CN108116415A - 一种纯电动汽车换档保护策略 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电动汽车技术领域。目的是提供一种能够有效提高运行安全性的纯电动汽车换档保护策略。本发明所采用的技术方案是：一种纯电动汽车换档保护策略，包括以下步骤：S1、驾驶员操作换挡杆时，对换挡杆状态进行检测，并发送至VCU；S2、MCU向VCU发送电机的实时转速信号；VCU通过对油门踏板的检测采集实时的油门开度信号；S3、VCU对换挡意图、电机实时转速和油门开度进行综合分析后向MCU发送电机转动模式控制信号，电机转动模式控制信号包括前进模式信号、停车模式信号和后退模式信号；本发明能够防止驾驶员在行驶过程中误换挡，提高了行车的安全性，且简单易行，实施成本低。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域,具体涉及一种纯电动汽车换档保护策略。
背景技术
纯电动汽车与传统汽车的区别在于由一个动力电机代替了发动机来作为车辆的输出动力。当电机正转时，车辆为前进状态；当电机反转时，车辆为倒退状态。目前电机的主流控制方式为：由整车控制器(简称VCU)通过CAN总线向电机控制器(简称MCU)发送控制指令，再由MCU来实际控制电机的转动。此种控制方式存在一个问题，若MCU对电机旋转方向的保护逻辑做的不够周全，当VCU命令电机在正向旋转未停止时立即反向旋转，会导致车辆在前进行驶的过程中倒车，这是一种非常危险的情况。目前，一部分物流车借鉴了乘用车的做法。在车辆换档杆上增加了锁止机构，防止驾驶员在行驶过程中的误操作。但这种换档机构在成本上会增加，也不能做到完全的杜绝误操作的发生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够有效提高运行安全性的纯电动汽车换档保护策略。
为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种纯电动汽车换档保护策略，包括以下步骤：
S1、驾驶员操作换挡杆时，对换挡杆状态进行检测，并将档位信号发送至VCU，VCU以此来了解驾驶员的换挡意图；
S2、MCU向VCU发送电机的实时转速信号；VCU通过对油门踏板的检测采集实时的油门开度信号；
S3、VCU对换挡意图、电机实时转速和油门开度进行综合分析后向MCU发送电机转动模式控制信号，所述电机转动模式控制信号包括前进模式信号、停车模式信号和后退模式信号；当电机实时转速和油门开度均处于可换挡范围内时，VCU向MCU发送档位切换后对应的电机转动模式控制信号；否则VCU向MCU发送的电机转动模式控制信号维持在当前状态。
优选的，所述MCU与VCU通过CAN总线进行连接，并通过CAN总线进行信号的传输。
优选的，所述电机实时转速的可换挡范围为≤100r/min。
优选的，所述油门开度的可换挡范围为≤0.05％。
优选的，所述换挡杆处还设置有误操作警示灯，误操作警示灯受控于VCU。
优选的，所述油门开度信号通过信号采集装置进行采集，所述信号采集装置包括油门踏板，所述油门踏板上方固定设置一根弧形缸，所述弧形缸的弧心与油门踏板的铰接轴心重合，还包括一根与弧形缸相适配的柱塞，所述柱塞的一端伸入弧形缸内另一端与油门踏板的连接杆固接；所述弧形缸内充注填充二氧化碳并设置二氧化碳浓度传感器，所述二氧化碳浓度传感器与VCU通讯连接。
本发明具有以下有益效果：能够防止驾驶员在行驶过程中误换挡，提高了行车的安全性，且简单易行，实施成本低。
具体来说，常规的换挡方式是换挡杆切换至某一个档位后，VCU立即向MCU发送该档位对应的控制信号，且VCU立即控制电机按该控制信号转动，这就容易出现前进挡直接进入后退档，后退档直接进入前进挡的误操作，引发安全隐患。而本发明换挡杆切换至某一个档位后，VCU不立即向VCU发送控制信号，而是结合转速和油门开度对换挡操作是否是误操作进行快速判定，判定为常规操作，则VCU向MCU发送控制信号，MCU控制电机切换转动姿态，判定为误操作，则电机转动姿态不变。因此，本发明能够杜绝误操作造成的影响，提高了行车的安全性。同时，与设置锁止机构的方式来限制换挡杆移动的方式相比，本发明的成本更低，更加便于实施。
附图说明
图1为本发明的流程框图；
图2为弧形缸的安装示意图。
具体实施方式
如图1所示的一种纯电动汽车换档保护策略，包括以下步骤：
S1、驾驶员操作换挡杆时，对换挡杆状态进行检测，并将档位信号发送至VCU，VCU以此来了解驾驶员的换挡意图；本发明的换挡杆主要针对电动物流车档杆，其档位主要包括前进挡、停车档和后退档。
S2、MCU向VCU发送电机的实时转速信号，供VCU作为分析的依据,也就是说MCU实时监控电机的转速，并定期向VCU发送信号。MCU发送电机的实时转速信号的周期可以是100ms、200ms、300ms等，为提高响应的速度，最好以20ms为一个周期，MCU每隔20ms向VCU发送一次电机的转速信号；VCU通过对油门踏板的检测采集实时的油门开度信号，供VCU作为分析的依据；
