专利名称：Amt车辆的档位控制系统及进行档位控制的方法
技术领域：
本发明涉及装有AMT(电控机械式自动变速器)车辆，尤其涉及AMT车辆识别路况并进行档位控制的系统及方法。
背景技术：
装有AMT(Auto Tnated Mechanicar Transmission，即电控机械式自动变速器)的车辆是在不改变原车变速箱主体结构的基础上，通过加装微电脑装置，取代原来由人工操作完成的离合器分离、接合及变速器的选档、换档动作，实现换档全过程的自动化。驾驶员利用换档操作机构发出汽车起步或换档的指令，计算机模拟人脑控制执行机构，全面模拟驾驶员的换档动作。在汽车起步换档期间，油门补偿机构模拟驾驶员的右脚动作，离合器执行机构模拟驾驶员的左脚动作，换档执行机构模拟驾驶员的右手动作，通过传感器(模拟人的感觉器官)感知车辆运行状态，采用不同的档位规律。现有的AMT车辆的换档动作是通过速度传感器感知车辆的行进速度和驾驶员的意愿，当车辆达到换档速度时，控制自动变速器进行加减档变换。换档规律按照所选定的控制参数的不同，可分为单参数、二参数、三参数换档规律。目前使用最多的是二参数(油门、车速)的换档规律。其特点是当油门开度较小、发动机负荷较小时，换档点的车速较低；当油门开度增大、发动机负荷较大时，换档点的车速也增大。这种换档规律提供了驾驶员干预换档的可能性，可提前实现升档和降档，以此来反映驾驶员的意图。车辆在稳定行使的前提下，二参数换档规律能够满足最佳动力性或最佳经济性的要求。但车辆在突然加、减速以及车辆在坡道、弯道等复杂的路况条件下行驶时，这种换档规律不能正确理解驾驶员意图，造成频繁和意外换档。由于这种转换档位没有根据路况来换档，所以具有以下缺点1)车辆在上、下坡或颠簸路况下会频繁换档。由于在这样的路况下，车速变化大，在车辆达到升档车速时的换档时间内，车速可能会又迅速降到降档车速，所以会出现频繁换档。又由于AMT的动力传动和传统的手动变速箱一样依然依靠几组齿轮的相互啮合实现速比的变化，所以在行车过程中因档位变化引起的顿挫感依然存在，而这种顿挫感具有和手动变速箱不一样的地方，当车速达到一定数值时自动换档，所以说顿挫感的产生具有一定的突然性，严重影响驾驶的舒适性、安全性，也使AMT可靠性降低、寿命减少。2)AMT车辆在上坡路况下，如果保持车速不发生大的变化，则档就会保持在高速档，这使得车辆的爬坡动力不足，造成能源浪费。3)AMT车辆急减速或在下坡路况下，车速仍然比较高，档位仍然保持在高速档，不能自主利用低速档位时的发动机的牵阻作用使汽车快速减速，从而增加驾驶的危险性。4)AMT车辆在转弯路况下，如果速度没有下降到降档车速时，档位也仍然保持在高速档，从而增加转弯时的危险。
发明内容本发明的主要目的就是为了解决现有技术的问题，提供一种AMT车辆的档位控制系统，能够识别路况，根据路况采用适合的档位，解决车辆在上坡、下坡、颠簸、转弯路况下的频繁换档问题。
本发明的另一目的就是为了解决现有技术的问题，提供一种AMT车辆进行档位控制的方法，能够进行路况识别，根据路况采用适合的档位，解决车辆在上坡、下坡、颠簸、转弯路况下的频繁换档问题。
为实现上述目的，本发明提出的一种AMT车辆的档位控制系统，包括控制单元和档位转换单元，还包括用于感应路况的加速度传感器，所述加速度传感器将感应的路况信号传送到控制单元，所述控制单元对路况信号判断处理后控制档位转换单元按照相应的路况换档规律转换档位。
所述加速度传感器感应的路况信号包括车辆纵向加速度信号、侧向加速度信号、车辆行进方向和车辆行驶的路面坡度信号中的一种或一种以上。
为实现上述目的，本发明提出的一种AMT车辆进行档位控制的方法，包括以下步骤A)控制单元接收加速度传感器感应的路况信号；B)根据路况信号的大小和方向，判断出相应的路况，控制档位转换单元转换到与该路况相应的换档规律。
本发明的有益效果是本发明利用加速度传感器感应AMT车辆的加速度和所行驶路面的坡度，通过控制单元的处理，判断出车辆所行驶的路况，并控制AMT车辆根据当前的路况自动选择相应的换档规律，例如经济性换档规律、动力性换档规律、综合性换档规律等，从而减少对车辆的磨损、避免AMT车辆在上下坡和颠簸路况下出现的频繁换档，进而避免因频繁换档而导致的驾驶员不舒适的现象，并且使AMT车辆在上坡时能够有足够的动力、在下坡和急减速时能够利用发动机的牵阻作用增加车辆的减速度、在转弯时将档位保持在低速档，保证转弯时的安全性。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
