CN106627252A - 搭配手动变速箱的轻型纯电动客车制动平顺性优化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种搭配手动变速箱的轻型纯电动客车制动平顺性优化方法，属于电车技术领域，解决了现有的电动客车的制动不平顺的技术问题。该制动平顺性优化方法包括：通过实时计算当前档位、电机转速变化率，及检测离合器状态、电机运转方向等方法，对电机目标转矩及其变化率、电机工作模式进行给定及修正，从而实现对车辆制动平顺性的改善，同时兼顾制动性能及制动能量回收。本发明可用于各类搭配手动变速箱的轻型纯电动客车。

Description

搭配手动变速箱的轻型纯电动客车制动平顺性优化方法

技术领域

本发明涉及电车技术领域，具体的说，涉及一种搭配手动变速箱的轻型纯电动客车制动平顺性优化方法。

背景技术

随着电池技术进步和充电设施完善，纯电动车越来越受到市场的青睐。而轻型纯电动车由于成本更低、对电池容量要求更小等特点，更加具备产业化推广的条件，目前已逐渐成为纯电动车中的主力军。

轻型纯电动客车按驱动方式划分，一般分为直驱型、搭配AMT变速箱型和搭配手动变速箱型。对于直驱型，动力系统结构相对较为简单，传动效率较高，但对电机输出扭矩要求更大，电机成本及电机体积更大，若选用小电机，其爬坡能力会受限制。对于搭配AMT变速箱型，目前的AMT系统尚不成熟，因而限制了该类型车的产业化推广，目前主要以技术预研为主。对于搭配手动变速箱型，因变速箱速比的存在，可选用较小的电机，爬坡适应性更好，司机操控性更强。综上所述，搭配手动变速箱的轻型纯电动车更具有优势，因此也具有较大的市场需求。

搭配手动变速箱的电动客车，通常是基于原有的传统车改装而成，仅将动力源由发动机更换为驱动电机，能量来源由燃油更换为电池，整车的底盘、车身等基本保持不变。但是，搭配手动变速箱的电动客车中，制动踏板信号为开关信号，控制系统无法检测到司机踩制动踏板的深度。而司机在实际驾驶时，常会保留传统车的驾驶习惯，所以司机常会感觉低速档制动力过强，高速档制动力过小，即使同一档位也会出现制动力变化不平顺的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种搭配手动变速箱的轻型纯电动客车制动平顺性优化方法，以解决现有的电动客车的制动不平顺的技术问题。

本发明提供一种搭配手动变速箱的轻型纯电动客车制动平顺性优化方法，包括：

在制动时，根据车速与电机转速的比值，实时计算当前的档位；

根据当前的档位，对电机给定相应的目标扭矩，且档位越高，给定的目标扭矩越大。

进一步的是，该方法还包括：

当制动踏板被踩下时，根据电机的目标扭矩给定制动扭矩上升率，且目标扭矩越大，给定的制动扭矩上升率越小。

优选的是，当制动踏板被松开时，对制动扭矩的下降率进行限制。

进一步的是，该方法还包括：

根据电机转速的变化率，获取目标扭矩的修正系数，且电机转速下降越快，修正系数越小；

根据修正系数，修正目标扭矩的大小。

优选的是，在制动换挡时，该方法还包括：

当离合器处于分离状态，且牵引踏板和制动踏板均未被踩下时，根据电机转速，给定制动扭矩，且电机转速越高，制动扭矩越大。

优选的是，当电机转速小于预设的阈值时，卸载该制动扭矩。

当离合器处于分离状态，且牵引踏板被踩下时，利用修正系数对电机扭矩进行修正，且电机转速越高，修正系数越小。

当离合器处于分离状态，且制动踏板被踩下时，利用修正系数对电机扭矩进行修正，且电机转速越低，修正系数越小。

进一步的是，该方法还包括：

检测离合器信号；

当离合器信号有效时，增大电机扭矩的下降率。

进一步的是，该方法还包括：

检测电机运转方向；

当电机运转方向为反转时，将目标扭矩置零。

本发明带来了以下有益效果：本发明提供的搭配手动变速箱的轻型纯电动客车制动平顺性优化方法中，根据车速与电机转速的比值实时计算当前的档位，并根据当前的档位对电机给定相应的目标扭矩。并且，当前的档位越高，给定的目标扭矩就越大；当前的档位越低，给定的目标扭矩就越小。因此，在车速较高或较低时，都能确保传输至车桥的扭矩不会过大或过小，从而解决了电动客车的制动不平顺的技术问题。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要的附图做简单的介绍：

