CN102121527B - 一种电动汽车的手自一体变速换挡方法 - Google Patents

Abstract

本发明所要解决的技术问题是提供电动汽车的手自一体变速换挡方法，采用手自一体换挡机构加上控制策略来出4个前进挡和1个倒退档。本方法借用常规燃油汽车的AMT换挡器来实现手动换挡和自动换挡，手动换挡时通过操纵换挡杆到6个功能位置,以输出档位的开关信号到整车控制器，整车控制器根据这6个功能位置对应的开关信号组合判断档位，然后结合车辆当前状态发出变档确认指令，最终通过电机控制器改变当前档位的动力输出值域，以及将档位显示在组合仪表上，实现变速。

Description

一种电动汽车的手自一体变速换挡方法

技术领域

本发明属于电动汽车领域，特别涉及一种电动汽车的手自一体变速换挡方法。

背景技术

纯电动汽车的电机特性决定低转速时就可以输出最大的扭矩，加速能力强，且为了减少机械传动的效率损耗，直接采取了一级减速器对电机减速的固定速比方式，不像传统燃油汽车采取物理的方式变速。驾驶者一脚加速踩下去，几秒钟就可以达到很高时速，且电动汽车的特点是非常安静，这样一来对于行人和自身的安全就会有较大的隐患，特别是驾驶者的失误时更加危险，因为即使行人的身后高速驶来辆电动汽车也很可能听不到。有的设计是试图给电动车加上行人靠近时发出声音的方式来提高安全，这是一种行人主动散避的策略。

如传统燃油汽车有多档变速器，随其主要目的并非提高安全性而是改变扭矩的大小。然而对于一个初学者，学习手动挡车型驾驶是第一步，其特点就是当学习起步的时候，让驾驶者几乎没有出错而把车开快的可能。

然而目前并没有一种设计使从控制驾驶者或者电动汽车本身的加速特性这个角度来提高前面所提的安全性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供电动汽车的手自一体变速换挡方法，采用手自一体换挡机构加上控制策略来出4个前进挡和1个倒退档。

本发明的技术方案如下：

一种电动汽车的手自一体变速换挡方法，其方法包括以下步骤：

（1）自动挡切换到手动挡：

换挡手柄位于AMT换挡器的位置1，使开关信号4产生一个高电平1，整车控制器判断当前车速是否为零，若不为零停止计算，若为零，则让该输入信号1与默认值0计算得到1，代表手动，其中默认值0代表自动；

（2）手动挡模式下的升档和降档切换：

升档切换：在切换到手动模式下后，默认为手动的N档，整车控制器对于换挡手柄到AMT换挡器的位置5和位置6及自动的N档和R档所输出的开关信号不执行；当换挡手柄到一次位置2，即产生一次1,1，0,0的开关信号组合，整车控制器提供一个升档的请求，切换到前进1档；此1档的速度范围被限制在0到Vmax1之间，若操纵手柄要再升一次档到2档，整车控制器将判断当前的车速V是否在理想换挡区域Vmax1-L~Vmax1，若不到理想换挡区域，在换挡后车速过低，则输出的扭矩会与其低于Vmax1-L的值成反相关计算，直到V达到Vmax1-L后输出的扭矩才只与加速踏板信号相关；依次类推进行2档到3档的切换；

降档切换：当操纵换挡手柄到位置4一次时，AMT换挡器产生一组开关信号1,0,1,0，整车控制器判断出这是降档请求，若降挡前档位为2档，车速高于Vmax1，整车控制器控制车辆暂时保持滑行；当踩下加速踏板时整车控制器请求以发电的方式来回收能量并降低车速到Vmax1后停止发电，并启用加速踏板信号，将车速限定在Vmax1以内；依次类推进行各个档位降档；当降档到空挡时，整车控制器控制车辆滑行，加速踏板信号无效；

（3）自动挡

当整车控制器判断当前为自动挡，则换挡到位置3时得到的电平1,0,0,0被判断为D档，位置5得到的电平0,1,0,0被判断为N档，位置6得到的电平0,0,1,0被判断为R档，位置2和位置4在自动挡模式下输出的电平被判断为无效，不动作。

