基于硬件在环仿真的两档箱纯电动客车换挡曲线确定方法技术

基于硬件在环仿真的两档箱纯电动客车换挡曲线确定方法，包括以下步骤：由车轮半径、主减速比、电机峰值功率及峰值扭矩计算得初步确定动力性升档点；将初步确定的动力升档点与一挡时电机最高转速对应的车速取小，得到最终确定的动力性升挡点

【技术实现步骤摘要】
基于硬件在环仿真的两档箱纯电动客车换挡曲线确定方法
本专利技术涉及新能源汽车
，更为具体地说是指一种基于硬件在环仿真的两档箱纯电动客车换挡曲线确定方法。
技术介绍
目前，纯电动客车除了不带变速箱的电机直驱形式以外，还有一种较为主流的方案，即搭载两个挡位的变速箱，该方案可以显著提高车辆中低速的动力性以及爬坡能力，而且可使电机小型化。同时，该方案对车辆行驶控制也提出了新的要求，车辆需要具备一套合适的换挡策略。由于客车产品的特殊性，车辆配置繁多，一款变速箱可能装载于多款不同车型，而不同车型间车辆的参数配置差异较大，例如电机峰值扭矩、峰值功率、电机效率特性、主减速比、轮胎半径等。基于以上，需要制定一个方法，从而能够快速确定车辆换挡点，其中包括动力性升挡点、经济性升挡点、升降挡速差。公开号为CN105383325A的专利技术专利提供了一种纯电动汽车的换挡控制方法及系统，利用相邻两挡的汽车加速度曲线得到动力性换挡曲线，利用相邻两挡的电机效率曲线得到经济性换挡曲线，比较动力性换挡曲线和经济性换挡曲线的变化趋势，将两个曲线最接近的负荷点作为切换点，得到综合性升挡规律曲线，并采用等延迟型方法获得综合性规律曲线（包括升挡和降挡），在不改变硬件的基础上，实现了纯电动车经济性与动力性的同时兼顾，因此接近了现有技术中的难题。该专利利用理论计算的方法，确定了动力性换挡曲线和经济性换挡曲线。但是该方法过分依赖于理论计算，没有考虑不同档位下的能量回收对整车经济性的影响，也没有基于行驶工况对换挡点进行研究，忽略了纯电动车辆的特殊性以及行驶工况和换挡策略的相关性。同时，该方法确定的升降挡曲线，形态较为复杂，难以通过较少的参数对曲线进行标定，难以适应客车行业多车型、多配置的情况，会降低软件开发的效率，并且增加了软件开发的复杂度。公开号为CN103267117A的专利技术专利涉及一种利用纯电动汽车经济性换挡规律的换挡方法，方法为：先制取最佳经济性换挡规律曲线，将电机在1挡和2挡时的驱动特性曲线和效率曲线关系图作在同一图上；在1挡和2挡效率图的重合区作一恒定驱动力扭矩T0的水平线；将牵引力T0所对应的1挡和2挡不同车速时的效率值曲线作在一图中，两条曲线的交叉点即为理想的换挡点；计算出1挡和2挡的升挡点和降挡点油门的开度值；将所得到的升挡点和降挡点连起来，即可得到最佳经济性换挡规律。然后将该换挡规律曲线写入TCU换挡控制程序中；换挡时电动汽车的TCU接收驾驶员油门开度信号、车速信号后，经过判断，当达到理想的换挡点时，TCU即控制变速箱换挡执行机构，实现换挡动作。该专利将换挡规律曲线写入变速箱控制器中，由变速箱控制器主导换挡策略，这种方法也不适用于客车行业多车型、多配置的情况，不利于车辆软件状态的管控。且上文专利号CN105383325A存在的问题，该专利也同样存在。综上，目前的相关技术未对纯电动车辆换挡动作的执行和换挡策略的制定进行确定的功能划分，对换挡曲线的设计，较为依赖理论分析，产生的换挡曲线比较复杂，难以通过简单的参数进行标定，这也导致增加了纯电动客车控制软件开发的难度。并且，与传统燃油车的换挡策略不同的是，纯电动车辆存在电机能量回收，不同挡位下，电机的电回收功率能力和变速箱输出的负扭矩能力也都不同，所以换挡曲线不再仅仅影响车辆驱动的动力性和经济性，仅仅靠分析驱动状态下的动力性和经济性已经远远不够。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于硬件在环仿真的两档箱纯电动客车换挡曲线确定方法，以克服现有两档箱电动客车对换挡曲线的设计，较为依赖理论分析，产生的换挡曲线比较复杂，增加了纯电动客车控制软件开发的难度，影响车辆驱动的动力性和经济性等缺点。本专利技术采用如下技术方案：基于硬件在环仿真的两档箱纯电动客车换挡曲线确定方法，包括以下步骤：步骤一、由车轮半径、主减速比、电机峰值功率及峰值扭矩计算得到初步确定的动力性升档点；步骤二、将计算得到初步确定的动力升档点，与一挡时电机最高转速对应的车速取小，得到最终确定的动力性升挡点；步骤三、定义小油门开度状态下的升档点为经济性升档点，并由计算得到经济性升档点，为经济性升挡偏移量，由此获得完整的升档曲线；步骤四、使升挡曲线向x轴负方向偏移，得到降档曲线，为降档偏移量；步骤五、在硬件在环台架上，对不同和进行标准循环工况仿真测试，得到最优经济性对应的和值。进一步地，所述两档箱纯电动客车的换挡动作，由整车控制器和变速箱控制器共同完成，整车控制器确定换挡策略，升降挡曲线在整车控制器中进行设置，变速箱控制器作为执行机构，与整车控制器建立CAN通讯连接，接收整车控制器发出的换挡指令。进一步地，根据基于实际电机外特性变速箱输出扭矩图，设定一挡二挡曲线交点对应的车速为,二挡电机基速对应的车速为，取动力性升挡点为，定义为车辆满油门开度状态下的升挡点。进一步地，所述满油门开度是指开度百分比>APS_high，APS_high取值范围为80%～95%。进一步地，所述步骤一中初步确定的动力性升档点由以下公式计算得到：。进一步地，所述小油门开度是指开度百分比<APS_low，APS_low取值范围为5%～20%。优选地，所述的取值范围为5km/h～20km/h，所述的取值范围为5km/h～20km/h。进一步地，中间油门开度下的升挡点是由和对油门开度线性插值获得。进一步地，所述步骤五的具体过程如下：将车辆参数及电机效率MAP图导入整车控制器硬件在环台架的整车模型内，并对整车控制器进行不同和的参数标定，对每个标定的，进行一次硬件在环台架的标准工况仿真测试，取能耗结果最优的单次测试所对应的和值为目标值。由上述对本专利技术的描述可知，和现有技术相比，本专利技术具有如下优点：1、本专利技术简化了升降挡曲线的标定，通过对车辆基础参数的标定，即可立即确定车辆的动力性升挡点。对经济性升挡偏移量和降挡偏移量两个参数进行不同值的标定，并进行标准循环工况的硬件在环仿真测试，选取经济性最优的参数值，即完全确定了车辆的升降挡曲线，全过程无需对整车控制器做任何软件更改，只需要对两个参数进行标定即可。同时，仿真过程基于标准工况，保证了换挡策略和工况之间的适配性，而且仿真的结果也将不同换挡曲线对能量回收的影响包括在内，直接取仿真结果最优的参数值，完全避免了能量回收造对驱动经济性和制动经济性造成的耦合性影响，大大简化了软件开发的难度。2、本专利技术清晰定义了两档箱纯电动车辆换挡动作的功能分配，整车控制器作为换挡策略的发起部件，而变速箱控制器作为执行机构，仅需操纵机械结构完成换挡动作。该方法可实现，对应任何的车辆配置，变速箱控制器只需要同一版软件即可，亦无需对不同的配置进行不同的标定。附图说明图1为本专利技术纯电动客车的连接示意图。图2为本专利技术理想电机外特性下的一档二挡输出扭矩图。图3为本专利技术实际电机外特性下的一档二挡输出扭矩图。图4为本专利技术的换挡曲线图。图5为本专利技术的步骤流程图。具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于硬件在环仿真的两档箱纯电动客车换挡曲线确定方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一、由车轮半径

