CN103836180B - 换档控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种换档控制方法，包括：获取当前的车速、变速箱输入轴的当前扭矩以及变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩；根据变速箱输入轴的当前扭矩和变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩，得出虚拟油门值；根据虚拟油门值、当前的车速，控制车辆档位的切换。本发明实施例还公开了一种换档控制装置。采用本发明可以减小误差，实现精确换档。

Description

换档控制方法及装置

技术领域

本发明涉及汽车领域，尤其涉及一种换档控制方法及装置。

背景技术

当前普遍使用的燃油发动机汽车存在种种弊病，统计表明在占80％以上的道路条件下，一辆普通汽车仅利用了动力潜能的40％，在市区还会跌至25％，更为严重的是排放废气污染环境。20世纪90年代以来，世界各国对改善环保的呼声日益高涨，各种各样的电动汽车脱颖而出。虽然人们普遍认为未来是电动汽车的天下，但是目前的电池技术问题阻碍了电动汽车的应用。由于电池的能量密度与汽油相比差上百倍，远未达到人们所要求的数值，专家估计在10年以内电动汽车还无法取代燃油发动机汽车(除非燃料电池技术有重大突破)。现实迫使工程师们想出了一个两全其美的办法，即开发出混合动力车。混合动力车是指车上装有两个以上动力源：蓄电池、燃料电池、太阳能电池、内燃机车的发电机组，当前混合动力汽车一般是指内燃机车发电机，再加上蓄电池的汽车。

目前，新兴的一款四驱混合动力车(如型号为E4WD的混动车)在后轴加入了一个后轴驱动电机(ElectricRearAxleDriveMotor，以下简称ERAD电机)，该电机通过减速齿轮与后轴相连；在前轴由发动机驱动或由发动机和电动机联合驱动。其中，由发动和电动机联合驱动前轴的混合动力车亦称ISG(IntegratedStarterandGenerator，起动发电一体机)混动车。考虑到结构、成本及燃油经济性等因素，四驱混合动力车通常会在前轴搭载变速箱。

现有技术中，对于这种混合动力车，通常是基于当前车速及当前油门值来确定当前车辆的档位。但是当前油门值由于受后轴电机的助力/制动的影响，不能反映前轴变速箱输入轴真实扭矩大小，因此直接采用当前油门

值作为档位选择的依据会导致档位的误判。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种换档控制方法及装置，可以减小误差，实现精确换档。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种换档控制方法，包括：

获取当前的车速、变速箱输入轴的当前扭矩以及变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩；

根据变速箱输入轴的当前扭矩和变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩，得出虚拟油门值；

根据虚拟油门值、当前的车速，控制车辆档位的切换。

其中，所述变速箱输入轴的当前扭矩具体为发动机的当前输出扭矩，所述变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩具体为发动机当前能达到的最大扭矩；

所述根据变速箱输入轴的当前扭矩和变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩，得出虚拟油门值的步骤具体为：

根据发动机的当前输出扭矩和发动机当前能达到的最大扭矩，得出虚拟油门值。

其中，所述虚拟油门值为发动机的当前输出扭矩与发动机当前能达到的最大扭矩的比值。

其中，所述变速箱输入轴的当前扭矩包括：发动机的当前输出扭矩、起动发电一体机ISG的当前输出扭矩，所述变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩包括：发动机的当前能达到的最大输出扭矩、起动发电一体机ISG的当前能达到的最大输出扭矩；

所述根据变速箱输入轴的当前扭矩和变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩，得出虚拟油门值的步骤具体为：

根据发动机的当前输出扭矩、起动发电一体机ISG的当前输出扭矩以及发动机当前能达到的最大输出扭矩、起动发电一体机ISG当前能达到的最大输出扭矩，得出虚拟油门值。

其中，所述虚拟油门值为第一和值与第二和值的比值，所述第一和值为发动机的当前输出扭矩与起动发电一体机ISG的当前输出扭矩的和，所述第二和值为发动机当前能达到的最大输出扭矩与起动发电一体机ISG当前能达到的最大输出扭矩的和。

其中，当获取当前的车速、变速箱输入轴的当前扭矩以及变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩，具体为：

获取当前的车速、变速箱输入轴的当前扭矩以及变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩以及高压电池的当前剩余容量SOC；

所述根据变速箱输入轴的当前扭矩和变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩，得出虚拟油门值的步骤，具体为：

根据变速箱输入轴的当前扭矩、变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩以及高压电池的当前剩余容量SOC，得出虚拟油门值。

其中，所述变速箱输入轴的当前扭矩包括：发动机的当前输出扭矩、起动发电一体机ISG的当前输出扭矩，所述变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩包括：发动机当前能达到的最大输出扭矩、起动发电一体机ISG的最大修正扭矩；

所述根据变速箱输入轴的当前扭矩、变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩以及高压电池的当前剩余容量SOC，得出虚拟油门值的步骤，包括：