图1是本发明的一种实施例的连接示意图；图2是本发明识别路况和换档控制流程图；图3是本发明在颠簸路况下的换档控制流程图；图4是本发明在上下坡路况下的换档控制流程图；图5是本发明在转弯路况下的换档控制流程图；图6是本发明在急加速、急减速时的换档控制流程图7是三维方向示意图。
具体实施方式如图1所示，将加速度传感器加装在现有的电路板上，加速度传感器与控制单元电连接，控制单元与档位转换单元连接。加速度传感器可以只感应一个方向的加速度；当加速度传感器是一维或二维传感器时，也可以感应两个方向的加速度，当然也可以通过多个一维或二维的加速度传感器来感应车辆的如图7所示的X、Y、Z三个方向的加速度；当加速度传感器是三维传感器时，可以感应三个方向的加速度，X轴的正向表示车辆的行进方向；加速度传感器还可以同时感应车辆所行驶路面的坡度角。加速度传感器感应AMT车辆的X、Y、Z三个方向的加速度Qx、Qy、Qz和路面(即XZ平面)的坡度角Q，控制单元按照一定间隔时间对这些数据进行采样，并对每种的采样值分别进行判断处理，以识别出车辆当前所处的路况，根据该路况控制档位转换单元采用相应的换档规律进行换档。
作为本发明的最佳实施例，考虑到安全和舒适的问题，控制单元对接收的由加速度传感器传送来的各种信号的处理可以安排优先顺序，处理和控制的流程如图2所示。其采用的优先顺序为急加速换档规律、急减速换档规律、转弯换档规律、颠簸路况换档规律、上坡换档规律和下坡换档规律。即当采用急减速换档规律的条件和采用下坡换档规律的条件同时满足时，优先采用急减速换档规律，使车辆的速度快速降下来，保证安全。当采用急加速换档规律的条件和采用颠簸路况换档规律的条件同时满足时，优先采用急加速换档规律，使车辆的速度快速增加，保证车辆的安全和动力。当采用颠簸路况换档规律和采用下坡换档规律的条件同时满足时，优先采用颠簸路况换档规律，以保证驾驶的舒适性。
本发明也可以不限制优先顺序，也可以采用其他的优先顺序。
下面详细说明本发明对各种路况的识别和控制换档规律的流程图。
本实施例识别颠簸路况进行档位控制的流程如图3所示，在步骤101，加速度传感器不断感应AMT车辆的纵向加速度Qz，同时执行步骤102；在步骤102，控制单元按照一定的时间间隔采样纵向加速度，或者控制单元每间隔一定的时间接收加速度传感器传送的纵向加速度信号Qz，然后执行步骤103；在步骤103，控制单元将当前接收到的纵向加速度信号与前一个接收到的纵向加速度信号比较，以判断纵向加速度是否有变化，包括加速度大小的变化和正负符号的变化，如果纵向加速度信号Qz有变化，则执行步骤104；如果纵向加速度信号Qz没有变化，则执行步骤102，继续接收加速度传感器传送的纵向加速度信号Qz；在步骤104，因为纵向加速度信号Qz发生了变化，所以要重新计算加速度的变化频率，即统计前面一定时间内的加速度的变化次数，比如5秒内的加速度变化次数，然后执行步骤105；在步骤105，控制单元判断加速度的变化频率是否大于第一设定值，该设定值为根据试验或实际经验总结出来的一个正值，当该加速度的变化频率大于该第一设定值时，说明加速度变化比较频繁，车辆正处于颠簸路况。如果加速度的变化频率大于第一设定值，则执行步骤106，否则转向步骤102，继续接收加速度传感器传送的纵向加速度信号Qz；在步骤106，控制单元控制档位转换单元采用颠簸路况换档规律，改变自动变速器的进档点速度，尽量使AMT车辆保持在低速档。例如，按照正常的档位控制，当车速超过30公里/小时时，档位应进到三档。但采用颠簸路况换档规律后，即使车速超过30公里/小时，档位可以仍保持在二档，只有当车速超过40公里/小时或50公里/小时后再进档。这样可以使车辆不至于因车辆的车速变化而频繁换档，更重要的是可以使车辆保持在低速档，使车辆能够在低速下通过颠簸路段，使驾驶者感觉更舒适，也减少对车辆的损坏。
