电动汽车换挡控制策略及Simulink模型搭建方法

一、电动汽车换挡控制原理

1、档位器分为D、N、R挡，当档位器处于不同档位时，输出相应的硬线信号或者CAN信号给VCU

2、VCU接收到档位器的换挡请求信号后，根据当前钥匙状态、高压状态、车速状态、故障状态等综合判断是否响应换挡器的换挡请求

3、将最终的档位状态输出，作为扭矩控制的条件，作为扭矩指令的正向、反向或零扭矩的依据

二、电动汽车换挡控制策略

1、静态换挡：车辆停止状态（-3km/h≤v≤3km/h，可标定），当同时满足车辆Ready且制动有效且收到D挡或R挡换挡请求信号时，响应换挡请求切换为D挡或R挡；当Ready信号丢失或接收到档位请求信号为N时，切换为N挡

2、动态换挡：车辆处于行车状态，为防止误触换挡器回到N挡后需重新挂D挡，当车速＞10km/h，允许N档不踩刹车切换到 D 档。

三、电动汽车换挡控制Simulink建模

1、输入信号

KeyON_Sw：钥匙ON挡信号

BPSw_St：制动开关信号

PhyGear_St：物理档位信号，即换挡器所处档位的状态对应的信号

Ready_St：车辆Ready状态

VehSpd_kph：车辆当前车速

2、输出信号

ActGear_St：实际档位状态，即经过对当前条件综合判断后的档位状态

3、控制逻辑

1）VCU唤醒后对档位控制模块进行初始化，档位状态为0x0：init

2）接收到钥匙ON挡信号后，进入ON挡状态，根据采集的物理档位信号判断档位器是否有故障，如果有故障，则判定实际档位为0x4：故障，如果没有故障，实际档位初始值为0x2：N挡

3）没有档位故障的状态下，接收到物理档位为0x2：N挡，且车辆Ready，进入Ready N挡状态

4）在Ready N挡状态下，当接收到制动开关信号有效且物理档位为D挡且-3km/h≤车速≤3km/h，或者物理档位为D挡且车速>10km/h，实际档位输出为0x1：D挡；当接收到物理档位信号不为0x1：D挡，则切换实际档位为0x2:N挡

5）在Ready N挡状态下，当接收到制动开关信号有效且物理档位为R挡且-3km/h≤车速≤3km/h，实际档位输出为0x3：R挡；当接收到物理档位信号不为0x3：D挡，则切换实际档位为0x2:N挡

6）在Ready状态，且实际档位为D挡或R挡状态下，检测到车辆Ready信号丢失，则切换实际档位为0x2：N挡

4、Simulink模型搭建

1）输入输出信号及State状态机模块搭建，由于换挡控制涉及到较多的状态跳转，使用Stateflow比较便于控制，关于Stateflow模块的具体操作方法可以参考之前发布的《实例讲解Stateflow使用方法详细步骤》

2）档位状态初始化及ON挡状态档位故障判断

3）Ready N挡状态与行车D挡或R挡状态的切换，以及行车D挡、R挡状态与ON挡状态之间的切换

4）整个换挡控制模型

5、仿真运行测试，无故障

四、总结

本文介绍了电动汽车一般换挡控制原理、换挡控制策略及换挡控制Simulink模型搭建方法。当然这只是针对无变速箱直驱电动汽车的换挡控制方式，对于带变速箱的电动汽车，换挡控制逻辑会更复杂。希望通过本文的介绍可以给相关技术人员带来一些参考和帮助。