根据高压电池的当前剩余容量SOC，得出对虚拟油门值的修正因子；

根据起动发电一体机ISG当前能达到的最大输出扭矩、所述修正因子，得出起动发电一体机ISG的最大修正扭矩；

根据发动机的当前输出扭矩、起动发电一体机起动发电一体机ISG的当前输出扭矩以及发动机当前能达到的最大输出扭矩、起动发电一体机ISG的最大修正扭矩得到虚拟油门值。

其中，所述虚拟油门值为第一和值与第三和值的比值，所述第一和值为发动机的当前输出扭矩与起动发电一体机ISG的当前输出扭矩的和，所述第三和值为起动发电一体机ISG的最大修正扭矩与发动机的当前能达到的最大输出扭矩的和，所述起动发电一体机ISG的最大修正扭矩具体为起动发电一体机ISG的当前能达到的最大输出扭矩与修正因子的乘积。

其中，根据高压电池的当前剩余容量SOC得出修正因子的步骤如下：

当所述高压电池的当前剩余容量SOC大于等于第一阈值时，所述修正因子为1；

当所述高压电池的当前剩余容量SOC小于等于第二阈值时，所述修正因子为0；

当所述高压电池的当前剩余容量SOC小于第一阈值且大于第二阈值时，所述修正因子为：第一差值与第二差值之比的立方，所述第一差值为高压电池的当前剩余容量SOC与第二阈值的差值，所述第二差值为第一阈值与第二阈值的差值。

其中，根据虚拟油门值、当前的车速，控制车辆档位的切换的步骤，具体为：根据虚拟油门值、当前的车速及预制的二维换档图，控制车辆档位的切换。

其中，所述根据虚拟油门值、当前的车速及预制的二维换档图，控制车辆档位的切换的步骤包括：

在预制的二维换档图中查询与所述虚拟油门值及当前车速相对应的换档线；

若查询到与所述虚拟油门值及当前车速相对应的换档线，则控制车辆档位切换到所述查询到的换档线所对应的档位；

若未查询到与所述虚拟油门值及当前车速相对应的换档线时，则保持当前档位不变。

相应地，本发明实施例还提供了一种换档控制装置，包括：

获取模块，用于获取当前的车速、变速箱输入轴的当前扭矩以及变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩；

虚拟油门值得出模块，用于根据变速箱输入轴的当前扭矩和变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩，得出虚拟油门值；

切换模块，用于根据虚拟油门值、当前的车速，控制车辆档位的切换。

相应地，本发明实施例还提供了另一种换档控制装置，包括：

获取模块，用于获取当前的车速、变速箱输入轴的当前扭矩、变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩以及高压电池的当前剩余容量SOC；

虚拟油门值得出模块，用于根据变速箱输入轴的当前扭矩、变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩以及高压电池的当前剩余容量SOC，得出虚拟油门值；

切换模块，用于根据虚拟油门值、当前的车速，控制车辆档位的切换。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明的实施例通过根据变速箱输入轴的当前扭矩和变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩得出虚拟油门值，并根据虚拟油门值和当前的车速控制车辆档位的切换，从而剔除了后轴电机的影响，使得虚拟油门值能反映出变速箱输入轴真实扭矩大小，实现的对档位切换的精确控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的换档控制方法的第一实施例的流程示意图。

图2是本发明的换档控制方法的第二实施例的流程示意图。

图3是本发明的换档控制方法的第三实施例的流程示意图。

图4是本发明的换档控制方法的第四实施例的流程示意图。

图5是本发明的换档控制方法的第五实施例的流程示意图。

图6是本发明实施例的二维换档图。

图7是本发明的换档控制装置的第一实施例的结构示意图。

图8是本发明的换档控制装置的第二实施例的结构示意图。

图9是本发明的换档控制装置的第三实施例的结构示意图。

图10是本发明的换档控制装置的第四实施例的结构示意图。

图11是本发明的换档控制装置的第五实施例的结构示意图。

图12是车辆驱动轴的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1，是本发明的换档控制方法的第一实施例的流程示意图。该方法包括：

步骤S101，获取当前的车速、变速箱输入轴的当前扭矩以及变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩。

在具体实施中,变速箱输入轴是与车辆的前轴连接的。图12是车辆驱动轴的结构示意图。其中，1表示前驱动轴，2表示后驱动轴。从图中可以看出，发动机与起动发电一体机ISG(以下简称ISG)电机刚性连接，通过变速箱直接驱动前驱动轴；ERAD电机通过减速齿轮与后轴相连。

如果车辆的前驱动轴仅由发动机驱动时，当前扭矩具体为发动机的当前输出扭矩；变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩具体为发动机当前能达到的最大扭矩。

如果车辆的前驱动轴如图12所示由发动机和ISG联合驱动时，变速箱输入轴的当前扭矩包括：发动机的当前输出扭矩、ISG的当前输出扭矩；变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩包括：发动机的当前能达到的最大输出扭矩、ISG的当前能达到的最大输出扭矩。

