CN113464638A - 一种手动模式换挡控制方法和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种手动模式换挡控制方法和车辆，手动模式换挡控制方法包括如下步骤：车辆以手动控制的M挡行驶，获取所述车辆的主动车轮的轮速为n_d，获取从动车轮的轮速为n_p；计算得到轮速差值△n，△n＝n_d‑n_p；判断轮速差值△n是否大于轮差阈值△n_T，如果是，则执行打滑控制策略，如果否，判断在设定时间内是否出现过车辆行驶的坡度值大于设定坡度阈值，如果是，判断车辆的行驶方向的变化次数是否大于设定变化阈值，如果是，则自动变速器禁止自动升挡，如果否，则自动变速器按照设定换挡控制策略进行控制。本发明能够在车辆处于手动模式下兼顾动力性行车和车辆脱困，提升整车性能。

Description

一种手动模式换挡控制方法和车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种手动模式换挡控制方法和车辆。

背景技术

随着车辆工业的发展，越来越多的车辆进入到生产生活领域。为了降低驾驶员的换挡难度，自动变速的车辆越来越多。

自动变速器能够根据车速和驾驶员油门踏板输入进行自动换挡，当驾驶员将换挡手柄置于手动模式位置时，则可根据驾驶员对换挡手柄的输入，即根据驾驶员的驾驶意图实现对变速器的换挡操作。通常，手动模式一般用于动力性行车、脱困及涉水等驾驶员主观意图情况。针对脱困应用，现有技术主要着重于限制变速器自动升挡，从而提高轮边扭矩和功率，实现车辆脱困。但是，现有技术仅从手动模式的脱困应用进行考虑，未兼顾手动模式的行车动力性应用；其次，现有技术着眼于提升轮边扭矩和功率以实现车辆脱困，但当车辆受困遇到低附着力路面(如泥坑、雪地)时，较大的轮边扭矩反而不利于车辆脱困。现有技术中，无法良好地兼顾动力性行车和车辆脱困，使得整车性能下降。

因此，需要一种手动模式换挡控制方法和车辆来解决上述技术问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种手动模式换挡控制方法，能够在车辆处于手动模式下兼顾动力性行车和车辆脱困，提升整车性能。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种手动模式换挡控制方法，包括如下步骤：

S1、车辆以手动控制的M挡行驶，获取所述车辆的主动车轮的轮速为n_d，获取所述车辆的从动车轮的轮速为n_p；

S2、计算得到轮速差值△n，△n＝n_d-n_p；

S3、判断所述轮速差值△n是否大于轮差阈值△n_T，如果是，则执行打滑控制策略，如果否，则执行下一步；

S4、判断在设定时间内是否出现过车辆行驶的坡度值大于设定坡度阈值，如果是，则执行下一步；

S5、判断设定时间内车辆的行驶方向的变化次数是否大于设定变化阈值Count_T，如果是，则自动变速器禁止自动升挡，如果否，则所述自动变速器按照设定换挡控制策略进行控制。

可选地，所述步骤S1中，所述主动车轮是车辆的两个驱动车轮，所述从动车轮是车辆的两个非驱动车轮，所述主动车轮的轮速n_d和所述从动车轮的轮速n_p可分别根据下列等式计算得到：

n_d＝(n_d左+n_d右)/2,

n_p＝(n_p左+n_p右)/2，

其中：n_d左为左主动车轮的轮速，n_d右为右主动车轮的轮速，n_p左为左从动车轮的轮速，n_p右为右从动车轮的轮速。

可选地，所述步骤S3中，所述打滑控制策略为所述自动变速器在M挡禁止自动降挡，直至所述主动车轮的轮速n_d为零时仍维持当前挡位，并限制当前挡位不大于设定挡。

可选地，所述步骤S4中，如果否，则判断驾驶员是否踩制动踏板，如果是，则所述自动变速器在M挡行驶至所述主动车轮的轮速n_d为0时，降至1挡。

可选地，如果驾驶员没有踩制动踏板，则所述自动变速器在M挡按照设定换挡控制策略进行控制。

可选地，所述设定换挡控制策略包括手动升降挡控制和自动升降挡控制。

可选地，所述主动车轮上设置有第一转速传感器监控所述主动车轮的转速。

可选地，所述从动车轮上设置有第二转速传感器监测所述从动车轮的转速。

可选地，所述车辆上设置有坡度传感器监测所述车辆行驶过程中的坡度值。

本发明的另一个目的在于提供一种车辆，保证整车的性能符合驾驶员的预期要求。为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种车辆，使用如上所述的手动模式换挡控制方法进行手动换挡控制。

