一種純電動汽車擋位自動切換系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及純電動汽車自動控制技術(shù)，特別是關(guān)于一種純電動汽車擋位自動切換 系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電動汽車由于其對環(huán)境影響較小的優(yōu)點，目前已在市場展露良好的應(yīng)用前景。根 據(jù)驅(qū)動電源的不同，電動汽車大致分為燃料電池汽車、混合動力汽車和純電動汽車H種類 型。其中，越來越多的汽車生產(chǎn)廠家開始重點研發(fā)純電動汽車。除了驅(qū)動電源不同之外，純 電動汽車在其他例如變速控制、擋位切換等技術(shù)處理方面也與傳統(tǒng)汽車不同。例如，在擋位 切換方面，傳統(tǒng)汽車即使在駕駛員沒有踩踏加速踏板時也會有蠕動現(xiàn)象，即能夠緩慢前進(jìn) 或者緩慢后退。且在緩慢前進(jìn)或者緩慢后退的過程中，由于減速器有機(jī)械自鎖功能駕駛員 無法將換擋桿切入與汽車真實行駛方向相反的擋位，即汽車前進(jìn)時無法正常切入倒退擋， 汽車后退時無法正常切入前進(jìn)擋。然而目前大部分的純電動汽車卻沒有上述功能。
[0003] 純電動汽車的整車控制器是基于制動踏板位置傳感器反饋的制動踏板行程信息 完成擋位切換工作。目P，在駕駛員沒有踩踏制動踏板或者駕駛員踩踏了制動踏板但制動踏 板行程沒有達(dá)到設(shè)定的闊值時，即使駕駛員將換擋桿切入了前進(jìn)擋或者倒退擋，整車控制 器仍然判斷該換擋動作無效，整車控制器不會響應(yīng)換擋桿的換擋動作。但是此時儀表系統(tǒng) 上顯示的卻是換擋桿切入的前進(jìn)擋或者倒退擋，送樣就會使駕駛員誤認(rèn)為換擋操作已經(jīng)成 功。另一方面，純電動汽車的整車控制器在響應(yīng)換擋操作時沒有考慮手剎狀態(tài)，即，當(dāng)駕駛 員在未釋放手剎的情況下?lián)軇訐Q擋桿，整車控制器也會使汽車進(jìn)入相應(yīng)的擋位。送些情況 容易造成汽車電動機(jī)堵轉(zhuǎn)，增加汽車電動機(jī)發(fā)生故障的幾率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對上述問題，本發(fā)明提供了一種新的純電動汽車擋位自動切換系統(tǒng)及方法。根 據(jù)該方法，純電動汽車的整車控制器在出現(xiàn)換擋故障時，能夠使汽車保持駐車擋不變或者 進(jìn)入空擋，從而降低因換擋不當(dāng)對汽車電動機(jī)造成的不良影響。
[0005] 本發(fā)明提供的汽車擋位自動切換系統(tǒng)，其特征在于，包括：
[0006] 換擋桿位置傳感器，其采集換擋桿擋位信息；
[0007] 制動踏板位置傳感器，其采集制動踏板行程信息；
[0008] 車速傳感器，其采集車速信息；
[0009] 駐車系統(tǒng)，其采集減速器鎖止機(jī)構(gòu)的狀態(tài)信息；
[0010] 整車控制器，其接收所述換擋桿位置傳感器采集的換擋桿擋位信息，所述制動踏 板位置傳感器采集的制動踏板行程信息，所述車速傳感器采集的車速信息，W及所述駐車 系統(tǒng)采集的減速器鎖止機(jī)構(gòu)狀態(tài)信息來判斷汽車應(yīng)當(dāng)響應(yīng)的擋位，并發(fā)出相應(yīng)的控制指令 控制汽車換擋；其中，如果出現(xiàn)換擋故障，所述整車控制器控制汽車保持駐車擋不變或者進(jìn) 入空擋。
[0011] 進(jìn)一步地，上述自動切換系統(tǒng)還包括儀表系統(tǒng)，當(dāng)汽車因換擋故障保持駐車擋不 變時，所述儀表系統(tǒng)閃爍顯示駐車擋，當(dāng)汽車因換擋故障進(jìn)入空擋時，所述儀表系統(tǒng)閃爍顯 示當(dāng)前汽車換擋桿擋位。
