CN108583277A - 新能源汽车变速箱及换挡系统电子控制器 - Google Patents

新能源汽车变速箱及换挡系统电子控制器 Download PDF

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姚根良
郭耀辉
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Abstract

本发明公开了一种新能源汽车变速箱及换挡系统电子控制器，所述汽车变速箱及换挡系统电子控制器（PCU）与所述整车控制器（VCU）、驱动电机、挡位位置传感器、输出轴转速传感器连接，所述PCU接收所述VCU的控制指令，并接收并控制所述驱动电机、挡位位置传感器、输出轴转速传感器的工作参数，决定变速箱挡位并执行换挡控制；当新能源汽车需要停车熄火时，所述PCU接收到所述VCU的锁齿命令信号后，所述PCU采集锁齿挡位位置信号，结合VCU的整车行车状态信号进行综合分析，控制驱动电机做出响应完成变速箱锁齿。本发明效率高，无须增加发动机功耗，而且结构简单，便于移植，成本低。

Description

新能源汽车变速箱及换挡系统电子控制器
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种新能源汽车变速箱及换挡系统电子控制器。
背景技术
新能源汽车具有噪声小、零排放、舒适干净的显著优点，已经成为了世界上公认的21世纪取代燃油汽车最理想、最有希望的绿色交通工具。世界主要汽车生产国都在纷纷加快部署，将发展新能源汽车作为国家战略，加快推进其技术研发和产业化。因此，新能源汽车已成为国际汽车产业的发展方向，也必将成为本世纪重点发展的新型汽车。
新能源汽车在变速箱中增加驻车棘爪锁定齿轮，提供驻车时的可靠性，由程序根据变速箱锁齿及换挡系统的电子控制器（PCU）采集到的驻车机构位置信号，实现驻车锁齿与驻车解锁。在实现变速箱换挡时，由变速箱锁齿及换挡系统的电子控制器（PCU）采集当前变速箱输出轴转速信号和当前变速箱挡位置信号控制换挡电机驱动执行机构，从而实现变速箱换挡。
发明内容
本发明提供的一种新能源汽车变速箱及换挡系统电子控制器，所述PCU与所述VCU、驱动电机、挡位位置传感器、输出轴转速传感器连接，所述PCU接收所述VCU的控制指令，并接收并控制所述驱动电机、挡位位置传感器、输出轴转速传感器的工作参数，决定变速箱挡位并执行换挡控制；
当新能源汽车需要停车熄火时，所述PCU接收到所述VCU的锁齿命令信号后，所述PCU采集锁齿挡位位置信号，结合VCU的整车行车状态信号进行综合分析，控制驱动电机做出响应完成变速箱锁齿。
基于本发明上述新能源汽车变速箱及换挡系统电子控制器的另一个实施例中，所述PCU包括：中央处理单元、电源单元、信号采集单元、输出单元和通讯单元；
所述电源单元与所述中央处理单元的电源接口连接，用于向中央处理单元供电；
所述信号采集单元与所述中央处理单元的输入接口连接，用于采集所述驱动电机、挡位位置传感器、输出轴转速传感器的模拟量、数字量、开关量数据，并将采集数据发送至中央处理单元；
所述输出单元与所述中央处理单元的输出接口连接，用于输出所述中央处理单元的控制信号，控制所述驱动电机、挡位位置传感器、输出轴转速传感器的工作；
所述通讯单元与中央处理单元的通讯接口连接。
基于本发明上述新能源汽车变速箱及换挡系统电子控制器的另一个实施例中，所述信号采集单元包括：开关量信号处理单元、模拟量信号处理单元、数字量信号处理单元；
所述开关量信号处理单元用于采集并处理所述驱动电机、挡位位置传感器、输出轴转速传感器的开关量信号；
所述模拟量信号处理单元用于采集并处理所述驱动电机、挡位位置传感器、输出轴转速传感器的模拟量信号；
所述数字量信号处理单元用于采集并处理所述驱动电机、挡位位置传感器、输出轴转速传感器的数字量信号。
基于本发明上述新能源汽车变速箱及换挡系统电子控制器的另一个实施例中，所述输出单元包括：继电器输出控制单元、电机输出控制单元、驱动电源控制单元；
所述继电器输出控制单元用于控制所述驱动电机、挡位位置传感器、输出轴转速传感器的开关信号；
所述电机输出控制单元用于控制所述驱动电机、挡位位置传感器、输出轴转速传感器的工作参数；
所述驱动电源控制单元用于控制所述驱动电机、挡位位置传感器、输出轴转速传感器的电源。
基于本发明上述新能源汽车变速箱及换挡系统电子控制器的另一个实施例中，所述通讯单元包括CAN总线通信模块，用于中央处理单元与所述VCU通讯。
