搭配手動變速箱的輕型純電動客車制動平順性優化方法與流程
2023-10-16 22:25:19 1
本發明涉及電車技術領域，具體的說，涉及一種搭配手動變速箱的輕型純電動客車制動平順性優化方法。
背景技術：
隨著電池技術進步和充電設施完善，純電動車越來越受到市場的青睞。而輕型純電動車由於成本更低、對電池容量要求更小等特點，更加具備產業化推廣的條件，目前已逐漸成為純電動車中的主力軍。
輕型純電動客車按驅動方式劃分，一般分為直驅型、搭配AMT變速箱型和搭配手動變速箱型。對於直驅型，動力系統結構相對較為簡單，傳動效率較高，但對電機輸出扭矩要求更大，電機成本及電機體積更大，若選用小電機，其爬坡能力會受限制。對於搭配AMT變速箱型，目前的AMT系統尚不成熟，因而限制了該類型車的產業化推廣，目前主要以技術預研為主。對於搭配手動變速箱型，因變速箱速比的存在，可選用較小的電機，爬坡適應性更好，司機操控性更強。綜上所述，搭配手動變速箱的輕型純電動車更具有優勢，因此也具有較大的市場需求。
搭配手動變速箱的電動客車，通常是基於原有的傳統車改裝而成，僅將動力源由發動機更換為驅動電機，能量來源由燃油更換為電池，整車的底盤、車身等基本保持不變。但是，搭配手動變速箱的電動客車中，制動踏板信號為開關信號，控制系統無法檢測到司機踩制動踏板的深度。而司機在實際駕駛時，常會保留傳統車的駕駛習慣，所以司機常會感覺低速檔制動力過強，高速檔制動力過小，即使同一檔位也會出現制動力變化不平順的問題。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種搭配手動變速箱的輕型純電動客車制動平順性優化方法，以解決現有的電動客車的制動不平順的技術問題。
本發明提供一種搭配手動變速箱的輕型純電動客車制動平順性優化方法，包括：
在制動時，根據車速與電機轉速的比值，實時計算當前的檔位；
根據當前的檔位，對電機給定相應的目標扭矩，且檔位越高，給定的目標扭矩越大。
進一步的是，該方法還包括：
當制動踏板被踩下時，根據電機的目標扭矩給定製動扭矩上升率，且目標扭矩越大，給定的制動扭矩上升率越小。
優選的是，當制動踏板被鬆開時，對制動扭矩的下降率進行限制。
進一步的是，該方法還包括：
根據電機轉速的變化率，獲取目標扭矩的修正係數，且電機轉速下降越快，修正係數越小；
根據修正係數，修正目標扭矩的大小。
優選的是，在制動換擋時，該方法還包括：
當離合器處於分離狀態，且牽引踏板和制動踏板均未被踩下時，根據電機轉速，給定製動扭矩，且電機轉速越高，制動扭矩越大。
優選的是，當電機轉速小於預設的閾值時，卸載該制動扭矩。
當離合器處於分離狀態，且牽引踏板被踩下時，利用修正係數對電機扭矩進行修正，且電機轉速越高，修正係數越小。
當離合器處於分離狀態，且制動踏板被踩下時，利用修正係數對電機扭矩進行修正，且電機轉速越低，修正係數越小。
進一步的是，該方法還包括：
檢測離合器信號；
當離合器信號有效時，增大電機扭矩的下降率。
進一步的是，該方法還包括：
檢測電機運轉方向；
當電機運轉方向為反轉時，將目標扭矩置零。
本發明帶來了以下有益效果：本發明提供的搭配手動變速箱的輕型純電動客車制動平順性優化方法中，根據車速與電機轉速的比值實時計算當前的檔位，並根據當前的檔位對電機給定相應的目標扭矩。並且，當前的檔位越高，給定的目 標扭矩就越大；當前的檔位越低，給定的目標扭矩就越小。因此，在車速較高或較低時，都能確保傳輸至車橋的扭矩不會過大或過小，從而解決了電動客車的制動不平順的技術問題。
