CN104192147B - 车辆的控制方法、控制系统及具有该控制系统的车辆 - Google Patents

车辆的控制方法、控制系统及具有该控制系统的车辆 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种车辆的控制方法，包括：在发动机通过双离合器驱动车辆行驶时，判断是否满足换挡条件；如果是，则控制当前与双离合器的输入端接合的第一输出端或第二输出端进行分离；当与双离合器的输入端接合的第一输出端或第二输出端分离至滑摩点时，控制ISG电机拖动发动机进行转速调节，同时根据车辆的扭矩需求控制驱动电机提高输出扭矩以维持车辆所需驱动力；当发动机的当前转速位于目标调节转速范围时，控制当前与双离合器的输入端断开的第二输出端或第一输出端接合以完成换挡。根据本发明实施例的车辆的控制方法具有换挡时间短、换挡平顺性高、双离合器使用寿命长的优点。本发明还提出了一种车辆的控制系统及车辆。

Description

车辆的控制方法、控制系统及具有该控制系统的车辆
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种车辆的控制方法、控制系统及具有该控制系统的车辆。
背景技术
传统燃油汽车可通过使用双离合变速器DCT(Dual Clutch Transmission)、自动变速箱AT(automatic transmission)及多挡位的变速器来提高整车的燃油经济性及平顺性，然而对于混合动力汽车来说，增加的电驱动系统导致空间布置问题和变速器的节能贡献度减少。因此通常设计较少挡位的变速器来解决动力系统的布置问题和降低变速器的成本。
DCT在换挡过程采用的控制方法为：当变速器控制单元TCU检测到需要换挡时，逐渐降低当前挡位下离合器(称为分离端离合器)的控制油压，使其传递扭矩逐渐减小；在压力减小到一定范围后，目标挡位的离合器(称为接合端离合器)的油压开始增大。当分离端离合器完全分离后，接合端离合器油压逐步提高，直至完全接合。
上述的控制方法主要用于多挡DCT，多挡DCT各挡位速比相差不会太大，即换挡前后发动机转速变化不大。但在两挡DCT中，两个挡位速比差距较大，所以换挡前后发动机转速会产生很大变化，如果还以上述方法进行换挡，容易在换挡时产生顿挫，进而降低舒适性。为了提高换挡舒适性，相关技术中的做法为增加离合器滑摩时间，这就需要液压系统提供大量的润滑和冷却流量。一方面离合器长时间的滑摩，降低了摩擦片的使用寿命；另一方面流量的增大，降低了变速器本身的效率。
发明内容
本发明旨在至少解决上述技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种车辆的控制方法。所述控制方法具有换挡时间短、换挡平顺性高、延长双离合器使用寿命、增加动力传动系统的传递效率的优点。
本发明的另一个目的在于提出一种车辆的控制系统。
本发明的再一个目的在于提出一种车辆。
为了实现上述目的，本发明的第一方面的实施例公开了一种车辆的控制方法，所述车辆包括动力传动系统，所述动力传动系统包括：发动机、ISG电机、双离合器和驱动电机，所述ISG电机连接在所述发动机和所述双离合器的输入端之间，所述双离合器的两个输出端和所述驱动电机均与车辆的传动组件相连，所述控制方法包括以下步骤：在发动机通过双离合器驱动车辆行驶时，判断是否满足换挡条件；如果是，则控制当前与所述双离合器的输入端接合的第一输出端或第二输出端进行分离；当与所述双离合器的输入端接合的第一输出端或第二输出端分离至滑摩点时，控制所述ISG电机拖动所述发动机进行转速调节，同时根据车辆的扭矩需求控制所述驱动电机提高输出扭矩以维持车辆所需驱动力；以及当所述发动机的当前转速位于目标调节转速范围时，控制当前与所述双离合器的输入端断开的第二输出端或第一输出端接合以完成换挡。