本发明所达到的效果是，以经济有效的方式来达到换挡目的，不牺牲传动效率。有了这种换挡方式后，第一解决了误操作带来的危险；第二在驾驶者把档位控制在一定范围即可将车速比较容易的控制在一定范围从而减少了急加速或速度变化波动过大而带来的大量的电池能量损耗，提高驾驶耗电经济性。而如果采用其他机械或者物理方式换挡必然带来一定的效率损失，在电池容量和续使里程比较拮据的电动车上是比较难的。

附图说明

图1  AMT换挡器的功能位置图；

图2  AMT换挡器开关信号的接口引脚定义；

图3  换挡区域图。

具体实施方式

本发明的技术方案是借用常规燃油汽车的AMT换挡器来实现手动换挡和自动换挡。手动换挡时通过操纵换挡杆到6个功能位置如图1, 以输出档位的开关信号如表1到整车控制器。

                            表1

开关信号的接口引脚定义如图2，有开关信号1，开关信号2，开关信号3，开关信号4。整车控制器根据这6个功能位置对应的开关信号组合判断档位，然后结合车辆当前状态发出变档确认指令，最终通过电机控制器改变当前档位的动力输出值域，以及将档位显示在组合仪表上，实现变速。其中图2中，B1为+12V电源信号（通过钥匙开关获得），B2为开关信号1，B3为开关信号2，B4为开关信号3，B5为开关信号4，B6为GND，由挡位开关信号和电源地共用，B7为背光电源正极（来自组合开关），B8为经济模式开关信号，B9为背光灯负极，与经济模式开关信号地共用（来自组合开关），B11-B12为空。

自动换挡是通过将换挡杆移动到图1中位置1，使其从手动模式切换到自动模式，切换后换挡杆会自动复位到位置3。此自动模式下，前进档显示为D，且无需进行换挡。

如前述，自动模式下前进档为D档对应位置3，空档为N档对应位置5，倒退档为R档对应位置6，而该模式下将换挡手柄操纵到位置2和位置4是不动作的，并且只有当整车处于静止状态时将换挡杆操纵到位置1才可以完成自动挡和手动挡的切换。

当切换到手动挡后，换挡手柄置于位置3，默认的档位是空挡N。通过操纵换挡杆到位置2完成一次升档，到位置4完成一次减档。手动模式下前进挡有4个分别为1档，2档，3档，4档，倒退档一个为R档。

其变档控制策略简述如下（结合图3）：

整车控制器有对应的引脚用于档位信号的数字输入，通过电线束连接。自动挡切换到手动挡，位置1使开关信号4产生一个高电平1，整车控制器判断当前车速是否为零，若不为零停止计算，若为零，则让该输入信号1与默认值0（代表自动）计算的到1（代表手动）。

在切换到手动模式下后，默认为手动的N档，整车控制器对于换挡手柄到位置5和位置6及自动的N档和R档所输出的开关信号不执行。当换挡手柄到一次位置2，即产生一次1,1，0,0的开关信号组合，整车控制器提供一个升档的请求，切换到前进1档。此1档的速度范围被限制在0到Vmax1之间，若操纵手柄要再升一次档到2档，整车控制器将判断当前的车速V是否在理想换挡区域（Vmax1-L~Vmax1）,若不到理想换挡区域，在换挡后车速过低，则输出的扭矩会与其低于Vmax1-L的值成反相关计算，直到V达到Vmax1-L后输出的扭矩才只与加速踏板信号相关。

所有要在各个档位的理想换挡区域换挡比较有效率，依次类推可以进行2档到3档的切换，以及所有升档的策略。

当操纵换挡手柄到位置4一次时，会产生一组开关信号1,0,1,0，整车控制器会判断出这是降档请求，若降挡前档位为2档，车速高于Vmax1，车辆会暂时保持滑行，当踩下加速踏板时整车控制器会请求以发电的方式来回收能量并降低车速到Vmax1后停止发电，并启用加速踏板信号，将车速限定在Vmax1以内。依次类推可以得出各个档位降档的控制策略。

