CN103267117B - 利用纯电动汽车经济性换挡规律的换挡方法 - Google Patents

利用纯电动汽车经济性换挡规律的换挡方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种利用纯电动汽车经济性换挡规律的换挡方法，方法为：先制取最佳经济性换挡规律曲线，将电机在1挡和2挡时的驱动特性曲线和效率关系图作在同一图上；在1挡和2挡效率图的重合区作一恒定驱动力扭矩T0的水平线；将牵引力T0所对应的1挡和2挡不同车速时的效率值曲线作在一图中,两条曲线的交叉点即为理想的换挡点；计算出1挡和2挡的升挡点和降挡点油门开度值；将所得到的升挡点和降挡点连起来,即可得到最佳经济性换挡规律。然后将该换挡规律曲线写入TCU换挡控制程序中；换挡时电动汽车的TCU接收驾驶员油门开度信号、车速信号后，经过判断，当达到理想的换挡点时，TCU即控制变速箱换挡执行机构，实现换挡动作。

Description

利用纯电动汽车经济性换挡规律的换挡方法
技术领域
本发明涉及一种纯电动汽车的换挡方法，特别涉及一种利用了纯电动汽车经济性换挡规律的换挡方法。
背景技术
纯电动汽车被认为是汽车工业的发展方向,其绿色环保的设计是汽车工业可持续发展的源泉。国家新能源产业规划已将纯电动汽车提升到战略的发展高度。目前各国各大汽车公司都在重视纯电动汽车的研发和产业化。
现在阻碍纯电动汽车产业化的最大瓶颈还在于电池,电池能量密度低而使得电动汽车的续驶里程不能满足长途行驶的需求;因此如何提高有效车载能源的利用率,提高驱动系统的效率,被认为是电动汽车驱动系统研究的重点之一。
在纯电动驱动方案上,由于受限于纯电动汽车的续驶里程较短,当前还很难长途行驶,因此一般将其定位为城市用车,动力系统设计时主要考虑城市工况行驶,相比于内燃机汽车的动力性能可以减弱,因此目前的驱动系统多以单级减速为主,以电机比内燃机宽广的调速区间进行行驶,比如具有代表性的日产Leaf,就是采用单级减速,利用电机的低速大扭矩和高转速特性来协调爬坡度和最高车速的矛盾;但是随着电动汽车的不断发展,单级减速方案越来越难以满足中高级别电动车的动力性要求,而且由于没有变速器进行驱动工作点优化,很难在常用工况下将电机的工作点优化到高效区间运行,这对于续驶里程本来就受限制,需要更多的考虑经济性的电动汽车来说,无疑是限制了其性能的最好发挥。因此越来越多的研究开始关注多极变速器在电动汽车上的运用。而且电动汽车的变速多极化逐渐被认为是电动汽车的发展方向。而目前，多挡纯电动汽车的换挡规律却少有研究，而换挡规律的优劣直接影响着整车性能，尤其是整车经济性能。
发明内容
本发明提供了一种利用纯电动汽车经济性换挡规律的换挡方法，实现更优的换挡点控制，优化整车经济性能和整车驱动性能，提高驱动经济性和延长续驶里程。
一、为了实现最优经济性换挡控制，需先得到最佳经济性换挡规律曲线，方法如下：
1.将电机在1挡和2挡时的驱动特性曲线和效率关系图作在如图1所示的同一张图上；
2.在图中1挡和2挡效率图的重合区作一恒定驱动力扭矩T0的水平线；
3.将牵引力T0所对应的1挡和2挡不同车速时的效率值曲线作在作在图2中,两条曲线的交叉点A点,即在A点之前的车速下,1挡行驶电机效率要高于2挡之后2挡的电机驱动效率要高于1挡,因此A点即为理想的换挡点；
4.计算出1挡和2挡的两个油门开度值a和a’,与其所对应的车速作在图3中,即为该车速下所对应的升挡点和降挡点油门开度值；
5.取不同的牵引力值重复以上计算过程,将所得到的升挡点和降挡点连起来,即可得到如图3所示的最佳经济性换挡规律。
二、然后将该换挡规律曲线写入TCU换挡控制程序中；
换挡时，TCU采集油门踏板开度信号和车速信号，经过判断，当得到理想的换挡点时，TCU即控制变速箱换挡执行机构，实现换挡动作。
本发明对纯电动汽车提供的经济性换挡方法，可使汽车运行在最经济的状态，不但节约电能，减少电池的充电次数，增加了电动汽车的行驶里程，而且延长了电池及车辆的寿命。
附图说明
图1是1挡和2挡时的电机效率图，
图2是扭矩为T0时的经济换挡点图，
图3是经济性换挡规律线图，
图4是具体换挡判断控制方法。
具体实施方式
一、为了实现最优经济性换挡控制，需先制取最佳经济性换挡规律曲线：
1.将电机在1挡和2挡时的驱动特性曲线和效率关系图作在同一张图上,如图1所示,以车速为横坐标,变速箱输出端扭矩为纵坐标；
2.在图中1挡和2挡效率图的重合区作一恒定驱动力扭矩T0的水平线,即在当输出驱动力为T0时,可以有1挡和2挡两种选择；
3.将牵引力T0所对应的1挡和2挡不同车速时的效率值曲线作在同一个图中,如图2所示,两条曲线的交叉点A点,即在A点之前的车速下,1挡行驶电机效率要高于2挡,之后2挡的电机驱动效率要高于1挡,因此A点即为理想的换挡点；
4.在不同的车速下，驱动力矩在1挡和2挡有着不用的油门开度值,计算出1挡和2挡的两个油门开度值a和a’,与其所对应的车速作在图3中,即为该车速下所对应的升挡点和降挡点油门开度值；
5.取不同的牵引力值重复以上计算过程,将所得到的升挡点和降挡点连起来,即可得到如图3所示的最佳经济性换挡规律。
二、然后将该换挡规律曲线写入TCU换挡控制程序中；
换挡时，TCU采集油门踏板开度信号和车速信号，经过判断，当得到理想的换挡点时，TCU即控制变速箱换挡执行机构，实现换挡动作。具体为：换挡控制时，TCU接收当前油门踏板信号和车速信号，通过查以上计算得到的经济性换挡规律数据表，得到当前车速下的升挡点油门开度值Tu和降挡点油门开度值Td；然后根据当前油门开度值进行判断，如果当前油门开度值<Tu,则进行升挡，如果当前油门开度值>Td，则进行降挡，否则维持原挡位不变。

