CN110901644A - 电动汽车amt陡坡换挡控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了电动汽车AMT陡坡换挡控制方法，包括步骤1：监测电机转子的角加速度和油门开度，如果电机转子的角加速度超出阈值，且油门开度为0，则把升挡点提前预设值；步骤2：控制电机扭矩降为0，开始摘挡时，判断电机转子的角加速度，如果角加速度超出阈值，则控制电机施加同旋转方向相同的扭矩；步骤3：摘挡过程中若电机已超速，仍继续执行步骤2的策略；步骤4：AMT档位摘到空挡后，控制电机调速，将电机转速调整到当前车速下的目标档位对应的转速；并根据车速变化率，对目标转速进行超前修正；步骤5：电机转速调速完成后，将AMT挂入目标档位。本发明能解决现有技术方案在下陡坡换挡时容易造成换挡失败和电机超速的问题。

Description

电动汽车AMT陡坡换挡控制方法
技术领域
本发明涉及电动汽车换挡控制技术领域，具体地指一种电动汽车AMT(AutomatedMechanical Transmission，电控机械式自动变速器)陡坡换挡控制方法。
背景技术
电动汽车AMT换挡时，一般分为五个过程：电机扭矩降扭、摘挡、选档、挂挡、电机扭矩恢复。首先TCU(Transmission Control Unit，自动变速箱控制单元)控制电机扭矩降为0，电机保持0扭矩并控制换挡执行机构的结合套移动，将档位摘至空挡，然后控制电机调速，达到目标转速后挂挡，最后恢复电机扭矩至驾驶员目标值。
平路上或坡度较缓时，现有技术可以保证实现正常的换挡功能，但在下陡坡时，如果司机未踩刹车控制车速，车辆重力的分力(沿平行于坡道路面方向)，经车轮、后桥、传动轴传递到变速箱、电机，使其受到较大的旋转力矩。由于变速箱结合齿都采用倒锥角设计，该驱动力会导致换挡执行机构的结合套受到较大阻力，若超出换挡机构的最大脱档力后会导致无法升档；同时，该驱动力也会导致电机急剧加速，造成电机超速。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种电动汽车AMT陡坡换挡控制方法，本发明能解决现有技术方案在下陡坡换挡时容易造成换挡失败和电机超速的问题。
为实现此目的，本发明所设计的一种电动汽车AMT陡坡换挡控制方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：监测电动汽车电机转子的角加速度和电动汽车油门开度，如果电机转子的角加速度超出预设的角加速度阈值，且此时的油门开度为0，则把AMT升挡对应的电机转速提前预设值，即提前进入换挡模式，摘掉当前档位、升档；
步骤2：进入换挡模式后，首先控制电机扭矩降为0，然后开始摘挡时，判断电机转子的角加速度，如果角加速度超出预设的角加速度阈值，则控制电机主动施加同旋转方向相同的扭矩；
步骤3：摘挡过程中若电机已超速，仍继续执行步骤2的策略，摘掉档位后，即可防止电机超速；
步骤4：AMT档位摘到空挡后，控制电机调速，将电机转速调整到当前车速下的目标档位对应的转速；并根据车速变化率，对目标转速进行超前修正；
步骤5：电机转速调速完成后，将AMT挂入目标档位。
步骤6：电机转子的角加速度超出预设的角加速度阈值的情况下，如果仍然摘挡失败或挂档失败而导致未成功换挡从而导致TCU进入换挡保护模式后，等车速降到预设安全车速以下时，再继续尝试一次将AMT挂入目标档位动作。
本发明的优点在于：
本发明通过主动控制电机施加同旋转方向相同的扭矩，更利于下陡坡冲坡加速时的挂挡，避免了换挡失败的情况，利于挂档的同时也避免了因档位摘不掉导致冲坡时电机超速。另外本发明使换挡更加智能化，省去下坡档位挂不上时的司机手动干预，提高驾驶安全性和操作便利性。
附图说明
图1为本发明的逻辑流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
如图1所示的电动汽车AMT陡坡换挡控制方法，它包括如下步骤：
步骤1：通过电机控制器监测电动汽车电机转子的角加速度和电动汽车油门开度，如果电机转子的角加速度超出预设的角加速度阈值，且此时的油门开度为0，则通过AMT控制器TCU把AMT升挡对应的电机转速提前预设值，即提前进入换挡模式，通过AMT控制器TCU摘掉当前档位、升档，以防止下陡坡(陡坡为坡度≥20％的坡)未踩刹车时电机瞬间超速(如果档位没有摘掉，而下陡坡又未踩刹车，车辆就会拖着电机不断加速)，否则按保持常规升档点；
步骤2：进入换挡模式后，首先通过电机控制器(MCU，Motor Control Unit，电机控制器)控制电机扭矩降为0，然后开始摘挡时，通过AMT控制器TCU判断电机转子的角加速度，如果角加速度超出预设的角加速度阈值，则通过电机控制器控制电机主动施加同旋转方向相同的扭矩(扭矩值＝电机转子转动惯量*转子当前时刻的角加速度)，以抵消大部分车辆阻力，减小摘档力，从而解决换挡失败的问题(下陡坡重力会传递到电机、变速箱上，给摘挡带来额外的阻力，而通过本发明，主动施加同方向的扭矩后，抵消了这部分额外阻力，使得摘挡更容易。)，否则直接进入步骤3；
步骤3：摘挡过程中若电机已超速(通过AMT控制器TCU，接受电机控制器MCU的转速信号，超过电机能承受的最大转速后就认为超速)，仍继续执行步骤2的策略，摘掉档位后，即可防止电机超速(如果档位没有摘掉，而下陡坡又未踩刹车，车子就会拖着电机不断加速)；
步骤4：AMT档位摘到空挡后，通过电机控制器控制电机调速，将电机转速调整到当前车速下的目标档位对应的转速；并根据车速变化率，对电机目标转速进行超前修正(根据车速加速度*挂档机构响应时间+选档时的当前车速作为目标车速，并根据当前AMT档位确定对应的电机目标转速)，以更利于下陡坡冲坡加速时的挂挡(进行超前修正后，等挂档机构响应到位时，接合套和齿轮的转速差就会更小，否则不修正时，等挂档机构响应到位时，因为车速在快速变化，使得调速阶段的已调好的转速差进一步扩大)；
步骤5：电机转速调速完成后，将AMT挂入目标档位(可以尝试5次)，电机扭矩恢复到目标司机目标扭矩。
步骤6：电机转子的角加速度超出预设的角加速度阈值的情况下，如果仍然摘挡失败或挂档失败而导致未成功换挡而导致TCU进入换挡保护模式后，等车速降到预设安全车速(5km/h)以下时，再继续尝试一次将AMT挂入目标档位动作，从而使换挡更加智能化，省去司机的手动干预，提高驾驶安全性，本发明使换挡更加智能化，省去下坡档位挂不上时的司机手动干预，提高驾驶安全性和操作便利性。
步骤6中如果继续尝试一次将AMT挂入目标档位动作依然失败，则报系统故障。
上述技术方案中，所述预设的角加速度阈值为21rad/s2(超出这个阈值后摘挡阻力就会大于摘挡机构的摘挡力，导致摘不掉档)。所述步骤1中，电机转速提前预设值为提前500rpm，通过转速变化率识别出在下坡冲坡，然后就提前换挡，减少电机超速的可能。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (8)

