一种车辆运行联合控制装置的制作方法

一种车辆运行联合控制装置
1.本技术要求于2022年07月14日提交中国专利局、申请号为202210826375.8、发明名称为“一种车辆运行联合控制装置”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本技术中。
技术领域
2.本实用新型属于汽车辅助控制技术领域，具体涉及一种车辆运行联合控制装置。


背景技术：

3.汽车动力总成主要由发动机和机械式自动变速箱(automated mechanical transmission，amt)组成。其中，发动机由发动机控制单元(electronic control unit，ecu)控制，amt变速箱由变速箱控制单元(transmission control unit，tcu)控制。车辆中还配置了amt变速箱的换档手柄，驾驶员可以使用换档手柄更换车辆档位，以满足不同的驾驶需求。
4.目前，由tcu接收换档手柄的换档信号，根据该换档信号控制amt变速箱执行相对应的换档操作。当变速箱执行换档操作后，再由发动机控制单元ecu控制发动机根据换档后的档位进行策略调整。在驾驶的过程中容易出现车辆对换档操作响应不及时的情况，导致整车动力总成的性能较低。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种车辆运行联合控制装置，能够及时响应车辆的换档操作，提高整车动力总成的性能。
6.为实现上述目的，本实用新型公开了如下方案：
7.一种车辆运行联合控制装置，包括：换档手柄、发动机、发动机控制单元ecu、变速箱以及变速箱控制单元tcu；
8.所述换档手柄和所述发动机控制单元ecu连接，所述换档手柄和所述变速箱控制单元tcu连接，所述发动机控制单元ecu和所述发动机连接，所述变速箱控制单元tcu和所述变速箱连接；
9.所述换档手柄，用于根据所述换档手柄的档位生成换档信号，分别向所述发动机控制单元ecu和所述变速箱控制单元tcu发送所述换档信号；
10.所述发动机控制单元ecu，用于接收所述换档信号，基于所述换档信号向所述发动机发送第一执行命令；
11.所述发动机，用于接收所述第一执行命令，基于所述第一执行命令调整车辆扭矩；
12.所述变速箱控制单元tcu，用于接收所述换档信号，基于所述换档信号向所述变速箱发送第二执行命令；
13.所述变速箱，用于接收所述第二执行命令，基于所述第二执行命令调整车辆行驶速度。
14.在一种可能实现的方式中，所述换档信号指示档位由低档换到高档，所述第一执行命令用于指示所述发动机减小车辆扭矩，所述发动机，用于基于所述第一执行命令调整车辆扭矩，包括：
15.所述发动机，用于基于所述第一执行命令减小车辆扭矩；
16.所述第二执行命令用于指示所述变速箱增大车辆行驶速度，所述变速箱，用于基于所述第二执行命令调整车辆行驶速度，包括：
17.所述变速箱，用于基于所述第二执行命令增大车辆行驶速度。
18.在一种可能实现的方式中，所述装置还包括动力模式显示装置，所述动力模式显示装置与所述换档手柄连接；
19.所述动力模式显示装置，用于指示所述车辆处于动力模式。
20.在一种可能实现的方式中，所述换档信号指示档位由高档换到低档，所述第一执行命令用于指示所述发动机增大车辆扭矩，所述发动机，用于基于所述第一执行命令调整车辆扭矩，包括：
21.所述发动机，用于基于所述第一执行命令增大车辆扭矩；
22.所述第二执行命令用于指示所述变速箱减小车辆行驶速度，所述变速箱，用于基于所述第二执行命令调整车辆行驶速度，包括：
23.所述变速箱，用于基于所述第二执行命令减小车辆行驶速度。
24.在一种可能实现的方式中，所述装置还包括经济模式显示装置，所述经济模式显示装置与所述换档手柄连接；
25.所述经济模式显示装置，用于指示所述车辆处于经济模式。
26.在一种可能实现的方式中，所述换档手柄和所述发动机控制单元ecu连接，所述换档手柄和所述变速箱控制单元tcu连接，包括：
