车辆的变速箱控制方法与流程

1.本发明涉及车辆技术领域，具体涉及一种车辆的变速箱控制方法。


背景技术：

2.增程式车辆具有增加续航里程、节约能源、可靠性高、机械冲击小、静态输出扭矩大、响应快优势。
3.目前，增程式车辆一般采用技术成熟的手动换档，该方式不仅操作要求高，且存在换挡不平稳的问题。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明的目的在于提出一种车辆的变速箱控制方法。
5.本发明采用的技术方案如下：本发明第一方面的实施例提出了一种车辆的变速箱控制方法，包括以下步骤：tcu（transmission control unit，变速箱控制器）根据油门踏板开度、车速、驾驶员操作意图和坡道信息判断车辆是否满足换挡条件；如果所述tcu判断车辆满足换挡条件，则所述tcu发送换挡请求至vcu（vehicle control unit，整车控制器）；所述vcu接收到所述换挡请求时，根据整车行驶状态判断是否可以执行换挡；如果所述vcu判断可以执行换挡，则返回允许换挡指令至所述tcu；tcu接收到所述允许换挡指令后，通过vcu将卸扭指令发送至mcu（motor control unit，电机控制器），所述mcu接收到所述卸扭指令后控制电机进入扭矩控制模式以控制电机卸扭，并将电机扭矩反馈至vcu，vcu将所述电机扭矩转发至tcu；tcu根据所述电机扭矩判断电机是否卸扭完成；如果所述tcu根据所述电机扭矩判断电机卸扭完成，则tcu控制电磁阀进行摘挡操作，并在摘挡完成后，tcu通过vcu将电机调速指令发送至mcu，所述电机调速指令包括请求转速值，所述请求转速值根据输出轴转速确定；mcu接收到所述电机调速指令后，控制所述电机进入转速控制模式，并根据所述请求转速值调节电机转速，并向所述vcu反馈电机转速值；vcu将所述电机转速值转发至tcu，tcu根据电机转速值判断电机调速是否完成；如果tcu判断电机调速完成，则控制电磁阀进行挂挡操作，以及在确认挂挡完成后，向vcu发送当前挡位信息；vcu根据油门踏板开度、当前驱动电机转速、当前挡位信息、车辆行驶状态查表得到整车需求扭矩值，并将所述整车需求扭矩值反馈至mcu；所述mcu根据所述整车需求扭矩驱动车辆行驶。
6.本发明上述提出的车辆的变速箱控制方法还可以具有如下附加技术特征：根据本发明的一个实施例，所述vcu与tcu之间采用can（controller area network，控制器局域网络）通信。
7.根据本发明的一个实施例，所述车辆的变速箱采用两挡自动变速箱。
8.根据本发明的一个实施例，tcu根据所述电机扭矩判断电机是否卸扭完成，具体包括：tcu判断电机扭矩是否为设定扭矩；如果是或在一定的误差范围内，则tcu判断电机卸扭完成。
9.本发明的有益效果：本发明以车速为控制参数设计自动换挡控制逻辑，并将该自动换挡控制逻辑应用于非公路宽体自卸车，实现非道路车辆的自动换挡功能，提高了行车舒适性。
附图说明
10.图1是根据本发明一个实施例的车辆的变速箱控制方法的流程图。
具体实施方式
11.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
12.本发明的车辆为增程式车辆，例如非公路宽体自卸车。主要由以下部分组成：甲醇增程器、动力电池、整车控制器、多合一控制器、驱动电机和电机控制器、变速箱和变速箱控制器tcu。甲醇增程器和动力电池是整车动力源，整车控制器vcu协调多合一控制器pdu、电机控制器mcu、变速箱控制器tcu实现车辆能量分配，提高整车驾驶性能。其中变速箱和变速箱控制器主要实现整车的换档控制。
13.图1是根据本发明一个实施例的车辆的变速箱控制方法的流程图，如图1所示，该方法包括以下步骤：步骤s1，tcu根据油门踏板开度、车速、驾驶员操作意图和坡道信息判断车辆是否满足换挡条件。
