换挡位置自适应控制方法、换挡执行机构及换挡装置与流程

1.本发明涉及汽车换挡控制技术领域，具体而言，涉及一种换挡位置自适应控制方法、换挡执行机构及换挡装置。


背景技术：

2.现有的汽车换挡机构中，换挡执行器的换挡拨头被推动到目标档位位置，以带动换挡拨块移动至换挡位置。
3.但是，随着换挡拨头与配合的换挡拨块的磨损，换挡执行器仍推动换挡拨头至目标档位位置，而换挡拨块实际移动的位置随着磨损量增加而逐渐在变小，当磨损量达到一定限值后，易导致进档不成功或者脱档的现象。
4.且现有的处理方式是在多次换挡不成功或者行驶到多少里程后再更新换挡拨头的移动位置，其不能在避免上述故障的出现，且上述故障在汽车高速行驶过程中甚至会引发交通事故。
5.有鉴于此，研发设计出一种能够解决上述技术问题的换挡位置自适应控制方法、换挡执行机构及换挡装置显得尤为重要。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种换挡位置自适应控制方法、换挡执行机构及换挡装置，其均具有能够在换挡故障出现前完成自动适应换挡磨损情况的特点。
7.本发明提供一种技术方案：
8.第一方面，本发明实施例提供了一种换挡位置自适应控制方法，其应用于换挡执行机构的换挡控制器，其中，所述换挡执行机构通过一端位于换挡凹槽内的换挡拨头转动换挡角度来带动具有所述换挡凹槽的换挡拨块移动换挡距离，从而通过所述换挡拨块带动换挡齿移动来完成换挡动作，且在所述换挡拨块移动所述换挡距离时，所述换挡执行机构的自锁压持件能够压入所述换挡拨块上的档位凹槽；
9.所述换挡位置自适应控制方法包括：
10.检测所述换挡拨头转动所述换挡角度后继续转动的异常角度；
11.依据所述异常角度修正所述换挡角度为修正角度，以使所述换挡拨头转动所述修正角度后，带动所述换挡拨块移动的距离为所述换挡距离。
12.结合第一方面，在第一方面的另一种实现方式中，在依据所述异常角度修正所述换挡角度为所述修正角度的步骤之前，所述控制方法还包括：
13.依据所述异常角度计算对应的所述换挡拨块移动的异常距离；
14.判断所述异常距离是否大于第一设定值；
15.所述异常距离大于所述第一设定值时，执行依据所述异常角度修正所述换挡角度为所述修正角度的步骤。
16.结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述执行依
据所述异常角度修正所述换挡角度为所述修正角度的步骤还包括：
17.记录所述异常角度，并记录异常次数；
18.判断所述异常次数是否大于第二设定值；
19.所述异常次数大于所述第二设定值时，计算所记录的所述异常角度的和除以所述异常次数，并加上所述换挡角度的计算值，且以所述计算值为所述修正角度。
20.结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述换挡凹槽的内壁为半球形内凹凹槽，且半径为r，所述自锁压持件压入所述换挡凹槽内的部分为半径为r的球；
21.所述第一设定值为r-z，其中，z为磨损阈值。
22.结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述换挡执行机构的换挡驱动件用于带动所述换挡拨头转动所述换挡角度，且在转动所述换挡角度后断电；
23.所述检测所述换挡拨头转动所述换挡角度后继续转动的所述异常角度的步骤之后，所述控制方法还包括：
24.检测所述换挡驱动件断电时刻至所述换挡拨头开始继续转动时刻之间的异常时长；
25.依据所述异常时长修正所述异常角度。
26.结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，依据所述异常时长修正所述异常角度的步骤包括：
27.读取异常时长-角度值对照表，增加所述异常角度的数值，且增加的数值为所述异常时长对应的角度值。
28.第二方面，本发明实施例还提供了一种换挡执行机构，其采用所述的换挡位置自适应控制方法，所述换挡执行机构包括换挡拨头、换挡拨块、自锁压持件、换挡控制器以及与所述换挡控制器通讯连接的换挡驱动件和角度传感器；
