[发明专利]一种用于多挡位电动车轮驱动车辆的换挡控制方法

说明书

本发明提供了一种用于多挡位电动车轮驱动车辆的换挡控制方法；该方法包括：对于采用多挡位电动车轮驱动的n轴车辆，当控制算法根据车辆行驶状态和驾驶员操作判断需要换挡时，首先给第1轴的两侧电动车轮发送换挡指令，并在第1轴的电动车轮换挡过程中将整车需求转矩在第2至第n轴的电动车轮之中进行重新分配；第1轴的电动车轮完成换挡之后，再对第2轴的电动车轮进行同样的换挡操作；依次重复上述过程，直至n个车轴上的电动车轮全部完成换挡。该换挡控制方法能够保证多挡位电动车轮驱动的车辆在行驶过程中各个车轮的协调换挡，有效缓解换挡过程中的车辆动力中断状况，并保证换挡的平顺性。

技术领域

本发明涉及一种混合动力及电动车辆控制技术领域的方法，具体讲涉及一种用于多挡位电动车轮驱动车辆的换挡控制方法。

背景技术

随着电力电子技术、控制技术、永磁同步电机、机电系统集成等技术的发展，电动车轮在混合动力领域及电动车辆中得到了广泛的应用。中、轻型车辆的电动车轮，大都采用“外转子电机”或“内转子电机+减速器”的单一挡位方案；而重型车辆或特殊用途车辆由于在爬坡度、加速时间和最高车速等多方面的性能需求，其电动车轮中需采用多挡(一般为两挡)变速机构，以实现在有限的空间、重量约束下，尽可能地扩大电动车轮的有效性能区间，保证电机始终在高效率区工作。

对于采用多挡位电动车轮驱动的车辆，由于其每个车轮都存在多挡位的变速机构，因此在行进间换挡过程中存在各个电动车轮之间的协调控制问题。车辆换挡过程中的冲击力、时间和摩擦力会对车辆行驶产生影响，尤其是多挡车辆，对换挡控制的方法要求较高；每个电动车轮都有两个以上的挡位，若对各个车轮的换挡操作不协调，则有可能导致整车动力性、经济性和操纵性的下降，严重的话甚至会造成系统部件的损坏。现有技术的换挡控制方法是针对单挡车辆，且仅分析单一换挡车轮对象的协调换挡，没有考虑到多挡车辆换挡控制动力中断的影响。因此，对于采用多挡位电动车轮的车辆，需要保证在车辆行驶过程中各个车轮的协调换挡，尽量减少车辆的动力中断，并保证换挡的平顺性，这就需要提供一种高要求的针对整车的换挡控制方法。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种用于多挡位电动车轮驱动车辆的换挡控制方法。

技术方案：

一种用于多挡位电动车轮驱动车辆的换挡控制方法，其特征在于，所述控制方法包括如下步骤：

步骤S1：控制器根据接收的信息和当前电动车轮的挡位信息判断是否需要进行升挡或降挡操作，若需要换挡，向电动车轮发送换挡指令并由第k轴开始进入下一步换挡过程，所述K初始值为1；

步骤S2：接收换挡指令的电动车轮驱动电机输出零转矩，同时整车的需求转矩进行重新优化分配；

步骤S3：第k轴两侧电动车轮的驱动电机进入零转矩输出模式之后，电动车轮控制器操纵各自的换挡执行机构挂入空挡；

步骤S4：第k轴两侧电动车轮挂入空挡之后，其驱动电机进入调速模式，使电机转速与各自的车轮转速能够在目标挡位下相匹配；

步骤S5：第k轴两侧电动车轮的驱动电机完成调速之后，电动车轮控制器操纵各自的换挡执行机构换入目标挡位；

步骤S6：第k轴两侧电动车轮换入目标挡位之后，令k＝k+1，并判断电动车轮是否全部完成换挡过程，若未全部完成换挡，则重复进行步骤S2至S5的流程；若全部完成换挡，则重新优化分配各个车轮的输出转矩，使所有车轴上的电动车轮在当前的新挡位下共同输出转矩驱动车辆，整个换挡过程结束。

优选地，所述换挡控制方法基于“同轴车轮同步换挡，不同轴车轮交替换挡”的策略来实施。

优选地，所述步骤S1中控制器接收的信息包括：驾驶模式输入指令和车辆状态信息；

所述驾驶模式输入指令指驾驶员对车辆的操作信号，包括：驾驶员的油门踏板信号和制动踏板信号；