CN102556045B - 一种混合动力车辆断油滑行换挡控制方法 - Google Patents

Abstract

一种混合动力车辆的断油滑行换挡控制方法，混合动力车辆包括：彼此耦联并通信的混合动力车辆控制器、发动机控制器、变速器控制器、电机控制器以及电池控制器。当混合动力车辆无故障、且处于断油滑行模式时，混合动力车辆控制器接受来自其他控制器的信号判断是否进行断油滑行换挡过程控制、确定发动机和电机目标转速、基于电机当前转速和电机目标转速的差值计算电机实际需求扭矩、基于电机扭矩限制值和电机实际需求扭矩计算电机实际输出扭矩、向电机控制器发出电机实际输出扭矩请求以及判断是否保持断油滑行换挡过程控制。该方法在换挡过程中通过控制电机转速能跟随地对发动机当前转速进行调整，从而在挡结束后能实现锁止离合器的快速重新锁止。

Description

一种混合动力车辆断油滑行换挡控制方法

技术领域

本发明涉及混合动力车辆换挡控制方法。具体而言，本发明涉及一种具有液力变矩器的混合动力车辆断油滑行换挡控制方法。

背景技术

混合动力车辆的传动系统可以采用自动变速器。自动变速器是指根据发动机工况及车辆行进速度自动选档和换挡的变速器。一种类型的自动变速器包括液力变矩器及机械变速系统。液力变矩器包含泵轮、涡轮、导轮以及锁止离合器，其中泵轮与发动机连接，用于向涡轮提供动力，涡轮与变速器输入轴连接，用于向变速器输入动力。当泵轮和涡轮速度较低且它们之间的转速差别较大时，液力变矩器以液体为传动介质实现动力传输。当泵轮和涡轮转速较高且接近时，泵轮和涡轮通过锁止离合器进行连接以实现动力传输，从而提高传动效率。

车辆滑行时，混合动力车辆可以在发动机不提供动力的情况下而仅借助车辆的惯性继续行驶。此时由于不需要发动机提供的动力，因而发动机可通过断油来节省燃料。当混合动力车辆断油滑行时，如果发动机当前转速低于熄火转速（例如700转/分钟）时会导致发动机熄火，如果发动机当前转速低于喷油转速（例如900转/分钟）则发动机恢复喷油；因此需要设置一个发动机要求最低转速（例如1000转/分钟），以保证混合动力车辆能够断油滑行且不会熄火和恢复喷油。车速较高，锁止离合器保持锁止时，发动机当前转速可维持在较高水平。例如当混合动力车辆的发动机当前转速在900转/分钟以上、自动变速器处在3档以上、泵轮和涡轮的转速差不大于50转/分钟且车速大于一定值时，锁止离合器保持锁止。

混合动力车辆的多余惯性能量也可通过锁止离合器传递到电机上，从而将混合动力车辆多余惯性能量转换成电能存储到与电机耦联的高压电池上。

在断油滑行过程中，变速器的挡位会从高挡逐步降至低挡。对于目前的换挡方式而言，换挡过程中如不脱开锁止离合器，必然带来较大换挡冲击，影响换挡舒适性。如果脱开锁止离合器，由于混合动力车辆在断油滑行，发动机当前转速会迅速降低到喷油转速以下，致使发动机恢复喷油，影响舒适性和经济性；而且由于是从高挡换至低挡，速比增大，导致变速器输入轴当前转速会先升高，再随车速缓慢降低，这导致液力变矩器的泵轮和涡轮很难在较高转速时再次接近，锁止离合器就无法再次锁止，断油及能量回收功能都不能继续，影响经济性。

发明内容

本发明的目的是提供一种混合动力车辆的断油滑行换挡控制方法，以解决现有技术存在的问题。本发明的目的通过以下技术方案得以实现：

本发明的一个技术方案提供了一种混合动力车辆断油滑行换挡控制方法，混合动力车辆包括混合动力车辆控制器、发动机、发动机控制器、变速器、液力变矩器、与液力变矩器和变速器耦联并通信的变速器控制器、电机、电机控制器、与电机耦联的高压电池、与高压电池耦联并通信的电池控制器以及信号传输线，其中液力变矩器包括泵轮、涡轮、导轮以及锁止离合器，发动机通过液力变矩器与变速器连接，变速器通过差速器将发动机和/或电机的动力传送到车轮，发动机通过连接装置与电机连接，用于实现发动机和电机之间的动力传递，混合动力车辆控制器通过信号传输线与发动机控制器、变速器控制器、电机控制器以及电池控制器耦联并与它们进行通信，从而实现所述断油滑行换挡控制方法，其特征在于，所述断油滑行换挡控制方法包括以下步骤：

