CN104002799A - 混合动力车辆模式切换及换档动态协调控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种混合动力车辆模式切换及换档动态协调控制方法和装置。所述控制方法通过根据接收并解析出的目标档位和目标动力模式以及当前档位和当前动力模式判断当前档位是否需要变化以及模式切换的类型，然后通过清除动力提供装置的扭矩、控制离合器的分离和结合以及调节动力提供装置的转速等步骤，将模式切换和换档过程整合为一个总的动态协调过程。该控制方法避免了现有技术中两个过程的设定优先级先后执行的冲突，缩短了车辆动力中断的时间，保证了车辆按照较优的动力方式进行运行，提高了车辆的经济性。

Description

混合动力车辆模式切换及换档动态协调控制方法和装置

技术领域

本发明涉及混合动力车辆的控制领域，尤其涉及混合动力车辆模式切换及换档动态协调控制方法和装置。

背景技术

随着国家政策支持及本身特有的节油性，油电混合动力汽车实现了较快的发展。但是，在实际使用过程中油电混合动力汽车仍然存在一些问题，最重要的一个问题便是车辆的动态控制性能不佳。

并联式混合动力汽车动态过程主要包括模式切换和换档协调两个过程。其中，模式切换是指在行车过程中，混动模式、纯电动模式和纯发动机模式这三种模式的转换。换档协调是指混合动力汽车在进行换档时需要HCU协调控制发动机、电机、离合器和AMT变速箱共同完成。

现有的常用的控制系统将模式切换和换档协调视为两个相互独立的过程。对两者之间的冲突无有效的协调方法，影响车辆的动力性和经济性。

为了解决模式切换和换档过程的冲突，现有技术中对模式切换和换档协调同时发生的情况通过设定优先级的方式来协调两者之间的冲突。该设定优先级的方式具体为：将模式切换和换档协调设定不同的优先级，当两者动作过程出现重叠时，HCU优先响应优先级较高的过程，将优先级低的过程挂起，优先级高的过程完成之后，再完成优先级低的过程。

这种通过设定优先级来解决模式切换和换档过程的冲突的方法，并没有从根本上解决冲突，仍存在隐患。例如，假设换档优先级高，某一时刻车辆正处于纯电动模式向混动模式切换过程中，此时如果车辆要进行换档，则此时会暂停模式切换过程转而响应换档指令，当换档过程结束之后再继续进行模式切换，但此时车辆最佳的能量模式可能是纯电动，这样就导致车辆由纯电动模式切换为混动模式再切换回纯电动模式，再加上换档过程造成的长时间动力中断，车辆的动力性得不到保障且经济性也大大降低。

发明内容

有鉴于此，为了从根本上解决模式切换和换档过程的冲突，保证车辆的经济性和动力性，本发明提供了一种混合动力车辆模式切换及换档动态协调控制方法和装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种混合动力车辆模式切换及换档动态协调控制方法，包括：

接收并解析控制指令；所述控制指令携带有目标动力模式信息和目标档位信息；所述目标动力模式包括混动模式或纯电动模式；

根据当前动力模式和解析出的所述目标动力模式第一次判断所述模式切换是否是从混动模式向纯电动模式切换，和/或，根据当前档位和解析出的所述目标档位第一次判断当前档位是否需要变化；若所述模式切换是从混动模式向纯电动模式切换，和/或，若当前档位需要变化，第一次清除车辆动力提供装置的扭矩，控制离合器分离；

