纯电动客车的两挡机械式自动变速箱控制方法与流程

本发明涉及一种控制方法，尤其涉及一种纯电动客车的两挡机械式自动变速箱控制方法。

背景技术

随着中国经济与工业的发展，对能源的需求越来越大，化学能源的大量使用，不仅对环境与生态带来了巨大的损坏，也对城市居民的生活环境产生了一定的影响。随着城市的发展，汽车成为出行的主流交通工具，而已汽油为主要燃料的汽油车不仅会排行对大气和人体有害的物质，大量的汽油车也对城市的交通产生较大的压力。近些年，随着国家对新能源汽车的大力推行，电动汽车得到了前所未有的发展。介于此，将公共电动汽车作为人们日常出行的交通工具，不仅减轻了城市交通的压力，也降低了传统汽油车的有害气体的排放。电动汽车包含混合动力汽车与纯电动汽车，因纯电动汽车零污染零排放的特点，其已经广泛的用于许多大城市的公共交通之中。

目前，许多纯电动客车的动力系统仍以电池+电机+电机控制器为主，通过电机输出轴直接与驱动桥相连来驱动汽车前进，这种模式在电动汽车发展初期具有结构简单，成本低廉，维修成本低的优点，但随着纯电动客车的发展，对电动汽车的经济效益与品质有着越来越高的要求，这种直接相连的方式并不能让电机一直运行在高效率区域，这对电池能量的利用大打折扣，也降低了纯电动客车的续航能力，部分纯电动汽车在电机与驱动桥之间加入了变速箱，但运用的变速箱大多是由传统汽油车的变速箱简单改进而来，并未对其进行针对性的优化，从而导致效率与品质增加并不明显，存在着成本高，经济效益低的状况。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的缺陷，现提供一种纯电动客车的两挡机械式自动变速箱控制方法，通过安装两挡自动变速箱，不仅增加了车辆对电池能量的利用效率，同时降低了对电机功率的使用需求，从而降低整个系统的实际运行成本。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本发明一种纯电动客车的两挡机械式自动变速箱控制方法，其特点在于，所述纯电动客车的两挡机械式自动变速箱控制方法包括以下步骤：

步骤s1，变速箱的输出轴设置有速度传感器，所述速度传感器将车速发送至变速箱控制单元tcu；

步骤s2步骤s2，所述变速箱控制单元tcu设置有换挡临界值，所述变速箱控制单元tcu判断所述车速是否超过所述换挡临界值，若没超过，所述变速箱控制单元tcu控制车辆按当前挡位运行；若超过，进入步骤s3；

步骤s3，所述变速箱控制单元tcu将换挡请求指令发送至整车控制器vcu，所述整车控制器vcu判断车辆满足换挡条件时，向所述变速箱控制单元tcu和电机控制单元mcu发送允许换挡指令，车辆进入换挡模式；

步骤s4，所述电机控制器mcu响应所述变速箱控制单元tcu并停止对油门的响应，电机进行卸载扭矩处理；

步骤s5，所述电机控制器mcu设置有扭矩临界值，所述电机控制器mcu判断所述电机扭矩是否降低到所述扭矩临界值，若所述电机扭矩未降低至所述扭矩临界值内，所述电机控制器mcu发出报错警告；若所述电机扭矩降低至所述扭矩临界值内，进入步骤s6；

步骤s6，所述变速箱控制单元tcu通过pwm控制信号驱动所述换挡电机，使所述换挡电机驱动换挡杆进行退挡；

步骤s7，所述变速箱控制单元tcu设置有预定位置，所述变速箱控制单元tcu判断所述换挡杆是否到达所述预定位置，若所述换挡杆未到达所述预定位置，所述变速箱控制单元tcu发出报错警告；若所述换挡杆到达所述预定位置，进入步骤s8；

步骤s8，所述变速箱控制单元tcu进行选挡控制，被选挡驱动所述换挡杆向所述被选挡行进；同时所述变速箱控制单元tcu调节所述电机的转速，使所述电机的转速与所述变速箱输出轴的转速相匹配；

