阅读说明：本技术 一种多模式车辆换挡控制系统及方法 (Multi-mode vehicle gear shifting control system and method ) 是由 邢云飞 曹文斌 韩伟 王军 杨建伟 李文超 任振宁 张永刚 胡凯 张波 于 2020-06-16 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种多模式车辆换挡控制系统及方法,所述系统包括：换挡控制设备、仪表、变速器控制单元、发动机控制单元、离合器助力缸、选换挡执行机构、变速器制动器,所述换挡控制设备包括电控操纵器和操纵器电控单元,所述电控操纵器活动安装在驾驶室座椅扶手上,前后左右位置可调,且随驾驶室座椅扶手转动可进行竖直方向高度调节,并可用于选择驾驶模式、高低挡及挡位,当换挡失败时发出报警语音提示；所述驾驶模式包括：手动模式、自动模式、经济模式、动力模式及爬坡模式。本发明通过换挡控制设备的合理布置,大大节省驾驶室空间,提高驾驶室通过性,同时综合自动挡和手动挡驾驶模式的优点,实现了挡位的灵活控制,提高了车辆的驾驶性能。(The invention provides a multi-mode vehicle gear shifting control system and a method, wherein the system comprises: the gear-shifting control device comprises an electric control manipulator and a manipulator electric control unit, wherein the electric control manipulator is movably arranged on a seat armrest of a cab, the front, back, left and right positions of the electric control manipulator are adjustable, the electric control manipulator can be vertically adjusted along with the rotation of the seat armrest of the cab, and can be used for selecting a driving mode, a high gear, a low gear and a gear, and an alarm voice prompt is sent out when gear-shifting fails; the driving mode includes: manual mode, automatic mode, economy mode, power mode, and climbing mode. According to the invention, through reasonable arrangement of the gear shifting control equipment, the cab space is greatly saved, the cab trafficability is improved, and meanwhile, the advantages of the driving modes of the automatic gear and the manual gear are integrated, so that the flexible control of the gears is realized, and the driving performance of the vehicle is improved.)

一种多模式车辆换挡控制系统及方法

技术领域

本发明属于汽车控制技术领域，具体涉及一种多模式车辆换挡控制系统及方法。

背景技术

现有车辆的挡位控制系统大多为手动挡，操作较为复杂，操纵强度大，对驾驶员技术要求较高，且容易引起驾驶员驾驶疲劳和误操作，驾驶舒适性和安全性较低。虽然有部分车辆也采用了自动挡，但自动挡的挡位较为固定，驾驶员的主动干预性差，有时无法应对车辆复杂的行车环境。同时，市场主流的手动挡或自动挡车辆的换挡操纵装置往往布置于驾驶室中央且位置固定，占用空间较大，车辆驾驶室通过性低。因此寻求一种兼具手动挡和自动挡功能且具有布置方式合理优点的车辆换挡控制系统及方法，对于有效提高车辆的驾驶舒适性与安全性、增加驾驶乐趣、节省驾驶室空间、提高驾驶室通过性是非常有必要的。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供一种多模式车辆换挡控制系统及方法，以解决上述技术问题。

本发明提供一种多模式车辆换挡控制系统，所述系统包括：

换挡控制设备，所述换挡控制设备包括电控操纵器和操纵器电控单元，所述电控操纵器活动安装在驾驶室座椅扶手上，前后左右位置可调，且随驾驶室座椅扶手转动可进行竖直方向高度调节；所述电控操纵器用于选择驾驶模式、高低挡及挡位，当换挡失败时发出报警语音提示；所述驾驶模式包括：手动模式、自动模式、经济模式、动力模式以及爬坡模式，所述经济模式、动力模式以及爬坡模式仅在自动模式下有效，所述经济模式下系统自动选择合适挡位使发动机工作在经济油耗区以提升燃油经济性，所述动力模式下系统提高发动机转速使发动机提供最大动力输出以提升动力性，所述爬坡模式下系统自动选择较低挡位并提高发动机转速以保证车辆在重载爬坡等极限工况下的起步及行车换挡，所述高低挡及挡位仅在手动模式下有效，所述高低挡用于选择所述挡位中的高挡或低挡；所述操纵器电控单元用于将换挡控制设备的挡位请求信息发送至变速器控制单元，当换挡失败时向电控操纵器发出报警语音提示信号。

进一步的，所述系统还包括：

变速器控制单元、发动机控制单元、离合器助力缸、选换挡执行机构和变速器制动器；

所述发动机控制单元、离合器助力缸、选换挡执行机构和变速器制动器均与所述变速器控制单元通信连接。

进一步的，所述系统还包括仪表，所述仪表连接操纵器电控单元。

本发明还提供一种多模式车辆换挡控制方法，所述方法包括：

通过换挡控制设备设置挡位控制模式，所述挡位控制模式包括手动模式和自动模式；

所述换挡控制设备将目标挡位下发至变速器控制单元；

变速器控制单元判断目标挡位与当前挡位控制模式是否相符：

若是，则所述变速器控制单元控制发动机控制单元、离合器助力缸、选换挡执行机构和变速器制动器配合将挡位更换至目标挡位。

进一步的，所述变速器控制单元控制发动机控制单元、离合器助力缸、选换挡执行机构和变速器制动器配合将挡位更换至目标挡位，包括：

变速器控制单元根据所述目标挡位信息生成转速/扭矩控制命令并将所述转速/扭矩控制命令发送至发动机控制单元；

变速器控制单元根据所述目标挡位信息生成离合器动作命令、换挡动作命令和变速器制动命令，并将所述离合器动作命令发送至离合器助力缸，将换挡动作命令发送至选换挡执行机构，将变速器制动命令发送至变速器制动器。