根据当前档位和解析出的所述目标档位第二次判断当前档位是否需要变化，如果是，将当前档位变换为空档；

调节电机转速，调节后的电机目标转速使变速箱目标档位的待啮合齿轮与结合套齿轮的圆周速度相等；其中，转速调节后的电机具有扭矩；

第二次清除车辆动力提供装置的扭矩；

根据当前档位和解析出的所述目标档位第三次判断当前档位是否需要变化，如果是，将档位挂到所述目标档位上；

控制所述离合器结合；

按照预定扭矩恢复速率恢复车辆动力提供装置的扭矩。

优选的，所述控制离合器分离之后，还包括：

根据当前动力模式和解析出的所述目标动力模式第二次判断所述模式切换是否是从混动模式向纯电动模式切换；如果是，控制发动机停机。

优选的，所述根据当前档位和解析出的所述目标档位第二次判断当前档位是否需要变化，还包括：

如果否，执行所述按照预定扭矩恢复速率恢复车辆动力提供装置的扭矩的步骤。

优选的，所述根据当前档位和解析出的所述目标档位第三次判断当前档位是否需要变化，还包括：

如果否，执行所述控制所述离合器结合的步骤。

优选的，所述接收并解析控制指令之后，还包括：

根据当前动力模式和解析出的所述目标动力模式判断所述模式切换是否是从纯电动模式向混动模式切换，如果是，控制发动机启动；

调节发动机转速，调节后的发动机的目标转速使所述目标档位的待啮合齿轮与结合套齿轮的圆周速度相等；

执行所述第二次清除车辆动力提供装置的扭矩的步骤。

优选的，所述调节后的电机目标转速通过以下公式计算得出：

n_target＝n_outputshaft×i_target；

n_target:电机、变速箱输入轴目标转速；

n_outputshaft:变速箱输出轴转速；

i_target:目标档位对应的传动比。

一种混合动力车辆模式切换及换档动态协调控制方法，包括：

接收并解析控制指令，所述控制指令携带有目标动力模式信息和目标档位信息；所述目标动力模式包括混动模式或纯电动模式；

根据当前动力模式和解析出的所述目标动力模式判断所述模式切换是否是从纯电动模式向混动模式切换，如果是，控制发动机启动；

调节发动机转速，调节后的发动机的目标转速使所述目标档位的待啮合齿轮与结合套齿轮的圆周速度相等；

第一次清除车辆动力提供装置的扭矩；

根据当前档位和解析出的所述目标档位第一次判断当前档位是否需要变化，如果是，将档位变换到所述目标档位上；

控制预先分离的离合器结合；

按照预定扭矩恢复速率恢复车辆动力提供装置的扭矩。

优选的，所述接收并解析控制指令之后，还包括：

根据当前动力模式和解析出所述目标动力模式第一次判断所述模式切换是否是从混动模式向纯电动模式切换，和/或，根据当前档位和解析出的所述目标档位第二次判断当前档位是否需要变化；若所述模式切换是从混动模式向纯电动模式切换，和/或，若当前档位需要变化，第二次清除动力提供装置的扭矩；

控制所述离合器分离；

根据当前档位和解析出的所述目标档位第三次判断当前档位是否需要变化，如果是，将当前档位变换为空档；

调节电机转速，调节后的电机目标转速使目标档位的待啮合齿轮与结合套齿轮的圆周速度相等；其中，转速调节后的电机具有扭矩；执行所述第一次清除车辆动力提供装置的扭矩的步骤。

优选的，所述控制离合器分离之后，还包括：

根据当前动力模式和解析出的所述目标动力模式第二次判断所述模式切换是否是从混动模式向纯电动模式切换，如果是，控制发动机停机。

优选的，所述根据当前档位和解析出的所述目标档位第一次判断当前档位是否需要变化，还包括：

如果否，执行所述控制预先分离的离合器结合的步骤。

优选的，所述调节后的电机目标转速通过以下公式计算得出：

n_target＝n_outputshaft×i_target；

n_target:电机、变速箱输入轴目标转速；

n_outputshaft:变速箱输出轴转速；

i_target:目标档位对应的传动比。

一种混合动力车辆模式切换及换档动态协调控制装置，包括：

接收解析单元，用于接收并解析控制指令，所述控制指令携带有目标动力模式信息和目标档位信息；所述目标动力模式包括混动模式或纯电动模式；

第一判断单元，用于根据当前动力模式和解析出的所述目标动力模式第一次判断所述模式切换是否是从混动模式向纯电动模式切换，和/或、根据当前档位和解析出的所述目标档位第一次判断当前档位是否需要变化；

第一清除车辆动力提供装置的扭矩单元，用于若所述模式切换是从混动模式向纯电动模式切换，和/或，若当前档位需要变化，第一次清除车辆动力提供装置的扭矩；

第一控制单元，用于控制离合器分离；

第二判断单元，用于根据当前档位和解析出的所述目标档位第二次判断当前档位是否需要变化，如果是，将当前档位变换为空档；

调节电机转速单元，用于调节电机转速，调节后的电机目标转速使变速箱目标档位的待啮合齿轮与结合套齿轮的圆周速度相等；其中，转速调节后的电机具有扭矩；

第二清除车辆动力提供装置的扭矩单元，用于第二次清除车辆动力提供装置的扭矩；

第三判断单元，用于根据当前档位和解析出的所述目标档位第三次判断当前档位是否需要变化，如果是，将档位挂到所述目标档位上；

第二控制单元，用于控制所述离合器结合；

恢复车辆动力提供装置的扭矩单元，用于按照预定扭矩恢复速率恢复车辆动力提供装置的扭矩。

优选的，还包括：

第四判断单元，用于在所述第一控制单元控制离合器分离之后，根据当前动力模式和解析出的所述目标动力模式第二次判断所述模式切换是否是从混动模式向纯电动模式切换；如果是，控制发动机停机。

