CN109941285A - 一种电动车辆自动升档控制方法和控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电动车辆自动升档控制方法和控制系统，方法包括如下步骤：获取车辆的行驶速度，当前所处的档位，制动踏板开度和加速踏板开度；当车辆的行驶速度大于当前档位对应的速度设定阈值且加速踏板开度的变化率不大于变化阈值时，车辆进入升档模式；在升档模式下将驱动电机控制器由转矩控制模式转化为转速控制模式；降低驱动电机转速，当驱动电机的转速等于变速箱输出转速和传动比之积时将变速箱的档位变换为比当前档位高一档的档位，并将驱动电机控制器由转速控制模式转化为转矩控制模式。加速踏板开度变化率过大时车辆处于急加速状态，因此本发明所提供的技术方案，能够避免由于车辆在急加速时升档而造成车辆动力中断的问题。
Description
技术领域
本发明电动车辆自动换挡控制技术领域，具体涉及一种电动车辆自动升档控制方法和控制系统。
背景技术
电动车辆是一种安全、经济、清洁的绿色交通工具，随着人们对环境和能源问题越来越重视，人们对电动车辆的发展越来越重视。电动车辆以动力电池为动力源，动力电池为驱动电机供电，驱动电机产生动力，驱动车辆行驶。与传统车辆相比，电动车辆的传动结构取消了减速器、传动轴和驱动桥等机械部件。
目前市场上的电动车很多采用的是手动变速箱或单级减速器的驱动行驶，而手动变速箱存在操作不方便的问题，单级减速器存在匹配驱动电机难的缺点，使得的经济性能和驾驶体验不能有效结合。
授权公告号为CN104590265B的中国专利，公开了一种电动车两档变速器自动换挡的控制方法及其控制系统，根据驱动电机转速和加速踏板输入百分比判断整车是否满足换挡条件；如果满足，则对车辆进行换挡控制。该专利提供的对比文件，虽然对电动车辆的两档变速器自动换挡提供了控制方法，但是该专利没有考虑到车辆急加速的情况，如果车辆在急加速时换挡，会造成车辆的动力中断，严重影响车辆的安全性能。
发明内容
本发明提供一种电动车辆自动升档控制方法和控制系统，用于解决由于车辆在急加速时换挡而造成车辆动力终端的问题。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
方法方案1：一种电动车辆自动升档控制方法，包括如下步骤：
获取车辆的行驶速度，当前所处的档位和加速踏板开度；
判断车辆的行驶速度是否大于当前档位对应的速度设定阈值，以及加速踏板开度的变化率是否大于变化率阈值；如果车辆的行驶速度大于当前档位对应的速度设定阈值，且加速踏板开度的变化率不大于变化率阈值，则车辆进入升档模式；
在升档模式下：将驱动电机控制器由转矩控制模式转化为转速控制模式；
降低驱动电机转速，当驱动电机的转速等于变速箱输出转速和传动比之积时，将变速箱的档位变换为比当前档位高一档的档位，并将驱动电机控制器由转速控制模式转化为转矩控制模式。
本发明所提供的技术方案，根据车辆的行驶速度和加速踏板开度变化率判断是否进行档位切换。在急加速时车辆的加速踏板开度的变化率比较大，所以根据加速踏板开度变化率能够判断出车辆是否处于急加速状态。因此，本发明所提供的技术方案，在加速踏板开度变化率过大时不进行档位切换，能够避免由于车辆在急加速时换挡而造成车辆动力切断的问题。
方法方案2：当车辆进入升档模式前，首先判断车辆的制动踏板开度是否大于零；如果车辆的制动踏板开度大于零，则不进入升档模式。
如果在车辆的制动踏板开度不为零时车辆的速度上升，则说明车辆处于下坡状态，为了车辆的行车安全，不允许车辆升档。
方法方案3：在方法方案1或2的基础上，在升档模式下，当驱动电机的转速与变速箱输出转矩和传动比之积之间的差值小于设定转速阈值时开始计时；在保持驱动电机的转速与变速箱输出转矩和传动比之积之间的差值小于设定转速阈值的状态下，当计时时间大于设定时间阈值时，将变速箱的档位变换为比当前档位高一档的档位，并将驱动电机控制器由转速控制模式转化为转矩控制模式。
方法方案4：在方法方案1或2的基础上，当车辆进入升档模式后控制变速箱档位脱离，然后再控制驱动电机控制器由转矩控制模式转化为转速控制模式。
在车辆换挡时，为了车辆的安全，需要控制车辆的变速箱档位脱离。
方法方案5：在方法方案4的基础上，控制变速箱档位脱离时首先控制控制驱动电机的转矩减小，当驱动电机的转矩小于转矩阈值时控制变速箱档位脱离。
当驱动电机转矩值减小到转矩阈值时再控制变速箱档位脱离，能够防止换挡过程中的转矩冲击。
方法方案6：在方法方案5的基础上，所述转矩阈值为10Nm。
系统方案1：一种电动车辆自动升档控制系统，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行时的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：