而且车辆中通常配有扭矩分配***,比如在四驱混合动力车中，该***通过车速和当前油门值获取驾驶员需求的驱动扭矩，然后根据燃油经济性最佳，将扭矩分配给发动机、ISG电机以及ERAD电机。因此，步骤S101可以通过扭矩分配***获取变速箱输入轴的当前扭矩。另外,四驱混动车还设有发动机控制器和ISG控制器。发动机控制器会根据制动踏板、发动机的水温来确定当前发动机能提供的最大扭矩，ISG控制器会通过高压电池的温度及制动踏板来确定当前ISG电机能提供的最大扭矩。因此，步骤S101可以通过发动机控制器和ISG控制器来获取变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩。

优选地，变速箱可以采用自动变速箱，自动变速箱由于结构简单、成本较低、燃油经济性好受到了大家的一致青睐，因此非常适宜应用到四驱混合动力车上。

步骤S102，根据变速箱输入轴的当前扭矩和变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩，得出虚拟油门值。

步骤S103，根据虚拟油门值、当前的车速，控制车辆档位的切换。一般来说，在虚拟油门值偏小时，发动机和电池的负荷较小，通常会选择传动比偏小的档位(即高档)，并且在车速较低时即可切换成高档，以减少耗油，保证经济性；在虚拟油门值偏大时，发动机和电池的负荷较大，通常会选择传动比偏大的档位(即低档)，只有在车速达到一定高度时才能切换成高档，以保证车辆较高的动力性。

本发明的实施例通过根据变速箱输入轴的当前扭矩和变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩得出虚拟油门值，并根据虚拟油门值和当前的车速控制车辆档位的切换，从而剔除了后轴电机的影响，使得虚拟油门值能反映出变速箱输入轴真实扭矩大小，实现的对档位切换的精确控制。

请参照图2，是本发明的换档控制方法的第二实施例的流程示意图。该实施例介绍了当车辆前轴仅由发动机驱动时的换档控制方法，具体步骤如下：

步骤S201，获取当前的车速、发动机的当前输出扭矩以及发动机当前能达到的最大扭矩。

步骤S202，根据发动机的当前输出扭矩和以及发动机当前能达到的最大扭矩，得出虚拟油门值。优选地，虚拟油门值Perc_vrt为发动机的当前输出扭矩T_eng与发动机当前能达到的最大扭矩T_engmax的比值。具体公式如下：

${\mathrm{Perc}}_{vrt}=\frac{T_{eng}}{T_{eng\max }}$

步骤S203，根据虚拟油门值、当前的车速，控制车辆档位的切换。一般来说，在虚拟油门值偏小时，发动机和电池的负荷较小，在车速较低时即可切换成高档，以减少耗油，保证经济性；在虚拟油门值偏大时，发动机和电池的负荷较大，需要在车速达到一定高度时才能切换成高档，以保证车辆较高的动力性。

本发明的实施例通过根据变速箱输入轴的当前扭矩和变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩得出虚拟油门值，并根据虚拟油门值和当前的车速控制车辆档位的切换，从而剔除了后轴电机的影响，使得虚拟油门值能反映出变速箱输入轴真实扭矩大小，实现的对档位切换的精确控制。

请参照图3，是本发明的换档控制方法的第三实施例的流程示意图。该实施例介绍了当前轴由发动机和ISG联合驱动时的换档控制方法，具体步骤如下：

步骤S301，获取当前的车速、变速箱输入轴的当前扭矩以及变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩。变速箱输入轴的当前扭矩包括：发动机的当前输出扭矩、ISG的当前输出扭矩；变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩包括：发动机的当前能达到的最大输出扭矩、ISG的当前能达到的最大输出扭矩。

步骤S302，根据发动机的当前输出扭矩、ISG的当前输出扭矩以及发动机当前能达到的最大输出扭矩、ISG当前能达到的最大输出扭矩，得出虚拟油门值。

优选地，虚拟油门值Perc_vrt为第一和值与第二和值的比值。其中，第一和值为发动机的当前输出扭矩T_eng与ISG的当前输出扭矩T_ISG的和，第二和值为发动机当前能达到的最大输出扭矩T_engmax与ISG当前能达到的最大输出扭矩T_ISGmax的和。具体公式如下：

${\mathrm{Perc}}_{vrt}=\frac{T_{eng}+T_{ISG}}{T_{eng\max }+T_{ISG\max }}$

步骤S303，根据虚拟油门值、当前的车速，控制车辆档位的切换。一般来说，在虚拟油门值偏小时，发动机和电池的负荷较小，通常会选择传动比偏小的档位(即高档)，并且在车速较低时即可切换成高档，以减少耗油，保证经济性；在虚拟油门值偏大时，发动机和电池的负荷较大，通常会选择传动比偏大的档位(即低档)，只有在车速达到一定高度时才能切换成高档，以保证车辆较高的动力性，且提供较大的扭矩裕量供ISG发电。

本发明的实施例通过根据变速箱输入轴的当前扭矩和变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩得出虚拟油门值，并根据虚拟油门值和当前的车速控制车辆档位的切换，从而剔除了后轴电机的影响，使得虚拟油门值能反映出变速箱输入轴真实扭矩大小，实现的对档位切换的精确控制。

