CN116906559A - 车辆升挡控制方法及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明属于车辆技术领域，公开了一种车辆升挡控制方法及车辆，车辆升挡控制方法包括以预设时间间隔循环进行升挡控制。根据各个预期换挡后车速、换挡后需求加速度、车辆质量和换挡后预期道路坡度，确定由当前挡位向各个待选挡位换挡后的变速箱输入轴需求扭矩，换挡后需求加速度等于当前加速度，换挡后预期道路坡度等于当前道路坡度；确定车辆在各个待选挡位和对应预期换挡后车速下的变速箱输入轴最大输入扭矩；如果存在待选挡位满足换挡条件，则控制车辆向满足换挡条件的待选挡位中的最高挡位进行换挡；换挡条件包括车辆在各个待选挡位和对应预期换挡后车速下的变速箱输入轴最大输入扭矩不小于换挡后变速箱输入轴需求扭矩。

Description

车辆升挡控制方法及车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种车辆升挡控制方法及车辆。

背景技术

在车辆的某些使用场景中，车辆速度波动变化较大，导致车辆换挡频繁，而频繁的换挡会降低车辆的驾驶舒适性，并且会增加车辆熄火的风险。例如在地形复杂、车辆型号繁多的矿场中，由于地形及其它车辆的影响，车辆速度往往频繁发生变化，导致车辆熄火风险较高，难以满足矿场安全作业的需要。

因此，亟需一种车辆升挡控制方法及车辆，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车辆升挡控制方法，减少换挡次数，并且避免由于换挡而导致车辆加速度发生大的变化。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

车辆升挡控制方法，包括：

以预设时间间隔循环进行升挡控制，升挡控制包括：

确定车辆当前车速和当前加速度；

根据车辆当前驱动力、车辆质量、当前车速和当前加速度确定由当前挡位向各个待选挡位换挡后的预期换挡后车速；

根据车辆当前车速和各个预期换挡后车速确定由当前挡位向各个待选挡位换挡后的变速箱输入轴预期转速；

根据各个预期换挡后车速、换挡后需求加速度、车辆质量和换挡后预期道路坡度，确定由当前挡位向各个待选挡位换挡后的变速箱输入轴需求扭矩，换挡后需求加速度等于当前加速度，换挡后预期道路坡度等于当前道路坡度；

