一种公交车上坡换挡策略的制作方法

本发明涉及公交车控制方法，具体涉及公交车在上坡过程中变速器换档的选取策略。

背景技术：

随着公交车的使用率越来越高以及公交司机的工作量也越来越大，很多公交车为了减轻公交司机的工作量，并且随着新能源公交车的应用推广，特别是混合动力公交车的使用是越来越多，很多公交车已经配备混合动力系统，运营噪音低、燃油消耗小，然而由于中国地形多样化，各地的地形差别较大，相同的或相似的控制策略不能完全覆盖所有区域，特别是地形较为特殊的地方，如坡道较多的城市，就会对公交车的动力性要求较高，并且如果上、下坡道较长则可能会由于动力性不足而来回切换挡位，挡位的频繁切换不仅会造成动力性不足，而且会使得能量的浪费。

技术实现要素：

出于解决上述问题，本发明提出了一种公交车上坡换挡策略，所述公交车包括发动机、变速器，所述发动机与所述变速器输入端连接，所述变速器输出端与所述公交车后桥连接，所述变速器为自动变速器，当所述公交车在上坡时达到进入下一挡位转速时，所述变速器是否选择换挡根据所述发动机的输出扭矩与所述变速器的变比决定，提前计算所述发动机的输出扭矩能否满足车辆需求，既能满足车辆行驶需求，也能避免来回频繁切换挡位带来的动力性不足以及能耗高的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种公交车上坡换挡策略，所述公交车包括发动机、变速器，所述发动机与所述变速器输入端连接，所述变速器输出端与所述公交车后桥连接，所述变速器为自动变速器，当所述公交车在上坡时达到进入下一挡位转速时，所述变速器是否选择换挡根据所述发动机的输出扭矩与所述变速器的变比决定，所述变速器是否换挡由所述发动机输出扭矩经过所述变速器变速后的驱动力的大小是否满足所述公交车驱动需求决定。

所述发动机在当前挡位下的最大输出扭矩时所述公交车的加速度小于零，则所述变速器降挡；所述发动机在当前挡位下的最大输出扭矩时所述公交车的加速度等于零，则所述变速器不换挡；所述发动机在当前挡位下的最大输出扭矩时所述公交车的加速度大于零，则进一步考虑所述发动机在下一挡位时的最大输出扭矩能否满足所述公交车的驱动需求。

设定所述变速器在平道工况下的换挡转速为n0，预先设定转速值n1，n1<n0，并计算下一挡位下所述发动机的最大输出扭矩与当前挡位下所述发动机外特性曲线上输出扭矩相等时对应的转速值n2，当所述发动机转速值达到n1时，控制所述发动机的输出扭矩由其外特性曲线上转速值n1对应的扭矩t1降至n2对应的扭矩t2，所述发动机输出扭矩由t1线性降至t2，在转速由t1降至t2过程中，若所述公交车加速度出现小于或者等于零，则所述变速器不换挡，否则所述变速器进挡。

所述公交车为混合动力公交车，所述公交车还包括电动机，所述电动机与所述发动机动力耦合，共同驱动所述公交车运行，所述变速器在换挡过程中，所述电动机运转以补充所述公交车运行所需动力。

相比现有的公交车上坡换档策略，本发明有显著优点和有益效果，具体体现为：

1.使用本发明公交车上坡换挡策略，根据发动机的最大输出扭矩以及变速器变比来判断当前挡位下的驱动力、切换挡位下的驱动力是否满足驱动车辆的需求，选取是否换挡以及如何换挡，从而提高发动机的工作效率，继而提高整车的经济性；

2.使用本发明公交车上坡换挡策略，考虑即将切换的下一挡位的最大动力输出能力，保证换挡后发动机满足驱动要求，避免了因动力不足而来回切换挡位，提高动力性并且有助于发动机及变速器的使用寿命。

