[发明专利]汽车电控机械自动变速器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车电控机械自动变速器机构及其控制方法，主要用于燃油汽车、燃气汽车、电动汽车、气电混合动力车或油电混合动力车。

背景技术

自动变速器具有操作容易、驾驶舒适、能减少驾驶者疲劳的优点，因此成为现代轿车配置的一种发展方向。常见的汽车自动变速器有三种型式：液力自动变速器(AT)、机械无极自动变速器(CVT)和电控机械自动变速器(AMT)。AMT是在普通人工换档机械式变速器基础上加上用于替代人工换档操作的电子控制操纵机构，因此和另外两种方式的变速器相比，具有结构紧凑，对现有汽车换档机构改动少且改造投入费用少等优点。AMT仅改变手动换档操纵的部分，生产制造继承性较好，技术难度不大，这对资金缺乏、制造能力低、技术力量薄弱的我国汽车工业来说，具有一定的吸引力。另外，由于在近几年，包括中、低档车在内的许多新车型普遍采用总线(CAN)电路，也使得这种AMT变速器的应用范围得到了扩大，各种等级轿车都有使用。

但是，由于AMT是采用电子控制替代驾驶员的人工控制，变速时应兼顾平顺性和经济性等多方面的因素，电子控制水平与变速质量密切相关，因此需要不断对其电子换档控制系统及控制方法进行优化。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种汽车电控机械自动变速器及其控制方法，采用这种变速器及其控制方法可以很好地实现AMT的变速，并有助于改善换档特性。

本发明所采用的技术方案是：

一种汽车电控机械自动变速器，包括由换档机构与离合器组成的变速箱和用于操纵变速箱的操纵机构，还包括电子换档控制系统，所述操纵机构包括用于驱动离合器离合动作的离合电机、用于驱动换档机构选档动作的选档电机、用于驱动换档机构换档动作的换档电机以及用于控制所述各电机动作的电机驱动模块，所述电子换档控制系统根据设定的换档策略进行换档决策，在需要自动换档时，根据车辆工况信号和驾驶员操作信号确定目标档位，生成由当前档位转换为目标档位的正常状态下的电机动作序列，在正常状态下，所述电机驱动模块控制相关电机依据所述正常状态下的电机动作序列顺序动作，完成换档过程，在存在其他优先的动机动作序列时，则优先采用其他位于优先地位的电机动作序列，

所述电机动作序列采用可由下列矩阵表述的电机动作序列：

其中clutch表示离合电机，shift表示换档电机，select表示选档电机，step表示所述电机动作序列中的步骤，所述矩阵中的各元素分别表示相应电机在相应步骤完成后的位置，其中Shf_Pos_present表示换档电机在当前档位下的位置，Shf_TargetPosition表示换档电机在目标档位下的位置，Sel_Pos_present表示选档电机在当前档位下的位置，Sel_TargetPosition表示选档电机在目标档位下的位置，离合电机下的0表示离合电机在离合器分离状态下的位置，离合电机下的1表述离合电机在离合器完全接合状态下的位置，换档电机下的0.5表示换档电机在空档状态下的位置。

所述电子换档控制系统通常可以包括：

系统输入模块，由模拟量输入子模块、数字量输入子模块和CAN信号输入子模块组成，用于接收所需的各种车辆工况信号、驾驶员操作信号及总线信号，进行信号调理后供后续的模块使用；

正常换档控制模块，用于根据车辆工况信号和驾驶员操作信号进行换档运算，确定换档时机和目标档位，生成所述由当前档位转换为目标档位的正常状态下的电机动作序列；

监控和故障诊断模块，用于根据接受的各有关传感器信号进行相关传感器的开路、短路和其他异常诊断，将所述换档机构的实际选档位置和实际换档位置同相应的目标位置进行比较，进行选档到位和换档到位的判断，生成涉及各电机状态、换档机构状态和离合器状态的系统状态信号，并在出现异常时生成相应的故障信号；

故障处理模块，对所述故障信号进行换档运算，在出现需要进行换档处理的故障时，确定因该故障需要换档的目标档位，生成由当前档位转换为目标档位的故障状态下的电机动作序列；

电机动作序列选择模块，用于依据设定的优先原则对电机动作序列进行选择，确定实际执行的电机动作序列，在只有正常状态下的电机动作序列时或者正常状态下的电机动作序列处于优选地位时，选择该正常状态下的电机动作序列为实际执行的电机动作序列；

电机动作序列时序解码模块，用于根据所述实际执行的电机动作序列，生成相应的电机时序动作指令，供所述电机驱动模块执行以控制相关电机依据所述实际执行的电机动作序列顺序动作。