14.具体地，车辆上电后，tcu通过上一时刻换档手柄的模式、当前变速箱内位移传感器的位置、当前整车车速、加速踏板深度信息识别车辆初步目标档位。根据驾驶员操作意图和道路坡道信息，对初步目标档位进行修正，获取最终目标档位。车辆目标档位与实际档位不一致时，变速箱控制器向整车控制器vcu发送换档请求。
15.s2，如果tcu判断车辆满足换挡条件，则tcu发送换挡请求至vcu。
16.s3，vcu接收到换挡请求时，根据整车行驶状态判断是否可以执行换挡。
17.s4，如果vcu判断可以执行换挡，则返回允许换挡指令至tcu。
18.具体地，整车控制器vcu根据车辆行驶状态判断是否允许变速箱控制器控制变速箱进行换档操作并反馈至变速箱控制器tcu，一般而言，如果车辆处于定速巡航、驻坡的状态，则vcu判断不可以执行换挡，返回不允许换挡指令至tcu。如果车辆处于行车模式且不处于定速定速巡航、驻坡的状态，vcu判断可以执行换挡，返回允许换挡指令至tcu。
19.s5，tcu接收到允许换挡指令后，通过vcu将卸扭指令发送至mcu，mcu接收到卸扭指令后控制电机进入扭矩控制模式以控制电机卸扭，并将电机扭矩反馈至vcu，vcu将电机扭矩转发至tcu。
20.具体地，变速箱控制器tcu通过can通讯接收到整车控制器vcu发送的允许换挡指令才能执行换档操作。tcu接收到允许换挡指令后，通过vcu将卸扭指令发送至mcu，卸扭指令包括目标扭矩值（例如0），mcu接收到卸扭指令后控制电机进入扭矩控制模式，并根据目标扭矩值控制电机卸扭，并将实时的电机扭矩反馈至vcu，vcu将电机扭矩转发至tcu。
21.s6，tcu根据电机扭矩判断电机是否卸扭完成。
22.进一步地，根据本发明的一个实施例，tcu根据电机扭矩判断电机是否卸扭完成，具体包括：tcu判断电机扭矩是否为设定扭矩；如果是，则tcu判断电机卸扭完成。例如，设定扭矩可以为0，误差控制在一定范围即可，例如
±
5%。
23.s7，如果tcu根据电机扭矩判断电机卸扭完成，则tcu控制电磁阀进行摘挡操作，并在摘挡完成后，tcu通过vcu将电机调速指令发送至mcu，电机调速指令包括请求转速值，请求转速值根据输出轴转速确定。
24.具体地，请求转速值根据输出轴转速和传动比确定。
25.s8，mcu接收到电机调速指令后，控制电机进入转速控制模式，并根据请求转速值调节电机转速，并向vcu反馈电机转速值。
26.s9，vcu将电机转速值转发至tcu，tcu根据电机转速值判断电机调速是否完成。
27.s10，如果tcu判断电机调速完成，则控制电磁阀进行挂挡操作，以及在确认挂挡完成后，向vcu发送当前挡位信息。
28.s11，vcu根据油门踏板开度、当前驱动电机转速、当前挡位信息、车辆行驶状态查表得到整车需求扭矩值，并将整车需求扭矩值反馈至mcu。
29.s12，mcu根据整车需求扭矩驱动车辆行驶。
30.具体地，摘档完成后，变速箱控制器tcu通过整车控制器vcu的指令转发，将电机调速指令发送至电机控制器mcu，通过电机控制器mcu控制电机进入转速控制模式，并根据请求转速值进行电机调速，同时mcu 向vcu反馈实时的电机转速，vcu将电机转速转发给tcu，tcu根据反馈的电机转速判断电机调速是否完成，若电机调速完成则进行变速箱挂档操作。其中变速箱控制器tcu会根据输出轴转速发送变化的电机转速值，调速过程需确保电机能较快地响应并跟随变速箱控制器发送的转速值变化。若电机调速完成则进行变速箱挂档操作，挂入相应档位。通过判断目标档位和当前档位是否一致，确认挂档是否完成，并向整车控制器vcu发送当前档位信息和换档状态。整车控制器vcu根据油门踏板开度、当前驱动电机转速、当前档位状态、车辆行驶状态查表得到整车需求扭矩值，反馈至电机控制器用于驱动车辆行驶。
