CN116972158A - 一种纯电动汽车怀挡换挡器的控制方法 - Google Patents

一种纯电动汽车怀挡换挡器的控制方法 Download PDF

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李洋
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Abstract

本发明公开的怀挡换挡器的控制方法，怀挡换挡器布置于方向盘右下方，换挡时驾驶员手部无需离开方向盘，用手指拨动挡杆即可实现换挡；怀挡换挡器根据驾驶员的换挡动作提供对应的电压信号给VCU而非物理挡位，再通过系统Ready状态、车速信号、制动踏板状态等相关信号进行分析换挡动作是否满足，输出整车的动力系统实际挡位状态；若挡位切换无效时，VCU通过总线在中控屏或仪表显示屏进行文字提醒或声音提醒，从而提升挡位操作方便性及驾驶安全性。

Description

一种纯电动汽车怀挡换挡器的控制方法
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种纯电动汽车怀挡换挡器的控制方法。
背景技术
随着新能源汽车的逐渐普及，纯电动汽车的保有量越来越多，人们对车辆的操作方便性和驾驶安全性要求越来越高。
目前市场汽车大多使用旋钮、挡杆或按键换挡器，其挡位信号的控制方法是：旋钮、挡杆、按键处于对应的物理挡位时，输出给VCU相对应的开关硬线信号。
其中，挡杆式换挡器操作步骤比较繁琐，需要按压解锁按钮才能把挡杆拖动至所需挡位，一般布置在主驾与副驾中间副仪表位置，占用驾驶室空间较大。
其中，旋钮式与按键式换挡器一般布置在中控台或者副仪表台，驾驶员操作时候需要侧身以及低头查看，影响行车安全，注意力不集中容易造成档位切换错误，无法做到盲操作及连续操作。
随着客户使用反馈及开发人员的研究发现，怀挡换挡器布置于方向盘右下方，占用空间较小，能够解放控制操作空间，同时换挡时驾驶员手部无需离开方向盘，用手指拨动挡杆即可实现换挡，提升车辆操作方便性及驾驶安全性。
发明内容
本发明针对现有技术的状况，解决以上问题，提供一种纯电动汽车怀挡换挡器的控制方法。
本发明专利申请公开的纯电动汽车怀挡换挡器的控制方法，VCU根据怀挡换挡器提供的挡杆动作对应的电压信号，再通过系统Ready状态、车速信号、制动踏板状态等相关信号进行分析换挡动作是否满足，输出整车的动力系统实际挡位状态。避免了像旋钮、挡杆等有物理挡位换挡器，当换挡条件不满足时，物理挡位与VCU实际挡位不一致的情况从而影响挡位操作及驾驶安全。其中：
将怀挡换挡器通过硬线按照对应的针脚定义与VCU连接，怀挡换挡器将驾驶员对挡杆的动作转化为电压信号通过硬线输入至VCU；
VCU判断车辆状态为Ready。
VCU通过挡位器的电压信号判断驾驶员的换挡动作，结合整车系统运行状态进行分析，并输出当前挡位信号，实现换挡或挡位保持。
挡位器共设有D挡、N挡、R挡和P挡四个挡位：N’挡(下轻拨；顺时针旋转7.1°)；D挡(下重拨；顺时针旋转13.5°)；N”挡(上轻拨；逆时针旋转7.1°)；R挡(上重拨；逆时针旋转13.5°)；P挡(按下P挡开关)。
挡位切换包括：
①P挡切换至N挡；
②P挡切换至R挡；
③P挡切换至D挡；
④N挡切换至P挡；
⑤N挡切换至R挡；
⑥N挡切换至D挡；
⑦R挡切换至P挡；
⑧R挡切换至N挡；
⑨R挡切换至D挡；
⑩D挡切换至P挡；
D挡切换至N挡；
D挡切换至R挡；
所述的P挡切换至N挡的条件为：车辆状态为Ready、制动踏板有效、车速≤1km/h、上轻拨(N”挡)或者下轻拨(N’挡)，然后释放手柄至自然状态(自复位初始位置)；
所述的P挡切换至R挡的条件为：车辆状态为Ready、制动踏板有效、车速≤1km/h、上重拨(R挡)，然后释放手柄至自然状态(自复位初始位置)；
所述的P挡切换至D挡的条件为：车辆状态为Ready、制动踏板有效、车速≤1km/h、下重拨(D挡)，然后释放手柄至自然状态(自复位初始位置)；
所述的N挡切换至P挡的条件为：车辆状态为Ready、车速≤1km/h、按下换挡手柄末端驻车按键(P)，然后释放按键至自然状态(自复位初始位置)；
所述的N挡切换至R挡的条件为：车辆状态为Ready、制动踏板有效、车速≤1km/h、上重拨(R挡)，然后释放手柄至自然状态(自复位初始位置)；
所述的N挡切换至D挡的条件为：车辆状态为Ready、制动踏板有效、车速≤1km/h、下重拨(D挡)，然后释放手柄至自然状态(自复位初始位置)；
所述的R挡切换至P挡的条件为：车辆状态为Ready、制动踏板有效、车速≤1km/h、按下换挡手柄末端驻车按键(P)，然后释放按键至自然状态(自复位初始位置)；
所述的R挡切换至N挡的条件为：车辆状态为Ready、上轻拨(N”挡)或者下轻拨(N’挡)，然后释放手柄至自然状态(自复位初始位置)；
所述的R挡切换至D挡的条件为：车辆状态为Ready、制动踏板有效、车速≤1km/h、下重拨(D挡)，然后释放手柄至自然状态(自复位初始位置)；
所述的D挡切换至P挡的条件为：车辆状态为Ready、制动踏板有效、车速≤1km/h、按下换挡手柄末端驻车按键(P)，然后释放按键至自然状态(自复位初始位置)；
所述的D挡切换至N挡的条件为：车辆状态为Ready、上轻拨(N”挡)或者下轻拨(N’挡)，然后释放手柄至自然状态(自复位初始位置)；
