CN112797155B - 一种电动汽车自动变速箱换挡控制方法 - Google Patents

一种电动汽车自动变速箱换挡控制方法 Download PDF

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Abstract

一种电动汽车自动变速箱换挡控制方法，首先在整车需要换挡时进行第一次路况判断，然后在整车满足换挡条件时依次控制驱动电机转矩清零、控制换挡电机摘挡、控制驱动电机调速、控制换挡电机挂挡，其次进行第二次路况判断，再通过比较第一次路况判断结果、第二次路况判断结果得到实际路况并根据实际路况计算得到驱动电机目标转矩，最后将驱动电机转矩调整至目标转矩，换挡完成。该方法不仅通过实际路况计算得到驱动电机的目标转矩，使得驱动电机转矩能够随实际路况的变化而变化，提高了换挡平顺性，驾驶体验好，而且通过将两次路况判断结果相比较以确定实际路况，避免了对路况的误判，可靠性较高。

Description

一种电动汽车自动变速箱换挡控制方法
技术领域
本发明属于新能源汽车技术领域，具体涉及一种电动汽车自动变速箱换挡控制方法，适用于提高电动汽车换挡平顺性。
背景技术
随着新能源行业的兴起，电动汽车技术的应用也越来越广，电动汽车在上坡时所需的转矩较大、下坡时所需转矩较小，然而电动汽车多采用无离合器的传动结构，其换档的判断与实施完全电子化，输出转矩由控制器限制，无法改变，导致爬坡动力不足或者下坡速度较快，换挡平顺性较低，驾驶体验差。因此，存在换挡平顺性较差的问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的上述问题，提供一种具有较高换挡平顺性的电动汽车自动变速箱换挡控制方法。
为实现以上目的，本发明提供了以下技术方案：
一种电动汽车自动变速箱换挡控制方法，所述控制方法依次包括以下步骤：
S1、所述变速箱控制器判断整车是否需要换挡，若需要，则发送换挡请求至整车控制器并进行第一次路况判断；
S2、所述整车控制器根据换挡请求判断整车是否满足换挡条件，若满足则驱动电机控制器进入变速箱控制器控制模式；
S3、所述变速箱控制器首先控制驱动电机控制器将驱动电机转矩清零，然后控制换挡电机摘挡；
S4、首先变速箱控制器将驱动电机目标转速发送至驱动电机控制器，然后驱动电机控制器根据驱动电机目标转速对驱动电机进行调速，直至调速后的驱动电机转速与驱动电机目标转速之间的差速合格；
S5、所述变速箱控制器首先控制换挡电机挂挡，然后进行第二次路况判断，再通过比较第二次路况判断结果、第一次路况判断结果得到实际路况，最后根据实际路况计算得到驱动电机目标转矩；
S6、所述变速箱控制器首先控制驱动电机控制器将驱动电机转矩调整至目标转矩，然后发送换挡完成信号至整车控制器；
S7、所述驱动电机控制器进入整车控制器控制模式。
步骤S1中，所述第一次路况判断具体为：所述变速箱控制器将实测的整车速度和轮边转矩带入预先标定的道路坡度-整车速度-轮边转矩MAP中得到道路坡度，从而确定当前路况是上坡路况、下坡路况还是平路路况。
步骤S5中，所述第二次路况判断具体为：所述变速箱控制器通过由轮速传感器信号获得的整车轮速计算得到轮速变化率，若轮速变化率为负值且其绝对值大于第一设定阈值K1，则判定当前路况为上坡路况，若轮速变化率为正值且其绝对值大于第二设定阈值K2，则判定当前路况为下坡路况，否则判定当前路况为平路路况。
步骤S5中，所述第二次路况判断结果、第一次路况判断结果的比较方法为：若第二次路况判断结果与第一次路况判断结果相同，则以第一次路况判断结果为实际路况，若第二次路况判断结果、第一次路况判断结果不相同，则以平路路况为实际路况。
步骤S5中，所述驱动电机目标转矩的计算步骤具体为：首先根据整车车速、传动比建立目标转矩计算函数，然后根据道路坡度通过目标转矩计算函数计算得到驱动电机目标转矩；
其中，所述目标转矩计算函数为：
