CN110822077A - 用于电动汽车怀挡换挡器的换挡控制方法 - Google Patents

用于电动汽车怀挡换挡器的换挡控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于电动汽车怀挡换挡器的换挡控制方法，包括以下步骤：步骤1：怀挡换挡控制器通过硬线连整车控制器，怀挡换挡控制器将挡杆动作转化为电压信号并输出到整车控制器；步骤2：整车控制器判断整车是否上电，若否则执行步骤3，若是则执行步骤4；步骤3：整车控制器不响应换挡动作并输出P挡，返回步骤1；步骤4：整车控制器判断换挡动作，结合整车状态信息判断整车所处挡位并输出当前挡位信号，实现挡位切换或挡位维持。本发明采用整车控制器通过怀挡换挡控制器的挡杆动作对应的电压信号，结合整车状态信息判断并输出整车当前挡位，避免了怀挡换挡控制器的挡位与整车控制器判断的挡位不一致而影响挡位控制和驾驶体验。

Description

用于电动汽车怀挡换挡器的换挡控制方法
技术领域
本发明涉及一种电动汽车的控制方法，尤其涉及一种用于电动汽车怀挡换挡器的换挡控制方法。
背景技术
在电动汽车各部件中，换挡器是驾驶员与整车动力系统沟通的纽带。整车控制器通过解析换挡器的信号并结合整车实时状态，计算当前所处的挡位，以解析驾驶员的驾驶方向意图，并且挡位信号还与扭矩输出、能量回收等模块息息相关。
现有技术的传统或新型汽车中大多使用旋钮或挡杆换挡器，其挡位信号的解析方法是：旋钮或挡杆换挡器处在不同挡位的位置时，输出给整车控制器不同的开关硬线信号组合。整车控制器通过硬线信号直接采集当前旋钮或挡杆换挡器的所处挡位，再通过制动开关信号、车速信号等仲裁旋钮或挡杆换挡控制器所发出的挡位信号是否合理，并输出整车的动力系统挡位状态。
目前，随着电动汽车的智能化、操作简洁化，由于怀挡换挡器占用空间较小，能取代传统的物理挡位，怀挡换挡器在电动汽车上的使用率也越来越高。现有技术的怀挡换挡器的挡位信号解析方法是：通过怀挡换挡器判断当前所处挡位，通过总线将挡位信号发送给整车控制器。当整车控制器接收到挡位控制器的挡位信号时，再结合制动开关信号、车速信号等仲裁怀挡换挡器所发出的挡位信号是否合理，并输出整车的动力系统挡位状态。
现有技术的怀挡换挡器存在的缺点主要是：
1、怀挡换挡器需要配置单片机芯片，并且需支持总线功能，因此成本较高。
2、怀挡控制器通过总线发出怀挡的挡位，而由于整车控制器在输出挡位时，需判断制动开关、车速等信号；当换挡条件不满足时，会出现换挡控制器所处挡位与整车控制器判断挡位不一致的情况，容易给驾驶员造成误解，影响驾驶体验。由于旋钮或挡杆换挡器存在物理挡位，也同样存在换挡器挡位与整车控制器挡位不一致的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于电动汽车怀挡换挡器的换挡控制方法，整车控制器通过怀挡换挡控制器的挡杆动作对应的电压信号，结合整车状态信息判断并输出整车当前挡位，避免了怀挡换挡控制器的挡位与整车控制器判断的挡位不一致而影响挡位控制和驾驶体验。
本发明是这样实现的：
一种用于电动汽车怀挡换挡器的换挡控制方法，包括以下步骤：
步骤1：将怀挡换挡控制器通过硬线直接与整车控制器连接，怀挡换挡控制器将驾驶员对挡杆的动作转化为电压信号并经硬线输出到整车控制器；
步骤2：整车控制器判断整车电源模式是否处于上电状态，若否，则执行步骤3，若是，则执行步骤4；
步骤3：整车控制器不响应怀挡换挡控制器的换挡动作并输出当前挡位为P挡，返回步骤1；
步骤4：整车控制器通过电压信号判断驾驶员换挡的动作，结合整车状态信息判断整车所处挡位并输出当前挡位信号，实现挡位切换或挡位维持。
在所述的步骤1中，驾驶员对怀挡换挡控制器的挡杆的动作包括：上轻拨、下轻拨、上重拨、下重拨、P挡按下和无动作，其中，无动作即挡杆不转动，上轻拨相对无动作的转动角度范围为逆时针[10°，20°]，下轻拨相对无动作的转动角度范围为顺时针[10°，20°]，上重拨相对无动作的转动角度范围为逆时针[30°，40°]，下重拨相对无动作的转动角度范围为顺时针[30°，40°]。
