一种amt型纯电动车辆换档控制方法
【专利摘要】本发明提出了一种AMT型纯电动车辆换档控制方法，包括如下步骤：AMT判断当前车速是否符合换挡条件，如果是，则向整车控制器发送换挡请求；整车控制器根据换挡请求向电机控制器发送控制报文以由电机控制器根据控制报文驱动电机输出对应的转矩和转速；AMT检测电机的转矩和转速，并根据电机的转矩和转速执行换挡动作，以及在完成换挡动作后，向整车控制器发送转矩请求；整车控制器在接收到转矩请求后进入转矩控制模式，并向电机控制器发送控制报文以完成换挡过程。本发明将AMT应用到纯电动车上，在纯电动车行驶过程中，利用AMT、整车控制器和电机控制器之间的通讯实现换挡控制，从而在保证最高车速要求的前提下，尽量增加纯电动车的续驶里程。
【专利说明】一种AMT型纯电动车辆换档控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及车辆【技术领域】，特别涉及一种AMT型纯电动车辆换档控制方法。
【背景技术】
[0002]AMT (Automatic Manual Transmission,电控机械式自动变速箱)在传统的手动齿轮式变速器基础上改进而来。AMT揉合了 AT (自动)和MT (手动)两者优点的机电液一体化自动变速器，既具有液力自动变速器自动变速的优点，又保留了原手动变速器齿轮传动的效率高、成本低、结构简单、易制造的长处。
[0003]AMT大量应用于传统大巴上,但是尚未应用于纯电动大巴。而纯电动大巴作为新能源汽车，是今后的发展方向。如何将AMT应用到纯电动大巴，并进而实现对纯电动大巴的换挡控制，是当前需要解决的技术问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。
[0005]为此，本发明的目的在于提出一种AMT型纯电动车辆换档控制方法，该方法可以在保证最高车速要求的前提下，尽量增加纯电动车的续驶里程。
[0006]为了实现上述目的，本发明的实施例提供一种AMT型纯电动车辆换档控制方法，包括如下步骤:
[0007]纯电动车的电控机械式自动变速箱AMT判断当前车速是否符合换挡条件，如果是，则向所述纯电动车的整车控制器发送换挡请求；
[0008]所述整车控制器根据所述换挡请求向所述纯电动车的电机控制器发送控制报文以由所述电机控制器根据所述控制报文驱动所述纯电动车的电机输出对应的转矩和转速；
[0009]所述AMT检测所述电机的转矩和转速，并根据所述电机的转矩和转速执行换挡动作，以及在完成换挡动作后，向所述整车控制器发送转矩请求；
[0010]所述整车控制器在接收到所述转矩请求后进入转矩控制模式，并向所述电机控制器发送控制报文以完成换挡过程。
[0011 ] 根据本发明实施例的AMT型纯电动车辆换档控制方法，将AMT应用到纯电动车上，在纯电动车行驶过程中，利用AMT、整车控制器和电机控制器之间的通讯实现换挡控制，从而在保证最高车速要求的前提下，尽量增加纯电动车的续驶里程。
[0012]在本发明的一个实施例中，所述AMT在判断当前车速符合换挡条件时，向所述整车控制器发送换挡请求，其中，所述换挡请求为自由模式请求；
[0013]所述整车控制器根据所述自由模式请求向所述电机控制器发送零目标转矩模式控制报文；
[0014]所述电机控制器根据所述零目标转矩模式控制报文驱动所述电机进入空转状态，其中，所述电机在所述空转状态下输出零转矩。[0015]进一步，还包括如下步骤:所述电机控制器实时上报所述电机的电机参数，其中，所述电机参数包括所述电机的当前转矩和当前转速。
[0016]在本发明的又一个实施例中，所述AMT在接收到所述电机参数后，包括如下步骤:所述AMT根据所述电机参数检测到所述电机的实际输出转矩为零时，执行摘挡动作，并向所述整机控制器发送转速请求，其中，所述转速请求包括电机目标转速。
[0017]此外，所述整机控制器在接收到所述转速请求后，包括如下步骤:所述整机控制器根据所述转速请求向所述电机控制器发送转速模式控制报文；所述电机控制器根据所述转速模式控制报文控制所述电机的转速达到所述电机目标转速，并向所述AMT上报电机参数。
[0018]优选的，所述AMT在接收到所述电机参数后，包括如下步骤:
[0019]所述AMT根据所述电机参数检测到所述电机的当前转速达到所述电机目标转速时，向所述整车控制器发送自由模式请求；
[0020]所述整车控制器根据所述自由模式请求再次向所述纯电动车的电机控制器发送零目标转矩模式控制报文；
