CN113022572B - 混合动力***换挡的控制方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明属于车辆技术领域，具体涉及一种混合动力***换挡的控制方法及***，该控制方法包括接收车辆的当前车速；根据当前车速，控制换挡执行机构动作以驱动变速箱进行换挡；在挂挡过程中计算变速箱的挡位变化率；根据挡位变化率小于设定值，控制离合器进入半联动状态；接收车辆的换挡后挡位位置；根据换挡后挡位位置到达目标挡位位置，判定混合动力***换挡成功。根据本发明实施例的混合动力***换挡的控制方法，通过检测挂挡过程中挂挡位置的变化率，提前解决挂挡问题，减少故障处理时间，通过控制离合器位置变化，减少发动机对挂挡的影响，提高挂挡成功率，避免动力中断。

Description

混合动力***换挡的控制方法及***

技术领域

本发明属于车辆技术领域，具体涉及一种混合动力***换挡的控制方法及***。

背景技术

本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。

P2并联混合动力***换挡主要分两种情况，一种为纯电动换挡，即离合器分离发动机不参与工作，该情况下换挡可靠性高，不易出现换挡失败的情况；另一种混动换挡，即离合器结合发动机参与工作，该情况下易于出现挂挡困难，导致换挡失败，动力中断，严重影响行车。

P2结构的混合动力***，电机布置在离合器与变速箱之间，当纯电行驶到一定车速时，通过控制离合器结合，发动机介入驱动。变速箱换挡时若离合器分离，换挡成功率高；若离合器结合发动机处于工作状态，因发动机动态工作特性复杂，无法精准控制，特别在挂挡过程中易于干扰换挡，出现挂挡失败的情况。若在挂挡过程中出现超时，则认为挂挡失败，会重新进行调速、挂挡的动作，若依旧失败则控制离合器分离，重新进行调速、挂挡动作。整个过程持续时间长，整车动力中断时间长，不能满足车辆运营需求。

发明内容

本发明的目的是至少解决现有技术中因挂挡失败需要多次进行调速、挂挡导致换挡持续时间长，整车动力中断时间长，不能满足车辆运营需求的问题。

该目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的第一方面提出了一种混合动力***换挡的控制方法，混合动力***包括发动机、驱动电机、变速箱、离合器和换挡执行机构，包括：

接收车辆的当前车速；

根据当前车速，控制换挡执行机构动作以驱动变速箱进行换挡；

在挂挡过程中计算变速箱的挡位变化率；

根据挡位变化率小于设定值，控制离合器进入半联动状态；

接收车辆的换挡后挡位位置；

根据换挡后挡位位置到达目标挡位位置，判定混合动力***换挡成功。

根据本发明实施例的混合动力***换挡的控制方法，车辆的车速与车辆的挡位匹配时能够使车辆处于最佳工作状态，提高车辆的经济性。因此，在混合动力***中，会根据车辆的当前车速，控制执行机构进行挡位的自动切换。具体地，接收车辆的当前车速，根据当前车速，控制换挡执行机构动作以驱动变速箱进行换挡。在变速箱换挡的过程中，计算变速箱的挡位变化率，根据挡位变化率小于设定值，则认为换挡过程所需时间长，换挡失败，则需要进行干预，根据挡位变化率大于等于设定值，则认为换挡过程所需时间短，则不需要进行干预。换挡失败后，则需要重新进行挂挡，在混合动力***当前的状态下存在换挡失败的问题，因此，控制离合器进入半联动状态，也就是向滑磨点移动，离合器的输入端与输出端允许存在转速差，压盘与飞轮上的摩擦片之是滑动摩擦状态，发动机输出轴上从飞轮传输出来的动力部分传递给变速箱。离合器进入半联动状态后，控制执行机构不断动作以驱动变速箱进行换挡，同时不断接收换挡后挡位位置，根据换挡后挡位位置到达目标挡位位置，判定混合动力***换挡成功。通过检测挂挡过程中挂挡位置的变化率，提前解决挂挡问题，减少故障处理时间，通过控制离合器位置变化，减少发动机对挂挡的影响，提高挂挡成功率，避免动力中断。