根据本发明实施例的车辆的控制方法，通过驱动电机弥补了车辆在换挡过程中的动力不足或者动力中断，从而保证车辆动力性的同时提高了车辆在换挡过程的乘坐舒适性和换挡平顺性。此外，在换挡时，通过ISG电机调节发动机的转速，从而减小换挡过程中双离合器的滑摩量和滑摩时间，降低换挡时的顿挫感，并且缩短换挡时间、提升双离合器的使用寿命并增加动力传动系统的传递效率。
另外，根据本发明上述实施例的车辆的控制方法还可以具有如下附加的技术特征：
在一些示例中，在完成换挡之后，还包括：控制所述驱动电机减小输出扭矩并控制所述发动机提高输出扭矩，直至所述发动机的输出扭矩满足车辆的扭矩需求时，由所述发动机通过所述双离合器单独驱动车辆行驶。
在一些示例中，还包括：当车辆起步时，控制所述驱动电机驱动车辆起步。
在一些示例中，所述车辆的传动组件包括：第一输入轴、第二输入轴、输出轴、挡位齿轮和主减速器从动齿轮，其中，所述第一输入轴与所述双离合器的第一输出端相连，所述第二输入轴与所述双离合器的第二输出端相连，所述输出轴与两个输入轴之间均通过所述挡位齿轮副传动，所述输出轴和所述驱动电机与所述主减速器从动齿轮联动。
本发明第二方面的实施例公开了一种车辆的控制系统，所述车辆包括动力传动系统，所述动力传动系统包括：发动机、ISG电机、双离合器和驱动电机，所述ISG电机连接在所述发动机和所述双离合器的输入端之间，所述双离合器的两个输出端和所述驱动电机均与车辆的传动组件相连，所述控制系统包括：变速器控制单元，用于在发动机通过双离合器驱动车辆行驶时，判断是否满足换挡条件，并在判断满足换挡条件时，控制当前与所述双离合器的输入端接合的第一输出端或第二输出端进行分离，以及在所述发动机的当前转速位于目标调节转速范围时，控制当前与所述双离合器的输入端断开的第二输出端或第一输出端进行接合以完成换挡；以及电机控制器，用于在所述变速器控制单元控制与所述双离合器的输入端接合的第一输出端或第二输出端分离至滑摩点时，控制所述ISG电机拖动所述发动机向目标调节转速范围进行转速调节，同时根据车辆的扭矩需求控制所述驱动电机提高输出扭矩以维持车辆所需驱动力。
根据本发明实施例的车辆的控制系统，通过驱动电机弥补了车辆在换挡过程中的动力不足或者动力中断，从而保证车辆动力性的同时提高了车辆在换挡过程的乘坐舒适性和换挡平顺性。此外，在换挡时，通过ISG电机调节发动机的转速，从而减小换挡过程中双离合器的滑摩量和滑摩时间，降低换挡时的顿挫感，并且缩短换挡时间、提升双离合器的使用寿命并增加动力传动系统的传递效率的优点。
另外，根据本发明上述实施例的车辆的控制系统还可以具有如下附加的技术特征：
在一些示例中，在完成换挡之后，所述电机控制器还用于控制所述驱动电机减小输出扭矩直至所述发动机的输出扭矩满足车辆的扭矩需求时，控制所述驱动电机停止输出所述输出扭矩。
在一些示例中，所述电机控制器还用于在车辆起步时，控制所述驱动电机驱动车辆起步。
在一些示例中，所述车辆的传动组件包括：第一输入轴、第二输入轴、输出轴、挡位齿轮和主减速器从动齿轮，其中，所述第一输入轴与所述双离合器的第一输出端相连，所述第二输入轴与所述双离合器的第二输出端相连，所述输出轴与两个输入轴之间均通过所述挡位齿轮副传动，所述输出轴和所述驱动电机与所述主减速器从动齿轮联动。
本发明第三方面的实施例公开了一种车辆，包括：如上述实施例所述的车辆的控制系统。该车辆具有换挡时间短、换挡平顺性高、双离合器使用寿命长的优点。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的动力传动系统的示意图；
图2是根据本发明一个实施例的车辆的控制方法的流程图；
