CN111006009B - 一种适于自动变速器车辆爬坡的换挡策略 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种适于自动变速器车辆爬坡的换挡策略，当加速踏板的开度大于目标设定值且车辆的纵向加速度小于目标设定值时，对车辆当前的车速进行判断：当实际车速小于换挡车速时，车辆处于爬坡状态，且保持原换挡策略；当实际车速介于换挡车速和一挡最大车速之间时，车辆处于爬坡状态，将车辆的挡位控制在一挡且对车辆的最大车速进行限制；当实际车速大于一挡最大车速时，车辆保持原换挡策略。本发明在不额外借助其他仪器设备的情况下，利用加速踏板信号和车辆纵向加速度值对变化情况对车辆爬坡过程中的换挡策略进行修正，在不额外增加整车零部件成本的情况下，同时避免了车辆爬坡过程中频繁的换挡，从而提高了车辆驾驶舒适性。

Description

一种适于自动变速器车辆爬坡的换挡策略
技术领域
本发明涉及电动车辆的换挡策略，更为具体地说是指一种适于自动变速器车辆爬坡的换挡策略。
背景技术
随着新能源车辆的快速发展，人们对车辆乘坐的舒适性和可靠性有了更高的要求，而匹配自动变速器的电动车辆换挡车速点通常根据驱动电机的外特性和各挡位速比优化计算得到最优的换挡车速，减少换挡过程中的顿挫感。但是在车辆坡道行驶过程中，时常会因为坡度和负载的变化导致车速的变化，这将使车辆存在频繁换挡的情况，而会影响乘客的乘坐舒适性，同时长此以往会对于自动变速器的执行机构有一定的损害。
因此，优化车辆爬坡过程中换挡策略有较大意义。但现存的车辆坡道换挡策略的修正方法，大多都是需要借助额外的仪器设备对车辆的当前状态进行判别并计算车辆的需求，利用仪器设备虽然能够较为准确地计算当前车辆的状态，而这将对导致整车的零部件成本增加，在车辆批量生产过程中，总生产成本将被放大。若能够提出一种低成本且合理的车辆爬坡过程换挡策略修正的方法，将会大大的降低生产成本。
发明内容
本发明提供一种自动变速器车辆的爬坡换挡策略，以解决现有换挡策略的修正方法借助辅助设备对车辆当前状态判别及计算车辆需求，导致整车的零部件成本增加等缺点。
本发明采用如下技术方案：
一种适于自动变速器车辆爬坡的换挡策略，包括如下步骤：S1、车辆行驶过程中，在一定的计算周期内，计算当前时间点车辆纵向加速度值，并结合加速踏板的开度判断是否对车辆当前的换挡策略进行修正，若是进入S2，若否保持原换挡策略；S2、结合当前车辆的行驶速度，对车辆当前的换挡策略进行修正；S3、在一定的计算周期内，通过对加速踏板开度、车速以及电机输出扭矩的监控，使车辆进行完换挡策略修正后在满足设定条件下退出当前换挡模式。
上述步骤S1具体按以下方法进行：（1）、利用加速踏板变化的趋势以及开度来判断驾驶员的驾驶意图，并结合实时的车速信息用来判断车辆当前的行驶状态；（2）、当前时间点车辆的纵向加速度值利用车速计算得到；（3）、当加速踏板开度达到目标设定值且在固定的周期内车辆的纵向加速度持续小于目标设定值时，进入下一判定条件；如若不满足上述条件，不对车辆的换挡策略进行修正，即车辆保持原换挡策略。
进一步地，上述加速踏板开度的目标值设定参考车辆所匹配的驱动电机的外特性和车辆满载质量设定。
进一步地，上述车辆纵向加速度的目标设定值参考车辆所匹配的驱动电机的外特性和车辆65%载质量进行设定。
优选地，车辆的纵向加速度持续小于目标设定值持续的时间设定为5s。
当加速踏板开度、车辆纵向加速度大小以及持续时间不符合任意设定条件时，不对车辆的换挡策略进行修正，即车辆保持原换挡状态。
上述步骤S2具体按以下方法进行：（1）、若车辆当前车速小于车辆的最优换挡车速，则不对车辆的换挡策略进行修正，即车辆保持原换挡策略；（2）、若车辆当前车速介于最优换挡车速和一挡峰值车速之间时，则对车辆的换挡策略进行修正，使车辆自动变速器挡位始终控制在一挡，即不进行换挡，同时对车辆的最高车速进行限制；（3）、若车辆当前车速大于一挡的峰值车速，则不对车辆的换挡策略进行修正，即车辆保持原换挡策略。
具体地，上述车辆的最优换挡车速点是参考驱动电机的驱动Map，结合自动变速器各个挡位的传动比，在综合考虑车辆动力性、经济性并使得换挡前后总成端的输出扭矩不会有较大的差异，以减小换挡过程中的顿挫感的情况下，确定了驱动电机的换挡转速点，从而确定了最优换挡车速。