27.所述换档手柄通过硬线连接的方式和所述发动机控制单元ecu连接；
28.所述换档手柄通过硬线连接的方式和所述变速箱控制单元tcu连接。
29.在一种可能实现的方式中，所述换档手柄和所述发动机控制单元ecu连接，所述换档手柄和所述变速箱控制单元tcu连接，还包括：
30.所述换档手柄通过控制器局域网络总线通信连接的方式和所述发动机控制单元ecu连接；
31.所述换档手柄通过控制器局域网络总线通信连接的方式和所述变速箱控制单元tcu连接。
32.可见，本实用新型实施例公开的一种车辆运行联合控制装置，包括换档手柄、发动机、发动机控制单元ecu、变速箱以及变速箱控制单元tcu，换档手柄和发动机控制单元ecu连接以及和变速箱控制单元tcu连接，发动机控制单元ecu和发动机连接，变速箱控制单元tcu和变速箱连接；发动机控制单元ecu会接收换档信号并基于所述换档信号向发动机发送第一执行命令，发动机执行第一执行命令实现对车辆扭矩的控制；同时，所述变速箱控制单元tcu也会接收换档信号并基于所述换档信号向变速箱发送第二执行命令，变速箱执行第二执行命令对车辆行驶速度进行控制。可见，本装置会在接收到换档信号时，同时将换档信号发送给ecu和tcu，由ecu和tcu分别控制发动机和变速箱，实现发动机和变速箱对车辆的联合控制，能够在驾驶的过程中及时响应车辆的换档信号，大大提高了整车动力总成的性
能。
附图说明
33.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.图1是本实用新型实施例提供的一种车辆运行联合控制装置结构图；
35.图2是本实用新型实施例提供的一种车辆运行联合控制装置连接方式示意图；
36.图3是本实用新型另一实施例提供的一种车辆运行联合控制装置结构图。
具体实施方式
37.为实现本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
38.为便于理解本实用新型提供的技术方案，下面将先对本实用涉及的背景技术进行说明。
39.发明人发现，目前发动机由发动机控制单元ecu控制，amt变速箱由变速箱控制单元tcu控制。为了满足不同客户的驾驶需求，整车驾驶室里一般都会配置atm变速箱和换档手柄，驾驶操作人员在驾驶过程中可以根据自己的需求进行换档操作。换档的过程中需要先由变速箱执行换档操作后，再由发动机根据换档后的档位进行策略调整，换档信号直接与tcu通信，无法直接与ecu通信，操作相应过程较长，导致整车动力总成的性能不高。
40.基于此，本实用新型实施例提供一种车辆运行联合控制装置，包括换档手柄、发动机、发动机控制单元ecu、变速箱以及变速箱控制单元tcu，换档手柄分别和ecu以及tcu连接，ecu和发动机连接，tcu和变速箱连接；ecu接收换档信号并基于所述换档信号向发动机发送第一执行命令，发动机执行第一执行命令实现对车辆扭矩的控制；同时，tcu接收换档信号并基于所述换档信号向变速箱发送第二执行命令，变速箱执行第二执行命令对车辆行驶速度进行控制。可见，本装置会在接收到换档信号时，同时将换档信号发送给ecu和tcu，由ecu和tcu分别控制发动机和变速箱，实现发动机和变速箱对车辆的联合控制，能够在驾驶的过程中及时响应车辆的换档信号，提高了整车动力总成的性能。
41.为便于理解本实用新型提供的技术方案，下面将结合附图对本实用新型提供的一种车辆运行联合控制装置进行说明。
42.参见图1，该图为本实用新型实施例提供的一种车辆运行联合控制装置，如图1所示，所述装置包括换档手柄101、发动机102、发动机控制单元ecu(以下简称ecu)103、变速箱104以及变速箱控制单元tcu(以下简称tcu)105，换档手柄101与ecu103和tcu105分别连接，ecu103与发动机102连接，tcu105与所述变速箱104连接。在一种可能实现的方式中，所述变速箱包括amt变速箱，本实用新型中并不限制变速箱的具体类别。
