純電動汽車雙電機自動變速器控制系統(tǒng)及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明純電動汽車雙電機自動變速器控制系統(tǒng)及其控制方法，涉及電動汽車控制領域，該控制系統(tǒng)包括的控制單元、傳感器檢測信號模塊、開關選擇信號模塊、執(zhí)行控制模塊、故障顯示模塊、雙電機模塊、變速箱模塊，采用高速數(shù)字信號處理芯片DSPTMS320F28335能夠?qū)崟r控制，同時還采用了雙電機自動變速控制，可以實現(xiàn)四種驅(qū)動模式的切換，提高了電動汽車的動力性和經(jīng)濟性，采用加速踏板開度變化率、車速、爬坡坡度角大小三參數(shù)規(guī)律，制訂了自動變速和變扭以及坡道起步的控制策略，并且解決了坡道動力不足以及最高車速較低的問題。
【專利說明】
純電動汽車雙電機自動變速器控制系統(tǒng)及其控制方法
技術領域
[0001 ]本發(fā)明設及電動汽車控制領域，特別設及一種純電動汽車雙電機自動變速器控制 系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術】
[0002] 隨著能源短缺和環(huán)境污染的問題日益嚴重，純電動汽車作為節(jié)能環(huán)保的汽車，越 來越受到政府和企業(yè)的重視。而且隨著汽車電子的飛速發(fā)展，汽車智能化是大勢所趨。電動 汽車手動變速器雖然結構簡單，成本低，但是存在操作不便、最高車速較低、爬坡動力性不 足，特別是在坡道起步方面存在動力性不足的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種純電動汽車雙電機自動變速器控制系統(tǒng)及其控制方法， 能夠?qū)崿F(xiàn)成本較低、換擋平順、合理換擋，并能解決坡道動力動力不足W及最高車速較低的 問題。
[0004] 本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的采用的技術方案是:一種純電動汽車雙電機自動變速器控 制系統(tǒng)，其特征在于，包括的控制單元、傳感器檢測信號模塊、開關選擇信號模塊、執(zhí)行控制 模塊、檔位及故障顯示模塊、雙電機模塊、變速箱模塊，所述的傳感器檢測信號模塊包括分 別與控制單元相連的制動踏板位置傳感器C1、加速踏板位置傳感器C2、檢測爬坡度的角度 傳感器C3和車速傳感器C4;所述的開關選擇信號模塊包括分別與控制單元相連的手動及自 動擋檔位的選擇開關K1、行駛模式開關K2;所述的執(zhí)行控制模塊包括相互連接的換擋執(zhí)行 機構、高速電磁換向閥，換擋執(zhí)行機構與變速箱模塊連接，高速電磁換向閥與控制單元雙向 連接，雙電機模塊的輸入端與控制單元連接，雙電機模塊的輸出端與變速箱模塊連接，變速 箱模塊再與汽車的驅(qū)動橋連接，車速傳感器C4還與汽車的驅(qū)動橋連接，所述的雙電機模塊 包括主電機和輔電機，所述的換擋執(zhí)行機構包括一號離合器、二號離合器、=號離合器及鎖 止器。
[0005] 本發(fā)明采用的進一步技術方案是:所述控制單元包括數(shù)字信號處理忍片和自帶的 CAP模塊、ADC模塊、I /0輸入模塊、PWMI模塊、PWM n模塊、SCI模塊、電源電路、復位電路、程序 儲存空間和數(shù)據(jù)儲存空間，W及外圍的脈沖整形電路、模擬信號調(diào)理電路、I/O輸入調(diào)理電 路、高速電磁換向閥驅(qū)動電路、電機驅(qū)動電路、顯示器驅(qū)動電路、CAN接口電路;其中車速傳 感器C4連接到脈沖整形電路，脈沖整形電路連接數(shù)字信號處理忍片的CAP模塊，檢測爬坡度 的角度傳感器C3、加速踏板位置傳感器C2、制動踏板位置傳感器C1分別連接到模擬信號調(diào) 理電路，模擬信號調(diào)理電路連接數(shù)字信號處理忍片的ADC模塊，手動及自動擋的選擇開關 K1、行駛模式開關K2分別連接I/O輸入調(diào)理電路，I/O輸入調(diào)理電路連接數(shù)字信號處理忍片 的I/O輸入模塊;數(shù)字信號處理忍片的PWMI模塊連接高速電磁換向閥驅(qū)動電路，高速電磁換 向閥驅(qū)動電路連接高速電磁換向閥，數(shù)字信號處理忍片的PWME模塊連接電機驅(qū)動電路，電 機驅(qū)動電路連接雙電機模塊，數(shù)字信號處理忍片的SCI模塊連接顯示器驅(qū)動電路，顯示器驅(qū) 動電路連接檔位及故障顯示器，數(shù)字信號處理忍片連接CAN接口電路。