图1是本发明实施例提供的搭配手动变速箱的轻型纯电动客车制动平顺性优化方法的流程图；

图2是本发明实施例的步骤S23中电机转速变化率与修正系数的MAP示意图；

图3是本发明实施例的步骤S31中电机转速与制动扭矩的MAP示意图；

图4是本发明实施例的步骤S32中电机转速与修正系数的MAP示意图；

图5是本发明实施例的步骤S33中电机转速与修正系数的MAP示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

本发明实施例提供一种搭配手动变速箱的轻型纯电动客车制动平顺性优化方法，可应用于各类搭配手动变速箱的轻型纯电动客车。

如图1所示，该制动平顺性优化方法包括以下步骤：

S1：在制动时，根据车速与电机转速的比值，实时计算当前的档位。

因为对档位的计算是实时进行的，所以所计算出的档位也在实时变化。

S2：根据当前的档位，对电机给定相应的目标扭矩。

其中，当前的档位越高，给定的目标扭矩越大；当前的档位越低，则给定的目标扭矩越小。

本发明实施例提供的制动平顺性优化方法中，根据车速与电机转速的比值实时计算当前的档位，并根据当前的档位对电机给定相应的目标扭矩。并且，当前的档位越高，给定的目标扭矩就越大；当前的档位越低，给定的目标扭矩就越小。因此，在车速较高或较低时，都能确保传输至车桥的扭矩不会过大或过小，从而解决了电动客车的制动不平顺的技术问题。

进一步的是，该制动平顺性优化方法还包括：

S21：当制动踏板被踩下时，根据电机的目标扭矩给定制动扭矩上升率。

其中，目标扭矩越大，给定的制动扭矩上升率越小；目标扭矩越小，给定的制动扭矩上升率越大。

也就是说，对制动扭矩上升率进行分段式给定。当电机的目标扭矩较低时，给定较大的上升率，避免出现司机刚踩下制动踏板时出现制动力过于疲软的问题。当电机的目标扭矩较大时，给定较小的上升率，确保制动扭矩的变化柔和，使电机制动力的变化与司机的预期相符。

作为一个优选方案，还可以包括：

S22：当制动踏板被松开时，对制动扭矩的下降率进行限制。

这样能够避免因制动扭矩突然卸掉，导致客车的加速度突变，而出现后挫感。

进一步的是，该制动方法还包括：

S23：根据电机转速的变化率，获取目标扭矩的修正系数。

具体的，对电机转速进行滤波处理，根据滤波后的电机转速计算其变化率，再根据电机转速的变化率解析出修正系数。如图2所示，电机转速下降越快，修正系数越小；电机转速下降越慢，则修正系数越大。

S24：根据修正系数，修正目标扭矩的大小。

将制动时的目标扭矩乘以修正系数后，再进行输出。通过实时修正电机的目标扭矩，能够防止车速突变，进一步提高制动的平顺性。

另外，为防止因干扰、转速失效等问题导致的转速变化率误判，应当设置修正系数的最低值。本实施例中，修正系数的最低值设置为0.2，以避免出现电制动突然消失的情况。

目前的搭配手动变速箱的轻型纯电动客车，在制动换挡过程中，在离合器分离后，电机会处于空载状态。如果此时电机扭矩仍然存在，会使得电机转速发生急剧变化，若离合器再结合，可能会因离合器前后端(驱动电机端及变速箱端)转速不同步，导致离合器结合瞬间产生较大冲击，同时离合器片也会产生较大摩擦，长此以往会缩短离合器的使用寿命。一般在以下几种情形下可能会导致此种情况的发生：

①换档时，在离合器分离后，司机未踩下踏板，但因电机扭矩未卸载完毕，导致电机转速发生急剧变化。

②换档时，在离合器分离后，司机继续踩着牵引踏板，导致电机转速急剧上升。

③换档时，在离合器分离后，司机继续踩着制动踏板，导致电机转速急剧下降。

针对以上问题，在制动换挡时，本发明实施例提供的制动平顺性优化方法中还包括以下方案：

S31针对上述情形①：当离合器处于分离状态，且牵引踏板和制动踏板均未被踩下时(牵引踏板和制动踏板的开关信号均为0)，根据电机转速，给定制动扭矩。如图3所示，电机转速越高，给定的制动扭矩越大；电机转速越低，则给定的制动扭矩越小，从而防止电机转速发生急剧变化。