上述步骤S2具体按以下方法进行：（1）、在车辆行驶过程中，当电机端输出扭矩降幅超过设定目标值时，退出当前换挡模式，即执行原换挡策略；（2）、当车速降为0时，退出当前换挡模式，即执行原换挡策略。
具体地，上述电机端输出扭矩降幅需根据最优换挡车速对应的电机转速下在驱动电机外特性上所对应的最大扭矩值，结合驱动电机外特性上的最小扭矩值，计算两者间的差异百分比，将结合测试经验将计算所得的差异百分比进行方法得到目标降幅值。
由上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明在不额外借助其它仪器设备的情况下，利用加速踏板的开度和当前车辆的纵向加速度值，结合车速对当前车辆的换挡策略进行修正。该发明的换挡策略更为简单，优化挡位选择策略，在不额外增加车辆制造成本的情况下，能够避免车辆坡道行驶过程中频繁换挡，提高驾驶舒适性。
附图说明
图1为本发明流程图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的具体实施方式。为了全面理解本发明，下面描述到许多细节，但对于本领域技术人员来说，无需这些细节也可实现本发明。对于公知的组件、方法及过程，以下不再详细描述。
本发明基于加速踏板的开度和当前车辆的纵向加速度值，结合车速对当前车辆的换挡策略进行修正，接下来将结合图1对本发明进行介绍，本发明具体是按下面的实例进行的：
步骤1：车辆行驶过程中，在一定的计算周期内，计算当前时间点车辆纵向加速度值，并结合加速踏板的开度判断是否对车辆当前的换挡策略进行修正，若是进入步骤2，若否保持原换挡策略；
步骤2：结合当前车辆的行驶速度，对车辆当前的换挡策略进行修正；
步骤3：在一定的计算周期内，通过对加速踏板开度、车速以及电机输出扭矩的监控，使车辆进行完换挡策略修正后在满足设定条件下退出当前换挡模式。
上述步骤1具体按以下方法进行：1.1、利用加速踏板变化的趋势以及开度来判断驾驶员的驾驶意图，并结合实时的车速信息用来判断车辆当前的行驶状态。1.2、当前时间点车辆的纵向加速度值利用车速计算得到。1.3、当加速踏板开度达到目标设定值且在固定的周期内车辆的纵向加速度持续小于目标设定值时，进入下一判定条件；如若不满足上述条件，不对车辆的换挡策略进行修正，即车辆保持原换挡策略。
上述加速踏板开度的目标值设定需参考车辆所匹配的驱动电机的外特性和车辆满载设计质量，本实施例中将加速踏板开度目标值设定为80%。
上述车辆纵向加速度的目标设定值参考车辆所匹配的驱动电机的外特性和车辆65%载质量进行设定，本实施例中将车辆纵向加速度的目标值设定为0.3m/s2。
本实施例中车辆纵向加速度小于目标设定值持续的时间设定为5s。当加速踏板开度大于80%且车辆纵向加速度持续5s小于0.3m/s2时，进入下一判定环节。
当加速踏板开度、车辆纵向加速度大小以及持续时间不符合任意设定条件时，不对车辆的换挡策略进行修正，即车辆保持原换挡状态。
上述步骤2具体按以下方法进行：
2.1、若车辆当前车速小于车辆的最优换挡车速，则不对车辆的换挡策略进行修正，即车辆保持原换挡策略。
车辆的最优换挡车速点是参考驱动电机的驱动Map，结合自动变速器各个挡位的传动比，在综合考虑车辆动力性、经济性并使得换挡前后总成端的输出扭矩不会有较大的差异，以减小换挡过程中的顿挫感的情况下，确定了驱动电机的换挡转速点，从而确定了最优换挡车速，本实施例中将最优换挡车速点设定为V1。
2.2、若车辆当前车速介于最优换挡车速V1和一挡峰值车速Vmax之间时，则对车辆的换挡策略进行修正，使车辆自动变速器挡位始终控制在一挡，即不进行换挡，同时对车辆的最高车速进行限制。
该状态下对车辆最高行驶车速作出限制是处于保护驱动电机的考虑，利用自动变速器一挡传动比和主减速器传动比进行计算得到电机最高安全持续工作转速下的车速值，本实施例中将最大车速限制为Vmax-2。
2.3、若车辆当前车速大于一挡的峰值车速Vmax，则不对车辆的换挡策略进行修正，即车辆保持原换挡策略。
