CN114763132A - 混合动力车辆的控制方法、装置、介质和设备 - Google Patents

混合动力车辆的控制方法、装置、介质和设备 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种混合动力车辆的控制方法、装置、介质和设备。方法包括：若接收到将当前的串联驱动模式转换至直接驱动模式的指令，则根据车辆的当前状态确定目标挡位、曲轴的目标扭矩以及曲轴的目标转速，串联驱动模式为由驱动电机驱动且发动机参与发电，直接驱动模式为由发动机和驱动电机共同驱动；控制变速箱开始向目标挡位切换；控制将曲轴的转速达到目标转速；若判定变速箱已切换至目标挡位，且离合器两侧已达到同步，则控制将离合器的扭矩增大到预定值；若离合器的状态达到打滑状态，则控制将曲轴的扭矩增大，直至达到目标扭矩。该方法动力传输***的传递效率较高，模式切换的用时较短，减小了元件的磨损及冲击载荷，提升了驾乘舒适性。

Description

混合动力车辆的控制方法、装置、介质和设备
技术领域
本公开涉及混合动力车辆动力模式转换的控制技术领域，具体地，涉及一种混合动力车辆的控制方法、装置、介质和设备。
背景技术
混合动力车辆广义上指车辆驱动***由两个或多个能同时运转的单个驱动***联合组成的车辆，车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动***单独或共同提供。
通常所说的混合动力车辆是指油电混合动力车辆，即采用传统的内燃机(柴油机或汽油机)和电动机作为动力源，也有的发动机经过改造使用其他替代燃料，例如压缩天然气、丙烷和乙醇燃料等。
复合动力驱动车辆由于有两套动力，再加上两套动力的管理控制***，其结构复杂。在一些混合动力车辆中，模式切换过程不迅速，过程过渡不平稳。
发明内容
本公开的目的是提供一种能够快速、平稳地切换工作模式的混合动力车辆的控制方法、装置、介质和设备。
为了实现上述目的，本公开提供一种混合动力车辆的控制方法，所述方法包括：
若接收到将当前的串联驱动模式转换至直接驱动模式的指令，则根据车辆的当前状态确定目标挡位、曲轴的目标扭矩以及曲轴的目标转速，其中，所述串联驱动模式为由驱动电机驱动且发动机参与发电，所述直接驱动模式为由所述发动机和所述驱动电机共同驱动；
控制所述变速箱开始向所述目标挡位切换；
控制将所述曲轴的转速达到所述目标转速；
若判定变速箱已切换至所述目标挡位，且离合器两侧已达到同步，则控制将所述离合器的扭矩增大到预定值；
若所述离合器的状态达到打滑状态，则控制将所述曲轴的扭矩增大，直至达到所述目标扭矩。
可选地，所述控制将所述曲轴的转速达到所述目标转速，包括：
通过PI控制方法请求发电机的扭矩，以使所述发电机带动所述曲轴的转速达到所述目标转速。
可选地，所述通过PI控制方法请求发电机的扭矩，包括：
若所述曲轴的当前转速小于所述目标转速，则控制所述发电机带动曲轴运转；
若所述曲轴的当前转速大于所述目标转速，则控制所述发电机将曲轴的部分扭矩转换成电量存储在动力电池中。
可选地，所述方法还包括：
若所述离合器两侧的速差小于预定的阈值，则判定所述离合器两侧已达到同步。
可选地，所述控制将所述离合器的扭矩增大到预定值，包括：
按照预定的增速将所述离合器的扭矩增大到预定值。
本公开一种混合动力车辆的控制装置，所述装置包括：
确定模块，用于若接收到将当前的串联驱动模式转换至直接驱动模式的指令，则根据车辆的当前状态确定目标挡位、曲轴的目标扭矩以及曲轴的目标转速，其中，所述串联驱动模式为由驱动电机驱动且发动机参与发电，所述直接驱动模式为由所述发动机和所述驱动电机共同驱动；
第一控制模块，用于控制所述变速箱开始向所述目标挡位切换；
第二控制模块，用于控制将所述曲轴的转速达到所述目标转速；
第三控制模块，用于若判定变速箱已切换至所述目标挡位，且离合器两侧已达到同步，则控制将所述离合器的扭矩增大到预定值；
第四控制模块，用于若所述离合器的状态达到打滑状态，则控制将所述曲轴的扭矩增大，直至达到所述目标扭矩。
可选地，所述第二控制模块用于：
通过PI控制方法来请求发电机的扭矩，以使所述发电机带动所述曲轴的转速达到所述目标转速。
可选地，所述装置还包括：
判断模块，用于若所述离合器两侧的速差小于预定的阈值，则判定所述离合器两侧已达到同步。
本公开还提供一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本公开提供的上述方法的步骤。
本公开还提供一种电子设备，包括：
存储器，其上存储有计算机程序；
处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现本公开提供的上述方法的步骤。
通过上述技术方案，通过控制发动机曲轴转速的调速，进行离合器状态的控制以及换挡，以使车辆的驱动模式由串联驱动模式转换到直接驱动模式时，动力传输***的传递效率较高，模式切换的用时较短，从而减小了元件的磨损及冲击载荷，提升了驾乘舒适性。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是一示例性实施例提供的混合动力车辆的控制方法的流程图；