[0012] 進(jìn)一步地，上述自動切換系統(tǒng)還包括手剎位置傳感器，當(dāng)汽車從靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)入運 動狀態(tài)時，如果經(jīng)過預(yù)設(shè)的時間闊值后手剎仍然處于鎖緊狀態(tài)，所述整車控制器控制所述 儀表系統(tǒng)給出報警提示。
[0013] 此外，本發(fā)明還提供一種汽車擋位自動切換方法，包括W下步驟：
[0014] 采集并根據(jù)汽車的換擋桿擋位信息、制動踏板行程信息和車速信息，W及減速器 鎖止機(jī)構(gòu)狀態(tài)信息判斷汽車應(yīng)當(dāng)響應(yīng)的擋位，并控制汽車進(jìn)入相應(yīng)的擋位；其中，如果出現(xiàn) 換擋故障，整車控制器控制汽車保持駐車擋不變或者進(jìn)入空擋。
[0015] 進(jìn)一步地，當(dāng)汽車因換擋故障保持駐車擋不變時，儀表系統(tǒng)閃爍顯示駐車擋；當(dāng)汽 車因換擋故障進(jìn)入空擋時，儀表系統(tǒng)閃爍顯示當(dāng)前汽車換擋桿擋位。
[0016] 具體地，解除駐車的換擋步驟包括：
[0017] 當(dāng)車速為零，減速器鎖止機(jī)構(gòu)處于鎖緊狀態(tài)，制動踏板行程大于標(biāo)定值，換擋桿切 入任意一個非駐車擋的擋位時，整車控制器發(fā)出解除駐車的控制指令W釋放減速器鎖止機(jī) 構(gòu)，如果釋放失敗，不再發(fā)出解除駐車的控制指令，控制汽車保持原駐車擋不變。
[0018] 鎖緊駐車的換擋步驟包括：
[0019] 當(dāng)車速為零，減速器鎖止機(jī)構(gòu)處于釋放狀態(tài)，制動踏板行程大于標(biāo)定值，換擋桿切 入駐車擋時，整車控制器發(fā)出鎖緊駐車的控制指令W鎖緊減速器鎖止機(jī)構(gòu)，如果鎖緊失敗， 不再發(fā)出鎖緊駐車的控制指令，轉(zhuǎn)而控制汽車進(jìn)入空擋。
[0020] 切入前進(jìn)擋的換擋步驟包括：
[0021] 當(dāng)車速為零，減速器鎖止機(jī)構(gòu)處于釋放狀態(tài)，制動踏板行程大于標(biāo)定值，換擋桿切 入前進(jìn)擋時，整車控制器控制汽車進(jìn)入前進(jìn)擋；
[0022] 當(dāng)車速為零，制動踏板行程小于等于標(biāo)定值，換擋桿切入前進(jìn)擋時，整車控制器控 制汽車進(jìn)入空擋；
[0023] 當(dāng)車速大于零，換擋桿切入前進(jìn)擋時，整車控制器控制汽車進(jìn)入前進(jìn)擋；
[0024] 當(dāng)車速小于零，換擋桿切入前進(jìn)擋時，整車控制器控制汽車進(jìn)入空擋。
[00巧]切入倒退擋的換擋步驟包括：
[0026] 當(dāng)車速為零，減速器鎖止機(jī)構(gòu)處于釋放狀態(tài)，制動踏板行程大于標(biāo)定值，換擋桿切 入倒退擋時，整車控制器控制汽車進(jìn)入倒退擋；
[0027] 當(dāng)車速為零，制動踏板行程小于等于標(biāo)定值，換擋桿切入倒退擋時，整車控制器控 制汽車進(jìn)入空擋；
[0028] 當(dāng)車速大于零，換擋桿切入倒退擋時，整車控制器控制汽車進(jìn)入空擋；
[0029] 當(dāng)車速小于零，換擋桿切入倒退擋時，整車控制器控制汽車進(jìn)入倒退擋。
[0030] 進(jìn)一步地，擋位自動切換方法還包括W下步驟：
[0031] 當(dāng)汽車從靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)入運動狀態(tài)時，如果經(jīng)過預(yù)設(shè)的時間闊值后手剎仍然處于鎖 緊狀態(tài)，提示駕駛員釋放手剎。
[0032] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠帶來W下優(yōu)點：
[0033] 1、提高了換擋操作安全性，降低了由于掛擋操作不當(dāng)而引起電動機(jī)堵轉(zhuǎn)的故障幾 率。
[0034] 2、使換擋操作結(jié)果更加直觀明確，駕駛員能夠清楚地獲知換擋操作出現(xiàn)故障。