29.所述换挡拨块上开设有换挡凹槽和档位凹槽，且靠近所述自锁压持件设置；所述换挡拨头一端与所述换挡驱动件连接，另一端位于所述换挡凹槽内；所述换挡驱动件能够带动所述换挡拨头转动换挡角度，以带动所述换挡拨块移动换挡距离，从而通过所述换挡拨块带动换挡齿移动来完成换挡动作，且在所述换挡拨块移动所述换挡距离时，所述自锁压持件能够压入对应的所述档位凹槽；
30.所述角度传感器用于检测所述换挡拨头转动换挡角度后继续转动的异常角度，且所述换挡控制器能够依据所述异常角度修正所述换挡角度为修正角度，以使所述换挡驱动件带动所述换挡拨头转动所述修正角度后，带动所述换挡拨块移动的距离为所述换挡距离。
31.结合第二方面，在第二方面的第一种实现方式中，所述换挡凹槽的内壁为半球形内凹凹槽，且半径为r，所述自锁压持件压入所述换挡凹槽内的部分为半径为r的球；
32.所述换挡控制器还能够依据所述异常角度计算对应的所述换挡拨块移动的异常距离；判断所述异常距离是否大于第一设定值；且在所述异常距离大于所述第一设定值时，执行依据所述异常角度修正所述换挡角度为所述修正角度的步骤，其中，所述第一设定值为(r-z)，z为磨损阈值。
33.结合第二方面及其上述实现方式，在第二方面的第二种实现方式中，所述换挡执行机构的换挡驱动件用于带动所述换挡拨头转动所述换挡角度，且在转动所述换挡角度后断电；
34.所述换挡控制器还能够检测所述换挡驱动件断电时刻至所述换挡拨头开始继续转动时刻之间的异常时长，且依据所述异常时长修正所述异常角度或所述修正角度。
35.第三方面，本发明实施例还提供了一种换挡装置，其包括所述的换挡执行机构。所述换挡执行机构采用所述的换挡位置自适应控制方法，所述换挡执行机构包括换挡拨头、换挡拨块、自锁压持件、换挡控制器以及与所述换挡控制器通讯连接的换挡驱动件和角度传感器；所述换挡拨块上开设有换挡凹槽和档位凹槽，且靠近所述自锁压持件设置；所述换挡拨头一端与所述换挡驱动件连接，另一端位于所述换挡凹槽内；所述换挡驱动件能够带动所述换挡拨头转动换挡角度，以带动所述换挡拨块移动换挡距离，从而通过所述换挡拨块带动换挡齿移动来完成换挡动作，且在所述换挡拨块移动所述换挡距离时，所述自锁压持件能够压入对应的所述档位凹槽；所述角度传感器用于检测所述换挡拨头转动换挡角度后继续转动的异常角度，且所述换挡控制器能够依据所述异常角度修正所述换挡角度为修正角度，以使所述换挡驱动件带动所述换挡拨头转动所述修正角度后，带动所述换挡拨块移动的距离为所述换挡距离。
36.相比现有技术，本发明实施例提供的换挡位置自适应控制方法相对于现有技术的有益效果包括：
37.在换挡拨头和换挡凹槽内壁磨损后，换挡时自锁压持件进一步压入档位凹槽将带动换挡拨块继续移动，使得换挡拨头进一步转动，此时换挡拨头继续转动的异常角度可反映换挡拨头和换挡凹槽内壁磨损情况，并且，通过异常角度修正换挡拨头转动的角度为修正角度，以使换挡驱动件带动换挡拨头转动修正角度后带动换挡拨块移动的距离为换挡距离，从而适应换挡拨头以及换挡凹槽内壁磨损的情况，以在换挡不到位的故障出现前自动适应换挡拨头与换挡凹槽内壁的磨损情况的问题。
38.本发明实施例提供的换挡执行机构及换挡装置相对于现有技术的有益效果与上述的换挡位置自适应控制方法相对于现有技术的有益效果相同，在此不再赘述。
39.为使本发明的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
40.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
41.图1为本发明第一实施例提供的换挡执行机构的应用于换挡装置时的结构示意图。
42.图2为本发明第一实施例提供的换挡执行机构在空档时的结构示意图。
43.图3为本发明第一实施例提供的换挡执行机构正常换挡至y2位置时的结构示意图。
44.图4为本发明第一实施例提供的换挡执行机构磨损后未正常换挡至y2位置时的结构示意图。
45.图5为本发明第一实施例提供的换挡执行机构磨损且未正常换挡后在自锁压持件的带动下换挡至y2位置时的结构示意图。
46.图6为本发明第一实施例提供的换挡执行机构的换挡角度修正后正常换挡至y2位置时的结构示意图。
