CN109751407A - 一种挡位决策方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种挡位决策方法，适用于增设超越离合器的电动车两挡变速器，将超越离合器单向传动状态作为过渡挡，首先根据电子手柄位置信号设定换挡模式，然后根据当前挡位和车速设定目标挡位，目标挡从高速挡切换到低速挡的过程，先由高速挡切换到与低速挡传动比相同的过渡挡，如果车速满足条件则切换回高速挡，克服了传统挡位决策方法中需经历从高速挡经空挡切换到低速挡全过程的缺点，缩短了动力中断时间，降低了脱挡风险，提高了换挡成功率，此外，采用基于容错判断准则的换挡模式设定方法，避免了电子手柄由于故障可能导致的错误换挡。

Description

一种挡位决策方法

技术领域

本发明涉及车辆传动控制技术领域，具体涉及一种电动车两挡变速器的挡位决策方法。

背景技术

内燃机汽车通常采用自动变速器替代传统手动控制挡位方式实现挡位的自动切换。纯电动车的动力源不再是内燃发动机，而是动力电池和驱动电机。由于驱动电机具有零转速启动、低转速高扭矩、高转速恒功率和工作范围较宽等特点，因此，理论上说，纯电动车并不需要挡位切换。但是，如果需要达到规定的续驶里程和动力性能，往往不得不配置大容量的动力电池和大功率的驱动电机。越来越多的纯电动车采用两挡变速器作为换挡装置，显著降低了对动力电池和驱动电机的性能要求。为了使换挡过程的动力中断时间缩短，可以在传统两挡变速器中增设一个超越离合器，使其可以低速挡传动比传递驱动电机的正向扭矩，但不能传递反向扭矩。但是，现有适用于传统两挡变速器的挡位决策方法，并未使超越离合器真正发挥作用，存在动力中断时间较长的缺点。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种适用于增设超越离合器的电动车两挡变速器的挡位决策方法。

为实现上述目的，本发明公开了如下技术方案：

一种挡位决策方法包括换挡模式设定和目标挡位设定，目标挡位设定包括前进挡模式目标挡位设定、倒挡模式目标挡位设定、空挡模式目标挡位设定和异常模式目标挡位设定，前进挡模式目标挡位设定，根据当前挡位和车速设定目标挡位，包括如下步骤：

S11：如果当前挡位为低速挡，且车速大于第一阈值，则设定目标挡位为高速挡；

S12：如果当前挡位为过渡挡，且车速大于第一阈值，则设定目标挡位为高速挡；

S13：如果当前挡位为高速挡，且车速小于第二阈值，则设定目标挡位为过渡挡；

S14：如果当前挡位为过渡挡，且车速大于第三阈值，则设定目标挡位为低速挡。

进一步地，过渡挡的传动比与低速挡的传动比相同。

进一步地，第三阈值小于第二阈值，第一阈值大于第二阈值。

进一步地，第一阈值和第二阈值的计算方法均包括如下步骤：

S41：输入加速踏板信号值、制动踏板信号值、路面坡度和车辆加速度；

S42：对输入值进行模糊化处理；

S43：制定模糊推理规则，建立模糊推理模型；

S44：反模糊化运算得到第一阈值和/或第二阈值。

进一步地，倒挡模式目标挡位设定方法为：如果换挡模式为倒挡模式，则设定目标挡位为低速挡。

进一步地，空挡模式目标挡位设定方法为：如果换挡模式为空挡模式，则设定目标挡位为低速挡，或根据整车应用环境标定。

进一步地，异常模式目标挡位设定方法为：如果换挡模式为异常模式，则根据路面坡度和最高车速设定目标挡位，包括如下步骤：

S71：如果路面坡度大于第四阈值，且最高车速小于第六阈值，则设定目标挡位为低速挡；

S72：如果路面坡度小于第五阈值，且最高车速大于第七阈值，则设定目标挡位为高速挡。

进一步地，第四阈值大于第五阈值，第六阈值小于第七阈值。

进一步地，换挡模式设定方法为，根据电子手柄位置信号，采用容错判断准则设定换挡模式，包括如下步骤：

S91：如果电子手柄位置信号的前进挡模式信号值为1，且电子手柄位置信号的空挡模式信号值为0，且电子手柄位置信号的倒挡模式信号值为0，则设定换挡模式为前进挡模式；

S92：如果电子手柄位置信号的倒挡模式信号值为1，且电子手柄位置信号的空挡模式信号值为0，且电子手柄位置信号的前进挡模式信号值为0，则设定换挡模式为倒挡模式；

S93：如果电子手柄位置信号的空挡模式信号值为1，且电子手柄位置信号的前进挡模式信号值为0，且电子手柄位置信号的倒挡模式信号值为0，则设定换挡模式为空挡模式；

S94：如果电子手柄位置信号的前进挡模式信号值、电子手柄位置信号的空挡模式信号值和电子手柄位置信号的倒挡模式信号值中至少两个为1，则设定换挡模式为异常模式。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明公开的挡位决策方法，目标挡从高速挡切换到低速挡的过程，克服了传统挡位决策方法中需经历从高速挡经空挡切换到低速挡全过程的缺点，缩短了动力中断时间，降低了脱挡风险，提高了换挡成功率，此外，采用基于容错判断准则的换挡模式设定方法，避免了电子手柄由于故障可能导致的错误换挡

