CN105276156A - 汽车自动换挡控制方法与装置 - Google Patents

Abstract

一种汽车自动换挡控制方法与装置，所述方法包括：根据汽车的换挡杆位置信号确定当前的行车模式，所述行车模式包括前进挡模式、停车挡模式、倒车挡模式和空挡模式；若确定的行车模式为前进挡模式，则根据汽车的不同行驶工况确定目标挡位；所述行驶工况包括滑行工况，所述根据汽车的不同行驶工况确定目标挡位包括：若满足在挡主动退空挡条件，则将目标挡位确定为空挡位置，所述在挡主动退空挡条件包括：汽车的行驶工况为滑行工况，车辆加速度小于或等于0，且与上一次执行在挡主动退空挡操作的时间间隔大于阀值；当确定出的目标挡位与当前挡位不同时，执行换挡过程控制。本方案能兼顾制动能量回收效率与整车驾驶的动力性，提高整车能量利用效率。

Description

汽车自动换挡控制方法与装置

技术领域

本发明涉及汽车控制技术领域，特别涉及一种汽车自动换挡控制方法与装置。

背景技术

随着国际对能源安全和环境保护问题的重视不断提升，各国对汽车排放污染物要求越来越严格。减少对能源的依赖，实现节能减排，已成为世界经济持续发展迫切需要解决的问题。混合动力汽车、纯电动汽车已成为当今汽车业发展的趋势。然而，续驶里程短是制约纯电动汽车产业化的瓶颈，通过传动系统的控制方法与动力驱动系统特性的合理配置，提高整车的能量利用效率，是增加纯电动汽车续驶里程的一种有效途径。

纯电动汽车采用两挡或多挡来满足低速时动力性和高速时的经济性。在驱动工况下，通过换挡进行电机驱动工况点的优化，能够更好的改善整车的经济性；在滑行和制动工况下，通过制动能量回收功能回收一部分车辆动能，储存到电池中，延长续驶里程。滑行状态时利用电机工作于较小的制动扭矩状态，模拟传统车上的发动机制动效果，利用小电流充电回收少量的制动能量，而在制动状态下，则提供较大的电制动力矩进行制动能量回收。在滑行时进行制动能量回收，将车辆动能转化为电能，这一能量转化的过程中，损耗是不可避免的，对续驶里程的提高是不利的。

进行制动能量回收时，换挡则会要求电制动力矩的撤出和恢复，容易造成整车动力中断的感觉，从而带来整车驾驶舒适性的问题，通常采用禁止换挡的策略，因此在制动能量回收时，传动系统所在的挡位对制动能量回收效率的影响无法去主动干预，即使固定在某一挡位，也则存在选择低挡有利或者高挡有利的问题。对于两挡或多挡的纯电动汽车，进行滑行或制动能量回收时，车速大多在中高速，此时的挡位通常在高挡。在一定车速下，要求一定的电制动力，高挡传动比小，相对于低挡，驱动电机转速较低，变化范围较窄，且要求电机提供的发电转矩较大。根据电机的发电效率特性，高效率区在中高转速，并且在中转速，转矩范围较宽，在高转速，转矩范围较窄。因此，相对于在高挡进行制动能量回收控制，在低挡进行制动能量回收控制则能够回收更多制动能量。

综上可知，现有技术无法兼顾制动能量回收效率与整车驾驶的动力性，使得传动系统的控制方法与动力驱动系统特性不能合理匹配，造成整车的能量利用效率不高。

发明内容

本发明要解决的问题是现有技术无法兼顾制动能量回收效率与整车驾驶的动力性，使得传动系统的控制方法与动力驱动系统特性不能合理匹配，造成整车的能量利用效率不高。

为解决上述问题，本发明技术方案提供一种汽车自动换挡控制方法，包括：

根据汽车的换挡杆位置信号确定当前的行车模式，所述行车模式包括前进挡模式、停车挡模式、倒车挡模式和空挡模式；

若确定的所述行车模式为前进挡模式，则根据汽车的不同行驶工况确定出目标挡位；所述行驶工况包括滑行工况，所述根据汽车的不同行驶工况确定出目标挡位包括：若满足在挡主动退空挡条件，则将目标挡位确定为空挡位置，所述在挡主动退空挡条件包括：汽车的行驶工况为滑行工况，车辆加速度小于或等于0，且与上一次执行在挡主动退空挡操作的时间间隔大于时间阀值；

当确定出的目标挡位与当前挡位不同时，执行换挡过程控制。

可选的，判断出汽车的行驶工况进入滑行工况的条件是：车速高于爬行车速阈值，加速踏板开度等于0，制动踏板开度等于0。

可选的，所述在挡主动退空挡条件还包括：车速高于滑行空挡车速阈值，所述滑行空挡车速阈值大于爬行车速阈值。

可选的，所述在挡主动退空挡条件还包括：汽车的动力电池允许的放电功率大于功率阈值，所述功率阈值的设定与车速相关。

可选的，所述行驶工况还包括爬行工况，所述根据车辆的不同行驶工况确定出目标挡位还包括：当汽车的行驶工况为爬行工况时，将目标挡位确定为低挡位置。

可选的，判断出汽车的行驶工况进入爬行工况的条件是：加速踏板开度等于0，制动踏板开度等于0，且车速低于爬行车速阈值。

可选的，所述行驶工况还包括制动工况，所述根据车辆的不同行驶工况确定出目标挡位还包括：当汽车的行驶工况为制动工况时，若当前挡位处于空挡位置，则将目标挡位确定为低挡位置，否则将目标挡位保持为当前挡位。

