CN115574085A

CN115574085A - Amt挡位位移传感器可靠性检验方法

Info

Publication number: CN115574085A
Application number: CN202211183469.4A
Authority: CN
Inventors: 张东强; 黄冲; 陈大伟; 徐世杰; 刘双平
Original assignee: Dongfeng Trucks Co ltd
Current assignee: Dongfeng Trucks Co ltd
Priority date: 2022-09-27
Filing date: 2022-09-27
Publication date: 2023-01-06

Abstract

本发明涉及AMT挡位位移传感器可靠性检验方法，包含步骤：获取当前的整车运行状态；如果为车辆静止状态或换挡过程中状态，则返回并再次执行；如果为车辆运行且换挡完成状态，则执行下一步；获取变速箱挡位位置信息、转轴转速信息、车辆工况信息；获得当前挡位信息；得到理论速比；计算得到实际速比；将理论速比与实际速比进行比较：如果理论速比与实际速比之间的速比偏差量小于速比偏差量阈值，则判定挡位位移传感器信号为可信且有效；否则判定挡位位移传感器信号为不可信且无效；进入人工预设的故障应对机制；本发明无需增加监控线路来满载功能安全需求，不增加整车的电路逻辑复杂程度，不加大车载电信号系统的出错可能性。

Description

AMT挡位位移传感器可靠性检验方法

技术领域

本发明涉及位移传感器故障检测方法技术领域，具体地涉及AMT挡位位移传感器可靠性检验方法。

背景技术

AMT的挡位位移信号是反映变速箱拨叉轴运动位置的参数，直接来源只有挡位移传感器的测量，包括选挡位移、换挡位移、前副箱位移和后副箱位移等等。拨叉轴的运动位置可直接反映实际变速箱齿轮啮合情况，即通过挡位位移信号，可以确定变速箱当前结合的挡位。若位移信号发生故障，将无法获取当前变速箱的挡位情况，对变速箱挡位控制带来影响。由于可用来源比较单一，为降低传感器失效带来的风险，特设计一种对位移传感器的可靠性检验方法，来提供传感器失效的可探测度。

如图1所示，变速箱操纵机构控制换挡拨叉轴运动，从而带动换挡拨叉动作，进而控制了换挡齿轮的啮合与断开。通过位移传感器，对拨叉轴位移进行监控，可以确定变速箱是否处于挡位结合状态，并确定所结合的具体挡位是多少。通过两个转速传感器，可以实时监控当前的输入轴转速和输出轴转速。

但上述监控的依据有一个前提，即各传感器都正常工作，没有考虑可靠性的问题；而现有的大部分AMT都并未将传感器的可靠性校验纳入考虑范围；

这样做的缺陷在于：

由于不进行可靠性校验，位移信号可靠性无法保证，从而存在功能安全风险；

当前也有少量现有技术对AMT进行传感器可靠性校验，其使用的技术方案大同小异，原理相同，都是加装各种辅助传感器或监控设备，实施采集并校验位移信号的可靠性；现有技术的确可以解决不进行可靠性校验所带来的安全风险；

现有技术的缺陷在于：

1.由于位移传感器可靠性的校验缺少对照来源，需要从硬件上增加监控线路来满载功能安全需求，从而增加了整车的电路逻辑复杂程度，进一步加大了车载电信号系统的出错可能性，也进一步加大了ECU、EECU等运算设备的资源消耗量；

2.由于需要从硬件上增加监控线路来满载功能安全需求，从而增加了整车从设计到制造以及后期维护的各项成本。

发明内容

本发明针对上述问题，提供AMT挡位位移传感器可靠性检验方法，其目的在于无需增加监控线路来满载功能安全需求，不增加整车的电路逻辑复杂程度，不加大车载电信号系统的出错可能性，不加大ECU、EECU等运算设备的资源消耗量。