[0021]所述电机控制器根据所述零目标转矩模式控制报文驱动所述纯电动车再次进入空转状态，并向所述AMT上报电机参数。
[0022]优选的，所述AMT在检测到所述电机的实际输出转矩为零时，执行挂挡动作，并向所述整车控制器发送转矩请求；
[0023]所述整车控制器根据所述转矩请求执行转矩控制模式，并向所述电机控制器发送转矩控制报文以完成换挡动作。
[0024]在本发明的一个实施例中，所述AMT、所述整车控制器和所述电机控制器之间通过控制器局域网络CAN总线进行通讯。
[0025]在本发明的又一个实施例中，所述AMT通过CAN总线发送请求报文的时间间隔为10毫秒，所述整车控制器通过所述CAN总线向所述电机控制器发送控制报文的时间间隔为20毫秒，所述电机控制器通过所述CAN总线上报所述电机参数的周期为50毫秒。
[0026]在本发明的再一个实施例中，还包括如下步骤:所述纯电动车的车用仪表实时显示所述AMT、所述整车控制器、所述电机控制器和所述电机的状态和参数。
[0027]本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0029]图1为根据本发明实施例的AMT型纯电动车动力总成结构示意图；
[0030]图2为根据本发明实施例的AMT型纯电动车辆换档控制方法的流程图；
[0031]图3为根据本发明实施例的整车控制器的换档控制流程图；
[0032]图4为根据本发明实施例的AMT换档控制流程图；
[0033]图5为根据本发明实施例的电机控制器控制命令处理流程图。【具体实施方式】
[0034]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0035]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0036]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，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0037]下面参考图1至图5对本发明实施例的AMT型纯电动车辆换档控制方法进行描述。该换挡控制方法基于CAN (Controller Area Network,控制器局域网络)总线进行通讯，并且适用于具有AMT设备的纯电动动力总成系统。在本发明的一个实施例中，本发明实施例的AMT型纯电动车辆换档控制方法适用于纯电动大巴。
[0038]首先参考图1对本发明实施例的AMT型纯电动车动力总成系统的结构进行描述。
[0039]如图1所示，本发明实施例的AMT型纯电动车动力总成包括整车控制器(VehicleManagement System, VMS) 1、电池管理系统2、动力电池3、电机控制器4、三相交流电机5、AMT6、后桥7、车用仪表8、第一后轮9、第二后轮10、第一前轮11和第二后轮12。其中，整车控制器I通过CAN总线分别与电池管理系统2、电机控制器4、AMT6和车用仪表8相连。电池管理系统2进一步与动力电池3相连。动力电池3输出直流高压电至电机控制器4，电机控制器4将直流高压电逆变为三相交流电，并输出至三相交流电机5以驱动三相交流电机5工作。三相交流电机5通过传动轴与AMT6相连，AMT6进一步通过驱动轴与后桥7相连。后桥7分别与第一后轮9和第二后轮10相连。
[0040]在本发明的一个实施例中，AMT6、整车控制器I和电机控制器4之间通过CAN总线进行通讯，解决了数据传输的实时性、共享性、网络性的特点。
[0041]在本发明的又一个实施例中，AMT6通过CAN总线发送请求报文的时间间隔为10毫秒(ms)。整车控制器I通过CAN总线向电机控制器4发送控制报文的时间间隔为20毫秒(ms)。电机控制器4通过CAN总线上报电机参数的周期为50毫秒(ms)。其中，CAN总线参考标准是CAN2.0B和SAEJ1939。CAN总线接口协议由整车控制器1、AMT6和电机控制器4
三方共同制定。
[0042]优选的，在车辆运行过程中，纯电动车的车用仪表8可以实时显示AMT6、整车控制器1、电机控制器4和电机的状态和参数。
[0043]如图2所示，本发明实施例的AMT6型纯电动车的换挡控制方法，包括如下步骤:
