CN109515210B - 一种纯电动汽车档位自动切换*** - Google Patents

一种纯电动汽车档位自动切换*** Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种纯电动汽车档位自动切换***，包括中央控制模块、电源模块和档位切换模块，所述电源模块分别与档位切换模块、中央控制模块和驱动电机连接，所述档位切换模块的输出端与驱动电机连接，所述中央控制模块与档位切换模块无线连接，所述中央控制模块包括中央处理器、车速传感器、扭矩角度传感器、信号采集模块和通信传输模块；本发明通过多个传感器和信号采集模块收集车辆运行时的多组信息，并通过中央处理器整理出车辆总体工况数据，然后通过自动换档模块确定档位信息和车速工况数据的匹配关系，最后自动传递换档信息至换档执行机构进行信号比对，从而进行切换档位的操作，全过程自动切换，大大提高了驱动电机的运行效率。

Description

一种纯电动汽车档位自动切换***
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种纯电动汽车档位自动切换***。
背景技术
纯电动汽车是由电控***驱动的汽车，电能驱动，无排放，不会污染环境，在燃油逐渐枯寂的今天，纯电动汽车取代传统的燃油汽车是时代发展的必然趋势，相对燃油汽车而言，纯电动汽车具有绿色环保，能源可持续的优势。
现有的汽车在换档过程中一般通过离合器的分离来切断整车动力传递，依靠同步环的滑摩完成同步过程，实现换档，而这种结构对于纯电动汽车而言，在换档过程中对驱动电机、变速器及换档执行机构的协调控制非常复杂，不够方便，无法自动化地根据当前车速对档位进行调整，在低速时用高转矩起步或爬坡，高速行驶用低速档行驶，不能自动切换，大大影响了电机的运行效率，电耗严重，而且在换档过程中容易产生噪声和换档冲击，换档品质不高，严重影响车辆的换档平顺性和乘坐的舒适性，因此，本发明提出一种纯电动汽车档位自动切换***以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明通过多个传感器和信号采集模块收集车辆运行时的多组信息，并通过中央处理器整理出车辆总体工况数据，然后通过自动换档模块对档位信息和车速工况数据进行综合判断，确定档位信息和车速工况数据的匹配关系，最后自动传递换档信息至换档执行机构进行信号比对，小于设定车速值的低车速，与低速档相匹配，高于设定车速值的高车速，与高速档相匹配，从而进行切换档位的操作，全过程自动切换，大大提高了驱动电机的运行效率，省电。
为了解决上述问题，本发明提出一种纯电动汽车档位自动切换***，包括中央控制模块、电源模块和档位切换模块，所述电源模块分别与档位切换模块、中央控制模块和驱动电机连接，所述档位切换模块的输出端与驱动电机连接，所述中央控制模块与档位切换模块无线连接，所述中央控制模块包括中央处理器、车速传感器、扭矩角度传感器、信号采集模块和通信传输模块，所述车速传感器、扭矩角度传感器和信号采集模块的数据输出端均与中央处理器无线连接，且中央处理器对数据作出分析和处理，整理出工况总体数据，将将工况总体数据传递给通信命令模块，所述通信命令模块将中央处理器传递来的工况总体数据转换成通讯信号；
所述档位切换模块包括档位传感器、信号接收模块、自动换档模块、换档执行机构、变速器和车轮速度探测器，所述档位传感器实时记录当前档位信息，并传递至驾驶室实时显示，所述信号接收模块与通信传输模块无线连接并接收通讯信号，且信号接收模块将接收到的通讯信号传输给自动换档模块，所述车轮速度探测器收集车轮实时速度，并将数据传递给自动换档模块，所述自动换档模块计算所得数据后确定档位信息和车辆工况信息的匹配关系，得出指令，并将指令传递给换档执行机构，所述换档执行机构的控制端与变速器连接，且变速器与驱动电机连接；
所述电源模块包括动力电池、电控单元和保护模块，所述电控单元设为多个，分别与中央控制模块、档位切换模块和驱动电机连接，所述保护模块包括恒压恒流模块，变压模块、电池电路实时检测模块和报警模块，所述恒压恒流模块和变压模块与电控单元连接，所述电池电路实时检测模块和报警模块与动力电池连接。
进一步改进在于：所述信号采集模块的信号采集输入端用于采集油门踏板信号，刹车踏板信号、电机效率曲线信号、驾驶员意图信号和路面情况信号，且信号采集模块基于以上信号通过换档决策算法计算出最佳目标档位数据，并将数据传输给中央处理器。
进一步改进在于：所述车速传感器实时测量并记录车辆当前的车速，所述扭矩角度传感器实时测量并记录车辆的转向角度和驱动电机受到的扭矩力。
进一步改进在于：所述换档执行机构根据自动换档模块传递过来的指令，通过变速器控制驱动电机速度，使驱动电机的速度和车轮速度差在一个固定的范围内，趋于自动同步，然后控制变速器配合驱动电机进行切换档位的操作。