43.本实用新型实施例不限定获取各个部件的连接方式，在一种可能实现的方式中，换档手柄101通过硬线连接的方式和ecu103连接，同样的，换档手柄101通过硬线连接的方式和tcu105连接。在另一种可能实现的方式中，换档手柄101通过控制器局域网络(controller area network，can)总线通信连接的方式分别与ecu103和tcu105连接。
44.参见图2，图2示出了本实用新型实施例提供的一种车辆运行联合控制装置连接方式示意图。可以理解的是，以硬线连接的方式和can总线通信连接的方式同时传递信号，ecu103和tcu105在接收信号的时候，首选接收以硬件连接的方式发送过来的信号，以can总线通信连接发送的信号则在一边等待。
45.采用can总线通信连接的方式受整车上其他信号干扰较大，容易出现信号丢失等问题。而通过硬线连接的方式可靠性较高，很大程度上能够避免信号受到干扰，并且能够大大减小信号丢失的概率，保障信号的完整性，进而提高响应的效率。本实用新型实施例中通信连接的方式按照优先级排序为硬线连接、can总线通信连接，在实际使用的过程中，首选硬线连接的方式进行通信。当硬线连接的方式出现故障，即换档信号无法再通过硬线完整的传输给ecu103和tcu105，则按照优先级选择切换到can总线通信连接的方式进行通信，以确定换档手柄101与ecu103和tcu105之间具备正常通信。
46.本实用新型实施例中，换档手柄101用于根据所述换档手柄101的档位生成换档信号，分别向ecu103和tcu105发送换档信号。可以理解的是，变速箱上配置有换档手柄，在执行换档操作时，档位可能由低档换到高档，也可能由高档换到低档。对于这两种不同档位转换的情况，本实用新型提供了档位由低档换到高档，以及由高档换到低档的具体实现方式，具体请参见下文。
47.在一种可能实现的方式中，在换档信号未传输之前或者信号传输的过程中，可以判断换档信号是否正常。例如：以硬线连接的方式进行传输，ecu103和tcu105可以每间隔20ms检测接收到换档信号的电压，如果电压在预设范围内，则无问题；如果硬线因故障断开，则接收到的电压不在预设范围内，就会报错。以can总线通信连接的方式进行传输，ecu103和tcu105可以每间隔20ms检测获取的换档信号是否符合通信协议，如果不符合，则报错。本技术实施例中并不限定检测间隔的时间，可以根据实际需求进行选择。
48.ecu103用于接收所述换档信号，基于所述换档信号向发动机102发送第一执行命令。发动机102用于接收所述第一执行命令，基于所述第一执行命令调整车辆扭矩。tcu105用于接收所述换档信号，基于所述换档信号向变速箱104发送第二执行命令。变速箱104用于接收所述第二执行命令，基于所述第二执行命令调整车辆行驶速度。本实用新型实例中，ecu10和tcu105同时接收换档信号。ecu内存储着发动机控制策略，可以收集换档信号，发出执行器命令。ecu103可以基于换档信号生成第一执行命令，该第一执行命令能够控制发动机102执行与换档信号对应的动作。tcu内存储着变速箱控制策略，可以收集信号并发出执行器命令。tcu105可以基于换档信号生成第二执行命令，该的执行命令能够控制变速箱103执行与换档信号对应的档位的动作。发动机102用于在接收到第一执行命令后，基于所述第一执行命令调整车辆扭矩。变速箱104用于在接收到第二执行命令后，基于所述第二执行命令调整车辆行驶速度。在换档手柄执行换档操作后，车辆的扭矩及行驶速度需要与当前档位相对应，以保证车辆能够正常运行，因此需要在执行换档操作后同时利用发动机调整车辆扭矩以及利用变速箱调整车辆行驶速度。
49.基于上述内容可知，本实用新型所提供的装置包括有换档手柄101、发动机102、ecu103、变速箱104以及tcu105，换档手柄101和ecu103连接以及和tcu105连接，ecu103和发动机102连接，tcu105和变速箱104连接；