获取车辆的行驶速度，当前所处的档位和加速踏板开度；
判断车辆的行驶速度是否大于当前档位对应的速度设定阈值，以及加速踏板开度的变化率是否大于变化阈值；如果车辆的行驶速度大于当前档位对应的速度设定阈值，且加速踏板开度的变化率大于变化阈值，则车辆进入升档模式；
在升档模式下：将驱动电机控制器由转矩控制模式转化为转速控制模式；
降低驱动电机转速，当驱动电机的转速等于变速箱输出转速和传动比之积时，将变速箱的档位变换为比当前档位高一档的档位，并将驱动电机控制器由转速控制模式转化为转矩控制模式。
系统方案2：在系统方案1的基础上，当车辆进入升档模式前，首先判断车辆的制动踏板开度是否大于零；如果车辆的制动踏板开度大于零，则不进入升档模式。
系统方案3：在系统方案1或2的基础上，在升档模式下，当驱动电机的转速与变速箱输出转矩和传动比之积之间的差值小于设定转速阈值时开始计时；在保持驱动电机的转速与变速箱输出转矩和传动比之积之间的差值小于设定转速阈值的状态下，当计时时间大于设定时间阈值时，将变速箱的档位变换为比当前档位高一档的档位，并将驱动电机控制器由转速控制模式转化为转矩控制模式。
系统方案4：在系统方案1或2的基础上，当车辆进入升档模式后控制变速箱档位脱离，然后再控制驱动电机控制器由转矩控制模式转化为转速控制模式。
系统方案5：在系统方案4的基础上，控制变速箱档位脱离时首先控制控制驱动电机的转矩减小，当驱动电机的转矩小于转矩阈值时控制变速箱档位脱离。
系统方案6：在系统方案5的基础上，所述转矩阈值为10Nm。
附图说明
图1为车辆实施例中电动车辆升档控制系统的原理图；
图2为车辆实施例中升档控制的流程图。
具体实施方式
本发明提供一种电动车辆自动升档控制方法和控制系统，用于解决由于车辆在急加速时换挡而造成车辆安全性能降低的问题。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
一种电动车辆自动升档控制方法，包括如下步骤：
获取车辆的行驶速度，当前所处的档位和加速踏板开度；
判断车辆的行驶速度是否大于当前档位对应的速度设定阈值，以及加速踏板开度的变化率是否大于变化率阈值；如果车辆的行驶速度大于当前档位对应的速度设定阈值，且加速踏板开度的变化率不大于变化率阈值，则车辆进入升档模式；
在升档模式下：将驱动电机控制器由转矩控制模式转化为转速控制模式；
降低驱动电机转速，当驱动电机的转速等于变速箱输出转速和传动比之积时，将变速箱的档位变换为比当前档位高一档的档位，并将驱动电机控制器由转速控制模式转化为转矩控制模式。
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步说明。
车辆实施例：
本实施例提供一种电动车辆自动升档控制系统，在车辆行驶速度发生变化时自动切换档位。
本实施例所提供的电动车辆自动升档控制系统如图1所示，包括车辆的整车控制器，驱动电机控制器，变速箱控制器和车载仪表。整车控制器，驱动电机控制器，变速箱控制器和车载仪表均设有CAN通信接口，通过车辆的CAN总线相互通信连接。在车辆的加速踏板处设有用于检测加速踏板开度的加速踏板检测装置，在车辆的制动踏板处设有用于检测制动踏板开度的制动踏板检测装置，整车控制器连接加速踏板检测装置和制动踏板检测装置的信号输出端。驱动电机控制器连接驱动电机的控制端，控制驱动电机的工作状态。变速箱控制器连接变速箱的控制端，控制变速箱的工作状态。本实施例中的变速箱为两档变速箱。
本实施例中，采用整车控制器结合变速箱控制器和驱动电机控制器对车辆的升档过程进行控制，控制的流程如图2所示，具体方法为：
整车控制器从变速箱控制器获取驱动电机的输出转速和当前档位传动比，根据驱动电机的输出转速和当前档位的传动比计算出车辆的当前行驶速度；并通过制动踏板检测装置和加速踏板检测装置获取车辆制动踏板的开度和加速踏板的开度变化率；
当车辆的档位处于一档时，判断车辆当前行驶速度是否大于一档所对应的设定速度阈值，制动踏板开度是否为零，以及加速踏板的开度变化率是否大于第一变化率阈值；如果车辆当前行驶速度大于一档所对应的设定速度阈值，制动踏板开度为零，加速踏板的开度变化率小于设定变化率阈值，则进入升档模式，否则不进入升档模式；
在升档模式下，通过驱动电机控制器减小驱动电机的输出转矩；当驱动电机的输出转矩小于设定转矩阈值时，整车控制器向变速箱控制器发送升档指令；为了防止在换挡过程中对变速箱产生转矩冲击，设定转矩阈值设置的尽可能小，本实施例中设定转矩阈值设为10Nm；
变速箱控制器接收到升档指令后，控制变速箱档位脱离，然后整车控制器向驱动电机控制器发送指令，将驱动电机由转矩控制模式转化为转速控制模式；
在转速控制模式下，控制驱动电机控制器减小转速输出；在升档过程中，因变速箱传动比减小，所以需要降低驱动电机的转速；