请参照图4，是本发明的换档控制方法的第四实施例的流程示意图。为了更加准确地确定车辆的当前档位，给车辆提供相适应的动力。该实施例基于高压电池的当前剩余容量SOC(以下简称当前SOC)对对档位切换进行了修正，具体步骤如下：

步骤S401，获取当前的车速、变速箱输入轴的当前扭矩、变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩、高压电池的当前SOC(StateofCapacity，剩余容量)。变速箱输入轴的当前扭矩包括：发动机的当前输出扭矩、ISG的当前输出扭矩；变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩包括：发动机的当前能达到的最大输出扭矩、ISG的当前能达到的最大输出扭矩。

步骤S402，根据变速箱输入轴的当前扭矩、变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩以及当前SOC，得出虚拟油门值。

在实施步骤S402的过程中，首先根据当前SOC，得出对虚拟油门值的修正因子；然后根据ISG当前能达到的最大输出扭矩和修正因子，得出ISG的最大修正扭矩；最后根据发动机的当前输出扭矩、起动发电一体机ISG的当前输出扭矩以及发动机当前能达到的最大输出扭矩、ISG的最大修正扭矩得到虚拟油门值。

优选地，虚拟油门值Perc_vrt为第一和值与第三和值的比值。其中，第一和值为发动机的当前输出扭矩T_eng与ISG的当前输出扭矩T_ISG的和，第三和值为ISG的最大修正扭矩与发动机的当前能达到的最大输出扭矩T_engmax的和。其中，ISG的最大修正扭矩具体为ISG的当前能达到的最大输出扭矩T_ISGmax与修正因子η的乘积。具体公式如下：

${\mathrm{Perc}}_{vrt}=\frac{T_{eng}+T_{ISG}}{T_{eng\max }+{\mathrm{\ηT}}_{ISG\max }}$

根据当前SOC得出修正因子η的步骤如下：若当前SOC大于等于第一阈值SOC_H，修正因子η为1；若当前SOC小于等于第二阈值SOC_L，修正因子η为0；若当前SOC小于第一阈值SOC_H且大于第二阈值SOC_L时，修正因子η为：第一差值与第二差值之比的立方，第一差值为当前SOC与第二阈值SOC_L的差值，第二差值为第一阈值SOC_H与第二阈值SOC_L的差值。具体公式如下：

$\mathrm{\&eta;}=\left\{\begin{array}{cc}1& SOC\&GreaterEqual;{\mathrm{SOC}}_H\\ {\left(\frac{SOC-{\mathrm{SOC}}_L}{{\mathrm{SOC}}_H-{\mathrm{SOC}}_L}\right)}^3& {\mathrm{SOC}}_L<SOC<{\mathrm{SOC}}_H\\ 0& SOC\&le;{\mathrm{SOC}}_L\end{array}\right.$

其中，SOC_H是一个较高的SOC阈值，高于该阈值表明不需要根据SOC对档位选择进行修正；SOC_L是一个较低的SOC阈值，低于该阈值表明需要从最大程度上考虑SOC对档位的修正。SOC_H和SOC_L是为了保护高压电池的寿命给出的高压电池电量的上、下限值，具体值的大小需要根据电池本身的性能来确定。

例如，SOC_H可以取值70％，SOC_L可以取值30％。

步骤S403，根据虚拟油门值、当前的车速，控制车辆档位的切换。一般来说，在虚拟油门值偏小时，发动机和电池的负荷较小，通常会选择传动比偏小的档位(即高档)，并且在车速较低时即可切换成高档，以减少耗油，保证经济性；在虚拟油门值偏大时，发动机和电池的负荷较大，通常会选择传动比偏大的档位(即低档)，只有在车速达到一定高度时才能切换成高档，以保证车辆较高的动力性，且提供较大的扭矩裕量供ISG发电。

通过修正因子对档位切换进行修正有两个目的：一是当SOC较低时，虚拟油门值会偏大，这就会使步骤S403选择传动比偏大的档位，以增大动力，从而弥补因ERED电机助力不足导致的动力缺失；二是当SOC较低时，步骤S403通过选择传动比偏大的档位来增大动力，能够在满足驾驶员扭矩请求的基础，使发动机提够提供更多的扭矩裕量供ISG发电，从而增大高压电池的SOC值，保证SOC的平衡。

本发明的实施例通过根据变速箱输入轴的当前扭矩和变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩得出虚拟油门值，并根据虚拟油门值和当前的车速控制车辆档位的切换，从而剔除了后轴电机的影响，使得虚拟油门值能反映出变速箱输入轴真实扭矩大小，实现的对档位切换的精确控制。

请参照图5，是本发明的换档控制方法的第五实施例的流程示意图。该方法包括：

步骤S501，获取当前的车速、变速箱输入轴的当前扭矩以及变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩。当车辆前轴仅由发动机驱动时，变速箱输入轴的当前扭矩具体为发动机的当前输出扭矩；变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩具体为发动机当前能达到的最大扭矩。当前轴由发动机和ISG联合驱动时，变速箱输入轴的当前扭矩包括：发动机的当前输出扭矩、ISG的当前输出扭矩；变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩包括：发动机的当前能达到的最大输出扭矩、ISG的当前能达到的最大输出扭矩。

