[发明专利]基于无离合器两挡自动变速器的纯电动汽车换挡控制系统

摘要

本发明涉及一种基于无离合器两挡自动变速器的纯电动汽车换挡控制系统，包括车辆控制器VCU、电池管理系统BMS、电机控制单元MCU、变速器控制单元TCU、动力蓄电池、驱动电机、两档自动变速器、主减速器、差速器和车轮，所述的车辆控制器VCU根据车辆当前运行工况决策是否换挡，所述的电池管理系统BMS对动力蓄电池进行控制和检测，所述的电机控制单元MCU对驱动电机进行控制，所述的变速器控制单元TCU对两档自动变速器的换挡执行电机进行控制，所述的驱动电机依次通过两档自动变速器、主减速器、差速器最后作用于车轮进而驱动车辆。与现有技术相比，本发明通过协调控制驱动电机和两档自动变速器的换挡执行机构，以实现快速平稳换挡等优点。

主权项

1.一种基于无离合器两挡自动变速器的纯电动汽车换挡控制系统，包括车辆控制器VCU(01)、电池管理系统BMS(02)、电机控制单元MCU(03)、变速器控制单元TCU(04)、动力蓄电池(05)、驱动电机(06)、两挡自动变速器(07)、主减速器(08)、差速器(09)和车轮(10)，其特征在于，所述的车辆控制器VCU(01)根据车辆当前运行工况决策是否换挡，所述的电池管理系统BMS(02)对动力蓄电池(05)进行控制和检测，所述的电机控制单元MCU(03)对驱动电机(06)进行控制，所述的变速器控制单元TCU(04)对两挡自动变速器的换挡执行电机(11)进行控制，所述的驱动电机(06)依次通过两挡自动变速器(07)、主减速器(08)、差速器(09)最后作用于车轮(10)进而驱动车辆；所述的车辆控制器VCU(01)，接收车辆运行速度、当前挡位、运行模式、加速踏板信号和制动踏板信号的车辆状态信息和驾驶员操作信息，判断驾驶员驾驶意图，决策车辆的换挡请求和驾驶员需求转矩，并发送到CAN总线上；所述的电池管理系统BMS(02)，负责动力蓄电池(05)的上下电控制，并实时监测动力蓄电池(05)的状态，并将动力蓄电池(05)的状态和故障信息发送到CAN总线上；所述的电机控制单元MCU(03)，接收总线上驱动电机转矩或转速请求、以及电池管理系统BMS(02)发出的动力蓄电池信息，控制驱动电机(06)的控制模式完成转速或转矩控制，并将驱动电机(06)的运行状态和故障信息反馈到CAN总线上；所述的变速器控制单元TCU(04)，接收换挡拨叉(14)位置信号以及同步器(15)两端速度信号，控制换挡执行电机(11)完成位置伺服和换挡力控制；所述的变速器控制单元TCU(04)换挡信号来自于车辆控制器VCU(01)根据车辆当前运行状态的换挡决策，换挡过程需要对驱动电机(06)及换挡执行电机(11)进行协调控制，同时还考虑动力蓄电池(05)的工作状态，因而换挡过程需要车辆控制器VCU(01)、电池管理系统BMS(02)、电机控制单元MCU(03)和变速器控制单元TCU(04)的介入，所述的控制系统的换挡过程采用分段控制方法，在每个阶段都设计不同的控制算法和控制参数，从接收换挡指令开始到换挡完成，整个换挡过程分为如下几个步骤：1)驱动电机转矩调零；2)变速器摘挡；3)驱动电机调速；4)驱动电机转矩再次调零；5)消除同步器空行程；6)同步器两端转速同步控制；7)变速器进挡；8)驱动电机转矩恢复。