本发明的有益效果：

本发明所提供的一种手动模式换挡控制方法，在手动控制的M挡位下，检测获得车辆的主动车轮的轮速为n_d，获取车辆的从动车轮的轮速为n_p，得到轮速差值△n，根据轮速差值△n是否大于轮差阈值△n_T，如果是则执行打滑控制策略，如果否，则根据坡度值和行驶方向的变化次数判断车辆是否通过前后晃动进行脱困，如果是，就禁止升挡，保证车辆具有足够的扭矩输出，从而便于脱困，如果否，则按照设定的换挡方式正常控制。通过上述方式，能够在车辆处于手动模式下兼顾车辆脱困和动力性行车，提升整车性能。

本发明所提供的车辆，使用如上所述的手动模式换挡控制方法进行控制，能够提升整车性能，保证整车的性能符合驾驶员的预期要求。

附图说明

图1是本发明一种手动模式换挡控制方法的流程图；

图2是本发明一种手动模式换挡控制方法中设定换挡控制策略的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

为了能够在车辆处于手动模式下兼顾车辆脱困和动力性行车，提升整车性能，如图1所示，本发明提供一种手动模式换挡控制方法。本手动模式换挡控制方法，包括如下步骤：

S1、车辆以手动控制的M挡行驶，获取车辆的主动车轮的轮速为n_d，获取车辆的从动车轮的轮速为n_p；

S2、计算得到轮速差值△n，△n＝n_d-n_p；

S3、判断轮速差值△n是否大于轮差阈值△n_T，如果是，则执行打滑控制策略，如果否，则执行下一步；

S4、判断在设定时间内是否出现过车辆行驶的坡度值大于设定坡度阈值，如果是，则执行下一步；

S5、判断设定时间内车辆的行驶方向的变化次数是否大于设定变化阈值Count_T，如果是，则自动变速器禁止自动升挡，如果否，则自动变速器按照设定换挡控制策略进行控制。

根据轮速差值△n是否大于轮差阈值△n_T，如果是则执行打滑控制策略，如果否，则根据坡度值和行驶方向的变化次数判断车辆是否通过前后晃动进行脱困，如果是，就禁止升挡，保证车辆具有足够的扭矩输出，从而便于脱困，如果否，则按照设定的换挡方式正常控制。通过上述方式，能够在车辆处于手动模式下兼顾车辆脱困和动力性行车，同时能够面对湿滑的路面，提升整车性能。

可选地，步骤S1中，主动车轮是车辆的两个驱动车轮，从动车轮是车辆的两个非驱动车轮，主动车轮的轮速n_d和从动车轮的轮速n_p可分别根据下列等式计算得到：

n_d＝(n_d左+n_d右)/2,

n_p＝(n_p左+n_p右)/2，

其中：n_d左为左主动车轮的轮速，n_d右为右主动车轮的轮速，n_p左为左从动车轮的轮速，n_p右为右从动车轮的轮速。通过上述方式，能够兼顾车辆的主动车轮的左右轮的轮速和从动车轮的左右轮的轮速，保证获得的轮速差值△n能够准确反映车辆的实际状态。

可选地，步骤S3中，打滑控制策略为自动变速器在M挡禁止自动降挡，直至主动车轮的轮速n_d为零时仍维持当前挡位，并限制当前挡位不大于设定挡位。具体地，轮速差值△n大于轮差阈值△n_T，则说明主动车轮在原地打转，此时车辆处于打滑状态，路面附着力较小，通过自动变速器在M挡禁止自动降挡，直至主动车轮平均轮速n_d为0时，即车辆停止时，仍维持当前挡位。以免车辆降至低挡后驾驶员再次踩油门尝试脱困时轮边扭矩较大，加剧主动车轮打滑，不利于车辆脱困；同时，限制自动变速器当前挡位不大于设定挡，一方面保证车辆停止发动机处于怠速状态时，外部阻力施加给发动机的负载不至于过大，保证发动机不会熄火，另一方面保证驾驶员再次踩油门尝试脱困时能够提供一定的轮边扭矩，避免出现因轮边扭矩过小而无法脱困的问题。其中，设定挡位可取为3挡。

