纯电动两挡减速箱换挡过程控制方法与流程

本发明涉及的是一种车辆控制领域的技术，具体是一种纯电动两挡减速箱换挡过程控制方法。

背景技术：

能源稀缺和环境污染是当今社会的两大难题，传统汽车燃料主要为石油产品，汽车尾气造成的污染已成为各大城市的主要污染源，政府相继出台有关汽车尾气排放的各种法规，所以研发新能源汽车具有时代意义。现阶段，电动汽车为新能源汽车的主流，为提高纯电动汽车的等效燃油经济性与操控性，需要在汽车上配备减速箱。相较于传统换挡机构，电动换挡机构的结构紧凑且易加工，所以研究纯电动汽车减速箱以及换挡控制方法具有重要意义。

技术实现要素：

本发明针对现有技术存在的改进空间，提出一种纯电动两挡减速箱换挡过程控制方法，推进纯电动换挡机构的技术发展。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明当判定实际挡位与目标挡位不相符时，按照换挡控制策略控制驱动电机和换挡电机的转速和扭矩并对换挡过程设置容错机制，确保驱动电机与换挡电机相互协作完成安全换挡。

所述的实际挡位与目标挡位不相符是指：根据拨叉位置判断的实际挡位与根据接收到的车速信号和加速踏板开度信号判断的目标挡位不同。

所述的换挡控制策略具体为：

a、对驱动电机调扭，清除驱动电机扭矩；

b、检测到驱动电机扭矩清除时，摘挡并将拨叉退回至中位；

c、对驱动电机调速，使同步器两端的转速差小于标定量；

d、当转速差小于标定量时，对驱动电机清扭；

e、清扭完成，调节拨叉位置，消除拨叉空行程；

f、检测空行程消除，目标挡位拨叉在位，对驱动电机发出转速请求并检测同步器两端的转速差，再深挂一次拨叉；

g、检测同步器两端的转速差小于设定标定量时，再调节一次拨叉位置并检测拨叉位置；

h、拨叉行程分为一挡区间、空挡区间、二挡区间，当检测到目标挡位拨叉已经在位时，驱动电机回扭，完成换挡。

所述的容错机制是指：进入换挡逻辑，当检测到tcu(自动变速箱控制单元，transmissioncontrolunit)存在故障，则按照故障等级进行处理；进入换挡逻辑后，当同步器同步时间长于系统设定标定量时，由换挡控制拨叉回中位并由tcu记录错误次数，根据错误次数进行处理。

所述的按照故障等级进行处理包括：

故障等级为一级，即tcu存在故障，且换挡过程处于b、c、d、e、f、g时，换挡电机控制拨叉回中位，驱动电机扭矩清零，车辆停止运行；

故障等级为二级，即tcu存在故障，切换过程处于a、h时，驱动电机扭矩清零，车辆不能升降挡，停止运行；

当检测到tcu故障被清除时正常升降档。

所述的根据错误次数进行处理是指：

步骤1：当步骤f中同步时间长于系统设定标定量时，计当前错误次数为一，对驱动电机清扭，并将拨叉退回中位，然后对驱动电机进行步骤2的重新调速；如当前错误次数已经为一且换挡步骤进行到f时，当同步时间长于系统设定标定量时，计当前错误次数为二，对驱动电机清扭，拨叉回中位，车辆停止运行；

步骤2：a.当驱动电机重新调速的调速时间大于系统标定量时，对驱动电机清扭，调节拨叉回中位，车辆停止运行；b.当驱动电机重新调速的调速时间小于系统标定量时，重新挂拨叉，进行换挡逻辑。

技术效果

与现有技术相比，本发明为纯电动换挡机构，整体结构更为紧凑，也更易加工。纯电动变速箱的技术研发符合当今对环境友好，以及能源节约的提倡。

附图说明

图1为实施例中换挡数据示意图；

图2为本发明流程示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实施例包括以下步骤：

步骤1、检测tcu是否存在故障，当存在故障，则按照故障等级进行处理，具体为：当故障等级为一级时，车辆按照原有挡位行驶；当故障等级为二级时，拨叉回中位，驱动电机扭矩清零，车辆停止运行；

步骤2、判断是否换挡，具体步骤为：通过拨叉位置确定实际挡位，通过油门踏板开度和车速确定目标挡位，当实际挡位与目标挡位不相适应，则换挡；

步骤3、对驱动电机调扭，清除驱动电机扭矩；

步骤4、检测驱动电机扭矩是否已清零，当没有，则跳转至步骤3；当已清零，则继续下一步；

步骤5、摘挡并将拨叉退回至中位；

步骤6、通过容错机制记录的错误次数判断是否小于两次，当否，则将驱动电机的扭矩清零并调节换挡电机，拨叉回中位，车辆空挡；当是，则继续下一步；

步骤7、对驱动电机调速，判断同步器两端的转速差是否小于标定量，当否，则将驱动电机的扭矩清零并调节换挡电机，拨叉回位，车辆空挡；当是，则继续下一步；

步骤8、将驱动电机扭矩清零，拨叉清除空行程，检查同步器两端的转速差；

步骤9、判断空行程是否结束，当空行程未消除时且同步器两端转速差过大造成空行程没有结束，则跳转至步骤7；当空行程为消除时且驱动电机扭矩不为零时，则跳转至步骤8；当空行程结束，则继续下一步；