另外，根据本发明实施例的混合动力***换挡的控制方法，还可具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，计算变速箱的挡位变化率包括：

接收变速箱的当前挡位位置；

接收变速箱与当前车速匹配的目标挡位位置；

接收变速箱匹配当前车速进行换挡的时长；

根据当前挡位位置、目标挡位位置和时长，计算挡位变化率。

在本发明的一些实施例中，根据挡位变化率小于设定值，控制离合器进入半联动状态包括：

接收离合器的工作状态；

根据离合器的工作状态为全联动状态和挡位变化率小于设定值，控制离合器进入半联动状态；

根据离合器进入半联动状态，控制发动机以扭矩控制方式运行，发动机的输出扭矩为零，控制驱动电机以转速控制方式运行，驱动电机的转速匹配目标挡位位置对应的电机转速。

在本发明的一些实施例中，混合动力***换挡的控制方法还包括：

根据混合动力***换挡成功，控制驱动电机以扭矩控制方式运行，控制离合器进入全联动状态；

接收离合器的工作状态；

根据离合器的工作状态为全联动状态，控制发动机以扭矩控制方式运行。

在本发明的一些实施例中，在接收变速箱的挡位变化率中，通过位置传感器检测变速箱的当前挡位位置和目标挡位位置。

在本发明的一些实施例中，换挡执行机构为电控换挡执行机构、液压执行换挡机构或气动换挡执行机构。

本发明的第二方面提出了一种混合动力***换挡的控制***，用于执行混合动力***换挡的控制方法，包括：

接收模块，接收模块用于接收车辆的当前车速和接收车辆的换挡后挡位位置；

计算模块，计算模块用于在挂挡过程中计算变速箱的挡位变化率；

控制模块，控制模块用于根据当前车速，控制换挡执行机构动作以驱动变速箱进行换挡、根据挡位变化率小于设定值，控制离合器进入半联动状态；

判定模块，判定模块用于根据换挡后挡位位置到达目标挡位位置，判定混合动力***换挡成功。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例的混合动力***换挡的控制方法的流程示意图；

图2为图1所示的接收变速箱的挡位变化率的流程示意图；

图3为图1所示的根据挡位变化率小于设定值，控制离合器进入半联动状态的流程示意图；

图4为本发明实施例的混合动力***换挡的控制方法的完整流程示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

本文中的混合动力***包括发动机、驱动电机、变速箱、离合器和换挡执行机构，发动机通过离合器与驱动电机连接，驱动电机与变速箱连接，变速箱与驱动桥连接，混合动力***还包括ECU(Electronic Control Unit电子控制单元)、电机控制器、动力电池、TCU(Transmission Control Unit变速箱控制单元)和HCU(Hybrid Control Unit混合动力控制单元)，HCU、ECU、动力电池和TCU通过CAN总线连接。当驱动电机输出扭矩或转速使车辆行驶到一定车速时，通过控制离合器与发动机结合，使发动机介入驱动过程。在混合动力***换挡过程中，离合器会结合发动机车辆的运营工作，该种情况下易于出现挂挡困难，导致换挡失败、动力中断等问题。

当前换挡过程控制包括四个阶段，清扭、摘挡、调速、挂挡。清扭即发动机及电机扭矩降至一定值；满足清扭条件后，变速箱执行摘挡动作；完成摘挡动作后，电机调速使得发动机与电机转速降/升到目标挡位对应的转速值；当电机及发动机转速满足要求后，变速箱开始执行挂挡工作。当车辆在正常行驶时，离合器处于最小位置的全联动状态，压盘时紧紧压靠在飞轮的摩擦片上，此时压盘与摩擦片之间的摩擦力最大，输入轴与输出轴之间保持相对静摩擦，二者转速相同。离合器处于最大位置的不联动状态，压盘与摩擦片分离，不存在相对摩擦。离合器处于中间位置的半联动状态，离合器的输入端与输出端允许存在转速差，压盘与飞轮上的摩擦片之是滑动摩擦状态，发动机输出轴上从飞轮传输出来的动力部分传递给变速箱。