所述的D挡切换至R挡的条件为：车辆状态为Ready、制动踏板有效、车速≤1km/h、下重拨(D挡)，然后释放手柄至自然状态(自复位初始位置)；
若挡位切换无效时，VCU通过总线在中控屏或仪表显示屏进行文字提醒或声音提醒；
行车过程中具有R挡和D挡保护功能，如果车辆前进或后退过程中(转速>200rpm)，误触其他挡位，控制器默认进入N挡状态，但此时允许切回原挡位，不需要踩刹车；
紧急驻车是指车辆ABS制动失效或踩制动踏板时车辆无法减速，属车辆极端异常情况；整车功能策略：P挡保持5S以上VCU直接执行0扭矩输出，同时VCU进入制动能量回收模式。
本发明公开的怀挡换挡器的控制方法，其有益效果在于：怀挡换挡器布置于方向盘右下方，换挡时驾驶员手部无需离开方向盘，用手指拨动挡杆即可实现换挡；怀挡换挡器根据驾驶员的换挡动作提供对应的电压信号给VCU而非物理挡位，再通过系统Ready状态、车速信号、制动踏板状态等相关信号进行分析换挡动作是否满足，输出整车的动力系统实际挡位状态；若挡位切换无效时，VCU通过总线在中控屏或仪表显示屏进行文字提醒和或声音提醒，从而提升挡位操作方便性及驾驶安全性。
附图说明
图1是本发明挡位开关手柄视图1；
图2是本发明换挡器原理视图2；
图3是本发明换挡切换视图3；
具体实施方式
如图1所示，怀挡换挡器布置于方向盘右下方，占用空间较小，能够解放控制操作空间，同时换挡时驾驶员手部无需离开方向盘，用手指拨动挡杆即可实现换挡，提升车辆操作方便性及驾驶安全性。
如图1所示，驾驶员的换挡动作包括：N’挡(下轻拨；顺时针旋转7.1°)；D挡(下重拨；顺时针旋转13.5°)；N”挡(上轻拨；逆时针旋转7.1°)；R挡(上重拨；逆时针旋转13.5°)；P挡(按下P挡开关)。
如图2所示，将怀挡换挡器通过硬线按照对应的针脚定义与VCU连接，怀挡控制器针脚12(R挡)；针脚8(N”挡)；针脚6(N’挡)；针脚5(D挡)；针脚11(电源12V+)；针脚7(P挡)；怀挡换挡器将驾驶员对挡杆的动作转化为电压信号通过硬线输入至VCU。
如图3所示，换挡场景1所述的P挡切换至N挡的条件为：车辆状态为Ready、制动踏板有效、车速≤1km/h、上轻拨(N”挡)或者下轻拨(N’挡)，然后释放手柄至自然状态(自复位初始位置)；
如图3所示，换挡场景2所述的P挡切换至R挡的条件为：车辆状态为Ready、制动踏板有效、车速≤1km/h、上重拨(R挡)，然后释放手柄至自然状态(自复位初始位置)；
如图3所示，换挡场景3所述的P挡切换至D挡的条件为：车辆状态为Ready、制动踏板有效、车速≤1km/h、下重拨(D挡)，然后释放手柄至自然状态(自复位初始位置)；
如图3所示，换挡场景4所述的N挡切换至P挡的条件为：车辆状态为Ready、车速≤1km/h、按下换挡手柄末端驻车按键(P)，然后释放按键至自然状态(自复位初始位置)；
如图3所示，换挡场景5所述的N挡切换至R挡的条件为：车辆状态为Ready、制动踏板有效、车速≤1km/h、上重拨(R挡)，然后释放手柄至自然状态(自复位初始位置)；
如图3所示，换挡场景6所述的N挡切换至D挡的条件为：车辆状态为Ready、制动踏板有效、车速≤1km/h、下重拨(D挡)，然后释放手柄至自然状态(自复位初始位置)；
如图3所示，换挡场景7所述的R挡切换至P挡的条件为：车辆状态为Ready、制动踏板有效、车速≤1km/h、按下换挡手柄末端驻车按键(P)，然后释放按键至自然状态(自复位初始位置)；
如图3所示，换挡场景8所述的R挡切换至N挡的条件为：车辆状态为Ready、上轻拨(N”挡)或者下轻拨(N’挡)，然后释放手柄至自然状态(自复位初始位置)；
如图3所示，换挡场景9所述的R挡切换至D挡的条件为：车辆状态为Ready、制动踏板有效、车速≤1km/h、下重拨(D挡)，然后释放手柄至自然状态(自复位初始位置)；
如图3所示，换挡场景10所述的D挡切换至P挡的条件为：车辆状态为Ready、制动踏板有效、车速≤1km/h、按下换挡手柄末端驻车按键(P)，然后释放按键至自然状态(自复位初始位置)；
如图3所示，换挡场景11所述的D挡切换至N挡的条件为：车辆状态为Ready、上轻拨(N”挡)或者下轻拨(N’挡)，然后释放手柄至自然状态(自复位初始位置)；
如图3所示，换挡场景12所述的D挡切换至R挡的条件为：车辆状态为Ready、制动踏板有效、车速≤1km/h、下重拨(D挡)，然后释放手柄至自然状态(自复位初始位置)；
若挡位切换无效时，VCU通过总线在中控屏或仪表显示屏进行文字提醒或声音提醒；
行车过程中具有R挡和D挡保护功能，如果车辆前进或后退过程中(转速>200rpm)，误触其他挡位，控制器默认进入N挡状态，但此时允许切回原挡位，不需要踩刹车；
紧急驻车是指车辆ABS制动失效或踩制动踏板时车辆无法减速，属车辆极端异常情况；整车功能策略：制动优先，当无制动有效信号(硬线)时，若电子油门信号有效且开度<5％，则基于P挡信号+P挡硬线信号时间+△V变化作判断；(P挡保持3S以上判断制动踏板、车速、加速踏板开度等状态；P挡保持5S以上VCU直接执行0扭矩输出，同时VCU进入制动能量回收模式)；
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。在本发明的保护范围内其技术方案和实施方式可以有各种不同的修改和变化。