作为一个优选方案，当电机转速小于预设的阈值时，卸载该制动扭矩，以保证电机转速不会飙升。从图3中可以看出，本实施例中，当电机转速小于1000r/min时，即卸载该制动扭矩。

S32针对上述情形②：当离合器处于分离状态，且牵引踏板被踩下时，利用修正系数对电机扭矩进行修正。如图4所示，电机转速越高，修正系数越小；电机转速越低，修正系数越大，从而防止电机转速发生急剧上升。并且，电机转速大于预设阈值时，修正系数为0。从图4中可以看出，本实施例中，当电机转速大于3600r/min时，修正系数为0。

S33针对上述情形③：当离合器处于分离状态，且制动踏板被踩下时，利用修正系数对电机扭矩进行修正。如图5所示，电机转速越低，修正系数越小；电机转速越高，修正系数越大，从而防止电机转速发生急剧下降。并且，电机转速小于预设阈值时，修正系数为0。从图5中可以看出，本实施例中，当电机转速小于400r/min时，修正系数为0。

应当说明的是，图2、图3、图4、图5仅作为本实施例中的示意图。在其他实施方式中，各曲线的走向、数值均可进行相应的变化。

另一方面，目前的搭配手动变速箱的轻型纯电动客车在制动时，如果司机踩下离合器，会使电机处于空载状态，但电机扭矩的卸载需要一定的时间，因此极有可能会出现电机转速已下降至0但电机扭矩尚未完全卸载的情况。在此种情况下，若电机制动指令仍未撤销，会导致驱动电机出现反转失控的情况。

针对以上情况，本发明实施例提供的制动平顺性优化方法中还包括：

检测离合器信号。当离合器信号有效时，增大电机扭矩的下降率，以避免电机转速已下降至0，但电机扭矩仍未完全卸载的情况发生。

同时，还可以进一步检测电机的运转方向。当检测到电机的运转方向为反转时，则给定电机控制器目标工作模式为待机模式，将目标扭矩直接置零，防止电机在反转状态下失控运转。

本发明实施例提供的制动平顺性优化方法中，能够有效改善制动过强或过弱的现象，并且能够提高制动过程的平顺性；在离合器分离后，还能够防止电机转速急剧变化，以缩小离合器结合瞬间的前后端转速差，降低离合器结合时的冲击，延长离合器的使用寿命；并且还能够防止在紧急制动时，电机发生反转、失控的问题。

此外，本发明实施例具有很高的可行性，仅需要在现有的电动客车的基础上，增加离合器信号和车速信号的采集部件，其余技术特征均可通过改进软件实现。因此，本发明实施例具有实施成本低，实施周期短的优点。

虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种搭配手动变速箱的轻型纯电动客车制动平顺性优化方法，其特征在于，包括：

在制动时，根据车速与电机转速的比值，实时计算当前的档位；

根据当前的档位，对电机给定相应的目标扭矩，且档位越高，给定的目标扭矩越大。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

当制动踏板被踩下时，根据电机的目标扭矩给定制动扭矩上升率，且目标扭矩越大，给定的制动扭矩上升率越小。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

当制动踏板被松开时，对制动扭矩的下降率进行限制。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

根据电机转速的变化率，获取目标扭矩的修正系数，且电机转速下降越快，修正系数越小；

根据修正系数，修正目标扭矩的大小。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在制动换挡时，还包括：

当离合器处于分离状态，且牵引踏板和制动踏板均未被踩下时，根据电机转速，给定制动扭矩，且电机转速越高，制动扭矩越大。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当电机转速小于预设的阈值时，卸载该制动扭矩。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

当离合器处于分离状态，且牵引踏板被踩下时，利用修正系数对电机扭矩进行修正，且电机转速越高，修正系数越小。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

当离合器处于分离状态，且制动踏板被踩下时，利用修正系数对电机扭矩进行修正，且电机转速越低，修正系数越小。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

检测离合器信号；

当离合器信号有效时，增大电机扭矩的下降率。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：

检测电机运转方向；

当电机运转方向为反转时，将目标扭矩置零。