步骤1：混合动力车辆控制器判断是否进行断油滑行换挡过程控制；

步骤2：混合动力车辆控制器确定发动机目标转速和电机目标转速，其中发动机目标转速和电机目标转速保持一致；

步骤3：混合动力车辆控制器基于电机当前转速和电机目标转速的差值计算电机实际需求扭矩；

步骤4：混合动力车辆控制器判断是否满足发出电机实际需求扭矩的条件；

步骤5：混合动力车辆控制器基于当前电机扭矩限制计算电机扭矩限制值，由电机扭矩限制值和电机实际需求扭矩计算电机实际输出扭矩；

步骤6：混合动力车辆控制器向电机控制器发出电机实际输出扭矩请求，以便使发动机当前转速在变速器换挡过程中以跟随变速器输入轴当前转速的方式维持在发动机目标转速，从而在变速器换挡结束后能进一步调整发动机当前转速，以允许锁止离合器再次锁止；以及

步骤7：混合动力车辆控制器判断是否保持断油滑行换挡过程控制，其中在该步骤7中，当判断为“是”时，返回步骤1；否则当判断为“否”时，则结束断油滑行换挡过程控制。

根据本发明上述技术方案提供的混合动力车辆断油滑行换挡控制方法，其中当混合动力车辆控制器在步骤4判断为“否”时，混合动力车辆控制器将电机实际需求扭矩设置为零，混合动力车辆控制器不进行电机扭矩控制，并且接着执行步骤5。

根据本发明上述技术方案提供的混合动力车辆断油滑行换挡控制方法，其中当步骤1判断为“否”时，则结束断油滑行换挡过程控制。

根据本发明上述技术方案提供的混合动力车辆断油滑行换挡控制方法，其中步骤1包括如下步骤：

步骤1a：混合动力车辆控制器判断混合动力车辆是否在断油滑行模式； 

步骤1b：混合动力车辆控制器判断变速器目标档位和变速器当前档位是否不相同，以确定变速器准备换挡；以及

步骤1c：混合动力车辆控制器判断变速器目标档位是否是允许锁止离合器锁止的档位；

其中当步骤1a-步骤1c的所有步骤均判断为“是”时，则执行步骤2；否则当步骤1a-步骤1c其中任一步骤判断为“否”时，则结束断油滑行换挡过程控制。

根据本发明上述技术方案提供的混合动力车辆断油滑行换挡控制方法，其中步骤2包括以下步骤：

步骤2a：混合动力车辆控制器判断变速器换挡过程是否未完成；以及

    步骤2b：当步骤2a判断为“是”时，混合动力车辆控制器将变速器输入轴当前转速和允许发动机跟随最大转速差的差与变速器换挡时发动机要求最低转速进行比较，将其中的最大值作为发动机目标转速和电机目标转速。

根据本发明上述技术方案提供的混合动力车辆断油滑行换挡控制方法，其中当步骤2a判断为“否”时，执行步骤2c：混合动力车辆控制器将变速器输入轴当前转速和锁止离合器锁止时所允许的泵涡轮最大转速差的差与变速器换挡时发动机要求最低转速进行比较，将其中的最大值作为发动机和电机目标转速。

根据本发明上述技术方案提供的混合动力车辆断油滑行换挡控制方法，其中步骤4包括如下步骤：

步骤4a：混合动力车辆控制器判断是否处于变速器换挡过程控制中；

步骤4b：混合动力车辆控制器判断油门踏板是否未被踩下；

步骤4c：混合动力车辆控制器判断锁止离合器是否脱开；

步骤4d：混合动力车辆控制器判断变速器换挡时间是否未超时；

步骤4e：混合动力车辆控制器判断变速器输入轴当前转速是否有效；以及

步骤4f：混合动力车辆控制器判断发动机当前转速是否未超调;

其中当步骤4a-步骤4f中任意一步骤判断为“否”时，混合动力车辆控制器将电机实际需求扭矩设置为零，混合动力车辆控制器不进行电机扭矩控制，并接着执行步骤5；当步骤4a-步骤4f中所有步骤判断为“是”时执行步骤5。

根据本发明上述技术方案提供的混合动力车辆断油滑行换挡控制方法，其中步骤7包括以下步骤：

步骤7a: 混合动力车辆控制器判断油门踏板是否未被踩下；

步骤7b：混合动力车辆控制器判断变速器换挡时间是否未超时；

步骤7c：混合动力车辆控制器判断变速器换挡后变速器输入轴当前转速是否大于锁止离合器锁止时变速器输入轴要求最低转速；

步骤7d：混合动力车辆控制器判断锁止离合器是否未锁止；以及

步骤7e：混合动力车辆控制器判断变速器当前档位是否是允许锁止离合器锁止的档位；

其中当步骤7a-步骤7e均判断为“是”时，返回到步骤1；否则当步骤7a-步骤7e中任一步骤判断为“否”时，则结束断油滑行换挡过程控制。

根据本发明上述技术方案提供的混合动力车辆断油滑行换挡控制方法，其中在步骤4f中，发动机当前转速未超调是指发动机当前转速与发动机目标转速的差值不大于第一转速差。

根据本发明上述技术方案提供的混合动力车辆断油滑行换挡控制方法，其中第一转速差为30转/分钟。

根据本发明上述技术方案提供的混合动力车辆断油滑行换挡控制方法，其中变速器换档时发动机要求最低转速大于发动机恢复喷油转速，发动机恢复喷油转速大于发动机熄火转速，以使得在整个断油滑行换挡过程中，发动机不喷油和/或熄火。

