一種無(wú)離合器amt控制系統(tǒng)和方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種無(wú)離合器AMT控制系統(tǒng)，包括MCU和TCU，所述MCU與所述TCU相連接。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是：本控制系統(tǒng)在進(jìn)入換擋過(guò)程后，由TCU接管驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制權(quán)，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化換擋品質(zhì)、縮短換擋時(shí)間、提高換擋穩(wěn)定性的技術(shù)效果。本發(fā)明還涉及一種無(wú)離合器AMT控制方法，包括調(diào)速階段，該方法在換擋過(guò)程中的電機(jī)模式均采用扭矩模式，所述調(diào)速階段包括電子同步調(diào)速階段和機(jī)械同步調(diào)速階段。本發(fā)明的無(wú)離合器AMT控制方法與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是：本控制方法將換擋過(guò)程劃分為卸載、摘擋、電子同步、機(jī)械同步、掛擋、加載六個(gè)階段，實(shí)現(xiàn)了大幅降低整體換擋時(shí)間、降低掛擋時(shí)的沖擊以及延長(zhǎng)同步器等機(jī)械部件工作壽命的技術(shù)效果。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
-種無(wú)離合器AMT控制系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及無(wú)離合AMT變速器，尤其設(shè)及一種無(wú)離合器AMT控制系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] AMT(Automatic Manual Transmission,電控機(jī)械式自動(dòng)變速箱）是由傳統(tǒng)的手動(dòng) 齒輪機(jī)械式變速器改進(jìn)而來(lái)。AMT融合了AT(自動(dòng))和MT(手動(dòng))兩種變速裝置的優(yōu)點(diǎn)，既能 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速功能，又保留了原手動(dòng)變速器齒輪傳動(dòng)的效率高、成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制 造等長(zhǎng)處。AMT已在傳統(tǒng)商用車(chē)上得到廣泛應(yīng)用。但在現(xiàn)有技術(shù)中絕大部分純電動(dòng)商用車(chē)依 然采用原始的直驅(qū)系統(tǒng)，其爬坡和高速行駛的性能都被削弱。此外，直驅(qū)動(dòng)力系統(tǒng)由于需要 采用大扭矩電機(jī)，使得動(dòng)力總成不僅價(jià)格高，而且效率低下，制約了純電動(dòng)商用車(chē)的發(fā)展。 因此，如何精確匹配與調(diào)控純電動(dòng)商用車(chē)用MT裝置，優(yōu)化其換擋品質(zhì)，縮短換擋時(shí)間，提高 換擋穩(wěn)定性，成為當(dāng)前亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。
[0003] 通常傳統(tǒng)的AMT換擋策略是通過(guò)控制電機(jī)的模式切換進(jìn)行無(wú)離合器AMT換擋過(guò)程 的動(dòng)態(tài)控制，其核屯、內(nèi)容為驅(qū)動(dòng)電機(jī)自我調(diào)速，從而與目標(biāo)擋位及當(dāng)前車(chē)速進(jìn)行匹配，該控 制方法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單且容易實(shí)現(xiàn)，但是由于驅(qū)動(dòng)電機(jī)模式切換過(guò)程不受TCU控制，換擋過(guò)程 很大程度上取決于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的內(nèi)部控制，因此極大地制約了換擋品質(zhì)的進(jìn)一步提高。
[0004] 專(zhuān)利號(hào)為化201210510466.7的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)了一種電動(dòng)汽車(chē)控制系統(tǒng)，包 括：電機(jī)；電機(jī)控制器，電機(jī)控制器與電機(jī)相連，用于對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制；與電機(jī)相連的變速 箱;變速箱控制器，變速箱控制器用于對(duì)變速箱進(jìn)行控制W及和電機(jī)控制器之間進(jìn)行通訊； 整車(chē)控制器，整車(chē)控制器分別與電機(jī)控制器和變速箱控制器相連，用于向電機(jī)控制器和變 速箱控制器發(fā)送控制指令，并接收來(lái)自電機(jī)控制器和變速箱控制器的反饋信號(hào)。