一种辅助制动换挡的协调控制方法及装置与流程

本技术涉及车辆辅助制动领域，具体涉及一种辅助制动换挡的协调控制方法及装置。

背景技术：

1、新能源商用车在重载长下坡时，通常会使用辅助制动来控制车速，一方面可以有效地进行能量回收，另一方面可以减少机械制动的使用，避免长时间的机械制动造成热衰退。

2、相关技术中，常见的辅助制动方法包括分析不同换挡前后电机工作点情形对换挡前后轮上电机制动力的影响，即变速器输出扭矩是否发生改变，在能量回收的过程中同时进行换挡并根据电机制动力是否改变采取不同的协同控制方法，还包括通过tcu(transmission control unit，自动变速箱控制单元)将机械制动系统期望制动力作为驾驶员期望制动力发给bcu(battery control unit，电池控制单元)，获得bcu控制的机械制动系统实际制动力，并计算驱动电机的期望制动力以通知mcu(microcontroller unit，微控制单元)调节驱动电机制动力。

3、但是，现有技术受限于采用多片式摩擦离合器作为换挡元件的液力自动变速器或双离合变速器，而目前新能源商用车普遍采用没有离合器元件的amt(automated manualtransmission，机械自动变速箱)自动变速器，且无法通过bcu准确的获取到机械制动系统的实际制动力。此外，辅助制动能量回收时进行换挡，仅在部分特定工况(如低速重载长下坡工况)能提升能量回收率，而在大部分工况下并不一定能提升能量回收率，还会影响整车平顺性。

技术实现思路

1、本技术提供一种辅助制动换挡的协调控制方法及装置，可以解决现有的辅助制动换挡技术仅能在特定工况下提升车辆的能量回收率，而不能在常规工况下保证制动平顺性的同时提高能量回收率的问题。

2、第一方面，本技术提供一种辅助制动换挡的协调控制方法，所述方法，包括：

3、当车辆处于预设的特定工况时，激活辅助制动换挡；

4、自动确定辅助制动换挡的目标档位，根据车辆的当前档位和所述目标档位，分别获得对应的电机转速及变速箱输出轴的再生制动扭矩，根据所述再生制动扭矩及电机转速判断是否换挡；

5、在确定换挡时，在保持车辆减速度不变的前提下，通过电机、机械制动和变速箱进行制动并换挡。

6、结合第一方面，在一种实施方式中，所述特定工况由车辆行驶速度、车辆载重、道路长度、以及道路坡度四个方面进行设定。

7、结合第一方面，在一种实施方式中，所述分别获得对应的变速箱输出轴的再生制动扭矩，包括：

8、根据所述当前档位对应的电机允许的最大制动扭矩、变速箱的传动比和变速箱的传动效率，计算得到所述当前档位对应的变速箱输出轴的再生制动扭矩；

9、根据所述目标档位对应的电机允许的最大制动扭矩、变速箱的传动比和变速箱的传动效率，计算得到所述目标档位对应的变速箱输出轴的再生制动扭矩。

10、结合第一方面，在一种实施方式中，所述电机转速的获得方法为：

11、通过电机控制器获得所述当前档位对应的电机转速；

12、根据所述当前档位对应的电机转速、当前档位对应的变速箱的传动比和目标档位对应的变速箱的传动比，计算得到目标档位对应的电机转速。

13、结合第一方面，在一种实施方式中，所述判断是否换挡，包括：

14、若所述目标档位对应的变速箱输出轴的再生制动扭矩大于或等于所述当前档位对应的变速箱输出轴的再生制动扭矩，且所述目标档位对应的电机转速小于或等于预设的电机最高转速，则换挡；

15、若所述目标档位对应的变速箱输出轴的再生制动扭矩小于所述当前档位对应的变速箱输出轴的再生制动扭矩，或所述目标档位对应的电机转速大于预设的电机最高转速，则不换挡。

16、结合第一方面，在一种实施方式中，所述通过电机、机械制动和变速箱进行制动并换挡，在此期间保持车辆减速度不变，包括：

17、获得所述机械制动产生制动力所需的制动气压；

18、以第一预设速率增加机械制动的气压，通过pid(proportion integraldifferential，比例、积分、微分控制算法)降低电机的扭矩以保持车辆减速度不变，直至电机的扭矩等于所述目标档位对应的电机扭矩；

19、变速箱摘挡、调速、挂入所述目标档位；

20、以所述第一预设速率降低机械制动的气压，通过pid增加电机的扭矩以保持车辆减速度不变，直至机械制动的气压等于0；

21、保持电机的扭矩不变，结束换挡。

22、结合第一方面，在一种实施方式中，所述获得所述机械制动产生制动力所需的制动气压，包括：

23、根据所述降低电机的扭矩前电机的扭矩、所述当前档位对应的变速箱的传动比、当前挡位对应的变速箱的传动效率、驱动桥主减速器传动比、驱动桥传动效率和驱动桥上制动器的特性参数，计算得到机械制动产生制动力所需的制动气压。

24、结合第一方面，在一种实施方式中，所述通过pid降低或增加电机扭矩以保持车辆减速度不变，具体包括：

25、通过电机控制器获得当前时刻的电机转速，在保持车辆减速度不变的前提下计算下一时刻的电机转速；

26、根据预设的电机外特性曲线，获得下一时刻的电机转速对应的电机扭矩；

27、通过pid改变电机的扭矩为下一时刻的电机转速对应的电机扭矩。

28、结合第一方面，在一种实施方式中，所述车辆减速度的计算方法为：

29、根据轮胎滚动半径、当前时刻的电机转速、下一时刻的电机转速、变速箱挡位传动比和驱动桥主减速器传动比，计算得到车辆减速度。

30、第二方面，本技术提供一种辅助制动换挡的协调控制装置，当所述装置运行时，实现第一方面任一实施方式中所述的辅助制动换挡的协调控制方法，所述装置包括：

31、激活开关，其用于当车辆处于预设的特定工况时，激活辅助制动换挡；

32、分析模块，其用于自动确定辅助制动换挡的目标档位，根据车辆的当前档位和所述目标档位，分别获得对应的电机转速及变速箱输出轴的再生制动扭矩，根据所述再生制动扭矩及电机转速判断是否换挡；

33、控制模块，其用于在确定换挡的情况下，在此保持车辆减速度不变的前提下，通过电机、机械制动和变速箱进行制动并换挡。

34、本技术实施例提供的技术方案带来的有益效果包括：

35、本技术通过当车辆处于特定工况时，激活辅助制动换挡，可以避免刹车时机械制动介入造成能量浪费，最大程度保证制动能量回收时的整车平顺性，同时提升整车的能量回收率。而在非特定工况下，不激活辅助制动换挡可以降低能量损耗，等同于提升了全工况下的能量回收率。在辅助制动换挡激活时，自动确定辅助制动换挡的目标档位，根据车辆的当前档位和所述目标档位，分别获得对应的变速箱输出轴的再生制动扭矩及电机转速，判断是否换挡，在确定换挡的情况下，通过电机、机械制动和变速箱进行制动并换挡，在此期间保持车辆减速度不变，保证车辆在换挡过程始终处于匀速减速状态，提高了车辆的平顺性。