根据本发明上述技术方案提供的混合动力车辆断油滑行换挡控制方法，其中变速器换挡时发动机要求最低转速为1000转/分钟，发动机恢复喷油转速为900转/分钟，发动机熄火转速为700转/分钟。

根据本发明上述技术方案提供的混合动力车辆断油滑行换挡控制方法，其中在步骤5当前电机扭矩限制值由混合动力车辆控制器在此步骤中基于混合动力车辆当前动力和传动系统的工作能力通过查询扭矩限制表而获得。

根据本发明上述技术方案提供的混合动力车辆断油滑行换挡控制方法，其中在步骤4d或者步骤7b中，判断变速器换挡时间是否未超时是指变速器换挡时间是否不超过预设的变速器换挡时间。

根据本发明上述技术方案提供的混合动力车辆断油滑行换挡控制方法，其中连接装置选自皮带、链条、钢带传以及传动轴中的一种。

根据本发明上述技术方案提供的混合动力车辆断油滑行换挡控制方法，其中混合动力车辆控制器采用PID算法计算电机实际需求扭矩。

根据本发明上述技术方案提供的混合动力车辆断油滑行换挡控制方法，其中在变速器换挡过程控制中，发动机当前转速与变速器输入轴当前转速的差不大于允许发动机跟随最大转速差。

根据本发明上述技术方案提供的混合动力车辆断油滑行换挡控制方法，其中允许发动机跟随最大转速差为大约500转/分钟。

根据本发明上述技术方案提供的混合动力车辆断油滑行换挡控制方法，其中锁止离合器锁止时发动机当前转速与变速器输入轴当前转速的差不超过锁止离合器锁止时所允许的泵涡轮最大转速差。

根据本发明上述技术方案提供的混合动力车辆断油滑行换挡控制方法，其中锁止离合器锁止时所允许的泵涡轮最大转速差为大约50转/分钟。

根据本发明上述技术方案提供的混合动力车辆断油滑行换挡控制方法，其中信号传输线为整车CAN总线。

当混合动力车辆无故障且处于断油滑行状态时，根据本发明一个方面提供的混合动力车辆的断油滑行换挡控制方法的优点在于，由于在混合动力车辆的断油滑行换挡过程控制中，电机目标转速不小于变速器换挡时发动机要求最低转速，并且在整个断油滑行换挡中，混合动力车辆控制器能够对电机转速进行控制，从而能够将发动机当前转速维持在电机目标转速附近，因而使得断油滑行的换挡过程发动机不会喷油和熄火，并使得换挡后锁止离合器能够重新锁止。这使得采用根据本发明的换挡控制方法的混合动力车辆在断油滑行的过程换挡舒适性和燃油经济性好。

根据本发明一个方面提供的混合动力车辆的断油滑行换挡控制方法的优点还在于，由于发动机当前转速在混合动力车辆变速器换挡过程控制中一直跟随变速器输入轴当前转速且在变速器换挡结束后被速快速地调整，这使得变速器换挡完成后锁止离合器能够在更短的时间内锁止，因而提高了混合动力车辆在断油滑行换挡时的舒适性。

附图说明

参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：

图1示出了根据本发明一个实施例的混合动力车辆动力系统的结构示意图。

图2示意性地示出了如图1所示的混合动力车辆的断油滑行换挡控制方法的流程图。

图3示意性地示出了采用如图2所示的控制前后发动机当前转速变化情况的曲线图。以及

图4示意性地示出了如图1所示的判断是否进行断油滑行换档过程控制的子流程图。

图5示意性地示出了确定发动机目标转速和电机目标转速的子流程图。

图6示意性地出了判断是否满足发出电机实际需求扭矩的条件的子流程图。

图7示意性地出了判断是否保持断油滑行换档过程控制的子流程图。

部件及标号列表

9	混合动力车辆控制器
		10	发动机
11	发动机控制器
		15	皮带
20	变速器
		21	变速器控制器
22	液力变矩器
		24	差速器
26	车轮
		30	电机
31	电机控制器
		40	高压电池
41	电池控制器
		50	高低压直流逆变器
60	低压电池
		70	整车用电负载
80	整车CAN总线

具体实施方式

图1-7和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将落在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。