本实施例识别上下坡路况进行档位控制的流程如图4所示，在步骤201，加速度传感器不断感应AMT车辆所行驶的路面坡度角，同时执行步骤202；在步骤202，控制单元按照一定的时间间隔采样车辆所行驶的路面坡度角的数据，或者控制单元每间隔一定的时间接收加速度传感器传送的路面坡度信号Q，然后执行步骤203；在步骤203，控制单元判断该坡度信号Q是否大于第二设定值，第二设定值为一正值，该正值可以根据试验或实际经验来设定，如果该坡度信号Q大于第二设定值，即当前车辆行驶路面是上坡，则执行步骤204，否则执行步骤205；在步骤204，控制单元控制档位转换单元采用上坡路况换档规律，改变自动变速器的进档点速度，尽量使AMT车辆保持在适中的档位，使车辆具有较大的动力爬坡。如果应用现有技术，因在上坡时，驾驶者可能增大油门，使车辆加速，速度增加，当速度增加到进档点时，可能会导致档位转换单元进档，而进档会导致车辆的爬坡动力减小。而本实施例通过改变进档点速度，使车辆保持在适中的档位，保证车辆的爬坡动力。
在步骤205，控制单元判断该坡度信号Q是否小于第三设定值，第三设定值为一负值，该负值可以根据试验或实际经验来设定，如果该坡度信号Q小于第三设定值，即当前车辆行驶路面是下坡，则执行步骤206，否则说明坡度信号位于第二设定值和第三设定值之间，则路况可能是平路，也可能是由稍微的坡度，这种情况下，可控制档位转换单元采用正常的档位转换规律，然后执行步骤202，继续接收加速度传感器传送的坡度信号Q；在步骤206，控制单元控制档位转换单元采用下坡路况换档规律，改变自动变速器的进档点速度，尽量使AMT车辆保持在低速档位，使AMT车辆能自主利用发动机的牵阻作用使汽车减速。
上述步骤中对上坡路况的识别和下坡路况的识别也可以交换顺序。
本实施例识别转弯路况进行档位控制的流程如图5所示，在步骤301，加速度传感器不断感应AMT车辆侧向加速度，同时执行步骤302；在步骤302，控制单元对侧向加速度进行采样，或者控制单元每间隔一定的时间接收加速度传感器传送的侧向加速度信号Qy，然后执行步骤303；在步骤303，控制单元判断侧向加速度信号Qy是否大于第四设定值，第四设定值为一根据试验或经验获得的正值，如果侧向加速度信号Qy大于第四设定值，说明车辆在急转弯，则执行步骤304；否则转向步骤302，继续接收加速度传感器传送的侧向加速度信号Qy；在步骤304，控制单元控制档位转换单元采用转弯换档规律，改变自动变速器的进档点速度，即使AMT车辆以高速行驶，也尽量使AMT车辆保持在低速档位，以保证车辆转弯时的安全。
本实施例识别急加速和急减速并进行档位控制的流程如图6所示，在步骤401，加速度传感器不断感应AMT车辆行进方向的加速度，同时执行步骤402；在步骤402，控制单元对车辆行进方向的加速度进行采样，或者控制单元每间隔一定的时间接收加速度传感器传送的车辆行进方向的加速度信号Qx，然后执行步骤403；在步骤403，控制单元判断该加速度信号Qx是否大于第五设定值，第五设定值为根据试验或实际经验设定的一正值，如果车辆行进方向的加速度信号Qx大于第五设定值，说明车辆正在急加速，例如超车的情况下，则执行步骤404；否则执行步骤405；在步骤404，控制单元控制档位转换单元采用急加速换档规律，改变自动变速器的进档点速度，尽量使AMT车辆保持在较低的档位，以使车辆具有足够的动力，快速将速度提高，提高AMT车辆的加速性能，增加驾驶的安全性。
在步骤405，控制单元判断车辆行进方向的加速度信号Qx是否小于第六设定值，第六设定值为根据试验或实际经验设定的一负值，如果车辆行进方向的加速度信号小于第六设定值，说明车辆正在急减速，例如急刹车的情况下，则执行步骤406；否则转向步骤402，继续接收加速度传感器传送的车辆行进方向的加速度信号Qx；在步骤406，控制单元控制档位转换单元采用急减速换档规律，改变自动变速器的进档点速度，即时车辆处于高速状况下，也尽量使AMT车辆保持在低速档位，使车辆在制动器和发动机牵阻的作用下，使AMT车辆的速度快速降低，提高AMT车辆的减速性能，以保证安全。
上述步骤中对急加速的识别和急减速的识别也可以交换顺序。
综上所述，本发明只需要一个或多个加速度传感器，便可识别各种路况，为完善AMT性能提供条件，并根据各路况，采用相应的换档规律，提高了AMT车辆的性能，可增加AMT车辆的舒适性、安全性，延长AMT车辆的使用寿命，并且本发明简单方便、易实施。