該發(fā)明的 實(shí)施例具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低的優(yōu)點(diǎn)。另外，該控制系統(tǒng)還具有變速箱調(diào)速精度高、響應(yīng)速 度快的優(yōu)點(diǎn)。該發(fā)明還提出了一種控制方法。但由于該發(fā)明中MCU與TCU之間并不存在連接 關(guān)系，因此該技術(shù)方案中驅(qū)動(dòng)電機(jī)模式的切換過(guò)程不受TCU控制，換擋過(guò)程很大程度上取決 于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的內(nèi)部控制，極大地制約了換擋品質(zhì)的進(jìn)一步提高。
[0005] 專(zhuān)利號(hào)為化200910076778.X的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)了一種電動(dòng)汽車(chē)用驅(qū)動(dòng)電機(jī)-變 速器一體化系統(tǒng)控制方法及系統(tǒng)，屬于純電動(dòng)汽車(chē)、串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)W及可外接充電 式混合動(dòng)力汽車(chē)的換檔控制技術(shù)領(lǐng)域。該系統(tǒng)包括電機(jī)、電機(jī)控制器、變速器及換擋機(jī)構(gòu)、 換擋控制器、系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制器及車(chē)輛控制器。車(chē)輛控制器根據(jù)車(chē)輛狀態(tài)信息和踏板信號(hào)決 定目標(biāo)擋位，向系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制器發(fā)出換擋指令;系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制器向電機(jī)控制器和換擋控制 器發(fā)出控制指令，使電機(jī)和變速器協(xié)調(diào)配合實(shí)現(xiàn)換擋，系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制器中集成了扭轉(zhuǎn)振動(dòng) 控制器，實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)系統(tǒng)的減振功能；電機(jī)控制器控制電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速輸出；換擋控制器控 制換擋機(jī)構(gòu)動(dòng)作實(shí)現(xiàn)變速器的擋位變換?？刂品椒ㄖ贫ê线m的協(xié)調(diào)控制策略。該發(fā)明能夠 滿足動(dòng)力性好、換擋平順等要求。但該發(fā)明采用的仍是傳統(tǒng)AMT換擋策略，即是通過(guò)控制電 機(jī)的模式切換進(jìn)行無(wú)離合器的AMT換擋過(guò)程的動(dòng)態(tài)控制，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)自我調(diào)速W實(shí)現(xiàn)與 目標(biāo)擋位及當(dāng)前車(chē)速進(jìn)行匹配，由于該方案的驅(qū)動(dòng)電機(jī)模式切換過(guò)程不受TCU控制，換擋過(guò) 程很大程度上取決于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的內(nèi)部控制，因此制約了換擋品質(zhì)的進(jìn)一步提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了解決上述現(xiàn)有無(wú)離合器AMT控制系統(tǒng)存在的技術(shù)缺陷，本發(fā)明采用的技術(shù)方 案如下： 一種無(wú)離合器AMT控制系統(tǒng)，包括MCU和TCU，所述MCU與所述TCU相連接。
[0007] 優(yōu)選的是，包括VCU和BMS，所述VCU分別與所述MCU和所述BMS相連接。
[0008] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，包括動(dòng)力電池系統(tǒng)，所述動(dòng)力電池系統(tǒng)與所述BMS相 連接，在所述MCU與所述動(dòng)力電池系統(tǒng)之間設(shè)有高壓配電柜。
[0009] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，包括電機(jī)和AMT，所述電機(jī)分別與所述MCU和所述AMT 相連接。
[0010] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，包括左后輪和右后輪，所述左后輪和右后輪之間通 過(guò)后橋相連接，所述后橋還與所述AMT相連接。
[0011] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，包括換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