图1示意性地示出了根据本发明一个实施例的混合动力车辆动力系统的结构示意图。如图1所示的混合动力车辆的动力系统包括：混合动力车辆控制器9、发动机10、发动机控制器11、变速器20、变速器控制器21、液力变矩器22、电机30、电机控制器31、高压电池40、电池控制器41、高低压直流逆变器50、低压电池60、整车用电负载70以及整车CAN总线80。如图1所示的混合动力车辆的动力系统的发动机10和/或电机30的动力通过液力变矩器22传送给变速器20，变速器20再将动力通过差速器24传送到车轮26，从而驱动车辆行进。发动机10还通过皮带15与电机30连接，在本发明的一个实施例中，电机30可以作为发动电机或驱动电机。当电机30作为发电机时，发动机10的多余惯性能量传送给电机30，多余的惯性能量转换成电能并通过与电机30连接的高压电池40存储起来。此外低压电池60与高压电池40通过高低压直流逆变器50耦联，用于将高压电池40的电压逆变为低压电池60所需要的电压。当电机30作为驱动电机时，其能够在发动机动力10动力不足时，向发动机10提供动力，从而将发动机10的转速迅速提升到所需转速。在本发明的一个实施例中，发动机10与液力变矩器22的泵轮通过轴机械连接，变速器20的输入轴与液力变矩器22的涡轮通过轴机械连接。液力变矩器22的泵轮和涡轮通过液体介质或锁止离合器机械连接。

如图1所示，与发动机10耦联并用于控制其的发动机控制器11；与液力变矩器22和变速器20耦联并用于控制它们的变速器控制器21；与高压电池40耦联并用于控制其的电池控制器41，高压电池40和低压电池60之间通过高低压直流逆变器50耦联，整车用电负载70耦联在低压电池60和高低压直流逆变器50之间；与电机30耦联并用于控制其的电机控制器31。混合动力车辆控制器9通过整车CAN总线80与发动机控制器11、变速器控制器21、电机控制器31以及电池控制器41耦联并与它们进行通信，从而实现混合动力车辆的断油滑行换挡控制方法。需要说明的是：控制器之间或者控制器与其相应的被控制器件之间也可以通过局部CAN总线和局部硬线连接并经由高速同步串口进行通信，而这也将落在本发明的保护范围内。

图2示意性地示出了如图1所示的混合动力车辆的断油滑行换挡控制方法的总流程图。图3示意性地示出了采用如图2所示的控制方法前后发动机当前转速变化情况的曲线图。如图3所示混合动力车辆的断油滑行换挡过程控制包括变速器换挡过程控制和变速器换挡后锁止离合器锁止过程控制，混合动力车辆控制器9使得发动机当前转速在变速器换挡过程控制中始终跟随变速器输入轴当前转速，从而使得在变速器换挡结束后能进一步调整发动机当前转速，以允许锁止离合器再次锁止。如图2所示的控制方法在进行变速器换制过程控制中和进行变速器换挡后锁止离合器锁止过程控制中分别设置了不同的发动机目标转速和电机目标转速，其中发动机目标转速与电机目标转速保持一致，由于在断油滑行换挡控制过程中能够对电机转速进行控制，使得电机30输出电机实际输出扭矩，从而能够通过皮带15传动将发动机当前转速维持在由电机30带动的发动机目标转速，因而使得断油滑行换挡过程控制中发动机不会喷油和熄火，并使得变速器换挡后锁止离合器能够重新锁止。

如图2所示的断油滑行换挡控制方法包括如下步骤：

步骤S10： 断油滑行换挡过程控制开始。

步骤S12：混合动力车辆控制器9判断是否进行断油滑行换挡过程控制。其中在该步骤当判断为“是”时，则执行步骤S14；否则当判断为“否”时，则执行步骤S26，结束断油滑行换挡过程控制。

步骤S14：混合动力车辆控制器9确定发动机目标转速和电机目标转速。其中发动机目标转速与电机目标转速保持一致。

步骤S16：混合动力车辆控制器9基于电机当前转速和电机目标转速的差值计算电机实际需求扭矩。

步骤S18：混合动力车辆控制器9判断是否满足发出电机实际需求扭矩的条件。其中在该步骤中当判断为“是”则执行步骤S21；否则当判断为“否”时，则执行步骤S20。具体地在步骤S20：混合动力车辆控制器9将电机实际需求扭矩设置为零，混合动力车辆控制器9不进行电机扭矩控制，接着执行步骤S21。

步骤S21： 混合动力车辆控制器9基于当前电机扭矩限制计算电机扭矩限制值，由电机扭矩限制值和电机实际需求扭矩计算电机实际输出扭矩。在执行完步骤S21后，接着执行步骤S22。

步骤S22：混合动力车辆控制器9向电机控制器31发出电机实际输出扭矩请求，以便使发动机当前转速在变速器换挡过程中以跟随变速器输入轴当前转速的方式维持在发动机目标转速，从而在变速器换挡结束后能进一步调整发动机当前转速，以允许锁止离合器再次锁止。

步骤S24： 在执行完步骤S22后，混合动力车辆控制器9判断是否保持断油滑行换挡过程控制，其中在该步骤中，当判断为“是”时，则返回步骤S12；否则当判断为“否”时，则执行步骤S26结束断油滑行换挡过程控制。

