[发明专利]一种超多挡位自动变速器换挡规律设计方法

说明书

本发明公开了一种超多挡位自动变速器换挡规律设计方法，涉及变速器控制技术领域。方法包括获取人‑车‑路系统信息、由车速和油门开度根据动力性速比调节方法确定目标挡位、根据当前系统信息确定当前坡度最高挡位，取当前坡度最高挡位和目标挡位中的较低挡位作为最终挡位四个步骤。以整车动力性最佳为设计目标，对超多挡位自动变速器的换挡规律进行设计，在保证车辆爬坡性能的前提下，在发动机最大功率点附近进行换挡，以保证车辆具有足够的加速性能，其中换挡类型包括顺序换挡、跳挡和挡位保持，三种换挡类型的自主切换可以减少换挡次数、降低换挡损失，保证变速器挡位能够实时跟随车速变化。

技术领域

本发明属于变速器控制技术领域，更确切地说，本发明涉及一种超多挡位自动变速器换挡规律设计方法。

背景技术

军用车辆经常行驶在恶劣环境下，面对陡坡和连续坑洼路面，车辆传动系统必须提供足够的牵引力，此时就需要车辆变速器根据路况实时切换挡位，变速器挡位越多，车辆适应路况的能力越强，发动机的工作点也能得到改善。无级变速器可以实时根据路况改变传动比，但无级变速器承载能力较弱，工作可靠性较低，无法用于载重量大、工作环境恶劣的军用车，因此部分研究人员提出一种多挡位的自动变速器，如专利号为CN 106195157B的发明专利公开了一种用于车辆的多挡位自动变速器，该变速器通过四个行星排实现了10个前进挡和1个倒挡，并且目前自动变速器向着更多挡位的趋势发展。

对于上述的多挡位自动变速器，其换挡过程相对复杂，有时候车辆需要在短时间内连续换挡，导致离合器长时间处于不完全接合的状态，由于离合器处于滑摩状态，变速器传动动力受阻，会造成车辆出现严重的动力不足、车速降低等问题，因此多挡位自动变速器的换挡规律较为复杂。当前对于多挡位自动变速器换挡规律的研究相对较少，大多数研究人员着力于乘用车或商用车换挡规律的研究，如专利号为CN 110550034A的发明专利公开了一种纯电动汽车两档AMT综合换挡方法，该方法以换挡点车速及换挡延迟量为优化变量，以整车能耗和换挡点加速度差值为目标函数，通过NSGA-II遗传算法求解得到综合性能的换挡规律，在整车经济性不变的前提下，动力性能有很大提升，但该方法得到的换挡规律仅根据油门开度和车速进行换挡，没有考虑道路实际情况，缺少对该换挡规律的修正，因此该换挡规律的实车适用性较差。

本发明提出的一种超多挡位自动变速器换挡规律设计方法，以一种超多挡位自动变速器为研究对象，在进行换挡规律设计时，考虑了代表人-车-路系统信息的车速、油门开度、道路坡度和制动信号，并提出一种综合顺序换挡、跳挡、挡位保持等换挡类型的换挡规则，可显著提高该换挡规律的实车应用性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服超多挡位自动变速器换挡规律复杂、普通变速器换挡规律无法适用于超多挡位自动变速器等问题，在动力性速比调节方法的基础上，设计一种超多挡位自动变速器换挡规律，可根据路况实时改变变速器挡位，达到整车动力性最佳的目的。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：所述的一种超多挡位自动变速器换挡规律设计方法，其特征在于，包括以下内容：

第一步，该超多挡位自动变速器从外界获取人-车-路系统信息，具体包括车速、油门开度、道路坡度和制动信号，将上述四个参数作为超多挡位自动变速器换挡规律中的换挡参数；

第二步，由车速和油门开度根据动力性速比调节方法确定目标挡位，具体包括以下步骤：

①求出各个油门开度下最大发动机功率对应的发动机转速；

②根据如式(1)所示的发动机转速与车速的关系求出未加限制的变速器速比；

式中，油门开度与发动机转速的关系表示为n_e＝f(β)，n_e为发动机转速，β为油门开度，r_w为车轮半径，i₀为主减速器速比，u_a为车速，i_out为未加限制的变速器速比；