图2是另一示例性实施例提供的混合动力车辆的控制方法的流程图；
图3是一示例性实施例提供的混合动力车辆的控制装置的框图；
图4是一示例性实施例示出的一种电子设备的框图。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
图1是一示例性实施例提供的混合动力车辆的控制方法的流程图。如图1所示，该方法可以包括以下步骤：
步骤S11，若接收到将当前的串联驱动模式转换至直接驱动模式的指令，则根据车辆的当前状态确定目标挡位、曲轴的目标扭矩以及曲轴的目标转速。其中，串联驱动模式为由驱动电机驱动且发动机参与发电，直接驱动模式为由发动机和驱动电机共同驱动。
步骤S12，控制变速箱开始向目标挡位切换。
步骤S13，控制将曲轴的转速达到目标转速。
步骤S14，若判定变速箱已切换至目标挡位，且离合器两侧已达到同步，则控制将离合器的扭矩增大到预定值。
步骤S15，若离合器的状态达到打滑状态，则控制将曲轴的扭矩增大，直至达到目标扭矩。
其中，车辆的当前状态可以包括油门踏板开度、动力电池的荷电状态以及车速。例如，在预先存储的换挡线MAP图中，得出与车辆的当前状态对应的目标挡位。曲轴的目标扭矩也可以根据车辆的当前状态来确定。可以根据目标挡位来确定曲轴的目标转速。之后，控制变速箱开始向目标挡位切换，并控制由曲轴扭矩控制模式转换到曲轴转速控制模式，在曲轴转速控制模式中，控制将曲轴的转速达到目标转速。
若判定变速箱已切换至目标挡位，且离合器两侧已达到同步，则认为换挡条件已经满足，可以将离合器的扭矩增大，预定值可以是预先根据试验标定的扭矩值。
若离合器的状态达到打滑状态，则可以控制进入曲轴扭矩控制模式，在曲轴扭矩控制模式中，控制将曲轴的扭矩增大，直至达到目标扭矩。
通过上述技术方案，通过控制发动机曲轴转速的调速，进行离合器状态的控制以及换挡，以使车辆的驱动模式由串联驱动模式转换到直接驱动模式时，动力传输***的传递效率较高，模式切换的用时较短，从而减小了元件的磨损及冲击载荷，提升了驾乘舒适性。
在又一实施例中，控制将曲轴的转速达到目标转速的步骤S13可以包括：通过比例积分(Proportion Integration，PI)控制方法请求发电机的扭矩，以使发电机带动曲轴的转速达到目标转速。
也就是，通过PI控制方法确定发电机的扭矩，以使发电机按照所确定的扭矩执行时，能够带动曲轴的转速达到目标转速。该实施例中，应用了PI控制方法来实现对曲轴转速的控制，使控制过程更可靠，结果更准确。
在又一实施例中，上述的通过PI控制方法请求发电机的扭矩可以包括：
若曲轴的当前转速小于目标转速，则控制发电机带动曲轴运转；若曲轴的当前转速大于目标转速，则控制发电机将曲轴的部分扭矩转换成电量存储在动力电池中。
其中，若曲轴的当前转速小于目标转速，则发电机带动曲轴运转可以起到帮助曲轴运转的辅助作用，有利于增加曲轴转速；若曲轴的当前转速大于目标转速，则发电机将曲轴的一部分扭矩转换成电量存储在动力电池中，有利于快速处理曲轴的多余转速。该一部分扭矩应小于曲轴的目标转速与当前转速之差所对应的扭矩。该一部分扭矩可以从预定的多个扭矩中选取。通过该实施例的方法，能够快速地将曲轴的当前转速控制到目标转速，从而加快了工作模式的转换速度。
在又一实施例中，该方法还可以包括：若离合器两侧的速差小于预定的阈值，则判定离合器两侧已达到同步。
判定离合器两侧是否已达到同步的方法可以有多种。该实施例中，可以实时检测离合器两侧的转速，计算离合器两侧的转速之差，该差值若小于预定的阈值，则判定离合器两侧已达到同步。该实施例的方法简单直接，运算速度快，结果可靠性高。
在又一实施例中，控制将离合器的扭矩增大到预定值可以包括：按照预定的增速将离合器的扭矩增大到预定值。
其中，预定的增速可以根据试验确定。当离合器的扭矩按照预定的增速增大时，可以认为离合器运行稳定，可靠性高，并且，增速固定使得算法简单，不易出错。
本公开的方法可以通过车辆中的一个或多个控制器来执行。图2是另一示例性实施例提供的混合动力车辆的控制方法的流程图。如图2所示，该实施例中，若将混合动力车辆当前的串联驱动模式转换至直接驱动模式，可以通过以下步骤执行。
1、当前运行模式为串联驱动模式，离合器状态为打开，混合动力整车控制器(Hybrid Control Unit，HCU)请求目标运行模式为直接驱动模式，即HCU请求将串联驱动模式转换至直接驱动模式；
2、HCU发送目标挡位请求和无自动变速箱控制模块(Transmission ControlUnit，TCU)干预的曲轴扭矩请求；
3、TCU向HCU发送曲轴目标转速、曲轴转速控制模式激活请求，换挡进行中；
4、HCU控制由曲轴扭矩控制模式转换到曲轴速度控制模式，并且通过扭矩分配将PI速度控制模块扭矩请求应用到对发电机扭矩请求中，使发动机转速达到曲轴目标转速；
