一种基于摩托车平台的AQS系统的制作方法

本申请涉及摩托车档位控制，尤其是一种基于摩托车平台的aqs系统。

背景技术：

1、当前国内摩托车主要以手动换档为主，通过手捏离合器，脚上下勾踩换档拨杆的形式进行配合换档，这极大程度上依赖驾驶员的操控能力以及对换档时机的理解和掌控能力。否则容易出现离合器打开不到位时换档，加速离合器磨损，在不合适的车速下进行换档轻则发生换档冲击影响驾驶感受，重则大油门下离合器松太快导致飞车，容易造成安全事故。另外手动摩托车变速箱因为没有智能控制器，所以即使发生故障，也无法进行故障自检，一方面没有故障提示，另外一方面也无法自动进行故障紧急后处理，尽可能保障驾驶安全以及降低车辆零部件的进一步损伤的风险。

2、搭载手动变速箱的摩托车：一方面，对于新手来说操作较为复杂，需要协调好离合器和换档机构的配合。另外一方面车辆发生故障时无法第一时间获取故障信息，在驾驶经验不足的情况下更容易发生安全事故。

技术实现思路

1、本申请的目的在于克服现有技术不足之处，提供一种基于摩托车平台的aqs系统。

2、第一方面，提供了一种基于摩托车平台的aqs系统，包括自动变速控制单元tcu，所述自动变速控制单元tcu电性连接有离合器系统和换档系统；

3、所述离合器系统包括离合器驱动以及与离合器驱动机械连接的离合器；

4、所述换档系统包括档位驱动以及与档位驱动机械连接的换档机构；

5、其中，所述离合器安装于发动机与换档机构之间，换档机构的输出轴用于驱动摩托车，所述发动机电性连接有发动机管理系统ems，所述发动机管理系统ems电性连接有电子油门机构和电子刹车机构，所述发动机管理系统ems、所述自动变速控制单元tcu和防抱死制动系统abs之间通过can总线连接；

6、所述自动变速控制单元tcu还电性连接有输入值转速传感器、输出轴转速传感器、油温传感器和换档器；

7、所述自动变速控制单元tcu包括：

8、换档策略模块，用于根据驾驶模式、油门、刹车、转速和负载判断驾驶员的升档或降低意图并结合变速箱换档曲线图计算出合适的档位；

9、故障诊断模块，用于进行can故障、电气故障和功能故障的诊断；

10、换档协调模块，用于根据最合适档位及目前变速箱状态、油门、刹车、故障后处理信息进行当前驾驶模式判断以及生成目标扭矩指令和目标档位指令；

11、离合器控制模块，用于根据所述目标扭矩指令控制离合器驱动进行离合器的打开、滑摩和结合；

12、换档控制模块，用于根据所述目标档位指令控制档位驱动进行换档；

13、其中，换档策略模块、故障诊断模块、离合器控制模块、换档控制模块均与换档协调模块连接。

14、进一步的，所述驾驶模式包括主动模式和被动模式，所述主动模式包括经济模式、手动模式、运动模式、雪地模式和巡航模式，所述被动模式包括坡道模式、高低温模式、高原模式和弯道模式。

15、进一步的，所述经济模式为自动变速控制单元tcu默认的驾驶模式，且所述经济模式综合考虑油耗、驾驶性、nvh、排放、可靠性和换档品质；

16、所述手动模式下能够通过手动控制换档杆进行档位切换；

17、所述运动模式下能够实现最大的加速性能和激进的降档；

18、所述雪地模式下能够通过降低扭矩输出以减少低附着力路面上的牵引力；

19、所述巡航模式下发动机管理系统ems模拟电子节气门信号来调节车辆速度并自动控制车速。

20、进一步的，所述坡道模式包括上坡道模式和下坡道模式，其中，所述上坡道模式下控制换档机构进行延迟升档和积极降档以提升爬坡能力，所述下坡模式下保持较低档位以充分利用发动机制动减速，其中，所述自动变速控制单元tcu电性连接有坡度传感器。

21、进一步的，所述高低温模式包括高温模式和低温模式，其中，所述高温模式下通过减少上档断电和下档断电的次数以长时间保持当前啮合档位，所述低温模型下发动机转速和变速箱的档位将被限制以限制最高车速来保护变速箱。

22、进一步的，所述高原模式下通过延迟升档以改善车辆的动力性能，其中，所述自动变速控制单元tcu电性连接有气压传感器。

23、进一步的，所述弯道模式下降低降档频率并禁止进行升档，其中，所述自动变速控制单元tcu电性连接有角度传感器，所述角度传感器用于检测车辆的车头转动角度。

24、进一步的，所述故障诊断模块包括can故障诊断模块、电气故障诊断模块和功能故障诊断模块，其中，所述can故障诊断模块通过外部整车can总线传输上的断开、报文丢失和信号异常的故障信息进行can故障诊断的判定，所述电气故障诊断模块通过外部换档器异常、变速箱上的传感器异常、离合器驱动上的传感器异常、换档驱动上的霍尔传感器异常、自动变速控制单元tcu电气上异常的故障信息进行电气故障诊断的判定，所述功能故障诊断模块通过自动变速控制单元tcu的离合器控制和换档控制执行动作的异常的故障信息进行功能故障诊断的判定。