确定车辆在各个待选挡位和对应预期换挡后车速下的变速箱输入轴最大输入扭矩；

判断各个待选挡位是否满足换挡条件，如果存在待选挡位满足换挡条件，则控制车辆向满足换挡条件的待选挡位中的最高挡位进行换挡；

换挡条件包括：车辆在各个待选挡位和对应预期换挡后车速下的变速箱输入轴最大输入扭矩不小于换挡后变速箱输入轴需求扭矩。

作为优选，如果各个待选挡位中不存在待选挡位满足换挡条件，则本次升挡控制不进行升挡动作。

作为优选，车辆当前驱动力为变速箱输入轴当前输入转矩。

作为优选，确定车辆当前加速度包括：

将当前车辆加速度传感器的测量值作为车辆当前加速度。

作为优选，根据车辆当前驱动力、当前车速和当前加速度确定由当前挡位向待选挡位换挡后的预期换挡后车速，包括：

根据车辆当前驱动力、车辆质量和车辆当前加速度确定车辆动力中断时间内的加速度；

根据当前挡位和目标挡位确定由当前挡位向目标挡位进行换挡的换挡时间初值；

根据当前车速和车辆动力中断时间内的加速度对换挡时间初值进行修正，得到由当前挡位向目标挡位进行换挡的换挡时间；

根据车辆动力中断时间内的加速度和由当前挡位向待选挡位进行换挡的换挡时间确定由当前挡位向待选挡位进行换挡的预期车速损失；

根据当前车速和预期车速损失确定由当前挡位向待选挡位换挡后的预期换挡后车速。

作为优选，如果车辆当前为纯电模式，则车辆在各个待选挡位和对应预期换挡后车速下的变速箱输入轴最大输入扭矩为车辆在纯电模式下的变速箱输入轴最大输入扭矩；

如果车辆当前为混动模式，则车辆在各个待选挡位和对应预期换挡后车速下的变速箱输入轴最大输入扭矩为车辆在混动模式下的变速箱输入轴最大输入扭矩。

作为优选，根据各个预期换挡后车速、换挡后需求加速度、车辆质量和换挡后预期道路坡度，确定向各个待选挡位换挡后的变速箱输入轴需求扭矩，包括：

根据各个预期换挡后车速、车辆质量和换挡后预期道路坡度，确定各个待选挡位对应的换挡后预期行驶阻力；

根据换挡后预期行驶阻力、车辆质量和换挡后需求加速度，确定各个待选挡位对应的变速箱输入轴需求扭矩。

作为优选，确定车辆当前车速和当前加速度前还包括：

判断车辆是否处于纯电模式或混动模式，如果车辆既不处于纯电模式，也不处于混动模式，则终止本次升挡控制。

作为优选，确定车辆当前车速和当前加速度前还包括：

判断车辆当前是否处于刹车状态，如果车辆当前处于刹车状态，则终止本次升挡控制。

车辆，采用上述任一项所述的车辆升挡控制方法进行升挡。

本发明的有益效果：

本发明的车辆升挡控制方法及车辆，以预设时间间隔进行升挡控制，在升挡控制过程中，确定由当前挡位向各个待选挡位换挡后的变速箱输入轴需求扭矩，以及车辆在各个待选挡位和对应预期换挡后车速下的变速箱输入轴最大输入扭矩，并且在根据各个预期换挡后车速、换挡后需求加速度、车辆质量和换挡后预期道路坡度确定变速箱输入轴需求扭矩的过程中，以当前加速度作为换挡后需求加速度，以当前道路坡度作为换挡后预期道路坡度，以车辆在各个待选挡位和对应预期换挡后车速下的变速箱输入轴最大输入扭矩不小于换挡后变速箱输入轴需求扭矩为挑选标准，从而保证车辆换挡后车辆的动力能够保证车辆在当前的道路条件下，以当前加速度继续行驶，避免车辆换挡后车辆行驶状态发生大的变化而导致后方车辆发生误判造成事故，从而提高车辆行驶的安全性。此外，在存在多个待选挡位满足换挡条件时，控制车辆向其中的最高挡位进行换挡，能够有效减少换挡次数，降低车辆熄火风险，提高车辆行驶的安全性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的P2混动架构的示意图；

图2是本发明实施例提供的车辆升挡控制方法的升挡控制的流程图；

图3是本发明实施例提供的根据车辆当前驱动力、车辆质量、当前车速和当前加速度确定由当前挡位向待选挡位换挡后的预期换挡后车速的流程图；

图4是本发明实施例提供的根据各个预期换挡后车速、换挡后需求加速度、车辆质量和换挡后预期道路坡度确定向各个待选挡位换挡后的变速箱输入轴需求扭矩的流程图。

图中：

1、AMT变速箱；2、发动机；3、驱动电机；4、离合器；5、驱动轮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本实施例提供一种车辆升挡控制方法，例如用于P2混动架构的AMT自动挡车辆的自动换挡控制。

如图1所示为车辆P2混动架构的示意图，AMT变速箱1是在原有机械式手动变速器基本结构不变的情况下，加装了电子单元的自动变速箱。AMT变速箱1的执行机构的驱动方式可以分为电动式、气动式、液压式和混合式，电动式以小型电动机作为驱动执行器件，气动式使用气缸作为驱动执行器件，液压式使用油缸作为驱动执行器件，混合式是指在同一个AMT变速箱1执行系统中同时使用两种以上的动力驱动器件。P2混动架构采用的是P2混动系统，P2混动系统是一种并联式的混合动力系统，P(Position)代表驱动电机3在混动系统中的位置，“2”代表在发动机2之后，变速箱之前。离合器4主要用于轴与轴之间的传动连接。P2混动系统中，离合器4完全接合时为混动模式，完全分开时为纯电动模式。驱动轮5在车辆动力系统的驱动下驱使车辆行驶。