优选的，还包括：

第五判断单元，在接收并解析控制指令之后，根据当前动力模式和解析出的所述目标动力模式判断所述模式切换是否从纯电动模式向混动模式切换，如果是，控制发动机启动；

调节发动机转速单元，用于调节发动机转速，调节后的发动机的目标转速使所述目标档位的待啮合齿轮与结合套齿轮的圆周速度相等；并通知所述第二清除车辆动力提供装置的扭矩单元执行第二次清除车辆动力提供装置的扭矩的步骤。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的混合动力车辆模式切换及换档动态协调控制方法，能够将控制指令中的目标动力模式信息和目标档位信息同时解析出来，并能够根据当前动力模式和目标动力模式以及当前档位和目标档位来判断当前档位是否需要变化以及判断当前模式切换的类型，以及根据上述判断结果分别执行相应的操作。而且，本发明提供的控制方法通过清除动力提供装置的扭矩、调节发动机或电机的转速、控制离合器的分离和结合，能够将模式切换过程和换档过程融合为一个总的动态控制过程。在这个总的动态控制过程中，仅通过控制指令中的信息对模式切换过程和换档过程进行控制，避免了现有技术中两个过程的设定优先级先后执行的冲突，缩短了车辆动力中断的时间，保证了车辆按照较优的动力方式进行运行，提高了车辆的经济性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例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部分实施例，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它的附图。

图1是本发明实施例采用的并联式混合动力驱动系统示意图；

图2是本发明实施例提供的混合动力车辆模式切换及换档动态协调控制方法示意图；

图3是本发明实施例采用的动力模式及档位综合MAP示意图；

图4是本发明实施例中的驾驶员驾驶意图解析图；

图5是本发明实施例提供的混合动力车辆模式切换及换档动态协调控制装置示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。

首先需要说明的是，本发明实施例提供的混合动力车辆模式切换及换档动态协调控制方法基于图1所示的并联式混合动力系统。如图1所示，该并联式混合动力系统主要包括发动机(自带启动机)、离合器、电机/发动机、逆变器、动力电池、AMT变速箱、主减等零部件。基于这种并联式混合动力系统，可以实现发动机独自驱动、电机独自驱动、发动机/电机混合驱动等三种动力模式。

本发明实施例提供的混合动力车辆模式切换及换档动态协调控制方法针对整个行车过程，具体包括车辆启动、停止、换档过程以及正常行驶过程中。在车辆启动之后，其动力模式为纯电动模式，当运行到设定车速后其动力模式从纯电动模式向混动模式切换。在行驶过程中，如果车速低于设定值，则动力模式由混沌模式向纯电动模式切换。并且在车辆停止过程中，其动力模式从混动模式向纯电动模式切换。

图2是本发明实施例提供的混合动力车辆模式切换及换档动态协调控制方法流程示意图。结合图2对本发明提供的混合动力车辆模式切换及换档动态协调控制方法的具体实施方式进行详细描述。

该控制方法包括以下步骤：

S201、接收并解析控制指令：

需要说明的是，本步骤接收并解析的控制指令中携带有目标动力模式信息和目标档位信息。由于本发明提供的控制方法包括车辆启动和车辆停止时的控制方法，而在车辆启动时，其混合动力车辆的动力模式通常是从纯电动模式向混动模式切换，在车辆停止时，混合动力车辆的动力模式通常是从混动模式向纯电动模式切换，所以，所述控制指令中携带的目标模式信息包括混动模式或纯电动模式。

该控制指令中携带的目标动力模式信息和目标档位信息是根据动力模式及档位综合MAP确定出来的。本发明采用的动力模式及档位综合MAP如图3所示。其中，数字代表档位，E表示纯电动动力模式，H表示混合动力模式。图3中所示的三条曲线分别代表1E->1H、1E->2H、1H->1E的切换曲线。

通过图3所示的动力模式及档位综合MAP，可以根据车辆的行驶速度和驾驶员踩踏加速踏板的位置和速度来确定当前车辆的最佳动力模式及档位，即确定当前车辆的目标动力模式和目标档位。

S202、根据当前动力模式和解析出的所述目标动力模式第一次判断模式切换是否从混动模式向纯电动模式切换：

需要说明的是，并联式混合动力车辆在正常行驶时的动力模式一般为混动模式，所以，当前动力模式一般为混动模式，当接收到的目标动力模式为纯电动模式时，此时模式切换是从混动模式向纯电动模式切换。

根据车辆行驶的当前动力模式和解析出的所述目标动力模式第一次判断模式切换是否从混动模式向纯电动模式切换。如果是，执行步骤S204。

S203、根据当前档位和解析出的所述目标档位第一次判断当前档位是否需要变化：

根据车辆当前行驶状态的当前档位和解析出的所述目标档位第一次判断当前档位是否需要变化，若当前档位与目标档位一致，不需要变换档位，此时当前档位不需要变化，若当前档位与目标档位不一致，此时，当前档位需要变化，然后执行步骤S204。

需要说明的是，步骤S202和步骤S203的执行顺序可以同时执行，也可以先后执行。当先后执行时，可以先执行步骤S202，再执行步骤S203，也可以先执行步骤S203，再执行步骤S202。