基于本发明上述新能源汽车变速箱及换挡系统电子控制器的另一个实施例中，所述VCU向所述PCU输出的信息包括：加速踏板位置信息、制动踏板位置信息、坡度信号信息、车轮转速信号信息、停车锁齿信号信息。
与现有技术相比，本发明包括以下优点：
本发明的新能源汽车变速箱及换挡系统电子控制器，通过PCU采集到的驻车机构位置信号进行综合分析，再由PCU控制驻车电机驱动执行机构，从而实现驻车锁齿与驻车解锁；在实现变速箱换挡时，由PCU采集当前变速箱输出轴转速信号和当前变速箱挡位信号进行综合分析，再由PCU控制换挡电机驱动执行机构，从而实现变速箱换挡。本发明效率高，无须增加发动机功耗，而且结构简单，便于移植，成本低。
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使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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是本发明的新能源汽车变速箱及换挡系统电子控制器的一个实施例的结构示意图。
图2是本发明的新能源汽车变速箱及换挡系统电子控制器的另一个实施例的结构示意图。
图中：1 PCU、11中央处理单元、12电源单元、13信号采集单元、131开关量信号处理单元、132模拟量信号处理单元、133数字量信号处理单元、14输出单元、141继电器输出控制单元、142电机输出控制单元、143驱动电源控制单元、15通讯单元、2 VCU、3驱动电机、4挡位位置传感器、5输出轴转速传感器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例只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，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图和实施例对本发明提供的一种新能源汽车变速箱及换挡系统电子控制器进行更详细地说明。
图1是本发明的新能源汽车变速箱及换挡系统电子控制器的一个实施例的结构示意图，如图1所示，所述PCU 1与所述VCU 2、驱动电机3、挡位位置传感器4、输出轴转速传感器5连接，所述PCU 1接收所述VCU 2的控制指令，并接收并控制所述驱动电机3、挡位位置传感器4、输出轴转速传感器5的工作参数，决定变速箱挡位并执行换挡控制；
当新能源汽车需要停车熄火时，所述PCU 1接收到所述VCU 2的锁齿命令信号后，所述PCU 1采集锁齿挡位位置信号，结合VCU 2的整车行车状态信号进行综合分析，控制驱动电机3做出响应完成变速箱锁齿。
图2是本发明的新能源汽车变速箱及换挡系统电子控制器的另一个实施例的结构示意图，如图2所示，所述PCU 1包括：中央处理单元11、电源单元12、信号采集单元13、输出单元14和通讯单元15；
所述电源单元12与所述中央处理单元11的电源接口连接，用于向中央处理单元11供电；
所述信号采集单元13与所述中央处理单元11的输入接口连接，用于采集所述驱动电机3、挡位位置传感器4、输出轴转速传感器5的模拟量、数字量、开关量数据，并将采集数据发送至中央处理单元11；
所述输出单元14与所述中央处理单元11的输出接口连接，用于输出所述中央处理单元11的控制信号，控制所述驱动电机3、挡位位置传感器4、输出轴转速传感器5的工作；
所述通讯单元15与中央处理单元11的通讯接口连接。
所述信号采集单元13包括：开关量信号处理单元131、模拟量信号处理单元132、数字量信号处理单元133；
所述开关量信号处理单元131用于采集并处理所述驱动电机3、挡位位置传感器4、输出轴转速传感器5的开关量信号；
所述模拟量信号处理单元132用于采集并处理所述驱动电机3、挡位位置传感器4、输出轴转速传感器5的模拟量信号；
所述数字量信号处理单元133用于采集并处理所述驱动电机3、挡位位置传感器4、输出轴转速传感器5的数字量信号。
所述输出单元14包括：继电器输出控制单元141、电机输出控制单元142、驱动电源控制单元143；
所述继电器输出控制单元141用于控制所述驱动电机3、挡位位置传感器4、输出轴转速传感器5的开关信号；
所述电机输出控制单元142用于控制所述驱动电机3、挡位位置传感器4、输出轴转速传感器5的工作参数；
所述驱动电源控制单元143用于控制所述驱动电机3、挡位位置传感器4、输出轴转速传感器5的电源。
