本發(fā)明涉及電動汽車領(lǐng)域，尤其涉及一種純電動車輛氣動換擋系統(tǒng)的負轉(zhuǎn)矩降檔方法。

背景技術(shù)：

相對于混合動力汽車和燃料電池汽車，純電動汽車以電動機代替燃油機，噪音低、無污染，電動機、油箱及傳動系統(tǒng)少占的空間和重量可用以補償電池的需求；且因使用單一的電能源，電控系統(tǒng)相比混合電動車大為簡化，電動汽車較內(nèi)燃機汽車結(jié)構(gòu)簡單，運轉(zhuǎn)、傳動部件少，維修保養(yǎng)工作量?。患冸妱榆囀∪チ擞拖?、發(fā)動機、冷卻系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)，相比傳統(tǒng)汽車的內(nèi)燃汽油發(fā)動機動力系統(tǒng)，純電動車能量轉(zhuǎn)換效率更高，純電動汽車應(yīng)是大力推廣的發(fā)展方向。

目前大部分電動車傳動部分只裝配單級減速箱，這使電動機長期處于臨界點運轉(zhuǎn)，降低了動力的輸出的效率；單級減速箱不利于車輛的經(jīng)濟性與舒適性，并且單級減速箱一般采用大減速比，造成車輛長期處于較高的轉(zhuǎn)速臨界點，經(jīng)濟性不高；多擋位變速箱相比固定擋位對動力輸出的損耗更小，能大幅度提升電動機的動力輸出效率，如果能匹配一個速比范圍合理的多擋變速箱，來優(yōu)化電動機動力輸出特性，將會大幅提升經(jīng)濟性和動力性，降低電池損耗，增加電池的續(xù)航里程。而多檔位自動變速箱的換擋沖擊和動力中斷恰是自動變速箱的技術(shù)難點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，在于提供一種負轉(zhuǎn)矩降檔方法，解決電動汽車換擋的問題。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：一種負轉(zhuǎn)矩降檔方法，本方法適用于控制單元控制的至少兩個離合器的電動車氣動換檔系統(tǒng)，包括步驟，在零時刻閉合換向閥連通第二氣缸的通路，開啟連通第一氣缸的通路，并將直通閥置低電平，將驅(qū)動電機轉(zhuǎn)矩恒定為第一預(yù)設(shè)值；在第一預(yù)設(shè)時刻將直通閥置高電平；在第二預(yù)設(shè)時刻，對直通閥進行脈沖寬度調(diào)制；在第三預(yù)設(shè)時刻，將直通閥置低電平，設(shè)置轉(zhuǎn)矩為第二預(yù)設(shè)值，降低電機轉(zhuǎn)速，控制單元接收判斷轉(zhuǎn)速信號達到第三預(yù)設(shè)值，則進入下一階段；第四預(yù)設(shè)時刻，將直通閥置高電平，轉(zhuǎn)矩設(shè)置為油門踏板值，直至驅(qū)動電機轉(zhuǎn)矩上升至工作預(yù)設(shè)值。

具體地，所述第一預(yù)設(shè)值為0-20nm。

具體地，所述第二預(yù)設(shè)值為0nm-20nm。

具體地，所述第三預(yù)設(shè)值位2400r/min-2800r/min。

優(yōu)選地，在對直通閥進行脈沖寬度調(diào)制時的占空比為20％。

優(yōu)選地，所述零時刻、第一預(yù)設(shè)時刻、第二預(yù)設(shè)時刻、第三預(yù)設(shè)時刻、第四預(yù)設(shè)時刻之間的時間間隔為3:1:3:4。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點：適時地進行轉(zhuǎn)矩變換、直通閥壓力跟進等一系列操作，使得用戶感受到的動力輸出既不會跳脫，也不會具有強烈的沖擊感，達到提升乘員舒適性的同時又具有足夠的動力輸出，具有很好的實用效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的純電動車量換擋系統(tǒng)示意圖；