【技术特征摘要】
1.基于硬件在环仿真的两档箱纯电动客车换挡曲线确定方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、由车轮半径、主减速比、电机峰值功率及峰值扭矩计算得到初步确定的动力性升档点；
步骤二、将计算得到初步确定的动力升档点，与一挡时电机最高转速对应的车速取小，得到最终确定的动力性升挡点；
步骤三、定义小油门开度状态下的升档点为经济性升档点，并由计算得到经济性升档点，为经济性升挡偏移量，由此获得完整的升档曲线；
步骤四、使升挡曲线向x轴负方向偏移，得到降档曲线，为降档偏移量；
步骤五、在硬件在环台架上，对不同和进行标准循环工况仿真测试，得到最优经济性对应的和值。


2.如权利要求1所述的基于硬件在环仿真的两档箱纯电动客车换挡曲线确定方法，其特征在于：所述两档箱纯电动客车的换挡动作，由整车控制器和变速箱控制器共同完成，整车控制器确定换挡策略，升降挡曲线在整车控制器中进行设置，变速箱控制器作为执行机构，与整车控制器建立CAN通讯连接，接收整车控制器发出的换挡指令。


3.如权利要求1所述的基于硬件在环仿真的两档箱纯电动客车换挡曲线确定方法，其特征在于：根据基于实际电机外特性的变速箱输出扭矩图，设定一挡二挡曲线交点对应的车速为,二挡电机基速对应的车速为，取动力性升挡点为，定义为车辆满油门开度状态下的升挡点。


4.如权利要求3所述的基于硬件在环仿真的两档箱纯电动客车换挡曲线确定方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱武喜，康林，陈超，黄玲，杨福清，
申请(专利权)人：厦门金龙联合汽车工业有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35