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車輛起步時的無離合器合檔方法以及合檔控制系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:5647213閱讀:300來源:國知局
專利名稱:車輛起步時的無離合器合檔方法以及合檔控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種車輛起步時的無離合器合檔方法以及合檔控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)
在傳統(tǒng)的內(nèi)燃機車輛中通常具有離合器,在換檔之前斷開離合器,在換 檔之后重新接合離合器。在離合器斷開過程中會出現(xiàn)行車動力的中斷,并且 在離合器重新接合時還會出現(xiàn)車輛的沖擊,影響車輛駕乘的舒適性。
在可以由電機驅(qū)動行駛的車輛中,例如電動汽車或者混合動力車中,由 于可以方便地對電機進行調(diào)速,因此可以采用一種無離合器的換檔方法。
例如,CN1974262A公開了一種電機驅(qū)動汽車無離合器變速系統(tǒng),該系 統(tǒng)包括驅(qū)動電機、機械式多檔位變速器、驅(qū)動電機控制器以及變速器控制器。 在需要換檔時,變速器控制器將換檔信號發(fā)送給驅(qū)動電機控制器,由驅(qū)動電 機控制器控制驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速,使變速器的第一軸和第二軸轉(zhuǎn)速匹 配,從而實現(xiàn)平順換檔。
在行車過程中,由于電機的轉(zhuǎn)速可以精確調(diào)節(jié),因此上述方法通常可以 達到較好的換檔效果。但是,在車輛從靜止狀態(tài)開始起步時,變速器有可能 不在一個確定的檔位上。例如,在車輛行駛過程中,在換檔的同時對車輛進 行制動(如遇到緊急情況),可能會使車輛停止之后變速器不在任何一個確 定的檔位上。因此,在車輛起步時首先需要將變速器合到一個確定的目標檔 位上。在此合檔過程中,由于電機處于靜止狀態(tài),變速器的第一軸上的齒輪 和第二軸上的齒輪之間存在固定的相位差。如果該相位差正好滿足合檔時的 相位要求,則變速器能順利地合到目標檔位,然后啟動電機,驅(qū)動車輛起步。 然而,該相位差在大部分情況下不能夠滿足上述要求,從而不能順利地完成合檔。
在上述相位差不能滿足合檔要求的情況下,為了實現(xiàn)合檔,則換檔或合 檔執(zhí)行機構(gòu)(例如換檔電機)需要不斷地增加撥檔力,對變速器的第一軸產(chǎn) 生連續(xù)的撞擊,使第一軸由于不斷受到撞擊而逐漸地轉(zhuǎn)過一定的角度,最終 使上述相位差滿足合檔要求以完成合檔。但是,由于電機的轉(zhuǎn)子與變速器的 第一軸連接,該轉(zhuǎn)子在靜止時的慣量大,使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動所需的起步力矩也較大, 因此換檔執(zhí)行機構(gòu)需要以較大的力對變速器第一軸進行不斷的撞擊。因此, 在該過程中會產(chǎn)生大量的噪音和振動,并且還會大大縮短變速器的使用壽 命,尤其是變速器中用于撥檔的同步器的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
因此,本發(fā)明的一個目的是提供一種車輛起步時的無離合器合檔方法, 該方法能夠容易地使變速器的第一軸上的齒輪和第二軸上的齒輪之間的相 位差滿足合檔要求,從而順利地實現(xiàn)合檔,并且基本上不會產(chǎn)生噪音和振動, 并且不會影響同步器的使用壽命。
為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供一種車輛起步時的無離合器合檔方法, 該方法包括如下步驟
(a) 檢測變速器的當前檔位;
(b) 判斷變速器的當前檔位是否處于目標檔位,如果處于目標檔位, 則控制電機來驅(qū)動車輛起步,如果不處于目標檔位,則執(zhí)行下面的步驟;
(c) 控制合檔執(zhí)行機構(gòu)以恒定的合檔力執(zhí)行合檔操作;
(d) 檢測步驟(c)中的合檔操作是否成功,如果合檔成功,則控制電 機來驅(qū)動車輛起步,如果合檔失敗,則控制電機來驅(qū)動變速器的第一軸轉(zhuǎn)動 一個角度;
(e) 重復(fù)執(zhí)行上述步驟(c) - (d),直到變速器合檔成功并由電機驅(qū)動車輛起步。