[0044]步骤S101，纯电动车的AMT6判断当前车速是否符合换挡条件，如果是，则定时向纯电动车的整车控制器I发送换挡请求。在本发明的一个实施例中，AMT6每隔IOms通过CAN总线向整车控制器I发送换挡请求。[0045]具体地，AMT6在判断当前车速符合换挡条件时，向整车控制器I发送换挡请求。其中，换挡请求为自由模式请求。换言之，AMT6在判断当前车速符合换挡条件时，向整车控制器I发送自由模式请求。
[0046]需要说明的是，AMT6在判断当前车速不符合换挡条件时，向整车控制器I发送转矩模式请求，当判断当前车速符合换挡条件时将转矩模式请求变更为自由模式请求。
[0047]步骤S102，整车控制器I根据换挡请求向纯电动车的电机控制器4发送控制报文以由电机控制器4根据控制报文驱动纯电动车的电机输出对应的转矩和转速。
[0048]整车控制器I根据AMT6的自由模式请求向电机控制器4发送的控制报文为零目标转矩模式控制报文。电机控制器4根据零目标转矩模式控制报文驱动电机5进入空转状态。其中，电机5在空转状态下输出转矩为零。
[0049]在本发明的一个实施例中，电机控制器4还可以实时上报电机的电机参数，例如向AMT6上报电机参数。其中，电机参数包括电机5的当前转矩和当前转速。
[0050]步骤S103，AMT6检测电机5的转矩和转速，并根据电机5的转矩和转速执行换挡动作，并且在完成换挡动作之后，向整车控制器I发送转矩请求。
[0051]具体地，AMT6接收到的电机参数之后，根据电机参数检测到电机5的实际输出转矩为零时，执行摘挡动作，并向整机控制器I发送转速请求。在本发明的一个示例中，转速请求包括电机目标转速。
[0052]整机控制器I在接收到转速请求后，根据转速请求向电机控制器4发送转速模式控制报文。电机控制器4根据转速模式控制报文控制电机5的实际转速达到电机目标转速，并向AMT6上报电机参数。
[0053]AMT6在接收到上述电机参数后，在检测到电机5的当前转速达到电机目标转速时，完成转速匹配，向整车控制器I发送自由模式请求，否则继续向整机控制器I发送转速请求。
[0054]整车控制器I根据接收到的自由模式请求再次向电机控制器4发送零目标转矩模式控制报文。电机控制器4根据该零目标转矩模式控制报文驱动纯电动车再次进入空转状态，并向AMT6上报电机参数。
[0055]AMT6在检测到电机5的实际输出转矩为零时，执行挂档动作，并向整车控制器I发送转矩请求。
[0056]步骤S104，整车控制器I在接收到转矩请求后进入转矩控制模式，并向电机控制器4发送控制报文，完成换挡过程。
[0057]整车控制器I根据AMT6的转矩请求执行转矩控制模式，并向电机控制器4发送转矩控制报文，完成换挡动作。
[0058]图3示出了整车控制器I的换档控制流程。
[0059]步骤S201，整车控制器I接收并处理AMT6发送的CAN报文以对AMT6的请求模式进行判断。
[0060]步骤S202，整车控制器I判断AMT6的请求模式是否为自由模式，如果是，则执行步骤S203，否则执行步骤S204。
[0061]步骤S203，整车控制器I发送转矩控制模式、转矩值为零的命令。
[0062]步骤S204，整车控制器I判断AMT6的请求模式是否为转速控制模式，如果是，则执行步骤S205，否则执行步骤S206。
[0063]步骤S205，整车控制器I发送转速控制模式、转矩值为零的命令。
[0064]步骤S206，整车控制器I判断AMT6的请求模式是否为转矩控制模式，如果是，则执行步骤S208，否则执行步骤S207。
[0065]步骤S207，整车控制器I执行其他模式。
[0066]步骤S208，整车控制器I根据加速踏板等预设控制策略发送转矩模式控制命令，然后返回步骤S201。
[0067]具体地，整车控制器I在转矩控制模式情况下，只采集加速踏板开度来控制电机控制器4输出目标转矩值。当接收到AMT6的自由模式请求后，发送出目标转矩为零的转矩控制模式命令至电机控制器4。当接收到AMT6的转速模式请求报文后，随即发送出AMT6要求的目标转速值的转速控制模式命令至电机控制器4。当整车控制器I接收到AMT6的转矩请求报文后，只处理加速踏板开度，发送转矩控制命令给电机控制器4。
[0068]需要说明的是，电机控制器4只处理来自整车控制器I的控制命令。当AMT6发送转矩模式请求报文时，整车控制器I不响应该请求报文，而只对加速踏板的开度为基本输入量控制电机5输出转矩。只有AMT6发送转速请求和自由模式请求报文时，整车控制器I才进行响应处理。