附图说明

图1为本发明的挡位决策方法流程图。

图2为本发明的换挡模式设定方法流程图。

图3为本发明的前进挡模式目标挡位设定方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如图1所示，一种挡位决策方法，适用于增设超越离合器的电动车两挡变速器，包括换挡模式设定和目标挡位设定。

如图2所示，换挡模式设定方法为，根据电子手柄位置信号，采用容错判断准则设定换挡模式，包括如下步骤：

S91：如果电子手柄位置信号的前进挡模式信号值为1，且电子手柄位置信号的空挡模式信号值为0，且电子手柄位置信号的倒挡模式信号值为0，则设定换挡模式为前进挡模式；

S92：如果电子手柄位置信号的倒挡模式信号值为1，且电子手柄位置信号的空挡模式信号值为0，且电子手柄位置信号的前进挡模式信号值为0，则设定换挡模式为倒挡模式；

S93：如果电子手柄位置信号的空挡模式信号值为1，且电子手柄位置信号的前进挡模式信号值为0，且电子手柄位置信号的倒挡模式信号值为0，则设定换挡模式为空挡模式；

S94：如果电子手柄位置信号的前进挡模式信号值、电子手柄位置信号的空挡模式信号值和电子手柄位置信号的倒挡模式信号值中至少两个为1，则设定换挡模式为异常模式。

如果采用简单判断准则，当电子手柄发生故障时可能无法进入正确模式。例如，倒挡模式的判断准则为电子手柄位置信号的倒挡模式信号值为1，当驾驶员将电子手柄位置置于倒挡模式时，由于电子手柄位置信号的前进挡模式信号端与倒挡模式信号端之间发生短路，导致前进挡模式信号值和倒挡模式信号值同时为1，挡位决策系统将按优先级设置最终确定为前进挡模式，显然违反了驾驶员意图，产生事故隐患。

目标挡位设定包括前进挡模式目标挡位设定、倒挡模式目标挡位设定、空挡模式目标挡位设定和异常模式目标挡位设定。

如果换挡模式为前进挡模式，首先目标挡位初始化逻辑，然后前进挡模式目标挡位设定。

目标挡位初始化逻辑包括如下步骤：

如果目标挡位应该为过渡挡，则初始化设置目标挡位为过渡挡；

如果目标挡位应该为高速挡，则初始化设置目标挡位为高速挡；

如果目标挡位应该为低速挡，则初始化设置目标挡位为低速挡；

如果不属于以上三种之一，则激活异常处理：强制初始化设置目标挡位为低速挡。

如图3所示，前进挡模式目标挡位设定，根据当前挡位和车速设定目标挡位，包括如下步骤：

S11：如果当前挡位为低速挡，且车速大于第一阈值，则设定目标挡位为高速挡，主要应用场合：踩加速踏板使电动车加速。

S12：如果当前挡位为过渡挡，且车速大于第一阈值，则设定目标挡位为高速挡，主要应用场合：踩加速踏板使电动车加速；

S13：如果当前挡位为高速挡，且车速小于第二阈值，则设定目标挡位为过渡挡，主要应用场合：路面坡度较大，电动车在高速挡下无法顺利爬坡，需要切换为过渡挡。

S14：如果当前挡位为过渡挡，且车速大于第三阈值，则设定目标挡位为低速挡，主要应用场合：使用低速挡的传动比，松踩加速踏板时，过渡挡使用的超越离合器无法控制其内圈和外圈之间的转速差，需要啮合低速挡卡爪，锁定传动比。

可见，目标挡从高速挡切换到低速挡的过程，先由高速挡切换到与低速挡传动比相同的过渡挡，如果车速满足条件则切换回高速挡，克服了传统挡位决策方法中需经历从高速挡经空挡切换到低速挡全过程的缺点，缩短了动力中断时间，降低了脱挡风险，提高了换挡成功率。

通常来说，当前的目标挡位为低速挡时，新的目标挡位一定是高速挡，而非过渡挡，因此无需设置低速挡切换为过渡挡的通道。

过渡挡的传动比与低速挡的传动比相同。

第一阈值、第二阈值和第三阈值均为目标挡位切换时的车速临界值。第三阈值通过整车标定获得。第一阈值和第二阈值与很多因素有关，一是加速踏板信号值，当加速踏板位置较深、加速踏板信号较大时，说明驾驶员追求动力性，当加速踏板位置较浅时，说明驾驶员追求经济性和舒适性；二是制动踏板信号，当车辆处于制动状态时，换挡成功率较低，可以在停车后再切换为高速挡；三是路面坡度，如果处于下坡段时，车速增长较快，换挡成功率较高；四是车辆加速度，当车速下降较快时，换挡成功率较低，可以在停车后再切换为高速挡。因此，第一阈值和第二阈值的计算方法均包括如下步骤：