步骤S502，根据变速箱输入轴的当前扭矩和变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩，得出虚拟油门值。

步骤S503，根据虚拟油门值、当前的车速及预制的二维换档图，控制车辆档位的切换。具体地，可以在预制的二维换档图中查询与所述虚拟油门值及当前车速相对应的换档线；若查询到与虚拟油门值及当前车速相对应的换档线，则控制车辆档位切换到所述查询到的换档线所对应的档位；若未查询到与虚拟油门值及当前车速相对应的换档线时，则保持当前档位不变。

图6为本发明实施例的二维换档图。图中，X轴为虚拟油门值，Y轴为当前车速。其中，实线1表示1档升2档，实线2表示2档升3档，实线3表示3档升4档，实线4表示4档升5档，虚线5表示2档降1档，虚线6表示3档降2档，虚线7表示4档降3档，虚线8表示5档降4档。

以4档升5档的升档线举例：当车速为100km/h，虚拟油门值为65％时，变速箱处于4档，如果由于SOC值增大或者变速箱输入轴的当前扭矩减小导致虚拟油门下降至50％，则将4档升到5档。

以5档降4档的降档线举例：当车速为100km/h，虚拟油门值为50％时，变速箱处于5档，如果由于SOC值减小或者变速箱输入轴的当前扭矩增大导致虚拟油门上升至65％，则将5档降到4档。

当车速为100km/h，若虚拟油门值为80％，此时车速和虚拟油门值所对应的点的坐标并不落在任何一条换档线上，需保持当前档位不变。本发明的实施例通过根据变速箱输入轴的当前扭矩和变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩得出虚拟油门值，并根据虚拟油门值和当前的车速控制车辆档位的切换，从而剔除了后轴电机的影响，使得虚拟油门值能反映出变速箱输入轴真实扭矩大小，实现的对档位切换的精确控制。

图1至图6对本发明实施例换档控制方法进行了详细的阐述，下面将继续结合附图，对相应于上述方法流程的装置进行说明。

请参照图7，是本发明的换档控制装置的第一实施例的结构示意图。换档控制装置100包括：

第一获取模块110，用于获取当前的车速、变速箱输入轴的当前扭矩以及变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩。

在具体实施中,变速箱输入轴是与车辆的前轴连接的,如果车辆的前轴仅由发动机驱动时，当前扭矩具体为发动机的当前输出扭矩；变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩具体为发动机当前能达到的最大扭矩。如果车辆的前轴由发动机和ISG联合驱动时，变速箱输入轴的当前扭矩包括：发动机的当前输出扭矩、ISG的当前输出扭矩；变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩包括：发动机的当前能达到的最大输出扭矩、ISG的当前能达到的最大输出扭矩。

而且车辆中通常配有扭矩分配***,比如在四驱混合动力车中，该***通过车速和当前油门值获取驾驶员需求的驱动扭矩，然后根据燃油经济性最佳，将扭矩分配给发动机、ISG电机以及ERAD电机。因此，步骤S101可以通过扭矩分配***获取变速箱输入轴的当前扭矩。另外,四驱混动车还设有发动机控制器和ISG控制器。发动机控制器会根据制动踏板、发动机的水温来确定当前发动机能提供的最大扭矩，ISG控制器会通过高压电池的温度及制动踏板来确定当前ISG电机能提供的最大扭矩。因此，第一获取模块110可以通过扭矩分配***获取变速箱输入轴的当前扭矩。

四驱混动车还设有发动机控制器和ISG控制器。发动机控制器会根据制动踏板、发动机的水温来确定当前发动机能提供的最大扭矩，ISG控制器会通过高压电池的温度及制动踏板来确定当前ISG电机能提供的最大扭矩。因此，第一获取模块1101可以通过发动机控制器和ISG控制器来获取变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩。

第一虚拟油门值得出模块120，用于根据变速箱输入轴的当前扭矩和变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩，得出虚拟油门值。第一切换模块130，用于根据虚拟油门值、当前的车速，控制车辆档位的切换。一般来说，在虚拟油门值偏小时，发动机和电池的负荷较小，切换模块130通常会选择传动比偏小的档位(即高档)，并且在车速较低时即可切换成高档，以减少耗油，保证经济性；在虚拟油门值偏大时，发动机和电池的负荷较大，切换模块130通常会选择传动比偏大的档位(即低档)，只有在车速达到一定高度时才能切换成高档，以保证车辆较高的动力性。

本发明的实施例通过根据变速箱输入轴的当前扭矩和变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩得出虚拟油门值，并根据虚拟油门值和当前的车速控制车辆档位的切换，从而剔除了后轴电机的影响，使得虚拟油门值能反映出变速箱输入轴真实扭矩大小，实现的对档位切换的精确控制。

请参照图8，是本发明的换档控制装置的第二实施例的结构示意图。该实施例介绍了当车辆前轴仅由发动机驱动时的换档控制装置200，包括：

第二获取模块210，用于获取当前的车速、发动机的当前输出扭矩以及发动机当前能达到的最大扭矩。

第二虚拟油门值得出模块220，用于根据发动机的当前输出扭矩和以及发动机当前能达到的最大扭矩，得出虚拟油门值。优选地，虚拟油门值Perc_vrt为发动机的当前输出扭矩T_eng与发动机当前能达到的最大扭矩T_engmax的比值。具体公式如下：