可选的，判断出汽车的行驶工况进入制动工况的条件是：制动踏板开度大于0。

可选的，所述行驶工况还包括驱动工况，所述根据车辆的不同行驶工况确定出目标挡位还包括：当汽车的行驶工况进入驱动工况时，若未处于换挡过程中，则按照制定的升降挡条件及允许换挡的条件确定目标挡位。

可选的，判断出汽车的行驶工况进入驱动工况的条件是：加速踏板开度大于0。

可选的，所述按照制定的升降挡条件及允许换挡的条件确定目标挡位包括：若满足由低挡位置向高挡位置的升挡条件或由高挡位置向低挡位置的降挡条件，且满足所述允许换挡的条件，则将目标挡位确定为相应的高挡位置或低挡位置，否则将目标挡位保持为当前挡位。

可选的，所述允许换挡的条件包括：在升挡过程中，汽车的动力电池允许的充电功率满足驱动电机的调速要求；在降挡过程中，汽车的动力电池允许的放电功率满足驱动电机的调速要求，且驱动电机的目标转速小于或等于最高转速阈值。

可选的，所述汽车自动换挡控制方法还包括：若确定的所述行车模式为停车挡模式或空挡模式，则将目标挡位确定为空挡位置；若确定的所述行车模式为倒车挡模式，则将目标挡位确定为低挡位置。

可选的，所述执行换挡过程控制包括：在换挡过程中采用驱动电机调速主动同步控制的方式。

可选的，所述执行换挡过程控制包括：当汽车的动力电池允许的充电功率或放电功率不能满足驱动电机的调速要求时，根据同步器的机械同步性能、使用寿命以及驱动电机惯量和目标同步转速，以同步器的摩擦来实现换挡过程中的速度同步。

可选的，所述汽车为纯电动汽车。

为解决上述问题，本发明技术方案还提供一种汽车自动换挡控制装置，包括：第一确定单元，适于根据汽车的换挡杆位置信号确定当前的行车模式，所述行车模式包括前进挡模式、停车挡模式、倒车挡模式和空挡模式；第二确定单元，适于在确定的所述行车模式为前进挡模式时，根据汽车的不同行驶工况确定出目标挡位；所述行驶工况包括滑行工况，所述第二确定单元包括：第一确定子单元，适于在判断出满足在挡主动退空挡条件时，将目标挡位确定为空挡位置，所述在挡主动退空挡条件包括：汽车的行驶工况为滑行工况，车辆加速度小于或等于0，且与上一次执行在挡主动退空挡操作的时间间隔大于时间阀值；

控制单元，适于当确定出的目标挡位与当前挡位不同时，执行换挡过程控制。

与现有技术相比，本发明的技术方案至少具有以下优点：

通过在制定的最佳经济性升降挡控制方法基础上，增加在挡滑行主动退空挡的功能，实现了在制动工况下进行制动能量回收时，能够工作在合理的挡位，既避免制动能量回收时的换挡造成电制动力矩的中断而影响整车驾驶的动力性，又能在低挡位置上回收更多的制动能量，提高制动能量回收效率，从而提高续驶里程；

此外，还能避免电动汽车处于滑行工况时，驱动电机随车辆的运动而运转，既有效保护驱动电机，减少驱动电机的磨损和降低驱动电机温度，又有效减少能量转换过程中的损耗，从而有效节能，提高电动汽车的续航能力；

同时，通过将“与上一次执行在挡主动退空挡操作的时间间隔大于时间阀值”作为所述在挡主动退空挡条件的子条件之一，确保了不会因为频繁进退滑行工况造成频繁进退空挡。

进一步地，通过将“车速高于滑行空挡车速阈值”作为所述在挡主动退空挡条件的子条件之一，能够确保在频繁加减速的低速市区工况下避免进退挡，保证较好的驾驶性。

进一步地，通过在换挡过程中采用驱动电机调速主动同步控制的方式，避免了换挡过程中加剧同步器的磨损，缩短其使用寿命。

附图说明

图1是本发明技术方案提供的汽车自动换挡控制方法的流程示意图；

图2是本发明实施例的无离合两挡纯电动汽车自动换挡控制流程的示意图；

图3是本发明实施例的前进挡模式下的目标挡位判断的流程示意图；

图4是本发明实施例的前进挡模式下车辆处于驱动工况的目标挡位判断逻辑的示意图；

图5是本发明实施例的前进挡模式下车辆处于制动工况的目标挡位判断逻辑的示意图；

图6是本发明实施例的前进挡模式下车辆处于滑行工况的目标挡位判断逻辑的示意图。

具体实施方式

现有技术中，在进行制动能量回收时，为了避免因换挡造成整车动力中断而影响整车驾驶舒适性，通常采用禁止换挡的策略，但这又会影响制动能量的回收效率。因此，现有技术无法兼顾制动能量回收效率与整车驾驶的动力性，使得传动系统的控制方法与动力驱动系统特性不能合理匹配，造成整车的能量利用效率不高。