[0035] 3、使換擋操作更加流暢，駕駛行為更加舒適合理。
【附圖說明】
[0036] 附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實 施例共同用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：
[0037] 圖1是本發(fā)明純電動汽車擋位自動切換系統(tǒng)的一個實施例的組成示意圖。
【具體實施方式】
[0038] 如圖1所示，是本發(fā)明純電動汽車擋位自動切換系統(tǒng)1的一個實施例的組成示意 圖。該系統(tǒng)1包括：
[0039] 整車控制器10,其是整個自動切換系統(tǒng)1的核必單元，通常通過CAN總線網(wǎng)絡(luò)連接 自動切換系統(tǒng)1中各單元，發(fā)出控制指令控制各單元協(xié)調(diào)工作。
[0040] 換擋桿位置傳感器20,其識別并發(fā)送換擋桿擋位信息給整車控制器10。
[0041] 制動踏板位置傳感器30,其采集并發(fā)送制動踏板行程信息給整車控制器10。
[0042] 車速傳感器40,其采集并發(fā)送車速信息給整車控制器10。
[0043] 駐車系統(tǒng)50,其一方面識別并發(fā)送減速器鎖止機(jī)構(gòu)（也稱P擋鎖緊器，圖中未示 出）的狀態(tài)信息給整車控制器10,另一方面接收整車控制器10發(fā)出的控制指令，根據(jù)該控 制指令釋放或者鎖緊P擋鎖緊器。
[0044] 儀表系統(tǒng)60,其接收整車控制器10發(fā)出的控制指令，根據(jù)控制指令顯示例如車 速、換擋桿擋位信息等汽車的各種狀態(tài)信息。
[0045] 手剎位置傳感器70,其采集并發(fā)送手剎釋放或者鎖緊的狀態(tài)信息給整車控制器 10。
[0046] 本發(fā)明提供的擋位自動切換方法的基本策略是；整車控制器10接收當(dāng)前換擋桿 位置傳感器20識別的換擋桿擋位信息，并結(jié)合制動踏板位置傳感器30采集的制動踏板行 程信息，車速傳感器40采集的車速信息，W及駐車系統(tǒng)50采集的P擋鎖緊器的狀態(tài)信息來 決定當(dāng)前汽車的真實擋位狀態(tài)，并發(fā)出擋位指令使汽車進(jìn)入相應(yīng)的擋位。其中，如果出現(xiàn)換 擋故障，整車控制器10控制汽車保持駐車擋不變或者進(jìn)入空擋，從而盡可能地降低因換擋 不當(dāng)對汽車電動機(jī)造成的不良影響。同時，儀表系統(tǒng)60實時顯示汽車換擋桿擋位信息，并 于汽車出現(xiàn)換擋故障時給出相應(yīng)的提示。
[0047] 下面舉例說明上述自動切換系統(tǒng)執(zhí)行擋位自動切換方法的工作流程，其中的D 擋、R擋、N擋和P擋分別指汽車的前進(jìn)擋、倒退擋、空擋和駐車擋。
[0048] 工況一、解除駐車：
[0049] 當(dāng)汽車靜止且駐車系統(tǒng)50的P擋鎖緊器處于鎖緊狀態(tài)時，汽車的擋位狀態(tài)實質(zhì)為 P擋，此時汽車換擋桿一般處于P擋，當(dāng)駕駛員踩踏制動踏板，且制動踏板行程S大于標(biāo)定值 S0,并將換擋桿切入任意一個除P擋W外的擋位（簡稱非P擋）時，汽車的整車控制器10 發(fā)出解除駐車的控制指令給駐車系統(tǒng)50,W釋放P擋鎖緊器：
[0050] 如果駐車系統(tǒng)50釋放P擋鎖緊器成功，整車控制器10響應(yīng)當(dāng)前汽車換擋桿切入 的擋位，發(fā)出擋位指令使汽車進(jìn)入相應(yīng)的擋位，此時儀表系統(tǒng)60正常顯示當(dāng)前汽車換擋桿 所處的擋位；
[0051] 如果駐車系統(tǒng)50釋放P擋鎖緊器失敗，且持續(xù)時間t超過標(biāo)定值化，整車控制器 10判斷駕駛員的換擋動作無效，不再發(fā)出解除駐車的控制指令，控制汽車保持原P擋擋位 不變，此時儀表系統(tǒng)60 W P擋閃爍的方式提示駕駛員P擋鎖緊器釋放失敗。
[0052] 表1、工況一（解除駐車）