CN105270387B - 一种具有amt的混合动力车辆的换挡控制方法 - Google Patents

一种具有amt的混合动力车辆的换挡控制方法 Download PDF

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Abstract

一种具有AMT的混合动力车辆的换挡控制方法，利用整车控制器和电机（3）的快速响应特性，根据换挡控制的需求，控制电机（3）调节AMT（4）输入轴的转速，从而让电机（3）辅助AMT（4）换挡，包括以下步骤：档位判断、离合器（2）状态判断、摘挡进程、选档进程、挂挡进程和进入驱动工况。缩短了发动机（1）转速与AMT（4）转速的同步时间，明显缩短了动力中断时间，提高了换挡舒适性；并减少了同步器的磨损，延长了同步器的使用寿命。

Description

一种具有AMT的混合动力车辆的换挡控制方法
技术领域
本发明涉及一种混合动力车辆的换挡控制方法，更具体地说涉及一种具有AMT的混合动力车辆的换挡控制方法，属于车辆换挡控制技术领域。
背景技术
AMT（机械式自动变速器）在混合动力车辆上得到了广泛的应用。装载了AMT的车辆与传统车辆的动力传动系相比，电机居于机械式自动变速器之前，并且电机与机械式自动变速器的输入轴同轴。
但是，此种结构下，AMT输入轴的转动惯量除了离合器从动盘，还有电机的转子，使得其转动惯量随之增大，因此在换挡工况下，出现了如下一些换挡难题：（一）AMT中的同步器磨损严重、挂档困难，导致同步器寿命缩短：同步器磨损产生的原因是变速器输入轴转动惯量和挂挡前后挡位速比变化带来的AMT输入轴速差，AMT输入轴速差越大、电动机转动惯量越大，则同步器磨损就越严重；（二）在换挡过程中，从分离离合器之后到挂档完成接合离合器之前，始终处于动力中断状态，使得AMT换挡时间过长，同时动力中断时间过长，导致车辆的动力性和驾驶感觉受到严重影响；（三）换挡过程冲击过大，换挡舒适性较差。
发明内容
本发明针对现有的混合动力车辆上AMT存在的其转动惯量较大、出现一些换挡难题等缺陷，提供一种具有AMT的混合动力车辆的换挡控制方法。
为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种具有AMT的混合动力车辆的换挡控制方法，利用整车控制器和电机的快速响应特性，根据换挡控制的需求，控制电机调节AMT输入轴的转速，从而让电机辅助AMT换挡，具体包括以下步骤：
10. 整车控制器首先判断当前档位和目标档位是否一致：如果一致，进入等待状态；如果不一致，则进入离合器状态判断；
20. 整车控制器进入离合器状态判断：如果离合器没有分离，则先分离离合器；如果离合器已经分离，则保持离合器现状；
30.然后整车控制器进入摘挡进程：此时设置电机控制模式为转矩控制、电机目标转矩输出为零、电机工作模式为自由随动；
40. 当整车控制器接到摘挡完成或者选档开始的信号后，则进入选档进程：此时设置电机控制模式为转矩控制、电机工作模式为正转电动或者正转制动，再根据目标档位、AMT传动比和AMT输出轴转速计算电机目标转速，对电机目标转速和电机当前转速的差值进行PID调节，得到电机目标转矩；
50. 当电机达到目标转速时，整车控制器先发给AMT挂档请求信号，AMT接收到挂档请求信号后自检没有问题则反馈可以挂档信号给整车控制器，接着整车控制器控制电机开始挂档、进入挂挡进程：此时设置电机工作模式为自由随动、电机控制模式为转矩控制，电机目标转矩输出为零；
60. AMT挂档完成后，设置电机进入驱动工况，驱动车辆行驶，直到发动机转速调节消除了离合器主从动盘速差以后，离合器再恢复原状，然后恢复发动机和电机的输出扭矩。
当车辆处于纯电动工况及电动起步工况时，设置换挡前后离合器时刻都保持分离状态，并设置换挡前离合器具有位置记忆功能，使离合器目标位置与换挡前保持一致。
与现有技术相比较，本发明的有益效果是：
本发明中利用整车控制器和电机的快速响应特性，根据换挡控制的需求，控制电机调节AMT输入轴的转速，从而让电机辅助AMT换挡；缩短了发动机转速与AMT转速的同步时间，明显缩短了动力中断时间，提高了换挡舒适性；并减少了同步器的磨损，延长了同步器的使用寿命。
附图说明
图1是本发明中混合动力车辆动力系统结构示意图。
图2是本发明中换挡动作分解示意图。
图3是本发明中离合器接合和离合器分离分解示意图。
图4是本发明中控制策略流程图。
附图说明，发动机1，离合器2，电机3，AMT 4，车速传感器5。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
