CN110271428A - 一种纯电动汽车的换挡控制系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种纯电动汽车的换挡控制系统，电子换挡模块输出档位信号至整车控制器，制动系统输出制动信号至整车控制器，所述整车控制器连接CAN总线，电驱动系统连接CAN总线，通过CAN总线通信将当前车速信息传递给整车控制器，所述整车控制器根据当前档位信号、制动信号和当前车速信息通过CAN总线向电驱动系统发送驱动模式命令、扭矩信息。本发明换挡系统采用纯电子控制，有利于复杂控制方法的实现，并且整体结构简单，相对于目前的拉线式结构能够降低成本，并且更加的安全可靠。

Description

一种纯电动汽车的换挡控制系统和方法
技术领域
本发明涉及汽车控制技术领域，具体涉及一种纯电动汽车的换挡控制系统及控制方法。
背景技术
随着不可再生能源石油的消耗造成的油价不断上涨以及环境保护问题已经成为世界各国普遍关注的问题，传统燃油汽车已经面临严峻的挑战。
与传统燃油车相比，纯电动汽车具有零排放、低噪音、经济性高、易保养等优点。近些年来，纯电动汽车发展迅速，世界上主要的汽车国家已将研发和生产纯电动汽车提升至国家战略，尤其是欧盟一些国家已经提出“禁止销售燃油车时间表”，更是上升到法律层面。而我国也是主动、积极的推动新能源汽车的发展。
目前传统燃油汽车普遍采用机械式杆档，由于挡杆与制动踏板之间有拉线连接，当驾驶员进行换挡操作时，需要踩下制动踏板后进行换挡操作。而纯电动汽车普遍采用旋钮式电子换挡系统，这就意味着对于纯电动汽车的换挡系统及控制策略提出了更高的要求，从而保证驾驶员和其他乘客的人身安全。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是实现一种简单、可靠、安全的档位控制系统。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种纯电动汽车的换挡控制系统，电子换挡模块输出档位信号至整车控制器，制动系统输出制动信号至整车控制器，所述整车控制器连接CAN总线，电驱动系统连接CAN总线，通过CAN总线通信将当前车速信息传递给整车控制器，所述整车控制器根据当前档位信号、制动信号和当前车速信息通过CAN总线向电驱动系统发送驱动模式命令、扭矩信息。
系统包括仪表，所述仪表连接CAN总线获取当前档位信号并进行显示。
系统包括车身控制器，所述车身控制器连接CAN总线获取当前档位信号，并输出控制信号至倒车灯、到车雷达以及倒车影像。
系统包括行人提醒模块，所述行人提醒模块连接CAN总线获取档位信号，并输出控制信号至执行单元播放提示语。
系统包括PEPS，所述PEPS连接CAN总线获取档位信号，并根据档位信号控制整车钥匙信号低压电及高压上电信号。
基于所述纯电动汽车的换挡控制系统的控制方法：
电子换挡模块将档位信号实时输送至整车控制器，制动系统将制定信号实时输送至整车控制器，档位信号包括R档、N档、D档；
整车控制器通过CAN总线通信接收电驱动系统发送的当前车速信息，并根据当前车速信息来确定下一步动作；
如果当前车速大于整车控制器内部设置的车速S时，无论当前旋钮位置处于何种档位状态，整车控制器均强制当前档位为N档，并标记当前状态为N1状态；
如果当前车速不大于整车控制器内部设置的车速S时，整车控制器再次通过查表判断当前旋钮位置处于何种档位状态，并将当前档位信息通过CAN总线输送至给相关模块；
整车控制器通过CAN总线向电驱动系统发送驱动模式及驱动扭矩等信息。
所述相关模块包括：仪表、车身控制器、行人提醒模块以及PEPS；
所述仪表根据整车控制器发送的档位状态进行当前档位显示；
所述车身控制器根据档位信息进行倒车灯、倒车雷达及倒车影像控制；
所述行人提醒模块根据档位信息播放行人注意提示音；
所述PEPS根据档位信息控制整车钥匙信号低压电及高压上电信号。