31.在本发明中，驱动电机控制器mcu以一定斜率升降的控制方式完成电机卸扭、调速操作，缩短换档时间，提高换档平顺性。换挡包括：nl换挡、lh换挡、hl换挡、ln换挡、nh换挡、hn换挡。
32.在本发明的实施例中，vcu与tcu之间采用can通信。车辆的变速箱采用两挡自动变速箱。综上所述，根据本发明实施例的车辆的变速箱控制方法，采用两挡自动变速箱，可以根据道路状况自动调整，减少车辆驾驶员驾驶技术上的差异，并可以减轻驾驶员劳动强度，提高行车安全性、舒适性；以车速为控制参数设计自动换挡控制逻辑，并将该自动换挡控制逻辑应用于非公路宽体自卸车，实现非道路车辆的自动换挡功能，缓解自动变速箱换档时间较长、动力中断明显问题，提高了行车舒适性。
33.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种车辆的变速箱控制方法，其特征在于，包括以下步骤：tcu根据油门踏板开度、车速、驾驶员操作意图和坡道信息判断车辆是否满足换挡条件；如果所述tcu判断车辆满足换挡条件，则所述tcu发送换挡请求至vcu；所述vcu接收到所述换挡请求时，根据整车行驶状态判断是否可以执行换挡；如果所述vcu判断可以执行换挡，则返回允许换挡指令至所述tcu；tcu接收到所述允许换挡指令后，通过vcu将卸扭指令发送至mcu，所述mcu接收到所述卸扭指令后控制电机进入扭矩控制模式以控制电机卸扭，并将电机扭矩反馈至vcu，vcu将所述电机扭矩转发至tcu；tcu根据所述电机扭矩判断电机是否卸扭完成；如果所述tcu根据所述电机扭矩判断电机卸扭完成，则tcu控制电磁阀进行摘挡操作，并在摘挡完成后，tcu通过vcu将电机调速指令发送至mcu，所述电机调速指令包括请求转速值，所述请求转速值根据输出轴转速确定；mcu接收到所述电机调速指令后，控制所述电机进入转速控制模式，并根据所述请求转速值调节电机转速，并向所述vcu反馈电机转速值；vcu将所述电机转速值转发至tcu，tcu根据电机转速值判断电机调速是否完成；如果tcu判断电机调速完成，则控制电磁阀进行挂挡操作，以及在确认挂挡完成后，向vcu发送当前挡位信息；vcu根据油门踏板开度、当前驱动电机转速、当前挡位信息、车辆行驶状态查表得到整车需求扭矩值，并将所述整车需求扭矩值反馈至mcu；所述mcu根据所述整车需求扭矩驱动车辆行驶。2.根据权利要求1所述的车辆的变速箱控制方法，其特征在于，所述vcu与tcu之间采用can通信。3.根据权利要求1所述的车辆的变速箱控制方法，其特征在于，所述车辆的变速箱采用两挡自动变速箱。4.根据权利要求1所述的车辆的变速箱控制方法，其特征在于，tcu根据所述电机扭矩判断电机是否卸扭完成，具体包括：tcu判断电机扭矩是否为设定扭矩；如果是，则tcu判断电机卸扭完成。

技术总结
本发明提供一种车辆的变速箱控制方法，包括：TCU根据油门踏板开度、车速、驾驶员操作意图和坡道信息判断车辆满足换挡条件，发送换挡请求至VCU；如果VCU判断可以执行换挡，返回允许换挡指令至TCU；TCU通过VCU将卸扭指令发送至MCU，电机卸扭；TCU判断卸扭完成，控制电磁阀进行摘挡操作，并在摘挡完成后通过VCU将电机调速指令发送至MCU，MCU调节电机转速，TCU判断电机调速完成，控制电磁阀进行挂挡操作；VCU查表得到整车需求扭矩值，并反馈至MCU，MCU驱动车辆行驶。本发明以车速为控制参数设计自动换挡控制逻辑，并将该自动换挡控制逻辑应用于非公路宽体自卸车，实现非道路车辆的自动换挡功能，提高了行车舒适性。提高了行车舒适性。提高了行车舒适性。


技术研发人员：黄星光 陆斌 王赫 唐开林
受保护的技术使用者：新誉轨道交通科技有限公司
技术研发日：2023.05.18
技术公布日：2023/10/8