本發明的其它特徵和優點將在隨後的說明書中闡述，並且，部分的從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。
附圖說明
為了更清楚的說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要的附圖做簡單的介紹：
圖1是本發明實施例提供的搭配手動變速箱的輕型純電動客車制動平順性優化方法的流程圖；
圖2是本發明實施例的步驟S23中電機轉速變化率與修正係數的MAP示意圖；
圖3是本發明實施例的步驟S31中電機轉速與制動扭矩的MAP示意圖；
圖4是本發明實施例的步驟S32中電機轉速與修正係數的MAP示意圖；
圖5是本發明實施例的步驟S33中電機轉速與修正係數的MAP示意圖。
具體實施方式
以下將結合附圖及實施例來詳細說明本發明的實施方式，藉此對本發明如何應用技術手段來解決技術問題，並達成技術效果的實現過程能充分理解並據以實施。需要說明的是，只要不構成衝突，本發明中的各個實施例以及各實施例中的各個特徵可以相互結合，所形成的技術方案均在本發明的保護範圍之內。
本發明實施例提供一種搭配手動變速箱的輕型純電動客車制動平順性優化方法，可應用於各類搭配手動變速箱的輕型純電動客車。
如圖1所示，該制動平順性優化方法包括以下步驟：
S1：在制動時，根據車速與電機轉速的比值，實時計算當前的檔位。
因為對檔位的計算是實時進行的，所以所計算出的檔位也在實時變化。
S2：根據當前的檔位，對電機給定相應的目標扭矩。
其中，當前的檔位越高，給定的目標扭矩越大；當前的檔位越低，則給定的 目標扭矩越小。
本發明實施例提供的制動平順性優化方法中，根據車速與電機轉速的比值實時計算當前的檔位，並根據當前的檔位對電機給定相應的目標扭矩。並且，當前的檔位越高，給定的目標扭矩就越大；當前的檔位越低，給定的目標扭矩就越小。因此，在車速較高或較低時，都能確保傳輸至車橋的扭矩不會過大或過小，從而解決了電動客車的制動不平順的技術問題。
進一步的是，該制動平順性優化方法還包括：
S21：當制動踏板被踩下時，根據電機的目標扭矩給定製動扭矩上升率。
其中，目標扭矩越大，給定的制動扭矩上升率越小；目標扭矩越小，給定的制動扭矩上升率越大。
也就是說，對制動扭矩上升率進行分段式給定。當電機的目標扭矩較低時，給定較大的上升率，避免出現司機剛踩下制動踏板時出現制動力過於疲軟的問題。當電機的目標扭矩較大時，給定較小的上升率，確保制動扭矩的變化柔和，使電機制動力的變化與司機的預期相符。
作為一個優選方案，還可以包括：
S22：當制動踏板被鬆開時，對制動扭矩的下降率進行限制。
這樣能夠避免因制動扭矩突然卸掉，導致客車的加速度突變，而出現後挫感。
進一步的是，該制動方法還包括：
S23：根據電機轉速的變化率，獲取目標扭矩的修正係數。
具體的，對電機轉速進行濾波處理，根據濾波後的電機轉速計算其變化率，再根據電機轉速的變化率解析出修正係數。如圖2所示，電機轉速下降越快，修正係數越小；電機轉速下降越慢，則修正係數越大。
S24：根據修正係數，修正目標扭矩的大小。
將制動時的目標扭矩乘以修正係數後，再進行輸出。通過實時修正電機的目標扭矩，能夠防止車速突變，進一步提高制動的平順性。
另外，為防止因幹擾、轉速失效等問題導致的轉速變化率誤判，應當設置修正係數的最低值。本實施例中，修正係數的最低值設置為0.2，以避免出現電制動突然消失的情況。
目前的搭配手動變速箱的輕型純電動客車，在制動換擋過程中，在離合器分離後，電機會處於空載狀態。如果此時電機扭矩仍然存在，會使得電機轉速發生 急劇變化，若離合器再結合，可能會因離合器前後端(驅動電機端及變速箱端)轉速不同步，導致離合器結合瞬間產生較大衝擊，同時離合器片也會產生較大摩擦，長此以往會縮短離合器的使用壽命。一般在以下幾種情形下可能會導致此種情況的發生：