具体参见图1至图3，一种具有AMT的混合动力车辆的换挡控制方法，装载了AMT（机械式自动变速器）4的车辆与传统车辆的动力传动系相比，电机3居于AMT4之前，发动机1与电机3通过离合器2相连，并且电机3与AMT4的输入轴同轴。在换挡过程中离合器2分离，发动机1动力传递中断；但是，电机3仍与AMT4的输入轴连接。因此，利用整车控制器电机3的快速响应特性，根据换挡控制的需求，控制电机3调节AMT4输入轴的转速，从而让电机3辅助AMT4换挡，则可以缩短发动机1转速与AMT4转速的同步时间，从而减少了AMT4换挡时间过长和动力中断时间过长等问题，提高了换挡舒适性；并减少了同步器的磨损，延长了同步器的使用寿命。
参见图4，该换挡控制方法具体包括以下步骤：
10. 整车控制器首先判断当前档位和目标档位是否一致：如果一致，进入等待状态；如果不一致，则进入离合器2状态判断。
20. 整车控制器进入离合器2状态判断：如果离合器2没有分离，则先分离离合器2；如果离合器2已经分离，则保持离合器2现状。
30. 然后整车控制器进入摘挡进程：此时设置电机3控制模式为转矩控制、电机3目标转矩输出为零、电机3工作模式为自由随动。因为摘挡，电机3有扭矩输出的话，可能会造成摘挡失败，因此控制电机3不输出扭矩；同理换挡过程电机3也不能扭矩输出；而选档过程需要消除速差，因此电机3要有扭矩输出。
40. 当整车控制器接到摘挡完成或者选档开始的信号后，则进入选档进程：此时设置电机3控制模式为转矩控制、电机3工作模式为正转电动或者正转制动；再根据目标档位、AMT4传动比和AMT4输出轴转速计算电机3目标转速，对电机3目标转速和电机3当前转速的差值进行PID调节，得到电机3目标转矩。
50. 当电机3达到目标转速时，整车控制器先发给AMT4挂档请求信号，AMT4接收到挂档请求信号后自检没有问题则反馈可以挂档信号给整车控制器，接着整车控制器控制电机3开始挂档、进入挂挡进程：此时设置电机3工作模式为自由随动、电机3控制模式为转矩控制，电机3目标转矩输出为零。
60. AMT4挂档完成后，设置电机3进入驱动工况，驱动车辆行驶，直到发动机1转速调节消除了离合器2主从动盘速差以后，离合器2再恢复原状，然后恢复发动机1和电机3的输出扭矩。
进一步的，当车辆处于纯电动工况及电动起步工况时，设置换挡前后离合器2时刻都保持分离状态，并设置换挡前离合器2具有位置记忆功能，使离合器2目标位置与换挡前保持一致。
同时，如果换挡开始时，离合器2已处于分离状态，说明司机选择的是纯电动行驶的模式，则只需要恢复电机3扭矩，继续纯电动行驶，然后换挡过程结束。
多次试验证明，采用本发明中的控制方法使得每台新能源汽车能够减低成本1000元左右，降低了成本；每次换挡动力中断时间能减少300ms左右，有效的改善了驾驶性能。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，上述结构都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种具有AMT的混合动力车辆的换挡控制方法，其特征在于，利用整车控制器和电机（3）的快速响应特性，根据换挡控制的需求，控制电机（3）调节AMT（4）输入轴的转速，从而让电机（3）辅助AMT（4）换挡，具体包括以下步骤：
整车控制器首先判断当前档位和目标档位是否一致：如果一致，进入等待状态；如果不一致，则进入离合器（2）状态判断；
整车控制器进入离合器（2）状态判断：如果离合器（2）没有分离，则先分离离合器（2）；如果离合器（2）已经分离，则保持离合器（2）现状；
然后整车控制器进入摘挡进程：此时设置电机（3）控制模式为转矩控制、电机（3）目标转矩输出为零、电机（3）工作模式为自由随动；
当整车控制器接到摘挡完成或者选档开始的信号后，则进入选档进程：此时设置电机（3）控制模式为转矩控制、电机（3）工作模式为正转电动或者正转制动，再根据目标档位、AMT（4）传动比和AMT（4）输出轴转速计算电机（3）目标转速，对电机（3）目标转速和电机（3）当前转速的差值进行PID调节，得到电机（3）目标转矩；
当电机（3）达到目标转速时，整车控制器先发给AMT（4）挂档请求信号，AMT（4）接收到挂档请求信号后自检没有问题则反馈可以挂档信号给整车控制器，接着整车控制器控制电机（3）开始挂档、进入挂挡进程：此时设置电机（3）工作模式为自由随动、电机（3）控制模式为转矩控制，电机（3）目标转矩输出为零；
AMT（4）挂档完成后，设置电机（3）进入驱动工况，驱动车辆行驶，直到发动机（1）转速调节消除了离合器（2）主从动盘速差以后，离合器（2）再恢复原状，然后恢复发动机（1）和电机（3）的输出扭矩。
2.根据权利要求1所述的一种具有AMT的混合动力车辆的换挡控制方法，其特征在于：当车辆处于纯电动工况及电动起步工况时，设置换挡前后离合器（2）时刻都保持分离状态，并设置换挡前离合器（2）具有位置记忆功能，使离合器（2）目标位置与换挡前保持一致。
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