可选地，步骤S4中，如果否，则判断驾驶员是否踩制动踏板，如果是，则自动变速器在M挡行驶至主动车轮的轮速n_d为0时，降至1挡。如果驾驶员踩制动踏板，证明车辆需要刹车停止，此时，在车辆停止后，自动变速器降至1挡，保证车辆在再次起步时具有足够的起步扭矩，满足车辆正常起步的需要，保证行车的动力性。

可选地，如果驾驶员没有踩制动踏板，则自动变速器在M挡按照设定换挡控制策略进行控制。具体地，如果没有踩制动踏板则证明车辆在平坦的道路上行驶，此时，按照正常行车控制即可。

可选地，设定换挡控制策略包括手动升降挡控制和自动升降挡控制。具体地，手动升挡控制即按照驾驶员意愿，当车辆的行驶状态即车速和油门踏板开度处于如图2中所示的允许手动升挡线右侧时，若驾驶员将换挡杆在M位置朝升挡方向手动拨动，则执行升挡；手动降挡控制即按照驾驶员意愿，当车辆的行驶状态即车速和油门踏板开度处于如图2中所示的允许手动降挡线左侧时，若驾驶员将换挡杆在M位置朝降挡方向手动拨动，则执行降挡。

自动升挡控制即当车辆的行驶状态即车速和油门踏板开度处于如图2中所示的自动升挡线右侧时，则执行自动升挡，自动升挡控制策略是为了避免发动机转速过高而可能损坏发动机和自动变速器，及时地升挡使发动机转速降下来，从而实现保护发动机和自动变速器的目的；自动降挡控制即当车辆的行驶状态即车速和油门踏板开度处于如图2中所示的自动降挡点左侧时，则执行自动降挡，自动降挡点只有0油门踏板开度的，在图2中由左至右依次为自动2挡降1挡、自动3挡降2挡和自动4挡降3挡。

其中，自动2挡降1挡的车速点为0，与允许手动1挡升2挡的0车速升挡线配合使用，使车辆可以实现2挡起步，避免起步时轮边扭矩过大，从而保证车辆在附着力较低的路面工况的脱困能力，自动降挡控制是为了避免发动机转速过低且处于高挡位发动机负载较大而可能出现发动机熄火的问题，及时地降挡使发动机转速提升起来，发动机扭矩也会得到提升，从而避免发动机熄火。自动降挡点总是低于相对应的允许手动升挡线，即自动降挡点总是位于相对应的允许手动升挡线左侧，例如自动3挡降2挡的车速点位于允许手动2挡升3挡的车速点左侧，以避免驾驶员手动升挡后又自动降挡，即避免换挡循环。

同样地，允许手动降挡线总是低于相对应的自动升挡线，即允许手动降挡线总是位于相对应的自动升挡线左侧，例如允许手动3挡降2挡的车速点位于自动2挡升3挡的车速点左侧，以避免驾驶员手动降挡后又自动升挡，即避免换挡循环。

可选地，主动车轮上设置有第一转速传感器监控主动车轮的转速。通过设置第一转速传感器实时监控主动车轮的转速，具体地，在左右两个主动车轮上均设置有第一转速传感器，能够准确获得主动车轮的轮速为n_d，从而准确判断车辆所处的工况。

可选地，从动车轮上设置有第二转速传感器监测从动车轮的转速。通过设置第二转速传感器实时监控从动车轮的转速，具体地，在左右两个从动车轮上均设置有第二转速传感器，能够准确获得从动车轮的轮速为n_p，从而准确判断车辆所处的工况。

可选地，车辆上设置有坡度传感器监测车辆行驶过程中的坡度值。具体地，可以采用陀螺仪来检测车辆在行驶过程中的纵向倾斜度，从而可以判断车辆是否处于上坡状态或者处于脱困工况，然后可以指导自动变速器进行动作。

由于车辆在行驶过程中，会面对不同的路况，有可能是在比较平坦的道路，也有可能处于湿滑的路面，甚至是陷入坑中需要脱困。因此，在针对不同的工况时，需要自动变速器与发动机配合，保证车辆正常运行，提升驾乘体验。

本实施例还提供了一种车辆，使用如上的手动模式换挡控制方法进行手动换挡控制，可以判断车辆是否处于打滑工况、脱困工况、制动工况或者正常运行工况，针对不同的工况，对自动变速器进行不同的控制。

