CN110848380A - 一种纯电动重型九挡amt变速箱控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种纯电动重型九挡AMT变速箱控制系统及控制方法，包括整车控制器，整车控制器分别与换挡控制手柄单元、电机控制器、电池组件相连，电机控制器与驱动电机进行连接，换挡控制手柄单元与电磁阀相连，以上均通过CAN通信进行信息交付；电池组件分别为整车控制器、换挡控制手柄单元、电机控制器供电；电控气动执行机构分别连接电磁阀、储气筒和九挡变速箱，变速箱分别连接驱动电机和驱动桥，驱动桥分别与车轮连接。与现有技术相比，该系统使纯电动重型车具有更好的动力性、经济性和平顺性。同时，九挡变速箱可以使电机尽可能工作在最佳转速区，降低能耗，提高电机和电池的使用寿命。

Description

一种纯电动重型九挡AMT变速箱控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及新能源汽车领域，具体涉及一种纯电动重型九挡AMT变速箱控制系统及控制方法。

背景技术

随着我国汽车领域的不断发展，纯电动汽车在汽车行业越来越重要，纯电动汽车具有污染小、能耗少的优点，因此越来越多的汽车都选用纯电动，具有广泛的应用前景。

目前，我国纯电动汽车多用于乘用车领域，在重型商用车领域应用较少，而大部分现有纯电动重型车多使用的变速箱挡位较少，重型车工作环境恶劣，工况复杂，在坡道重载时往往出现动力不足的情况，动力效果差、换挡平顺性差。同时，较少挡位的变速箱会增加能源消耗，经济性较差，减少电池使用寿命。因此，本发明提出了一种适用于纯电动重型车的九挡AMT变速箱控制系统及控制方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明公开一种纯电动重型九挡AMT变速箱控制系统及控制方法，该控制系统及方法可以根据不同的工况选择合适的挡位，使电机尽可能更多工况下以最佳转速运行，提高工作效率，坡道起步时动力性更强，换挡平顺性更好。

一种纯电动重型九挡AMT变速箱控制系统，包括整车控制器、换挡手柄控制单元、电磁阀、电控气动执行机构、九挡变速箱、驱动桥、车轮、电池组件、电机控制器和驱动电机；其中，整车控制器分别与换挡控制手柄单元、电机控制器、电池组件相连，电机控制器与驱动电机进行连接，换挡控制手柄单元与电磁阀相连，以上均通过CAN通信进行信息交付；电池组件分别为整车控制器、换挡控制手柄单元、电机控制器供电；电控气动执行机构分别连接电磁阀、储气筒和九挡变速箱，变速箱分别连接驱动电机和驱动桥，驱动桥分别与车轮连接。

优选的，所述驱动桥包含相互连接的驱动桥1和驱动桥2，所述驱动桥1分别与左后轮1和右后轮1连接；所述驱动桥2分别与左后轮2和右后轮2连接。

优选的，所述换挡控制手柄单元包括：信号输入模块、挡位预判模块、换挡控制模块、状态识别模块、状态监控模块、信号输出模块；其中，所述信号输入模块分别与挡位预判模块、换挡控制模块、状态识别模块连接，将信号输入信息通过CAN通讯发送给各模块；所述挡位预判模块与换挡控制模块相连、换挡控制模块与状态识别模块相连、状态识别模块与状态监控模块相连，各模块通过CAN通讯进行信息交互；所述挡位预判模块、换挡控制模块、状态识别模块均与信号输出模块相连，通过CAN通讯将信息发送给信号输出模块。所述信号输入模块、信号输出模块分别与状态监控模块相连，通过CAN通信将信息发送给状态监控模块。

本发明还公开一种纯电动重型九挡AMT变速箱控制系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、换挡手柄控制单元首先判断车辆驾驶模式；