在N1状态下，整车控制器将N1档位状态通过CAN总线通信发送给仪表，仪表接收到整车控制器发出的N1档位状态后在仪表面板上显示N档并发出蜂鸣声报警。
本发明换挡系统采用纯电子控制，有利于复杂控制方法的实现，并且整体结构简单，相对于目前的拉线式结构能够降低成本，并且更加的安全可靠。
附图说明
下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容简要说明：
图1为纯电动汽车的换挡控制系统原理框图；
图2为纯电动汽车换挡系统流程简图；
图3为纯电动汽车换挡控制方法流程图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
如图1所示，系统的各个模块作用介绍如下：
仪表：整车状态显示模块，显示当前车辆的档位信息。
车身控制器：车身控制模块，根据整车控制器的档位信息控制倒车灯、到车雷达以及倒车影像。
行人提醒模块：根据整车控制器的档位信息播放行人注意提示音。
PEPS：无钥匙进入和一键启动模块，根据整车控制器的档位信息控制整车钥匙信号低压电及高压上电信号。
整车控制器：整车控制核心，接收电子换挡模块的高低电平信号并对信号进行逻辑判断，通过CAN总线通信接收电驱动系统的当前车速等信息，向电驱动系统发送驱动模式命令、扭矩信息等信息，并向其他相关模块广播当前档位信息。
电驱动系统：包含驱动电机及驱动电机控制器，驱动电机控制器将当前的驱动电机转速发送给整车控制器，以及接受整车控制器的驱动模式命令及驱动转矩命令后控制驱动电机。
电子换挡模块：电子换挡模块主要作用为根据档位旋钮的位置状态输出4路不同的高低电平信号，通过不同的信号逻辑组合来代表不同的档位信息。
CAN总线：CAN总线主要为总线上各个连接模块进行通信的主要载体。
电子换挡模块根据当前旋钮位置状态输出4路12V高低电平信号给整车控制器，制动系统输出12V高低电平Brake信号给整车控制器，电驱动系统通过CAN总线通信将当前车速等信息传递给整车控制器。整车控制器根据制动系统的制动信号Brake，整车控制器根据的当前车速等信息为先决条件，对电子换挡模块的电平信号进行逻辑判断之后与预先设置好的换挡逻辑真值表对照，从而决定当前的车辆档位状态。并通过CAN总线通讯发送驱动模式命令、扭矩信息等给电驱动系统，并且广播当前车辆档位信息给仪表、车身控制器、行人提醒模块以及PEPS等模块。
电子换挡模块根据当前旋钮停留的位置(包括R、N、D三种位置状态)通过4路高低电平信号的不同组合输出给整车控制器，其中高低电平信号的组合值符合表1中的逻辑关系。
电驱动系统中的电机控制器根据驱动电机当前转速计算当前车辆的车速，并通过CAN总线通信将当前车速信息等关键参数进行广播。
整车控制器以采集的制动踏板信号Brake为优先条件，对从电子换挡模块处采集的高低电平信号进行处理分析：当采集的SIG1、SIG2、SIG3、SIG4信号分别为1、0、1、0时，此时判断旋钮位置为R档；当采集的SIG1、SIG2、SIG3、SIG4信号分别为0、1、1、0时，此时判断旋钮位置为N档，当采集的SIG1、SIG2、SIG3、SIG4信号分别为1、1、0、0时，此时判断旋钮位置为D档，当采集的SIG1、SIG2、SIG3、SIG4信号分别为0、0、0、0时，此时判断旋钮位置为N/A档。当采集的SIG1、SIG2、SIG3、SIG4信号在表1中无定义时，此时判断旋钮位置为F档(错误档位)。
表1：
注：表中“1”代表逻缉高电平，“0”代表逻辑低电平；“R”代表倒档，“N”代表空档，“D”代表前进档，N/A代表预留档。
整车控制器根据上述信号的逻辑状态进行分析，如果出现N/A档或者F档，则判断为换挡逻辑错误，并触发整车控制器内部预先设置好的系统保护程序进行系统保护，换挡失败。
如果整车控制器分析结果为目标档位为R档或N档或者D档时，则整车控制器通过CAN总线通信接收电驱动系统发送的当前车速信息，并根据当前车速信息来确定下一步动作。