[0069]图4示出了 AMT6的换档控制流程。
[0070]步骤S301，AMT6接收并处理CAN报文以判断控制模式。
[0071]步骤S302，AMT6判断控制模式是否为转矩控制模式，如果是，则执行步骤S303，否则执行步骤S306。
[0072]步骤S303，AMT6判断车速是否符合换挡请求，如果是，则执行步骤S305，否则执行步骤S304。
[0073]步骤S304，AMT6向整车控制器I发送转矩模式请求报文。
[0074]步骤S305，AMT6将请求模式变更为自由模式。
[0075]AMT6在判断出车速满足换档条件情况下，发送自由模式请求给整车控制器I。
[0076]步骤S306，AMT6判断当前模式是否为自由模式，如果是，则执行步骤S307，否则执行步骤S310。
[0077]步骤S307，AMT6判断电机实际转矩值是否为零，如果是，则执行步骤S309，否则执行步骤S308。
[0078]步骤S308，AMT6向整车控制器I发送自由模式请求命令。
[0079]步骤S309，AMT6完成摘挡动作，将请求模式变更为转速控制模式。
[0080]当AMT6等待整车控制器1、电机控制器4响应自由模式后，AMT6完成摘档动作，然后发送转速模式请求命令给整车控制器I。
[0081]步骤S310，AMT6判断当前模式是否为转速控制模式，如果是，则执行步骤S311，否则执行步骤S314。
[0082]步骤S311，AMT6判断电机实际转速是否达到目标转速，如果是，则执行步骤S313，否则执行步骤S312。
[0083]优选的，AMT6在判断电机实际转速和目标转速在预设比值范围内，既可认定电机实际转速是否达到目标转速。[0084]步骤S312，AMT6向整车控制器I发送转速模式请求命令。
[0085]步骤S313，AMT6将请求模式变更为自由模式。
[0086]步骤S314，AMT6判断当前模式是否为自由模式，如果是，则执行步骤S315，否则执行步骤S318。
[0087]步骤S315，AMT6判断电机实际转矩值是否为零，如果是，则执行步骤S317，否则执行步骤S316。
[0088]步骤S316，AMT6向整车控制器I发送转速模式请求命令。
[0089]步骤S317，AMT6完成挂档动作，并将请求模式变更为转矩控制模式，然后执行步骤 S316。
[0090]AMT6发送转矩模式给整车控制器1，整车控制器I再次判别加速踏板开度，进行转矩控制模式。
[0091]步骤S318，AMT6发送错误模式报文，根据预设控制策略进行处理，然后返回步骤S301。
[0092]当AMT6完成摘档动作后，此时驾驶员踩下制动踏板导致车速急剧下降，AMT6调整换档策略转为一直发送自由模式请求，直到整车控制器I响应，成挂档动作，结束换档。
[0093]需要说明的是，当AMT6本身有故障时，AMT6不会提出换档动作请求。
[0094]图5示出了电机控制器控制命令处理流程。
[0095]步骤S401，电机控制器4接收并处理整车控制器I的CAN报文以判断整车控制器I的控制模式。
[0096]步骤S402，电机控制器4判断是否为转矩控制模式，如果是，则执行步骤S403，否则执行步骤S404。
[0097]步骤S403，电机控制器4根据目标转矩值驱动电机5。
[0098]电机控制器4在接收到整车控制器I的零目标转矩模式控制报文时，驱动电机5
输出零转矩。
[0099]步骤S404，电机控制器4判断是否为转速控制模式，如果是，则执行步骤S405，否则执行步骤S406。
[0100]步骤S405，电机控制器4根据目标转速值驱动电机5。
[0101]步骤S406，电机控制器4执行其他模式。
[0102]步骤S407，电机控制器4根据预设策略驱动电机5工作。
[0103]步骤S408，电机控制器4上报电机转速等参数报文。
[0104]由上可知，电机控制器4处理来自整车控制器I的控制命令报文，控制命令报文分为两种:转矩控制模式和转速控制模式，配合AMT6完成换档动作。
[0105]根据本发明实施例的AMT型纯电动车辆换档控制方法，将AMT应用到纯电动车上，在纯电动车行驶过程中，利用AMT、整车控制器和电机控制器之间的通讯实现对换挡的控制，更高效地利用车载动力电池能量、提高最高车速，从而在保证最高车速要求的前提下，尽量增加纯电动车的续驶里程。并且，本发明可以将AMT的优势应用到纯电动大巴，并努力缩短换档时间。此外，本发明的AMT、整车控制器和电机控制器之间采用CAN总线进行通讯，解决了数据传输的实时性、共享性、网络性的特点。