25、进一步的，所述目标扭矩指令包括电机的旋转角度，其中，电机的旋转角度的计算包括：

26、根据目标传递扭矩计算离合器的目标夹紧力fclamp：其中，fclamp为压盘施加在摩擦面上的夹紧力，f为摩擦面间的静摩擦因数，rc为摩擦片的平均摩擦半径；z为摩擦面数，tc为离合器的目标传递扭矩；

27、根据顶杆刚度计算顶杆端的移动距离l：其中，l为顶杆端的移动距离，fspring为夹紧弹簧的力，fclamp为压盘施加在摩擦面上的力，k顶杆的系统刚度系数；

28、根据顶杆端的移动距离l，计算出操纵臂的旋转角度αarm：其中，αarm为操纵臂的旋转角度，l为顶杆的目标位置，r为操纵臂的作用半径；

29、根据离合器驱动的齿数比例算出电机需要旋转的角度αclutch_motor：αclutch_motor＝ica×αarm，其中，αclutch_motor为电机的旋转角度，ica为离合器驱动的速比，αarm为操纵臂的旋转角度。

30、本申请具有如下有益效果：该系统通过车速和油门判断目标档位，通过电机控制快捷、平顺的换档过程，简化驾驶流程，提高驾驶体验，通过设置自带的故障诊断模块，使得摩托车在驾驶过程中可以实时监控整车状态，给出合适的安全提示和处理，提高骑行安全性，并且设置有不同的驾驶模式，能够适应不同的骑行场景和需求，提高摩托车的使用灵活性，并提高燃油经济性和性能表现，节省使用成本。

技术特征：

1.一种基于摩托车平台的aqs系统，其特征在于，包括自动变速控制单元tcu，所述自动变速控制单元tcu电性连接有离合器系统和换档系统；

2.根据权利要求1所述的基于摩托车平台的aqs系统，其特征在于,所述换档机构包括换档鼓和档显开关，所述档位驱动包括驱动电机以及安装在电机输出轴上的齿轮机构，所述齿轮机构的输出轴与换档鼓通过变速踏杆连接。

3.根据权利要求1所述的基于摩托车平台的aqs系统，其特征在于,所述驾驶模式包括主动模式和被动模式，所述主动模式包括经济模式、手动模式、运动模式、雪地模式和巡航模式，所述被动模式包括坡道模式、高低温模式、高原模式和弯道模式。

4.根据权利要求3所述的基于摩托车平台的aqs系统，其特征在于，所述经济模式为自动变速控制单元tcu默认的驾驶模式，且所述经济模式综合考虑油耗、驾驶性、nvh、排放、可靠性和换档品质；

5.根据权利要求3所述的基于摩托车平台的aqs系统，其特征在于，所述坡道模式包括上坡道模式和下坡道模式，其中，所述上坡道模式下控制换档机构进行延迟升档和积极降档以提升爬坡能力，所述下坡模式下保持较低档位以充分利用发动机制动减速，其中，所述自动变速控制单元tcu电性连接有坡度传感器。

6.根据权利要求3所述的基于摩托车平台的aqs系统，其特征在于，所述高低温模式包括高温模式和低温模式，其中，所述高温模式下通过减少上档断电和下档断电的次数以长时间保持当前啮合档位，所述低温模型下发动机转速和变速箱的档位将被限制以限制最高车速来保护变速箱。

7.根据权利要求3所述的基于摩托车平台的aqs系统，其特征在于，所述高原模式下通过延迟升档以改善车辆的动力性能，其中，所述自动变速控制单元tcu电性连接有气压传感器。

8.根据权利要求3所述的基于摩托车平台的aqs系统，其特征在于，所述弯道模式下降低降档频率并禁止进行升档，其中，所述自动变速控制单元tcu电性连接有角度传感器，所述角度传感器用于检测车辆的车头转动角度。

9.根据权利要求1所述的基于摩托车平台的aqs系统，其特征在于，所述故障诊断模块包括can故障诊断模块、电气故障诊断模块和功能故障诊断模块，其中，所述can故障诊断模块通过外部整车can总线传输上的断开、报文丢失和信号异常的故障信息进行can故障诊断的判定，所述电气故障诊断模块通过外部换档器异常、变速箱上的传感器异常、离合器驱动上的传感器异常、换档驱动上的霍尔传感器异常、自动变速控制单元tcu电气上异常的故障信息进行电气故障诊断的判定，所述功能故障诊断模块通过自动变速控制单元tcu的离合器控制和换档控制执行动作的异常的故障信息进行功能故障诊断的判定。

10.根据权利要求1所述的基于摩托车平台的aqs系统，其特征在于，所述目标扭矩指令包括电机的旋转角度，其中，电机的旋转角度的计算包括：

技术总结本申请涉及摩托车档位控制技术领域，公开了一种基于摩托车平台的AQS系统，包括自动变速控制单元TCU，所述自动变速控制单元TCU电性连接有离合器系统和换档系统；所述离合器系统包括离合器驱动以及与离合器驱动机械连接的离合器；所述换档系统包括档位驱动以及与档位驱动机械连接的换档机构，所述自动变速控制单元TCU还电性连接有输入轴转速传感器、输出轴转速传感器、油温传感器和换档器，该系统通过车速和油门判断目标档位，通过电机控制快捷、平顺的换档过程，简化驾驶流程，提高驾驶体验，通过设置自带的故障诊断模块，使得摩托车在驾驶过程中可以实时监控整车状态，给出合适的安全提示和处理，提高骑行安全性。技术研发人员：倪为,郭磊,詹柳利,朱文祥,缪竹青受保护的技术使用者：杭州登腾科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/23