为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：

一种AMT挡位位移传感器可靠性检验方法，包含以下步骤：

S100.获取当前的整车运行状态；所述整车运行状态包含车辆静止状态、换挡过程中状态和车辆运行且换挡完成状态；然后根据所述整车运行状态，做出如下操作：

如果所述整车运行状态为所述车辆静止状态或所述换挡过程中状态，则返回并再次执行S100；

如果所述整车运行状态为所述车辆运行且换挡完成状态，则执行S200；

S200.获取变速箱挡位位置信息、转轴转速信息、车辆工况信息；

S300.根据所述变速箱挡位位置信息，获得当前挡位信息；然后根据所述当前挡位信息、所述变速箱挡位位置信息，得到理论速比；

S400.根据所述转轴转速信息计算得到实际速比；

S500.将所述理论速比与所述实际速比进行比较，并根据比较结果，做出如下操作：

如果比较结果为所述理论速比与所述实际速比之间的速比偏差量小于人工预设的速比偏差量阈值，则判定挡位位移传感器信号为可信且有效；然后执行 S700；

如果比较结果为所述理论速比与所述实际速比之间的所述速比偏差量大于所述速比偏差量阈值，则判定所述挡位位移传感器信号为不可信且无效；然后执行S600；

S600.进入人工预设的故障应对机制；然后执行S700；

S700.退出本次可靠性检验。

优选地，所述变速箱挡位位置信息包含选挡位移、换挡位移、前副箱位移、后副箱位移；

所述转轴转速信息包含变速箱中间轴转速、变速箱主轴转速、变速箱输入轴转速、变速箱输出轴转速；

所述理论速比包含主箱理论速比、前副箱理论速比、后副箱理论速比；

所述实际速比包含中间轴-主轴实际速比、输入轴-中间轴实际速比、主轴-输出轴实际速比；

所述速比偏差量包含主箱理论-实际速比偏差量、前副箱理论-实际速比偏差量、后副箱理论-实际速比偏差量；

所述速比偏差量阈值包含主箱理论-实际速比偏差量阈值、前副箱理论-实际速比偏差量阈值、后副箱理论-实际速比偏差量阈值；

所述车辆工况信息包含车速、后桥速比、轮胎滚动半径、发动机转速信息；所述发动机转速信息包含发动机转速；

所述挡位位移传感器信号包含变速箱换挡位移传感器信号、变速箱前副箱位移传感器信号、变速箱后副箱位移传感器信号。

优选地，所述中间轴-主轴实际速比按下式表达：

其中：η₄为所述中间轴-主轴实际速比；r_mid为所述变速箱中间轴转速；r_main为所述变速箱主轴转速。

优选地，所述输入轴-中间轴实际速比按下式表达：

其中：n₅为所述输入轴-中间轴实际速比；r_input为所述变速箱输入轴转速；所述变速箱输入轴转速按下式表达：

r_input＝r_engine

其中：r_engine为所述发动机转速信息中的所述发动机转速。

优选地，所述主轴-输出轴实际速比按下式表达：

其中：η₆为所述主轴-输出轴实际速比；r_output为所述变速箱输出轴转速；所述变速箱输出轴转速根据所述车辆工况信息中的所述车速、所述后桥速比、所述轮胎滚动半径计算得到。