所述的上轻拨、下轻拨、上重拨、下重拨、P挡按下和无动作分别对应的电压信号为：上轻拨电压信号、下轻拨电压信号、上重拨电压信号、下重拨电压信号、P挡按下电压信号和无动作电压信号。
在所述的步骤3中，整车电源模式从非上电状态转到上电状态时，整车控制器默认当前挡位为P挡，并输出当前档位为P挡。
在所述的步骤4中，挡位切换包括：
（一）D挡、N挡或R挡切换至P挡；
（二）D挡或R挡切换至N挡；
（三）R挡或N挡切换至D挡；
（四）N挡或D挡切换至R挡；
（五）P挡切换至N挡。
所述的D挡、N挡或R挡切换至P挡的挡位条件为：车速的绝对值小于3kph，且整车控制器通过硬线采集到怀挡换挡控制器的P挡按下电压信号；满足该挡位条件时，整车控制器输出当前挡位为P挡。
所述的D挡或R挡切换至N挡的挡位条件为：
（i）整车控制器通过硬线采集到怀挡换挡控制器的下轻拨电压信号；
（ii）整车控制器通过硬线采集到怀挡换挡控制器的下重拨电压信号，且制动踏板未踩下；
当满足挡位条件（i）或（ii）时，整车控制器输出当前挡位为N挡。
所述的R挡切换至D挡的挡位条件为：整车控制器通过硬线采集到怀挡换挡控制器的下重拨电压信号，且制动踏板踩下，车速大于-3kph，即沿倒车方向的车速小于3kph，整车控制器输出当前挡位为D挡；
所述的N挡切换至D挡的挡位条件为：
（iii）整车控制器通过硬线采集到怀挡换挡控制器的下重拨电压信号，且制动踏板踩下，车速大于-3kph，即沿倒车方向的车速小于3kph；
（iv）整车控制器通过硬线采集到怀挡换挡控制器的下重拨电压信号，且车速大于3kph，即沿车辆前进方向的车速大于3kph；
当满足挡位条件（iii）或（iv）时，整车控制器输出当前挡位为D挡。
所述的N挡切换至R挡的挡位条件为：
（v）整车控制器通过硬线采集到怀挡换挡控制器的上重拨电压信号，且制动踏板踩下，车速小于3kph，即沿车辆前进方向的车速小于3kph；
（vi）整车控制器通过硬线采集到怀挡换挡控制器的上重拨电压信号，且车速小于-3kph，即沿倒车方向的车速大于3kph；
当满足挡位条件（v）或（vi）时，整车控制器输出当前挡位为R挡；
所述的D挡切换至R挡的挡位条件为：整车控制器通过硬线采集到怀挡换挡控制器的下重拨电压信号，且制动踏板踩下，车速小于3kph，即沿车辆前进方向的车速小于3kph；满足该挡位条件时，整车控制器输出当前挡位为R挡。
所述的P挡切换至N挡的挡位条件为：整车控制器通过硬线采集到怀挡换挡控制器的P挡按下电压信号取消，整车控制器输出当前挡位为N挡，即P挡取消后挡位切换至N挡，而不能直接切换至D挡或R挡。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
1、本发明通过怀挡换挡控制器输出电压信号，怀挡换挡控制器无需安装单片机芯片，也无需具备总线功能，降低了怀挡换挡控制器和整车的成本，便于安装、生产和维护。
2、本发明采用怀挡换挡控制器输出挡杆动作相应的电压信号而非物理挡位，全车只有整车控制器输出挡位信号，避免了怀挡换挡控制器输出的挡位与整车控制器判断的挡位不一致的情况发生，提高了驾驶安全性。
3、本发明采用整车控制器解析怀挡换挡控制器输出的电压信号所对应的驾驶员换挡动作，并结合整车电源、制动开关、车速等信号仲裁驾驶员的换挡动作是否成立，并响应输出当前挡位，以供扭矩解析、能量回收和仪表底盘等模块使用，提高了驾驶体验。
本发明利用整车控制器通过怀挡换挡控制器的挡杆动作对应的电压信号，结合整车状态信息判断并输出整车当前挡位，避免了怀挡换挡控制器的挡位与整车控制器判断的挡位不一致而影响挡位控制和驾驶体验，怀挡换挡控制器无需设置单片机芯片和总线，降低了怀挡换挡控制器的成本。
附图说明
图1是本发明用于电动汽车怀挡换挡器的换挡控制方法的流程图；