当减档到空挡时，这辆将滑行，加速踏板信号无效。 

手动的倒档也需要当车停稳即速度接近于零时，才可以切换，若在车辆前进时换到手动倒档，策略上限制其不动作。手动倒档的极速限定在VmaxR。

自动档的控制策略中当整车控制器如果判断当前为自动挡，则换挡位置3时得到的电平1,0,0,0被判断为D档，位置5得到的电平0,1,0,0被判断为N档，位置6得到的电平0,0,1,0被判断为R档。位置2和位置4在自动挡模式下输出的电平被判断为无效，不动作。而自动挡时，D档时加速踏板信号的最大值对应计算后可以得到最高车速，而R档的加速踏板信号踩到底的值对应计算后得到的是VmaxR（被限速后的值）。

Claims (3)

1.一种电动汽车的手自一体变速换挡方法，所述方法是借用常规燃油汽车的AMT换挡器来实现手动换挡和自动换挡，手动换挡时通过操纵换挡杆到6个功能位置, 以输出档位的开关信号到整车控制器，整车控制器根据这6个功能位置对应的开关信号组合判断档位，然后结合车辆当前状态发出变档确认指令，最终通过电机控制器改变当前档位的动力输出值域，以及将档位显示在组合仪表上，实现变速；

所述方法具体包括以下步骤：

（1）自动挡切换到手动挡：

换挡手柄位于AMT换挡器的位置1，使开关信号4产生一个高电平1，整车控制器判断当前车速是否为零，若不为零停止计算，若为零，则让该输入信号1与默认值0计算得到1，代表手动，其中默认值0代表自动；

（2）手动挡模式下的升档和降档切换：

升档切换：在切换到手动模式下后，默认为手动的N档，整车控制器对于换挡手柄到AMT换挡器的位置5和位置6及自动的N档和R档所输出的开关信号不执行；当换挡手柄到一次位置2，即产生一次1,1，0,0的开关信号组合，整车控制器提供一个升档的请求，切换到前进1档；此1档的速度范围被限制在0到Vmax1之间，若操纵手柄要再升一次档到2档，整车控制器将判断当前的车速V是否在理想换挡区域Vmax1-L~Vmax1，若不到理想换挡区域，在换挡后车速过低，则输出的扭矩会与其低于Vmax1-L的值成反相关计算，直到V达到Vmax1-L后输出的扭矩才只与加速踏板信号相关；依次类推进行2档到3档的切换；

降档切换：当操纵换挡手柄到位置4一次时，AMT换挡器产生一组开关信号1,0,1,0，整车控制器判断出这是降档请求，若降挡前档位为2档，车速高于Vmax1，整车控制器控制车辆暂时保持滑行；当踩下加速踏板时整车控制器请求以发电的方式来回收能量并降低车速到Vmax1后停止发电，并启用加速踏板信号，将车速限定在Vmax1以内；依次类推进行各个档位降档；当降档到空挡时，整车控制器控制车辆滑行，加速踏板信号无效；

（3）自动挡

当整车控制器判断当前为自动挡，则换挡到位置3时得到的电平1,0,0,0被判断为D档，位置5得到的电平0,1,0,0被判断为N档，位置6得到的电平0,0,1,0被判断为R档，位置2和位置4在自动挡模式下输出的电平被判断为无效，不动作。

2.根据权利要求1所述的电动汽车的手自一体变速换挡方法，其特征在于：在自动挡的D档时加速踏板信号的最大值对应计算后得到的是最高车速，在R档时加速踏板信号踩到底的值对应计算后得到的是VmaxR，即被限速后的值。

3.根据权利要求1或2所述的电动汽车的手自一体变速换挡方法，其特征在于：手动倒档需要当车停稳即速度接近于零时才可以切换，若在车辆前进时换到手动倒档，策略上限制其不动作，手动倒档的极速限定在VmaxR。

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