[0006] 本發(fā)明采用的進一步技術方案是:所述的數(shù)字信號處理忍片為DSPTMS320F28335。
[0007] 本發(fā)明采用的進一步技術方案是:所述的變速箱模塊包括定軸齒輪機構、行星齒 輪機構、傳動軸、動力輸出軸及聯(lián)動機構；定軸傳動機構包括一號齒輪、二號齒輪、=號齒 輪、五號齒輪和六號齒輪，行星齒輪機構包括行星齒輪、行星架和太陽輪，聯(lián)動機構主要包 括四號齒輪、齒圈，同時=號離合器和鎖止器連接在聯(lián)動機構中，其中主電機和輔電機布置 在系統(tǒng)的同側，主電機與一號齒輪連接，一號齒輪與一號離合器主動盤連接，一號離合器從 動盤通過傳動軸和行星齒輪機構的太陽輪連接，輔助電機和二號離合器主動盤連接，二號 離合器從動盤和六號齒輪連接，五號齒輪連接在傳動軸上，六號齒輪和五號齒輪相曬合;一 號齒輪與二號齒輪相曬合，二號齒輪通過固定傳動軸和=號齒輪連接，=號齒輪和四號齒 輪相曬合，四號齒輪通過=號離合器、鎖止器和齒圈連接;鎖止器一端和變速箱殼連接，鎖 止器另一端和齒圈連接。
[0008] 本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的采用的另一技術方案是:一種用于上述的純電動汽車雙電 機自動變速器控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，其步驟如下：（一）汽車上電，判斷系統(tǒng)初 始化是否成功，是直接進入下一步，否判斷初始化是否超時，超時顯示初始化失敗，未超時 則繼續(xù)判斷系統(tǒng)初始化是否成功；（二）讀取傳感器檢測信號模塊和開關選擇信號模塊的 信號；（S)判斷是否為自動檔，是直接進入下一步，否則進入手動檔駕駛，后返回程序；（四） 判斷車輛是否行駛中，是直接進入下一步，否則根據(jù)自動檔起步控制策略起步，再進入下一 步；（五）根據(jù)自動檔換擋策略進行變速和變扭；（六）檢測各模塊電流電壓是否正常，是返 回程序，返回上述步驟(二），否則顯示系統(tǒng)故障。
[0009] 本發(fā)明采用的進一步技術方案是:在步驟（四）中自動檔起步控制時，坡道起步的 控制方法包括W下步驟：（a)車輛靜止，讀取制動踏板位置傳感器的信號，判斷有無制動信 號，無直接進入下一步，有則繼續(xù)返回讀取制動踏板位置傳感器的信號；（b)根據(jù)所讀取角 度傳感器的角度值，當坡道i〉15%為上坡，當角度方向相反時i〉15%為下坡，當i的大小小于 15%是定為平路標志，判斷是否為上坡，是直接進入下一步，否則判斷是否為下坡，是下坡則 控制自動變速器于轉矩禪合模式，轉矩大小為0,轉入下面步驟(f)，不是下坡則定為平路標 志，也轉入下面步驟(f);(c)根據(jù)角度傳感器采集到的信號信息判斷坡度，然后結合車身自 重計算出滾動阻力W及大概需要的扭矩：（d)控制單元發(fā)出控制信號，給高速電磁換向閥， 高速電磁換向閥通過控制液壓油，來控制=號離合器處于分離狀態(tài)，一號離合器、鎖止器和 二號離合器分別處于結合狀態(tài)，雙電機處于轉矩禪合驅(qū)動模式；（e)根據(jù)上步計算給出電機 所需要的大概扭矩，然后判斷轉速n〉=0,是直接進入下一步，否則控制單元發(fā)出控制信號給 pwin模塊適當增加電機轉矩，再根據(jù)上步計算給出電機所需要的大概扭矩，然后繼續(xù)判斷 轉速n〉=0; (f )判斷標定時間內(nèi)有無加速踏板信號，有直接進入下一步，無則取消起步扭矩； (g)根據(jù)加速踏板信號，給出相應的電機轉矩指令。