①換檔時，在離合器分離後，司機未踩下踏板，但因電機扭矩未卸載完畢，導致電機轉速發生急劇變化。
②換檔時，在離合器分離後，司機繼續踩著牽引踏板，導致電機轉速急劇上升。
③換檔時，在離合器分離後，司機繼續踩著制動踏板，導致電機轉速急劇下降。
針對以上問題，在制動換擋時，本發明實施例提供的制動平順性優化方法中還包括以下方案：
S31針對上述情形①：當離合器處於分離狀態，且牽引踏板和制動踏板均未被踩下時(牽引踏板和制動踏板的開關信號均為0)，根據電機轉速，給定製動扭矩。如圖3所示，電機轉速越高，給定的制動扭矩越大；電機轉速越低，則給定的制動扭矩越小，從而防止電機轉速發生急劇變化。
作為一個優選方案，當電機轉速小於預設的閾值時，卸載該制動扭矩，以保證電機轉速不會飆升。從圖3中可以看出，本實施例中，當電機轉速小於1000r/min時，即卸載該制動扭矩。
S32針對上述情形②：當離合器處於分離狀態，且牽引踏板被踩下時，利用修正係數對電機扭矩進行修正。如圖4所示，電機轉速越高，修正係數越小；電機轉速越低，修正係數越大，從而防止電機轉速發生急劇上升。並且，電機轉速大於預設閾值時，修正係數為0。從圖4中可以看出，本實施例中，當電機轉速大於3600r/min時，修正係數為0。
S33針對上述情形③：當離合器處於分離狀態，且制動踏板被踩下時，利用修正係數對電機扭矩進行修正。如圖5所示，電機轉速越低，修正係數越小；電機轉速越高，修正係數越大，從而防止電機轉速發生急劇下降。並且，電機轉速小於預設閾值時，修正係數為0。從圖5中可以看出，本實施例中，當電機轉速小於400r/min時，修正係數為0。
應當說明的是，圖2、圖3、圖4、圖5僅作為本實施例中的示意圖。在其他 實施方式中，各曲線的走向、數值均可進行相應的變化。
另一方面，目前的搭配手動變速箱的輕型純電動客車在制動時，如果司機踩下離合器，會使電機處於空載狀態，但電機扭矩的卸載需要一定的時間，因此極有可能會出現電機轉速已下降至0但電機扭矩尚未完全卸載的情況。在此種情況下，若電機制動指令仍未撤銷，會導致驅動電機出現反轉失控的情況。
針對以上情況，本發明實施例提供的制動平順性優化方法中還包括：
檢測離合器信號。當離合器信號有效時，增大電機扭矩的下降率，以避免電機轉速已下降至0，但電機扭矩仍未完全卸載的情況發生。
同時，還可以進一步檢測電機的運轉方向。當檢測到電機的運轉方向為反轉時，則給定電機控制器目標工作模式為待機模式，將目標扭矩直接置零，防止電機在反轉狀態下失控運轉。
本發明實施例提供的制動平順性優化方法中，能夠有效改善制動過強或過弱的現象，並且能夠提高制動過程的平順性；在離合器分離後，還能夠防止電機轉速急劇變化，以縮小離合器結合瞬間的前後端轉速差，降低離合器結合時的衝擊，延長離合器的使用壽命；並且還能夠防止在緊急制動時，電機發生反轉、失控的問題。
此外，本發明實施例具有很高的可行性，僅需要在現有的電動客車的基礎上，增加離合器信號和車速信號的採集部件，其餘技術特徵均可通過改進軟體實現。因此，本發明實施例具有實施成本低，實施周期短的優點。
雖然本發明所公開的實施方式如上，但所述的內容只是為了便於理解本發明而採用的實施方式，並非用以限定本發明。任何本發明所屬技術領域內的技術人員，在不脫離本發明所公開的精神和範圍的前提下，可以在實施的形式上及細節上作任何的修改與變化，但本發明的專利保護範圍，仍須以所附的權利要求書所界定的範圍為準。