CN107323307A - 一种电动汽车上坡换挡系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动汽车上坡换挡系统及其控制方法，该系统包括整车控制器、车辆信号单元、坡度传感器、重量传感器、换挡执行机构及变速器。所述坡度传感器、所述重量传感器及所述换挡执行机构分别与所述整车控制器相连接。所述换挡执行机构与所述变速器相连且用于执行换挡指令使所述变速器换挡。所述变速器分别与车速传感器、转速传感器相连；所述车速传感器用于检测所述变速器的输出轴转速；所述转速传感器用于检测所述变速器的输入轴转速；所述车速传感器与所述转速传感器还分别与所述整车控制器相连。本发明能提前预测车辆上坡所需动力，调整变速箱挡位，保证汽车上坡时行驶平顺、避免换挡不及时导致的车辆动力不足或滞留。

Description

一种电动汽车上坡换挡系统及其控制方法

【技术领域】

本发明涉及电动汽车整车控制领域，尤其涉及一种电动汽车上坡换挡系统及其控制方法。

【背景技术】

近年来，电动汽车得到了大规模推广，电动汽车的动力性能是各种性能中最基本、最重要的性能，在很大程度上决定了电动汽车运输效率的高低。然而车辆行驶道路拥堵状况不尽相同，车速范围变化大，因此它要求驱动电机的转速范围较宽。由于自动变速器能够减轻驾驶员劳动强度，同时有效地提高汽车动力性与经济性。现有的自动变速器虽然可以实现自动变速功能，但是面对复杂多变的路况特别是上坡路况时，由于以车速、电机转速和加速踏板开度为因数换挡策略，会导致车辆换挡不及时而产生动力性能滞后。

鉴于此，实有必要提供一种新的电动汽车上坡换挡系统及其控制方法，以克服现有技术存在的不足之处。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种电动汽车上坡换挡系统及其控制方法，能提前预测车辆上坡所需动力，调整变速箱挡位，保证汽车上坡时行驶平顺、避免换挡不及时导致的车辆动力不足或滞留。

为了实现上述目的，本发明提供一种电动汽车上坡换挡系统，包括整车控制器、车辆信号单元、坡度传感器、重量传感器、换挡执行机构及变速器；所述坡度传感器、所述重量传感器及所述换挡执行机构分别与所述整车控制器相连接；所述坡度传感器用于检测汽车所在路况的坡度；所述重量传感器用于检测汽车的整车重量；所述换挡执行机构与所述变速器相连且用于执行换挡指令使所述变速器换挡；所述变速器分别与车速传感器、转速传感器相连；所述车速传感器用于检测所述变速器的输出轴转速；所述转速传感器用于检测所述变速器的输入轴转速；所述车速传感器与所述转速传感器还分别与所述整车控制器相连。

优选地，所述车辆信号单元包括挡位传感器、制动踏板及加速踏板；所述挡位传感器、所述制动踏板及所述加速踏板分别与所述整车控制器相连，所述加速踏板上还设有开度传感器，所述开度传感器一端与所述加速踏板相连另一端与所述整车控制器相连，所述开度传感器用于测得驾驶员踩下所述加速踏板的开度；将所述挡位传感器的挡位信号、所述制动踏板的开关信号、所述加速踏板的开关信号及所述开度传感器的开度信号分别传送至所述整车控制器。

优选地，所述挡位信号包括前进挡、倒车挡、停车挡及空挡。

优选地，所述整车控制器包括挡位检测模块、制动判断模块、加速判断模块、坡度获取模块、重量获取模块、车速获取模块、转速获取模块、开度获取模块、挡位选择模块及指令发送模块；所述挡位检测模块用于检测所述挡位传感器是否处于前进挡或者倒车挡；所述制动判断模块用于判断所述制动踏板的是否开启；所述加速判断模块用于判断所述加速踏板的是否开启；所述坡度获取模块用于获取所述坡度传感器测得的坡度；所述重量获取模块用于获取所述重量传感器测得的整车重量；所述车速获取模块用于获取所述车速传感器测得的所述变速器的输出轴转速并计算出车速；所述转速获取模块用于获取所述转速传感器测得的所述变速器的输入轴转速并计算出电机转速；所述开度获取模块用于获取所述开度传感器测得的所述加速踏板的开度；所述换挡执行机构根据所述坡度、所述整车重量、所述车速、所述电机转速及所述开度选择合适的挡位；所述指令发送模块用于发送挡位指令给所述换挡执行机构。

优选地，所述变速器的换挡控制因素包括坡度、整车重量、车速、电机转速及开度；根据所述整车控制器获取的所述坡度、所述整车重量、所述车速、所述电机转速及所述开度选择合适的挡位，然后发送挡位指令给所述换挡执行机构，所述换挡执行机构执行换挡指令使所述变速器换挡。

本发明还提供一种电动汽车上坡换挡系统的控制方法，包括以下步骤：

步骤S01，检测所述挡位传感器是否处于前进挡或倒车挡，判断所述制动踏板是否开启，当所述挡位传感器处于前进挡或倒车挡，所述制动踏板关闭，执行步骤S02；否则重复步骤S01；