[0010] 本發(fā)明采用的進一步技術方案是:在步驟(五）中進行變速和變扭的控制方法包括 W下步驟:（A)讀取傳感器檢測信號模塊和開關選擇信號模塊信號，判斷是否需要變速或變 扭，是直接進入下一步，否則繼續(xù)本步驟;（B)判斷是否是轉矩禪合驅(qū)動模式，是直接進入下 一步，否則根據(jù)加速踏板開度W及變化、當前車速，W及讓電機盡量工作在高效區(qū)的原則， 判斷是否需要單電機驅(qū)動模式，是則進入下面步驟(E)，否則控制單元發(fā)出控制信號，給高 速電磁換向閥，高速電磁換向閥通過控制液壓油，來控制一號離合器和鎖止器分別處于分 離狀態(tài)，=號離合器和二號離合器處于分別處于結合狀態(tài)，雙電機處于轉速禪合驅(qū)動模式， 后進入下面步驟(G) ; (C)控制單元發(fā)出控制信號，給高速電磁換向閥，高速電磁換向閥通過 控制液壓油，來控制=號離合器處于分離狀態(tài)，一號離合器、鎖止器和二號離合器分別處于 結合狀態(tài)，雙電機處于轉矩禪合模式;（D)控制單元根據(jù)加速踏板開度W及變化率、坡度，當 前車速，向PWM n模塊發(fā)出信號，來控制雙電機，從而實現(xiàn)電動汽車變速W及變扭，之后轉到 最后一步任務結束；（E)判斷是否需要主電機驅(qū)動，是直接進入下一步，否則控制單元發(fā)出 控制信號，給高速電磁換向閥，高速電磁換向閥通過控制液壓油，來控制=號離合器和一號 離合器分別處于分離狀態(tài)，鎖止器和二號離合器分別處于結合狀態(tài)，電動汽車處于輔電機 驅(qū)動模式，后進入下面步驟(G);(巧控制單元發(fā)出控制信號，給高速電磁換向閥，高速電磁 換向閥通過控制一號離合器和鎖止器處于結合狀態(tài)，二號離合器、=號離合器分別處于分 離狀態(tài)，電動汽車處于主電機驅(qū)動模式；（G)控制單元根據(jù)加速踏板開度W及變化率，當前 車速，向PWM n模塊發(fā)出信號，來控制電機，從而實現(xiàn)電動汽車變速W及變扭，任務結束。
[0011] 本發(fā)明純電動汽車雙電機自動變速器控制系統(tǒng)及其控制方法具有如下有益效果： 1、本發(fā)明純電動汽車雙電機自動變速器控制系統(tǒng)的傳感器檢測信號模塊還包括檢測爬坡 度的角度傳感器，能夠檢測電動汽車的爬坡的坡度，便于坡道的控制;2、采用了高速電磁換 向閥，執(zhí)行時更加靈敏;3、采用了雙電機自動變速器結構，可W實現(xiàn)主電機驅(qū)動、輔電機驅(qū) 動、轉速禪合驅(qū)動、轉矩禪合驅(qū)動四種模式的切換;4、采用了車速，角傳感器信號，加速踏板 開度=參數(shù)的換擋規(guī)律;5、采用了雙電機自動變速器電控裝置坡道起步控制方法，能解決 坡道動力動力不足問題;6、采用了雙電機和變速箱模塊，能夠根據(jù)不同的路況和駕駛員的 意圖進行模式切換，從而既滿足經(jīng)濟性的要求又滿足動力性的要求;7、本發(fā)明采用了具有 運算快、運算精度高、容量大、功能強大、性價比高的DSPTMS320F28335作為微處理器忍片， 實現(xiàn)了控制的實時性和高效性。
[0012] 下面結合附圖和實施例對本發(fā)明純電動汽車雙電機自動變速器控制系統(tǒng)及其控 制方法作進一步的說明。
【附圖說明】
[0013] 圖1是本發(fā)明純電動汽車雙電機自動變速器控制系統(tǒng)的整體模塊框圖； 圖2是本發(fā)明純電動汽車雙電機自動變速器控制系統(tǒng)的電路原理框圖； 圖3是本發(fā)明純電動汽車雙電機自動變速器控制系統(tǒng)的控制單元硬件內(nèi)部結構框圖； 圖4是本發(fā)明純電動汽車雙電機自動變速器控制系統(tǒng)的雙電機模塊和變速箱模塊的連 接構造圖； 圖5是本發(fā)明純電動汽車雙電機自動變速器控制系統(tǒng)的控制方法的控制主流程圖； 圖6是本發(fā)明純電動汽車雙電機自動變速器控制系統(tǒng)的控制方法中坡道起步控制方法 流程圖； 圖7是本發(fā)明純電動汽車雙電機自動變速器控制系統(tǒng)的控制方法中變速和變扭控制方 法流程圖； 部分附圖標號說明：1-主電機，2-輔電機，3--號齒輪，4-二號齒輪，5-立號齒輪，6-立 號離合器，7-鎖止器，8-行星齒輪，9-行星架，10-動力輸出軸，11-一號離合器，12-傳動軸， 13-二號離合器，14-五號齒輪，15-四號齒輪，16-六號齒輪，17-齒圈，18-太陽輪，19-固定傳 動軸，20-聯(lián)動機構。