图3是根据本发明另一个实施例的车辆的控制方法的流程图；以及
图4是根据本发明一个实施例的车辆的控制系统的结构图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合附图描述根据本发明实施例的车辆的控制方法、控制系统及具有该控制系统的车辆。
在描述根据本发明实施例的车辆的控制方法之前，首先结合附图1对本发明实施例的动力传动系统进行详细描述。
如图1所示，根据本发明一个实施例的动力传动系统，包括：发动机110、ISG电机120、双离合器130和驱动电机140。其中，ISG电机120连接在发动机110和双离合器130的输入端之间，双离合器130的两个输出端和驱动电机140均与车辆的传动组件相连。
结合图1所示，传动组件包括：第一输入轴1、第二输入轴2、输出轴3、挡位齿轮4和主减速器从动齿轮5，其中，第一输入轴1与双离合器130的第一输出端相连，第二输入轴2与双离合器130的第二输出端相连，输出轴3与两个输入轴(即第一输入轴1和第二输入轴2)之间均通过挡位齿轮4副传动，输出轴3和驱动电机140与主减速器从动齿轮5联动。
再次结合图1，该动力传动系统还包括电机控制器150和动力电池160。其中，电机控制器150分别与ISG电机120、驱动电机140和动力电池160相连。例如当车辆起步时，电机控制器150控制驱动电机140驱动车辆起步，即电机控制器150可控制驱动电机140直接驱动车辆行驶。当然，车辆处于电动模式时，驱动电机140也可直接驱动车辆行驶。需要发动机110工作时，ISG电机120拖动发动机110点火，动力电池160为驱动电机140和ISG电机120供电，在发动机110工作时，ISG电机120也可为动力电池160充电。
以下结合上述的动力传动系统描述根据本发明实施例的车辆的控制方法。如图2所示，并结合图1和图3，该车辆的控制方法，包括如下步骤：
步骤S201：在发动机110通过双离合器驱动车辆行驶时，判断是否满足换挡条件。
例如：在发动机110和变速器驱动车辆时，根据车速、发动机110转速和车辆的需求扭矩等参数，可以判断是否需要换挡。
步骤S202：如果判断满足换挡条件，则控制当前与双离合器130的输入端接合的第一输出端或第二输出端进行分离。结合图3所示，发出发动机110扭矩干预请求和驱动电机140扭矩补偿请求。此时开始对分离端离合器进行控制，即对当前与双离合器的输入端接合的第一输出端或第二输出端进行分离控制。
具体而言，当发动机110和驱动电机140开始进行扭矩调节时，控制分离端离合器快速泄油，直到油压达到滑摩点以下，即快速地将与双离合器130的输入端接合的第一输出端或第二输出端分离至滑摩点。
步骤S203：当与双离合器130的输入端接合的第一输出端或第二输出端分离至滑摩点时，控制ISG电机120拖动发动机110进行转速调节，同时根据车辆的扭矩需求控制驱动电机140提高输出扭矩以维持车辆所需驱动力。
具体地说，换挡过程中，变速器控制单元TCU(transmission control unit)向发动机电控单元ECU发送驱动转矩减小指令，发动机电控单元ECU控制发动机110减小节气门开度，同时，向驱动电机140发送驱动转矩增加指令，控制驱动电机140增大输出转矩来尽量维持车轮所需驱动力；换挡动作完成后变速器控制单元TCU向ISG电机120发出转速调节请求，ISG电机120响应该请求，拖动发动机110进行转速调节。
需要说明的是，车辆在换挡过程中，发动机110输出的扭矩降低甚至中断，因此可能会使车辆在换挡时产生动力不足甚至动力中断，因此，本发明实施例的方法在车辆换挡过程中，通过驱动电机140弥补换挡过程中的动力不足，从而可维持车轮所需驱动力，提高换挡舒适性。