步骤S02，判断所述加速踏板是否开启，当所述加速踏板开启，执行步骤S03，否则重复步骤S02；

步骤S03，获取所述坡度传感器测得的坡度，获取所述重量传感器测得的整车重量；

步骤S04，获取所述车速传感器测得的所述变速器的输出轴转速并计算出车速；

步骤S05，获取所述转速传感器测得的所述变速器的输入轴转速并计算出电机转速；

步骤S06，获取所述开度传感器测得的所述加速踏板的开度；

步骤S07，根据所述坡度、所述整车重量、所述车速、所述电机转速及所述开度选择合适的挡位；

步骤S08，发送挡位指令给所述换挡执行机构使所述变速器换挡。

本发明提供的电动汽车上坡换挡系统及其控制方法，能够实现电动车上坡行驶的平顺性，保证车辆在上坡后及时进行挡位调整，确保车辆坡道的动力性。

【附图说明】

图1为本发明提供的电动汽车上坡换挡系统的框架示意图。

图2为本发明提供的电动汽车上坡换挡系统的控制原理框图。

图3为图1所示的电动汽车上坡换挡系统的控制方法的示意图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明。

请参阅图1，本发明提供的一种电动汽车上坡换挡系统100，包括整车控制器10、车辆信号单元20、坡度传感器30、重量传感器40、换挡执行机构50及变速器60。

所述车辆信号单元20包括挡位传感器21、制动踏板22及加速踏板23。所述挡位传感器21、所述制动踏板22及所述加速踏板23分别与所述整车控制器10相连。在本实施方式中，所述加速踏板23上还设有开度传感器231，所述开度传感器231一端与所述加速踏板23相连另一端与所述整车控制器10相连。所述开度传感器231用于测得驾驶员踩下所述加速踏板23的开度。将所述挡位传感器21的挡位信号、所述制动踏板22的开关信号、所述加速踏板23的开关信号及所述开度传感器231的开度信号分别传送至所述整车控制器10。所述挡位信号包括前进挡、倒车挡、停车挡及空挡。

所述坡度传感器30、所述重量传感器40及所述换挡执行机构50分别与所述整车控制器10相连。所述坡度传感器30用于检测汽车所在路况的坡度。所述重量传感器40用于检测汽车的整车重量。

所述换挡执行机构50与所述变速器60相连且用于执行换挡指令使所述变速器60换挡。所述变速器60分别与车速传感器61、转速传感器62相连。在本实施方式中，所述变速器60的输出轴上设有车速传感器61用于检测所述变速器60的输出轴转速。所述变速器60的输入轴上还设有转速传感器62用于检测所述变速器60的输入轴转速。所述车速传感器61与所述转速传感器62还分别与所述整车控制器10相连。所述变速器60的换挡控制因素包括坡度、整车重量、车速、电机转速及开度。

请参阅图2，在本实施方式中，所述整车控制器10可以被分割成多个模块且多个模块存储在储存器70中并配置一个处理器80来执行，多个模块包括但不仅限于：挡位检测模块101、制动判断模块102、加速判断模块103、坡度获取模块104、重量获取模块105、车速获取模块106、转速获取模块107、开度获取模块108、挡位选择模块109及指令发送模块110。

所述挡位检测模块101，用于检测所述挡位传感器21是否处于前进挡或者倒车挡。

所述制动判断模块102，用于判断所述制动踏板22的是否开启。

所述加速判断模块103，用于判断所述加速踏板23的是否开启。

所述坡度获取模块104，用于获取所述坡度传感器30测得的坡度。

所述重量获取模块105，用于获取所述重量传感器40测得的整车重量。

所述车速获取模块106，用于获取所述车速传感器61测得的所述变速器60的输出轴转速并计算出车速。

所述转速获取模块107，用于获取所述转速传感器62测得的所述变速器60的输入轴转速并计算出电机转速。

所述开度获取模块108，用于获取所述开度传感器231测得的所述加速踏板23的开度。

所述挡位选择模块109，根据所述坡度、所述整车重量、所述车速、所述电机转速及所述开度选择合适的挡位。

所述指令发送模块110，用于发送挡位指令给所述换挡执行机构50。

当汽车行驶进入上坡路况时，根据所述整车控制器10获取的所述坡度、所述整车重量、所述车速、所述电机转速及所述开度选择合适的挡位，然后发送挡位指令给所述换挡执行机构50，所述换挡执行机构50执行换挡指令使所述变速器60换挡。

请参阅图3，本发明还提供一种电动汽车上坡换挡系统100的控制方法200，包括以下步骤：

步骤S01，所述挡位检测模块101检测所述挡位传感器21是否处于前进挡或倒车挡，所述制动判断模块102判断所述制动踏板22是否开启，当所述挡位传感器21处于前进挡或倒车挡，所述制动踏板22关闭，执行步骤S02；否则重复步骤S01。