【具體實施方式】
[0014] 如圖1、圖2所示，本發(fā)明純電動汽車雙電機自動變速器控制系統(tǒng)，包括的控制單元 70、傳感器檢測信號模塊71、開關選擇信號模塊72、執(zhí)行控制模塊73、檔位及故障顯示模塊 74、雙電機模塊75、變速箱模塊76,所述的傳感器檢測信號模塊71包括分別與控制單元相連 的制動踏板位置傳感器C1、加速踏板位置傳感器C2、檢測爬坡度的角度傳感器C3和車速傳 感器C4;所述的開關選擇信號模塊72包括分別與控制單元相連的手動及自動擋檔位的選擇 開關K1、行駛模式開關K2;所述的執(zhí)行控制模塊73包括相互連接的換擋執(zhí)行機構、高速電磁 換向閥，換擋執(zhí)行機構與變速箱模塊連接，高速電磁換向閥與控制單元雙向連接，雙電機模 塊的輸入端與控制單元70連接，雙電機模塊75的輸出端與變速箱模塊76連接，變速箱模塊 76再與汽車的驅(qū)動橋連接，車速傳感器C4還與汽車的驅(qū)動橋連接，所述的雙電機模塊75包 括主電機1和輔電機2,所述的換擋執(zhí)行機構包括一號離合器11、二號離合器13、=號離合器 6及鎖止器7。
[0015] 請同時參考圖3所示，所述控制單元包括數(shù)字信號處理忍片和自帶的CAP模塊、ADC 模塊、I /0輸入模塊、PWMI模塊、P麗n模塊、SCI模塊、電源電路、復位電路、程序儲存空間和 數(shù)據(jù)儲存空間，W及外圍的脈沖整形電路、模擬信號調(diào)理電路、I/O輸入調(diào)理電路、高速電磁 換向閥驅(qū)動電路、電機驅(qū)動電路、顯示器驅(qū)動電路、CAN接口電路;所述的數(shù)字信號處理忍片 為DSPTMS320F28335。其中CAP模塊是脈沖捕獲模塊，其中P麗I模塊和P麗n模塊中的P歷是 Pulse Wi化h Modulation的簡稱，即脈沖寬度調(diào)制。SCI模塊即串口通訊模塊，ADC模塊即模 數(shù)轉換器模塊。其中車速傳感器C4連接到脈沖整形電路，脈沖整形電路連接數(shù)字信號處理 忍片的CAP模塊，檢測爬坡度的角度傳感器C3、加速踏板位置傳感器C2、制動踏板位置傳感 器C1分別連接到模擬信號調(diào)理電路，模擬信號調(diào)理電路連接數(shù)字信號處理忍片的AD對莫塊， 手動及自動擋的選擇開關K1、行駛模式開關K2分別連接I/O輸入調(diào)理電路，I/O輸入調(diào)理電 路連接數(shù)字信號處理忍片的I/O輸入模塊;數(shù)字信號處理忍片的PWMI模塊連接高速電磁換 向閥驅(qū)動電路，高速電磁換向閥驅(qū)動電路連接高速電磁換向閥，數(shù)字信號處理忍片的PWM n 模塊連接電機驅(qū)動電路，電機驅(qū)動電路連接雙電機模塊75,數(shù)字信號處理忍片的SCI模塊連 接顯示器驅(qū)動電路，顯示器驅(qū)動電路連接檔位及故障顯示器74,數(shù)字信號處理忍片連接CAN 接口電路，通過CAN接口電路，數(shù)字信號處理忍片輸出信號給其他微處理器。
[0016] 請同時參考圖4所示，所述的變速箱模塊76包括定軸齒輪機構、行星齒輪機構、傳 動軸12、動力輸出軸10及聯(lián)動機構20;定軸傳動機構包括一號齒輪3、二號齒輪4、=號齒輪 5、五號齒輪14和六號齒輪16,行星齒輪機構包括行星齒輪8、行星架9和太陽輪18,聯(lián)動機構 主要包括四號齒輪15、齒圈17,同時=號離合器6和鎖止器7連接在聯(lián)動機構中，其中主電機 1和輔電機2布置在系統(tǒng)的同側，主電機1與一號齒輪3連接，一號齒輪3與一號離合器11主動 盤連接，一號離合器11從動盤通過傳動軸12和行星齒輪機構的太陽輪18連接，輔助電機2和 二號離合器13主動盤連接，二號離合器13從動盤和六號齒輪16連接，五號齒輪14連接在傳 動軸12上，六號齒輪16和五號齒輪14相曬合;一號齒輪3與二號齒輪4相曬合，二號齒輪4通 過固定傳動軸19和=號齒輪5連接，=號齒輪5和四號齒輪15相曬合，四號齒輪15通過=號 離合器6、鎖止器7和齒圈17連接;鎖止器7-端和變速箱殼連接，鎖止器7另一端和齒圈17連 接。