如图1和图4所示，根据本发明一个实施例的混合动力***换挡的控制方法，包括：接收车辆的当前车速；根据当前车速，控制换挡执行机构动作以驱动变速箱进行换挡；在挂挡过程中计算变速箱的挡位变化率；根据挡位变化率小于设定值，控制离合器进入半联动状态；接收车辆的换挡后挡位位置；根据换挡后挡位位置到达目标挡位位置，判定混合动力***换挡成功。

根据本发明实施例的混合动力***换挡的控制方法，车辆的车速与车辆的挡位匹配时能够使车辆处于最佳工作状态，提高车辆的经济性。因此，在混合动力***中，会根据车辆的当前车速，控制执行机构进行挡位的自动切换。具体地，接收车辆的当前车速，根据当前车速，控制换挡执行机构动作以驱动变速箱进行换挡。在变速箱换挡的过程中，计算变速箱的挡位变化率，根据挡位变化率小于设定值，则认为换挡过程所需时间长，换挡失败，则需要进行干预，根据挡位变化率大于等于设定值，则认为换挡过程所需时间短，则不需要进行干预。换挡失败后，则需要重新进行挂挡，在混合动力***当前的状态下存在换挡失败的问题，因此，控制离合器进入半联动状态，也就是向滑磨点移动，离合器的输入端与输出端允许存在转速差，压盘与飞轮上的摩擦片之是滑动摩擦状态，发动机输出轴上从飞轮传输出来的动力部分传递给变速箱。离合器进入半联动状态后，控制执行机构不断动作以驱动变速箱进行换挡，同时不断接收换挡后挡位位置，根据换挡后挡位位置到达目标挡位位置，判定混合动力***换挡成功。通过检测挂挡过程中挂挡位置的变化率，提前解决挂挡问题，减少故障处理时间，通过控制离合器位置变化，减少发动机对挂挡的影响，提高挂挡成功率，避免动力中断。

其中，设定值的大小可以在车辆出厂前经过多次试验获得。目标挡位位置为固定值，可以通过HCU直接调用。

在本发明的一些实施例中，如图2和图4所示，计算变速箱的挡位变化率包括接收变速箱的当前挡位位置；接收变速箱与当前车速匹配的目标挡位位置；接收变速箱匹配当前车速进行换挡的时长；根据当前挡位位置、目标挡位位置和时长，计算挡位变化率。当前挡位位置可以通过位置传感器测得，目标挡位位置由当前车速所应匹配的挡位确定。获得目标挡位位置与当前挡位位置之间的差值后，差值与时长的比值即为挡位变化率，时长通过计时器计算。

在本发明的一些实施例中，如图3和图4所示，根据挡位变化率小于设定值，控制离合器进入半联动状态包括接收离合器的工作状态；接收离合器的工作状态；根据离合器的工作状态为全联动状态和挡位变化率小于设定值，控制离合器进入半联动状态；根据离合器进入半联动状态，控制发动机以扭矩控制方式运行，发动机的输出扭矩为零，控制驱动电机以转速控制方式运行，驱动电机的转速匹配目标挡位位置对应的电机转速。为了使离合器进入半联动状态后能够尽快换挡成功，对于驱动电机和发动机以不同的控制方式控制。具体地，电机控制为转速控制，驱动电机的转速匹配目标挡位位置对应的电机转速，为防止挂挡过程中存在扭矩，电机转速控制时需限值电机扭矩在一定范围内。发动机控制为扭矩控制，发动机输出轴扭矩需求为0，减少发动机扭矩对挂挡的影响。驱动电机和发动机采用不同的控制方式，由驱动电机向变速箱输入动力，且选择转速控制，能够精确挡位所对应的转速，控制更加精确，提高挂挡成功率，避免动力中断。

在本发明的一些实施例中，根据换挡后挡位位置到达目标挡位位置，判定混合动力***换挡成功，换挡成功后，需要对混合动力***的输出进行改变。如图4所示，混合动力***换挡的控制方法还包括根据混合动力***换挡成功，控制驱动电机以扭矩控制方式运行，控制离合器进入全联动状态；接收离合器的工作状态；根据离合器的工作状态为全联动状态，控制发动机以扭矩控制方式运行。在换挡过程中，发动机的输出轴扭矩为0，由驱动电机输出，换挡过程中不要求车辆的车速过高。换挡成功后，将驱动电机的控制方式由转速控制转换为扭矩控制，响应整车扭矩需求，及时满足整车动力需求，同时控制离合器逐渐向最小位置移动，当离合器完全结合后，发动机介入与驱动电机共同驱动。