步骤S02，所述加速判断模块103判断所述加速踏板23是否开启，当所述加速踏板23开启，执行步骤S03，否则重复步骤S02。

步骤S03，所述坡度获取模块104获取所述坡度传感器30测得的坡度值，所述重量获取模块105获取所述重量传感器40测得的整车重量。

步骤S04，所述车速获取模块106获取所述车速传感器61测得的所述变速器60的输出轴转速并计算出车速。

步骤S05，所述转速获取模块107获取所述转速传感器62测得的所述变速器60的输入轴转速并计算出电机转速。

步骤S06，所述开度获取模块108获取所述开度传感器231测得的所述加速踏板23的开度。

步骤S07，所述挡位选择模块109根据所述坡度、所述整车重量、所述车速、所述电机转速及所述开度选择合适的挡位；

步骤S08，所述指令发送模块110发送挡位指令给所述换挡执行机构50使所述变速器60换挡。

本发明提供的电动汽车上坡换挡系统及其控制方法，能够实现电动车上坡行驶的平顺性，保证车辆在上坡后及时进行挡位调整，确保车辆坡道的动力性。

本发明并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

Claims (6)

1.一种电动汽车上坡换挡系统，其特征在于：包括整车控制器、车辆信号单元、坡度传感器、重量传感器、换挡执行机构及变速器；所述坡度传感器、所述重量传感器及所述换挡执行机构分别与所述整车控制器相连接；所述坡度传感器用于检测汽车所在路况的坡度；所述重量传感器用于检测汽车的整车重量；所述换挡执行机构与所述变速器相连且用于执行换挡指令使所述变速器换挡；所述变速器分别与车速传感器、转速传感器相连；所述车速传感器用于检测所述变速器的输出轴转速；所述转速传感器用于检测所述变速器的输入轴转速；所述车速传感器与所述转速传感器还分别与所述整车控制器相连。

2.如权利要求1所述的电动汽车上坡换挡系统，其特征在于：所述车辆信号单元包括挡位传感器、制动踏板及加速踏板；所述挡位传感器、所述制动踏板及所述加速踏板分别与所述整车控制器相连，所述加速踏板上还设有开度传感器，所述开度传感器一端与所述加速踏板相连另一端与所述整车控制器相连，所述开度传感器用于测得驾驶员踩下所述加速踏板的开度；将所述挡位传感器的挡位信号、所述制动踏板的开关信号、所述加速踏板的开关信号及所述开度传感器的开度信号分别传送至所述整车控制器。

3.如权利要求2所述的电动汽车上坡换挡系统，其特征在于：所述挡位信号包括前进挡、倒车挡、停车挡及空挡。

4.如权利要求3所述的电动汽车上坡换挡系统，其特征在于：所述整车控制器包括挡位检测模块、制动判断模块、加速判断模块、坡度获取模块、重量获取模块、车速获取模块、转速获取模块、开度获取模块、挡位选择模块及指令发送模块；所述挡位检测模块用于检测所述挡位传感器是否处于前进挡或者倒车挡；所述制动判断模块用于判断所述制动踏板的是否开启；所述加速判断模块用于判断所述加速踏板的是否开启；所述坡度获取模块用于获取所述坡度传感器测得的坡度；所述重量获取模块用于获取所述重量传感器测得的整车重量；所述车速获取模块用于获取所述车速传感器测得的所述变速器的输出轴转速并计算出车速；所述转速获取模块用于获取所述转速传感器测得的所述变速器的输入轴转速并计算出电机转速；所述开度获取模块用于获取所述开度传感器测得的所述加速踏板的开度；所述换挡执行机构根据所述坡度、所述整车重量、所述车速、所述电机转速及所述开度选择合适的挡位；所述指令发送模块用于发送挡位指令给所述挡位执行机构。

5.如权利要求4所述的电动汽车上坡换挡系统，其特征在于：所述变速器的换挡控制因素包括坡度、整车重量、车速、电机转速及开度；根据所述整车控制器获取的所述坡度、所述整车重量、所述车速、所述电机转速及所述开度选择合适的挡位，然后发送挡位指令给所述换挡执行机构，所述换挡执行机构执行换挡指令使所述变速器换挡。

6.如权利要求4所述的电动汽车上坡换挡系统的控制方法，包括以下步骤：

步骤S01，检测所述挡位传感器是否处于前进挡或倒车挡，判断所述制动踏板是否开启，当所述挡位传感器处于前进挡或倒车挡，所述制动踏板关闭，执行步骤S02；否则重复步骤S01；

步骤S02，判断所述加速踏板是否开启，当所述加速踏板开启，执行步骤S03，否则重复步骤S02；

步骤S03，获取所述坡度传感器测得的坡度，获取所述重量传感器测得的整车重量；

步骤S04，获取所述车速传感器测得的所述变速器的输出轴转速并计算出车速；

步骤S05，获取所述转速传感器测得的所述变速器的输入轴转速并计算出电机转速；

步骤S06，获取所述开度传感器测得的所述加速踏板的开度；

步骤S07，根据所述坡度、所述整车重量、所述车速、所述电机转速及所述开度选择合适的挡位；

步骤S08，发送挡位指令给所述换挡执行机构使所述变速器换挡。