S204、第一次清除当前动力模式下的车辆动力提供装置的扭矩：

需要说明的是，在本发明提供的混合动力车辆模式切换及换档动态协调控制方法，当步骤S202和步骤S203中的判断结果有一个为“是”时，即执行清除当前动力模式下的车辆动力提供装置的扭矩。也就是说，若模式切换是从混动模式向纯电动模式切换，和/或，若当前档位需要变化，即需执行清除当前动力模式下的车辆动力提供装置的扭矩。

需要说明的是，在混合动力车辆中，车辆动力提供装置包括发动机和电机。但是，在车辆运行过程中，并不一定所有的动力提供装置均工作，动力提供装置是否工作与当前的动力模式有关，当车辆的当前动力模式为混动模式时，发动机和电机均工作，此时当前动力模式下的车辆动力提供装置为发动机和电机，此时清除发动机和电机的扭矩。当车辆的当前动力模式为纯电动模式时，只有电机工作，此时当前动力模式下的车辆动力提供装置为电机，此时清除电机的扭矩。当车辆的当前动力模式为纯发动机模式时，只有发动机工作，此时当前动力模式下的车辆动力提供装置为发动机，此时清除发动机的扭矩。

需要说明的是，清除当前动力模式下的车辆动力提供装置的扭矩是为了更好地控制离合器的分离，能够使车辆在离合器分离过程平稳行驶，并且能够同时达到保护离合器、延长其使用寿命的作用。

S205、控制离合器分离：

当清除了动力提供装置的扭矩后，控制离合器分离，为后续的换档动作做准备。

S206、根据当前档位和解析出的所述目标档位第二次判断当前档位是否需要变化：

当离合器分离之后，根据当前档位和解析出的所述目标档位再次即第二次判断当前档位是否需要变化。如果是，执行步骤S207，如果否，执行步骤S213。

S207、将当前档位变换为空档。

S208、调节电机转速，调节后的电机目标转速使AMT变速箱的目标档位的待啮合齿轮与结合套齿轮的圆周速度相等达到同步；其中，转速调节后的电机具有扭矩：

在步骤S204中，为了更好地控制离合器分离，将当前动力模式下的车辆动力提供装置的扭矩清除。为了消除挂档冲击，保护变速箱，最好使变速箱目标档位的待结合齿轮与结合套齿轮的圆周速度相等。为了达到该目的，可以通过调节电机转速实现，通过控制电机带动变速箱输入轴转动，调节后的电机目标转速能够使变速箱在目标档位时的待啮合齿轮与结合套齿轮的圆周速度相等达到同步，从而实现平稳换档。转速调节后的电机具有扭矩。

该电机的目标转速可以通过公式(1)计算得出：

n_target＝n_outputshaft×i_target  (1)；

n_target:电机、变速箱输入轴目标转速；

n_outputshaft:变速箱输出轴转速；

i_target:目标档位对应的传动比。

S209、第二次清除车辆动力提供装置的扭矩：

为了使后续的换档平稳和顺利挂档，第二次清除车辆动力提供装置的扭矩。

需要说明的是，步骤S204以及步骤S209不一定是完全相同的步骤，若动力模式没有发生切换时，即车辆的动力提供装置没有发生变化，则步骤S204与步骤S209相同，被清除扭矩的动力提供装置仍然为原先的动力提供装置。但是当动力模式发生切换后，如由纯电动模式向混动模式切换，则步骤S204与步骤S209不相同，在步骤S204中，被清除扭矩的动力提供装置为电机，而在步骤S209中被清除扭矩的动力提供装置为发动机和电机。

S210、根据当前档位和解析出的所述目标档位第三次判断档位是否需要变化：

根据当前档位和解析出的目标档位第三次判断当前档位是否需要变化，如果是，执行步骤S211，如果否，执行步骤S213。

S211、将档位挂到所述目标档位上：

当AMT变速箱从空档挂到目标档位上，以完成换挡动作。

S212、控制所述离合器结合。

S213、按照预定扭矩恢复速率恢复车辆动力提供装置的扭矩：

当换挡完成后，为了使车辆正常行驶，按照预定扭矩恢复速率恢复车辆动力提供装置的扭矩。需要说明的是，此处所述的车辆动力提供装置是换档以后或者动力模式切换后的动力模式下对应的车辆动力提供装置。具体地说，若换档后动力模式为混动模式，则该步骤所述的车辆动力提供装置为发动机和电机，若模式切换后的动力模式为纯电动模式，则该步骤所述的车辆动力提供装置为电机。

需要说明的是，该步骤所述的恢复车辆动力提供装置的扭矩，并不是将车辆动力提供装置的扭矩恢复到清除扭矩之前的原来的扭矩值，而是恢复到与换档后的目标档位相适应的动力提供装置的扭矩值或者恢复到与动力模式切换后的目标动力模式相适应的动力提供装置的扭矩值。