设驱动电机当前的转速为n1，变速箱的输出转速为n2，传动比为v，设定转速阈值为n，则当
|n1-n2*v|<n
时开始计时，当计时时间达到设定时间时，判断为驱动电机的当前转速等于变速箱输出转速和传动比之积，此时控制变速箱的档位变为二档；
控制驱动电机由转速控制模式转换为转矩控制模式，并通过车载仪表显示车辆当前的档位为二档。
本实施例中，采用整车控制器结合变速箱控制器和驱动电机控制器对车辆的升档过程进行控制；作为其他实施方式，可以将整车控制器、变速箱控制器和驱动电机控制器集成在同一控制器上，采用该控制器对车辆的升档过程进行控制。
本实施例中，变速箱为两档变速箱，即电动车辆只有一档和二档两个档位；作为其他实施方式，可以设置多个档位，其升档控制的流程与上述控制流程相同。
方法实施例：
本实施例提供一种电动车辆自动升档控制方法，与上述系统实施例中的电动车辆自动升档控制方法相同，在系统实施例中已经对该控制方法做了详细介绍，这里不多做说明。
Claims (10)
1.一种电动车辆自动升档控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取车辆的行驶速度，当前所处的档位和加速踏板开度；
判断车辆的行驶速度是否大于当前档位对应的速度设定阈值，以及加速踏板开度的变化率是否大于变化率阈值；如果车辆的行驶速度大于当前档位对应的速度设定阈值，且加速踏板开度的变化率不大于变化率阈值，则车辆进入升档模式；
在升档模式下：将驱动电机控制器由转矩控制模式转化为转速控制模式；
降低驱动电机转速，当驱动电机的转速等于变速箱输出转速和传动比之积时，将变速箱的档位变换为比当前档位高一档的档位，并将驱动电机控制器由转速控制模式转化为转矩控制模式。
2.根据权利要求1所述的一种电动车辆自动升档控制方法，其特征在于，当车辆进入升档模式前，首先判断车辆的制动踏板开度是否大于零；如果车辆的制动踏板开度大于零，则不进入升档模式。
3.根据权利要求1或2所述的一种电动车辆自动升档控制方法，其特征在于，在升档模式下，当驱动电机的转速与变速箱输出转矩和传动比之积之间的差值小于设定转速阈值时开始计时；在保持驱动电机的转速与变速箱输出转矩和传动比之积之间的差值小于设定转速阈值的状态下，当计时时间大于设定时间阈值时，将变速箱的档位变换为比当前档位高一档的档位，并将驱动电机控制器由转速控制模式转化为转矩控制模式。
4.根据权利要求1或2所述的一种电动车辆自动升档控制方法，其特征在于，当车辆进入升档模式后控制变速箱档位脱离，然后再控制驱动电机控制器由转矩控制模式转化为转速控制模式。
5.根据权利要求4所述的一种电动车辆自动升档控制方法，其特征在于，控制变速箱档位脱离时首先控制控制驱动电机的转矩减小，当驱动电机的转矩小于转矩阈值时控制变速箱档位脱离。
6.根据权利要求5所述的一种电动车辆自动升档控制方法，其特征在于，所述转矩阈值为10Nm。
7.一种电动车辆自动升档控制系统，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行时的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：
获取车辆的行驶速度，当前所处的档位和加速踏板开度；
判断车辆的行驶速度是否大于当前档位对应的速度设定阈值，以及加速踏板开度的变化率是否大于变化阈值；如果车辆的行驶速度大于当前档位对应的速度设定阈值，且加速踏板开度的变化率大于变化阈值，则车辆进入升档模式；
在升档模式下：将驱动电机控制器由转矩控制模式转化为转速控制模式；
降低驱动电机转速，当驱动电机的转速等于变速箱输出转速和传动比之积时，将变速箱的档位变换为比当前档位高一档的档位，并将驱动电机控制器由转速控制模式转化为转矩控制模式。
8.根据权利要求7所述的一种电动车辆自动升档控制系统，其特征在于，当车辆进入升档模式前，首先判断车辆的制动踏板开度是否大于零；如果车辆的制动踏板开度大于零，则不进入升档模式。
9.根据权利要求7或8所述的一种电动车辆自动升档控制系统，其特征在于，在升档模式下，当驱动电机的转速与变速箱输出转矩和传动比之积之间的差值小于设定转速阈值时开始计时；在保持驱动电机的转速与变速箱输出转矩和传动比之积之间的差值小于设定转速阈值的状态下，当计时时间大于设定时间阈值时，将变速箱的档位变换为比当前档位高一档的档位，并将驱动电机控制器由转速控制模式转化为转矩控制模式。
10.根据权利要求7或8所述的一种电动车辆自动升档控制系统，其特征在于，当车辆进入升档模式后控制变速箱档位脱离，然后再控制驱动电机控制器由转矩控制模式转化为转速控制模式。
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