[0012 ]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述TCU包括MCU最小系統(tǒng)模塊，所述MCU最小系統(tǒng)模 塊設(shè)有轉(zhuǎn)速采集模塊接口，所述轉(zhuǎn)速采集模塊接口處連接有轉(zhuǎn)速采集模塊。
[0013] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述轉(zhuǎn)速采集模塊包括頻率采集子模塊和輸出軸轉(zhuǎn) 速傳感器，所述頻率采集子模塊與所述輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器相連接。
[0014] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述TCU包括位置傳感器采集模塊接口，所述位置傳 感器采集模塊接口處連接有位置傳感器采集模塊。
[0015] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述位置傳感器采集模塊包括AD采集子模塊、選檔 位置傳感器和換擋位置傳感器，所述AD采集子模塊分別與所述選檔位置傳感器和所述換擋 位置傳感器相連接。
[0016] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述TCU包括直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊接口，所述直流電機(jī) 驅(qū)動(dòng)模塊接口處連接有直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。
[0017] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊包括第一 PWM驅(qū)動(dòng)Η橋電路和 第二PWM驅(qū)動(dòng)Η橋電路、選檔電機(jī)和換擋電機(jī)，所述第一 PWM驅(qū)動(dòng)Η橋電路一端與所述直流電 機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊接口相連接，其另一端與所述選檔電機(jī)相連接，所述第二PWM驅(qū)動(dòng)Η橋電路一端 與所述直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊接口相連接，其另一端與所述換檔電機(jī)相連接。
[0018] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，包括電源，所述電源分別與MCU最小系統(tǒng)模塊、第一 PWM驅(qū)動(dòng)Η橋電路和第二PWM驅(qū)動(dòng)Η橋電路相連接。
[0019] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述電源采用24V直流電源。
[0020] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述TCU包括CAN通信模塊接口，所述CAN通信模塊接 口處裝有第一 CAN通信模塊。
[0021] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)與所述第一 CAN通信模 塊相連接。
[0022] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述CAN通信模塊接口處裝有第二CAN通信模塊。
[0023] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述第二CAN通信模塊與所述VCU相連接。
[0024] 本發(fā)明的無(wú)離合器AMT控制系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是:本發(fā)明的無(wú)離合 器AMT控制系統(tǒng)通過(guò)將MCU與TCU之間建立連接關(guān)系，解決了現(xiàn)有技術(shù)中因驅(qū)動(dòng)電機(jī)模式的 切換過(guò)程不受TCU控制而制約換擋品質(zhì)進(jìn)一步提高的技術(shù)缺陷，使所述無(wú)離合器AMT控制系 統(tǒng)在進(jìn)入換擋過(guò)程后，由TCU接管驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制權(quán)，使得驅(qū)動(dòng)電機(jī)始終處于扭矩控制模式， TCU將根據(jù)換擋過(guò)程各階段的邏輯綜合控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)、選擋電機(jī)和換擋電機(jī)，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化換 擋品質(zhì)、縮短換擋時(shí)間、提高換擋穩(wěn)定性的技術(shù)效果。