为解决上述问题，本发明技术方案提供一种汽车自动换挡控制方法，根据油门和车速两参数制定最佳经济性升降挡控制策略，并进行是否允许升降挡的判定，在制定的升降挡控制策略的基础上，再增加在挡滑行主动退空挡的功能。本发明技术方案通过对汽车中两挡或多挡变速装置制定合理的换挡规律，使制动能量回收效率与整车驾驶的动力性这两者得以兼顾，使得传动系统的控制方法与动力驱动系统特性能够合理匹配，提高了整车能量利用的效率，从而增加纯电动汽车的续航能力。

如图1所示，本发明技术方案提供的汽车自动换挡控制方法包括：

步骤S101，根据汽车的换挡杆位置信号确定当前的行车模式，所述行车模式包括前进挡模式、停车挡模式、倒车挡模式和空挡模式；

步骤S102，判断确定的行车模式是否为前进挡模式；若步骤S102的判断结果为“是”，则执行步骤S103，否则执行步骤S108；

步骤S103，判断是否满足在挡主动退空挡条件；若步骤S103的判断结果为“是”，则执行步骤S104，否则执行步骤S108；

步骤S104，将目标挡位确定为空挡位置；

步骤S105，判断确定出的目标挡位是否与当前挡位相同；若步骤S105的判断结果为“否”，则执行步骤S106，否则执行步骤S107；

步骤S106，执行换挡过程控制；

步骤S107，执行挡位保持控制；

步骤S108，通过其他方式确定目标挡位。

需要说明的是，在上述汽车自动换挡控制方法中，通过确定汽车的不同行车模式来确定目标挡位，当确定出的目标挡位与当前挡位不同时，执行换挡过程控制。其中，在确定的所述行车模式为前进挡模式时，则根据汽车的不同行驶工况确定出目标挡位，尤其是在所述行驶工况为滑行工况时，增加了在挡滑行主动退空挡的功能，即在满足在挡主动退空挡条件(通过步骤S103进行判断)时，将目标挡位确定为空挡位置，所述在挡主动退空挡条件包括：汽车的行驶工况为滑行工况，车辆加速度小于或等于0，且与上一次执行在挡主动退空挡操作的时间间隔大于时间阀值。所述在挡主动退空挡操作即指在判断出满足所述在挡主动退空挡条件后，将目标挡位确定为空挡位置，并执行退空挡的操作。

本领域技术人员能够理解的是，对于第一次执行在挡主动退空挡操作来说，不存在“上一次执行”的概念，在实际实施时，其时间间隔的计时从系统上电完成开始。

所述在挡主动退空挡条件中包括的“与上一次执行在挡主动退空挡操作的时间间隔大于时间阀值”，确保了不会因为频繁进退滑行工况造成频繁进退空挡。

此外，在实际实施时，所述在挡主动退空挡条件还可以进一步包括：车速高于滑行空挡车速阈值，所述滑行空挡车速阈值大于爬行车速阈值。如此，能够确保在频繁加减速的低速市区工况下避免进退挡，进一步保证驾驶性。

本发明技术方案中，所述行驶工况还可以为爬行工况、制动工况或驱动工况。因此，所述根据车辆的不同行驶工况确定出目标挡位还包括：当汽车的行驶工况为爬行工况时，将目标挡位确定为低挡位置；当汽车的行驶工况为制动工况时，若当前挡位处于空挡位置，则将目标挡位确定为低挡位置，否则将目标挡位保持为当前挡位；当汽车的行驶工况进入驱动工况时，若未处于换挡过程中，则按照制定的升降挡条件及允许换挡的条件确定目标挡位。

所述按照制定的升降挡条件及允许换挡的条件确定目标挡位包括：若满足由低挡位置向高挡位置的升挡条件或由高挡位置向低挡位置的降挡条件，且满足所述允许换挡的条件，则将目标挡位确定为相应的高挡位置或低挡位置，否则将目标挡位保持为当前挡位。

所述允许换挡的条件包括：在升挡过程中，汽车的动力电池允许的充电功率满足驱动电机的调速要求；在降挡过程中，汽车的动力电池允许的放电功率满足驱动电机的调速要求，且驱动电机的目标转速小于或等于最高转速阈值。本领域技术人员知晓，所述目标转速是指变速器输入轴转速，其等于输出轴转速乘以速比。在降挡情况，变速器挡位由高挡进入低挡，输出轴的转速是基本不变的，由于低挡传动比大，这时输入轴的转速就要求很高。换挡的逻辑中，采用驱动电机主动调速同步，是将驱动电机转速调速至输出轴转速乘以速比，即换挡的目标转速＝输出轴转速乘以速比。这个转速不能够超过驱动电机允许的最高转速。