需要说明的是，所述预定扭矩恢复速率由驾驶员踩踏加速踏板的位置和速率决定。扭矩恢复速率直接影响冲击度。而冲击度是衡量车辆动态控制品质优劣的一项重要指标。

冲击度可以通过以下公式得出：

$j=\frac{d^{2}v}{{\mathrm{dt}}^2}=\frac{r_r}{i_0}\frac{d^{2}w}{{\mathrm{dt}}^2}=\frac{r_r{i}_g}{[i_g^2{I}_1+I_2]i_0}\frac{d(T_e+T_m)}{\mathrm{dt}}---\left(2\right)$

式中，

r_r：车轮滚动半径；

i_g、i₀：变速箱传动比、主减传动比；

w：输出轴角速度；

I₁：发动机、电机、离合器等部件换算到变速箱输入轴的转动惯量；

I₂：汽车总质量、轮胎等部件换算到变速箱输出轴的转动惯量；

T_e、T_m：发动机输出扭矩、电机输出扭矩。

从该公式中可以看出，冲击度j大小关键在于的大小，即扭矩恢复速率。考虑到行车的舒适度则希望冲击度越小越好，从保证车辆的动力性角度考虑则希望尽快完成扭矩恢复，则冲击度较大，因此需要在行车的舒适度和车辆的动力性两者之间取舍。在本发明实施例中，可以根据驾驶员踩踏加速踏板的位置及速率决定扭矩恢复速率。如图4所示当驾驶员意图为动力性意图时则快速恢复扭矩，冲击大，当驾驶员意图为经济性意图时则较平顺的恢复扭矩，冲击度小。

上述实施例提供的控制方法主要是针对换档过程和模式切换从纯电动模式向混动模式切换过程这两个过程的控制，为了使从纯电动模式向混动模式切换的模式切换过程更加完善，在上述控制方法中的步骤S205之后，还包括以下步骤：

S214、根据当前动力模式和解析出的所述目标动力模式第二次判断所述模式切换是否是从混动模式向纯电动模式切换：

根据当前动力模式和解析出的所述目标动力模式第二次判断所述模式切换是否是从混动模式向纯电动模式切换，如果是，执行步骤S215。

S215、控制发动机停止，从而完成从混动模式向纯电动模式切换的模式切换过程。

以上为本发明实施例提供的混合动力车辆模式切换及换档动态协调控制方法。需要说明的是，上述实施例所述的步骤S203、步骤S205以及步骤S210这三个步骤中根据当前档位和解析出的所述目标档位判断当前档位是否需要变化的过程是完全相同的步骤，同样步骤S202以及步骤S214这两个步骤中根据当前动力模式和解析出的所述目标动力模式判断模式切换是否从混动模式向纯电动模式切换的过程也是完全相同的步骤。

如上所述，上述实施例提供的混合动力车辆模式切换及换档动态协调控制方法包括换档过程和从混动模式向纯电动模式切换的动力模式切换过程。其中，步骤S201、S203、S204、S205、S206至S213这一系列过程为该控制方法中的换档过程需要执行的一系列动作，顺序执行这一系列动作即可完成混合动力车辆的换档控制过程，而步骤S201、S202、S204、S205、S214以及S215这一系列过程为该控制方法中实现从混动模式向纯电动模式切换的动力模式切换过程执行的一系列动作，顺序执行这一系列动作即可完成从混动模式向纯电动模式切换的动力模式切换过程。

因而，从上述的换档过程和从混动模式向纯电动模式切换的动力模式切换过程中，其两个过程中既有相同的步骤，也有各自不同的步骤，因而通过该多个步骤的设置，具体地，通过清除动力提供装置的扭矩、控制离合器的分离和结合以及调节发动机和电机的转速以及动力提供装置的扭矩恢复，将换档过程和模式切换过程(从混动模式向纯电动模式切换的模式切换过程)整合为一个总的控制过程，因而，本发明提供的控制方法，协调了换档过程和模式切换过程两个过程的冲突，缩短了车辆动力中断的时间，能够使车辆始终按照最优的动力方式行驶，因而提高了车辆的经济性和动力性。

而且，通过调节动力提供装置的转速使其带动的变速箱在目标档位时的待啮合齿轮与结合套齿轮的圆周速度相等从而保证了换档过程中的平稳，降低了对变速箱的磨损。

此外，通过控制动力提供装置的扭矩恢复速率，使其按照预定恢复速率恢复动力提供装置的扭矩，降低了冲击度，提高了行车的舒适度。

上述实施例提供的混合动力车辆模式切换及换档动态协调控制方法包括换档过程以及从混动模式向纯电动模式切换的动力切换过程。由于在车辆正常行驶时，涉及到换档过程，并且在车辆正常行驶时，当车速小于于设定值后其动力模式会从混动模式向纯电动模式切换。而且在停止时，也会发生混动模式向纯电动模式切换的动力切换过程。所以，上述实施例提供的控制方法主要针对是混合动力车辆正常行驶过程以及停止过程中的控制。

