一种电驱动两挡机械式自动变速器控制系统及控制方法技术方案

技术编号:21885167 阅读:6 留言:0更新日期:2019-08-17 12:09
本发明专利技术实施方式公开了一种电驱动两挡机械式自动变速器控制系统及控制方法。控制系统包括:动力系统控制单元;整车控制器;换挡执行机构;车身稳定系统;以及两挡自动机械式变速器;其中所述动力系统控制单元经由控制器局域网通讯线与所述整车控制器、所述车身稳定系统和所述换挡执行机构分别连接;所述动力系统控制单元,用于当正常行驶时,根据所述整车控制器的指令控制驱动电机输出扭矩;当换挡时,根据加速踏板信号、挡位信号和车身稳定系统提供的车速信号进行换挡决策,并控制驱动电机与换挡执行机构配合完成所述两挡自动机械式变速器的自动换挡过程。将分离的MCU和TCU集成为动力系统控制单元,减少控制器间的通讯时间,并缩短换挡时间。

A Control System and Control Method of Electrically Driven Two-Gear Mechanical Automatic Transmission

【技术实现步骤摘要】
一种电驱动两挡机械式自动变速器控制系统及控制方法
本专利技术实施方式涉及汽车
,特别涉及一种电驱动两挡机械式自动变速器控制系统及控制方法。
技术介绍
国家最新标准《汽车和挂车类型的术语和定义》(GB/T3730.1-2001)中对汽车有如下定义:由动力驱动,具有4个或4个以上车轮的非轨道承载的车辆,主要用于:载运人员和(或)货物;牵引载运人员和(或)货物的车辆;特殊用途。能源短缺、石油危机和环境污染愈演愈烈,给人们的生活带来巨大影响,直接关系到国家经济和社会的可持续发展。世界各国都在积极开发新能源技术。纯电动汽车已成为当今汽车发展的趋势之一。目前纯电动汽车考虑到成本和结构布局因素,驱动系统主要采用固定速比的减速器,单一挡位不能较好地满足汽车加速、爬坡和超车等多种驾驶需求。因此,多传动比是纯电动汽车的一种发展趋势。采用两挡或者多挡的变速器机构,不仅能满足纯电动汽车的基本性能要求,提高起动转矩和低速时的后备功率,使电机工作在高效区域,对驱动电机性能要求也有所降低,既节约能量又能使各部件在较低的速度运行,同时可以选择功率相对较小的电机,使得电机的体积减小,成本降低。与发动机配合自动机械式变速器(AMT)的动力传动系统相比,电机控制更容易、响应更快。电机与AMT匹配,在换挡时,可以不需要离合器断开动力源,通过直接控制电机工作在零转矩而达到目的,因此离合器分离轴承、飞轮和压板等硬件机构,以及进行离合器控制的相关软硬件等可以省略。目前,两挡自动机械式变速器自动换挡控制系统的各控制单元独立控制各部件,各控制器之间通过控制器局域网(CAN)通讯进行信息交互。由于信息发送接收具有时间周期,这种方式会增加换挡时间,影响换挡品质。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术的目的是提供一种电驱动两挡机械式自动变速器控制系统及控制方法。本专利技术实施方式的技术方案如下:一种电驱动两挡机械式自动变速器控制系统,包括:动力系统控制单元;整车控制器;换挡执行机构;车身稳定系统;以及两挡自动机械式变速器;其中所述动力系统控制单元经由控制器局域网通讯线与所述整车控制器、所述车身稳定系统和所述换挡执行机构分别连接;所述动力系统控制单元,用于当正常行驶时,根据所述整车控制器的指令控制驱动电机输出扭矩;当换挡时,根据加速踏板信号、挡位信号和车身稳定系统提供的车速信号进行换挡决策,并控制驱动电机与换挡执行机构配合完成所述两挡自动机械式变速器的自动换挡过程。在一个实施方式中,所述动力系统控制单元,用于在换挡开始时,经由与所述整车控制器之间的控制器局域网通讯线,向所述整车控制器发送换挡开始指令,在换挡结束时,经由与整车控制器之间的控制器局域网通讯线,向整车控制器发送换挡完成指令。在一个实施方式中,所述整车控制器,用于经由与所述动力系统控制单元之间的控制器局域网通讯线,向所述动力系统控制单元发送所述挡位信号。在一个实施方式中,所述动力系统控制单元经由电气信号通讯线与所述驱动电机连接;所述两挡自动机械式变速器与所述驱动电机之间具有机械连接。在一个实施方式中,所述动力系统控制单元,用于控制所述驱动电机将输出扭矩降为零,控制所述换挡执行机构执行摘挡动作,同步所述驱动电机的输出轴转速与所述两挡自动机械式变速器的输出轴转速,控制所述换挡执行机构执行挂挡操作。