${\mathrm{Perc}}_{vrt}=\frac{T_{eng}}{T_{eng\max }}$

第二切换模块230，用于根据虚拟油门值、当前的车速，控制车辆档位的切换。一般来说，在虚拟油门值偏小时，发动机和电池的负荷较小，在车速较低时即可切换成高档，以减少耗油，保证经济性；在虚拟油门值偏大时，发动机和电池的负荷较大，需要在车速达到一定高度时才能切换成高档，以保证车辆较高的动力性。

本发明的实施例通过根据变速箱输入轴的当前扭矩和变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩得出虚拟油门值，并根据虚拟油门值和当前的车速控制车辆档位的切换，从而剔除了后轴电机的影响，使得虚拟油门值能反映出变速箱输入轴真实扭矩大小，实现的对档位切换的精确控制。

请参照图9，是本发明的换档控制装置的第三实施例的结构示意图。该实施例介绍了当前轴由发动机和ISG联合驱动时的换档控制装置300，具体步骤如下：

第三获取模块310，用于获取当前的车速、变速箱输入轴的当前扭矩以及变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩。变速箱输入轴的当前扭矩包括：发动机的当前输出扭矩、ISG的当前输出扭矩；变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩包括：发动机的当前能达到的最大输出扭矩、ISG的当前能达到的最大输出扭矩。

虚拟油门值得出模块320，用于根据发动机的当前输出扭矩、ISG的当前输出扭矩以及发动机当前能达到的最大输出扭矩、ISG当前能达到的最大输出扭矩，得出虚拟油门值。

优选地，虚拟油门值Perc_vrt为第一和值与第二和值的比值。其中，第一和值为发动机的当前输出扭矩T_eng与ISG的当前输出扭矩T_ISG的和，第二和值为发动机当前能达到的最大输出扭矩T_engmax与ISG当前能达到的最大输出扭矩T_ISGmax的和。具体公式如下：

${\mathrm{Perc}}_{vrt}=\frac{T_{eng}+T_{ISG}}{T_{eng\max }+T_{ISG\max }}$

第三切换模块330，用于根据虚拟油门值、当前的车速，控制车辆档位的切换。一般来说，在虚拟油门值偏小时，发动机和电池的负荷较小，通常会选择传动比偏小的档位(即高档)，并且在车速较低时即可切换成高档，以减少耗油，保证经济性；在虚拟油门值偏大时，发动机和电池的负荷较大，通常会选择传动比偏大的档位(即低档)，只有在车速达到一定高度时才能切换成高档，以保证车辆较高的动力性，且提供较大的扭矩裕量供ISG发电。

本发明的实施例通过根据变速箱输入轴的当前扭矩和变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩得出虚拟油门值，并根据虚拟油门值和当前的车速控制车辆档位的切换，从而剔除了后轴电机的影响，使得虚拟油门值能反映出变速箱输入轴真实扭矩大小，实现的对档位切换的精确控制。

请参照图10，是本发明的换档控制装置的第四实施例的结构示意图。为了更加准确地确定车辆的当前档位，给车辆提供相适应的动力，该实施例基于SOC对对档位切换进行了修正，换档控制装置400包括：

第四获取模块410，获取当前的车速、变速箱输入轴的当前扭矩、变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩、高压电池的当前SOC。变速箱输入轴的当前扭矩包括：发动机的当前输出扭矩、ISG的当前输出扭矩；变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩包括：发动机的当前能达到的最大输出扭矩、ISG的当前能达到的最大输出扭矩。

第四虚拟油门值得出模块420，用于根据变速箱输入轴的当前扭矩、变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩以及高压电池的当前SOC，得出虚拟油门值。具体地，第四虚拟油门值得出模块420首先根据当前SOC值，得出对虚拟油门值的修正因子；然后根据ISG当前能达到的最大输出扭矩和修正因子，得出ISG的最大修正扭矩；最后根据发动机的当前输出扭矩、起动发电一体机ISG的当前输出扭矩以及发动机当前能达到的最大输出扭矩、ISG的最大修正扭矩得到虚拟油门值。

优选地，虚拟油门值Perc_vrt为第一和值与第三和值的比值。其中，第一和值为发动机的当前输出扭矩T_eng与ISG的当前输出扭矩T_ISG的和，第三和值为ISG的最大修正扭矩与发动机的当前能达到的最大输出扭矩T_engmax的和。其中，ISG的最大修正扭矩具体为ISG的当前能达到的最大输出扭矩T_ISGmax与修正因子η的乘积。具体公式如下：

${\mathrm{Perc}}_{vrt}=\frac{T_{eng}+T_{ISG}}{T_{eng\max }+{\mathrm{\&eta;T}}_{ISG\max }}$