实际上，在混合动力车辆启动时，当车速达到设定值后，会发生从纯电动模式向混动模式切换的动力切换过程。为了使本发明提供的混合动力车辆模式切换及换档动态协调控制方法还可以应用于车辆启动过程中，所以本发明还提供了另外一个实施例。

作为本发明的另一实施例，还可以包括动力模式切换由纯电动模式向混动模式切换的控制过程。具体地，如图2所示，在步骤S201之后，还可以包括以下步骤：

S216、根据当前动力模式和解析出的所述目标动力模式判断所述模式切换是否是从纯电动模式向混动模式切换：

根据当前动力模式和解析出的所述目标动力模式判断所述模式切换是否是从纯电动模式向混动模式切换，如果是，执行步骤S217。

S217、控制发动机启动。

S218、调节发动机转速，调节后的发动机的目标转速使变速箱所述目标档位的待啮合齿轮与结合套齿轮的圆周速度相等达到同步。

调节发动机转速，发动机能够带动变速箱的输入轴转动，因此，调节发动机转速也就能够调节变速箱的目标档位的待啮合齿轮与结合套齿轮的圆周速度，当发动机的转速调整到能够使变速箱目标档位的待结合齿轮与结合套齿轮的圆周速度相等达到同步时即为发动机的目标转速。同上述电机的目标转速相同，该步骤的发动机的目标转速也可以通过公式(1)计算获取得到。

然后顺序执行步骤S209至步骤S213，从而完成从纯电动模式向混动模式切换的模式切换过程和/或换档过程。

从以上描述可知，顺序执行步骤S201、S216至S218、S209至S213即可完成从纯电动模式向混动模式切换的模式切换过程以及换档过程。

从图2以及上述实施例描述的混合动力车辆模式切换及换档动态协调控制方法中可以看出，在步骤S201接收并解析控制指令之后，根据控制指令中的目标档位信息和目标动力模式信息以及车辆的当前档位和当前动力模式可以将该控制过程分为三个子过程：档位是否需要变化、动力模式切换是否是从混动模式向纯电动模式切换以及动力模式切换是否是从纯电动模式向混动模式切换。其中，从混动模式向纯电动模式切换的动力模式切换过程以及从纯电动模式向混动模式切换的动力模式切换过程均为动力模式切换过程。

其中，档位是否需要变化的子过程包括步骤S201、S203、S204、S205、S206至S213，顺序执行这一系列步骤即可完成档位是否变化的子过程的控制。

动力模式切换是否从混动模式向纯电动模式切换的子过程包括：步骤S201、S202、S204、S205、S214、S215，顺序执行这一系列步骤即可完成从混动模式向纯电动模式切换的子过程的控制。

动力模式切换是否从纯电动模式向混动模式切换的子过程包括步骤S201、S216至S218、S209至S213，顺序执行这一系列步骤即可完成从纯电动模式向混动模式切换的子过程的控制。

需要说明的是，本发明提供的控制方法可以包括上述所述的任意一个或多个子过程。当所述控制方法包括多个子过程时，本实施例对每个子过程的执行顺序不做限制。

例如，当所述控制方法包括档位是否需要变化以及动力模式切换是否从混动模式向纯电动模式切换这两个子过程时，本发明所述的控制方法可以先执行档位是否需要变化这一子过程，再执行动力模式切换是否从混动模式向纯电动模式切换这一子过程，也可以反过来，先执行动力模式切换是否从混动模式向纯电动模式切换这一子过程，再执行档位是否需要变化这一子过程。当然也可以同时执行这两个子过程。

再例如，当所述控制方法包括上述三个子过程时，可以同时执行这三个子过程，也可以按先后顺序分别执行这三个子过程。

基于上述实施例提供的混合动力车辆模式切换及换档动态协调控制方法，本发明还提供了一种混合动力车辆模式切换及换档动态协调控制装置。

如图5所示，本发明提供的混合动力车辆模式切换及换档动态协调控制装置包括以下单元：

接收解析单元501，用于接收并解析控制指令，所述控制指令携带有目标动力模式信息和目标档位信息；所述目标动力模式包括混动模式或纯电动模式；

第一判断单元502，用于根据当前动力模式和解析出的所述目标动力模式第一次判断所述模式切换是否是从混动模式向纯电动模式切换，和/或、根据当前档位和解析出的所述目标档位第一次判断当前档位是否需要变化；

第一清除车辆动力提供装置的扭矩单元503，用于若所述模式切换是从混动模式向纯电动模式切换，和/或，若当前档位需要变化，清除所述当前动力模式下的车辆动力提供装置的扭矩；