在車輛開始起步時,首先判斷變速器是否處于目標檔位。在有些情況下, 變速器在車輛從靜止狀態(tài)開始起步時有可能不在一個確定的目標檔位上。此 時,通過控制合檔執(zhí)行機構(gòu)以恒定的合檔力進行合檔操作。如果合檔不成功, 則表明變速器的第一軸上的齒輪與第二軸上的齒輪之間存在相位差,且該相 位差不滿足合檔要求。此時,由電機控制器控制電機來驅(qū)動變速器的第一軸 轉(zhuǎn)過一個預(yù)定的角度,用以消除上述相位差或者使相位差滿足合檔要求。然 后重復(fù)執(zhí)行上述合檔操作,之后再次啟動電機,直到合檔成功,使變速器處 于預(yù)定的目標檔位上。
在此方法中,在合檔失敗時,合檔執(zhí)行機構(gòu)不需要以逐漸增大的合檔力 來強行合檔,因此不會對變速器產(chǎn)生撞擊,從而不會產(chǎn)生噪音和振動,也不 會影響變速器正常的使用壽命。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種車輛起步時的無離合器合檔控制系統(tǒng), 該系統(tǒng)包括
變速器控制器,被配置為發(fā)送變速器的當前檔位信號到電機控制器;和 電機控制器,被配置為接收當前檔位信號并根據(jù)當前檔位信號判斷當前檔位 是否處于目標檔位,如果處于目標檔位則控制電機來驅(qū)動車輛起步,如果不 處于目標檔位則發(fā)送合檔信號到變速器控制器;其中,
所述變速器控制器還被配置為當接收到來自電機控制器的合檔信號 時,控制合檔執(zhí)行機構(gòu)以恒定的合檔力執(zhí)行合檔操作,檢測合檔操作是否成 功,并發(fā)送合檔成功信號或合檔失敗信號到電機控制器;
所述電機控制器還被配置為當接收到來自變速器控制器的合檔成功信 號時,控制電機來驅(qū)動車輛起步,而當接收到來自變速器控制器的合檔失敗 信號時,控制電機來驅(qū)動變速器的第一軸轉(zhuǎn)動一個角度,然后再次發(fā)送合檔 信號到變速器控制器。通過該系統(tǒng)進行合檔操作時,不會對變速器產(chǎn)生撞擊,從而不會產(chǎn)生噪 音和振動,也不會影響變速器正常的使用壽命。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的車輛起步時的無離合器合檔方法的流 程圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的車輛起步時的無離合器合檔控制系統(tǒng) 的框圖。
具體實施例方式
圖1是根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的車輛起步時的無離合器合檔方法的流
程圖。如圖1所示,本發(fā)明的車輛起步時的無離合器合檔方法包括如下步驟
(a) 檢測變速器的當前檔位;
(b) 判斷變速器的當前檔位是否處于目標檔位,如果處于目標檔位, 則控制電機來驅(qū)動車輛起步,如果不處于目標檔位,則執(zhí)行下面的步驟;
(c) 控制合檔執(zhí)行機構(gòu)以恒定的合檔力執(zhí)行合檔操作;
(d) 檢測步驟(c)中的合檔操作是否成功,如果合檔成功,則控制電 機來驅(qū)動車輛起步,如果合檔失敗,則控制電機來驅(qū)動變速器的第一軸轉(zhuǎn)動 一個角度;
(e) 重復(fù)執(zhí)行上述步驟(c) - (d),直到變速器合檔成功并由電機驅(qū)動 車輛起步。
在本發(fā)明中,車輛優(yōu)選是可以由電機驅(qū)動行駛或起步的電動汽車或者混 合動力車。
在本發(fā)明,電機直接與變速器的第一軸(輸入軸)機械連接,將動力輸 入到變速器中。變速器的第二軸(輸出軸)用于將來自電機的動力輸出以驅(qū)動車輛起步或行駛。所述變速器優(yōu)選為機械式自動變速器。所述合檔執(zhí)行機 構(gòu)優(yōu)選由合檔電機驅(qū)動。所述合檔執(zhí)行機構(gòu)可以采用現(xiàn)有的結(jié)構(gòu), 一般包括 合檔撥叉、撥塊、合檔軸等。
下面通過具體的實施例對本發(fā)明的車輛起步時的合檔方法進行詳細說明。
首先判斷車速是否為零,如果車速不為零,則表明車輛并不滿足從靜止 狀態(tài)開始起步的情況,因此不執(zhí)行本發(fā)明的方法。
如果車速為零,則變速箱控制器判斷變速箱是否處于確定的目標檔位 上。如果變速箱處于確定的目標檔位上,則直接由電機驅(qū)動車輛起步,合檔 程序結(jié)束。如果變速箱不在確定的目標檔位上,則檢測加速踏板信號。如果 加速踏板被踩下,則表明車輛開始起步,這時進入合檔狀態(tài)。