此外，所述汽车自动换挡控制方法还可以包括：若确定的所述行车模式为停车挡模式或空挡模式，则将目标挡位确定为空挡位置；若确定的所述行车模式为倒车挡模式，则将目标挡位确定为低挡位置。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

需要说明的是，本发明实施例中以所述汽车是无离合两挡纯电动汽车为例对所述汽车自动换挡控制方法进行说明，在其他实施例中，所述汽车也可以是具有其他辅助动力源，且在汽车变速器上采用电子换挡机构进行自动换挡控制，具备制动能量回收功能的混合动力汽车。

其中，“两挡”指的分别是一挡和二挡，一挡为汽车变速器的低挡，二挡为汽车变速器的高挡，一挡和二挡是汽车变速器的实际挡位，对应为汽车变速器中的同步器位置。本领域技术人员知晓，所述同步器位置是指汽车变速器中实际的挡位状态，包括空挡、一挡、二挡……等等，一般可以分为“空挡”和“在挡”两类挡位状态。

纯电动汽车中的变速器采用电子换挡机构，所述电子换挡机构对变速器的控制采用信号识别、传输和发送指令的模式，通过采集当前电子换挡机构传感器发送的换挡杆位置(包括前进挡(D挡)、后退挡(R挡)、空挡(N挡)、停车挡(P挡)等挡位)电压模拟信号，经分析计算后，判断其挡位状态，并根据各挡位下汽车的行驶状态发送指令控制和改变变速器的运行模式。

本实施例中，所述换挡杆位置信号是指汽车驾驶室中包含P挡、N挡、D挡和R挡等各个换挡杆位置的信号，用来解析驾驶员的前进(D挡)、后退(R挡)、空挡(N挡)或停车(P挡)等需求。

本实施例中，所述“行车模式”指的是行车过程中因换挡杆位置的不同所对应的不同模式，通常可以包括前进挡模式、停车挡模式、倒车挡模式和空挡模式；所述“当前挡位”指的是汽车变速器中的同步器当前所处的位置；所述“目标挡位”指的是汽车变速器中的同步器待执行换挡操作后所处的目标位置。“当前挡位”可以通过设置于同步器处的位置传感器监测获得。

纯电动汽车在行驶过程中，会按照预先制定的升降挡控制策略执行自动换挡操作，升降挡控制是基于对同步器的位置需求，所述同步器的位置需求是整车控制器根据多个外部输入信号(包括车速、油门、换挡杆位置信号等)综合计算而来的，然后将计算结果转化为变速器中的液压系统能够识别的控制信号，控制变速器进到或退到相应的挡位下(空挡、一挡、二挡……)。同步器的位置需求即挡位需求的逻辑计算，为本领域技术人员所知晓，此处不再详细描述。

以下结合附图对本实施例的无离合两挡纯电动汽车自动换挡控制流程进行说明。

本实施例提供的无离合两挡纯电动汽车自动换挡控制流程主要包括：目标挡位的判断和目标挡位的实现。

可以参阅图2，对于目标挡位的判断，需要根据由驾驶员操纵的换挡杆位置(P、R、N、D挡)确定的行车模式，再根据车速、加速踏板开度制定的最佳经济性升降挡线，并根据制动踏板开度、车辆加速度、动力电池允许的充放电功率和驱动电机转速信息判断是否允许换挡，实时判断出目标挡位。

本领域技术人员容易理解的是，在本实施例中，所述加速踏板开度指的是通过加速踏板(或称为油门踏板)控制的驾驶员需求的驱动转矩(发动机节气门的开度)，进而控制车速。所述制动踏板开度的含义类似。

一方面，需要根据汽车的换挡杆位置信号确定当前的行车模式。

具体地，汽车的换挡杆位置信号由整车控制器从电子换挡机构处获取，并可以通过底层软件信号滤波处理，对所述换挡杆位置信号分析计算，由此判断出此时驾驶员的前进、倒退、空挡或者停车需求。

通过汽车的换挡杆位置信号，可以完成对换挡杆位置的确认，也就确定了当前的行车模式。若换挡杆位置处于前进挡，则当前的行车模式为前进挡模式；若换挡杆位置处于后退挡，则当前的行车模式为后退挡模式；若换挡杆位置处于空挡，则当前的行车模式为空挡模式；若换挡杆位置处于停车挡，则当前的行车模式为停车挡模式。

另一方面，还需要根据车速、加速踏板开度(油门)制定的最佳经济性升降挡线，并根据制动踏板开度、车辆加速度、动力电池允许的充放电功率和驱动电机的目标转速判断是否允许换挡。