步骤10、对驱动电机调速并深挂一次拨叉，判断驱动电机调速时间是否小于系统标定量，若调速时间过长，则记录错误次数并判断错误次数，当错误次数小于二，则跳转至步骤7；当错误次数等于二，则跳转至步骤5；当清零，则继续下一步；

步骤11、调节拨叉位置，消除拨叉空行程；

步骤12、检测拨叉是否在目标挡位，当拨叉在目标挡位，则将驱动电机回扭，完成换挡；当拨叉不在目标挡位，则将驱动电机扭矩清零并调节拨叉位置，再判断拨叉是否在目标挡位，当是，则将驱动电机回扭，完成换挡；当否，则记录错误次数并判断错误次数，当错误次数小于二，则跳转至步骤7；容错误次数等于二，则跳转至步骤5。

所述的容错机制具体是指：在进入换挡逻辑前，当检测tcu存在故障，则按照故障等级进行上述相应处理；在进入换挡逻辑后，同步器同步时间过长，大于系统设定标定量时，则记录错误次数，并根据错误次数进行上述相应处理。

本发明在车辆行驶过程中通过检测tcu故障，依据车辆所处换挡步骤对故障进行分级处理，通过合理的控制驱动电机清扭，控制换挡电机退拨叉，能够很好的保护车辆电驱硬件系统，当故障排除时，能够换挡时，tcu能够快速的切换档位，节省换挡时间，减少动力中断。

上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。

技术特征：

1.一种纯电动两挡减速箱换挡过程控制方法，其特征在于，当判定实际挡位与目标挡位不相符时，按照换挡控制策略控制驱动电机和换挡电机的转速和扭矩并对换挡过程设置容错机制，确保驱动电机与换挡电机相互协作完成安全换挡；

所述的实际挡位与目标挡位不相符是指：根据拨叉位置判断的实际挡位与根据接收到的车速信号和加速踏板开度信号判断的目标挡位不同；

所述的换挡控制策略具体为：

a、对驱动电机调扭，清除驱动电机扭矩；

b、检测到驱动电机扭矩清除时，摘挡并将拨叉退回至中位；

c、对驱动电机调速，使同步器两端的转速差小于标定量；

d、当转速差小于标定量时，对驱动电机清扭；

e、清扭完成，调节拨叉位置，消除拨叉空行程；

f、检测空行程消除，目标挡位拨叉在位，对驱动电机发出转速请求并检测同步器两端的转速差，再深挂一次拨叉；

g、检测同步器两端的转速差小于设定标定量时，再调节一次拨叉位置并检测拨叉位置；

h、拨叉行程分为一挡区间、空挡区间、二挡区间，当检测到目标挡位拨叉已经在位时，驱动电机回扭，完成换挡。

2.根据权利要求1所述的纯电动两挡减速箱换挡过程控制方法，其特征是，所述的容错机制是指：进入换挡逻辑前，当检测到tcu存在故障，则按照故障等级进行处理；进入换挡逻辑后，当同步器同步时间长于系统设定标定量时，由换挡控制拨叉回中位并由tcu记录错误次数，根据错误次数进行处理。

3.根据权利要求2所述的纯电动两挡减速箱换挡过程控制方法，其特征是，所述的按照故障等级进行处理包括：

故障等级为一级，即tcu存在故障，且换挡过程处于b、c、d、e、f、g时，换挡电机控制拨叉回中位，驱动电机扭矩清零，车辆停止运行；

故障等级为二级，即tcu存在故障，切换过程处于a、h时，驱动电机扭矩清零，车辆不能升降挡，停止运行；

当检测到tcu故障被清除时正常升降档。

4.根据权利要求2所述的纯电动两挡减速箱换挡过程控制方法，其特征是，所述的根据错误次数进行处理是指：

步骤1：当步骤f中同步时间长于系统设定标定量时，计当前错误次数为一，对驱动电机清扭，并将拨叉退回中位，然后对驱动电机进行步骤2的重新调速；如当前错误次数已经为一且换挡步骤进行到f时，当同步时间长于系统设定标定量时，计当前错误次数为二，对驱动电机清扭，拨叉回中位，车辆停止运行；

步骤2：当驱动电机重新调速的调速时间大于系统标定量时，对驱动电机清扭，调节拨叉回中位，车辆停止运行，或当驱动电机重新调速的调速时间小于系统标定量时，重新挂拨叉，进行换挡逻辑。

技术总结
一种纯电动两挡减速箱换挡过程控制方法，当判定实际挡位与目标挡位不相符时，按照换挡控制策略控制驱动电机和换挡电机的转速和扭矩并对换挡过程设置容错机制，确保驱动电机与换挡电机相互协作完成安全换挡。本发明为纯电动换挡机构，整体结构更为紧凑，也更易加工。纯电动变速箱的技术研发符合当今对环境友好，以及能源节约的提倡。

技术研发人员：涂波涛;高凌云;李育;唐莹
受保护的技术使用者：上海汽车变速器有限公司
技术研发日：2019.01.28
技术公布日：2020.08.04