首先,變速器控制器控制合檔執(zhí)行機構(gòu)以恒定的合檔力執(zhí)行合檔操作, 以便使變速器處于確定的目標檔位。如果合檔成功,則變速器處于目標檔位, 由電機驅(qū)動車輛起步,合檔程序結(jié)束。如果合檔失敗,則表明變速器第一軸 上的齒輪與第二軸上的齒輪之間存在相位差且該相位差不滿足合檔要求,此 時停止合檔操作,合檔執(zhí)行機構(gòu)停止,而不是嘗試用更大的合檔力繼續(xù)執(zhí)行 合檔操作。變速器控制器將合檔失敗的信號發(fā)送給電機控制器。
在電機控制器收到上述合檔失敗的信號之后,電機控制器控制電機啟 動,以驅(qū)動變速器的第一軸轉(zhuǎn)過一個預(yù)定的角度,以消除上述相位差或者使 相位差滿足合檔要求,然后停止電機。
所述預(yù)定的角度優(yōu)選由電機控制器輸出的脈寬調(diào)制控制信號確定。所述
脈寬調(diào)制控制信號的占空比優(yōu)選為5% 10%。所述脈寬調(diào)制控制信號的加 載時間為優(yōu)選為10毫秒 100毫秒。
電機停止之后,再次執(zhí)行上述合檔操作。此時,如果上述相位差己經(jīng)消 除或者相位差滿足合檔要求,則變速器可以順利合檔。如果相位差仍然不滿足合檔要求,則合檔失敗,然后重復(fù)執(zhí)行由電機使變速器的第一軸轉(zhuǎn)過一定 角度的步驟,然后再次執(zhí)行合檔操作,直到合檔成功。
如上所述,在合檔執(zhí)行機構(gòu)的合檔操作中,合檔執(zhí)行機構(gòu)始終以恒定大 小的合檔力(正常合檔時的合檔力)執(zhí)行合檔操作,從而避免了在合檔不成 功時不斷增大合檔力以嘗試合檔所造成的一些問題,例如產(chǎn)生噪音和振動, 以及對變速器造成損害。
因此,通過本發(fā)明的方法,在合檔執(zhí)行機構(gòu)合檔失敗后,由電機控制器 向電機輸出脈寬調(diào)制控制信號,并選擇合適的占空比和加載時間,使得在短 時間內(nèi)進行反復(fù)合檔,直到合檔成功,因此不會產(chǎn)生振動和噪音,也不會對 變速器造成任何損害。
圖2是根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的車輛起步時的無離合器合檔控制系統(tǒng) 的框圖。
如圖2所示,本發(fā)明的一種車輛起步時的無離合器合檔控制系統(tǒng)包括
變速器控制器,被配置為發(fā)送變速器的當前檔位信號到電機控制器;和電機 控制器,被配置為接收當前檔位信號并根據(jù)當前檔位信號判斷當前檔位是否 處于目標檔位,如果處于目標檔位則控制電機來驅(qū)動車輛起步,如果不處于 目標檔位則發(fā)送合檔信號到變速器控制器;其中,
所述變速器控制器還被配置為當接收到來自電機控制器的合檔信號 時,控制合檔執(zhí)行機構(gòu)以恒定的合檔力執(zhí)行合檔操作,檢測合檔操作是否成 功,并發(fā)送合檔成功信號或合檔失敗信號到電機控制器;
所述電機控制器還被配置為當接收到來自變速器控制器的合檔成功信
號時,控制電機來驅(qū)動車輛起步,而當接收到來自變速器控制器的合檔失敗 信號時,控制電機來驅(qū)動變速器的第一軸轉(zhuǎn)動一個角度,然后再次發(fā)送合檔 信號到變速器控制器。
所述變速器控制器可以包括檔位傳感器,用于檢測變速器的當前檔位,并將該當前檔位信號發(fā)送給電機控制器。所述變速器的第一軸轉(zhuǎn)動的所述角 度優(yōu)選由電機控制器輸出的脈寬調(diào)制控制信號確定。所述脈寬調(diào)制控制信號 的占空比優(yōu)選為5% 10%;所述脈寬調(diào)制控制信號的加載時間優(yōu)選為10 毫秒 100毫秒。
因此,使用本發(fā)明的合檔系統(tǒng),在合檔執(zhí)行機構(gòu)合檔失敗后,由電機控 制器向電機輸出脈寬調(diào)制控制信號,并選擇合適的占空比和加載時間,使得 在短時間內(nèi)進行反復(fù)合檔,直到合檔成功,因此不會產(chǎn)生振動和噪音,也不 會對變速器造成任何損害。
本發(fā)明的合檔控制系統(tǒng)的其它附加技術(shù)特征與上述針對合檔方法的附 加技術(shù)特征相同,因此不再重復(fù)說明。
權(quán)利要求