在上述步骤S12中，其中判断是否进行断油滑行换挡过程控制的步骤还包括以下步骤：

步骤S120：混合动力车辆控制器9判断混合动力车辆是否在断油滑行模式； 

步骤S122：混合动力车辆控制器9判断变速器目标档位和变速器当前档位是否不相同，以确定变速器准备换挡；以及

步骤S124：混合动力车辆控制器9判断变速器目标档位是否是允许锁止离合器锁止的档位，其中当步骤S120-步骤S124中的所有步骤均判断为“是”时，则执行步骤S14；否则当步骤S120-步骤S124其中任一步骤判断为“否”时，则执行步骤S26，结束断油滑行换挡过程控制。

在上述步骤S14中，混合动力车辆控制器9确定发动机目标转速和电机目标转速的步骤包括以下步骤：

步骤S140：混合动力车辆控制器9判断变速器换挡过程是否未完成，其中当该步骤判断为“是”时，执行步骤S142：混合动力车辆控制器9将变速器输入轴当前转速和允许发动机跟随的最大转速差的差与变速器换挡时发动机要求最低转速进行比较，将其中的最大值作为发动机和电机目标转速，其中发动机目标转速与电机目标转速保持一致；否则当该步骤判断为“否”时，则执行步骤S144：混合动力车辆控制器9将变速器输入轴当前转速和锁止离合器锁止时所允许的泵涡轮最大转速差的差与变速器换挡时发动机要求最低转速进行比较，将其中的最大值作为发动机和电机目标转速，其中发动机目标转速与电机目标转速保持一致。其中在执行完步骤S142或者步骤S144后，执行步骤S16。

在上述步骤S18中，混合动力车辆控制器9判断是否满足发出动机实际需求扭矩的条件的步骤还包括以下步骤：

步骤S180：混合动力车辆控制器9判断是否处于变速器换挡过程控制中；

步骤S182：混合动力车辆控制器9判断油门踏板是否未被踩下；

步骤S184：混合动力车辆控制器9判断锁止离合器是否脱开；

步骤S186：混合动力车辆控制器9判断变速器换挡时间是否未超时；

步骤S188：混合动力车辆控制器9判断变速器输入轴当前转速是否有效；以及

步骤S189：混合动力车辆控制器9判断发动机当前转速是否未超调，其中当步骤S180-步骤S189中任意一步骤判断为“否”时，所述断油滑行换挡控制方法执行步骤S20；否则当步骤S180-步骤S189中的所有步骤均判断为“是”时，则执行步骤S21。

在上述步骤S24中，混合动力车辆控制器9判断是否保持断油滑行换挡过程控制的步骤包括以下步骤：

步骤S240： 混合动力车辆控制器9判断油门踏板是否未被踩下；

步骤S242：混合动力车辆控制器9判断变速器换挡时间是否未超时；

步骤S244：混合动力车辆控制器9判断变速器换挡后变速器输入轴当前转速是否大于锁止离合器锁止时变速器输入轴要求最低转速；

步骤S246：混合动力车辆控制器9判断锁止离合器是否未锁止；以及

步骤S248：混合动力车辆控制器9判断变速器当前档位是否是允许锁止离合器锁止的档位，其中当步骤S240-步骤S248均判断为“是”时，返回到步骤S12；否则当步骤S240-步骤S248中任一步骤判断为“否”时，执行步骤S26，结束断油滑行换挡过程控制。

执行步骤S12时，混合动力车辆控制器9根据接受到的来自其他控制器的信号判断出发动机不提供动力，混合动力车借助惯性继续前行，车辆处于断油滑行模式。这对于本领域人员而言是已知的，这里不再累述。

在执行步骤S14时，由于变速器换挡时发动机要求最低转速可标定，因而混合动力车辆控制器9在步骤142中需要将变速器输入轴当前转速和允许发动机跟随的最大转速差的差与变速器换挡时发动机要求最低转速进行比较，并且在步骤144需要将变速器输入轴当前转速和锁止离合器锁止时所允许的泵涡轮最大转速差的差与变速器换挡时发动机要求最低转速进行比较，从而防止出现发动机当前转速低于变速器换挡时发动机要求最低转速的情况，进而防止混合动力车辆的发动机在断油滑行换挡过程控制中熄火和/或喷油。例如在本发明的一个实施例中，变速器换挡时发动机要求最低转速为1000转/分钟。例如在本发明的一个实施例中，在变速器换挡过程中，发动机当前转速与变速器输入轴当前转速的差不大于允许发动机跟随的最大转速差，例如500转/分钟，从而使得在变速器换挡过程中，发动机能够以跟随变速器输入轴当前转速的方式维持在发动机目标转速。例如在本发明的一个实施例中，当变速器20处在3档以上，锁止离合器锁止时，发动机当前转速（液力变矩器泵轮转速）与变速器输入轴当前转速（液力变矩器涡轮转速）的转速差（即泵涡轮转速差）不超过第二转速差（锁止离合器锁止时所允许的泵涡轮最大转速差），例如50/每分钟。需要说明的是，根据混合动力车辆断油滑行换挡控制的需要也可以设置其他允许值，即设置其他数值的变速器换档时发动机要求最低转速，或者设置他其数值的变速器换挡时允许发动机跟随的最大转速差，或者设置其他数值的锁止离合器锁止时所允许的泵涡轮最大转速差，而这也将落在本发明的保护范围内。