关于根据车速、加速踏板开度制定的最佳经济性升降挡线，可以采用本领域常用的技术手段实现，此处不再详细描述。

关于是否允许升降挡的判定包括：一挡(低挡)升二挡(高挡)判定以及二挡(高挡)降一挡(低挡)判定。

本实施例中，为了减少同步器的磨损，在升降挡过程中采用驱动电机调速主动同步控制的方式，因此，升降挡时，动力电池应具有一定的充放电能力满足调速的要求。

一挡升二挡的允许条件：动力电池允许的充电功率满足驱动电机的调速要求。

二挡降一挡的允许条件：动力电池允许的放电功率满足驱动电机的调速要求，且驱动电机的目标转速不能超过允许的最高转速。

在其他实施例中，当汽车的动力电池允许的充电功率或放电功率不能满足驱动电机的调速要求时，也可以根据同步器的机械同步性能、使用寿命以及驱动电机惯量和目标同步转速，以同步器的摩擦来实现换挡过程中的速度同步。在实际实施时，考虑汽车的动力电池充放电功率受限时，导致驱动电机主动调速性能受限，在较大的速差情况下，会需要较长的调速时间，因此，为了能够缩短调速时间，可以利用同步器的摩擦来实现速度同步。

确定当前的行车模式以及升降挡所需满足的条件，便可以根据确定出的不同行车模式分别确定相应的目标挡位。各种行车模式下目标挡位的状态变化可以参考图2所示的“目标挡位判断的状态机”。

本实施例中，换挡杆位置决定的行车模式下的目标挡位判断如下：

停车挡或空挡模式：将目标挡位均确定为空挡；

倒车挡模式：将目标挡位确定为一挡；

前进挡模式：目标挡位的判断逻辑将在后续结合图3、图4、图5和图6作进一步说明。

图3示出了前进挡模式下自动换挡目标挡位的判断逻辑流程。参阅图3，若根据换挡杆位置确认的情况判断出车辆当前处于前进挡模式，则进行前进挡模式下的目标挡位判断。

本实施例中，将前进挡模式下车辆的行驶划分爬行、驱动、滑行和制动四种行驶工况，根据不同的行驶工况对目标挡位进行判断。爬行、驱动、滑行和制动工况的触发条件如下：

(1)爬行工况进入驱动工况的触发条件：加速踏板开度>0；

(2)驱动工况进入爬行工况的触发条件：加速踏板开度＝0，且制动踏板开度＝0，且车速低于标定的最高爬行车速；

(3)驱动工况进入滑行工况的触发条件：加速踏板开度＝0，且制动踏板开度＝0，且车速高于标定的最高爬行车速；

(4)驱动工况进入制动工况的触发条件：制动踏板开度>0；

(5)制动工况进入驱动工况的触发条件：加速踏板开度>0；

(6)滑行工况进入制动工况的触发条件：制动踏板开度>0；

(7)爬行工况进入制动工况的触发条件：制动踏板开度>0；

(8)滑行工况进入驱动工况的触发条件：加速踏板开度>0；

(9)滑行工况进入爬行工况的触发条件：加速踏板开度＝0，且制动踏板开度＝0，且车速低于标定的最高爬行车速；

需要说明的是，上述行驶工况的触发条件，不会出现同时满足进入两个工况状态机的条件。

综上，在本实施例中，判断出汽车的行驶工况进入滑行工况的条件是：车速高于爬行车速阈值，加速踏板开度等于0，制动踏板开度等于0；判断出汽车的行驶工况进入爬行工况的条件是：加速踏板开度等于0，制动踏板开度等于0，且车速低于爬行车速阈值；判断出汽车的行驶工况进入制动工况的条件是：制动踏板开度大于0；判断出汽车的行驶工况进入驱动工况的条件是：加速踏板开度大于0。

本实施例中，爬行、驱动、滑行和制动工况下目标挡位判断的依据如下：

爬行工况：将目标挡位确定为一挡。

制动工况：若当前挡位为空挡，则将目标挡位确定为一挡；若当前挡位为在挡(一挡或二挡)，则禁止换挡，即将目标挡位保持为当前挡位。

滑行工况：若满足在挡滑行主动退空挡条件，则退空挡，否则保持为当前挡位。

驱动工况：按照制定的升降挡线及允许换挡条件，进行升降挡控制。

在上述各行驶工况的跳转过程中，目标挡位保持为上一时刻的目标挡位。

需要指出的是，本实施例提供的汽车自动换挡控制方法，除了根据油门和车速等参数制定最佳经济性升降挡规律，并进行是否允许升降挡判定，还在制定的升降挡规律的基础上，增加在挡滑行主动退空挡的功能，这是车辆进入制动工况时变速器能够工作在低挡的一种实现方法，最终的目的是实现制动时在低挡，回收更多的能量以提高续驶里程。

在挡滑行主动退空挡功能：

(1)使能条件：车速高于标定的最高爬行车速，并且加速踏板开度＝0，并且制动踏板开度＝0，并且车辆加速度<＝0，并且与上一次执行在挡主动退空挡操作的时间间隔大于时间阀值，且车速高于滑行空挡车速阈值。

需要说明的是，所述标定的最高爬行车速即为所述爬行车速阈值，所述爬行车速阈值是判断车辆的行驶工况是否进入爬行工况的界定值，若当前车速小于所述爬行车速阈值，则车辆的行驶工况进入爬行工况。