圖2為本發(fā)明正轉(zhuǎn)矩升檔方法參數(shù)變換示意圖；

圖3為本發(fā)明正轉(zhuǎn)矩升檔方法流程圖；

圖4為本發(fā)明負轉(zhuǎn)矩降檔方法參數(shù)變換示意圖；

圖5為本發(fā)明負轉(zhuǎn)矩降檔方法流程圖。

附圖標記說明：

1、氣源；

2、過濾器；

3、直通閥；

4、消音器；

5、消音器；

6、換向閥；

7、第一氣缸；

8、第二氣缸。

具體實施方式

為詳細說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實施方式并配合附圖詳予說明。

請參閱圖1，本發(fā)明一種純電動車輛2檔自動變速箱換擋系統(tǒng)，一種純電動車輛換擋系統(tǒng)，包括控制單元，驅(qū)動電機，壓力控制回路；所述壓力控制回路包括直通閥、換向閥，所述直通閥與換向閥連接，所述換向閥與若干氣缸連接；每個氣缸分別與一個離合器連接；所述驅(qū)動電機通過變速箱與車輛傳動系統(tǒng)連接；

所述控制器單元用于接收車輛輸入指令、還用于向驅(qū)動電機、直通閥、換向閥輸出控制指令。在一些優(yōu)選的實施例中，換擋系統(tǒng)包括tcu(自動變速箱控制單元)一檔離合器，二擋離合器。還選用三位五通換向閥作為選檔電磁閥，執(zhí)行檔位選擇指令，還選用兩位兩通直通閥作為換擋過程控制閥，控制離合器結(jié)合。該系統(tǒng)tcu接收油門、剎車開度信號、輸出轉(zhuǎn)速信號，判斷換擋時機，向驅(qū)動電機、壓力控制回路發(fā)送換擋控制信號。驅(qū)動電機接收tcu信號，執(zhí)行換擋工況，壓力控制回路接收tcu信號，執(zhí)行換擋邏輯指令，推動氣缸鎖止離合器，完成換擋。通過上述方案，能夠使得電動車輛在需要切換轉(zhuǎn)矩時有足夠的動力輸出，并且在切換轉(zhuǎn)矩時不會有動力輸出不穩(wěn)導(dǎo)致終端或沖擊感的問題。其中：1、驅(qū)動電機需求轉(zhuǎn)矩由各檔位離合器摩擦片轉(zhuǎn)矩容量計算獲得，在實驗室標定修正后，最終確定；2、離合器控制壓力c1、c2，換擋延時時間t(t0～t5)，pwm電磁閥脈沖寬度控制參數(shù)由電磁閥cv值(流量系數(shù))、離合器摩擦片自由間隙、離合器摩擦片轉(zhuǎn)矩容量、氣缸承壓面積等參數(shù)計算獲得，在實驗室標定修正后，最終確定。

在其他一些實施例中，所述氣缸為兩個，分別與換向閥通氣連接。當然，氣缸與離合器可以設(shè)置為多組，滿足多檔位控制的需要。

另一些實施例中，為了更好地對直通閥進行供氣，還包括氣源、過濾器，所述氣源與過濾器的進端連接，所述過濾器的出端與直通閥連接。通過上述設(shè)置達到了更好地供氣的技術(shù)效果。

優(yōu)選的實施例中，還包括消音器，所述消音器與換向閥連接，所述消音器設(shè)置于換向閥的泄壓端。換向閥在換擋過程中需要對氣缸進行泄壓的時候，消音器能夠很好地減少本裝置的工作噪音，解決工作噪音過大的問題。