一种电驱动两挡机械式自动变速器控制方法,包括:经由控制器局域网通讯线,将动力系统控制单元分别连接整车控制器、车身稳定系统和换挡执行机构;当正常行驶时,使能动力系统控制单元基于整车控制器的指令控制驱动电机输出扭矩,当换挡时,使能动力系统控制单元根据加速踏板信号、挡位信号和车身稳定系统提供的车速信号进行换挡决策,控制驱动电机与换挡执行机构配合完成两挡自动机械式变速器的自动换挡过程。在一个实施方式中,所述控制驱动电机与换挡执行机构配合完成两挡自动机械式变速器的自动换挡过程包括:动力系统控制单元控制所述驱动电机将输出扭矩降为零;动力系统控制单元控制所述换挡执行机构执行摘挡动作;动力系统控制单元同步所述驱动电机的输出轴转速与所述两挡自动机械式变速器的输出轴转速;动力系统控制单元控制所述换挡执行机构执行挂挡操作。在一个实施方式中,在完成两挡自动机械式变速器的自动换挡过程之后,该方法还包括:动力系统控制单元经由与整车控制器之间的控制器局域网通讯线,从所述整车控制器接收包含驱动电机输出扭矩的控制指令;动力系统控制单元经由与驱动电机之间的电气信号通讯线,控制驱动电机输出所述驱动电机输出扭矩。一种电动汽车,包括如上所述的电驱动两挡机械式自动变速器控制系统。一种计算机可读存储介质,其中存储有计算机可读指令,该计算机可读指令用于执行如上任一项所述的电驱动两挡机械式自动变速器控制方法。从上述技术方案可以看出,本专利技术实施方式的控制系统包括:动力系统控制单元;整车控制器;换挡执行机构;车身稳定系统;以及两挡自动机械式变速器;其中所述动力系统控制单元经由控制器局域网通讯线与所述整车控制器、所述车身稳定系统和所述换挡执行机构分别连接;所述动力系统控制单元,用于当正常行驶时,根据所述整车控制器的指令控制驱动电机输出扭矩;当换挡时,根据加速踏板信号、挡位信号和车身稳定系统提供的车速信号进行换挡决策,并控制驱动电机与换挡执行机构配合完成所述两挡自动机械式变速器的自动换挡过程。可见,本专利技术实施方式将分离的电机控制单元(MCU)和变速器电控单元(TCU)集成为动力系统控制单元,可以减少控制器间的通讯时间,并缩短换挡时间。附图说明以下附图仅对本专利技术做示意性说明和解释,并不限定本专利技术的范围。图1为根据本专利技术电驱动两挡机械式自动变速器控制系统的结构图。图2为根据本专利技术电驱动两挡机械式自动变速器控制系统的示范性结构图。图3为根据本专利技术两挡机械式自动变速器控制系统的控制逻辑流程图。图4为根据本专利技术电驱动两挡机械式自动变速器控制方法的流程图。具体实施方式为了对专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图说明本专利技术的具体实施方式,在各图中相同的标号表示相同的部分。为了描述上的简洁和直观,下文通过描述若干代表性的实施方式来对本专利技术的方案进行阐述。实施方式中大量的细节仅用于帮助理解本专利技术的方案。但是很明显,本专利技术的技术方案实现时可以不局限于这些细节。为了避免不必要地模糊了本专利技术的方案,一些实施方式没有进行细致地描述,而是仅给出了框架。下文中,“包括”是指“包括但不限于”,“根据……”是指“至少根据……,但不限于仅根据……”。由于汉语的语言习惯,下文中没有特别指出一个成分的数量时,意味着该成分可以是一个也可以是多个,或可理解为至少一个。现有技术中,电机控制单元(MotorControlUnit,MCU)根据VCU的指令,控制电机的旋转状态;变速器电控单元(TransmissionControlUnit,TCU)是自动变速器控制系统的核心部件,用于实现自动变速控制。TCU的主要功能包括:目标档位(速比)决策:执行机构控制;故障诊断;故障处理等。申请人发现:在现有技术中,MCU与TCU之间通过CAN通讯进行信息交互,控制指令的发送和接收至少两个周期,大概时间为20毫秒(Ms)。尤其是,在换档过程中,由于MCU与TCU之间的信息发送和接收均有时间周期,会增加换挡时间,本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种电驱动两挡机械式自动变速器控制系统,其特征在于,包括:动力系统控制单元;整车控制器;换挡执行机构;车身稳定系统;以及两挡自动机械式变速器;其中所述动力系统控制单元经由控制器局域网通讯线与所述整车控制器、所述车身稳定系统和所述换挡执行机构分别连接;所述动力系统控制单元,用于当正常行驶时,根据所述整车控制器的指令控制驱动电机输出扭矩;当换挡时,根据加速踏板信号、挡位信号和车身稳定系统提供的车速信号进行换挡决策,并控制驱动电机与换挡执行机构配合完成所述两挡自动机械式变速器的自动换挡过程。