进一步改进在于：所述自动换档模块包括分析芯片和精度分析程序，对所得数据进行详细的计算和筛选，并制定出精准的指令。
进一步改进在于：所述变速器包括电机控制器、紧急手动换档组件和变速箱，所述电机控制器与驱动电机连接，所述变速箱与换档执行机构连接，所述紧急手动换档组件与变速箱连接，且变速箱与电机控制器连接。
进一步改进在于：所述电池电路实时检测模块实时检测动力电池和电路内的电压，电容及电流，在电路中漏电值、电流值和电压值数据中任意一个值达到汽车电控***的安全阀值时，启动报警模块，并控制恒压恒流模块和变压模块进行紧急调整。
本发明的有益效果为：本发明通过多个传感器和信号采集模块收集车辆运行时的多组信息，并通过中央处理器整理出车辆总体工况数据，然后通过自动换档模块对档位信息和车速工况数据进行综合判断，确定档位信息和车速工况数据的匹配关系，最后自动传递换档信息至换档执行机构进行信号比对，小于设定车速值的低车速，与低速档相匹配，高于设定车速值的高车速，与高速档相匹配，从而进行切换档位的操作，全过程自动切换，大大提高了驱动电机的运行效率，省电，同时本发明的换档执行机构根据自动换档模块传递过来的指令，控制驱动电机速度，使驱动电机的速度和车轮速度差在一个固定的范围内，趋于自动同步，减少了噪声和换档冲击，换档品质高，并且配合分析芯片和精度分析程序，使指令更精准，有利于提高驱动电机相应速度，使换档更快，另外，本发明设有保护模块，有利于合理控制电压电流，保持车辆正常运行，最后，本发明设有紧急手动换档组件，在自动换档出现严重故障和错误的时候，可以紧急手动换档，有利于提高安全性。
附图说明
图1是本发明***结构示意图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
根据图1所示，本实施例提出了一种纯电动汽车档位自动切换***，包括中央控制模块、电源模块和档位切换模块，所述电源模块分别与档位切换模块、中央控制模块和驱动电机连接，所述档位切换模块的输出端与驱动电机连接，所述中央控制模块与档位切换模块无线连接，所述中央控制模块包括中央处理器、车速传感器、扭矩角度传感器、信号采集模块和通信传输模块，所述车速传感器、扭矩角度传感器和信号采集模块的数据输出端均与中央处理器无线连接，且中央处理器对数据作出分析和处理，整理出工况总体数据，将将工况总体数据传递给通信命令模块，所述通信命令模块将中央处理器传递来的工况总体数据转换成通讯信号；
所述档位切换模块包括档位传感器、信号接收模块、自动换档模块、换档执行机构、变速器和车轮速度探测器，所述档位传感器实时记录当前档位信息，并传递至驾驶室实时显示，所述信号接收模块与通信传输模块无线连接并接收通讯信号，且信号接收模块将接收到的通讯信号传输给自动换档模块，所述车轮速度探测器收集车轮实时速度，并将数据传递给自动换档模块，所述自动换档模块计算所得数据后确定档位信息和车辆工况信息的匹配关系，得出指令，并将指令传递给换档执行机构，所述换档执行机构的控制端与变速器连接，且变速器与驱动电机连接；
所述电源模块包括动力电池、电控单元和保护模块，所述电控单元设为多个，分别与中央控制模块、档位切换模块和驱动电机连接，所述保护模块包括恒压恒流模块，变压模块、电池电路实时检测模块和报警模块，所述恒压恒流模块和变压模块与电控单元连接，所述电池电路实时检测模块和报警模块与动力电池连接。
所述信号采集模块的信号采集输入端用于采集油门踏板信号，刹车踏板信号、电机效率曲线信号、驾驶员意图信号和路面情况信号，且信号采集模块基于以上信号通过换档决策算法计算出最佳目标档位数据，并将数据传输给中央处理器。
所述车速传感器实时测量并记录车辆当前的车速，所述扭矩角度传感器实时测量并记录车辆的转向角度和驱动电机受到的扭矩力。
所述换档执行机构根据自动换档模块传递过来的指令，通过变速器控制驱动电机速度，使驱动电机的速度和车轮速度差在一个固定的范围内，趋于自动同步，然后控制变速器配合驱动电机进行切换档位的操作。
所述自动换档模块包括分析芯片和精度分析程序，对所得数据进行详细的计算和筛选，并制定出精准的指令。
所述变速器包括电机控制器、紧急手动换档组件和变速箱，所述电机控制器与驱动电机连接，所述变速箱与换档执行机构连接，所述紧急手动换档组件与变速箱连接，且变速箱与电机控制器连接。
所述电池电路实时检测模块实时检测动力电池和电路内的电压，电容及电流，在电路中漏电值、电流值和电压值数据中任意一个值达到汽车电控***的安全阀值时，启动报警模块，并控制恒压恒流模块和变压模块进行紧急调整。