优选地，所述主箱理论-实际速比偏差量按下式表达：

其中：δ₁为所述主箱理论-实际速比偏差量；η₁为所述主箱理论速比。

优选地，所述前副箱理论-实际速比偏差量按下式表达：

其中：δ₂为所述前副箱理论-实际速比偏差量；η₂为所述前副箱理论速比。

优选地，所述后副箱理论-实际速比偏差量按下式表达：

其中：δ₃为所述后副箱理论-实际速比偏差量；η₃为所述后副箱理论速比。

优选地，S500中将理论速比与实际速比进行比较，具体包含以下步骤：

S510.将所述主箱理论-实际速比偏差量与所述主箱理论-实际速比偏差量阈值进行比较；然后根据比较结果，做出如下操作：

如果所述主箱理论-实际速比偏差量小于所述主箱理论-实际速比偏差量阈值，则判定所述变速箱换挡位移传感器信号可信且有效；然后执行S520；

如果所述主箱理论-实际速比偏差量大于所述主箱理论-实际速比偏差量阈值，则判定所述变速箱换挡位移传感器信号不可信且无效；然后执行S520；

S520.将所述主箱理论-实际速比偏差量与所述主箱理论-实际速比偏差量阈值进行比较；然后根据比较结果，做出如下操作：

如果所述前副箱理论-实际速比偏差量小于所述前副箱理论-实际速比偏差量阈值，则判定所述变速箱前副箱位移传感器信号可信且有效；然后执行S530；

如果所述前副箱理论-实际速比偏差量大于所述前副箱理论-实际速比偏差量阈值，则判定所述变速箱前副箱位移传感器信号不可信且无效；然后执行S530；

S530.将所述主箱理论-实际速比偏差量与所述主箱理论-实际速比偏差量阈值进行比较；然后根据比较结果，做出如下操作：

如果所述后副箱理论-实际速比偏差量小于所述后副箱理论-实际速比偏差量阈值，则判定所述变速箱后副箱位移传感器信号可信且有效；然后执行S540；

如果所述后副箱理论-实际速比偏差量大于所述后副箱理论-实际速比偏差量阈值，则判定所述变速箱后副箱位移传感器信号不可信且无效；然后执行S540；

S540.根据S510～S530的判定结果，做出如下操作：

如果所述变速箱换挡位移传感器信号被判定为可信且有效，且所述变速箱前副箱位移传感器信号被判定为可信且有效，且所述变速箱后副箱位移传感器信号被判定为可信且有效，则判定所述挡位位移传感器信号为可信且有效；

如果所述变速箱换挡位移传感器信号被判定为不可信且无效，且所述变速箱前副箱位移传感器信号被判定为不可信且无效，且所述变速箱后副箱位移传感器信号被判定为不可信且无效，则判定所述挡位位移传感器信号为不可信且无效。

优选地，所述主箱理论速比根据所述变速箱挡位位置信息中的所述换挡位移获得；

所述前副箱理论速比根据所述变速箱挡位位置信息中的所述前副箱位移获得；

所述后副箱理论速比根据所述变速箱挡位位置信息中的所述后副箱位移获得；

所述主箱理论-实际速比偏差量阈值为10％；

所述前副箱理论-实际速比偏差量阈值为10％；

所述后副箱理论-实际速比偏差量阈值为10％。

本发明与现有技术对比，具有以下优点：

1.由于本发明的原理是利用现有的已采集的常规工况数据，间接计算得到位移传感器可靠性的校验对照来源，从而无需增加监控线路来满载功能安全需求，也就不会增加整车的电路逻辑复杂程度，更不会加大车载电信号系统的出错可能性，也更不会加大ECU、EECU等运算设备的资源消耗量；

2.由于本发明无需增加监控线路来满载功能安全需求，从而大幅降低了整车从设计到制造以及后期维护的各项成本。

附图说明

图1为本发明背景技术描述中涉及的变速箱操纵机构控制换挡拨叉轴运动示意图；

图2为本发明具体实施例的检验方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

需要事先说明的是，本具体实施例是基于我公司，即东风商用车有限公司，的一款12挡AMT上实施的；另一方面，将本发明应用于其他AMT的做法，也将落入本发明的保护范围之中；另一方面，本具体实施例是用于支撑本发明实用性、新颖性和创造性说明，而不应以此作为权利要求范围的最终解释。

如图2所示，一种AMT挡位位移传感器可靠性检验方法，包含以下步骤：

S100.获取当前的整车运行状态；整车运行状态包含车辆静止状态、换挡过程中状态和车辆运行且换挡完成状态；然后根据整车运行状态，做出如下操作：

如果整车运行状态为车辆静止状态或换挡过程中状态，则返回并再次执行 S100。

如果整车运行状态为车辆运行且换挡完成状态，则执行S200。

需要说明的是，S100的作用在于确定整车运行状态，排除掉传感器非工作状态或正常波动带来的影响，比如车辆静止、换挡过程中等。

S200.从挡位位移传感器获取变速箱挡位位置信息、转轴转速信息、车辆工况信息。

需要说明的是，通过转轴位移传感器，可直接读取换挡位移、前副箱位移、后副箱位移。

本具体实施例中，变速箱挡位位置信息包含选挡位移、换挡位移、前副箱位移、后副箱位移。

本具体实施例中，转轴转速信息包含变速箱中间轴转速、变速箱主轴转速、变速箱输入轴转速、变速箱输出轴转速。

需要说明的是，本发明通过中间轴转速传感器，可直接读取到变速箱中间轴转速。

需要说明的是，本发明通过主轴转速传感器，可直接读取到变速箱主轴转速。

需要进一步说明的是，本发明通过转轴转速传感器获取变速箱输入轴转速、变速箱输出轴转速；转轴转速传感器的可靠性可以通过车辆其他相关转速来源进行校验，不在本发明的技术方案考虑范围内；本发明的技术方案进行挡位位移传感器可靠性校验时，以转轴转速传感器无故障为前提。