47.图7为本发明第二实施例提供的换挡位置自适应控制方法的流程示意图。
48.图8为本发明第二实施例提供的换挡位置自适应控制方法中在步骤s200之前的部分流程示意图。
49.图9为本发明第二实施例提供的换挡位置自适应控制方法中在步骤s230的部分流程示意图。
50.图10为本发明第二实施例提供的换挡位置自适应控制方法的另一部分的流程示意图。
51.图标：100-换挡装置；20-换挡齿；21-第一档齿；22-第二档齿；10-换挡执行机构；11-换挡拨头；12-换挡拨块；121-换挡凹槽；122-档位凹槽；13-自锁压持件；15-换挡控制器；16-换挡驱动件；17-角度传感器。
具体实施方式
52.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
53.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
54.还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
55.下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。
56.请参阅图1，图1为本发明第一实施例提供的换挡执行机构10的应用于换挡装置100时的结构示意图。
57.本发明第一实施例提供一种换挡执行机构10，该换挡执行机构10具有能够在换挡故障出现前完成自动适应换挡磨损情况的特点。该换挡执行机构10能够应用于换挡装置100等，且换挡装置100可为汽车、货车船舶等的换挡部分。在换挡执行机构10应用于换挡装置100时，该换挡执行机构10与换挡装置100的换挡齿20连接，以带动换挡齿20移动，从而完成换挡工作，需要说明的是，在本实施例中，换挡齿20为啮合套，换挡装置100具有空档以及第一档齿21和第二档齿22，换挡执行机构10通过带动啮合套移动至第一档齿21、第二档齿22或者第一档齿21和第二档齿22之间的间隔来完成换挡工作，当然，在其他实施例中，换挡装置100也可为其他结构。由于换挡装置100采用了本发明第一实施例提供的换挡执行机构10与，所以该换挡装置100也具有能够在换挡故障出现前完成自动适应换挡磨损情况的特点。
58.以下将具体介绍本发明第一实施例提供的换挡执行机构10的结构组成、工作原理及有益效果。
59.请参阅图1、以及参阅图2、图3、图4、图5及图6，图2为本发明第一实施例提供的换挡执行机构10在空档时的结构示意图。图3为本发明第一实施例提供的换挡执行机构10正常换挡至y2位置时的结构示意图。图4为本发明第一实施例提供的换挡执行机构10磨损后未正常换挡至y2位置时的结构示意图。图5为本发明第一实施例提供的换挡执行机构10磨损且未正常换挡后在自锁压持件13的带动下换挡至y2位置时的结构示意图。图6为本发明第一实施例提供的换挡执行机构10的换挡角度修正后正常换挡至y2位置时的结构示意图。在图2-图6中，y1位置与第一档齿21对应，y0位置与第一档齿21和第二档齿22之间的间隔对应，y2位置与第二档齿22对应，
△
y为异常距离，且θ2为换挡角度，β2为修正角度。
60.该换挡执行机构10包括换挡拨头11、换挡拨块12、自锁压持件13、换挡控制器15、换挡驱动件16及角度传感器17，换挡拨块12上开设有换挡凹槽121和档位凹槽122，且换挡拨块12靠近自锁压持件13设置，换挡拨头11一端与换挡驱动件16连接，另一端位于换挡凹槽121内，换挡驱动件16能够带动换挡拨头11转动换挡角度，以通过换挡拨头11位于换挡凹槽121内的一端带动换挡拨块12移动换挡距离，从而通过换挡拨块12带动换挡齿20移动来完成换挡动作，并且，在换挡拨块12移动换挡距离时，自锁压持件13能够压入对应的档位凹槽122，换言之，在换挡拨块12移动换挡距离时，自锁压持件13与档位凹槽122对应，从而压入档位凹槽122内，以限制换挡拨块12的位置，如图3所示。