[0017] 純電動汽車雙電機自動變速器控制系統(tǒng)的四種工作模式，主要的工作控制部件是 一號離合器11、二號離合器13、=號離合器6及鎖止器7,通過控制運些換擋執(zhí)行機構可W實 現(xiàn)四種驅(qū)動模式的切換，下面詳細說明四種驅(qū)動模式。當一號離合器11和鎖止器7處于結合 狀態(tài)，二號離合器13、=號離合器6分別處于分離狀態(tài)，主電機巧g動一號離合器11主動盤， 一號離合器11從動盤驅(qū)動帶動輸入軸12,輸入軸帶動太陽輪18,運時齒圈17固定，行星架9 作為動力輸出，此時為主電機驅(qū)動模式。當=號離合器6和一號離合器11分別處于分離狀 態(tài)，鎖止器7和二號離合器13分別處于結合狀態(tài)，輔電機巧g動二號離合器13主動盤，二號離 合器13從動盤帶動傳動齒輪16,傳動齒輪16和傳動齒輪14曬合，傳動齒輪14帶動輸入軸12， 輸入軸12帶動太陽輪18,齒圈17固定，行星架9作為動力輸出，此時為輔電機驅(qū)動模式。當= 號離合器6處于分離狀態(tài)，一號離合器11、鎖止器7和二號離合器13分別處于結合狀態(tài)，主電 機1帶動一號離合器11主動盤，一號離合器11從動盤帶動輸入軸12,輔電機2帶動二號離合 器13主動盤，二號離合器13從動盤帶動齒輪16和傳動齒輪14曬合，傳動齒輪14帶動輸入軸 12,輸入軸12帶動太陽輪18兩電機轉矩禪合共同作用于太陽輪18,齒圈17固定行星架9作為 轉矩禪合驅(qū)動動力輸出。當一號離合器11和鎖止器7分別處于分離狀態(tài)，=號離合器6和二 號離合器13處于分別處于結合狀態(tài)，主電機1帶動一號齒輪3,一號齒輪3和二號齒輪4曬 合，二號齒輪4通過固定軸19和=號齒輪5固聯(lián)，=號齒輪5和四號齒輪15曬合，=號齒輪5通 過聯(lián)動機構帶動齒圈17,輔電機2帶動太陽輪18,通過行星齒輪機構，根據(jù)行星齒輪的特點 行星架9作為轉速禪合驅(qū)動輸出。
[0018] 為了簡單明了理解四種驅(qū)動模式，將四種驅(qū)動模式列在下面表一中。
[0019] 表一
[0020] 本發(fā)明采用上述的純電動汽車雙電機自動變速器控制系統(tǒng)的控制方法，其步驟如 下(請同時參考圖5所示）： (一） 汽車上電，判斷系統(tǒng)初始化是否成功，是直接進入下一步，否判斷初始化是否超 時，超時顯示初始化失敗，未超時則繼續(xù)判斷系統(tǒng)初始化是否成功； (二） 讀取傳感器檢測信號模塊和開關選擇信號模塊的信號； (=)判斷是否為自動檔，是直接進入下一步，否則進入手動檔駕駛，后返回程序； (四） 判斷車輛是否行駛中，是直接進入下一步，否則根據(jù)自動檔起步控制策略起步，再 進入下一步； (五） 根據(jù)自動檔換擋策略進行變速和變扭； (六）檢測各模塊電流電壓是否正常，是返回程序，返回上述步驟(二），否則顯示系統(tǒng) 故障。
[0021] 在上述步驟（四）中自動檔起步控制時，坡道起步的控制方法包括W下步驟(請同 時參考圖6所示）： (a) 車輛靜止，讀取制動踏板位置傳感器的信號，判斷有無制動信號，無直接進入下一 步，有則繼續(xù)返回重新讀取制動踏板位置傳感器的信號，再判斷有無制動信號，直到?jīng)]有制 動信號； (b) 根據(jù)所讀取角度傳感器的角度值，當坡道i〉15%為上坡，當角度方向相反時i〉15%為 下坡，當i的大小小于15%是定為平路標志，判斷是否為上坡，是直接進入下一步，否則判斷 是否為下坡，是下坡則控制自動變速器于轉矩禪合模式，轉矩大小為0,轉入下面步驟(f)， 不是下坡則定為平路標志，也轉入下面步驟(f); (C)當是上坡時，根據(jù)角度傳感器采集到的信號信息判斷坡度，然后結合車身自重計算 