1.一种电动汽车AMT陡坡换挡控制方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：监测电动汽车电机转子的角加速度和电动汽车油门开度，如果电机转子的角加速度超出预设的角加速度阈值，且此时的油门开度为0，则把AMT升挡对应的电机转速提前预设值，即提前进入换挡模式，摘掉当前档位、升档；
步骤2：进入换挡模式后，首先控制电机扭矩降为0，然后开始摘挡时，判断电机转子的角加速度，如果角加速度超出预设的角加速度阈值，则控制电机主动施加同旋转方向相同的扭矩；
步骤3：摘挡过程中若电机已超速，仍继续执行步骤2的策略，摘掉档位后，即可防止电机超速；
步骤4：AMT档位摘到空挡后，控制电机调速，将电机转速调整到当前车速下的目标档位对应的转速；并根据车速变化率，对目标转速进行超前修正；
步骤5：电机转速调速完成后，将AMT挂入目标档位。
2.根据权利要求1所述的电动汽车AMT陡坡换挡控制方法，其特征在于：所述5后还包括步骤6：电机转子的角加速度超出预设的角加速度阈值的情况下，如果仍然摘挡失败或挂档失败而导致未成功换挡从而导致TCU进入换挡保护模式后，等车速降到预设安全车速以下时，再继续尝试一次将AMT挂入目标档位动作。
3.根据权利要求1所述的电动汽车AMT陡坡换挡控制方法，其特征在于：所述预设的角加速度阈值为21rad/s2。
4.根据权利要求1所述的电动汽车AMT陡坡换挡控制方法，其特征在于：所述步骤1中，电机转速提前预设值为提前500rpm。
5.根据权利要求2所述的电动汽车AMT陡坡换挡控制方法，其特征在于：所述步骤6中如果继续尝试一次将AMT挂入目标档位动作依然失败，则报系统故障。
6.根据权利要求1所述的电动汽车AMT陡坡换挡控制方法，其特征在于：所述步骤3中，电机超速的判断方法为通过AMT控制器TCU，接受电机控制器MCU的转速信号，超过电机能承受的最大转速后就认为超速。
7.根据权利要求1所述的电动汽车AMT陡坡换挡控制方法，其特征在于：所述步骤4中，根据车速加速度*挂档机构响应时间+选档时的当前车速作为目标车速，并根据当前AMT档位确定对应的电机目标转速。
8.根据权利要求1所述的电动汽车AMT陡坡换挡控制方法，其特征在于：所述步骤2中控制电机主动施加同旋转方向相同的扭矩的扭矩计算方法为扭矩值＝电机转子转动惯量*转子角当前时刻的加速度。
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