1、一種車輛起步時的無離合器合檔方法,該方法包括如下步驟(a)檢測變速器的當前檔位;(b)判斷變速器的當前檔位是否處于目標檔位,如果處于目標檔位,則控制電機來驅(qū)動車輛起步,如果不處于目標檔位,則執(zhí)行下面的步驟;(c)控制合檔執(zhí)行機構(gòu)以恒定的合檔力執(zhí)行合檔操作;(d)檢測步驟(c)中的合檔操作是否成功,如果合檔成功,則控制電機來驅(qū)動車輛起步,如果合檔失敗,則控制電機來驅(qū)動變速器的第一軸轉(zhuǎn)動一個角度;(e)重復(fù)執(zhí)行上述步驟(c)-(d),直到變速器合檔成功并由電機驅(qū)動車輛起步。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無離合器合檔方法,其中所述變速器的第一 軸轉(zhuǎn)動的所述角度由電機控制器輸出的脈寬調(diào)制控制信號確定。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的無離合器合檔方法,其中所述脈寬調(diào)制控制 信號的占空比為5。% 10%;所述脈寬調(diào)制控制信號的加載時間為10毫秒 100毫秒。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無離合器合檔方法,其中所述變速器為機械 式自動變速器。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的無離合器合檔方法,其中所述合檔執(zhí)行機構(gòu) 由合檔電機驅(qū)動。
6、 一種車輛起步時的無離合器合檔控制系統(tǒng),該系統(tǒng)包括變速器控制器,被配置為發(fā)送變速器的當前檔位信號到電機控制器;和電機控制器,被配置為接收當前檔位信號并根據(jù)當前檔位信號判斷當前 檔位是否處于目標檔位,如果處于目標檔位則控制電機來驅(qū)動車輛起步,如 果不處于目標檔位則發(fā)送合檔信號到變速器控制器;其中,所述變速器控制器還被配置為當接收到來自電機控制器的合檔 信號時,控制合檔執(zhí)行機構(gòu)以恒定的合檔力執(zhí)行合檔操作,檢測合檔操作是 否成功,并發(fā)送合檔成功信號或合檔失敗信號到電機控制器;所述電機控制器還被配置為當接收到來自變速器控制器的合檔成功信 號時,控制電機來驅(qū)動車輛起步,而當接收到來自變速器控制器的合檔失敗 信號時,控制電機來驅(qū)動變速器的第一軸轉(zhuǎn)動一個角度,然后再次發(fā)送合檔 信號到變速器控制器。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的無離合器合檔控制系統(tǒng),其中所述變速器控 制器包括檔位傳感器,用于檢測變速器的當前檔位,并將該當前檔位信號發(fā) 送給電機控制器。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的無離合器合檔控制系統(tǒng),其中所述變速器的 第一軸轉(zhuǎn)動的所述角度由電機控制器輸出的脈寬調(diào)制控制信號確定。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的無離合器合檔控制系統(tǒng),其中所述脈寬調(diào)制 控制信號的占空比為5% 10%;所述脈寬調(diào)制控制信號的加載時間為10 毫秒 100毫秒。
10、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的無離合器合檔控制系統(tǒng),其中所述變速器為 機械式自動變速器。
全文摘要
一種車輛起步時的無離合器合檔方法,包括(a)檢測變速器的當前檔位;(b)判斷變速器的當前檔位是否處于目標檔位,如果處于目標檔位,則控制電機來驅(qū)動車輛起步,如果不處于目標檔位,則執(zhí)行下面的步驟;(c)控制合檔執(zhí)行機構(gòu)以恒定的合檔力執(zhí)行合檔操作;(d)檢測步驟(c)中的合檔操作是否成功,如果合檔成功,則控制電機來驅(qū)動車輛起步,如果合檔失敗,則控制電機來驅(qū)動變速器的第一軸轉(zhuǎn)動一個角度;(e)重復(fù)執(zhí)行上述步驟(c)-(d),直到變速器合檔成功并由電機驅(qū)動車輛起步。合檔執(zhí)行機構(gòu)不需要以逐漸增大的合檔力強行合檔,因此不會產(chǎn)生噪音和振動以及影響變速器的使用壽命。還提供一種車輛起步時的無離合器合檔控制系統(tǒng)。
文檔編號F16H61/32GK101451612SQ20071019590
公開日2009年6月10日 申請日期2007年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月4日
發(fā)明者凱 劉, 楠 劉, 吳巧巧, 徐應(yīng)物, 湯小華, 銘 郁, 劍 龔 申請人:比亞迪股份有限公司
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