[0025] 為了解決上述現(xiàn)有無(wú)離合器AMT控制方法存在的技術(shù)缺陷，本發(fā)明采用的技術(shù)方 案如下： 一種無(wú)離合器AMT控制方法，實(shí)施該方法的系統(tǒng)包括上述任一項(xiàng)的無(wú)離合器AMT控制系 統(tǒng)，由于該方法在換擋過(guò)程中的電機(jī)模式均采用扭矩模式，因此也稱(chēng)為全扭矩?fù)Q擋控制方 法，所述全扭矩?fù)Q擋控制方法包括調(diào)速階段，所述調(diào)速階段包括電子同步調(diào)速階段和機(jī)械 同步調(diào)速階段。
[0026] 優(yōu)選的是，所述電子同步調(diào)速階段通過(guò)所述TCU進(jìn)行控制。
[0027] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述機(jī)械同步調(diào)速階段通過(guò)所述TCU進(jìn)行控制。
[0028] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，在所述電子同步調(diào)速階段之前設(shè)置有摘擋階段，所 述摘擋階段通過(guò)所述TCU進(jìn)行控制。
[0029] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，在所述摘擋階段之前設(shè)置有卸載階段，所述卸載階 段通過(guò)所述TCU進(jìn)行控制。
[0030] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，在所述機(jī)械同步調(diào)速階段之后設(shè)置有掛擋階段，所 述掛擋階段通過(guò)所述TCU進(jìn)行控制。
[0031] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述掛擋階段之后設(shè)置有加載階段，所述加載階段 通過(guò)所述TCU進(jìn)行控制。
[0032] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述加載階段之后設(shè)置有新檔位階段，所述新檔位 階段通過(guò)VCU進(jìn)行控制。
[0033] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述卸載階段之前設(shè)置有原擋位階段，所述原擋位 階段通過(guò)VCU進(jìn)行控制。
[0034] 本發(fā)明的無(wú)離合器AMT控制方法與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是:本發(fā)明的無(wú)離合 器AMT控制方法針對(duì)現(xiàn)有的純電動(dòng)客車(chē)無(wú)離合器AMT換擋控制方法存在極大地制約換擋品 質(zhì)進(jìn)一步提升的技術(shù)缺陷，提出了一種全扭矩?fù)Q擋控制方法，并將換擋過(guò)程重新劃分為卸 載、摘擋、電子同步、機(jī)械同步、掛擋、加載六個(gè)階段，該控制方法突破了現(xiàn)有技術(shù)中存在的 換擋品質(zhì)難W進(jìn)一步提高的技術(shù)瓶頸，通過(guò)將現(xiàn)有換擋過(guò)程中的調(diào)速階段由MCU進(jìn)行控制 改進(jìn)為統(tǒng)一由TCU進(jìn)行控制，并分為粗調(diào)控制階段和精調(diào)控制階段，即：首先控制驅(qū)動(dòng)電機(jī) 進(jìn)行電子調(diào)速作為同步粗調(diào)，由于其調(diào)速響應(yīng)快，可大幅降低整體換擋時(shí)間；其次再通過(guò)機(jī) 械調(diào)速作為精調(diào)，可克服傳感器誤差、CAN通訊延遲的技術(shù)缺陷，通過(guò)對(duì)機(jī)械同步過(guò)程的控 審IJ，可W減少電子同步過(guò)程的時(shí)間，降低掛擋時(shí)的沖擊，延長(zhǎng)同步器等機(jī)械部件的工作壽 命。在所述加載過(guò)程開(kāi)始時(shí)刻驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出扭矩為零，在加載過(guò)程中，TCU持續(xù)刷新接收VCU 的目標(biāo)扭矩，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出扭矩滿足預(yù)設(shè)條件后，加載過(guò)程結(jié)束，再由VCU發(fā)送目標(biāo)扭矩， 通過(guò)所述加載過(guò)程的平穩(wěn)過(guò)渡，大幅降低了換擋沖擊，同時(shí)也大幅延長(zhǎng)了機(jī)械部件的工作 壽命。
【附圖說(shuō)明】
[0035] 圖1為本發(fā)明的無(wú)離合器AMT控制系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框架示意圖； 圖2為本發(fā)明的無(wú)離合器AMT控制方法的全扭矩?fù)Q擋控制過(guò)程中的驅(qū)動(dòng)電機(jī)扭矩、換擋 電機(jī)位移和選檔電機(jī)位移參數(shù)變化曲線示意圖； 圖3為現(xiàn)有的無(wú)離合器AMT控制方法的換擋控制過(guò)程中的驅(qū)動(dòng)電機(jī)扭矩、換擋電機(jī)位移 和選檔電機(jī)位移參數(shù)變化曲線示意圖； 圖4為本發(fā)明的無(wú)離合器AMT控制系統(tǒng)中的TOJ硬件接口布置示意圖； 圖5通過(guò)本發(fā)明的無(wú)離合器AMT控制系統(tǒng)將本發(fā)明的無(wú)離合器AMT控制方法寫(xiě)入TCU中 的具體控制流程示意圖； 圖6為本發(fā)明的無(wú)離合器AMT控制系統(tǒng)中的VCU控制流程示意圖； 圖7為本發(fā)明的無(wú)離合器AMT控制系統(tǒng)中的TCU控制流程示意圖。