步骤2、选择手动驾驶模式则根据车速判断车辆状态如下：若是停车状态则由驾驶员自行选择挡位起步；

若是行车状态由驾驶员进行操控换挡手柄进行换挡，但换挡手柄控制单元仍然进行计算最佳挡位，同时在仪表屏幕上显示推荐挡位；

步骤3、若选择自动驾驶模式则根据车速判断车辆状态如下：若是停车状态则根据油门踏板信号选择是否起步，起步成功车辆正常行驶，起步失败回空挡重新进行起步；

若是行车状态则判断是否触发换挡点，若触发换挡点则请求换挡，换挡成功返回并发送换挡成功信息，换挡失败回空挡后重新请求换挡。

本发明的有益效果：

1.九挡变速箱控制系统，使电机尽可能更多工况下以最佳转速运行，既能保证大扭矩，亦能降低能耗，提高经济性。

2.九挡变速箱控制系统可以根据不同的工况选择合适的挡位，提高工作效率，坡道起步时动力性更强，换挡平顺性更好。

3.九挡变速箱控制系统使电机工作在高效区，减少电磁干扰对电机及控制器的影响，增加动力电池的续航里程，减少电池充电次数，延长电机、控制器及动力电池的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本发明的控制系统示意图。

图2为本发明的控制器模块框图。

图3为本发明的控制策略流程图。

图中：代表电气连接CAN通讯， 代表机械连接。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请的实施例，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 属于本申请保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“上”、“下”、“前”、 “后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”等,指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提出了一种纯电动重型九挡AMT变速箱控制系统，如图1所示，系统包括:整车控制器、换挡手柄控制单元、电磁阀、电控气动执行机构、九挡变速箱、驱动桥、车轮、电池组件、电机控制器、驱动电机。其中，所述整车控制器分别与换挡控制手柄单元、电机控制器、电池组件相连，所述换挡控制手柄单元用于变速箱的控制，所述电机控制器与驱动电机进行连接，所述换挡控制手柄单元与电磁阀相连，以上均通过CAN通信进行信息交付。电池组件分别与整车控制器、换挡控制手柄单元、电机控制器相连，为其供电。所述电池组件包含电池控制系统及动力电池。所述电磁阀与电控气动执行机构连接。所述电控气动执行机构用于进行选挡和换挡动作的执行。所述储气筒与电控气动执行机构连接，所述储气筒为控制系统供气。所述电控气动执行机构与九挡变速箱连接，变速箱分别与驱动电机、驱动桥连接，驱动桥分别与车轮连接。

所述驱动桥包含驱动桥1和驱动桥2，所述车轮包含左后轮1、右后轮1、左后轮2、右后轮2、左前轮、右前轮。其中，所述左前轮与右前轮相连；所述驱动桥1分别与左后轮1和右后轮1连接；所述驱动桥2分别与左后轮2和右后轮2连接；所述驱动桥1与驱动桥2连接，并最终与九挡变速箱连接。

控制器模块框图如图2所示，所述换挡控制手柄单元包括：信号输入模块、挡位预判模块、换挡控制模块、状态识别模块、状态监控模块、信号输出模块。其中，所述信号输入模块分别与挡位预判模块、换挡控制模块、状态识别模块连接，所述信号输入模块用于传感器及CAN信息的输入，将信号输入信息通过CAN通讯发送给各模块。所述挡位预判模块与换挡控制模块相连、换挡控制模块与状态识别模块相连、状态识别模块与状态监控模块相连。所述挡位预判模块用于判断是否触发换挡点，并对换挡后的情况进行评估，综合判断是否需要换挡，若需要换挡将推荐挡位发送给换挡控制模块，起步挡位的选择也由挡位预判模块进行计算。所述换挡控制模块用于判断变速箱的当前挡位，控制电控气动执行机构进行换挡操作，并将换挡情况发送给状态识别模块，同时将挡位信息反馈给挡位预判模块。所述状态识别模块用于识别车辆的行驶状态，将车辆状态信息发送给状态监控模块，同时反馈给换挡控制模块。所述状态监控模块用于监测各模块状态，同时是应用层软件与底层软件交互的接口。所述挡位预判模块、换挡控制模块、状态识别模块与信号输出模块相连，所述信号输出模块用于电磁阀信号的输出，同时接收与其相连模块的此信号输出信息。所述信号输入模块、信号输出模块分别与状态监控模块相连，通过CAN通信将信息发送给状态监控模块。以上各模块均通过CAN通讯进行信息交互。