图2是本发明用于电动汽车怀挡换挡器的换挡控制方法的电气原理图；
图3是本发明用于电动汽车怀挡换挡器的换挡控制方法的挡位切换示意图。
图中，1怀挡换挡控制器，11挡杆，101 D挡，102 N挡，103 R挡，104 P挡，2硬线，3整车控制器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
请参见附图1，一种用于电动汽车怀挡换挡器的换挡控制方法，包括以下步骤：
请参见附图2，步骤1：将怀挡换挡控制器1通过硬线2直接与整车控制器3连接，怀挡换挡控制器1将驾驶员对挡杆11的动作转化为电压信号并经硬线2输出到整车控制器3，整车控制器3为怀挡换挡控制器1提供5V工作电压。
所述的驾驶员对怀挡换挡控制器1的挡杆11的动作包括：上轻拨、下轻拨、上重拨、下重拨、P挡按下和无动作，其中，无动作即挡杆11不转动，即转动角度为0°，上轻拨相对无动作的转动角度范围为逆时针[10°，20°]，下轻拨相对无动作的转动角度范围为顺时针[10°，20°]，上重拨相对无动作的转动角度范围为逆时针[30°，40°]，下重拨相对无动作的转动角度范围为顺时针[30°，40°]。
上轻拨、下轻拨、上重拨、下重拨、P挡按下和无动作对应的电压信号为：上轻拨电压信号、下轻拨电压信号、上重拨电压信号、下重拨电压信号、P挡按下电压信号和无动作电压信号。电压信号的取值范围可在整车开发试验时根据设计需要标定，如：上轻拨电压信号的电压范围为[3.5V，3.8V]，上重拨电压信号的电压范围为[4V，4.3V]，下轻拨电压信号的电压范围为[1.2V，1.5V]，下重拨电压信号的电压范围为[0.7V，1V]，P挡按下电压信号的电压范围为[1.7V，2V]，无动作电压信号的电压范围为[2.5V，2.8V]。
步骤2：整车控制器3判断整车电源模式是否处于上电状态，若否，则执行步骤3，若是，则执行步骤4。
步骤3：整车控制器3不响应怀挡换挡控制器1的换挡动作并输出当前挡位为P挡，即不允许挡位切换，等待整车电源上电，返回步骤1。
在整车电源模式从非上电状态转到上电状态时，整车控制器3默认当前挡位为P挡，并输出当前档位为P挡。
步骤4：整车控制器3通过电压信号判断驾驶员换挡的动作，结合制动开关、车速等整车状态信息，判断整车所处挡位并输出当前挡位信号，实现挡位切换或挡位维持。若制动开关、车速等整车状态信息满足挡位切换信号，整车控制器3响应驾驶员的换挡动作，从而实现P挡104、D挡101、N挡102和R挡103之间挡位的切换控制；若制动开关、车速等整车状态信息不满足挡位切换信号，整车控制器3不响应驾驶员的换挡动作，维持当前挡位。
请参见附图3，所述的挡位切换包括：
（一）D挡101、N挡102或R挡103切换至P挡104。
（二）D挡101或R挡103切换至N挡102。
（三）R挡103或N挡102切换至D挡101。
（四）N挡102或D挡101切换至R挡103。
（五）P挡104切换至N挡102。
所述的D挡101、N挡102或R挡103切换至P挡104的挡位条件为：车速的绝对值小于3kph，且整车控制器3通过硬线2采集到怀挡换挡控制器1的P挡按下电压信号；满足该挡位条件时，整车控制器3输出当前挡位为P挡，实现电动汽车从D挡101、N挡102或R挡103向P挡104的挡位切换。
所述的D挡101或R挡103切换至N挡102的挡位条件为：
（i）整车控制器3通过硬线2采集到怀挡换挡控制器1的下轻拨电压信号；
（ii）整车控制器3通过硬线2采集到怀挡换挡控制器1的下重拨电压信号，且制动踏板未踩下；
当满足挡位条件（i）或（ii）时，整车控制器3输出当前挡位为N挡，实现电动汽车从D挡101或R挡103向N挡102的挡位切换。
所述的R挡103切换至D挡101的挡位条件为：整车控制器3通过硬线2采集到怀挡换挡控制器1的下重拨电压信号，且制动踏板踩下，车速大于-3kph，即沿倒车方向的车速小于3kph，整车控制器3输出当前挡位为D挡，实现电动汽车从R挡103向D挡101的挡位切换。