[0036] 附圖標(biāo)記說(shuō)明： AMT電控機(jī)械式自動(dòng)變速箱;MCU電機(jī)控制器;TCU自動(dòng)變速箱換擋控制器;VCU整車(chē)控制 器;BMS電池管理系統(tǒng);PWM脈沖寬度調(diào)制;CAN控制器局域網(wǎng)絡(luò)。
【具體實(shí)施方式】
[0037] 為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)說(shuō)明，但是，顯然 可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行不同的變型和改型而不超出后附權(quán)利要求限定的本發(fā)明更寬的精神和范 圍。因此，W下實(shí)施例是具有示例性的而沒(méi)有限制的含義。
[0038] 本發(fā)明的無(wú)離合器AMT控制系統(tǒng)采用的是無(wú)離合器有同步器的AMT構(gòu)型，變速箱與 傳統(tǒng)的MT基本相同，取消了倒擋齒輪，增加了換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)和TCU，下面結(jié)合圖1、4詳細(xì)描述 所述控制系統(tǒng)的技術(shù)方案： 一種無(wú)離合器AMT控制系統(tǒng)，包括MCU和TCU，所述MCU與所述TCU相連接。包括VCU和BMS， 所述VCU分別與所述MCU和所述BMS相連接。包括動(dòng)力電池系統(tǒng)，所述動(dòng)力電池系統(tǒng)與所述 BMS相連接，在所述MCU與所述動(dòng)力電池系統(tǒng)之間設(shè)有高壓配電柜。包括電機(jī)和AMT，所述電 機(jī)分別與所述MCU和所述AMT相連接。包括左后輪和右后輪，所述左后輪和右后輪之間通過(guò) 后橋相連接，所述后橋還與所述AMT相連接。包括換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)。所述TCU包括MCU最小系統(tǒng) 模塊，所述MCU最小系統(tǒng)模塊設(shè)有轉(zhuǎn)速采集模塊接口，所述轉(zhuǎn)速采集模塊接口處連接有轉(zhuǎn)速 采集模塊。所述轉(zhuǎn)速采集模塊包括頻率采集子模塊和輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器，所述頻率采集子 模塊與所述輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器相連接。所述TCU包括位置傳感器采集模塊接口，所述位置傳 感器采集模塊接口處連接有位置傳感器采集模塊。所述位置傳感器采集模塊包括AD采集子 模塊、選檔位置傳感器和換擋位置傳感器，所述AD采集子模塊分別與所述選檔位置傳感器 和所述換擋位置傳感器相連接。所述TCU包括直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊接口，所述直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模 塊接口處連接有直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。所述直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊包括第一 PWM驅(qū)動(dòng)Η橋電路和第 二PWM驅(qū)動(dòng)Η橋電路、選檔電機(jī)和換擋電機(jī)，所述第一 PWM驅(qū)動(dòng)Η橋電路一端與所述直流電機(jī) 驅(qū)動(dòng)模塊接口相連接，其另一端與所述選檔電機(jī)相連接，所述第二PWM驅(qū)動(dòng)Η橋電路一端與 所述直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊接口相連接，其另一端與所述換檔電機(jī)相連接。包括電源，所述電源 分別與MCU最小系統(tǒng)模塊、第一 PWM驅(qū)動(dòng)Η橋電路和第二PWM驅(qū)動(dòng)Η橋電路相連接，所述電源采 用24V直流電源。所述TCU包括CAN通信模塊接口，所述CAN通信模塊接口處裝有第一CAN通信 模塊。包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)與所述第一 CAN通信模塊相連接。所述CAN通信模塊接口 處裝有第二CAN通信模塊，所述第二CAN通信模塊與所述VCU相連接。
