[发明专利]电驱动两挡机械式自动变速器控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种电驱动两挡机械式自动变速器控制系统，包括：变速器控制单元以及分别与之相连的整车控制器、电机控制单器、换挡执行机构、换挡电机驱动器以及2AMT，其中：TCU和VCU分别采集来自驾驶室的电子加速踏板信号、操纵杆挡位信号和2AMT输出轴的转速信号；TCU还需采集来自换挡执行机构的换挡拨叉空挡位置信号、光电编码器差动接收信号和换挡电机内置霍尔元件信号；VCU、TCU和MCU之间通过CAN通讯线相连并进行实时数据交换，即正常行驶时MCU根据VCU的指令控制电机输出转矩，换挡时与TCU进行指令交互，在适当时刻完成e2AMT系统的自动换挡过程。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征是，所述的变速器控制单元包括：数字信号处理器以及分别与之相连的最小系统模块、脉冲信号调理模块、开关信号调理模块、模拟信号调理模块、编码器调理模块、霍尔信号调理模块、串行D/A转换模块、电机方向控制模块、转速信号分频模块、单路SCI通讯模块和双路CAN通讯模块，其中：最小系统模块用于数字信号处理器的供电、复位及时钟信号；用于对车速信号整形滤波的脉冲信号调理模块与外部的车速传感器输入模块相连并传输经过滤波和电平转换后的车速信息；用于对车辆的一些开关状态量比如挡杆位置、钥匙开关进行采集和电平转换的开关信号调理模块与外部的挡杆位置以及钥匙开关信号相连并传输经过电平转换后的状态信息；用于对车辆的加速踏板信号进行低通滤波和电平转换的模拟信号调理模块与外部的加速踏板的输入信号相连并向数字信号处理器传输经过滤波和钳位后的加速踏板信号；编码器调理模块用于将编码器的六路输入信号转化为三路并进行差动接收；霍尔信号调理模块用于对换挡电机输入的三相霍尔信号进行一阶滤波、整形和电平转换然后输出至数字信号处理器，编码器调理模块和霍尔信号调理模块分别与换挡电机的光电编码器以及电机内置的三路霍尔相连并传输经过滤波和电平转换后的电机转速和位置信息；串行D/A转换模块用于将数字信号处理器输出的数字信号转化成相应的模拟信号来控制换挡电机的转速；电机方向控制模块用于把数字信号处理器输出的开关信号进行隔离和电平转换后输出到换挡电机的控制器端；转速信号分频模块用于把车速传感器的脉冲信号进行分频处理，降低到车速表能够接受的频率范围；用于数字信号处理器与上位机之间的串口通信的单路SCI通讯模块中设有光耦隔离器并与上位机进行通讯以进行调试；用于车载的CAN通信模块之间信号的隔离以及电平转换的双路CAN通讯模块中一路与VCU通讯以实时检测TCU的工作，另一路具有光电隔离并与MCU通讯以实现集成控制。

3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征是，所述的变速器控制单元中进一步设有防止输入信号超过引脚耐压值的钳位模块，以保护DSP引脚不被损坏。

4.根据权利要求1所述的控制系统，其特征是，所述的脉冲信号调理模块对输出轴转速信号首先进行电阻分压，经过低通滤波输出至高速电压比较器，获得规则的0/5V的方波信号，然后通过数字隔离器隔离进一步得到0和3.3V的规则方波信号，输出至数字信号处理器。

5.根据权利要求1所述的控制系统，其特征是，所述的开关信号调理模块包括：光耦隔离器、反相处理器和电平转换单元，其中：开关信号首先由光耦隔离器进行隔离，获得0V/5V高低电平信号，然后经反相处理器整形反相，保证信号同相，最后由电平转换单元输出至数字信号处理器的I/O口，实现将操纵杆的挡位信号及换挡电机转向信号通过LED显示以方便调试。

6.根据权利要求1所述的控制系统，其特征是，所述的编码器调理模块中设有两路换挡电机转速信号采集单元，其中：一路是采用数字隔离芯片实现电平转换和隔离，获得规则的0/3.3V的电平信号；另一路是采用光电编码器采集换挡电机转速信号，差动收发器接收，增强传输距离，提高抗干扰性。

7.根据权利要求1所述的控制系统，其特征是，所述的串行D/A转换模块对换挡电机输出模拟电压信号进行调速，该电压信号通过SPI主动输出，经数字隔离器隔离后，输出至12位的串行DA转换芯片，经精密放大芯片放大后得到0-5V的模拟电压，实现换挡电机调速。