所述通讯单元15包括CAN总线通信模块，用于中央处理单元11与所述VCU 2通讯。
所述VCU 2向所述PCU 1输出的信息包括：加速踏板位置信息、制动踏板位置信息、坡度信号信息、车轮转速信号信息、停车锁齿信号信息。
在一个具体的实施例中，当新能源汽车行驶过程需要进行变速箱换挡时，新能源汽车的PCU 1通过获取当前输出轴转速信号、挂挡位置信号和VCU 2发送整车行车状态的CAN信号等因素来综合分析，决定变速箱最佳挡位并执行换挡控制。当新能源汽车需要停车熄火时，接收到VCU 2的锁齿命令CAN信号后，PCU 1采集锁齿挡位位置信号，结合VCU 2的整车行车状态的CAN信号进行综合分析，驱动电机3控制输出做出响应完成变速箱锁齿。
VCU 2需要输出CAN信息包括：加速踏板位置、制动踏板位置、坡度信号、车轮转速信号、停车锁齿信号等关于整车行驶状态信号。
在PCU 1增加驱动电源单元12主动控制PCU 1的驱动电路的上下电，有效避免驱动电路失效造成的PCU 1损坏及车辆损坏。在PCU 1没有运行时驱动电路处于开路状态，电机控制输出单元142是无法进行操作，只有在车辆需要锁齿及换挡时，PCU 1的中央处理单元11输出信号到驱动电源控制单元时，闭合驱动电路电源，电机控制输出单元142才能进行操作，这一操作可以预防PCU 1软件跑飞时造成电机控制输出损坏，同时PCU 1监测到驱动电路异常时可以主动断开电源，提高系统的可靠性。
以上对本发明所提供的一种新能源汽车变速箱及换挡系统电子控制器进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种新能源汽车变速箱及换挡系统电子控制器，其特征在于，所述汽车变速箱及换挡系统电子控制器（PCU）与所述整车控制器（VCU）、驱动电机、挡位位置传感器、输出轴转速传感器连接，所述PCU接收所述VCU的控制指令，并接收并控制所述驱动电机、挡位位置传感器、输出轴转速传感器的工作参数，决定变速箱挡位并执行换挡控制；
当新能源汽车需要停车熄火时，所述PCU接收到所述VCU的锁齿命令信号后，所述PCU采集锁齿挡位位置信号，结合VCU的整车行车状态信号进行综合分析，控制驱动电机做出响应完成变速箱锁齿。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车变速箱及换挡系统电子控制器，其特征在于，所述PCU包括：中央处理单元、电源单元、信号采集单元、输出单元和通讯单元；
所述电源单元与所述中央处理单元的电源接口连接，用于向中央处理单元供电；
所述信号采集单元与所述中央处理单元的输入接口连接，用于采集所述驱动电机、挡位位置传感器、输出轴转速传感器的模拟量、数字量、开关量数据，并将采集数据发送至中央处理单元；
所述输出单元与所述中央处理单元的输出接口连接，用于输出所述中央处理单元的控制信号，控制所述驱动电机、挡位位置传感器、输出轴转速传感器的工作；
所述通讯单元与中央处理单元的通讯接口连接。
3.根据权利要求2所述的新能源汽车变速箱及换挡系统电子控制器，其特征在于，所述信号采集单元包括：开关量信号处理单元、模拟量信号处理单元、数字量信号处理单元；
所述开关量信号处理单元用于采集并处理所述驱动电机、挡位位置传感器、输出轴转速传感器的开关量信号；
所述模拟量信号处理单元用于采集并处理所述驱动电机、挡位位置传感器、输出轴转速传感器的模拟量信号；
所述数字量信号处理单元用于采集并处理所述驱动电机、挡位位置传感器、输出轴转速传感器的数字量信号。
4.根据权利要求2所述的新能源汽车变速箱及换挡系统电子控制器，其特征在于，所述输出单元包括：继电器输出控制单元、电机输出控制单元、驱动电源控制单元；
所述继电器输出控制单元用于控制所述驱动电机、挡位位置传感器、输出轴转速传感器的开关信号；
所述电机输出控制单元用于控制所述驱动电机、挡位位置传感器、输出轴转速传感器的工作参数；
所述驱动电源控制单元用于控制所述驱动电机、挡位位置传感器、输出轴转速传感器的电源。
5.根据权利要求2所述的新能源汽车变速箱及换挡系统电子控制器，其特征在于，所述通讯单元包括CAN总线通信模块，用于中央处理单元与所述VCU通讯。
6.根据权利要求1所述的新能源汽车变速箱及换挡系统电子控制器，其特征在于，所述VCU向所述PCU输出的信息包括：加速踏板位置信息、制动踏板位置信息、坡度信号信息、车轮转速信号信息、停车锁齿信号信息。
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