步骤s9，所述变速箱控制单元tcu控制所述换挡杆移动进行进挡，直至使所述换挡杆进入所述被选挡位置；

步骤s10，所述变速箱控制单元tcu向所述整车控制器vcu停止发送所述换挡指令，所述整车控制器vcu恢复对油门的响应，换挡结束。

优选地，所述步骤s4中，所述数据总线为can总线。

优选地，所述步骤s5中，所述电机控制器mcu还设置有第一预定时间，若所述电机扭矩在所述第一预定时间内未降低至所述扭矩临界值内，所述电机控制器mcu发出报错警告；若所述电机扭矩在所述第一预定时间降低至所述扭矩临界值内，进入步骤s6。

优选地，所述步骤s7中，所述换挡杆设置有位置传感器，所述位置传感器用于检测所述换挡杆的位置产生位置信号，并将所述位置信号发送给所述变速箱控制单元，从而所述变速箱控制单元tcu判断所述换挡杆是否到达所述预定位置。

优选地，所述步骤s7中，所述变速箱控制单元tcu设置有第二预定时间，若所述换挡杆在所述第二预定时间内未到达所述预定位置，所述变速箱控制单元tcu发出报错警告；若所述换挡杆在所述第二预定时间内到达所述预定位置，进入步骤s8。

优选地，所述步骤s8中，所述变速箱控制单元tcu通过pid控制方法调节所述电机的转速。

优选地，所述步骤s8中，还包括步骤：

步骤s81，所述变速箱控制单元tcu判断所述换挡杆是否移动到达所述指定位置，若没有，所述变速箱控制单元tcu进行报错处理；若到达所述指定位置，进入步骤s82；

步骤s82，所述变速箱控制单元tcu设置有所述被选挡的减速比和第三预定时间，所述变速箱控制单元tcu判断所述电机的转速与所述变速箱输出轴的转速之间的比值是否符合所述被选挡的减速比，若在所述第三预订时间内不匹配，做报错处理；若匹配，进入所述步骤s9。

优选地，所述步骤s9中，还包括步骤：

步骤s91，所述变速箱控制单元tcu设置有第四预定时间，若在所述第四预定时间内所述换挡杆没有进挡完成到达所述指定位置，若所述换挡杆三次进挡失败，所述变速箱控制单元tcu进行报错处理；若所述换挡杆三次进挡成功，所述换挡杆所述换挡杆做回程运动，返回至所述步骤s81；若所述换挡杆进挡成功到达所述指定位置，进入步骤s92；

步骤s92，所述变速箱控制单元tcu判断所述换挡杆是否完全进挡，所述变速箱控制单元tcu设置有第五预定时间，若所述换挡杆在所述第五预定时间没有完全进挡，做报错处理；若所述换挡杆完全进挡，进入所述步骤s10。

本发明的积极进步效果在于：

本发明通过安装两挡自动变速箱，不仅增加了车辆对电池能量的利用效率，同时降低了对电机功率的使用需求，从而降低整个系统的实际运行成本；本发明提供的自动变速箱所用的直流电机执行精度高，响应速度快，保证了换挡顺利高效进行；去除了传统变速箱的同步机构，采用主动同步的方法，通过pid调节电机转速，使电机转速与变速箱输出轴相匹配，这不仅降低变速箱的结构复杂程度，也降低了油门响应中断带来的扭矩冲击，提高了换挡的舒适度；通过采集车辆的运行参数及驾驶舱的信息，随着工况的不同而自动进行变速箱挡位切换，对能量进行重新分配与管理，具有成本低经济效益高的特点，在纯电动客车上会有带来巨大的应用价值和经济价值。

附图说明

图1为本发明的较优实施例的流程框图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

请参见图1，本发明提供一种纯电动客车的两挡机械式自动变速箱控制方法，其换挡执行机构才用直流电机驱动方式，执行电机由变速箱控制单元tcu通过pwm信号来控制运行。本发明的控制方法步骤如下：

步骤s1，变速箱的输出轴设置有速度传感器，速度传感器将车速发送至变速箱控制单元tcu；

步骤s2，变速箱控制单元tcu设置有换挡临界值，变速箱控制单元tcu判断车速是否超过换挡临界值，若没超过，变速箱控制单元tcu控制车辆按当前挡位运行；若超过，进入步骤s3；