50.ecu103接收换档信号并基于所述换档信号向发动机102发送第一执行命令，发动机102执行第一执行命令实现对车辆扭矩的控制；同时，tcu105接收换档信号并基于所述换档信号向变速箱104发送第二执行命令，变速箱104执行第二执行命令对车辆行驶速度进行控制。可见，本装置会在接收到换档信号时，同时将换档信号发送给ecu和tcu，由ecu和tcu分别控制发动机和变速箱，实现发动机和变速箱对车辆的联合控制，能够在驾驶的过程中及时响应车辆的换档信号，大大提高了整车动力总成的性能。
51.参见图3，图3为本实用新型另一实施例所提供的装置结构图。下面对本实用新型实施例中的提供档位由低档换到高档，以及由高档换到低档的具体实现方式进行说明。
52.1、换档信号指示档位由低档换到高档。
53.在换档信号指示档位由低档换到高档的情况下，第一执行命令用于指示发动机102减小车辆扭矩，发动机102用于基于所述第一执行命令减小车辆扭矩。第二执行命令用于指示变速箱104增大车辆行驶速度，变速箱104用于基于所述第二执行命令增大车辆行驶速度。通过发动机102减小车辆扭矩和变速箱104增大车辆行驶速度，使得车辆处于与档位匹配的运行状态下。
54.在另一种可能实现的方式中，发动机102还可以用于接收所述第一执行命令，基于所述第一执行命令调整发动机热管理方式。该发动机热管理方式包括水冷和风冷，通过利用水泵控制水路循环或者借助电子风扇的风冷进行降温。水温高时利用电子风扇的风冷降温，水温低时利用水泵控制水路循环来进行热管理，能够很好的控制发动机的工作温度，将水温控制在舒适的工作区间。在换档信号指示档位由低档换到高档的情况下，选择水泵控制水路循环来进行热管理。
55.在一种可能实现的方式中，所述装置还包括动力模式显示装置106，所述动力模式显示装置106与所述换档手柄101连接，在减小车辆扭矩和增大车辆行驶速度后，所述动力模式显示装置106用于指示所述车辆处于动力模式(p-mode)。可以理解的是，车辆处于动力模式相当于车辆当前档位处于高档，存在动力模式显示装置106用于显示车辆当前处在动力模式，该显示方式包括但不限于使用亮灯显示、语音播报显示或文字显示，本实用新型不对该显示方式做具体限定。
56.2、换档信号指示档位由高档换到低档。
57.在换档信号指示档位由高档换到低档的情况下，第一执行命令用于指示发动机102增大车辆扭矩，发动机102用于基于所述第一执行命令增大车辆扭矩。第二执行命令用于指示变速箱104减小车辆行驶速度，变速箱104用于基于所述第二执行命令减小车辆行驶速度。通过发动机102增大车辆扭矩和变速箱104减小车辆行驶速度，使得车辆处于与档位匹配的运行状态下。
58.在另一种可能实现的方式中，在换档信号指示档位由高档换到低档的情况下，选择电子风扇的风冷降温来进行热管理。
59.在一种可能实现的方式中，所述装置还包括经济模式显示装置107，所述经济模式显示装置107与所述换档手柄101连接，在减小车辆扭矩和增大车辆行驶速度后，所述经济
模式显示装置107用于指示所述车辆处于经济模式(e-mode)。可以理解的是，车辆处于经济模式相当于车辆当前档位处于低档，存在经济模式显示装置107用于显示车辆当前处在经济模式，该显示方式包括但不限于使用亮灯显示、语音播报显示或文字显示，本实用新型不对该显示方式做具体限定。车辆运行在经济模式下与车辆运行在动力模式下相比，所需的转速比较低，能够实现更好的燃油经济性。而动力模式能够在上坡等陡峭路况下表现出更大的优势，根据实际情况选择车辆档位。
60.本实用新型实施例中，面对不同的驾驶环境，需要选择不同的车辆档位满足驾驶需求。不同的档位转换情况所对应的发动机102与变速箱104的操作并不相同，以ecu103控制的发动机102和tcu105控制的变速箱104共同作用满足驾驶操作人员的驾驶需求，能够快速响应车辆的换档操作，进一步提升整车动力总成的性能优势。
61.文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。