本具体实施例中，车辆工况信息包含车速、后桥速比、轮胎滚动半径、发动机转速信息；发动机转速信息包含发动机转速。

S300.根据变速箱挡位位置信息，获得当前挡位信息；然后根据当前挡位信息、变速箱挡位位置信息，得到理论速比；

需要说明的是，本发明是由变速箱挡位位置信息确定出变速箱所结合的挡位，再得到理论速比。

本具体实施例中，理论速比包含主箱理论速比、前副箱理论速比、后副箱理论速比。

本具体实施例中，主箱理论速比根据变速箱挡位位置信息中的换挡位移获得。

需要说明的是，从换挡位移可以获取到实际变速箱主箱拨叉位置，进而可以确定变速箱主箱处于1挡、2挡、3挡还是R挡，从而可查询设计齿轮比得到主箱理论速比。

本具体实施例中，前副箱理论速比根据变速箱挡位位置信息中的前副箱位移获得。

需要说明的是，从前副箱位移可以确定前副箱处于高挡区还是低挡区，从而可查询设计齿轮比得到前副箱理论速比。

本具体实施例中，后副箱理论速比根据变速箱挡位位置信息中的后副箱位移获得。

需要说明的是，从后副箱位移可以确定后副箱处于高挡区还是低挡区，从而可查询设计齿轮比得到后副箱理论速比。

S400.根据转轴转速信息计算得到实际速比；

本具体实施例中，实际速比包含中间轴-主轴实际速比、输入轴-中间轴实际速比、主轴-输出轴实际速比。

需要说明的是，本发明是根据变速箱中间轴转速、变速箱主轴转速、变速箱输入轴转速、变速箱输出轴转速，得到中间轴-主轴实际速比、输入轴-中间轴实际速比、主轴-输出轴实际速比；具体来说：

本具体实施例中，中间轴-主轴实际速比按式(1)表达：

其中：η₄为中间轴-主轴实际速比；r_mid为变速箱中间轴转速；r_main为变速箱主轴转速。

本具体实施例中，输入轴-中间轴实际速比按式(2)表达：

其中：η₅为输入轴-中间轴实际速比；r_input为变速箱输入轴转速；变速箱输入轴转速按式(3)表达：

r_input＝r_engine (3)

其中：r_engine为发动机转速信息中的发动机转速。

需要说明的是，当离合器结合时，变速箱输入轴转速应与发动机转速相等，通过发动机转速信息就可以间接得到变速箱输入轴转速。

本具体实施例中，主轴-输出轴实际速比按式(4)表达：

其中：η₆为主轴-输出轴实际速比；r_output为变速箱输出轴转速；变速箱输出轴转速根据车辆工况信息中的车速、后桥速比、轮胎滚动半径计算得到。

需要说明的是，车速通过仪表车速里程传感器读取。

S500.将理论速比与实际速比进行比较，并根据比较结果，做出如下操作：

如果比较结果为理论速比与实际速比之间的速比偏差量小于人工预设的速比偏差量阈值，则判定挡位位移传感器信号为可信且有效；然后执行S700；

如果比较结果为理论速比与实际速比之间的速比偏差量大于速比偏差量阈值，则判定挡位位移传感器信号为不可信且无效；然后执行S600。

需要说明的是，S500简单来说可以归纳为以下原理：若实际与理论转速比偏差较大，认为挡位位移传感器信号不可靠，需要对位移传感器信号进行故障处理，进入故障应对机制。偏差在可接受范围内，则认为挡位位移传感器信号有效，使用传感器信号进行策略计算。