所述的N挡102切换至D挡101的挡位条件为：
（iii）整车控制器3通过硬线2采集到怀挡换挡控制器1的下重拨电压信号，且制动踏板踩下，车速大于-3kph，即沿倒车方向的车速小于3kph；
（iv）整车控制器3通过硬线2采集到怀挡换挡控制器1的下重拨电压信号，且车速大于3kph，即沿车辆前进方向的车速大于3kph；
当满足挡位条件（iii）或（iv）时，整车控制器3输出当前挡位为D挡，实现电动汽车从N挡102向D挡101的挡位切换。
所述的N挡102切换至R挡103的挡位条件为：
（v）整车控制器3通过硬线2采集到怀挡换挡控制器1的上重拨电压信号，且制动踏板踩下，车速小于3kph，即沿车辆前进方向的车速小于3kph；
（vi）整车控制器3通过硬线2采集到怀挡换挡控制器1的上重拨电压信号，且车速小于-3kph，即沿倒车方向的车速大于3kph；
当满足挡位条件（v）或（vi）时，整车控制器3输出当前挡位为R挡，实现电动汽车从N挡102向R挡103的挡位切换。
所述的D挡101切换至R挡103的挡位条件为：整车控制器3通过硬线2采集到怀挡换挡控制器1的下重拨电压信号，且制动踏板踩下，车速小于3kph，即沿车辆前进方向的车速小于3kph；满足该挡位条件时，整车控制器3输出当前挡位为R挡103，实现电动汽车从D挡101向R挡103的挡位切换。
所述的P挡104切换至N挡102的挡位条件为：整车控制器3通过硬线2采集到怀挡换挡控制器1的P挡按下电压信号取消，整车控制器3输出当前挡位为N挡102，实现电动汽车从P挡104向N挡102的挡位切换，即P挡104取消后挡位切换至N挡102，而不能直接切换至D挡101或R挡103。
实施例1：电动汽车处于上电状态，当前车速为0，整车控制器3输出当前挡位为N挡。驾驶员踩下制动踏板同时将档杆11上轻拨15°，则整车控制器3将档位从N挡切换至D挡。
实施例2：电动汽车处于上电状态，当前车速为前进方向1kph，整车控制器3输出当前挡位为D挡。驾驶员踩下制动踏板同时将档杆11上重拨35°，则整车控制器3将档位从D挡切换至R挡。
实施例3：电动汽车处于上电状态，当前车速为前进方向1kph，整车控制器3输出当前挡位为D挡。驾驶员将档杆11上轻拨15°，则整车控制器3将档位从D挡切换至N挡。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，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 (10)

1.一种用于电动汽车怀挡换挡器的换挡控制方法，其特征是：包括以下步骤：
步骤1：将怀挡换挡控制器（1）通过硬线（2）直接与整车控制器（3）连接，怀挡换挡控制器（1）将驾驶员对挡杆（11）的动作转化为电压信号并经硬线（2）输出到整车控制器（3）；
步骤2：整车控制器（3）判断整车电源模式是否处于上电状态，若否，则执行步骤3，若是，则执行步骤4；
步骤3：整车控制器（3）不响应怀挡换挡控制器（1）的换挡动作并输出当前挡位为P挡，返回步骤1；
步骤4：整车控制器（3）通过电压信号判断驾驶员换挡的动作，结合整车状态信息判断整车所处挡位并输出当前挡位信号，实现挡位切换或挡位维持。
2.根据权利要求1所述的用于电动汽车怀挡换挡器的换挡控制方法，其特征是：在所述的步骤1中，驾驶员对怀挡换挡控制器（1）的挡杆（11）的动作包括：上轻拨、下轻拨、上重拨、下重拨、P挡按下和无动作，其中，无动作即挡杆（11）不转动，上轻拨相对无动作的转动角度范围为逆时针[10°，20°]，下轻拨相对无动作的转动角度范围为顺时针[10°，20°]，上重拨相对无动作的转动角度范围为逆时针[30°，40°]，下重拨相对无动作的转动角度范围为顺时针[30°，40°]。