[0039] 所述AMT是電控機(jī)械自動(dòng)變速箱的簡(jiǎn)稱(chēng)，它是在齒輪變速器基礎(chǔ)上加裝微機(jī)控制 的自動(dòng)變速系統(tǒng)。其工作原理是在機(jī)械變速箱(手動(dòng)檔）原有基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，主要改變手 動(dòng)換檔操縱部分。即在總體傳動(dòng)結(jié)構(gòu)不變的情況下通過(guò)加裝微機(jī)控制的自動(dòng)操縱系統(tǒng)來(lái)實(shí) 現(xiàn)換檔的自動(dòng)化。因此AMT實(shí)際上是由一個(gè)電腦來(lái)控制一個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)來(lái)完成選檔動(dòng)作。 AMT的核屯、技術(shù)是微機(jī)控制，電子技術(shù)及質(zhì)量將直接決定AMT的性能與運(yùn)行質(zhì)量。
[0040] 所述MCU電機(jī)控制器為微控制單元，又稱(chēng)單片微型計(jì)算機(jī)（Single Chip Microcomputer )或者單片機(jī)，是把中央處理器（Cenhal Process Unit;CPU)的頻率與規(guī) 格做適當(dāng)縮減，并將內(nèi)存(memory)、計(jì)數(shù)器(Timer)、USB、A/D轉(zhuǎn)換、UART、化C、DMA等周邊接 口，甚至LCD驅(qū)動(dòng)電路都整合在單一忍片上，形成忍片級(jí)的計(jì)算機(jī)，為不同的應(yīng)用場(chǎng)合做不 同組合控制。諸如手機(jī)、PC外圍、遙控器，至汽車(chē)電子、工業(yè)上的步進(jìn)馬達(dá)、機(jī)器手臂的控制 等，都可見(jiàn)到MCU的身影。
[0041 ]所述TCU自動(dòng)變速箱換擋控制器能夠?qū)崿F(xiàn)車(chē)輛自動(dòng)變速，所述車(chē)輛自動(dòng)變速是汽 車(chē)電控技術(shù)的一個(gè)重要組成部分，采用計(jì)算機(jī)和電力電子驅(qū)動(dòng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)車(chē)輛自動(dòng)變速，能 消除駕駛員換檔技術(shù)的差異，減輕駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高行車(chē)安全性，提高車(chē)輛的動(dòng)力性 和經(jīng)濟(jì)性。汽車(chē)的無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)一般是由無(wú)級(jí)變速箱CVT(Continuously Variable Transmission)和無(wú)級(jí)變速箱控制器TCU(Transmission Control Unit)組成。所述TCU的主 要功能包括：1)目標(biāo)檔位(速比）決策:基于駕駛環(huán)境和駕駛員識(shí)別的策略使車(chē)輛經(jīng)濟(jì)型更 加，舒適性也得到提高;2)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制;3)故障診斷;4)故障處理。
[0042] 所述VCU整車(chē)控制器是實(shí)現(xiàn)整車(chē)控制決策的核屯噸子控制單元，一般僅新能源汽 車(chē)配備、傳統(tǒng)燃油車(chē)無(wú)需該裝置。所述VCU通過(guò)采集油口踏板、擋位、剎車(chē)踏板等信號(hào)來(lái)判斷 駕駛員的駕駛意圖；通過(guò)監(jiān)測(cè)車(chē)輛狀態(tài)（車(chē)速、溫度等）信息，由VCU判斷處理后，向動(dòng)力系 統(tǒng)、動(dòng)力電池系統(tǒng)發(fā)送車(chē)輛的運(yùn)行狀態(tài)控制指令，同時(shí)控制車(chē)載附件電力系統(tǒng)的工作模式； VCU具有整車(chē)系統(tǒng)故障診斷保護(hù)與存儲(chǔ)功能。
[0043] 所述BMS電池管理系統(tǒng)是電池與用戶之間的紐帶，主要對(duì)象是二次電池，二次電池 存在下面的一些缺點(diǎn)，如存儲(chǔ)能量少、壽命短、串并聯(lián)使用問(wèn)題、使用安全性、電池電量估算 困難等。電池的性能是很復(fù)雜的，不同類(lèi)型的電池特性亦相差很大。所述電池管理系統(tǒng) (BMS)主要就是為了能夠提高電池的利用率，防止電池出現(xiàn)過(guò)度充電和過(guò)度放電，延長(zhǎng)電池 的使用壽命，監(jiān)控電池的狀態(tài)。
[0044] 所述PWM脈沖寬度調(diào)制是利用微處理器的數(shù)字輸出來(lái)對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種 非常有效的技術(shù)，廣泛應(yīng)用在從測(cè)量、通信到功率控制與變換的許多領(lǐng)域中。脈沖寬度調(diào)制 是一種模擬控制方式，其根據(jù)相應(yīng)載荷的變化來(lái)調(diào)制晶體管基極或M0S管柵極的偏置，來(lái)實(shí) 現(xiàn)晶體管或M0S管導(dǎo)通時(shí)間的改變，從而實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源輸出的改變。運(yùn)種方式能使電源 的輸出電壓在工作條件變化時(shí)保持恒定，是利用微處理器的數(shù)字信號(hào)對(duì)模擬電路進(jìn)行控制 的一種非常有效的技術(shù)。PWM控制技術(shù)W其控制簡(jiǎn)單，靈活和動(dòng)態(tài)響應(yīng)好的優(yōu)點(diǎn)而成為電力 電子技術(shù)最廣泛應(yīng)用的控制方式。