在执行步骤S16时，混合动力车辆控制器9采用PID算法计算电机实际需求扭矩。具体而言，混合动力车辆控制器9将电机当前转速和电机目标转速的差值作为PID控制的输入，通过调节并最终确定P、I、D三个参数来计算电机实际需求扭矩。需要说明的是，本领域技术人员也可以采用其他的计算方式来计算电机实际需求扭矩，而这也将落在本发明的保护范围内。

在执行步骤S18时，混合动力车辆控制器9在上述步骤S189中判断发动机当前转速是否未超调是指发动机当前转速和发动机目标转速的差不大于第一转速差，例如30转/分钟。混合动力车辆控制器9在上述步骤S186中判断变速器换挡时间未超时是指变速器换挡时间不超过预设的变速器换挡时间，例如在本发明的一个实施例中为1秒钟。需要说明的是：混合动力车辆控制器9在步骤S180、步骤S182、步骤S184以及步骤188中所执行的相关判断方式，对于本领域技术人员而言是已知的，这里不再累述。

在执行上述步骤S21时，当前电机扭矩限制值由混合动力车辆控制器9在此步骤中基于当前动力和传动系统的工作能力通过查询扭矩限制表而获得，混合动力车辆控制器9基于当前电机扭矩限制值和电机实际需求扭矩计算电机实际输出扭矩。具体而言，混合动力车辆控制器9接受来自电机控制器31、电池控制器41、发动机控制器11和变速器控制器21的信号，获得混合动力车辆当前动力和传动系统工作能力，随后通过查询扭矩限制表来获得当前电机扭矩限制值。接着，混合动力车辆控制器9基于当前电机扭矩限制值和电机实际需求扭矩通过以下具体的计算方法计算电机实际输出扭矩。具体的计算方法为将电机扭矩限制值与电机实际需求扭矩比较，如果电机实际需求扭矩为正扭矩且小于或等于正的电机扭矩限制值，或者电机实际需求扭矩为负扭矩且大于或者等于负的电机扭矩限制值，则将电机实际需求扭矩作为电机实际输出扭矩，否则将电机扭矩限制值作为电机实际输出扭矩。

在执行上述步骤S22时，混合动力车辆控制器9在此步骤向电机控制器31发出电机实际输出扭矩请求，最后由电机30发出电机实际输出扭矩，以增加、降低或者保持电机转速，最终使电机当前转速与电机目标转速的保持一致，从而使得发动机当前转速在变速器换档过程控制中以跟随变速器输入轴当前转速的方式维持在发动机目标转速，以便在变速器换挡结束后能进一步调整发动机当前转速，以允许锁止离合器能快速地再次锁止。

在执行上述步骤S24时，混合动力车辆控制器9在步骤S242中判断变速器换挡时间未超时是指变速器换挡时间不超过预设的变速器换挡时间，例如在本发明的一个实施例中为1秒钟。混合动力车辆控制器9在上述步骤S244中判断变速器换挡后变速器输入轴转速是否大于锁止离合器锁止时变速器输入轴要求最低转速是指变速器换挡后变速器输入轴转速不能小于锁止离合器锁止时变速器输入轴要求最低转速。例如在一个实施例中，锁止离合器锁止时变速器输入轴要求最低转速为1200转/每分钟。需要说明的是，混合动力车辆控制器9在步骤S240、步骤S246以及步骤248中所执行的相关判断方式，对于本领域技术人员而言是已知的，这里不再累述。

需要说明的是，由于本发明提供的混合动力车辆断油滑行换挡控制条件是系统正常运行，因而当电池出故障或者其他严重故障使得发动机当前转速在变速器换挡过程控制中不能以跟随变速器输入轴当前转速的方式维持在发动机目标转速时，例如不能维持在变速器换挡时发动机要求最低转速时，可能会导致发动机恢复喷油和/或发动机熄火。在本发明的一个实施例中，混合动力车辆控制器9接受到的来自电机控制器31和电池控制器41的信号包括高压电池电量状态、 高压电池可用放电功率、高压电池电压、电机发热量和电机运行时间等，混合动力车辆控制器9根据接受到的上述信号判断电池和电机的工作能力。例如当电池、电机、发动机等系统部件受温度、电压等工作条件的影响而使得其工作能力受限时，可能会导致发动机恢复喷油。