如图2所示，车辆升挡控制方法包括：

以预设时间间隔进行升挡控制，间隔时间根据需要进行设定，例如每两秒进行一次升挡控制。升挡控制包括：

确定车辆当前车速和当前加速度；

根据车辆当前驱动力、当前车速和当前加速度确定由当前挡位向各个待选挡位换挡后的预期换挡后车速，具体地，在本实施例中，车辆当前驱动力为变速箱输入轴当前输入转矩；

根据车辆当前车速和各个预期换挡后车速确定由当前挡位向各个待选挡位换挡后的变速箱输入轴预期转速；

根据各个预期换挡后车速、换挡后需求加速度、车辆质量和换挡后预期道路坡度，确定由当前挡位向各个待选挡位换挡后的变速箱输入轴需求扭矩，换挡后需求加速度等于当前加速度，换挡后预期道路坡度等于当前道路坡度，在本实施例中，当前道路坡度根据车辆上安装的传感器获得，车辆质量根据当前道路、当前车速、当前车辆加速度和当前车辆驱动力通过动力学方程计算得到，具体计算过程为本领域的公知常识，这里不再赘述；

确定车辆在各个待选挡位和对应预期换挡后车速下的变速箱输入轴最大输入扭矩；

判断各个待选挡位是否满足换挡条件，如果存在待选挡位满足换挡条件，则控制车辆向满足换挡条件的待选挡位中的最高挡位进行换挡，也即是说，当存在多个待选挡位满足换挡条件时，控制车辆向多个满足换挡条件的待选挡位中的最高挡进行换挡，在只有一个待选挡位满足换挡条件时，车辆向该待选挡位进行换挡，而如果各个待选挡位中不存在待选挡位满足换挡条件，则本次升挡控制不进行升挡动作；

换挡条件包括：车辆在各个待选挡位和对应预期换挡后车速下的变速箱输入轴最大输入扭矩不小于换挡后变速箱输入轴需求扭矩。

本实施例提供的车辆升挡控制方法，以预设时间间隔进行升挡控制，在升挡控制过程中，确定由当前挡位向各个待选挡位换挡后的变速箱输入轴需求扭矩，以及车辆在各个待选挡位和对应预期换挡后车速下的变速箱输入轴最大输入扭矩，并且在根据各个预期换挡后车速、换挡后需求加速度、车辆质量和换挡后预期道路坡度确定变速箱输入轴需求扭矩的过程中，以当前加速度作为换挡后需求加速度，以当前道路坡度作为换挡后预期道路坡度，以车辆在各个待选挡位和对应预期换挡后车速下的变速箱输入轴最大输入扭矩不小于换挡后变速箱输入轴需求扭矩为挑选标准，从而保证车辆换挡后车辆的动力能够保证车辆在当前的道路条件下，以当前加速度继续行驶，避免由于换挡而导致车辆加速度发生大的变化进而导致后方车辆误判而造成事故，从而提高车辆行驶的安全性。此外，在存在多个待选挡位满足换挡条件时，控制车辆向其中的最高挡位进行换挡，能够有效减少换挡次数，降低车辆熄火风险，提高车辆行驶的安全性。

可选地，确定车辆当前加速度包括：将当前车辆加速度传感器的测量值作为车辆当前加速度。也即是通过在车辆上安装加速度传感器实现对车辆加速度的监测。

可选地，如图3所示，根据车辆当前驱动力、车辆质量、当前车速和当前加速度确定由当前挡位向待选挡位换挡后的预期换挡后车速，包括：

根据车辆当前驱动力、车辆质量和车辆当前加速度确定车辆动力中断时间内的加速度，车辆动力中断时间内的加速度也即是在当前行驶阻力不变的情况下，车辆驱动力为零时的车辆加速度，该计算过程为本领域的公知常识，这里不再赘述；

根据当前挡位和目标挡位确定由当前挡位向目标挡位进行换挡的换挡时间初值，换挡时间初值可通过当前挡位和目标挡位查询换挡时间初值MAP得到，换挡时间初值MAP通过实验获得，并预存于车辆中，换挡时间初值MAP包含当前挡位、目标挡位与换挡时间初值的对应关系，换挡时间初值为换挡执行机构(换挡执行机构在本实施例中为AMT变速箱1的换挡执行机构)的移动时间与换挡执行机构移动到目标挡位后的扭矩恢复时间之和；