第一控制单元504，用于控制离合器分离；

第二判断单元505，用于根据当前档位和解析出的所述目标档位第二次判断当前档位是否需要变化，如果是，将当前档位变换为空档；

调节电机转速单元506，用于调节电机转速，调节后的电机目标转速使变速箱目标档位的待啮合齿轮与结合套齿轮的圆周速度相等；其中，转速调节后的电机具有扭矩；

第二清除车辆动力提供装置的扭矩单元507，用于第二次清除车辆动力提供装置的扭矩；

第三判断单元508，用于根据当前档位和解析出的所述目标档位第三次判断当前档位是否需要变化，如果是，将档位挂到所述目标档位上；

第二控制单元509，用于控制所述离合器结合；

恢复车辆动力提供装置的扭矩单元510，用于按照预定扭矩恢复速率恢复车辆动力提供装置的扭矩。

通过上述所述的控制装置，能够将换档过程和模式切换过程整合为一个总的动态控制过程，能够克服现有技术中两个过程的冲突，有利于缩短车辆动力中断的时间，能够使车辆始终按照最优的动力方式行驶，因而有利于提高车辆的经济性和动力性。

而且，通过调节电机转速单元调节的电机目标转速使其带动的变速箱在目标档位时的待啮合齿轮与结合套齿轮的圆周速度相等从而保证了换档过程中的平稳，降低了对变速箱的磨损。

此外，通过恢复车辆动力提供装置的扭矩单元控制动力提供装置的扭矩恢复速率，使其按照预定恢复速率恢复动力提供装置的扭矩，降低了冲击度，提高了行车的舒适度。

此外，作为本发明的控制装置的另一实施例，所述控制装置还可以包括：

第四判断单元511，用于在所述第一控制单元504控制离合器分离之后，根据当前动力模式和解析出的所述目标动力模式第二次判断所述模式切换是否是从混动模式向纯电动模式切换；如果是，控制发动机停机。

作为本发明的另一实施例，上述所述的控制装置还包括包括：

第五判断单元512，在接收解析单元501接收并解析控制指令之后，根据当前动力模式和解析出的所述目标动力模式判断所述模式切换是否从纯电动模式向混动模式切换，如果是，控制发动机启动；

调节发动机转速单元513，用于调节发动机转速，调节后的发动机的目标转速使所述目标档位的待啮合齿轮与结合套齿轮的圆周速度相等；并通知所述第二清除车辆动力提供装置的扭矩单元507用于第二次清除车辆动力提供装置扭矩的步骤。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (14)

1.一种混合动力车辆模式切换及换档动态协调控制方法，其特征在于，包括：

接收并解析控制指令；所述控制指令携带有目标动力模式信息和目标档位信息；所述目标动力模式包括混动模式或纯电动模式；

根据当前动力模式和解析出的所述目标动力模式第一次判断所述模式切换是否是从混动模式向纯电动模式切换，和/或，根据当前档位和解析出的所述目标档位第一次判断当前档位是否需要变化；若所述模式切换是从混动模式向纯电动模式切换，和/或，若当前档位需要变化，第一次清除车辆动力提供装置的扭矩，控制离合器分离；

根据当前档位和解析出的所述目标档位第二次判断当前档位是否需要变化，如果是，将当前档位变换为空档；

调节电机转速，调节后的电机目标转速使变速箱目标档位的待啮合齿轮与结合套齿轮的圆周速度相等；其中，转速调节后的电机具有扭矩；

第二次清除车辆动力提供装置的扭矩；

根据当前档位和解析出的所述目标档位第三次判断当前档位是否需要变化，如果是，将档位挂到所述目标档位上；

控制所述离合器结合；

按照预定扭矩恢复速率恢复车辆动力提供装置的扭矩。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制离合器分离之后，还包括：

根据当前动力模式和解析出的所述目标动力模式第二次判断所述模式切换是否是从混动模式向纯电动模式切换；如果是，控制发动机停机。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据当前档位和解析出的所述目标档位第二次判断当前档位是否需要变化，还包括：

如果否，执行所述按照预定扭矩恢复速率恢复车辆动力提供装置的扭矩的步骤。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据当前档位和解析出的所述目标档位第三次判断当前档位是否需要变化，还包括：