在本发明的一个实施例中，变速器换挡时发动机要求最低转速（例如1000转/分钟）大于发动机喷油转速（例如900转/分钟），发动机喷油转速大于发动机熄火转速（例如700转/分钟）。变速器换挡时发动机要求最低转速大于发动机喷油转速，发动机喷油转速大于发动机熄火转速。当发动机当前转速不能维持在变速器换档时发动机要求最低转速时，此时当发动机当前转速小于发动机喷油转速，则发动机会恢复喷油；当发动机当前转速小于发动机熄火转速，则发动机可能会熄火。

当混合动力车辆无故障且处于断油滑行状态时，根据本发明一个方面提供的混合动力车辆的断油滑行换挡控制方法的优点在于，由于在混合动力车辆的断油滑行换挡过程控制中，电机目标转速不小于变速器换挡时发动机要求最低转速，并且在整个断油滑行换挡中，混合动力车辆控制器能够对电机转速进行控制，从而能够将发动机当前转速维持在电机目标转速附近，因而使得断油滑行的换挡过程发动机不会喷油和熄火，并使得换挡后锁止离合器能够重新锁止。这使得采用根据本发明的换挡控制方法的混合动力车辆在断油滑行的过程换挡舒适性和燃油经济性好。

根据本发明一个方面提供的混合动力车辆的断油滑行换挡控制方法的优点还在于，由于发动机当前转速在混合动力车辆变速器换挡过程控制中一直跟随变速器输入轴当前转速且在变速器换挡结束后被速快速地调整，这使得变速器换挡完成后锁止离合器能够在更短的时间内锁止，因而提高了混合动力车辆在断油滑行换挡时的舒适性。

Claims (21)

1.一种混合动力车辆断油滑行换挡控制方法，混合动力车辆包括混合动力车辆控制器、发动机、发动机控制器、变速器、液力变矩器、与液力变矩器和变速器耦联并通信的变速器控制器、电机、电机控制器、与电机耦联的高压电池、与高压电池耦联并通信的电池控制器以及信号传输线，其中液力变矩器包括泵轮、涡轮、导轮以及锁止离合器，发动机通过液力变矩器与变速器连接，变速器通过差速器将发动机和/或电机的动力传送到车轮，发动机通过连接装置与电机连接，用于实现发动机和电机之间的动力传递，混合动力车辆控制器通过信号传输线与发动机控制器、变速器控制器、电机控制器以及电池控制器耦联并与它们进行通信，从而实现所述断油滑行换挡控制方法，其特征在于，所述断油滑行换挡控制方法包括以下步骤：

步骤1：混合动力车辆控制器判断是否进行断油滑行换挡过程控制；

步骤2：混合动力车辆控制器确定发动机目标转速和电机目标转速，其中发动机目标转速和电机目标转速保持一致；

步骤3：混合动力车辆控制器基于电机当前转速和电机目标转速的差值计算电机实际需求扭矩；

步骤4：混合动力车辆控制器判断是否满足发出电机实际需求扭矩的条件，当混合动力车辆控制器在步骤4判断为“否”时，混合动力车辆控制器将电机实际需求扭矩设置为零，混合动力车辆控制器不进行电机扭矩控制，并且接着执行步骤5，并且当步骤4判断为“是”时执行步骤5；

步骤5：混合动力车辆控制器基于当前电机扭矩限制计算电机扭矩限制值，由电机扭矩限制值和电机实际需求扭矩计算电机实际输出扭矩；

步骤6：混合动力车辆控制器向电机控制器发出电机实际输出扭矩请求，以便使发动机当前转速在变速器换挡过程中以跟随变速器输入轴当前转速的方式维持在发动机目标转速，从而在变速器换挡结束后能进一步调整发动机当前转速，以允许锁止离合器再次锁止；以及

步骤7：混合动力车辆控制器判断是否保持断油滑行换挡过程控制，其中在该步骤7中，当判断为“是”时，返回步骤1；否则当判断为“否”时，则结束断油滑行换挡过程控制。

2.根据权利要求1所述的换挡控制方法，其特征在于，当步骤1判断为“否”时，则结束断油滑行换挡过程控制。

3.根据权利要求1-2任一项所述的换挡控制方法，其特征在于，步骤1包括如下步骤：

步骤1a：混合动力车辆控制器判断混合动力车辆是否在断油滑行模式； 

步骤1b：混合动力车辆控制器判断变速器目标档位和变速器当前档位是否不相同，以确定变速器准备换挡；以及

步骤1c：混合动力车辆控制器判断变速器目标档位是否是允许锁止离合器锁止的档位；

其中当步骤1a-步骤1c的所有步骤均判断为“是”时，则执行步骤2；否则当步骤1a-步骤1c其中任一步骤判断为“否”时，则结束断油滑行换挡过程控制。

4.根据权利要求1-2任一项所述的换挡控制方法，其特征在于，步骤2包括以下步骤：

步骤2a：混合动力车辆控制器判断变速器换挡过程是否未完成；以及

    步骤2b：当步骤2a判断为“是”时，混合动力车辆控制器将变速器输入轴当前转速和允许发动机跟随最大转速差的差与变速器换挡时发动机要求最低转速进行比较，将其中的最大值作为发动机目标转速和电机目标转速。