本发明还提出一种如图3所示的纯电动重型九挡AMT变速箱控制系统的控制方法。系统进行初始化，换挡控制手柄单元根据换挡手柄信号进行判断车辆驾驶模式。若换挡手柄信号为0，则选择手动驾驶模式。根据车速判断车辆状态，车速为零为停车状态，由驾驶员自行选择挡位进行起步；车速不为零是行车状态，由驾驶员进行操控换挡手柄进行换挡，但换挡手柄控制单元仍然计算当前最佳挡位，同时在仪表屏幕上推荐最佳挡位，但车辆挡位的选择以驾驶员的意图为主，不会进行自动换挡。若换挡手柄信号为1，则选择自动驾驶模式。根据车速判断车辆状态，车速为零为停车状态，根据油门踏板信号选择是否起步， 起步成功车辆正常行驶，起步失败回空挡重新进行起步；车速不为零是行车状态，判断是否触发换挡点，若触发换挡点则请求换挡，换挡成功返回并发送换挡成功信息，换挡失败回空挡后重新请求换挡。

上述实施例仅用来说明本发明的技术方案，本发明的技术范围并不局限于说明书上的内容，依据本发明的构思通过逻辑分析、推理得到的相关技术方案，皆应在本发明的范围之内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种纯电动重型九挡AMT变速箱控制系统，其特征在于，包括整车控制器、换挡手柄控制单元、电磁阀、电控气动执行机构、九挡变速箱、驱动桥、车轮、电池组件、电机控制器和驱动电机；其中，整车控制器分别与换挡控制手柄单元、电机控制器、电池组件相连，电机控制器与驱动电机进行连接，换挡控制手柄单元与电磁阀相连，以上均通过CAN通信进行信息交付；电池组件分别为整车控制器、换挡控制手柄单元、电机控制器供电；电控气动执行机构分别连接电磁阀、储气筒和九挡变速箱，变速箱分别连接驱动电机和驱动桥，驱动桥分别与车轮连接。

2.根据权利要求1所述的一种纯电动重型九挡AMT变速箱控制系统，其特征在于，所述驱动桥包含相互连接的驱动桥1和驱动桥2，所述驱动桥1分别与左后轮1和右后轮1连接；所述驱动桥2分别与左后轮2和右后轮2连接。

3.根据权利要求1所述的一种纯电动重型九挡AMT变速箱控制系统，其特征在于，所述换挡控制手柄单元包括：信号输入模块、挡位预判模块、换挡控制模块、状态识别模块、状态监控模块、信号输出模块；其中，所述信号输入模块分别与挡位预判模块、换挡控制模块、状态识别模块连接，将信号输入信息通过CAN通讯发送给各模块；所述挡位预判模块与换挡控制模块相连、换挡控制模块与状态识别模块相连、状态识别模块与状态监控模块相连，各模块通过CAN通讯进行信息交互；所述挡位预判模块、换挡控制模块、状态识别模块均与信号输出模块相连，通过CAN通讯将信息发送给信号输出模块，所述信号输入模块、信号输出模块分别与状态监控模块相连，通过CAN通信将信息发送给状态监控模块。

4.一种纯电动重型九挡AMT变速箱控制系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、换挡手柄控制单元首先判断车辆驾驶模式；

步骤2、选择手动驾驶模式则根据车速判断车辆状态如下：若是停车状态则由驾驶员自行选择挡位起步；

若是行车状态由驾驶员进行操控换挡手柄进行换挡，但换挡手柄控制单元仍然进行计算最佳挡位，同时在仪表屏幕上显示推荐挡位；

步骤3、若选择自动驾驶模式则根据车速判断车辆状态如下：若是停车状态则根据油门踏板信号选择是否起步，起步成功车辆正常行驶，起步失败回空挡重新进行起步；

若是行车状态则判断是否触发换挡点，若触发换挡点则请求换挡，换挡成功返回并发送换挡成功信息，换挡失败回空挡后重新请求换挡。

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