(2)功能实现：将目标挡位确定为空挡，并执行退空挡动作。

(3)退出条件：车速低于标定的最高爬行车速，或加速踏板开度>0，或车辆加速度>0，或制动踏板开度>0，或车速低于滑行空挡取消车速阈值。

需要说明的是，所述滑行空挡车速阈值、滑行空挡取消车速阈值以及爬行车速阈值三者之间的关系为：滑行空挡车速阈值>滑行空挡取消车速阈值>爬行车速阈值。在实际实施时，若车速高于滑行空挡车速阈值则可以进入，若车速低于滑行空挡取消车速阈值则退出，在车速处于滑行空挡车速阈值与滑行空挡取消车速阈值之间的时候，维持空挡的状态不变。

具体地，当制动踏板开度＝0，车辆加速度<＝0，且车速低于标定的最高爬行车速，则进入爬行工况，将目标挡位确定为低挡；加速踏板开度>0或车辆加速度>0，则进入驱动工况，目标挡位通过图4所示逻辑进行判断；制动踏板开度>0，则进入制动工况，目标挡位通过图5所示逻辑进行判断。

在实际实施时，为了避免造成驱动电机的调速时间过长，还可以增加在挡滑行主动退空挡功能使能的禁止条件：动力电池允许的放电功率过低。因此，在本实施例中，所述主动退空挡条件还包括：汽车的动力电池允许的放电功率大于功率阈值，所述功率阀值的设定与车速相关。总体来说，当车速较高时，可以相应将所述功率阈值设定地较高，当车速较低时，可以相应将所述功率阈值设定地较低。

满足在挡滑行主动退空挡的条件，实际挡位由在挡位置退入空挡位置的过程，驱动电机的扭矩已经工作在零转矩附近，只需换挡拨叉将接合套挪至空挡位置，不会影响驾驶员的动力需求；在切入其它行驶工况时，则要求进挡，由于驱动电机调速能在0.1～0.2秒内完成速度同步，由空挡位置进入目标挡位能够保证在0.3～0.4秒内完成，不会造成动力中断的感觉，同时由于驱动电机转速主动同步控制，也不会加剧同步器磨损，缩短其使用寿命。

因此，通过增加在挡滑行主动退空挡功能，既不会缩短同步器使用寿命，也不会影响整车驾驶的动力性，同时，在挡滑行主动退空挡，既降低驱动电机温度和减少电机的磨损，又提高了续航能力；避免有制动能量回收时，发生换挡；在低挡进行制动能量回收，制动能量回收效果更好。

经实践证实，在存在较频繁的制动与起动的城市工况运行条件下，采用在挡滑行主动退空挡功能的电动汽车，与不采用该功能相比较，可使电动汽车的行驶距离延长百分之十左右。

图4示出了前进挡模式驱动工况下目标挡位的判断逻辑。进入驱动工况后，首先判断当前挡位是否处于换挡过程中，如果是处于换挡中，则继续完成换挡动作，如果不处于换挡过程中，则进行下一步的升降挡的逻辑判断；如果满足低挡升高挡条件且允许升挡，则将目标挡位确定为高挡；若满足高挡降低挡条件且允许降挡，则将目标挡位确定为低挡；否则目标挡位保持为当前挡位。

图5示出了前进挡模式制动工况下目标挡位的判断逻辑。进入制动工况后，第一步：判断当前挡位是否是空挡，如果是空挡，则将目标挡位确定为低挡；如果当前挡位是在挡(低挡或高挡)，则目标挡位保持为当前挡位；否则继续完成换挡过程；第二步：重复上述逻辑判断，直至退出制动工况。

图6示出了前进挡模式滑行工况下目标挡位的判断逻辑。进入滑行工况后，如果车辆加速度小于或等于0，且与上一次执行在挡主动退空挡操作的时间间隔大于时间阀值，且车速高于滑行空挡车速阈值，则满足在挡滑行主动退空挡功能的使能条件，进一步根据与车速相关的动力电池允许放电功率阈值判断是否允许退空挡，若允许，则将目标挡位确定为空挡，否则将目标挡位保持为当前挡位。

继续参阅图2，对于目标挡位的实现，通过判断目标挡位与当前挡位是否相同，如果目标挡位与当前挡位不同，则执行换挡过程控制，如果目标挡位与当前挡位相同，则保持当前挡位。本实施例中，换挡过程控制包括：执行换挡过程控制和挡位保持控制。在实现所述换挡过程控制之后，当前挡位获得了更新，再循环执行上述目标挡位与当前挡位的判断步骤。

本实施例中，所述执行换挡过程控制包括：在换挡过程中采用驱动电机调速主动同步控制的方式。如此，能够避免换挡过程中加剧同步器的磨损，缩短其使用寿命。

需要指出的是，虽然在本实施例中以两挡纯电动汽车为例对上述汽车自动换挡控制方法进行说明，但是这并不意味着所述汽车自动换挡控制方法局限于“两挡”，本领域技术人员基于本发明实施例公开的内容，完全可以将其适用于“多挡”。