而角度传感器17用于检测换挡拨头11转动换挡角度后继续转动的异常角度，换挡控制器15与换挡驱动件16和角度传感器17通讯连接，且换挡控制器15能够依据异常角度修正换挡角度为修正角度，以使换挡驱动件16带动换挡拨头11转动修正角度后，带动换挡拨块12移动的距离为换挡距离。这样一来，在换挡拨头11和换挡凹槽121内壁磨损后，转动换挡角度的换挡拨头11无法带动换挡拨块12移动换挡距离，转动换挡角度的换挡拨头11带动换挡拨块12移动的距离小于换挡距离，将出现自锁压持件13无法完全压入档位凹槽122内的情况，如图4所示，而由于自锁压持件13具有压入档位凹槽122，使得换挡齿20换挡到位的趋势，使得自锁压持件13进一步压入档位凹槽122时带动换挡拨块12继续移动，从而使得换挡拨头11进一步转动，如图4-图5，此时换
挡拨头11继续转动的异常角度可反映换挡拨头11和换挡凹槽121内壁磨损情况，通过异常角度修正换挡拨头11转动的角度为修正角度后，以使换挡驱动件16带动换挡拨头11转动修正角度后，带动换挡拨块12移动的距离为换挡距离，如图6所示，从而适应了换挡拨头11磨损以及换挡凹槽121内壁磨损的情况，以在换挡不到位的故障出现前自动适应换挡拨头11以及换挡凹槽121内壁的磨损情况的问题，提高运行的稳定性以及行车的安全性。
61.进一步地，换挡控制器15还能够依据异常角度计算对应的换挡拨块12移动的异常距离；并判断异常距离是否大于第一设定值；且在异常距离大于第一设定值时，执行依据异常角度修正换挡角度为修正角度的步骤，从而在磨损达到一定程度时进行修正，减少修正频率。
62.并且，在本实施例中，换挡凹槽121的内壁为半球形内凹凹槽，且半径为r，所述自锁压持件13压入所述换挡凹槽121内的部分为半径为r的球，在本实施例中，自锁压持件13在自身弹簧的作用下具有向下压入档位凹槽122的趋势。而第一设定值为(r-z)，z为磨损阈值，从而依据异常距离与换挡凹槽121半径来确定磨损程度，从而及时进行修正换挡角度的工作。在异常距离较大时，说明自锁压持件13的末端与换挡凹槽121错位程度较大，且错位程度越大，越容易出现自锁压持件13难以进入换挡凹槽121的现象，会导致换挡失败或者脱档。
63.此外，在判断异常距离大于第一设定值时，换挡控制器15还能够记录异常角度，并记录异常次数；且判断异常次数是否大于第二设定值；并在异常次数大于第二设定值时，计算所记录的异常角度的和除以异常次数，并加上换挡角度的计算值，且以计算值为修正角度，换言之，在异常距离超过第一设定值的次数大于第二设定值时，采用异常角度的平均值加上换挡角度作为修正角度，以提高修正角度的精准度。
64.需要说明的是，通过异常角度修正换挡拨头11转动的角度为修正角度方式也可为，直接增加换挡角度的角度值，且增加的角度值为异常角度的角度值。
65.进一步地，换挡执行机构10的换挡驱动件16在带动换挡拨头11转动换挡角度后将断电。而换挡控制器15还能够检测换挡驱动件16断电时刻至换挡拨头11开始继续转动时刻之间的异常时长，且依据异常时长修正异常角度。这样一来，由于换挡拨头11和换挡凹槽121内壁严重磨损后，在换挡拨头11和换挡凹槽121内壁之间可能出现间隙，在换挡拨头11转动换挡角度后，其带动换挡拨块12移动的距离小于换挡距离，且在换挡驱动件16断电后，自锁压持件13进一步压入档位凹槽122带动换挡拨块12继续移动，若换挡拨头11和换挡凹槽121内壁之间存在间隙，则会使得换挡拨块12开始继续移动的前一段时间内并未带动换挡拨头11转动，该段时间即为异常时长，通过依据异常时长修正异常角度，从而进一步提高异常角度的精度。
66.依据异常时长修正异常角度的方式可为：读取异常时长-角度值对照表，增加异常角度的数值，且增加的数值为异常时长对应的角度值，异常时长-角度值表征在不同竖直的异常时长下换挡拨头11应该被带动转动的理论角度值，岂可为试验标定或依据经验得出的。当然，在其他实施例中，异常时长也可先换算为对应时间内换挡拨块12移动的距离，在依据上述距离修正异常距离，再依据修正后的异常距离修正上述的修正角度。
67.此外，上述描述以由y0位置的档位凹槽122移动至y2位置的档位凹槽122换挡过程距离，由y2位置的档位凹槽122移动至y0位置的档位凹槽122、由y0位置的档位凹槽122移动