步骤S204：当发动机110的当前转速位于目标调节转速范围时，控制当前与双离合器130的输入端断开的第二输出端或第一输出端接合以完成换挡。
具体而言，结合图3所示，当接合端离合器(也称为结合端离合器，即当前与双离合器130的输入端断开的第二输出端或第一输出端)的油压逐渐升高直至接近滑摩点时，变速器控制单元TCU检测到发动机110的转速达到目标调节转速范围内时，向接合端离合器发出结合指令。接合端离合器快速充油，进行结合控制。接合端离合器两端转速相同后，换挡控制结束。
根据本发明实施例的车辆的控制方法，通过驱动电机弥补了车辆在换挡过程中的动力不足或者动力中断，从而保证车辆动力性的同时提高了车辆在换挡过程的乘坐舒适性和换挡平顺性。此外，在换挡时，通过ISG电机调节发动机的转速，从而减小换挡过程中双离合器的滑摩量和滑摩时间，降低换挡时的顿挫感，并且缩短换挡时间、提升双离合器的使用寿命并增加动力传动系统的传递效率。
在本发明的一个实施例中，当完成换挡之后，还包括：控制驱动电机140减小输出扭矩并控制发动机110提高输出扭矩，直至发动机110的输出扭矩满足车辆的扭矩需求时，由发动机110通过双离合器130单独驱动车辆行驶。即换挡完成后，发动机110进行扭矩恢复，例如：换挡控制结束后，电机控制器150控制驱动电机140减小输出扭矩，同时发动机110开始扭矩恢复，直到发动机110输出扭矩满足驱动力要求。从而提高车辆的燃油经济性和行驶的平顺性，提升驾驶体验。
在上述实施例所述的动力传动系统的基础上，本发明的进一步实施例公开了一种车辆的控制系统，如图4所示，并结合图1，根据本发明一个实施例的车辆的控制系统400，包括：变速器控制单元410和电机控制器150。
其中，变速器控制单元410用于在发动机110通过双离合器130驱动车辆行驶时，判断是否满足换挡条件，并在判断满足换挡条件时，控制当前与双离合器130的输入端接合的第一输出端或第二输出端进行分离，以及在发动机110的当前转速位于目标调节转速范围时，控制当前与双离合器130的输入端断开的第二输出端或第一输出端进行接合以完成换挡。电机控制器150用于在变速器控制单元410控制与双离合器130的输入端接合的第一输出端或第二输出端分离至滑摩点时，控制ISG电机120拖动发动机110向目标调节转速范围进行转速调节，同时根据车辆的扭矩需求控制驱动电机140提高输出扭矩以维持车辆所需驱动力。
根据本发明实施例的车辆的控制系统，通过驱动电机弥补了车辆在换挡过程中的动力不足或者动力中断，从而保证车辆动力性的同时提高了车辆在换挡过程的乘坐舒适性和换挡平顺性。此外，在换挡时，通过ISG电机调节发动机的转速，从而减小换挡过程中双离合器的滑摩量和滑摩时间，降低换挡时的顿挫感，并且缩短换挡时间、提升双离合器的使用寿命并增加动力传动系统的传递效率。
在本发明的一个实施例中，在完成换挡之后，电机控制器150还用于控制驱动电机140减小输出扭矩直至发动机110的输出扭矩满足车辆的扭矩需求时，控制驱动电机140停止扭矩的输出。即换挡完成后，发动机110进行扭矩恢复，例如：换挡控制结束后，电机控制器150控制驱动电机140减小输出扭矩，同时发动机110开始扭矩恢复，直到发动机110输出扭矩满足驱动力要求。从而提高车辆的燃油经济性和行驶的平顺性，提升驾驶体验。
需要说明的是，本发明实施例的控制系统的具体实现方式与方法部分的具体实现方式类似，为了减少冗余，不做赘述。
本发明的进一步实施例公开了一种车辆，包括：如上述任意一个实施例所述的车辆的控制系统400。该车辆具有换挡时间短、换挡平顺性高、双离合器使用寿命长的优点。
另外，根据本发明实施例的车辆的其它构成以及作用对于本领域的技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，不做赘述。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。