权利要求
1.AMT车辆的档位控制系统，包括控制单元和档位转换单元，其特征在于还包括用于感应路况的加速度传感器，所述加速度传感器将感应的路况信号传送到控制单元，所述控制单元对路况信号判断处理后控制档位转换单元按照相应的路况换档规律转换档位。
2.如权利要求1所述的AMT车辆的档位控制系统，其特征在于所述加速度传感器感应的路况信号包括车辆纵向加速度信号、侧向加速度信号、车辆行进方向和车辆行驶的路面坡度信号中的一种或一种以上。
3.如权利要求1或2所述的AMT车辆的档位控制系统，其特征在于所述加速度传感器为一维传感器、二维加速度传感器或三维加速度传感器。
4.一种AMT车辆进行档位控制的方法，其特征在于包括以下步骤A)控制单元接收加速度传感器感应的路况信号；B)根据路况信号的大小和方向，判断出相应的路况，控制档位转换单元转换到与该路况相应的换档规律。
5.如权利要求4所述的AMT车辆进行档位控制的方法，其特征在于所述路况信号中包括车辆纵向加速度信号，所述根据车辆纵向加速度信号判断路况包括以下步骤A1)控制单元接收加速度传感器感应的车辆纵向加速度信号；B1)将当前接收的车辆纵向加速度信号与前一个车辆纵向加速度信号比较；C1)根据比较的结果，计算车辆纵向加速度变化的频率；D1)将车辆纵向加速度变化的频率与第一设定值比较，如果车辆纵向加速度变化的频率大于第一设定值，则执行步骤E1)，如果车辆纵向加速度变化的频率小于或等于第一设定值，则执行步骤A1)；E1)控制单元控制档位转换单元按照颠簸路况换档规律将档位转换到低速档。
6.如权利要求4所述的AMT车辆进行档位控制的方法，其特征在于所述路况信号中包括车辆行驶的路面坡度信号，所述根据路面坡度信号判断路况包括以下步骤A2)控制单元接收加速度传感器感应的路面坡度信号；B2)控制单元将接收的路面坡度信号与第二设定值比较，所述第二设定值为正值，如果路面坡度信号大于第二设定值，则执行步骤B2)，否则执行步骤C2)；C2)控制单元控制档位转换单元按照上坡换档规律转换档位；D2)控制单元将接收的路面坡度信号与第三设定值比较，所述第三设定值为负值，如果路面坡度信号小于第三设定值，则执行步骤E2)，否则执行步骤A2)；E2)控制单元控制档位转换单元按照下坡换档规律转换档位。
7.如权利要求4所述的AMT车辆进行档位控制的方法，其特征在于所述路况信号中包括车辆的侧向加速度信号，所述根据车辆侧向加速度信号判断路况包括以下步骤A3)控制单元接收加速度传感器感应的侧向加速度信号；B3)控制单元将接收的侧向加速度信号与第四设定值比较，如果侧向加速度信号大于第四设定值，则执行步骤C3)，否则执行步骤A3)；C3)控制单元控制档位转换单元按照转弯换档规律转换档位。
8.如权利要求4所述的AMT车辆进行档位控制的方法，其特征在于所述路况信号中包括车辆行进方向的加速度信号，所述根据车辆行进方向的加速度信号判断路况包括以下步骤A4)控制单元接收加速度传感器感应的车辆行进方向的加速度信号；B4)控制单元将接收的车辆行进方向的加速度信号与第五设定值比较，所述第五设定值为正值，如果车辆行进方向的加速度大于第五设定值，则执行步骤C4)，否则执行步骤D4)；C4)控制单元控制档位转换单元按照急加速换档规律将档位转换到低速档；D4)控制单元将接收的车辆行进方向的加速度信号与第六设定值比较，所述第六设定值为负值，如果车辆行进方向的加速度小于第六设定值，则执行步骤E4)，否则执行步骤A4)；E4)控制单元控制档位转换单元按照急减速换档规律将档位转换到低速档。
全文摘要
本发明涉及AMT车辆的档位控制系统及进行档位控制的方法，包括控制单元、档位转换单元和用于感应路况的加速度传感器，加速度传感器将感应的路况信号传送到控制单元，控制单元对各信号判断处理后，识别出各种路况，并控制档位转换单元按照相应的路况换档规律转换档位。本发明解决了AMT车辆频繁换档的问题，提高了AMT车辆的性能，可增加AMT车辆的舒适性、安全性，延长AMT车辆的使用寿命。
文档编号F16H59/48GK1884873SQ200510021168
公开日2006年12月27日 申请日期2005年6月21日 优先权日2005年6月21日
发明者唐新颖 申请人:比亚迪股份有限公司