3.根据权利要求2所述的用于电动汽车怀挡换挡器的换挡控制方法，其特征是：所述的上轻拨、下轻拨、上重拨、下重拨、P挡按下和无动作分别对应的电压信号为：上轻拨电压信号、下轻拨电压信号、上重拨电压信号、下重拨电压信号、P挡按下电压信号和无动作电压信号。
4.根据权利要求1所述的用于电动汽车怀挡换挡器的换挡控制方法，其特征是：在所述的步骤3中，整车电源模式从非上电状态转到上电状态时，整车控制器（3）默认当前挡位为P挡，并输出当前档位为P挡。
5.根据权利要求1所述的用于电动汽车怀挡换挡器的换挡控制方法，其特征是：在所述的步骤4中，挡位切换包括：
（一）D挡（101）、N挡（102）或R挡（103）切换至P挡（104）；
（二）D挡（101）或R挡（103）切换至N挡（102）；
（三）R挡（103）或N挡（102）切换至D挡（101）；
（四）N挡（102）或D挡（101）切换至R挡（103）；
（五）P挡（104）切换至N挡（102）。
6.根据权利要求5所述的用于电动汽车怀挡换挡器的换挡控制方法，其特征是：所述的D挡（101）、N挡（102）或R挡（103）切换至P挡（104）的挡位条件为：车速的绝对值小于3kph，且整车控制器（3）通过硬线（2）采集到怀挡换挡控制器（1）的P挡按下电压信号；满足该挡位条件时，整车控制器（3）输出当前挡位为P挡。
7.根据权利要求5所述的用于电动汽车怀挡换挡器的换挡控制方法，其特征是：所述的D挡（101）或R挡（103）切换至N挡（102）的挡位条件为：
（i）整车控制器（3）通过硬线（2）采集到怀挡换挡控制器（1）的下轻拨电压信号；
（ii）整车控制器（3）通过硬线（2）采集到怀挡换挡控制器（1）的下重拨电压信号，且制动踏板未踩下；
当满足挡位条件（i）或（ii）时，整车控制器（3）输出当前挡位为N挡。
8.根据权利要求5所述的用于电动汽车怀挡换挡器的换挡控制方法，其特征是：所述的R挡（103）切换至D挡（101）的挡位条件为：整车控制器（3）通过硬线（2）采集到怀挡换挡控制器（1）的下重拨电压信号，且制动踏板踩下，车速大于-3kph，即沿倒车方向的车速小于3kph，整车控制器（3）输出当前挡位为D挡；
所述的N挡（102）切换至D挡（101）的挡位条件为：
（iii）整车控制器（3）通过硬线（2）采集到怀挡换挡控制器（1）的下重拨电压信号，且制动踏板踩下，车速大于-3kph，即沿倒车方向的车速小于3kph；
（iv）整车控制器（3）通过硬线（2）采集到怀挡换挡控制器（1）的下重拨电压信号，且车速大于3kph，即沿车辆前进方向的车速大于3kph；
当满足挡位条件（iii）或（iv）时，整车控制器（3）输出当前挡位为D挡。
9.根据权利要求5所述的用于电动汽车怀挡换挡器的换挡控制方法，其特征是：所述的N挡（102）切换至R挡（103）的挡位条件为：
（v）整车控制器（3）通过硬线（2）采集到怀挡换挡控制器（1）的上重拨电压信号，且制动踏板踩下，车速小于3kph，即沿车辆前进方向的车速小于3kph；
（vi）整车控制器（3）通过硬线（2）采集到怀挡换挡控制器（1）的上重拨电压信号，且车速小于-3kph，即沿倒车方向的车速大于3kph；
当满足挡位条件（v）或（vi）时，整车控制器（3）输出当前挡位为R挡；
所述的D挡（101）切换至R挡（103）的挡位条件为：整车控制器（3）通过硬线（2）采集到怀挡换挡控制器（1）的下重拨电压信号，且制动踏板踩下，车速小于3kph，即沿车辆前进方向的车速小于3kph；满足该挡位条件时，整车控制器（3）输出当前挡位为R挡。
10.根据权利要求5所述的用于电动汽车怀挡换挡器的换挡控制方法，其特征是：所述的P挡（104）切换至N挡（102）的挡位条件为：整车控制器（3）通过硬线（2）采集到怀挡换挡控制器（1）的P挡按下电压信号取消，整车控制器（3）输出当前挡位为N挡，即P挡（104）取消后挡位切换至N挡（102），而不能直接切换至D挡（101）或R挡（103）。
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