对应于上述汽车自动换挡控制方法，本实施例还提供一种汽车自动换挡控制装置。所述汽车自动换挡控制装置包括：第一确定单元，适于根据汽车的换挡杆位置信号确定当前的行车模式，所述行车模式包括前进挡模式、停车挡模式、倒车挡模式和空挡模式；第二确定单元，适于在确定的所述行车模式为前进挡模式时，根据汽车的不同行驶工况确定出目标挡位；所述行驶工况包括滑行工况，所述第二确定单元包括：第一确定子单元，适于在判断出满足在挡主动退空挡条件时，将目标挡位确定为空挡位置，所述在挡主动退空挡条件包括：汽车的行驶工况为滑行工况，车辆加速度小于或等于0，且与上一次执行在挡主动退空挡操作的时间间隔大于时间阀值，且车速高于滑行空挡车速阈值；控制单元，适于当确定出的目标挡位与当前挡位不同时，执行换挡过程控制。

本实施例中，所述汽车具体为纯电动汽车，所述主动退空挡条件还包括：汽车的动力电池允许的放电功率大于与车速相关的功率阈值。

在具体实施时，所述行驶工况还包括爬行工况，所述第二确定单元还包括：第二确定子单元，适于当汽车的行驶工况为爬行工况时，将目标挡位确定为低挡位置。

在具体实施时，所述行驶工况还包括制动工况，所述第二确定单元还包括：第三确定子单元，适于当汽车的行驶工况为制动工况时，若当前挡位处于空挡位置，则将目标挡位确定为低挡位置，否则将目标挡位保持为当前挡位。

在具体实施时，所述行驶工况还包括驱动工况，所述第二确定单元还包括：第四确定子单元，适于当汽车的行驶工况进入驱动工况时，若未处于换挡过程中，则按照制定的升降挡条件及允许换挡的条件确定目标挡位。

本实施例中，所述汽车自动换挡控制装置还包括：第三确定单元，适于在确定的所述行车模式为停车挡模式或空挡模式时，则将目标挡位确定为空挡位置；第四确定单元，适于在确定的所述行车模式为倒车挡模式时，将目标挡位确定为低挡位置。

在实际实施时，所述控制单元在换挡过程中采用驱动电机调速主动同步控制。

在其他实施例中，所述控制单元在汽车的动力电池允许的充电功率或放电功率不能满足驱动电机的调速要求时，也可以根据同步器的机械同步性能、使用寿命以及驱动电机惯量和目标同步转速，以同步器的摩擦来实现换挡过程中的速度同步。

所述汽车自动换挡控制装置的具体实施可以参考本实施例所述的汽车自动换挡控制方法的实施，此处不再赘述。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例中汽车自动换挡控制装置的全部或部分是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机可读存储介质中，所述存储介质可以是ROM、RAM、磁碟、光盘等。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (24)

1.一种汽车自动换挡控制方法，其特征在于，包括：

根据汽车的换挡杆位置信号确定当前的行车模式，所述行车模式包括前进挡模式、停车挡模式、倒车挡模式和空挡模式；

若确定的所述行车模式为前进挡模式，则根据汽车的不同行驶工况确定出目标挡位；所述行驶工况包括滑行工况，所述根据汽车的不同行驶工况确定出目标挡位包括：若满足在挡主动退空挡条件，则将目标挡位确定为空挡位置，所述在挡主动退空挡条件包括：汽车的行驶工况为滑行工况，车辆加速度小于或等于0，且与上一次执行在挡主动退空挡操作的时间间隔大于时间阀值；

当确定出的目标挡位与当前挡位不同时，执行换挡过程控制。

2.根据权利要求1所述的汽车自动换挡控制方法，其特征在于，判断出汽车的行驶工况进入滑行工况的条件是：车速高于爬行车速阈值，加速踏板开度等于0，制动踏板开度等于0。

3.根据权利要求1所述的汽车自动换挡控制方法，其特征在于，所述在挡主动退空挡条件还包括：车速高于滑行空挡车速阈值，所述滑行空挡车速阈值大于爬行车速阈值。

4.根据权利要求1所述的汽车自动换挡控制方法，其特征在于，所述在挡主动退空挡条件还包括：汽车的动力电池允许的放电功率大于功率阈值，所述功率阈值的设定与车速相关。

5.根据权利要求1所述的汽车自动换挡控制方法，其特征在于，所述行驶工况还包括爬行工况，所述根据车辆的不同行驶工况确定出目标挡位还包括：当汽车的行驶工况为爬行工况时，将目标挡位确定为低挡位置。

6.根据权利要求5所述的汽车自动换挡控制方法，其特征在于，判断出汽车的行驶工况进入爬行工况的条件是：加速踏板开度等于0，制动踏板开度等于0，且车速低于爬行车速阈值。

7.根据权利要求1所述的汽车自动换挡控制方法，其特征在于，所述行驶工况还包括制动工况，所述根据车辆的不同行驶工况确定出目标挡位还包括：当汽车的行驶工况为制动工况时，若当前挡位处于空挡位置，则将目标挡位确定为低挡位置，否则将目标挡位保持为当前挡位。