5.根据权利要求4所述的换挡控制方法，其特征在于，当步骤2a判断为“否”时，执行步骤2c：混合动力车辆控制器将变速器输入轴当前转速和锁止离合器锁止时所允许的泵涡轮最大转速差的差与变速器换挡时发动机要求最低转速进行比较，将其中的最大值作为发动机和电机目标转速。

6.根据权利要求1-2任一项所述的换挡控制方法，其特征在于，步骤4包括如下步骤：

步骤4a：混合动力车辆控制器判断是否处于变速器换挡过程控制中；

步骤4b：混合动力车辆控制器判断油门踏板是否未被踩下；

步骤4c：混合动力车辆控制器判断锁止离合器是否脱开；

步骤4d：混合动力车辆控制器判断变速器换挡时间是否未超时；

步骤4e：混合动力车辆控制器判断变速器输入轴当前转速是否有效；以及

步骤4f：混合动力车辆控制器判断发动机当前转速是否未超调;

其中当步骤4a-步骤4f中任意一步骤判断为“否”时，混合动力车辆控制器将电机实际需求扭矩设置为零，混合动力车辆控制器不进行电机扭矩控制，并接着执行步骤5；当步骤4a-步骤4f中所有步骤判断为“是”时执行步骤5。

7.根据权利要求1-2任一项所述的换挡控制方法，其特征在于，步骤7包括以下步骤：

步骤7a: 混合动力车辆控制器判断油门踏板是否未被踩下；

步骤7b：混合动力车辆控制器判断变速器换挡时间是否未超时；

步骤7c：混合动力车辆控制器判断变速器换挡后变速器输入轴当前转速是否大于锁止离合器锁止时变速器输入轴要求最低转速；

步骤7d：混合动力车辆控制器判断锁止离合器是否未锁止；以及

步骤7e：混合动力车辆控制器判断变速器当前档位是否是允许锁止离合器锁止的档位；

其中当步骤7a-步骤7e均判断为“是”时，返回到步骤1；否则当步骤7a-步骤7e中任一步骤判断为“否”时，则结束断油滑行换挡过程控制。

8.根据权利要求6所述的换挡控制方法，其特征在于，在步骤4f中，发动机当前转速未超调是指发动机当前转速与发动机目标转速的差值不大于第一转速差。

9.根据权利要求8所述的换挡控制方法，其特征在于，第一转速差为30转/分钟。

10.根据权利要求4所述的换挡控制方法，其特征在于，变速器换档时发动机要求最低转速大于发动机恢复喷油转速，发动机恢复喷油转速大于发动机熄火转速，以使得在整个断油滑行换挡过程中，发动机不喷油和/或熄火。

11.根据权利要求10所述的换挡控制方法，其特征在于，变速器换挡时发动机要求最低转速为1000转/分钟，发动机恢复喷油转速为900转/分钟，发动机熄火转速为700转/分钟。

12.根据权利要求1-2任一项所述的换挡控制方法，其特征在于，在步骤5当前电机扭矩限制值由混合动力车辆控制器在此步骤中基于混合动力车辆当前动力和传动系统的工作能力通过查询扭矩限制表而获得。

13.根据权利要求6所述的换挡控制方法，其特征在于，在步骤4d中，判断变速器换挡时间是否未超时是指变速器换挡时间是否不超过预设的变速器换挡时间。

14.根据权利要求1所述的换挡控制方法，其特征在于，连接装置选自皮带、链条、钢带传以及传动轴中的一种。

15.根据权利要求1所述的换挡控制方法，其特征在于，混合动力车辆控制器采用PID算法计算电机实际需求扭矩。

16.根据权利要求5所述的换挡控制方法，其特征在于，在变速器换挡过程控制中，发动机当前转速与变速器输入轴当前转速的差不大于允许发动机跟随最大转速差。

17.根据权利要求4所述的换挡控制方法，其特征在于，允许发动机跟随最大转速差为大约500转/分钟。

18.根据权利要求5所述的换挡控制方法，其特征在于，锁止离合器锁止时发动机当前转速与变速器输入轴当前转速的差不超过锁止离合器锁止时所允许的泵涡轮最大转速差。

19.根据权利要求10所述的换挡控制方法，其特征在于，锁止离合器锁止时所允许的泵涡轮最大转速差为大约50转/分钟。

20.根据权利要求1所述的换挡控制方法，其特征在于，信号传输线为整车CAN总线。

21.根据权利要求7所述的换挡控制方法，其特征在于，在步骤7b中，判断变速器换挡时间是否未超时是指变速器换挡时间是否不超过预设的变速器换挡时间。