Claims (9)

1.一种纯电动汽车怀挡换挡器的控制方法，其特征在于：怀挡换挡器布置于方向盘右下方，换挡时驾驶员手部无需离开方向盘，用手指拨动挡杆即可实现换挡；怀挡换挡器根据驾驶员的换挡动作提供对应的电压信号给VCU而非物理挡位，再通过系统Ready状态、车速信号、制动踏板状态等相关信号进行分析换挡动作是否满足，输出整车的动力系统实际挡位状态；若挡位切换无效时，VCU通过总线在中控屏或仪表显示屏进行文字提醒或声音提醒，从而提升挡位操作方便性及驾驶安全性。
2.根据权利要求1所述的纯电动汽车怀挡换挡器的控制方法，其特征在于：将怀挡换挡器通过硬线按照对应的针脚定义与VCU连接，怀挡换挡器将驾驶员对挡杆的动作转化为电压信号通过硬线输入至VCU。
3.根据权利要求1所述的纯电动汽车怀挡换挡器的控制方法，其特征在于：VCU通过挡位器的电压信号判断驾驶员的换挡动作，结合整车系统运行状态进行分析，并输出当前挡位信号，实现换挡或挡位保持。
4.根据权利要求1所述的纯电动汽车怀挡换挡器的控制方法，其特征在于：挡位器共设有D挡、N挡、R挡和P挡四个挡位。
5.根据权利要求4所述的纯电动汽车怀挡换挡器的控制方法，其特征在于：N’挡操作方法：挡位器开关手柄下轻拨-顺时针旋转7.1°；D挡操作方法：挡位器开关手柄下重拨-顺时针旋转13.5°；N”挡操作方法：挡位器开关手柄上轻拨-逆时针旋转7.1°；R挡操作方法：挡位器开关手柄上重拨-逆时针旋转13.5°；P挡操作方法：按下P挡开关。
6.根据权利要求1所述的纯电动汽车怀挡换挡器的控制方法，其特征在于：各种初始挡位下驾驶员对期望挡位的换挡条件描述。
7.根据权利要求1所述的纯电动汽车怀挡换挡器的控制方法，其特征在于：若挡位切换无效时，VCU通过总线在中控屏或仪表显示屏进行文字提醒和或声音提醒。
8.根据权利要求1所述的纯电动汽车怀挡换挡器的控制方法，其特征在于：行车过程中具有R挡和D挡保护功能，如果车辆前进或后退过程中：转速>200rpm，误触其他挡位，控制器默认进入N挡状态，但此时允许切回原挡位，不需要踩刹车。
9.根据权利要求1所述的纯电动汽车怀挡换挡器的控制方法，其特征在于：紧急驻车是指车辆ABS制动失效或踩制动踏板时车辆无法减速，属车辆极端异常情况；整车功能策略：P挡保持5S以上VCU直接执行0扭矩输出，同时VCU进入制动能量回收模式。
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