至y1位置的档位凹槽122以及由y1位置的档位凹槽122移动至y0位置的档位凹槽122过程中，档位位置适应方式类似，此处不再赘述。
68.综上所述，本发明第一实施例提供一种换挡执行机构10，其具有能够在换挡故障出现前完成自动适应换挡磨损情况的特点。
69.第二实施例：
70.请参阅图7，图7为本发明第二实施例提供的换挡位置自适应控制方法的流程示意图。
71.本发明第二实施例提供一种换挡位置自适应控制方法，该换挡位置自适应控制方法能够应用于上述的换挡执行机构10，其也具有能够在换挡故障出现前完成自动适应换挡磨损情况的特点。需要说明的是，本实施例所提供的换挡位置自适应控制方法，其基本原理及产生的技术效果和第一实施例中的换挡执行机构10相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考上述的实施例中相应内容。
72.该换挡位置自适应控制方法包括：
73.步骤s100：检测换挡拨头11转动换挡角度后继续转动的异常角度；
74.步骤s200：依据异常角度修正换挡角度为修正角度，以使换挡拨头11转动修正角度后，带动换挡拨块12移动的距离为换挡距离。
75.这样一来，在换挡拨头11和换挡凹槽121内壁磨损后，换挡时自锁压持件13进一步压入档位凹槽122时带动换挡拨块12继续移动，使得换挡拨头11进一步转动，此时换挡拨头11继续转动的异常角度可反映换挡拨头11和换挡凹槽121内壁磨损情况，并且，通过异常角度修正换挡拨头11转动的角度为修正角度，以使换挡驱动件16带动换挡拨头11转动修正角度后带动换挡拨块12移动的距离为换挡距离，从而适应换挡拨头11以及换挡凹槽121内壁磨损的情况，以在换挡不到位的故障出现前自动适应换挡拨头11与换挡凹槽121内壁的磨损情况的问题。
76.请继续参阅图7，以及参阅图8，图8为本发明第二实施例提供的换挡位置自适应控制方法中在步骤s200之前的部分流程示意图。
77.在步骤s200之前，控制方法还可包括：
78.步骤s210：依据异常角度计算对应的换挡拨块12移动的异常距离；
79.步骤s220：判断异常距离是否大于第一设定值；
80.步骤s230：异常距离大于第一设定值时，执行依据异常角度修正换挡角度为修正角度的步骤。从而在磨损达到一定程度时进行修正，减少修正频率。
81.请继续参阅图8，以及参阅图9，图9为本发明第二实施例提供的换挡位置自适应控制方法中在步骤s230的部分流程示意图。
82.并且，步骤s230还可包括：
83.步骤s231：记录异常角度，并记录异常次数；
84.步骤s232：判断异常次数是否大于第二设定值；
85.步骤s233：异常次数大于第二设定值时，计算所记录的异常角度的和除以异常次数，并加上换挡角度的计算值，且以计算值为修正角度。以在异常距离超过第一设定值的次数大于第二设定值时，采用异常角度的平均值加上换挡角度作为修正角度，提高修正角度的精准度。
86.请继续参阅图7，以及参阅图10，图10为本发明第二实施例提供的换挡位置自适应控制方法的另一部分的流程示意图。
87.进一步地，在步骤s100之后，控制方法还可包括：
88.步骤s310：检测换挡驱动件16断电时刻至换挡拨头11开始继续转动时刻之间的异常时长；
89.步骤s320：依据异常时长修正异常角度。
90.以减少或消除换挡拨头11和换挡凹槽121内壁之间存在的间隙对异常角度的影响，依据异常时长修正异常角度，进一步提高异常角度的精度。
91.综上所述：
92.本发明第二实施例提供一种换挡位置自适应控制方法，其具有能够在换挡故障出现前完成自动适应换挡磨损情况的特点。
93.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，在不冲突的情况下，上述的实施例中的特征可以相互组合，本发明也可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。并且，应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。