步骤s3，变速箱控制单元tcu将换挡请求指令发送至整车控制器vcu，整车控制器vcu判断车辆满足换挡条件时，向变速箱控制单元tcu，电机控制单元mcu发送允许换挡指令，车辆进入换挡模式；

步骤s4，电机控制器mcu响应变速箱控制单元tcu并停止对油门的响应，电机进行卸载扭矩处理；数据总线可为can总线等；

步骤s5，电机控制器mcu设置有扭矩临界值，电机控制器mcu判断电机扭矩是否降低到扭矩临界值，若电机扭矩未降低至扭矩临界值内，电机控制器mcu发出报错警告；若电机扭矩降低至扭矩临界值内，进入步骤s6；

更佳地，电机控制器mcu还设置有第一预定时间，若电机扭矩在第一预定时间内未降低至扭矩临界值内，电机控制器mcu发出报错警告；若电机扭矩在第一预定时间降低至扭矩临界值内，进入步骤s6；

步骤s6，变速箱控制单元tcu通过pwm控制信号驱动换挡电机，使换挡电机驱动换挡杆进行退挡；

步骤s7，变速箱控制单元tcu设置有预定位置，变速箱控制单元tcu判断换挡杆是否到达预定位置，若换挡杆未到达预定位置，变速箱控制单元tcu发出报错警告；若换挡杆到达预定位置，进入步骤s8；

换挡杆可设置有位置传感器，位置传感器用于检测换挡杆的位置产生位置信号，并将位置信号发送给变速箱控制单元，从而变速箱控制单元tcu判断换挡杆是否到达预定位置；

更佳地，变速箱控制单元tcu设置有第二预定时间，若换挡杆在第二预定时间内未到达预定位置，变速箱控制单元tcu发出报错警告；若换挡杆在第二预定时间内到达预定位置，则进入步骤s8；

步骤s8，变速箱控制单元tcu进行选挡控制被选挡，驱动换挡杆向被选挡行进，移动到目标位置；同时变速箱控制单元tcu调节电机的转速，例如通过pid控制方法调节电机的转速，使电机的转速与变速箱输出轴的转速相匹配；

步骤s9，变速箱控制单元tcu控制换挡杆移动进行进挡，直至使换挡杆进入被选挡位置；

步骤s10，变速箱控制单元tcu向整车控制器vcu停止发送换挡指令，整车控制器vcu恢复对油门的响应，换挡结束。

更佳地，步骤s8中，还可包括步骤：

步骤s81，变速箱控制单元tcu判断换挡杆是否移动到达指定位置，若没有，变速箱控制单元tcu进行报错处理；若到达指定位置，进入步骤s82；

步骤s82，变速箱控制单元tcu设置有被选挡的减速比和第三预定时间，变速箱控制单元tcu判断电机的转速与变速箱输出轴的转速之间的比值是否符合被选挡的减速比，若在第三预订时间内不匹配，做报错处理；若匹配，进入步骤s9。

更佳地，步骤s9中，还包括步骤：

步骤s91，变速箱控制单元tcu设置有第四预定时间，若在第四预定时间内换挡杆没有进挡完成到达所述指定位置，若换挡杆三次进挡失败，变速箱控制单元tcu进行报错处理；若换挡杆三次进挡成功，换挡杆做回程运动，返回至步骤s81；若换挡杆进挡成功到达指定位置，进入步骤s92；

步骤s92，变速箱控制单元tcu判断换挡杆是否完全进挡，变速箱控制单元tcu设置有第五预定时间，若换挡杆在第五预定时间没有完全进挡，做报错处理；若换挡杆完全进挡，进入步骤s10。

本发明去除了传统变速箱的同步机构，采用主动同步的方法，通过pid调节电机转速，使电机转速与变速箱输出轴相匹配，这不仅降低变速箱的结构复杂程度，也降低了油门响应中断带来的扭矩冲击，提高了换挡的舒适度；通过采集车辆的运行参数及驾驶舱的信息，随着工况的不同而自动进行变速箱挡位切换，对能量进行重新分配与管理，具有成本低经济效益高的特点，在纯电动客车上会有带来巨大的应用价值和经济价值。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。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。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。