S41：输入加速踏板信号值、制动踏板信号值、路面坡度和车辆加速度；

S42：对输入值进行模糊化处理；

S43：制定模糊推理规则，建立模糊推理模型；

S44：反模糊化运算得到第一阈值和/或第二阈值。

第三阈值小于第二阈值，第一阈值大于第二阈值。

倒挡模式目标挡位设定方法为：如果换挡模式为倒挡模式，则设定目标挡位为低速挡。

空挡模式目标挡位设定方法为：如果换挡模式为空挡模式，则设定目标挡位为低速挡，或根据整车应用环境标定。

异常模式目标挡位设定方法为：如果换挡模式为异常模式，则根据路面坡度和最高车速设定目标挡位，包括如下步骤：

S71：如果路面坡度大于第四阈值，且最高车速小于第六阈值，则设定目标挡位为低速挡，此时，起步爬坡力较大，最高车速较低；

S72：如果路面坡度小于第五阈值，且最高车速大于第七阈值，则设定目标挡位为高速挡，此时，起步爬坡力较小，最高车速较高。

其中，第四阈值大于第五阈值，第六阈值小于第七阈值。

如果目标挡位设定为过渡挡，则只能前进行驶，不能后退，电动车可能无法正常行驶。

本方法中，换挡模式设定和前进挡模式目标挡位设定，均可用状态机实现。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种挡位决策方法，其特征在于，所述方法包括换挡模式设定和目标挡位设定，所述目标挡位设定包括前进挡模式目标挡位设定、倒挡模式目标挡位设定、空挡模式目标挡位设定和异常模式目标挡位设定，所述前进挡模式目标挡位设定，根据当前挡位和车速设定目标挡位，包括如下步骤：

S11：如果所述当前挡位为低速挡，且所述车速大于第一阈值，则设定所述目标挡位为高速挡；

S12：如果所述当前挡位为过渡挡，且所述车速大于第一阈值，则设定所述目标挡位为高速挡；

S13：如果所述当前挡位为高速挡，且所述车速小于第二阈值，则设定所述目标挡位为过渡挡；

S14：如果所述当前挡位为过渡挡，且所述车速大于第三阈值，则设定所述目标挡位为低速挡。

2.根据权利要求1所述的挡位决策方法，其特征在于，所述过渡挡的传动比与所述低速挡的传动比相同。

3.根据权利要求1所述的挡位决策方法，其特征在于，所述第三阈值小于所述第二阈值，所述第一阈值大于所述第二阈值。

4.根据权利要求1所述的挡位决策方法，其特征在于，所述第一阈值和所述第二阈值的计算方法均包括如下步骤：

S41：输入加速踏板信号值、制动踏板信号值、路面坡度和车辆加速度；

S42：对输入值进行模糊化处理；

S43：制定模糊推理规则，建立模糊推理模型；

S44：反模糊化运算得到所述第一阈值和/或所述第二阈值。

5.根据权利要求1所述的挡位决策方法，其特征在于，所述倒挡模式目标挡位设定方法为：如果所述换挡模式为倒挡模式，则设定所述目标挡位为低速挡。

6.根据权利要求1所述的挡位决策方法，其特征在于，所述空挡模式目标挡位设定方法为：如果所述换挡模式为空挡模式，则设定所述目标挡位为低速挡，或根据整车应用环境标定。

7.根据权利要求1所述的挡位决策方法，其特征在于，所述异常模式目标挡位设定方法为：如果所述换挡模式为异常模式，则根据路面坡度和最高车速设定所述目标挡位，包括如下步骤：

S71：如果所述路面坡度大于第四阈值，且所述最高车速小于第六阈值，则设定所述目标挡位为低速挡；

S72：如果所述路面坡度小于第五阈值，且所述最高车速大于第七阈值，则设定所述目标挡位为高速挡。

8.根据权利要求7所述的挡位决策方法，其特征在于，所述第四阈值大于所述第五阈值，所述第六阈值小于所述第七阈值。

9.根据权利要求1至8任一所述的挡位决策方法，其特征在于，所述换挡模式设定方法为，根据电子手柄位置信号，采用容错判断准则设定所述换挡模式，包括如下步骤：

S91：如果所述电子手柄位置信号的前进挡模式信号值为1，且所述电子手柄位置信号的空挡模式信号值为0，且所述电子手柄位置信号的倒挡模式信号值为0，则设定所述换挡模式为前进挡模式；

S92：如果所述电子手柄位置信号的倒挡模式信号值为1，且所述电子手柄位置信号的空挡模式信号值为0，且所述电子手柄位置信号的前进挡模式信号值为0，则设定所述换挡模式为倒挡模式；

S93：如果所述电子手柄位置信号的空挡模式信号值为1，且所述电子手柄位置信号的前进挡模式信号值为0，且所述电子手柄位置信号的倒挡模式信号值为0，则设定所述换挡模式为空挡模式；

S94：如果所述电子手柄位置信号的前进挡模式信号值、所述电子手柄位置信号的空挡模式信号值和所述电子手柄位置信号的倒挡模式信号值中至少两个为1，则设定所述换挡模式为异常模式。