CN110040144B - 一种用于混合动力车辆的换挡控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于混合动力车辆的换挡控制方法，属于车辆领域。所述换挡控制方法包括以下步骤：根据当前的油门开度、车速和发动机转速计算发动机目标档位和电机目标档位；控制所述发动机切换所述发动机目标档位、所述电机切换所述电机目标档位；计算切换至所述发动机目标档位时所述发动机的惯量损失值；计算所述惯量损失值后通过所述双离合变速箱传递到轮端的总目标扭矩；计算当前所述发动机传递到轮端的发动机轮端扭矩；根据所述总目标扭矩和所述发动机轮端扭矩计算所述电机需要补偿的扭矩；所述电机根据需要补偿的扭矩进行相应的输出。本发明的换挡控制方法能够解决混合动力车辆在换挡前后轮端扭矩的损失大的问题。

Description

一种用于混合动力车辆的换挡控制方法
技术领域
本发明涉及车辆领域，特别是涉及一种用于混合动力车辆的换挡控制方法。
背景技术
出于环境保护节能等原因，混合动力车辆已经越来越广泛被世界各国认可和使用。现有技术中，由于传统变速器的物理特性，发动机在换挡时传动比的变化，导致换挡过程中传递到轮端的扭矩减小，造成加速度的波动。尤其是低档位换挡时传动比变化较大，相应的轮端扭矩损失也较大，导致换挡不平顺，影响车辆的驾驶性。混合动力车辆同样也存在上述问题。
因此，如何消除混合动力车辆在换挡前后轮端扭矩的损失较大的问题成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于混合动力车辆的换挡控制方法，以解决混合动力车辆在换挡前后轮端扭矩的损失大的问题。
本发明的一个进一步的目的是要补偿换挡前后发动机的惯量损失。
特别地，本发明提供了一种用于混合动力车辆的换挡控制方法，混合动力车辆包括发动机、电机和双离合变速箱，双离合变速箱包括奇数挡离合器和偶数挡离合器；
换挡控制方法包括以下步骤：
根据当前的油门开度、车速和发动机转速计算发动机目标档位和电机目标档位；
控制发动机切换发动机目标档位、电机切换电机目标档位；
计算切换至发动机目标档位时发动机的惯量损失值；
计算惯量损失值后通过双离合变速箱传递到轮端的总目标扭矩；
计算当前发动机传递到轮端的发动机轮端扭矩；
根据总目标扭矩和发动机轮端扭矩计算电机需要补偿的扭矩；
电机根据需要补偿的扭矩进行相应的输出。
可选地，“计算切换至发动机目标档位时发动机的惯量损失值”包括：
根据换挡后的整车加速度和发动机的传动比计算发动机的角加速度；
根据角加速度和发动机的转动惯量计算惯量损失值。
可选地，“计算惯量损失值后通过双离合变速箱传递到轮端的总目标扭矩”包括：
根据当前的油门开度和车速获得通过双离合变速箱传递到轮端的理论扭矩；
根据理论扭矩和惯量损失值计算总目标扭矩。
可选地，理论扭矩根据当前的油门开度和车速通过查询踏板需求扭矩表获得。
可选地，“计算当前发动机传递到轮端的发动机轮端扭矩”包括：
根据当前所接合的离合器的离合器扭矩和当前的发动机档位计算当前的发动机传动比；
根据当前的发动机传动比和当前的发动机轴端扭矩计算发动机轮端扭矩。
可选地，“根据总目标扭矩和发动机轮端扭矩计算电机需要补偿的扭矩”包括：
根据总目标扭矩和发动机轮端扭矩计算需要通过电机传递到轮端的电机轮端扭矩；
根据电机当前的档位获得电机传动比；
根据电机轮端扭矩和电机传动比计算电机的电机轴端扭矩。
可选地，“电机根据需要补偿的扭矩进行相应的输出”为电机根据电机轴端扭矩输出扭矩。
可选地，“控制发动机切换发动机目标档位”包括：
计算发动机换挡时的离合器扭矩交换梯度；
根据离合器扭矩交换梯度控制奇数挡离合器和偶数挡离合器的动作，以使得发动机切换至发动机目标档位。