本具体实施例中，速比偏差量包含主箱理论-实际速比偏差量、前副箱理论- 实际速比偏差量、后副箱理论-实际速比偏差量。

本具体实施例中，主箱理论-实际速比偏差量按式(5)表达：

其中：δ₁为主箱理论-实际速比偏差量；η₁为主箱理论速比。

本具体实施例中，前副箱理论-实际速比偏差量按式(6)表达：

其中：δ₂为前副箱理论-实际速比偏差量；η₂为前副箱理论速比。

本具体实施例中，后副箱理论-实际速比偏差量按式(7)表达：

其中：δ₃为后副箱理论-实际速比偏差量；η₃为后副箱理论速比。

本具体实施例中，速比偏差量阈值包含主箱理论-实际速比偏差量阈值、前副箱理论-实际速比偏差量阈值、后副箱理论-实际速比偏差量阈值。

本具体实施例中，挡位位移传感器信号包含变速箱换挡位移传感器信号、变速箱前副箱位移传感器信号、变速箱后副箱位移传感器信号。

本具体实施例中，S500中将理论速比与实际速比进行比较，具体包含以下步骤：

S510.将主箱理论-实际速比偏差量与主箱理论-实际速比偏差量阈值进行比较；然后根据比较结果，做出如下操作：

如果主箱理论-实际速比偏差量小于主箱理论-实际速比偏差量阈值，则判定变速箱换挡位移传感器信号可信且有效；然后执行S520。

如果主箱理论-实际速比偏差量大于主箱理论-实际速比偏差量阈值，则判定变速箱换挡位移传感器信号不可信且无效；然后执行S520。

本具体实施例中，主箱理论-实际速比偏差量阈值为10％。

需要说明的是，S510的逻辑在于：当η₁与η₄偏差，即δ₁，超过10％时，认为变速箱换挡位移传感器不可信，从而完成对变速箱换挡位移传感器的可靠性校验。

S520.将主箱理论-实际速比偏差量与主箱理论-实际速比偏差量阈值进行比较；然后根据比较结果，做出如下操作：

如果前副箱理论-实际速比偏差量小于前副箱理论-实际速比偏差量阈值，则判定变速箱前副箱位移传感器信号可信且有效；然后执行S530。

如果前副箱理论-实际速比偏差量大于前副箱理论-实际速比偏差量阈值，则判定变速箱前副箱位移传感器信号不可信且无效；然后执行S530。

本具体实施例中，前副箱理论-实际速比偏差量阈值为10％。

需要说明的是，S520的逻辑在于：当η₂与η₅偏差，即δ₂，超过10％时，认为变速箱前副箱位移传感器不可信，从而完成对变速箱前副箱位移传感器的可靠性校验。

S530.将主箱理论-实际速比偏差量与主箱理论-实际速比偏差量阈值进行比较；然后根据比较结果，做出如下操作：

如果后副箱理论-实际速比偏差量小于后副箱理论-实际速比偏差量阈值，则判定变速箱后副箱位移传感器信号可信且有效；然后执行S540。

如果后副箱理论-实际速比偏差量大于后副箱理论-实际速比偏差量阈值，则判定变速箱后副箱位移传感器信号不可信且无效；然后执行S540。

本具体实施例中，后副箱理论-实际速比偏差量阈值为10％。

需要说明的是，S530的逻辑在于：当η₃与η₆偏差，即δ₃，超过10％时，认为变速箱后副箱位移传感器不可信，从而完成对变速箱后副箱位移传感器的可靠性校验。

S540.根据S510～S530的判定结果，做出如下操作：

如果变速箱换挡位移传感器信号被判定为可信且有效，且变速箱前副箱位移传感器信号被判定为可信且有效，且变速箱后副箱位移传感器信号被判定为可信且有效，则判定挡位位移传感器信号为可信且有效。

如果变速箱换挡位移传感器信号被判定为不可信且无效，且变速箱前副箱位移传感器信号被判定为不可信且无效，且变速箱后副箱位移传感器信号被判定为不可信且无效，则判定挡位位移传感器信号为不可信且无效。

需要说明的是，S500最终的逻辑在于：若实际与理论转速比偏差较大，认为挡位位移传感器信号不可靠，需要对位移传感器信号进行故障处理，进入故障应对机制。偏差在可接受范围内，则认为挡位位移传感器信号有效，使用传感器信号进行策略计算。

S600.进入人工预设的故障应对机制；然后执行S700。

S700.退出本次可靠性检验。

在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要比清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。

为使本领域内的任何技术人员能够实现或者使用本发明，上面对所公开实施例进行了描述。对于本领域技术人员来说；这些实施例的各种修改方式都是显而易见的，并且本文定义的一般原理也可以在不脱离本公开的精神和保护范围的基础上适用于其它实施例。因此，本公开并不限于本文给出的实施例，而是与本申请公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。

上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或”是要表示“非排它性的或者”。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。