根据当前车速和车辆动力中断时间内的加速度对换挡时间初值进行修正，得到由当前挡位向目标挡位进行换挡的换挡时间，AMT自动挡车辆升挡过程中需要通过中间轴制动器对变速箱输入轴转速进行调整，当前车速和车辆动力中断时间内的加速度决定了中间轴制动器对变速箱输入轴转速进行调整所需的时间，因此在换挡时间初值后，需要根据当前车速和车辆动力中断时间内的加速度对换挡时间初值进行修正，在本实施例中，根据当前车速和车辆动力中断时间内的加速度查询中间轴制动器修正系数MAP，得到中间轴制动器修正系数，由当前挡位向目标挡位进行换挡的换挡时间等于由当前挡位向目标挡位进行换挡的换挡时间初值与中间轴制动器修正系数的乘积，中间轴制动器修正系数MAP通过实验获得，并预存于车辆中，中间轴制动器修正系数MAP包含当前车速、车辆动力中断时间内的加速度与中间轴制动器修正系数的对应关系；

根据车辆动力中断时间内的加速度和由当前挡位向待选挡位进行换挡的换挡时间确定由当前挡位向待选挡位进行换挡的预期车速损失，由当前挡位向待选挡位进行换挡的预期车速损失等于车辆动力中断时间内的加速度与由当前挡位向待选挡位进行换挡的换挡时间的乘积，换挡时间也即是动力中断时间；

根据当前车速和预期车速损失确定由当前挡位向待选挡位换挡后的预期换挡后车速，由当前挡位向待选挡位换挡后的预期换挡后车速等于当前车速与预期车速损失之间的差值。

可选地，如图4所示，根据各个预期换挡后车速、换挡后需求加速度、车辆质量和换挡后预期道路坡度，确定向各个待选挡位换挡后的变速箱输入轴需求扭矩，包括：

根据各个预期换挡后车速、车辆质量和换挡后预期道路坡度，确定各个待选挡位对应的换挡后预期行驶阻力，车辆的行驶阻力包括空气阻力、车轮的滚动阻力以及车辆重力沿车辆行驶方向的分力，在车辆上坡时，车辆重力沿车辆行驶方向的分力为车辆重力沿平行于坡道的方向的分力，且为正值，车辆下坡时，车辆重力沿车辆行驶方向的分力为车辆重力沿平行于坡道的方向的分力，且为负值；

根据换挡后预期行驶阻力、车辆质量和换挡后需求加速度，确定各个待选挡位对应的变速箱输入轴需求扭矩，根据换挡后预期行驶阻力、车辆质量和换挡后需求加速度通过动力学方程计算车辆所需驱动力为本领域的公知常识，这里不再赘述。

可选地，如果车辆当前为纯电模式，则车辆在各个待选挡位和对应预期换挡后车速下的变速箱输入轴最大输入扭矩为车辆在纯电模式下的变速箱输入轴最大输入扭矩；如果车辆当前为混动模式，则车辆在各个待选挡位和对应预期换挡后车速下的变速箱输入轴最大输入扭矩为车辆在混动模式下的变速箱输入轴最大输入扭矩。也即是说，以不改变车辆的动力输出模式为前提对车辆进行升挡控制。

可选地，确定车辆当前车速和当前加速度前还包括：判断车辆当前是否处于刹车状态，如果车辆当前处于刹车状态，则终止本次升挡控制。刹车状态下，车辆处于降速状态，此时不需要对车辆进行升挡。

可选地，确定车辆当前车速和当前加速度前还包括：判断车辆是否处于纯电模式或混动模式，如果车辆既不处于纯电模式，也不处于混动模式，则终止本次升挡控制。

本实施例还提供一种车辆，采用上述的车辆升挡控制方法进行升挡，从而保证车辆换挡后车辆的动力能够保证车辆在当前的道路条件下，以当前加速度继续行驶，避免车辆换挡后车辆行驶状态发生大的变化而导致后方车辆发生误判造成事故，从而提高车辆行驶的安全性，并且减少换挡次数，降低车辆熄火风险，提高车辆行驶的安全性。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.车辆升挡控制方法，其特征在于，包括：