出滾動阻力W及大概需要的扭矩： (d) 控制單元發(fā)出控制信號，給高速電磁換向閥，高速電磁換向閥通過控制液壓油，來 控制=號離合器處于分離狀態(tài)，一號離合器、鎖止器和二號離合器分別處于結合狀態(tài)，雙電 機處于轉矩禪合驅(qū)動模式； (e) 根據(jù)上步計算給出電機所需要的大概扭矩，然后判斷轉速n〉=0,是直接進入下一 步，否則控制單元發(fā)出控制信號給PWME模塊適當增加電機轉矩，再根據(jù)上步計算給出電機 所需要的大概扭矩，然后繼續(xù)判斷轉速n〉=0,直到是； (f) 判斷標定時間內(nèi)有無加速踏板信號，有直接進入下一步，無則取消起步扭矩； (g) 根據(jù)加速踏板信號，給出相應的電機轉矩指令。
[0022] 在上述步驟(五）中進行變速和變扭的控制方法包括W下步驟(請同時參考圖7所 示）： (A) 讀取傳感器檢測信號模塊和開關選擇信號模塊信號，判斷是否需要變速或變扭，是 直接進入下一步，否則繼續(xù)本步驟； (B) 判斷是否是轉矩禪合驅(qū)動模式，是直接進入下一步，否則根據(jù)加速踏板開度W及變 化、當前車速，W及讓電機盡量工作在高效區(qū)的原則，判斷是否需要單電機驅(qū)動模式，是則 進入下面步驟(E)，否則控制單元發(fā)出控制信號，給高速電磁換向閥，高速電磁換向閥通過 控制液壓油，來控制一號離合器和鎖止器分別處于分離狀態(tài)，=號離合器和二號離合器處 于分別處于結合狀態(tài)，雙電機處于轉速禪合驅(qū)動模式，后進入下面步驟化）； (C) 控制單元發(fā)出控制信號，給高速電磁換向閥，高速電磁換向閥通過控制液壓油，來 控制=號離合器處于分離狀態(tài)，一號離合器、鎖止器和二號離合器分別處于結合狀態(tài)，雙電 機處于轉矩禪合模式； (D) 控制單元根據(jù)加速踏板開度W及變化率、坡度，當前車速，向PWME模塊發(fā)出信號， 來控制雙電機，從而實現(xiàn)電動汽車變速W及變扭，之后轉到最后一步任務結束； (E) 判斷是否需要主電機驅(qū)動，是直接進入下一步，否則控制單元發(fā)出控制信號，給高 速電磁換向閥，高速電磁換向閥通過控制液壓油，來控制=號離合器和一號離合器分別處 于分離狀態(tài)，鎖止器和二號離合器分別處于結合狀態(tài)，電動汽車處于輔電機驅(qū)動模式，后進 入下面步驟化）； (巧控制單元發(fā)出控制信號，給高速電磁換向閥，高速電磁換向閥通過控制一號離合器 和鎖止器處于結合狀態(tài)，二號離合器、=號離合器分別處于分離狀態(tài)，電動汽車處于主電機 驅(qū)動模式； (G)控制單元根據(jù)加速踏板開度W及變化率，當前車速，向pwin模塊發(fā)出信號，來控制 電機，從而實現(xiàn)電動汽車變速W及變扭，任務結束。
【主權項】
1. 一種純電動汽車雙電機自動變速器控制系統(tǒng)，其特征在于，包括的控制單元(70)、傳 感器檢測信號模塊(71)、開關選擇信號模塊(72)、執(zhí)行控制模塊(73)、檔位及故障顯示模塊 (74)、雙電機模塊(75)、變速箱模塊(76)，所述的傳感器檢測信號模塊(71)包括分別與控制 單元相連的制動踏板位置傳感器C1、加速踏板位置傳感器C2、檢測爬坡度的角度傳感器C3 和車速傳感器C4;所述的開關選擇信號模塊(72)包括分別與控制單元相連的手動及自動擋 檔位的選擇開關K1、行駛模式開關K2;所述的執(zhí)行控制模塊(73)包括相互連接的換擋執(zhí)行 機構、高速電磁換向閥，換擋執(zhí)行機構與變速箱模塊連接，高速電磁換向閥與控制單元雙向 連接，雙電機模塊的輸入端與控制單元(70)連接，雙電機模塊(75)的輸出端與變速箱模塊 (76 )連接，變速箱模塊(76 )再與汽車的驅(qū)動橋連接，車速傳感器C4還與汽車的驅(qū)動橋連接， 所述的雙電機模塊(75)包括主電機(1)和輔電機(2)，所述的換擋執(zhí)行機構包括一號離合器 (11)、二號離合器(13)、三號離合器(6)及鎖止器(7)。2. 