上述步骤3是针对上述步骤2.2中，车辆进行完换挡策略的修正后需在满足相关条件的情况下退出当前换挡模式，具体按以下方法进行：
3.1、车辆行驶过程中，当电机端输出扭矩降幅超过设定目标值时，退出当前换挡模式，即执行原换挡策略。
电机端输出扭矩降幅需根据最优换挡车速对应的电机转速下在驱动电机外特性上所对应的最大扭矩值，结合驱动电机外特性上的最小扭矩值，计算两者间的差异百分比，将结合测试经验将计算所得的差异百分比进行方法得到目标降幅值，本实施例中将电机端输出扭矩降幅目标值设定为25%。
3.2、当车速降为0时，退出当前换挡模式，即执行原换挡策略。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (9)

1.一种适于自动变速器车辆爬坡的换挡策略，其特征在于，包括如下步骤：
S1、车辆行驶过程中，在一定的计算周期内，计算当前时间点的车辆纵向加速度值，并结合加速踏板开度判断是否对车辆当前的换挡策略进行修正，若是进入S2，若否保持原换挡策略；具体按以下方法进行：（1）、利用加速踏板开度变化趋势以及加速踏板开度来判断驾驶员的驾驶意图，并结合实时的车速信息用来判断车辆当前的行驶状态；（2）、当前时间点的车辆纵向加速度利用车速计算得到；（3）、当加速踏板开度达到目标设定值且在固定的周期内车辆纵向加速度持续小于目标设定值时，进入下一判定条件；如若不满足上述条件，不对车辆的换挡策略进行修正，即车辆保持原换挡策略；
S2、结合当前车辆的行驶速度，对车辆当前的换挡策略进行修正；
S3、在一定的计算周期内，通过对加速踏板开度、车速以及电机端输出扭矩的监控，使车辆进行完换挡策略修正后在满足设定条件下退出当前换挡模式。
2.如权利要求1所述的一种适于自动变速器车辆爬坡的换挡策略，其特征在于：所述加速踏板开度的目标设定值参考车辆所匹配的驱动电机外特性和车辆满载质量进行设定。
3.如权利要求1所述的一种适于自动变速器车辆爬坡的换挡策略，其特征在于：所述车辆纵向加速度的目标设定值参考车辆所匹配的驱动电机外特性和车辆65%载质量进行设定。
4.如权利要求1所述的一种适于自动变速器车辆爬坡的换挡策略，其特征在于：所述车辆纵向加速度持续小于目标设定值的持续时间设定为5s。
5.如权利要求4所述的一种适于自动变速器车辆爬坡的换挡策略，其特征在于：当加速踏板开度、车辆纵向加速度以及持续时间中任一不符合上述条件时，不对车辆的换挡策略进行修正，即车辆保持原换挡策略。
6.如权利要求1所述的一种适于自动变速器车辆爬坡的换挡策略，其特征在于，所述步骤S2具体按以下方法进行：（1）、若车辆当前车速小于车辆的最优换挡车速，则不对车辆的换挡策略进行修正，即车辆保持原换挡策略；（2）、若车辆当前车速介于最优换挡车速和一挡峰值车速之间时，则对车辆的换挡策略进行修正，使车辆自动变速器挡位始终控制在一挡，即不进行换挡，同时对车辆的最高车速进行限制；（3）、若车辆当前车速大于一挡峰值车速，则不对车辆的换挡策略进行修正，即车辆保持原换挡策略。
7.如权利要求6所述的一种适于自动变速器车辆爬坡的换挡策略，其特征在于：所述车辆最优换挡车速是参考驱动电机的驱动Map，结合自动变速器各个挡位的传动比，在综合考虑车辆动力性、经济性并使得换挡前后总成端的输出扭矩不会有较大的差异，以减小换挡过程中的顿挫感的情况下，确定了驱动电机的换挡转速点，从而确定了最优换挡车速。
8.如权利要求1所述的一种适于自动变速器车辆爬坡的换挡策略，其特征在于，所述步骤S3具体按以下方法进行：（1）、在车辆行驶过程中，当电机端输出扭矩降幅超过设定目标值时，退出当前换挡模式，即执行原换挡策略；（2）、当车速降为0时，退出当前换挡模式，即执行原换挡策略。
9.如权利要求8所述的一种适于自动变速器车辆爬坡的换挡策略，其特征在于：所述电机端输出扭矩降幅需根据最优换挡车速对应的电机转速下在驱动电机外特性上所对应的最大扭矩值，结合驱动电机外特性上的最小扭矩值，计算两者间的差异百分比，并结合测试经验将计算所得的差异百分比进行优化得到电机端输出扭矩。
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