在某些實施例中，還包括正轉(zhuǎn)矩升檔方法，本方法適用于換向閥聯(lián)通兩檔離合器的氣動電動車換檔系統(tǒng)。所述升檔方法包括步驟，(見圖3)：tcu判斷油門開度、剎車開度、變速箱輸出轉(zhuǎn)速、當前檔位等信號達到預(yù)設(shè)值，進入正轉(zhuǎn)矩升擋模式。其中，a為第一離合器通路，值為1時為開啟；b為第二離合器通路，值為1時為開啟；c為直通閥狀態(tài)，1位開啟，百分數(shù)為占空比；t為電機輸出轉(zhuǎn)矩值；n為電機轉(zhuǎn)速。換擋過程：(1)、t0時刻進入換擋模式，進行步驟：換向閥置二擋工作位，即連通第二氣缸的通路開啟，連通第一氣缸的通路閉合，并將直通閥置低電平；上述步驟之后第一離合器控制壓力c1快速下降，此時設(shè)置驅(qū)動電機轉(zhuǎn)矩值設(shè)置為與油門踏板值一致，并延時至t1；(2)、t1時刻將直通閥置高電平，此時第二離合器的控制壓力c2快速上升，此時將轉(zhuǎn)矩值設(shè)定為第一預(yù)設(shè)值，如400nm，延時至t2；(3)、t2時刻，進行直通閥pwm脈沖寬度調(diào)制，此時占空比可以設(shè)置為20％，第二離合器控制壓力c2緩慢上升，此時第一離合器已經(jīng)慢慢脫離，隨即能夠?qū)崿F(xiàn)第一、第二離合器的轉(zhuǎn)矩交換，通過對直通閥進行脈沖寬度調(diào)制能夠降低換擋過程中的沖檔感覺，提高用戶駕駛的舒適性，本步驟延時至t3；(4)t3時刻，進行步驟，將直通閥置低電平，此時第二離合器控制壓力c2恒定，并降低電機的轉(zhuǎn)矩，可以設(shè)置為100nm，驅(qū)動電機提供驅(qū)動力矩，此時電機轉(zhuǎn)速快速下降，tcu進行接收判斷步驟，當判斷轉(zhuǎn)速信號n達到預(yù)設(shè)值，例如在一些優(yōu)選的實施例中設(shè)置為1900r/min，開始完成轉(zhuǎn)速交換，進入下一階段；(5)、t4時刻，再進行步驟，將直通閥置高電平，此時第二離合器控制壓力c2快速上升，驅(qū)動電機轉(zhuǎn)矩上升至圖中的預(yù)設(shè)值，換擋結(jié)束。通過上述設(shè)計，能夠使得在電動車輛在使用氣動驅(qū)動系統(tǒng)時，從圖2中可以看出，在第一離合器即將泄壓完畢時進行第二離合器的升壓及接入，才可以實現(xiàn)舒適的無中斷、無沖擊的換擋操作，達到提升用戶換擋體驗的效果。

在一些具體的實施例中，上例步驟中的第一預(yù)設(shè)值可以為300nm、400nm、500nm，優(yōu)選為400nm，在t3時刻降低電機轉(zhuǎn)矩時可以設(shè)置為80nm、100nm或120nm，優(yōu)選為100nm，判斷步驟在判斷轉(zhuǎn)速信號n達到預(yù)設(shè)值時，預(yù)設(shè)值可以選擇1700r/min、1900r/min或2100r/min，優(yōu)選為1900r/min。上述實施例能夠更好地進行在第一離合器、第二離合器之間進行平穩(wěn)過渡，達到舒適無中斷、無沖擊換擋的效果。通過修改上述的預(yù)設(shè)值，調(diào)整不同時刻的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速，電動汽車能夠不同的檔位之間進行切換，例如相當于一檔升二檔、二檔升三檔、三檔升四檔等等。

為了更好地實現(xiàn)氣動純電動換擋系統(tǒng)的功能，本方法還包括特征：t0至t1、t0至t2、t0至t3、t0至t4之間的時間間隔比為3:4:7:11。具體地，從t0開始進行變化換檔的方法步驟，其間所需要的具體時間由于實際采用的直通閥、換向閥的壓力閾值、氣門大小決定的泄壓快慢而決定，閱讀過本說明書的讀者都可以針對實際采用的部件特性確定時間間隔，從而確定上述時間間隔的具體數(shù)值，但是在我們優(yōu)選的實施例中，t0至t1、t0至t2、t0至t3、t0至t4之間的時間間隔比為3:4:7:11，即階段t0至t1、t1至t2、t2至t3、t3至t4之間的時間間隔比為3:1:3:4。通過上述流程我們可以了解到，作為優(yōu)選的實施方式，只有將優(yōu)選的時間間隔適用于本方法，才能夠使得換擋系統(tǒng)有合理的時間進行一檔壓力降低、在離合器輕度接觸的時候切換換向閥、二擋壓力跟進、并適時地進行轉(zhuǎn)矩變換、直通閥壓力跟進等一系列操作，使得用戶感受到的動力輸出既不會跳脫，也不會具有強烈的沖擊感，達到提升乘員舒適性的同時又具有足夠的動力輸出，具有很好的實用效果。