Claims (1)

1.利用纯电动汽车经济性换挡规律的换挡方法，方法如下：
一、先制取最佳经济性换挡规律曲线：
(1).将电机在1挡和2挡时的驱动特性曲线和效率关系图作在同一张图1上,以车速为横坐标,变速箱输出端扭矩为纵坐标；
(2).在所述图中1挡和2挡时的效率关系图的重合区作一恒定驱动扭矩T0的水平线；
(3).将所述恒定驱动扭矩T0所对应的1挡和2挡不同车速时的效率值曲线作在图2中,两条效率值曲线的交叉点为A点,即在A点之前的车速下,1挡行驶电机效率要高于2挡之后2挡的电机驱动效率要高于1挡,因此A点即为理想的换挡点；
(4).在不同的车速下，驱动扭矩在1挡和2挡有着不同的油门开度值,计算出1挡和2挡的两个油门开度值a和a’,与其所对应的车速作在图3中,即为该车速下所对应的升挡点和降挡点油门开度值；
(5).取不同的驱动扭矩值重复以上计算过程,将所得到的升挡点和降挡点连起来,即可得到最佳经济性换挡规律数据表；
二、将所述最佳经济性换挡规律数据表写入TCU换挡控制程序中；
换挡控制时，TCU接收当前油门踏板信号和车速信号，通过查询所述最佳经济性换挡规律数据表，得到当前车速下的升挡点油门开度值Tu和降挡点油门开度值Td；然后根据当前油门开度值进行判断，如果当前油门开度值<Tu,则进行升挡，如果当前油门开度值>Td，则进行降挡，否则维持原挡位不变。
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