S3、VCU对换挡意图、电机实时转速和油门开度进行综合分析后向MCU发送电机转动模式控制信号，对应换挡杆的档位设置，所述电机转动模式控制信号包括前进模式信号、停车模式信号和后退模式信号；当电机实时转速和油门开度均处于可换挡范围内时，VCU向MCU发送档位切换后对应的电机转动模式控制信号；否则VCU向MCU发送的电机转动模式控制信号维持在当前状态。所述电机实时转速的可换挡范围为≤100r/min；所述油门开度的可换挡范围为≤0.05％；根据实际车型而言，可换挡范围具有一定的差异，工作人员可根据各车辆的具体情况进行调试，以确定合理的可换挡范围。
具体来说，常规的换挡方式是换挡杆切换至某一个档位后，VCU立即向MCU发送该档位对应的控制信号，且VCU立即控制电机按该控制信号转动，这就容易出现前进挡直接进入后退档，后退档直接进入前进挡的误操作，引发安全隐患。而本发明换挡杆切换至某一个档位后，VCU不立即向VCU发送控制信号，而是结合转速和油门开度对换挡操作是否是误操作进行快速判定，判定为常规操作，则VCU向MCU发送控制信号，MCU控制电机切换转动姿态，判定为误操作，则电机转动姿态不变。因此，本发明能够杜绝误操作造成的影响，提高了行车的安全性。同时，与设置锁止机构的方式来限制换挡杆移动的方式相比，本发明的成本更低，更加便于实施。
此处结合实际操作对本发明进行进一步阐述，例如：车辆在前进的过程中，也就是档位处于前进挡时，驾驶员误将换挡杆拨动至后退档；此时VCU检测到驾驶员的换挡杆处于后退档，将换挡意图视为由前进挡向后退档切换。与此同时，MCU将电机的实时转速信号1100r/min发送至VCU，油门开度0.3％也被检测到并被发送至VCU；此时，由于实时转速信号1100r/min，油门开度0.3％均大大的超过可换挡范围转速100r/min、油门开度0.05％。因此，VCU判断该换挡操作为误操作，其继续向MCU发送控制电机正转的前进模式信号，而不发送控制电机反转的后退模式信号。从而在误换挡发生时，也不影响车辆的正常行驶，提高了安全性。为了在误操作时提醒驾驶员，还可以在换挡杆处设置误操作警示灯，所述误操作警示灯受控于VCU，在误操作发生时，提醒驾驶员。
当然，本发明也可配合现有的锁止机构进行使用，在正常状态下可通过锁止机构进行换挡杆位置的限止，当锁止机构出现故障时，利用本发明所述的保护策略对换挡误操作进行紧急应对，从而进一步提高了行车的安全性。
本发明所述MCU与VCU之间的通讯连接方式较多，但通常通过CAN总线进行连接，并通过CAN总线进行信号的传输，以提高信号传输的稳定性。
为了提高油门开度信号采集的稳定性，如图2所示，本发明所述油门开度信号通过信号采集装置进行采集，所述信号采集装置包括油门踏板1，所述油门踏板1上方固定设置一根弧形缸2，所述弧形缸2的弧心与油门踏板1的铰接轴心3重合，还包括一根与弧形缸2相适配的柱塞4，所述柱塞4的一端伸入弧形缸2内，另一端与油门踏,1的连接杆5固接；所述弧形缸2内充注填充二氧化碳7并设置二氧化碳浓度传感器8，所述二氧化碳浓度传感器8与VCU通讯连接。在使用时，踩下油门踏板1，油门踏板1的连接杆5带动柱塞4伸出，此时弧形缸2内的二氧化碳7膨胀，其浓度降低，被二氧化碳浓度传感器8检测到后，转化成对应的电信号发送至VCU。同理，在油门踏板1抬起时，油门踏板1的连接杆5带动柱塞4缩回，此时弧形缸2内的二氧化碳7被压缩，其浓度升高，被二氧化碳浓度传感器8检测到后，转化成对应的电信号发送至VCU。采用这种方式对油门开度进行检测，不仅稳定性好，而且大气压可压迫柱塞4回缩，使油门踏板1在自然状态下稳定的处在抬起的状态，更加的安全。
Claims (6)
1.一种纯电动汽车换档保护策略，其特征在于，包括以下步骤：
S1、驾驶员操作换挡杆时，对换挡杆状态进行检测，并将档位信号发送至VCU，VCU以此来了解驾驶员的换挡意图；
S2、MCU向VCU发送电机的实时转速信号；VCU通过对油门踏板的检测采集实时的油门开度信号；
S3、VCU对换挡意图、电机实时转速和油门开度进行综合分析后向MCU发送电机转动模式控制信号，所述电机转动模式控制信号包括前进模式信号、停车模式信号和后退模式信号；当电机实时转速和油门开度均处于可换挡范围内时，VCU向MCU发送档位切换后对应的电机转动模式控制信号；否则VCU向MCU发送的电机转动模式控制信号维持在当前状态。
2.根据权利要求1所述的纯电动汽车换档保护策略，其特征在于：所述MCU与VCU通过CAN总线进行连接，并通过CAN总线进行信号的传输。
3.根据权利要求2所述的纯电动汽车换档保护策略，其特征在于：所述电机实时转速的可换挡范围为≤100r/min。
4.根据权利要求3所述的纯电动汽车换档保护策略，其特征在于：所述油门开度的可换挡范围为≤0.05％。
5.根据权利要求4所述的纯电动汽车换档保护策略，其特征在于：所述换挡杆处还设置有误操作警示灯，误操作警示灯受控于VCU。
6.根据权利要求5所述的纯电动汽车换档保护策略，其特征在于：所述油门开度信号通过信号采集装置进行采集，所述信号采集装置包括油门踏板，所述油门踏板上方固定设置一根弧形缸，所述弧形缸的弧心与油门踏板的铰接轴心重合，还包括一根与弧形缸相适配的柱塞，所述柱塞的一端伸入弧形缸内另一端与油门踏板的连接杆固接；所述弧形缸内充注填充二氧化碳并设置二氧化碳浓度传感器，所述二氧化碳浓度传感器与VCU通讯连接。
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