CN115419709B - 一种基于纯电动商用车amt变速器的挂挡位置检测系统及方法 - Google Patents

一种基于纯电动商用车amt变速器的挂挡位置检测系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于纯电动商用车AMT变速器的挂挡位置检测系统及方法，包括设置于变速器拨头杆上的激光发射接受器，以及设置于换挡执行机构壳体表面的反射带尺；反射带尺用于承接和反射激光发射接受器的激光束；激光发射接受器电性连接变速器控制器TCU，变速器控制器TCU用于接收和解析反射波；本申请通过激光光束和反射带尺实现准确获取拨头杆的轴向运动距离，激光的发射和采集不受周围环境因素的影响，因而解决了现有技术中易受环境因素引发挂挡失败的问题，同时，激光发射接受器和反射带尺的安装不会与现有的变速器结构相互干涉，可直接加装，结构简单，识别准确，操作方便。

Description

一种基于纯电动商用车AMT变速器的挂挡位置检测系统及 方法
技术领域
本发明属于变速器装置技术领域，具体涉及一种基于纯电动商用车AMT变速器的挂挡位置检测系统及方法。
背景技术
面对能源匮乏、环境污染以及全球气候变暖的巨大挑战，以排放洁净化、燃料节约化、能源多元化、维护便利化为主要特征的新能源汽车在世界范围内得到了迅速发展，成为焦点和车企提升品牌形象、争取技术领先的热点，据调查研究，目前新能源市场AMT还处于前期发展阶段，根据不同市场需求，各种AMT变速器产品也在稳步研发，目前纯电动商用车，特别是纯电动重型商用车多采用驱动电机+AMT变速器的中央驱动技术路线，其中AMT的核心部件换挡执行机构承担变速器的自动换挡功能，而换挡执行机构的核心部件位置传感器起着测量挂挡位置的作用。
目前换挡执行机构位置检测依赖于位置传感器，位置传感器分为接触式与非接触式两种；接触式采用机械连接，当档位位置变化，轴向运动的拨头带动传感器连接杆旋转运动，旋转的连接杆带动着传感器内部端子转动，最终引起传感器内部电阻变化，从而通过电压或电流的信号计算出位置值。
非接触位置传感器多采用霍尔效应的原理，当电流垂直于外磁场通过传感器时，载流子发生偏转，垂直于电流和磁场的方向会产生附加电场，从而在传感器的两端产生电势差，基于霍尔效应，人们便发明了非接触位置传感器，传感器可以检测磁场的强度，由于磁场是有方向的，当使用两块相互垂直的霍尔效应同时检测磁场强度时，便可基于标量场的特性计算出磁场的方向。
无论接触式与非接触式的传感器，当受到外界的干扰时，例如高温、剧烈震动、磁场异常变化、异常盐雾或湿度时，会产生错误的信号，从而输出错误的位置值给变速器控制器(TCU)，引起车辆的换挡失败，导致车辆无法行驶，严重影响车辆的驾驶感和安全性。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于纯电动商用车AMT变速器的挂挡位置检测系统及方法，能够不受周围环境影响，同时满足挂挡位置检测的准确性。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种基于纯电动商用车AMT变速器的挂挡位置检测系统，其特征在于，包括设置于变速器拨头杆上的激光发射接受器，以及设置于换挡执行机构壳体表面的反射带尺；
所述反射带尺用于承接和反射激光发射接受器的激光束；
所述激光发射接受器电性连接变速器控制器TCU，所述变速器控制器TCU用于接收和解析反射波。
进一步的，所述变速器拨头杆一端接入气缸；
所述气缸设置有进气口，所述气缸上设置有电磁阀；所述电磁阀用于控制进气口的关闭和开启。
进一步的，所述反射带尺上竖直均匀排列有多种不同反射度的涂层条。
进一步的，所述涂层条不少于三种。
进一步的，所述反射带尺与激光发射接受器之间的两侧设置有屏蔽网。
进一步的，所述激光发射接受器远离反射带尺的一端设置有拨头。
一种基于纯电动商用车AMT变速器的挂挡位置检测方法，包括以下步骤：
激光发射接受器发射激光束至反射带尺上，反射带尺反射不同频率的反射波；
激光发射接受器收集不同频率的反射波并发送至变速器控制器TCU，变速器控制器TCU基于不同频率的反射波得到真实的位置信号。
进一步的，所述激光发射接受器通过1ms的采样精度解析后以脉冲信号输入变速器控制器TCU。
进一步的，电磁阀控制进气口开启，并通入8-10Bar的高压气，带动拨头杆做轴向运动；
拨头杆带动激光发射接受器做轴向运动。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明提供一种基于纯电动商用车AMT变速器的挂挡位置检测系统及方法，包括设置于变速器拨头杆上的激光发射接受器，以及设置于换挡执行机构壳体表面的反射带尺；反射带尺用于承接和反射激光发射接受器的激光束；激光发射接受器电性连接变速器控制器TCU，变速器控制器TCU用于接收和解析反射波；本申请通过激光光束和反射带尺实现准确获取拨头杆的轴向运动距离，激光的发射和采集不受周围环境因素的影响，因而解决了现有技术中易受环境因素引发挂挡失败的问题，同时，激光发射接受器和反射带尺的安装不会与现有的变速器结构相互干涉，可直接加装，结构简单，识别准确，操作方便。