8.根据权利要求7所述的汽车自动换挡控制方法，其特征在于，判断出汽车的行驶工况进入制动工况的条件是：制动踏板开度大于0。

9.根据权利要求1所述的汽车自动换挡控制方法，其特征在于，所述行驶工况还包括驱动工况，所述根据车辆的不同行驶工况确定出目标挡位还包括：当汽车的行驶工况进入驱动工况时，若未处于换挡过程中，则按照制定的升降挡条件及允许换挡的条件确定目标挡位。

10.根据权利要求9所述的汽车自动换挡控制方法，其特征在于，判断出汽车的行驶工况进入驱动工况的条件是：加速踏板开度大于0。

11.根据权利要求9所述的汽车自动换挡控制方法，其特征在于，所述按照制定的升降挡条件及允许换挡的条件确定目标挡位包括：

若满足由低挡位置向高挡位置的升挡条件或由高挡位置向低挡位置的降挡条件，且满足所述允许换挡的条件，则将目标挡位确定为相应的高挡位置或低挡位置，否则将目标挡位保持为当前挡位。

12.根据权利要求9或11所述的汽车自动换挡控制方法，其特征在于，所述允许换挡的条件包括：在升挡过程中，汽车的动力电池允许的充电功率满足驱动电机的调速要求；在降挡过程中，汽车的动力电池允许的放电功率满足驱动电机的调速要求，且驱动电机的目标转速小于或等于最高转速阈值。

13.根据权利要求1所述的汽车自动换挡控制方法，其特征在于，还包括：

若确定的所述行车模式为停车挡模式或空挡模式，则将目标挡位确定为空挡位置；

若确定的所述行车模式为倒车挡模式，则将目标挡位确定为低挡位置。

14.根据权利要求1所述的汽车自动换挡控制方法，其特征在于，所述执行换挡过程控制包括：在换挡过程中采用驱动电机调速主动同步控制的方式。

15.根据权利要求1所述的汽车自动换挡控制方法，其特征在于，所述执行换挡过程控制包括：当汽车的动力电池允许的充电功率或放电功率不能满足驱动电机的调速要求时，根据同步器的机械同步性能、使用寿命以及驱动电机惯量和目标同步转速，以同步器的摩擦来实现换挡过程中的速度同步。

16.根据权利要求1所述的汽车自动换挡控制方法，其特征在于，所述汽车为纯电动汽车。

17.一种汽车自动换挡控制装置，其特征在于，包括：

第一确定单元，适于根据汽车的换挡杆位置信号确定当前的行车模式，所述行车模式包括前进挡模式、停车挡模式、倒车挡模式和空挡模式；

第二确定单元，适于在确定的所述行车模式为前进挡模式时，根据汽车的不同行驶工况确定出目标挡位；所述行驶工况包括滑行工况，所述第二确定单元包括：第一确定子单元，适于在判断出满足在挡主动退空挡条件时，将目标挡位确定为空挡位置，所述在挡主动退空挡条件包括：汽车的行驶工况为滑行工况，车辆加速度小于或等于0，且与上一次执行在挡主动退空挡操作的时间间隔大于时间阀值；

控制单元，适于当确定出的目标挡位与当前挡位不同时，执行换挡过程控制。

18.根据权利要求17所述的汽车自动换挡控制装置，其特征在于，所述行驶工况还包括爬行工况，所述第二确定单元还包括：第二确定子单元，适于当汽车的行驶工况为爬行工况时，将目标挡位确定为低挡位置。

19.根据权利要求17所述的汽车自动换挡控制装置，其特征在于，所述行驶工况还包括制动工况，所述第二确定单元还包括：第三确定子单元，适于当汽车的行驶工况为制动工况时，若当前挡位处于空挡位置，则将目标挡位确定为低挡位置，否则将目标挡位保持为当前挡位。

20.根据权利要求17所述的汽车自动换挡控制装置，其特征在于，所述行驶工况还包括驱动工况，所述第二确定单元还包括：第四确定子单元，适于当汽车的行驶工况进入驱动工况时，若未处于换挡过程中，则按照制定的升降挡条件及允许换挡的条件确定目标挡位。

21.根据权利要求17所述的汽车自动换挡控制装置，其特征在于，还包括：

第三确定单元，适于在确定的所述行车模式为停车挡模式或空挡模式时，则将目标挡位确定为空挡位置；

第四确定单元，适于在确定的所述行车模式为倒车挡模式时，将目标挡位确定为低挡位置。

22.根据权利要求17所述的汽车自动换挡控制装置，其特征在于，所述控制单元在换挡过程中采用驱动电机调速主动同步控制。

23.根据权利要求17所述的汽车自动换挡控制装置，其特征在于，所述控制单元在汽车的动力电池允许的充电功率或放电功率不能满足驱动电机的调速要求时，根据同步器的机械同步性能、使用寿命以及驱动电机惯量和目标同步转速，以同步器的摩擦来实现换挡过程中的速度同步。

24.根据权利要求17所述的汽车自动换挡控制装置，其特征在于，所述汽车为纯电动汽车。