5、判断变速箱执行机构是否完成进挡，离合器两侧速差是否低于阈值；
6、若否，则继续执行4；
7、若是，则TCU通过合适的变化率将离合器扭矩增加到预定值，并向HCU发送离合器状态和离合器扭矩预估值；
8、判断离合器状态是否达到打滑状态；
9、若否，则继续执行7；
10、若是，则HCU增加离合器扭矩预估值到PI速度控制模块扭矩请求中，并且将实际运行模式转变到直接驱动模式；
11、TCU向HCU发送曲轴转速控制器模式为非激活状态，增加曲轴扭矩请求；
12、HCU控制切换到曲轴扭矩控制模式，并且控制曲轴扭矩(动态扭矩分配)跟随TCU发送的曲轴扭矩增加的请求；
13、判断离合器是否闭合，曲轴实际扭矩是否达到无TCU干预的曲轴扭矩请求；
14、若否，则继续执行12；
15、若是，则TCU向HCU发送换挡已完成的消息。
图3是一示例性实施例提供的混合动力车辆的控制装置的框图。如图3所示，混合动力车辆的控制装置300可以包括确定模块301、第一控制模块302、第二控制模块303、第三控制模块304和第四控制模块305。
确定模块301用于若接收到将当前的串联驱动模式转换至直接驱动模式的指令，则根据车辆的当前状态确定目标挡位、曲轴的目标扭矩以及曲轴的目标转速，其中，串联驱动模式为由驱动电机驱动且发动机参与发电，直接驱动模式为由发动机和驱动电机共同驱动。
第一控制模块302用于控制变速箱开始向目标挡位切换。
第二控制模块303用于控制将曲轴的转速达到目标转速。
第三控制模块304用于若判定变速箱已切换至目标挡位，且离合器两侧已达到同步，则控制将离合器的扭矩增大到预定值。
第四控制模块305用于若离合器的状态达到打滑状态，则控制将曲轴的扭矩增大，直至达到目标扭矩。
可选地，第二控制模块303用于：通过PI控制方法来请求发电机的扭矩，以使发电机带动曲轴的转速达到目标转速。
可选地，第二控制模块303用于：若所述曲轴的当前转速小于所述目标转速，则控制所述发电机带动曲轴运转；若所述曲轴的当前转速大于所述目标转速，则控制所述发电机将曲轴的部分扭矩转换成电量存储在动力电池中。
可选地，混合动力车辆的控制装置300还可以包括判断模块。
判断模块用于若离合器两侧的速差小于预定的阈值，则判定离合器两侧已达到同步。
可选地，第三控制模块304还用于按照预定的增速将所述离合器的扭矩增大到预定值。
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
通过上述技术方案，通过控制发动机曲轴转速的调速，进行离合器状态的控制以及换挡，以使车辆的驱动模式由串联驱动模式转换到直接驱动模式时，动力传输***的传递效率较高，模式切换的用时较短，从而减小了元件的磨损及冲击载荷，提升了驾乘舒适性。
本公开还提供一种电子设备，包括存储器和处理器。
存储器上存储有计算机程序；处理器用于执行存储器中的计算机程序，以实现本公开提供的上述方法的步骤。
图4是根据一示例性实施例示出的一种电子设备400的框图。如图4所示，该电子设备400可以包括：处理器401，存储器402。该电子设备400还可以包括多媒体组件403，输入/输出(I/O)接口404，以及通信组件405中的一者或多者。
其中，处理器401用于控制该电子设备400的整体操作，以完成上述的混合动力车辆的控制方法中的全部或部分步骤。存储器402用于存储各种类型的数据以支持在该电子设备400的操作，这些数据例如可以包括用于在该电子设备400上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据，例如联系人数据、收发的消息、图片、音频、视频等等。该存储器402可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。多媒体组件403可以包括屏幕和音频组件。其中屏幕例如可以是触摸屏，音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如，音频组件可以包括一个麦克风，麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器402或通过通信组件405发送。音频组件还包括至少一个扬声器，用于输出音频信号。I/O接口404为处理器401和其他接口模块之间提供接口，上述其他接口模块可以是键盘，鼠标，按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。通信组件405用于该电子设备400与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信，例如Wi-Fi，蓝牙，近场通信(Near FieldCommunication，简称NFC)，2G、3G、4G、NB-IOT、eMTC、或其他5G等等，或它们中的一种或几种的组合，在此不做限定。因此相应的该通信组件405可以包括：Wi-Fi模块，蓝牙模块，NFC模块等等。