根据当前SOC得出修正因子η，具体如下：若当前SOC大于等于第一阈值SOC_H，修正因子η为1；若当前SOC小于等于第二阈值SOC_L，修正因子η为0；若当前SOC小于第一阈值SOC_H且大于第二阈值SOC_L时，修正因子η为：第一差值与第二差值之比的立方，第一差值为当前SOC与第二阈值SOC_L的差值，第二差值为第一阈值SOC_H与第二阈值SOC_L的差值。具体公式如下：

$\mathrm{\&eta;}=\left\{\begin{array}{cc}1& SOC\&GreaterEqual;{\mathrm{SOC}}_H\\ {\left(\frac{SOC-{\mathrm{SOC}}_L}{{\mathrm{SOC}}_H-{\mathrm{SOC}}_L}\right)}^3& {\mathrm{SOC}}_L<SOC<{\mathrm{SOC}}_H\\ 0& SOC\&le;{\mathrm{SOC}}_L\end{array}\right.$

其中，SOC_H是一个较高的SOC阈值，高于该阈值表明不需要根据SOC对档位选择进行修正；SOC_L是一个较低的SOC阈值，低于该阈值表明需要从最大程度上考虑SOC对档位的修正。SOC_H和SOC_L是为了保护高压电池的寿命给出的高压电池电量的上、下限值，具体值的大小需要根据电本身的性能来确定。例如，SOC_H可以取值70％，SOC_L可以取值30％。

第四切换模块430，用于根据虚拟油门值、当前的车速，控制车辆档位的切换。一般来说，在虚拟油门值偏小时，发动机和电池的负荷较小，通常会选择传动比偏小的档位(即高档)，并且在车速较低时即可切换成高档，以减少耗油，保证经济性；在虚拟油门值偏大时，发动机和电池的负荷较大，通常会选择传动比偏大的档位(即低档)，只有在车速达到一定高度时才能切换成高档，以保证车辆较高的动力性，且提供较大的扭矩裕量供ISG发电。

通过修正因子对档位切换进行修正有两个目的：一是当SOC较低时，虚拟油门值会偏大，这就会使步骤S403选择传动比偏大的档位，以增大动力，从而弥补因ERED电机助力不足导致的动力缺失；二是当SOC较低时，步骤S403通过选择传动比偏大的档位来增大动力，能够在满足驾驶员扭矩请求的基础，使发动机提够提供更多的扭矩裕量供ISG发电，从而增大高压电池的SOC值，保证SOC的平衡。

本发明的实施例通过根据变速箱输入轴的当前扭矩和变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩得出虚拟油门值，并根据虚拟油门值和当前的车速控制车辆档位的切换，从而剔除了后轴电机的影响，使得虚拟油门值能反映出变速箱输入轴真实扭矩大小，实现的对档位切换的精确控制。

请参照图11，是本发明的换档控制装置的第五实施例的结构示意图。该换档控制装置500包括：

第五获取模块510，用于获取当前的车速、变速箱输入轴的当前扭矩以及变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩。

第五虚拟油门值得出模块520，用于根据变速箱输入轴的当前扭矩和变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩，得出虚拟油门值。当车辆前轴仅由发动机驱动时，变速箱输入轴的当前扭矩具体为发动机的当前输出扭矩；变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩具体为发动机当前能达到的最大扭矩。当前轴由发动机和ISG联合驱动时，变速箱输入轴的当前扭矩包括：发动机的当前输出扭矩、ISG的当前输出扭矩；变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩包括：发动机的当前能达到的最大输出扭矩、ISG的当前能达到的最大输出扭矩。

第五切换模块530，用于根据虚拟油门值、当前的车速及预制的二维换档图，控制车辆档位的切换。具体地，可以在预制的二维换档图中查询与所述虚拟油门值及当前车速相对应的换档线；若查询到与虚拟油门值及当前车速相对应的换档线，则控制车辆档位切换到所述查询到的换档线所对应的档位；若未查询到与虚拟油门值及当前车速相对应的换档线时，则保持当前档位不变。

如图6所示，以4档升5档的升档线举例：当车速为100km/h，虚拟油门值为65％时，变速箱处于4档，如果由于SOC值增大或者变速箱输入轴的当前扭矩减小导致虚拟油门下降至50％，则将4档升到5档。以5档降4档的降档线举例：当车速为100km/h，虚拟油门值为50％时，变速箱处于5档，如果由于SOC值减小或者变速箱输入轴的当前扭矩增大导致虚拟油门上升至65％，则将5档降到4档。当车速为100km/h，若虚拟油门值为80％，此时车速和虚拟油门值所对应的点的坐标并不落在任何一条换档线上，需保持当前档位不变。

本发明的实施例通过根据变速箱输入轴的当前扭矩和变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩得出虚拟油门值，并根据虚拟油门值和当前的车速控制车辆档位的切换，从而剔除了后轴电机的影响，使得虚拟油门值能反映出变速箱输入轴真实扭矩大小，实现的对档位切换的精确控制。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (13)