[0045] 下面結(jié)合圖5詳細(xì)描述所述控制方法的技術(shù)方案： 一種無(wú)離合器AMT控制方法，實(shí)施該方法的系統(tǒng)包括所述無(wú)離合器AMT控制系統(tǒng)，該方 法在換擋過(guò)程中的電機(jī)模式均采用扭矩模式，因此也稱(chēng)為全扭矩?fù)Q擋控制方法，所述全扭 矩?fù)Q擋控制方法包括調(diào)速階段，所述調(diào)速階段包括電子同步調(diào)速階段和機(jī)械同步調(diào)速階 段。所述電子同步調(diào)速階段通過(guò)所述TCU進(jìn)行控制，所述機(jī)械同步調(diào)速階段通過(guò)所述TCU進(jìn) 行控制。在所述電子同步調(diào)速階段之前設(shè)置有摘擋階段，所述摘擋階段通過(guò)所述TCU進(jìn)行控 審IJ。在所述摘擋階段之前設(shè)置有卸載階段，所述卸載階段通過(guò)所述TCU進(jìn)行控制。在所述機(jī) 械同步調(diào)速階段之后設(shè)置有掛擋階段，所述掛擋階段通過(guò)所述TCU進(jìn)行控制。所述掛擋階段 之后設(shè)置有加載階段，所述加載階段通過(guò)所述TCU進(jìn)行控制。所述加載階段之后設(shè)置有新檔 位階段，所述新檔位階段通過(guò)VCU進(jìn)行控制。所述卸載階段之前設(shè)置有原擋位階段，所述原 擋位階段通過(guò)VCU進(jìn)行控制。
[0046] 將所述無(wú)離合器AMT控制方法寫(xiě)入TCU的單片機(jī)中的具體控制過(guò)程按先后順序依 次如下：開(kāi)始^原擋位^卸載^摘擋^電子同步^機(jī)械同步^掛擋^加載^新?lián)跷籢結(jié) 束。所述各個(gè)控制階段的控制要點(diǎn)具體如下： 原擋位控制階段:整車(chē)控制器VCU向電機(jī)控制器MCU發(fā)送目標(biāo)扭矩，車(chē)輛在原擋位下正 常行駛，AMT換擋控制器TOJ根據(jù)油口開(kāi)度和車(chē)速判斷是否切換擋位； 卸載控制階段:TCU判斷需要進(jìn)行換擋操作，向MCU發(fā)送扭矩置零請(qǐng)求，并判斷卸載完成 后電機(jī)反饋扭矩是否在扭矩置零結(jié)束時(shí)容許的零點(diǎn)偏移量范圍內(nèi)； 摘擋控制階段:卸載結(jié)束后，TCU控制AMT中換擋電機(jī)并使結(jié)合套齒輪與原擋位脫離，同 時(shí)對(duì)換擋電機(jī)位置進(jìn)行跟蹤和控制，確保摘擋后位于空擋范圍內(nèi)； 電子同步控制階段:TCU維持AMT擋位為空擋，并向MCU發(fā)送粗調(diào)命令，調(diào)節(jié)AMT目標(biāo)擋位 側(cè)輸入軸轉(zhuǎn)速與輸出軸轉(zhuǎn)速之差在一定范圍內(nèi)，該輸入軸轉(zhuǎn)速即為電機(jī)轉(zhuǎn)速除W目標(biāo)擋位 變速比； 機(jī)械同步控制階段:TCU判斷電子同步完成后，控制換擋電機(jī)推動(dòng)結(jié)合套并帶動(dòng)同步環(huán) 與目標(biāo)齒圈摩擦完成后機(jī)械同步，TCU判斷目標(biāo)擋位側(cè)輸入軸與輸出軸轉(zhuǎn)速之差進(jìn)一步縮 小在一定范圍內(nèi)； 掛擋控制階段:TCU判斷機(jī)械同步完成后，控制換擋電機(jī)繼續(xù)推動(dòng)結(jié)合套與目標(biāo)齒圈曬 合，完成掛擋操作； 加載控制階段:TCU持續(xù)接收并刷新VCU發(fā)送的扭矩請(qǐng)求，并逐步向MCU發(fā)送扭矩增加或 者減少的命令，直到電機(jī)反饋扭矩與VCU當(dāng)前扭矩之差控制在一定范圍內(nèi)； 新?lián)跷豢刂齐A段:TCU判斷加載過(guò)程結(jié)束后，向VCU反饋AMT換擋過(guò)程完成，此時(shí)車(chē)輛按 照VCU的指令行駛;TCU持續(xù)監(jiān)測(cè)車(chē)速、踏板等信息，根據(jù)換擋規(guī)律判斷是否進(jìn)入下一次換擋 過(guò)程。
[0047] 通常影響換擋品質(zhì)的主要因素包括W下兩點(diǎn)：一是摘擋前和掛入新?lián)跷缓蟮尿?qū)動(dòng) 電機(jī)扭矩變化，其主要影響的是換擋時(shí)對(duì)于車(chē)輛的沖擊度W及換擋時(shí)間的長(zhǎng)短;二是掛入 擋位前對(duì)于同步器兩側(cè)的轉(zhuǎn)速差W及同步過(guò)程的控制如何，如控制效果良好則可有效避免 掛擋時(shí)打齒和粗暴掛擋的情況出現(xiàn);基于驅(qū)動(dòng)電機(jī)主動(dòng)調(diào)速的電子調(diào)速過(guò)程和基于同步器 的機(jī)械同步過(guò)程本質(zhì)上均為在掛入新檔位之前使輸出軸轉(zhuǎn)速與目標(biāo)擋位齒圈轉(zhuǎn)速趨于一 致，因此將現(xiàn)有的掛擋階段分為機(jī)械同步和掛擋兩個(gè)獨(dú)立的階段，能夠更好地對(duì)掛入擋位 前的同步過(guò)程進(jìn)行有效控制。