在一示例性实施例中，电子设备400可以被一个或多个应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称DSP)、数字信号处理设备(Digital Signal Processing Device，简称DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，简称PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述的混合动力车辆的控制方法。
在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述的混合动力车辆的控制方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器402，上述程序指令可由电子设备400的处理器401执行以完成上述的混合动力车辆的控制方法。
在另一示例性实施例中，还提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包含能够由可编程的装置执行的计算机程序，该计算机程序具有当由该可编程的装置执行时用于执行上述的混合动力车辆的控制方法的代码部分。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种混合动力车辆的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
若接收到将当前的串联驱动模式转换至直接驱动模式的指令，则根据车辆的当前状态确定目标挡位、曲轴的目标扭矩以及曲轴的目标转速，其中，所述串联驱动模式为由驱动电机驱动且发动机参与发电，所述直接驱动模式为由所述发动机和所述驱动电机共同驱动；
控制所述变速箱开始向所述目标挡位切换；
控制将所述曲轴的转速达到所述目标转速；
若判定变速箱已切换至所述目标挡位，且离合器两侧已达到同步，则控制将所述离合器的扭矩增大到预定值；
若所述离合器的状态达到打滑状态，则控制将所述曲轴的扭矩增大，直至达到所述目标扭矩。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制将所述曲轴的转速达到所述目标转速，包括：
通过PI控制方法请求发电机的扭矩，以使所述发电机带动所述曲轴的转速达到所述目标转速。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过PI控制方法请求发电机的扭矩，包括：
若所述曲轴的当前转速小于所述目标转速，则控制所述发电机带动曲轴运转；
若所述曲轴的当前转速大于所述目标转速，则控制所述发电机将曲轴的部分扭矩转换成电量存储在动力电池中。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述离合器两侧的速差小于预定的阈值，则判定所述离合器两侧已达到同步。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制将所述离合器的扭矩增大到预定值，包括：
按照预定的增速将所述离合器的扭矩增大到预定值。
6.一种混合动力车辆的控制装置，其特征在于，所述装置包括：
确定模块，用于若接收到将当前的串联驱动模式转换至直接驱动模式的指令，则根据车辆的当前状态确定目标挡位、曲轴的目标扭矩以及曲轴的目标转速，其中，所述串联驱动模式为由驱动电机驱动且发动机参与发电，所述直接驱动模式为由所述发动机和所述驱动电机共同驱动；
第一控制模块，用于控制所述变速箱开始向所述目标挡位切换；
第二控制模块，用于控制将所述曲轴的转速达到所述目标转速；
第三控制模块，用于若判定变速箱已切换至所述目标挡位，且离合器两侧已达到同步，则控制将所述离合器的扭矩增大到预定值；
第四控制模块，用于若所述离合器的状态达到打滑状态，则控制将所述曲轴的扭矩增大，直至达到所述目标扭矩。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二控制模块用于：
通过PI控制方法来请求发电机的扭矩，以使所述发电机带动所述曲轴的转速达到所述目标转速。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
判断模块，用于若所述离合器两侧的速差小于预定的阈值，则判定所述离合器两侧已达到同步。
9.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-5中任一项所述方法的步骤。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器，其上存储有计算机程序；
处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现权利要求1-5中任一项所述方法的步骤。
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