[0106]流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属【技术领域】的技术人员所理解。
[0107]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0108]尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。
【权利要求】
1.一种电控机械式自动变速箱AMT型纯电动车辆换档控制方法，其特征在于，包括如下步骤: 纯电动车的电控机械式自动变速箱AMT判断当前车速是否符合换挡条件，如果是，则向所述纯电动车的整车控制器发送换挡请求； 所述整车控制器根据所述换挡请求向所述纯电动车的电机控制器发送控制报文以由所述电机控制器根据所述控制报文驱动所述纯电动车的电机输出对应的转矩和转速； 所述AMT检测所述电机的转矩和转速，并根据所述电机的转矩和转速执行换挡动作，以及在完成换挡动作后，向所述整车控制器发送转矩请求； 所述整车控制器在接收到所述转矩请求后进入转矩控制模式，并向所述电机控制器发送控制报文以完成换挡过程。
2.如权利要求1所述的AMT型纯电动车辆换档控制方法，其特征在于，所述AMT在判断当前车速符合换挡条件时，向所述整车控制器发送换挡请求，其中，所述换挡请求为自由模式请求； 所述整车控制器根据所述自由模式请求向所述电机控制器发送零目标转矩模式控制报文； 所述电机控制器根据所 述零目标转矩模式控制报文驱动所述电机进入空转状态，其中，所述电机在所述空转状态下输出零转矩。
3.如权利要求2所述的AMT型纯电动车辆换档控制方法，其特征在于，还包括如下步骤:所述电机控制器实时上报所述电机的电机参数，其中，所述电机参数包括所述电机的当前转矩和当前转速。
4.如权利要求3所述的AMT型纯电动车辆换档控制方法，其特征在于，所述AMT在接收到所述电机参数后，包括如下步骤: 所述AMT根据所述电机参数检测到所述电机的实际输出转矩为零时，执行摘挡动作，并向所述整机控制器发送转速请求，其中，所述转速请求包括电机目标转速。
5.如权利要求4所述的AMT型纯电动车辆换档控制方法，其特征在于，所述整机控制器在接收到所述转速请求后，包括如下步骤: 所述整机控制器根据所述转速请求向所述电机控制器发送转速模式控制报文； 所述电机控制器根据所述转速模式控制报文控制所述电机的转速达到所述电机目标转速，并向所述AMT上报电机参数。
6.如权利要求5所述的AMT型纯电动车辆换档控制方法，其特征在于，所述AMT在接收到所述电机参数后，包括如下步骤: 所述AMT根据所述电机参数检测到所述电机的当前转速达到所述电机目标转速时，向所述整车控制器发送所述自由模式请求； 所述整车控制器根据所述自由模式请求再次向所述纯电动车的电机控制器发送零目标转矩模式控制报文； 所述电机控制器根据所述零目标转矩模式控制报文驱动所述纯电动车再次进入空转状态，并向所述AMT上报电机参数。
7.如权利要求6所述的AMT型纯电动车辆换档控制方法，其特征在于， 所述AMT在检测到所述电机的实际输出转矩为零时，执行挂挡动作，并向所述整车控制器发送转矩请求； 所述整车控制器根据所述转矩请求执行转矩控制模式，并向所述电机控制器发送转矩控制报文以完成换挡动作。
8.如权利要求1所述的AMT型纯电动车辆换档控制方法，其特征在于，所述AMT、所述整车控制器和所述电机控制器之间通过控制器局域网络CAN总线进行通讯。
9.如权利要求8所述的AMT型纯电动车辆换档控制方法，其特征在于，所述AMT通过CAN总线发送请求报文的时间间隔为10毫秒， 所述整车控制器通过所述CAN总线向所述电机控制器发送控制报文的时间间隔为20毫秒， 所述电机控制器通过所述CAN总线上报所述电机参数的周期为50毫秒。
10.如权利要求1-9任一项所述的AMT型纯电动车辆换档控制方法，其特征在于，还包括如下步骤:所述纯电动车的车用仪表实时显示所述AMT、所述整车控制器、所述电机控制器和所述电机的状态和参数 。
【文档编号】B60L15/20GK103600670SQ201310607082
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年11月25日 优先权日:2013年11月25日
【发明者】李旭荣 申请人:北京中瑞蓝科电动汽车技术有限公司