如權利要求1所述的純電動汽車雙電機自動變速器控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制 單元包括數(shù)字信號處理芯片和自帶的CAP模塊、ADC模塊、I/O輸入模塊、PWMI模塊、PWMII模 塊、SCI模塊、電源電路、復位電路、程序儲存空間和數(shù)據(jù)儲存空間，以及外圍的脈沖整形電 路、模擬信號調(diào)理電路、I/O輸入調(diào)理電路、高速電磁換向閥驅(qū)動電路、電機驅(qū)動電路、顯示 器驅(qū)動電路、CAN接口電路;其中車速傳感器C4連接到脈沖整形電路，脈沖整形電路連接數(shù) 字信號處理芯片的CAP模塊，檢測爬坡度的角度傳感器C3、加速踏板位置傳感器C2、制動踏 板位置傳感器C1分別連接到模擬信號調(diào)理電路，模擬信號調(diào)理電路連接數(shù)字信號處理芯片 的ADC模塊，手動及自動擋的選擇開關K1、行駛模式開關K2分別連接I/O輸入調(diào)理電路，I/O 輸入調(diào)理電路連接數(shù)字信號處理芯片的I/O輸入模塊;數(shù)字信號處理芯片的PWMI模塊連接 高速電磁換向閥驅(qū)動電路，高速電磁換向閥驅(qū)動電路連接高速電磁換向閥，數(shù)字信號處理 芯片的PWMII模塊連接電機驅(qū)動電路，電機驅(qū)動電路連接雙電機模塊，數(shù)字信號處理芯片的 SCI模塊連接顯示器驅(qū)動電路，顯示器驅(qū)動電路連接檔位及故障顯示器(74)，數(shù)字信號處理 芯片連接CAN接口電路。3. 如權利要求1所述的純電動汽車雙電機自動變速器控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的數(shù) 字信號處理芯片為DSPTMS320F28335。4. 如權利要求1所述的純電動汽車雙電機自動變速器控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的變 速箱模塊(76 )包括定軸齒輪機構、行星齒輪機構、傳動軸（12)、動力輸出軸（10 )及聯(lián)動機構 (20);定軸傳動機構包括一號齒輪(3)、二號齒輪(4)、三號齒輪(5)、五號齒輪（14)和六號齒 輪（16)，行星齒輪機構包括行星齒輪(8)、行星架(9)和太陽輪（18)，聯(lián)動機構主要包括四號 齒輪（15)、齒圈（17)，同時三號離合器(6)和鎖止器(7)連接在聯(lián)動機構中，其中主電機（1) 和輔電機(2)布置在系統(tǒng)的同側，主電機（1)與一號齒輪(3)連接，一號齒輪(3)與一號離合 器（11)主動盤連接，一號離合器（11)從動盤通過傳動軸（12)和行星齒輪機構的太陽輪（18) 連接，輔助電機(2)和二號離合器（13)主動盤連接，二號離合器（13)從動盤和六號齒輪（16) 連接，五號齒輪（14)連接在傳動軸（12)上，六號齒輪（16)和五號齒輪（14)相嗤合;一號齒輪 (3)與二號齒輪(4)相嚙合，二號齒輪(4)通過固定傳動軸（19)和三號齒輪(5)連接，三號齒 輪(5)和四號齒輪（15)相嗤合，四號齒輪（15)通過三號離合器(6)、鎖止器(7)和齒圈（17)連 接;鎖止器(7 )-端和變速箱殼連接，鎖止器(7 )另一端和齒圈（17 )連接。5. -種用于控制權利要求1所述的純電動汽車雙電機自動變速器控制系統(tǒng)的控制方 法，其特征在于，其步驟如下： (一） 汽車上電，判斷系統(tǒng)初始化是否成功，是直接進入下一步，否判斷初始化是否超 時，超時顯示初始化失敗，未超時則繼續(xù)判斷系統(tǒng)初始化是否成功； (二） 讀取傳感器檢測信號模塊和開關選擇信號模塊的信號； (三) 判斷是否為自動檔，是直接進入下一步，否則進入手動檔駕駛，后返回程序； (四） 判斷車輛是否行駛中，是直接進入下一步，否則根據(jù)自動檔起步控制策略起步，再 進入下一步； (五） 根據(jù)自動檔換擋策略進行變速和變扭； (六） 檢測各模塊電流電壓是否正常，是返回程序，返回上述步驟（二），否則顯示系統(tǒng) 故障。6. 