转速Vt，其中车辆行驶速度V的单位是km/h，车轮的滚动半径r的单位是m，变速器输出轴转速Vt的单位是rpm。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，
根据变速器各挡速比以及当前挡位来计算输入轴的转速。
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