进一步的，所述方法还包括：

所述变速器控制单元采集离合器助力缸、选换挡执行机构和发动机控制单元的状态信息；

所述变速器控制单元判断离合器助力缸、选换挡执行机构和发动机控制单元的状态信息是否均与所述目标挡位匹配：

若否，则生成换挡失败提示信息，并将当前挡位信息和所述换挡失败提示信息输出至所述操纵器电控单元。

进一步的，所述方法还包括：

将当前驾驶模式、当前挡位信息、目标挡位和换挡执行结果发送至仪表输出显示。

本发明的有益效果在于，

本发明提供的多模式车辆换挡控制系统及方法，通过换挡控制设备的合理布置，大大节省驾驶室空间，提高驾驶室通过性,同时综合自动挡和手动挡驾驶模式的优点，实现了挡位的灵活控制，从而提高了车辆的驾驶性能。

此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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的附图。

图1是本申请一个实施例的系统的示例性架构图。

图2是本申请一个实施例的方法的示例性流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

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，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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例1

请参考图1，本实施例提供一种多模式车辆换挡控制系统，包括：

换挡控制设备1，换挡控制设备1包括电控操纵器11和操纵器电控单元12，电控操纵器11活动安装在驾驶室座椅扶手上，前后左右位置可调，且随驾驶室座椅扶手转动可进行竖直方向高度调节；电控操纵器11用于选择驾驶模式、高低挡及挡位，当换挡失败时发出报警语音提示；驾驶模式包括：手动模式、自动模式、经济模式、动力模式以及爬坡模式，经济模式、动力模式以及爬坡模式仅在自动模式下有效，经济模式下系统自动选择合适挡位使发动机工作在经济油耗区以提升燃油经济性，动力模式下系统提高发动机转速使发动机提供最大动力输出以提升动力性，爬坡模式下系统自动选择较低挡位并提高发动机转速以保证车辆在重载爬坡等极限工况下的起步及行车换挡，高低挡及挡位仅在手动模式下有效，高低挡用于选择挡位中的高挡或低挡；操纵器电控单元12用于将换挡控制设备1的挡位请求信息发送至变速器控制单元3，当换挡失败时向电控操纵器11发出报警语音提示信号。

电控操纵器11电连接操纵器电控单元12。操纵器电控单元12、发动机控制单元4均与变速器控制单元3通过CAN总线连接且双向通信；离合器助力缸5、选换挡执行机构6和变速器制动器7均通过电控气动与变速器控制单元3组建控制链路。此外系统还设有与操纵器电控单元12连接的仪表2，用于显示驾驶模式、高低挡及挡位、换挡失败信息以及需要切换的目标挡位等。

变速器控制单元3用于响应操纵器电控单元12发送的挡位请求信息，向操纵器电控单元12发送当前挡位信号，向发动机控制单元4发送转速或扭矩控制命令，并控制离合器助力缸5、选换挡执行机构6、变速器制动器7相互配合以完成换挡动作。

发动机控制单元4用于向变速器控制单元3发送当前发动机的转速和扭矩，并响应变速器控制单元3发送的转速或扭矩控制命令。

离合器助力缸5用于向变速器控制单元3发送当前离合器的位置，并响应变速器控制单元3发送的离合器动作命令。

选换挡执行机构6用于向变速器控制单元3发送当前的换挡位置，并响应变速器控制单元3发送的换挡动作命令。

变速器制动器7用于响应变速器控制单元3发送的变速器制动命令。

实施例2

请参考图2，本实施例提供一种多模式车辆换挡控制方法，方法包括：

手动模式下变速器控制单元接收操纵器电控单元发送的目标挡位信息，目标挡位信息由驾驶员操作电控操纵器生成，自动模式下变速器控制单元自动选择目标挡位。

变速器控制单元根据所述目标挡位信息生成转速/扭矩控制命令并将所述转速/扭矩控制命令发送至发动机控制单元。

变速器控制单元根据所述目标挡位信息生成离合器动作命令、换挡动作命令和变速器制动命令，并将所述离合器动作命令发送至离合器助力缸，将换挡动作命令发送至选换挡执行机构，将变速器制动命令发送至变速器制动器。

实施例3

请参考图2，本实施例提供一种多模式车辆换挡控制方法，包括以下步骤：

(1)驾驶员使用电控操纵器11选择驾驶模式(手动模式或自动模式)；

(2)操纵器电控单元12检测驾驶模式是否为手动模式，如果是则执行步骤(3)，如果不是则变速器控制单元3自动选择目标挡位并执行步骤(7)；

(3)驾驶员选择高低挡及挡位；

(4)操纵器电控单元12检测电控操纵器11选择挡位位置是否到位，如果到位则执行步骤(5)，如果不到位则执行步骤(3)；

(5)操纵器电控单元12向变速器控制单元3发送换挡请求；

(6)变速器控制单元3基于车辆载重、坡度、油门踏板开度、车辆加速度和发动机转速检测请求挡位是否合理，如果合理则执行步骤(7)，如果不合理则保持当前挡位，并执行步骤(9)；

(7)变速器控制单元3向发动机控制单元4、离合器助力缸5、选换挡执行机构6、变速器制动器7发送换挡请求；

(8)发动机控制单元4、离合器助力缸5、选换挡执行机构6、变速器制动器7配合完成换挡动作；

(9)操纵器电控单元12检测变速器控制单元3反馈的当前挡位与请求挡位是否一致，如果一致则换挡成功，如果不一致则进行报警语音提示同时由仪表2显示换挡失败信息，并执行步骤(1)。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。