如果当前车速大于整车控制器内部设置的车速S时，无论当前旋钮位置处于何种档位状态(指R档、N档、D档)，整车控制器均强制当前档位为N档，并标记当前状态为N1状态。
在N1状态下，整车控制器将N1档位状态通过CAN总线通信发送给仪表，仪表接收到整车控制器发出的N1档位状态后在仪表面板上显示N档并发出蜂鸣声报警。其余模块(车身控制器、行人提醒模块、PEPS等)均通过CAN总线通信接收到整车控制器的N档信息。
如果当前车速不大于整车控制器内部设置的车速S时，整车控制器再次通过表1判断当前旋钮位置处于何种档位状态(指R档、N档、D档)，并将当前档位信息通过CAN总线输送至给相关模块，如仪表、车身控制器、行人提醒模块以及PEPS等。仪表根据整车控制器发送的档位状态进行当前档位显示，车身控制器根据档位信息进行倒车灯、倒车雷达及倒车影像控制，行人提醒模块根据档位信息播放行人注意提示音。无钥匙进入和一键启动模块，根据档位信息控制整车钥匙信号低压电及高压上电信号。
整车控制器通过CAN总线向电驱动系统发送驱动模式及驱动扭矩等信息，换挡部分策略结束。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种纯电动汽车的换挡控制系统，其特征在于：电子换挡模块输出档位信号至整车控制器，制动系统输出制动信号至整车控制器，所述整车控制器连接CAN总线，电驱动系统连接CAN总线，通过CAN总线通信将当前车速信息传递给整车控制器，所述整车控制器根据当前档位信号、制动信号和当前车速信息通过CAN总线向电驱动系统发送驱动模式命令、扭矩信息。
2.根据权利要求1所述的纯电动汽车的换挡控制系统，其特征在于：系统包括仪表，所述仪表连接CAN总线获取当前档位信号并进行显示。
3.根据权利要求2所述的纯电动汽车的换挡控制系统，其特征在于：系统包括车身控制器，所述车身控制器连接CAN总线获取当前档位信号，并输出控制信号至倒车灯、到车雷达以及倒车影像。
4.根据权利要求3所述的纯电动汽车的换挡控制系统，其特征在于：系统包括行人提醒模块，所述行人提醒模块连接CAN总线获取档位信号，并输出控制信号至执行单元播放提示语。
5.根据权利要求4所述的纯电动汽车的换挡控制系统，其特征在于：系统包括PEPS，所述PEPS连接CAN总线获取档位信号，并根据档位信号控制整车钥匙信号低压电及高压上电信号。
6.基于权利要求1-5中任一所述纯电动汽车的换挡控制系统的控制方法，其特征在于：
电子换挡模块将档位信号实时输送至整车控制器，制动系统将制定信号实时输送至整车控制器，档位信号包括R档、N档、D档；
整车控制器通过CAN总线通信接收电驱动系统发送的当前车速信息，并根据当前车速信息来确定下一步动作；
如果当前车速大于整车控制器内部设置的车速S时，无论当前旋钮位置处于何种档位状态，整车控制器均强制当前档位为N档，并标记当前状态为N1状态；
如果当前车速不大于整车控制器内部设置的车速S时，整车控制器再次通过查表判断当前旋钮位置处于何种档位状态，并将当前档位信息通过CAN总线输送至给相关模块；
整车控制器通过CAN总线向电驱动系统发送驱动模式及驱动扭矩等信息。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于：
所述相关模块包括：仪表、车身控制器、行人提醒模块以及PEPS；
所述仪表根据整车控制器发送的档位状态进行当前档位显示；
所述车身控制器根据档位信息进行倒车灯、倒车雷达及倒车影像控制；
所述行人提醒模块根据档位信息播放行人注意提示音；
所述PEPS根据档位信息控制整车钥匙信号低压电及高压上电信号。
8.根据权利要求6或7所述的控制方法，其特征在于：在N1状态下，整车控制器将N1档位状态通过CAN总线通信发送给仪表，仪表接收到整车控制器发出的N1档位状态后在仪表面板上显示N档并发出蜂鸣声报警。
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