本发明通过多个传感器和信号采集模块收集车辆运行时的多组信息，并通过中央处理器整理出车辆总体工况数据，然后通过自动换档模块对档位信息和车速工况数据进行综合判断，确定档位信息和车速工况数据的匹配关系，最后自动传递换档信息至换档执行机构进行信号比对，小于设定车速值的低车速，与低速档相匹配，高于设定车速值的高车速，与高速档相匹配，从而进行切换档位的操作，全过程自动切换，大大提高了驱动电机的运行效率，省电，同时本发明的换档执行机构根据自动换档模块传递过来的指令，控制驱动电机速度，使驱动电机的速度和车轮速度差在一个固定的范围内，趋于自动同步，减少了噪声和换档冲击，换档品质高，并且配合分析芯片和精度分析程序，使指令更精准，有利于提高驱动电机相应速度，使换档更快，另外，本发明设有保护模块，有利于合理控制电压电流，保持车辆正常运行，最后，本发明设有紧急手动换档组件，在自动换档出现严重故障和错误的时候，可以紧急手动换档，有利于提高安全性。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种纯电动汽车档位自动切换***，其特征在于：包括中央控制模块、电源模块和档位切换模块，所述电源模块分别与档位切换模块、中央控制模块和驱动电机连接，所述档位切换模块的输出端与驱动电机连接，所述中央控制模块与档位切换模块无线连接，所述中央控制模块包括中央处理器、车速传感器、扭矩角度传感器、信号采集模块和通信传输模块，所述车速传感器、扭矩角度传感器和信号采集模块的数据输出端均与中央处理器无线连接，且中央处理器对数据作出分析和处理，整理出工况总体数据，将将工况总体数据传递给通信命令模块，所述通信命令模块将中央处理器传递来的工况总体数据转换成通讯信号；
所述档位切换模块包括档位传感器、信号接收模块、自动换档模块、换档执行机构、变速器和车轮速度探测器，所述档位传感器实时记录当前档位信息，并传递至驾驶室实时显示，所述信号接收模块与通信传输模块无线连接并接收通讯信号，且信号接收模块将接收到的通讯信号传输给自动换档模块，所述车轮速度探测器收集车轮实时速度，并将数据传递给自动换档模块，所述自动换档模块计算所得数据后确定档位信息和车辆工况信息的匹配关系，得出指令，并将指令传递给换档执行机构，所述换档执行机构的控制端与变速器连接，且变速器与驱动电机连接；
所述电源模块包括动力电池、电控单元和保护模块，所述电控单元设为多个，分别与中央控制模块、档位切换模块和驱动电机连接，所述保护模块包括恒压恒流模块，变压模块、电池电路实时检测模块和报警模块，所述恒压恒流模块和变压模块与电控单元连接，所述电池电路实时检测模块和报警模块与动力电池连接。
2.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车档位自动切换***，其特征在于：所述信号采集模块的信号采集输入端用于采集油门踏板信号，刹车踏板信号、电机效率曲线信号、驾驶员意图信号和路面情况信号，且信号采集模块基于以上信号通过换档决策算法计算出最佳目标档位数据，并将数据传输给中央处理器。
3.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车档位自动切换***，其特征在于：所述车速传感器实时测量并记录车辆当前的车速，所述扭矩角度传感器实时测量并记录车辆的转向角度和驱动电机受到的扭矩力。
4.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车档位自动切换***，其特征在于：所述换档执行机构根据自动换档模块传递过来的指令，通过变速器控制驱动电机速度，使驱动电机的速度和车轮速度差在一个固定的范围内，趋于自动同步，然后控制变速器配合驱动电机进行切换档位的操作。
5.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车档位自动切换***，其特征在于：所述自动换档模块包括分析芯片和精度分析程序，对所得数据进行详细的计算和筛选，并制定出精准的指令。
6.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车档位自动切换***，其特征在于：所述变速器包括电机控制器、紧急手动换档组件和变速箱，所述电机控制器与驱动电机连接，所述变速箱与换档执行机构连接，所述紧急手动换档组件与变速箱连接，且变速箱与电机控制器连接。
7.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车档位自动切换***，其特征在于：所述电池电路实时检测模块实时检测动力电池和电路内的电压，电容及电流，在电路中漏电值、电流值和电压值数据中任意一个值达到汽车电控***的安全阀值时，启动报警模块，并控制恒压恒流模块和变压模块进行紧急调整。
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