附图说明

图1为本发明公交车的结构示意图；

图2为本发明公交车上坡换挡策略流程示意图；

图3为本发明公交车上坡时当前挡位下发动机的外特性曲线图。

具体实施方式

本发明的具体实施方法如下：

现有的混合动力公交车已经越来越多的为大众所接收，特别是混合动力公交车，已经广泛应用于各大城市的公交线路上，混合动力公交车由于低速发动机的效率较低，此时用电动机驱动车辆，既能提高整车的效率，并且能够大幅减少车辆低速时的排放，甚至是低速时不排放污染物，而公交车进出站都是低速行驶，这对于上下车乘客有很好的保护作用，然而对于运行工况较为恶劣的公交车，如坡道较多、较长的地区，常常会因为换挡后动力不足而来回切换挡位，导致动力性不足并且影响变速器的使用寿命。

出于解决上述问题，本发明提出一种公交车上坡换挡策略，所述公交车包括发动机、变速器，所述发动机与所述变速器输入端连接，所述变速器输出端与所述公交车后桥连接，所述变速器为自动变速器，当所述公交车在上坡时达到进入下一挡位转速时，所述变速器是否选择换挡根据所述发动机的输出扭矩与所述变速器的变比决定，提前计算所述发动机的输出扭矩能否满足车辆需求，既能满足车辆行驶需求，也能避免来回频繁切换挡位带来的动力性不足以及能耗高的问题，并且有利于所述发动机与变速器的使用寿命。

下面结合附图具体说明本发明公交车的上坡换挡策略的具体方法：

图1为本发明公交车的结构示意图，本发明实施例中所述公交车为混合动力公交车，所述公交车也可以为传统公交车并且所述公交车搭载自动变速器，所述混合动力公交车包括发动机1、变速器2、电动机3、动力电源4，发动机1、变速器2、电动机3依次连接，所述发动机1与所述变速器2输入端连接，所述变速器2输出端与所述电动机3连接，所述电动机输出端与所述公交车后桥连接，所述动力电源4连接所述电动机3，提供所述电动机3运转所需电能，所述电动机3与所述发动机1动力耦合，共同驱动所述公交车运行，所述变速器2为自动变速器，当所述公交车在上坡时达到进入下一挡位转速时，所述变速器2是否选择换挡根据所述发动机1的输出扭矩与所述变速器2的变比决定，所述变速器2是否换挡由所述发动机1输出扭矩经过所述变速器2变速后的驱动力的大小是否满足所述公交车驱动需求决定。

图2为本发明公交车上坡换挡策略流程示意图，当车辆进入上坡工况时，首先判断当前挡位下所述发动机1达到最大输出扭矩时车辆的加速度a1，如果所述发动机1在当前挡位下的最大输出扭矩时车辆的加速度a1小于零，则所述变速器2降挡以提高所述发动机1传递至后桥的驱动力大小；如果所述发动机1在当前挡位下的最大输出扭矩时车辆的加速度等于零，则所述变速器2不换挡，保持当前挡位运行；如果所述发动机1在当前挡位下的最大输出扭矩时车辆的加速度大于零，则进一步考虑所述发动机1在下一挡位时的驱动力能否满足所述公交车的驱动需求，即判断下一挡位时所述发动机1的最大输出扭矩下车辆加速度a2的大小，若a2小于或者等于零，则所述变速器2不换挡，否则所述变速器2进挡。

图3为本发明公交车上坡时当前挡位下发动机的外特性曲线图，n0为在当前挡位下所述变速器2在平道工况下的换挡转速，预先设定转速值n1，n1<n0，并计算下一挡位下所述发动机1的最大输出扭矩与当前挡位下所述发动机1外特性曲线上输出扭矩相等时对应的转速值n2，当所述发动机1转速值达到n1时，控制所述发动机1的输出扭矩由其外特性曲线上转速值n1对应的扭矩t1降至n2对应的扭矩t2，所述发动机1输出扭矩由t1可以线性降至t2，在转速由t1降至t2过程中，若所述公交车加速度a2出现小于或者等于零，则所述变速器2不换挡，否则所述变速器2进挡。

所述变速器2在换挡过程中，所述电动机3运转以补充所述公交车运行所需动力。

对于为本发明的示范性实施例，应当理解为是本发明的权利要求书的保护范围内其中的某一种示范性示例，具有对本领域技术人员实现相应的技术方案的指导性作用，而非对本发明的限定。