以预设时间间隔循环进行升挡控制，升挡控制包括：

确定车辆当前车速和当前加速度；

根据车辆当前驱动力、车辆质量、当前车速和当前加速度确定由当前挡位向各个待选挡位换挡后的预期换挡后车速；

根据车辆当前车速和各个预期换挡后车速确定由当前挡位向各个待选挡位换挡后的变速箱输入轴预期转速；

根据各个预期换挡后车速、换挡后需求加速度、车辆质量和换挡后预期道路坡度，确定由当前挡位向各个待选挡位换挡后的变速箱输入轴需求扭矩，换挡后需求加速度等于当前加速度，换挡后预期道路坡度等于当前道路坡度；

确定车辆在各个待选挡位和对应预期换挡后车速下的变速箱输入轴最大输入扭矩；

判断各个待选挡位是否满足换挡条件，如果存在待选挡位满足换挡条件，则控制车辆向满足换挡条件的待选挡位中的最高挡位进行换挡；

换挡条件包括：车辆在各个待选挡位和对应预期换挡后车速下的变速箱输入轴最大输入扭矩不小于换挡后变速箱输入轴需求扭矩。

2.根据权利要求1所述的车辆升挡控制方法，其特征在于，如果各个待选挡位中不存在待选挡位满足换挡条件，则本次升挡控制不进行升挡动作。

3.根据权利要求1所述的车辆升挡控制方法，其特征在于，车辆当前驱动力为变速箱输入轴当前输入转矩。

4.根据权利要求1所述的车辆升挡控制方法，其特征在于，确定车辆当前加速度包括：

将当前车辆加速度传感器的测量值作为车辆当前加速度。

5.根据权利要求1所述的车辆升挡控制方法，其特征在于，根据车辆当前驱动力、当前车速和当前加速度确定由当前挡位向待选挡位换挡后的预期换挡后车速，包括：

根据车辆当前驱动力、车辆质量和车辆当前加速度确定车辆动力中断时间内的加速度；

根据当前挡位和目标挡位确定由当前挡位向目标挡位进行换挡的换挡时间初值；

根据当前车速和车辆动力中断时间内的加速度对换挡时间初值进行修正，得到由当前挡位向目标挡位进行换挡的换挡时间；

根据车辆动力中断时间内的加速度和由当前挡位向待选挡位进行换挡的换挡时间确定由当前挡位向待选挡位进行换挡的预期车速损失；

根据当前车速和预期车速损失确定由当前挡位向待选挡位换挡后的预期换挡后车速。

6.根据权利要求1所述的车辆升挡控制方法，其特征在于，如果车辆当前为纯电模式，则车辆在各个待选挡位和对应预期换挡后车速下的变速箱输入轴最大输入扭矩为车辆在纯电模式下的变速箱输入轴最大输入扭矩；

如果车辆当前为混动模式，则车辆在各个待选挡位和对应预期换挡后车速下的变速箱输入轴最大输入扭矩为车辆在混动模式下的变速箱输入轴最大输入扭矩。

7.根据权利要求1所述的车辆升挡控制方法，其特征在于，根据各个预期换挡后车速、换挡后需求加速度、车辆质量和换挡后预期道路坡度，确定向各个待选挡位换挡后的变速箱输入轴需求扭矩，包括：

根据各个预期换挡后车速、车辆质量和换挡后预期道路坡度，确定各个待选挡位对应的换挡后预期行驶阻力；

根据换挡后预期行驶阻力、车辆质量和换挡后需求加速度，确定各个待选挡位对应的变速箱输入轴需求扭矩。

8.根据权利要求1所述的车辆升挡控制方法，其特征在于，确定车辆当前车速和当前加速度前还包括：

判断车辆是否处于纯电模式或混动模式，如果车辆既不处于纯电模式，也不处于混动模式，则终止本次升挡控制。

9.根据权利要求1所述的车辆升挡控制方法，其特征在于，确定车辆当前车速和当前加速度前还包括：

判断车辆当前是否处于刹车状态，如果车辆当前处于刹车状态，则终止本次升挡控制。

10.车辆，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的车辆升挡控制方法进行升挡。