[发明专利]车辆起步时的无离合器合档方法以及合档控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种车辆起步时的无离合器合档方法以及合档控制系统。

背景技术

在传统的内燃机车辆中通常具有离合器，在换档之前断开离合器，在换 档之后重新接合离合器。在离合器断开过程中会出现行车动力的中断，并且 在离合器重新接合时还会出现车辆的冲击，影响车辆驾乘的舒适性。

在可以由电机驱动行驶的车辆中，例如电动汽车或者混合动力车中，由 于可以方便地对电机进行调速，因此可以采用一种无离合器的换档方法。

例如，CN1974262A公开了一种电机驱动汽车无离合器变速系统，该系 统包括驱动电机、机械式多档位变速器、驱动电机控制器以及变速器控制器。 在需要换档时，变速器控制器将换档信号发送给驱动电机控制器，由驱动电 机控制器控制驱动电机的转矩和转速，使变速器的第一轴和第二轴转速匹 配，从而实现平顺换档。

在行车过程中，由于电机的转速可以精确调节，因此上述方法通常可以 达到较好的换档效果。但是，在车辆从静止状态开始起步时，变速器有可能 不在一个确定的档位上。例如，在车辆行驶过程中，在换档的同时对车辆进 行制动(如遇到紧急情况)，可能会使车辆停止之后变速器不在任何一个确 定的档位上。因此，在车辆起步时首先需要将变速器合到一个确定的目标档 位上。在此合档过程中，由于电机处于静止状态，变速器的第一轴上的齿轮 和第二轴上的齿轮之间存在固定的相位差。如果该相位差正好满足合档时的 相位要求，则变速器能顺利地合到目标档位，然后启动电机，驱动车辆起步。 然而，该相位差在大部分情况下不能够满足上述要求，从而不能顺利地完成 合档。

在上述相位差不能满足合档要求的情况下，为了实现合档，则换档或合 档执行机构(例如换档电机)需要不断地增加拨档力，对变速器的第一轴产 生连续的撞击，使第一轴由于不断受到撞击而逐渐地转过一定的角度，最终 使上述相位差满足合档要求以完成合档。但是，由于电机的转子与变速器的 第一轴连接，该转子在静止时的惯量大，使转子转动所需的起步力矩也较大， 因此换档执行机构需要以较大的力对变速器第一轴进行不断的撞击。因此， 在该过程中会产生大量的噪音和振动，并且还会大大缩短变速器的使用寿 命，尤其是变速器中用于拨档的同步器的使用寿命。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种车辆起步时的无离合器合档方法， 该方法能够容易地使变速器的第一轴上的齿轮和第二轴上的齿轮之间的相 位差满足合档要求，从而顺利地实现合档，并且基本上不会产生噪音和振动， 并且不会影响同步器的使用寿命。

为了实现上述目的，本发明提供一种车辆起步时的无离合器合档方法， 该方法包括如下步骤：

(a)检测变速器的当前档位；

(b)判断变速器的当前档位是否处于目标档位，如果处于目标档位， 则控制电机来驱动车辆起步，如果不处于目标档位，则执行下面的步骤；

(c)控制合档执行机构以恒定的合档力执行合档操作；

(d)检测步骤(c)中的合档操作是否成功，如果合档成功，则控制电 机来驱动车辆起步，如果合档失败，则控制电机来驱动变速器的第一轴转动 一个角度；

(e)重复执行上述步骤(c)-(d)，直到变速器合档成功并由电机驱动 车辆起步。

在车辆开始起步时，首先判断变速器是否处于目标档位。在有些情况下， 变速器在车辆从静止状态开始起步时有可能不在一个确定的目标档位上。此 时，通过控制合档执行机构以恒定的合档力进行合档操作。如果合档不成功， 则表明变速器的第一轴上的齿轮与第二轴上的齿轮之间存在相位差，且该相 位差不满足合档要求。此时，由电机控制器控制电机来驱动变速器的第一轴 转过一个预定的角度，用以消除上述相位差或者使相位差满足合档要求。然 后重复执行上述合档操作，之后再次启动电机，直到合档成功，使变速器处 于预定的目标档位上。

在此方法中，在合档失败时，合档执行机构不需要以逐渐增大的合档力 来强行合档，因此不会对变速器产生撞击，从而不会产生噪音和振动，也不 会影响变速器正常的使用寿命。

本发明的另一个目的是提供一种车辆起步时的无离合器合档控制系统， 该系统包括：