T＝Pe*9550*X/n
Figure BDA0002888847590000021
上式中，T为目标转矩，Pe为驱动电机功率，X为加权系数，n为驱动电机转速，ηT为传动系统效率，G为整车重力，f为滚动阻力系数，ua为车速，CD为空气阻力系数，A为迎风面积，i为道路坡度，δ为质量换算系数，m为整车质量，
Figure BDA0002888847590000022
为速度变化率，所述X由将道路坡度、实际路况带入预先标定的实际路况-道路坡度-加权系数MAP中得到。
步骤S2中，所述换挡条件具体为：整车车速不超过整车最高车速Vmax且驱动电机转速达到换档转速nN。
步骤S3中，所述驱动电机转矩清零的判断条件为：所述驱动电机转矩小于第三设定阈值Tc。
步骤S4中，所述调速后的驱动电机转速与驱动电机目标转速之间的差速合格的判断条件为：所述调速后的驱动电机转速与驱动电机目标转速之间的差值小于第四设定阈值nc。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明一种电动汽车自动变速箱换挡控制方法首先在整车需要换挡时进行第一次路况判断，然后在整车满足换挡条件时依次对驱动电机进行转矩清零、对换挡电机进行摘挡、对驱动电机进行调速，其次进行第二次路况判断，再通过比较第一次路况判断结果、第二次路况判断结果得到实际路况并根据实际路况计算得到驱动电机目标转矩，最后在控制换挡电机挂挡后将驱动电机转矩调整至目标转矩，换挡完成，该方法一方面，由于目标转矩由实际路况计算得到，使得驱动电机转矩能够随实际路况的变化而变化，提高了换挡平顺性，另一方面，通过将两次路况判断结果相比较以确定实际路况，避免了对路况的误判，可靠性较高。因此，本发明不仅提高了换挡平顺性，而且具有较高的可靠性。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。
参见图1，一种电动汽车自动变速箱换挡控制方法，所述控制方法依次包括以下步骤：
S1、所述变速箱控制器判断整车是否需要换挡，若需要，则发送换挡请求至整车控制器并进行第一次路况判断；
S2、所述整车控制器根据换挡请求判断整车是否满足换挡条件，若满足则驱动电机控制器进入变速箱控制器控制模式；
S3、所述变速箱控制器首先控制驱动电机控制器将驱动电机转矩清零，然后控制换挡电机摘挡；
S4、首先变速箱控制器将驱动电机目标转速发送至驱动电机控制器，然后驱动电机控制器根据驱动电机目标转速对驱动电机进行调速，直至调速后的驱动电机转速与驱动电机目标转速之间的差速合格；
S5、所述变速箱控制器首先控制换挡电机挂挡，然后进行第二次路况判断，再通过比较第二次路况判断结果、第一次路况判断结果得到实际路况，最后根据实际路况计算得到驱动电机目标转矩；
S6、所述变速箱控制器首先控制驱动电机控制器将驱动电机转矩调整至目标转矩，然后发送换挡完成信号至整车控制器；
S7、所述驱动电机控制器进入整车控制器控制模式。
步骤S1中，所述第一次路况判断具体为：所述变速箱控制器将实测的整车速度和轮边转矩带入预先标定的道路坡度-整车速度-轮边转矩MAP中得到道路坡度，从而确定当前路况是上坡路况、下坡路况还是平路路况。
步骤S5中，所述第二次路况判断具体为：所述变速箱控制器通过由轮速传感器信号获得的整车轮速计算得到轮速变化率，若轮速变化率为负值且其绝对值大于第一设定阈值K1，则判定当前路况为上坡路况，若轮速变化率为正值且其绝对值大于第二设定阈值K2，则判定当前路况为下坡路况，否则判定当前路况为平路路况。
步骤S5中，所述第二次路况判断结果、第一次路况判断结果的比较方法为：若第二次路况判断结果与第一次路况判断结果相同，则以第一次路况判断结果为实际路况，若第二次路况判断结果、第一次路况判断结果不相同，则以平路路况为实际路况。
步骤S5中，所述驱动电机目标转矩的计算步骤具体为：首先根据整车车速、传动比建立目标转矩计算函数，然后根据道路坡度、实际路况通过目标转矩计算函数计算得到驱动电机目标转矩；