另外，当挡位变化率大于等于设定值，认为换挡过程顺利，则不需要进行干预，无需控制离合器的位置发生变化。

在本发明的一些实施例中，换挡执行机构为电控换挡执行机构、液压执行换挡机构或气动换挡执行机构。

根据本发明另一个实施例的混合动力***换挡的控制***，用于执行上述技术方案所提供的混合动力***换挡的控制方法，包括：

接收模块，接收模块用于接收车辆的当前车速和接收车辆的换挡后挡位位置；

计算模块，计算模块用于在挂挡过程中计算变速箱的挡位变化率；

控制模块，控制模块用于根据当前车速，控制换挡执行机构动作以驱动变速箱进行换挡、根据挡位变化率小于设定值，控制离合器进入半联动状态；

判定模块，判定模块用于根据换挡后挡位位置到达目标挡位位置，判定混合动力***换挡成功。

Claims (6)

1.一种混合动力***换挡的控制方法，所述混合动力***包括发动机、驱动电机、变速箱、离合器和换挡执行机构，其特征在于，包括：

接收车辆的当前车速；

根据所述当前车速，控制所述换挡执行机构动作以驱动所述变速箱进行换挡；

在挂挡过程中计算所述变速箱的挡位变化率；

根据所述挡位变化率小于设定值，控制所述离合器进入半联动状态；

接收所述车辆的换挡后挡位位置；

根据所述换挡后挡位位置到达目标挡位位置，判定所述混合动力***换挡成功；

所述计算所述变速箱的挡位变化率包括：

接收所述变速箱的当前挡位位置；

接收所述变速箱与所述当前车速匹配的目标挡位位置；

接收所述变速箱匹配所述当前车速进行换挡的时长；

根据所述当前挡位位置、所述目标挡位位置和所述时长，计算所述挡位变化率。

2.根据权利要求1所述的混合动力***换挡的控制方法，其特征在于，所述根据所述挡位变化率小于设定值，控制离合器进入半联动状态包括：

接收所述离合器的工作状态；

根据所述离合器的工作状态为全联动状态和所述挡位变化率小于所述设定值，控制所述离合器进入半联动状态；

根据所述离合器进入半联动状态，控制所述发动机以扭矩控制方式运行，所述发动机的输出扭矩为零，控制所述驱动电机以转速控制方式运行，所述驱动电机的转速匹配所述目标挡位位置对应的电机转速。

3.根据权利要求1所述的混合动力***换挡的控制方法，其特征在于，所述混合动力***换挡的控制方法还包括：

根据所述混合动力***换挡成功，控制所述驱动电机以扭矩控制方式运行，控制所述离合器进入全联动状态；

接收所述离合器的工作状态；

根据所述离合器的工作状态为全联动状态，控制所述发动机以扭矩控制方式运行。

4.根据权利要求1所述的混合动力***换挡的控制方法，其特征在于，在所述接收所述变速箱的挡位变化率中，通过位置传感器检测所述变速箱的所述当前挡位位置和所述目标挡位位置。

5.根据权利要求1所述的混合动力***换挡的控制方法，其特征在于，所述换挡执行机构为电控换挡执行机构、液压执行换挡机构或气动换挡执行机构。

6.一种混合动力***换挡的控制***，用于执行如权利要求1所述的混合动力***换挡的控制方法，其特征在于，包括：

接收模块，所述接收模块用于接收车辆的当前车速和接收所述车辆的换挡后挡位位置；

计算模块，所述计算模块用于在挂挡过程中计算所述变速箱的挡位变化率；

控制模块，所述控制模块用于根据所述当前车速，控制换挡执行机构动作以驱动所述变速箱进行换挡、根据所述挡位变化率小于设定值，控制离合器进入半联动状态；

判定模块，所述判定模块用于根据所述换挡后挡位位置到达目标挡位位置，判定所述混合动力***换挡成功。

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