如權利要求5所述的純電動汽車雙電機自動變速器控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在 于，在步驟(四）中自動檔起步控制時，坡道起步的控制方法包括以下步驟： (a) 車輛靜止，讀取制動踏板位置傳感器的信號，判斷有無制動信號，無直接進入下一 步，有則繼續(xù)返回讀取制動踏板位置傳感器的信號； (b) 根據(jù)所讀取角度傳感器的角度值，當坡道i> 15%為上坡，當角度方向相反時i> 15%為 下坡，當i的大小小于15%是定為平路標志，判斷是否為上坡，是直接進入下一步，否則判斷 是否為下坡，是下坡則控制自動變速器于轉矩耦合模式，轉矩大小為〇,轉入下面步驟(f)， 不是下坡則定為平路標志，也轉入下面步驟(f); (c) 根據(jù)角度傳感器采集到的信號信息判斷坡度，然后結合車身自重計算出滾動阻力 以及大概需要的扭矩： (d) 控制單元發(fā)出控制信號，給高速電磁換向閥，高速電磁換向閥通過控制液壓油，來 控制三號離合器處于分離狀態(tài)，一號離合器、鎖止器和二號離合器分別處于結合狀態(tài)，雙電 機處于轉矩耦合驅(qū)動模式； (e) 根據(jù)上步計算給出電機所需要的大概扭矩，然后判斷轉速n>=0,是直接進入下一 步，否則控制單元發(fā)出控制信號給PWMII模塊適當增加電機轉矩，再根據(jù)上步計算給出電機 所需要的大概扭矩，然后繼續(xù)判斷轉速n>=0; (f) 判斷標定時間內(nèi)有無加速踏板信號，有直接進入下一步，無則取消起步扭矩； (g) 根據(jù)加速踏板信號，給出相應的電機轉矩指令。7. 如權利要求5所述的純電動汽車雙電機自動變速器控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在 于，在步驟(五）中進行變速和變扭的控制方法包括以下步驟： (A) 讀取傳感器檢測信號模塊和開關選擇信號模塊信號，判斷是否需要變速或變扭，是 直接進入下一步，否則繼續(xù)本步驟； (B) 判斷是否是轉矩耦合驅(qū)動模式，是直接進入下一步，否則根據(jù)加速踏板開度以及變 化、當前車速，以及讓電機盡量工作在高效區(qū)的原則，判斷是否需要單電機驅(qū)動模式，是則 進入下面步驟(E)，否則控制單元發(fā)出控制信號，給高速電磁換向閥，高速電磁換向閥通過 控制液壓油，來控制一號離合器和鎖止器分別處于分離狀態(tài)，三號離合器和二號離合器處 于分別處于結合狀態(tài)，雙電機處于轉速耦合驅(qū)動模式，后進入下面步驟(G); (C) 控制單元發(fā)出控制信號，給高速電磁換向閥，高速電磁換向閥通過控制液壓油，來 控制三號離合器處于分離狀態(tài)，一號離合器、鎖止器和二號離合器分別處于結合狀態(tài)，雙電 機處于轉矩親合模式； (D) 控制單元根據(jù)加速踏板開度以及變化率、坡度，當前車速，向PWMII模塊發(fā)出信號， 來控制雙電機，從而實現(xiàn)電動汽車變速以及變扭，之后轉到最后一步任務結束； (E) 判斷是否需要主電機驅(qū)動，是直接進入下一步，否則控制單元發(fā)出控制信號，給高 速電磁換向閥，高速電磁換向閥通過控制液壓油，來控制三號離合器和一號離合器分別處 于分離狀態(tài)，鎖止器和二號離合器分別處于結合狀態(tài)，電動汽車處于輔電機驅(qū)動模式，后進 入下面步驟(G); (F) 控制單元發(fā)出控制信號，給高速電磁換向閥，高速電磁換向閥通過控制一號離合器 和鎖止器處于結合狀態(tài)，二號離合器、三號離合器分別處于分離狀態(tài)，電動汽車處于主電機 驅(qū)動模式； (G) 控制單元根據(jù)加速踏板開度以及變化率，當前車速，向PWMΠ 模塊發(fā)出信號，來控制 電機，從而實現(xiàn)電動汽車變速以及變扭，任務結束。
【文檔編號】F16H59/02GK106051138SQ201610682328
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月17日
【發(fā)明人】伍松, 周振華
【申請人】廣西科技大學