其中，所述目标转矩计算函数为：
T＝Pe*9550*X/n
Figure BDA0002888847590000041
上式中，T为目标转矩，Pe为驱动电机功率，X为加权系数，n为驱动电机转速，ηT为传动系统效率，G为整车重力，f为滚动阻力系数，ua为车速，CD为空气阻力系数，A为迎风面积，i为道路坡度，δ为质量换算系数，m为整车质量，
Figure BDA0002888847590000051
为速度变化率，所述X由将道路坡度、实际路况带入预先标定的实际路况-道路坡度-加权系数MAP中得到。
步骤S2中，所述换挡条件具体为：整车车速不超过整车最高车速Vmax且驱动电机转速达到换档转速nN。
步骤S3中，所述驱动电机转矩清零的判断条件为：所述驱动电机转矩小于第三设定阈值Tc。
步骤S4中，所述调速后的驱动电机转速与驱动电机目标转速之间的差速合格的判断条件为：所述调速后的驱动电机转速与驱动电机目标转速之间的差值小于第四设定阈值nc。
本发明的原理说明如下：
本发明一种电动汽车自动变速箱换挡控制方法将换挡与实际路况相结合，不同的实际路况下驱动电机的目标转矩不同，从而提高了驾驶平顺性，驾驶体验较好。
实施例1：
参见图1，一种电动汽车自动变速箱换挡控制方法，所述控制方法依次按照以下步骤进行：
S1、所述变速箱控制器判断整车是否需要换挡，若需要，则发送换挡请求至整车控制器并进行第一次路况判断；
其中，所述第一次路况判断具体为：所述变速箱控制器将实测的整车速度和轮边转矩带入预先标定的道路坡度-整车速度-轮边转矩MAP中得到道路坡度，从而确定当前路况是上坡路况、下坡路况还是平路路况；
S2、所述整车控制器根据换挡请求判断整车是否满足换挡条件，若满足则驱动电机控制器进入变速箱控制器控制模式，其中，所述换挡条件为整车车速不超过整车最高车速Vmax且驱动电机转速达到换档转速nN；
S3、所述变速箱控制器首先控制驱动电机控制器将驱动电机转矩清零，然后控制换挡电机摘挡，其中，所述驱动电机转矩清零的判断条件为驱动电机转矩小于第三设定阈值Tc；
S4、首先变速箱控制器将驱动电机目标转速发送至驱动电机控制器，然后驱动电机控制器根据驱动电机目标转速对驱动电机进行调速，直至调速后的驱动电机转速与驱动电机目标转速之间的差速合格，其中，所述差速合格的判断条件为调速后的驱动电机转速与驱动电机目标转速之间的差值小于第四设定阈值nc；
S5、所述变速箱控制器首先控制换挡电机挂挡，然后进行第二次路况判断，其次将第二次路况判断结果与第一次路况判断结果相比较，若两者相同，则以第一次路况判断结果作为实际路况，若两者不相同，则以平路路况作为实际路况，再根据整车车速、传动比建立目标转矩计算函数，最后根据实际路况通过目标转矩计算函数计算得到驱动电机目标转矩；
其中，所述第二次路况判断具体为：所述变速箱控制器通过由轮速传感器信号获得的整车轮速计算得到轮速变化率，若轮速变化率为负值且其绝对值大于第一设定阈值K1，则判定当前路况为上坡路况，若轮速变化率为正值且其绝对值大于第二设定阈值K2，则判定当前路况为下坡路况，否则判定当前路况为平路路况；
所述目标转矩计算函数为：
T＝Pe*9550*X/n
Figure BDA0002888847590000061
上式中，T为目标转矩，Pe为驱动电机功率，X为加权系数，n为驱动电机转速，ηT为传动系统效率，G为整车重力，f为滚动阻力系数，ua为车速，CD为空气阻力系数，A为迎风面积，i为道路坡度，δ为质量换算系数，m为整车质量，
Figure BDA0002888847590000062
为速度变化率，所述X由将道路坡度、实际路况带入预先标定的实际路况-道路坡度-加权系数MAP中得到；
S6、所述变速箱控制器首先控制驱动电机控制器将驱动电机转矩调整至目标转矩，然后发送换挡完成信号至整车控制器；
S7、所述驱动电机控制器进入整车控制器控制模式。