【技术特征摘要】
1.一种电驱动两挡机械式自动变速器控制系统,其特征在于,包括:动力系统控制单元;整车控制器;换挡执行机构;车身稳定系统;以及两挡自动机械式变速器;其中所述动力系统控制单元经由控制器局域网通讯线与所述整车控制器、所述车身稳定系统和所述换挡执行机构分别连接;所述动力系统控制单元,用于当正常行驶时,根据所述整车控制器的指令控制驱动电机输出扭矩;当换挡时,根据加速踏板信号、挡位信号和车身稳定系统提供的车速信号进行换挡决策,并控制驱动电机与换挡执行机构配合完成所述两挡自动机械式变速器的自动换挡过程。2.根据权利要求1所述的电驱动两挡机械式自动变速器控制系统,其特征在于,所述动力系统控制单元,用于在换挡开始时,经由与所述整车控制器之间的控制器局域网通讯线,向所述整车控制器发送换挡开始指令,在换挡结束时,经由与整车控制器之间的控制器局域网通讯线,向整车控制器发送换挡完成指令。3.根据权利要求1所述的电驱动两挡机械式自动变速器控制系统,其特征在于,所述整车控制器,用于经由与所述动力系统控制单元之间的控制器局域网通讯线,向所述动力系统控制单元发送所述挡位信号。4.根据权利要求1所述的电驱动两挡机械式自动变速器控制系统,其特征在于,所述动力系统控制单元经由电气信号通讯线与所述驱动电机连接;所述两挡自动机械式变速器与所述驱动电机之间具有机械连接。5.根据权利要求1所述的电驱动两挡机械式自动变速器控制系统,其特征在于,所述动力系统控制单元,用于控制所述驱动电机将输出扭矩降为零,控制所述换挡执行机构执行摘挡动作,同步所述驱动电机的输出轴转速与所述两挡自动机械式变速器的输出轴转速,控制所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:王克坚陆中奎
申请(专利权)人:北京长城华冠汽车科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:北京,11

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