附图说明
图1为本发明一种基于纯电动商用车AMT变速器的挂挡位置检测系统结构示意图；
图2为本发明一种基于纯电动商用车AMT变速器的挂挡位置检测系统机械结构示意图；
图3为本发明反射带尺结构示意图；
图4为本发明三种涂层条信号解析示意图。
图中：拨头杆1，激光发射接受器3，反射带尺2，变速器控制器TCU10，气缸6，进气口5，电磁阀4，屏蔽网11，拨头7。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本发明提供一种基于纯电动商用车AMT变速器的挂挡位置检测系统，如图1和图2所示，包括设置于变速器拨头杆1上的激光发射接受器3，以及设置于换挡执行机构壳体表面的反射带尺2；
所述反射带尺2用于承接和反射激光发射接受器3的激光束；
所述激光发射接受器3电性连接变速器控制器TCU10，所述变速器控制器TCU10用于接收和解析反射波。
具体的，所述变速器拨头杆1一端接入气缸6；
所述气缸6设置有进气口5，所述气缸6上设置有电磁阀4；所述电磁阀4用于控制进气口5的关闭和开启；进一步的，所述电磁阀4作为气动换挡执行机构。
优选的，如图3所示，所述反射带尺2上竖直均匀排列有多种不同反射度的涂层条；进一步的，所述涂层条不少于三种，进而反射波之间具有区别，三种不同的涂层条能够提高识别精度，进一步的，所述三种涂层条共计30组。
优选的，所述反射带尺2与激光发射接受器3之间的两侧设置有屏蔽网11，所述屏蔽网11能够防止大块铁屑等材料粘附于反射带尺2上，影响识别精度。
优选的，所述激光发射接受器3远离反射带尺2的一端设置有拨头7。
本发明提供一种基于纯电动商用车AMT变速器的挂挡位置检测方法，包括以下步骤：
激光发射接受器3发射激光束至反射带尺2上，反射带尺2反射不同频率的反射波；
激光发射接受器3收集不同频率的反射波并发送至变速器控制器TCU10，变速器控制器TCU10基于不同频率的反射波得到真实的位置信号。
优选的，所述激光发射接受器3通过1ms的采样精度解析后以脉冲信号输入变速器控制器TCU10。
优选的，电磁阀4控制进气口5开启，并通入8-10Bar的高压气，带动拨头杆1做轴向运动；拨头杆1带动激光发射接受器3做轴向运动。
进一步的，如图4所示，本申请中所述的变速器控制器TCU10预设有反射波解析算法，通过计算脉冲信号频谱，得出精确真实的位置信号。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种基于纯电动商用车AMT变速器的挂挡位置检测系统，其特征在于，包括设置于变速器拨头杆（1）上的激光发射接受器（3），以及设置于换挡执行机构壳体表面的反射带尺（2）；
所述反射带尺（2）用于承接和反射激光发射接受器（3）的激光束；
所述激光发射接受器（3）电性连接变速器控制器TCU（10），所述变速器控制器TCU（10）用于接收和解析反射波；
所述反射带尺（2）上竖直均匀排列有多种不同反射度的涂层条。
2.根据权利要求1所述一种基于纯电动商用车AMT变速器的挂挡位置检测系统，其特征在于，所述变速器拨头杆（1）一端接入气缸（6）；
所述气缸（6）设置有进气口（5），所述气缸（6）上设置有电磁阀（4）；所述电磁阀（4）用于控制进气口（5）的关闭和开启。
3.根据权利要求1所述一种基于纯电动商用车AMT变速器的挂挡位置检测系统，其特征在于，所述涂层条不少于三种。
4.根据权利要求1所述一种基于纯电动商用车AMT变速器的挂挡位置检测系统，其特征在于，所述反射带尺（2）与激光发射接受器（3）之间的两侧设置有屏蔽网（11）。
5.根据权利要求1所述一种基于纯电动商用车AMT变速器的挂挡位置检测系统，其特征在于，所述激光发射接受器（3）远离反射带尺（2）的一端设置有拨头（7）。
6.一种基于纯电动商用车AMT变速器的挂挡位置检测方法，其特征在于，基于权利要求1-5任一项所述一种基于纯电动商用车AMT变速器的挂挡位置检测系统，包括以下步骤：
激光发射接受器（3）发射激光束至反射带尺（2）上，反射带尺（2）反射不同频率的反射波；
激光发射接受器（3）收集不同频率的反射波并发送至变速器控制器TCU（10），变速器控制器TCU（10）基于不同频率的反射波得到真实的位置信号。
7.根据权利要求6所述一种基于纯电动商用车AMT变速器的挂挡位置检测方法，其特征在于，所述激光发射接受器（3）通过1ms的采样精度解析后以脉冲信号输入变速器控制器TCU（10）。
8.根据权利要求6所述一种基于纯电动商用车AMT变速器的挂挡位置检测方法，其特征在于，电磁阀（4）控制进气口（5）开启，并通入8-10Bar的高压气，带动拨头杆（1）做轴向运动；拨头杆（1）带动激光发射接受器（3）做轴向运动。
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