Claims (9)

1.一种车辆的控制方法，所述车辆包括动力传动系统，所述动力传动系统包括：发动机、ISG电机、双离合器和驱动电机，所述双离合器的两个输出端和所述驱动电机均与车辆的传动组件相连，其特征在于，所述ISG电机连接在所述发动机和所述双离合器的输入端之间，所述控制方法包括以下步骤：
在发动机通过双离合器驱动车辆行驶时，判断是否满足换挡条件；
如果是，则控制当前与所述双离合器的输入端接合的第一输出端或第二输出端进行分离；
当与所述双离合器的输入端接合的第一输出端或第二输出端分离至滑摩点时，控制所述ISG电机拖动所述发动机进行转速调节，同时根据车辆的扭矩需求控制所述驱动电机提高输出扭矩以维持车辆所需驱动力；以及
当所述发动机的当前转速位于目标调节转速范围时，控制当前与所述双离合器的输入端断开的第二输出端或第一输出端接合以完成换挡。
2.根据权利要求1所述的车辆的控制方法，其特征在于，在完成换挡之后，还包括：
控制所述驱动电机减小输出扭矩并控制所述发动机提高输出扭矩，直至所述发动机的输出扭矩满足车辆的扭矩需求时，由所述发动机通过所述双离合器单独驱动车辆行驶。
3.根据权利要求1所述的车辆的控制方法，其特征在于，还包括：
当车辆起步时，控制所述驱动电机驱动车辆起步。
4.根据权利要求1-3任一项所述的车辆的控制方法，其特征在于，所述车辆的传动组件包括：第一输入轴、第二输入轴、输出轴、挡位齿轮和主减速器从动齿轮，其中，所述第一输入轴与所述双离合器的第一输出端相连，所述第二输入轴与所述双离合器的第二输出端相连，所述输出轴与两个输入轴之间均通过所述挡位齿轮副传动，所述输出轴和所述驱动电机与所述主减速器从动齿轮联动。
5.一种车辆的控制系统，所述车辆包括动力传动系统，所述动力传动系统包括：发动机、ISG电机、双离合器和驱动电机，所述双离合器的两个输出端和所述驱动电机均与车辆的传动组件相连，其特征在于，所述ISG电机连接在所述发动机和所述双离合器的输入端之间，所述控制系统包括：
变速器控制单元，用于在发动机通过双离合器驱动车辆行驶时，判断是否满足换挡条件，并在判断满足换挡条件时，控制当前与所述双离合器的输入端接合的第一输出端或第二输出端进行分离，以及在所述发动机的当前转速位于目标调节转速范围时，控制当前与所述双离合器的输入端断开的第二输出端或第一输出端进行接合以完成换挡；以及
电机控制器，用于在所述变速器控制单元控制与所述双离合器的输入端接合的第一输出端或第二输出端分离至滑摩点时，控制所述ISG电机拖动所述发动机向目标调节转速范围进行转速调节，同时根据车辆的扭矩需求控制所述驱动电机提高输出扭矩以维持车辆所需驱动力。
6.根据权利要求5所述的车辆的控制系统，其特征在于，在完成换挡之后，所述电机控制器还用于控制所述驱动电机减小输出扭矩直至所述发动机的输出扭矩满足车辆的扭矩需求时，控制所述驱动电机停止输出所述输出扭矩。
7.根据权利要求5所述的车辆的控制系统，其特征在于，所述电机控制器还用于在车辆起步时，控制所述驱动电机驱动车辆起步。
8.根据权利要求5-7任一项所述的车辆的控制系统，其特征在于，所述车辆的传动组件包括：第一输入轴、第二输入轴、输出轴、挡位齿轮和主减速器从动齿轮，其中，所述第一输入轴与所述双离合器的第一输出端相连，所述第二输入轴与所述双离合器的第二输出端相连，所述输出轴与两个输入轴之间均通过所述挡位齿轮副传动，所述输出轴和所述驱动电机与所述主减速器从动齿轮联动。
9.一种车辆，其特征在于，包括：如权利要求5-8任一项所述的车辆的控制系统。
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