如果否，执行所述控制所述离合器结合的步骤。

5.根据权利要求1-4任一项所述的控制方法，其特征在于，所述接收并解析控制指令之后，还包括：

根据当前动力模式和解析出的所述目标动力模式判断所述模式切换是否是从纯电动模式向混动模式切换，如果是，控制发动机启动；

调节发动机转速，调节后的发动机的目标转速使所述目标档位的待啮合齿轮与结合套齿轮的圆周速度相等；

执行所述第二次清除车辆动力提供装置的扭矩的步骤。

6.根据权利要求1-4任一项所述的控制方法，其特征在于，所述调节后的电机目标转速通过以下公式计算得出：

n_target＝n_outputshaft×i_target；

n_target:电机、变速箱输入轴目标转速；

n_outputshaft:变速箱输出轴转速；

i_target:目标档位对应的传动比。

7.一种混合动力车辆模式切换及换档动态协调控制方法，其特征在于，包括：

接收并解析控制指令，所述控制指令携带有目标动力模式信息和目标档位信息；所述目标动力模式包括混动模式或纯电动模式；

根据当前动力模式和解析出的所述目标动力模式判断所述模式切换是否是从纯电动模式向混动模式切换，如果是，控制发动机启动；

调节发动机转速，调节后的发动机的目标转速使所述目标档位的待啮合齿轮与结合套齿轮的圆周速度相等；

第一次清除车辆动力提供装置的扭矩；

根据当前档位和解析出的所述目标档位第一次判断当前档位是否需要变化，如果是，将档位变换到所述目标档位上；

控制预先分离的离合器结合；

按照预定扭矩恢复速率恢复车辆动力提供装置的扭矩。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述接收并解析控制指令之后，还包括：

根据当前动力模式和解析出所述目标动力模式第一次判断所述模式切换是否是从混动模式向纯电动模式切换，和/或，根据当前档位和解析出的所述目标档位第二次判断当前档位是否需要变化；若所述模式切换是从混动模式向纯电动模式切换，和/或，若当前档位需要变化，第二次清除动力提供装置的扭矩；

控制所述离合器分离；

根据当前档位和解析出的所述目标档位第三次判断当前档位是否需要变化，如果是，将当前档位变换为空档；

调节电机转速，调节后的电机目标转速使目标档位的待啮合齿轮与结合套齿轮的圆周速度相等；其中，转速调节后的电机具有扭矩；执行所述第一次清除车辆动力提供装置的扭矩的步骤。

9.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述控制离合器分离之后，还包括：

根据当前动力模式和解析出的所述目标动力模式第二次判断所述模式切换是否是从混动模式向纯电动模式切换，如果是，控制发动机停机。

10.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述根据当前档位和解析出的所述目标档位第一次判断当前档位是否需要变化，还包括：

如果否，执行所述控制预先分离的离合器结合的步骤。

11.根据权利要求8-10任一项所述的控制方法，其特征在于，所述调节后的电机目标转速通过以下公式计算得出：

n_target＝n_outputshaft×i_target；

n_target:电机、变速箱输入轴目标转速；

n_outputshaft:变速箱输出轴转速；

i_target:目标档位对应的传动比。

12.一种混合动力车辆模式切换及换档动态协调控制装置，其特征在于，包括：

接收解析单元，用于接收并解析控制指令，所述控制指令携带有目标动力模式信息和目标档位信息；所述目标动力模式包括混动模式或纯电动模式；

第一判断单元，用于根据当前动力模式和解析出的所述目标动力模式第一次判断所述模式切换是否是从混动模式向纯电动模式切换，和/或、根据当前档位和解析出的所述目标档位第一次判断当前档位是否需要变化；

第一清除车辆动力提供装置的扭矩单元，用于若所述模式切换是从混动模式向纯电动模式切换，和/或，若当前档位需要变化，第一次清除车辆动力提供装置的扭矩；

第一控制单元，用于控制离合器分离；

第二判断单元，用于根据当前档位和解析出的所述目标档位第二次判断当前档位是否需要变化，如果是，将当前档位变换为空档；

调节电机转速单元，用于调节电机转速，调节后的电机目标转速使变速箱目标档位的待啮合齿轮与结合套齿轮的圆周速度相等；其中，转速调节后的电机具有扭矩；

第二清除车辆动力提供装置的扭矩单元，用于第二次清除车辆动力提供装置的扭矩；

第三判断单元，用于根据当前档位和解析出的所述目标档位第三次判断当前档位是否需要变化，如果是，将档位挂到所述目标档位上；

第二控制单元，用于控制所述离合器结合；

恢复车辆动力提供装置的扭矩单元，用于按照预定扭矩恢复速率恢复车辆动力提供装置的扭矩。

13.根据权利要求12所述的控制装置，其特征在于，还包括：

第四判断单元，用于在所述第一控制单元控制离合器分离之后，根据当前动力模式和解析出的所述目标动力模式第二次判断所述模式切换是否是从混动模式向纯电动模式切换；如果是，控制发动机停机。

14.根据权利要求12或13所述的控制装置，其特征在于，还包括：

第五判断单元，在接收并解析控制指令之后，根据当前动力模式和解析出的所述目标动力模式判断所述模式切换是否从纯电动模式向混动模式切换，如果是，控制发动机启动；

调节发动机转速单元，用于调节发动机转速，调节后的发动机的目标转速使所述目标档位的待啮合齿轮与结合套齿轮的圆周速度相等；并通知所述第二清除车辆动力提供装置的扭矩单元执行第二次清除车辆动力提供装置的扭矩的步骤。