在打滑工况时，自动变速器在M挡禁止自动降挡，直至主动车轮的轮速n_d为零时仍维持当前挡位，并限制当前挡位不大于设定挡位。具体地，轮速差值△n大于轮差阈值△n_T，则说明主动车轮在原地打转，此时车辆处于打滑状态，路面附着力较小，通过自动变速器在M挡禁止自动降挡，直至主动车轮平均轮速n_d为0时，即车辆停止时，仍维持当前挡位，以免车辆降至低挡后驾驶员再次踩油门尝试脱困时轮边扭矩较大，加剧主动车轮打滑，不利于车辆脱困；同时，限制自动变速器当前挡位不大于设定挡位，一方面保证车辆停止发动机处于怠速状态时，外部阻力施加给发动机的负载不至于过大，保证发动机不会熄火，另一方面保证驾驶员再次踩油门尝试脱困时能够提供一定的轮边扭矩，避免出现因轮边扭矩过小而无法脱困的问题。其中，设定挡位可取为3挡。

在脱困工况时，禁止升挡，保证车辆具有足够的扭矩输出，从而便于脱困。

在制动工况时，自动变速器在M挡行驶至主动车轮的轮速n_d为0时，降至1挡。如果驾驶员踩制动踏板，证明车辆需要刹车停止，此时，在车辆停止后，自动变速器降至1挡，保证车辆在再次起步时具有足够的起步扭矩，满足车辆正常起步的需要，保证行车的动力性。

在正常行驶工况时，自动变速器在M挡按照设定换挡控制策略进行控制，具体地，可以是手动升降挡控制或者自动升降挡控制。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种手动模式换挡控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、车辆以手动控制的M挡行驶，获取所述车辆的主动车轮的轮速为n_d，获取所述车辆的从动车轮的轮速为n_p；

S2、计算得到轮速差值△n，△n＝n_d-n_p；

S3、判断所述轮速差值△n是否大于轮差阈值△n_T，如果是，则执行打滑控制策略，如果否，则执行下一步；

S4、判断在设定时间内是否出现过车辆行驶的坡度值大于设定坡度阈值，如果是，则执行下一步；

S5、判断设定时间内车辆的行驶方向的变化次数是否大于设定变化阈值Count_T，如果是，则自动变速器禁止自动升挡，如果否，则所述自动变速器按照设定换挡控制策略进行控制。

2.根据权利要求1所述的一种手动模式换挡控制方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述主动车轮是车辆的两个驱动车轮，所述从动车轮是车辆的两个非驱动车轮，所述主动车轮的轮速n_d和所述从动车轮的轮速n_p可分别根据下列等式计算得到：

n_d＝(n_d左+n_d右)/2,

n_p＝(n_p左+n_p右)/2，

其中：n_d左为左主动车轮的轮速，n_d右为右主动车轮的轮速，n_p左为左从动车轮的轮速，n_p右为右从动车轮的轮速。

3.根据权利要求1所述的一种手动模式换挡控制方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述打滑控制策略为所述自动变速器在M挡禁止自动降挡，直至所述主动车轮的轮速n_d为零时仍维持当前挡位，并限制当前挡位不大于设定挡。

4.根据权利要求1所述的一种手动模式换挡控制方法，其特征在于，所述步骤S4中，如果否，则判断驾驶员是否踩制动踏板，如果是，则所述自动变速器在M挡行驶至所述主动车轮的轮速n_d为0时，降至1挡。

5.根据权利要求4所述的一种手动模式换挡控制方法，其特征在于，如果驾驶员没有踩制动踏板，则所述自动变速器在M挡按照设定换挡控制策略进行控制。

6.根据权利要求1所述的一种手动模式换挡控制方法，其特征在于，所述设定换挡控制策略包括手动升降挡控制和自动升降挡控制。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种手动模式换挡控制方法，其特征在于，所述主动车轮上设置有第一转速传感器监控所述主动车轮的转速。

8.根据权利要求1-6任一项所述的一种手动模式换挡控制方法，其特征在于，所述从动车轮上设置有第二转速传感器监测所述从动车轮的转速。

9.根据权利要求1所述的一种手动模式换挡控制方法，其特征在于，所述车辆上设置有坡度传感器监测所述车辆行驶过程中的坡度值。

10.一种车辆，其特征在于，使用如权利要求1-9任一项所述的手动模式换挡控制方法进行手动换挡控制。

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