1.一种换档控制方法，其特征在于，包括：

获取当前的车速、变速箱输入轴的当前扭矩以及变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩；

根据变速箱输入轴的当前扭矩和变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩，得出虚拟油门值；

根据虚拟油门值、当前的车速，控制车辆档位的切换。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述变速箱输入轴的当前扭矩具体为发动机的当前输出扭矩，所述变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩具体为发动机当前能达到的最大扭矩；

所述根据变速箱输入轴的当前扭矩和变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩，得出虚拟油门值的步骤具体为：

根据发动机的当前输出扭矩和发动机当前能达到的最大扭矩，得出虚拟油门值。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述虚拟油门值为发动机的当前输出扭矩与发动机当前能达到的最大扭矩的比值。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述变速箱输入轴的当前扭矩包括：发动机的当前输出扭矩、起动发电一体机ISG的当前输出扭矩，所述变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩包括：发动机的当前能达到的最大输出扭矩、起动发电一体机ISG的当前能达到的最大输出扭矩；

所述根据变速箱输入轴的当前扭矩和变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩，得出虚拟油门值的步骤具体为：

根据发动机的当前输出扭矩、起动发电一体机ISG的当前输出扭矩以及发动机当前能达到的最大输出扭矩、起动发电一体机ISG当前能达到的最大输出扭矩，得出虚拟油门值。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述虚拟油门值为第一和值与第二和值的比值，所述第一和值为发动机的当前输出扭矩与起动发电一体机ISG的当前输出扭矩的和，所述第二和值为发动机当前能达到的最大输出扭矩与起动发电一体机ISG当前能达到的最大输出扭矩的和。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，获取当前的车速、变速箱输入轴的当前扭矩以及变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩，具体为：

获取当前的车速、变速箱输入轴的当前扭矩以及变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩以及高压电池的当前剩余容量SOC；

所述根据变速箱输入轴的当前扭矩和变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩，得出虚拟油门值的步骤，具体为：

根据变速箱输入轴的当前扭矩、变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩以及当前SOC，得出虚拟油门值。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述变速箱输入轴的当前扭矩包括：发动机的当前输出扭矩、起动发电一体机ISG的当前输出扭矩，所述变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩包括：发动机当前能达到的最大输出扭矩、起动发电一体机ISG的最大修正扭矩；

所述根据变速箱输入轴的当前扭矩、变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩以及高压电池的当前剩余容量SOC，得出虚拟油门值的步骤，包括：

根据高压电池的当前剩余容量SOC，得出对虚拟油门值的修正因子；

根据起动发电一体机ISG当前能达到的最大输出扭矩、所述修正因子，得出起动发电一体机ISG的最大修正扭矩；

根据发动机的当前输出扭矩、起动发电一体机ISG的当前输出扭矩以及发动机当前能达到的最大输出扭矩、起动发电一体机ISG的最大修正扭矩得到虚拟油门值。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述虚拟油门值为第一和值与第三和值的比值，所述第一和值为发动机的当前输出扭矩与起动发电一体机ISG的当前输出扭矩的和，所述第三和值为起动发电一体机ISG的最大修正扭矩与发动机的当前能达到的最大输出扭矩的和，所述起动发电一体机ISG的最大修正扭矩具体为起动发电一体机ISG的当前能达到的最大输出扭矩与修正因子的乘积。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，根据高压电池的当前剩余容量SOC得出修正因子的步骤如下：

当所述高压电池的当前剩余容量SOC大于等于第一阈值时，

所述修正因子为1；

当所述高压电池的当前剩余容量SOC小于等于第二阈值时，

所述修正因子为0；

当所述高压电池的当前剩余容量SOC小于第一阈值且大于第二阈值时，所述修正因子为：第一差值与第二差值之比的立方，所述第一差值为高压电池的当前剩余容量SOC与第二阈值的差值，所述第二差值为第一阈值与第二阈值的差值。

10.如权利要求1的所述的方法，其特征在于，根据虚拟油门值、当前的车速，控制车辆档位的切换的步骤，具体为：

根据虚拟油门值、当前的车速及预制的二维换档图，控制车辆档位的切换。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述根据虚拟油门值、当前的车速及预制的二维换档图，控制车辆档位的切换的步骤包括：

在预制的二维换档图中查询与所述虚拟油门值及当前车速相对应的换档线；

若查询到与所述虚拟油门值及当前车速相对应的换档线，则控制车辆档位切换到所述查询到的换档线所对应的档位；

若未查询到与所述虚拟油门值及当前车速相对应的换档线时，则保持当前档位不变。

12.一种换档控制装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取当前的车速、变速箱输入轴的当前扭矩以及变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩；

虚拟油门值得出模块，用于根据变速箱输入轴的当前扭矩和变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩，得出虚拟油门值；

切换模块，用于根据虚拟油门值、当前的车速，控制车辆档位的切换。

13.一种换档控制装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取当前的车速、变速箱输入轴的当前扭矩、变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩以及高压电池的当前剩余容量SOC；

虚拟油门值得出模块，用于根据变速箱输入轴的当前扭矩、变速箱输入轴当前能达到的最大扭矩以及高压电池的当前剩余容量SOC，得出虚拟油门值；

切换模块，用于根据虚拟油门值、当前的车速，控制车辆档位的切换。