Claims (5)

1.一种电动汽车自动变速箱换挡控制方法，其特征在于：
所述控制方法依次包括以下步骤：
S1、变速箱控制器判断整车是否需要换挡，若需要，则发送换挡请求至整车控制器并进行第一次路况判断；
S2、所述整车控制器根据换挡请求判断整车是否满足换挡条件，若满足则驱动电机控制器进入变速箱控制器控制模式；
S3、所述变速箱控制器首先控制驱动电机控制器将驱动电机转矩清零，然后控制换挡电机摘挡；
S4、首先变速箱控制器将驱动电机目标转速发送至驱动电机控制器，然后驱动电机控制器根据驱动电机目标转速对驱动电机进行调速，直至调速后的驱动电机转速与驱动电机目标转速之间的差速合格；
S5、所述变速箱控制器首先控制换挡电机挂挡，然后进行第二次路况判断，再通过比较第二次路况判断结果、第一次路况判断结果得到实际路况，最后根据实际路况计算得到驱动电机目标转矩；
S6、所述变速箱控制器首先控制驱动电机控制器将驱动电机转矩调整至目标转矩，然后发送换挡完成信号至整车控制器；
S7、所述驱动电机控制器进入整车控制器控制模式；
步骤S1中，所述第一次路况判断具体为：所述变速箱控制器将实测的整车速度和轮边转矩带入预先标定的道路坡度-整车速度-轮边转矩MAP中得到道路坡度，从而确定当前路况是上坡路况、下坡路况还是平路路况；
步骤S5中，所述第二次路况判断具体为：所述变速箱控制器通过由轮速传感器信号获得的整车轮速计算得到轮速变化率，若轮速变化率为负值且其绝对值大于第一设定阈值K1，则判定当前路况为上坡路况，若轮速变化率为正值且其绝对值大于第二设定阈值K2，则判定当前路况为下坡路况，否则判定当前路况为平路路况；
所述驱动电机目标转矩的计算步骤具体为：
首先根据整车车速建立目标转矩计算函数，然后根据实际路况通过目标转矩计算函数计算得到驱动电机目标转矩，所述目标转矩计算函数为：
T＝Pe*9550*X/n
Figure FDA0003583641450000021
上式中，T为目标转矩，Pe为驱动电机功率，X为加权系数，n为驱动电机转速，ηT为传动系统效率，G为整车重力，f为滚动阻力系数，ua为车速，CD为空气阻力系数，A为迎风面积，i为道路坡度，δ为质量换算系数，m为整车质量，
Figure FDA0003583641450000022
为速度变化率，所述X由将道路坡度、实际路况带入预先标定的实际路况-道路坡度-加权系数MAP中得到。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车自动变速箱换挡控制方法，其特征在于：
步骤S5中，所述第二次路况判断结果、第一次路况判断结果的比较方法为：若第二次路况判断结果与第一次路况判断结果相同，则以第一次路况判断结果为实际路况，若第二次路况判断结果、第一次路况判断结果不相同，则以平路路况为实际路况。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车自动变速箱换挡控制方法，其特征在于：
步骤S2中，所述换挡条件具体为：整车车速不超过整车最高车速Vmax且驱动电机转速达到换档转速nN。
4.根据权利要求1所述的一种电动汽车自动变速箱换挡控制方法，其特征在于：
步骤S3中，所述驱动电机转矩清零的判断条件为：所述驱动电机转矩小于第三设定阈值Tc。
5.根据权利要求1所述的一种电动汽车自动变速箱换挡控制方法，其特征在于：
步骤S4中，所述调速后的驱动电机转速与驱动电机目标转速之间的差速合格的判断条件为：所述调速后的驱动电机转速与驱动电机目标转速之间的差值小于第四设定阈值nc。
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