負轉(zhuǎn)矩降檔過程如下(見圖5)：tcu判斷油門開度、剎車開度、變速箱輸出轉(zhuǎn)速、當前檔位等信號達到預(yù)設(shè)值，進入負轉(zhuǎn)矩降擋模式。其中，a為第一離合器通路，值為1時為開啟；b為第二離合器通路，值為1時為開啟；c為直通閥狀態(tài)，1位開啟，百分數(shù)為占空比；t為電機輸出轉(zhuǎn)矩值；n為電機轉(zhuǎn)速。換擋步驟如下：(1)、t0時刻進入換擋模式，將換向閥置一擋工作位，即連通第二氣缸的通路閉合，連通第一氣缸的通路開啟，并將直通閥置低電平，第二離合器控制壓力c2快速下降，驅(qū)動電機轉(zhuǎn)矩恒定為第一預(yù)設(shè)值，延時至t1；(2)、t1時刻將直通閥置高電平，第一離合器控制壓力c1快速上升，延時至t2；(3)、t2時刻，對直通閥pwm進行脈沖寬度調(diào)制，第一離合器控制壓力c1緩慢上升，第一離合器、第二離合器實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩交換，延時至t3；(4)t3時刻，將直通閥置低電平，第一離合器控制壓力c1恒定，設(shè)置轉(zhuǎn)矩為第二預(yù)設(shè)值，電機轉(zhuǎn)速快速下降，tcu控制單元接收判斷轉(zhuǎn)速信號n達到第三預(yù)設(shè)值，實現(xiàn)轉(zhuǎn)速交換，則進入下一階段；(5)、t4時刻，將直通閥置高電平，轉(zhuǎn)矩設(shè)置為油門踏板值，此時第一離合器控制壓力c1快速上升，驅(qū)動電機轉(zhuǎn)矩上升至工作預(yù)設(shè)值，換擋結(jié)束。

在一些具體的實施例中，上例步驟中的第一預(yù)設(shè)值可以為0nm、10nm、20nm等等，優(yōu)選為0nm，在t3時刻設(shè)置第二預(yù)設(shè)值可以設(shè)置為0nm、10nm或20nm，優(yōu)選為0nm，判斷步驟在判斷轉(zhuǎn)速信號n達到第三預(yù)設(shè)值時，可以選擇2200r/min、2400r/min或2600r/min，優(yōu)選為2400r/min。在對直通閥進行脈沖寬度調(diào)制時的占空比可以設(shè)置為20％。上述實施例能夠更好地進行在第二離合器、第一離合器之間進行平穩(wěn)過渡，達到舒適無中斷、無沖擊換擋的效果。通過修改上述的預(yù)設(shè)值，調(diào)整不同時刻的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速，電動汽車能夠不同的檔位之間進行切換，例如相當于四檔降三檔、三檔降二檔、二檔降一檔等等。

為了更好地實現(xiàn)氣動純電動換擋系統(tǒng)的功能，本方法還包括特征：t0至t1、t0至t2、t0至t3、t0至t4之間的時間間隔比為3:4:7:11。具體地，從t0開始進行變化換檔的方法步驟，其間所需要的具體時間由于實際采用的直通閥、換向閥的壓力閾值、氣門大小決定的泄壓快慢而決定，閱讀過本說明書的讀者都可以針對實際采用的部件特性確定時間間隔，從而確定上述時間間隔的具體數(shù)值，但是在我們優(yōu)選的實施例中，t0至t1、t0至t2、t0至t3、t0至t4之間的時間間隔比為3:4:7:11，即階段t0至t1、t1至t2、t2至t3、t3至t4之間的時間間隔比為3:1:3:4。通過上述流程我們可以了解到，作為優(yōu)選的實施方式，從圖4中我們可以看到，只有將優(yōu)選的時間間隔適用于本方法，才能夠使得換擋系統(tǒng)有合理的時間進行二檔壓力降低、在離合器輕度接觸的時候切換換向閥、一擋壓力跟進、并適時地進行轉(zhuǎn)矩變換、直通閥壓力跟進等一系列操作，使得用戶感受到的動力輸出既不會跳脫，也不會具有強烈的沖擊感，達到提升乘員舒適性的同時又具有足夠的動力輸出，具有很好的實用效果。

本發(fā)明的tcu通過油門、剎車開度信號、輸出轉(zhuǎn)速信號，判斷換擋模式。計算換擋邏輯指令。

本發(fā)明的壓力控制回路可采用氣動控制回路，液壓控制回路。

本發(fā)明的三位五通換向閥作為選檔電磁閥，執(zhí)行檔位選擇指令，兩位兩通直通閥作為換擋過程控制閥，控制離合器結(jié)合。

本發(fā)明的有益效果：本專利通過一種tcu控制邏輯，控制驅(qū)動電機、壓力控制回路，控制換擋離合器，可以實現(xiàn)純電動自動變速箱無動力、無沖擊自動換擋，無動力中斷、無沖擊換擋提高了車輛的舒適性，延長了變速箱的使用壽命。

以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利保護范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。