[0048] 通過(guò)圖2和圖3W及表1可W看出，與現(xiàn)有的無(wú)離合器AMT控制方法相比，本發(fā)明的 無(wú)離合器AMT控制方法的控制流程W及電機(jī)模式存在實(shí)質(zhì)性不同： 表1:
結(jié)合圖6描述VCU控制流程:開(kāi)始^通過(guò)CAN總線向MCU發(fā)送行駛扭矩請(qǐng)求^TCU發(fā)送換 擋請(qǐng)求?如不滿足換擋條件則返回到開(kāi)始，如滿足換擋條件則向TCU發(fā)送目標(biāo)扭矩^TCU反 饋換擋完成?如未完成換擋則返回到向TCU發(fā)送目標(biāo)扭矩，如完成換擋則返回到開(kāi)始或者結(jié) 束。
[0049] 結(jié)合圖7描述TCU控制流程:開(kāi)始^車(chē)輛滿足換擋規(guī)律?如滿足則向MCU發(fā)送扭矩置 零請(qǐng)求，如不滿足則由VCU向MCU發(fā)送正常行駛扭矩請(qǐng)求^電機(jī)反饋扭矩在零點(diǎn)偏移范圍 內(nèi)？如否則返回到向MCU發(fā)送扭矩置零請(qǐng)求，如是則控制換擋電機(jī)使結(jié)合套與原齒圈脫離并 維持在空擋^向MCU發(fā)送指令，粗調(diào)目標(biāo)擋位側(cè)輸入軸轉(zhuǎn)速與輸出軸轉(zhuǎn)速^轉(zhuǎn)速差在一定 范圍δι內(nèi)？如否則返回到上一步，如是則控制換擋電機(jī)使同步環(huán)與目標(biāo)齒圈摩擦完成機(jī)械 同步^轉(zhuǎn)速差在一定范圍S2內(nèi)？如是則控制換擋電機(jī)使結(jié)合套與目標(biāo)齒圈結(jié)合^接收VCU 扭矩請(qǐng)求，并由0逐步遞增向MCU發(fā)送扭矩指令^電機(jī)反饋扭矩與VCU請(qǐng)求扭矩差在一定范 圍δ3內(nèi)？如否則返回上一步，如是則返回到開(kāi)始或者結(jié)束。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種無(wú)離合器AMT控制系統(tǒng)，包括MCU和TCU，其特征在于，所述MCU與所述TCU相連接。2. 如權(quán)利要求1所述的無(wú)離合器AMT控制系統(tǒng)，其特征在于，包括VCU和BMS，所述VCU分 別與所述MCU和所述BMS相連接。3. 如權(quán)利要求2所述的無(wú)離合器AMT控制系統(tǒng)，其特征在于，包括動(dòng)力電池系統(tǒng)，所述動(dòng) 力電池系統(tǒng)與所述BMS相連接，在所述MCU與所述動(dòng)力電池系統(tǒng)之間設(shè)有高壓配電柜。4. 如權(quán)利要求3所述的無(wú)離合器AMT控制系統(tǒng)，其特征在于，包括電機(jī)和AMT，所述電機(jī) 分別與所述MCU和所述AMT相連接。5. 如權(quán)利要求4所述的無(wú)離合器AMT控制系統(tǒng)，其特征在于，包括左后輪和右后輪，所述 左后輪和右后輪之間通過(guò)后橋相連接，所述后橋還與所述AMT相連接。6. 如權(quán)利要求5所述的無(wú)離合器AMT控制系統(tǒng)，其特征在于，包括換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)。7. 如權(quán)利要求1所述的無(wú)離合器AMT控制系統(tǒng)，其特征在于，所述TCU包括MCU最小系統(tǒng) 模塊，所述MCU最小系統(tǒng)模塊設(shè)有轉(zhuǎn)速采集模塊接口，所述轉(zhuǎn)速采集模塊接口處連接有轉(zhuǎn)速 采集模塊。8. 如權(quán)利要求7所述的無(wú)離合器AMT控制系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)速采集模塊包括頻 率采集子模塊和輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器，所述頻率采集子模塊與所述輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器相連 接。9. 一種無(wú)離合器AM T控制方法，實(shí)施該方法的系統(tǒng)包括如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)的無(wú) 離合器AMT控制系統(tǒng)，包括調(diào)速階段，其特征在于，該方法在換擋過(guò)程中的電機(jī)模式均采用 扭矩模式，所述調(diào)速階段包括電子同步調(diào)速階段和機(jī)械同步調(diào)速階段。10. 如權(quán)利要求9所述的無(wú)離合器AMT控制方法，其特征在于，所述電子同步調(diào)速階段通 過(guò)所述T⑶進(jìn)行控制。
【文檔編號(hào)】F16H61/32GK105972199SQ201610550154
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年7月13日
【發(fā)明人】林程, 董愛(ài)道, 周輝, 程興群, 時(shí)軍輝
【申請(qǐng)人】北京理工華創(chuàng)電動(dòng)車(chē)技術(shù)有限公司