本发明的换挡控制方法，通过计算换挡过程中发动机的惯量损失值后通过双离合变速箱实际传递到轮端的总目标扭矩，计算发动机通过双离合变速箱后实际传递到轮端的发动机轮端扭矩，进而计算出电机需要补偿的扭矩，并控制电机输出需要补偿的扭矩。也就是说通过电机补偿换挡前后的扭矩损失，从而减小换挡过程中由于扭矩损失导致的加速度波动，进而提高了车辆换挡时的平顺性和车辆的驾驶性，从而提高用户的驾驶感受。
进一步地，由于发动机在不同档位下传递到车轮的加速阻力差别较大，通过本发明的换挡控制方法可以实时通过电机补偿扭矩损失，以保证换挡时加速度不衰减。即本发明的换挡控制方法适用于各个档位变化时的扭矩补偿。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本发明一个实施例的换挡控制方法的流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种用于混合动力车辆的换挡控制方法。一般地，混合动力车辆包括发动机、电机和双离合变速箱。双离合变速箱包括奇数挡离合器和偶数挡离合器，奇数挡离合器用于将发动机与双离合变速箱内的奇数档位接合，偶数挡离合器用于将发动机与双离合变速箱内的偶数档位接合。
图1是根据本发明一个实施例的换挡控制方法的流程图。如图1所示，一个实施例中，换挡控制方法包括以下步骤：
S10：根据当前的油门开度、车速和发动机转速计算发动机目标档位和电机目标档位。即在车辆当前工况下踩下油门时，计算发动机和电机需要切换的档位，该需要切换的档位即发动机目标档位和电机目标档位，S10的计算过程可以由整车控制器(VCU)完成。
S20：控制发动机切换发动机目标档位、电机切换电机目标档位。一般整车控制器计算出发动机目标档位和电机目标档位后发送给变速箱控制器(TCU)，变速箱控制器控制发动机切换至发动机目标档位，电机切换至电机目标档位。
S30：计算切换至发动机目标档位时发动机的惯量损失值T2。
S40：计算惯量损失值T2后通过双离合变速箱传递到轮端的总目标扭矩T3。也就是说，总目标扭矩T3是换挡后发动机和电机通过双离合变速箱实际传递到轮端的总的扭矩。
S50：计算当前发动机传递到轮端的发动机轮端扭矩T4。发动机轮端扭矩T4即通过发动机输出并经双离合变速箱后实际传递到轮端的扭矩。
S60：根据总目标扭矩T3和发动机轮端扭矩T4计算电机需要补偿的扭矩。
S70：电机根据需要补偿的扭矩进行相应的输出。
本实施例的换挡控制方法，通过计算换挡过程中发动机的惯量损失值T2后通过双离合变速箱实际传递到轮端的总目标扭矩T3，计算发动机通过双离合变速箱后实际传递到轮端的发动机轮端扭矩T4，进而计算出电机需要补偿的扭矩，并控制电机输出需要补偿的扭矩。也就是说通过电机补偿换挡前后的扭矩损失，从而减小换挡过程中由于扭矩损失导致的加速度波动，进而提高了车辆换挡时的平顺性和车辆的驾驶性，从而提高用户的驾驶感受。
进一步地，由于发动机在不同档位下传递到车轮的加速阻力差别较大，通过本发明的换挡控制方法可以实时通过电机补偿扭矩损失，以保证换挡时加速度不衰减。即本发明的换挡控制方法适用于各个档位变化时的扭矩补偿。
一个实施例中，步骤S30中惯量损失值T2的计算方法包括以下步骤：
根据换挡后的整车加速度和发动机的传动比计算发动机的角加速度A；
根据角加速度A和发动机的转动惯量J计算惯量损失值T2。角加速度A与发动机的转动惯量J的乘积之值即为惯量损失值T2。
S40包括以下步骤：
根据当前的油门开度和车速获得通过双离合变速箱传递到轮端的理论扭矩T1；
根据理论扭矩T1和惯量损失值T2计算总目标扭矩T3。
其中，理论扭矩T1根据当前的油门开度和车速通过查询踏板需求扭矩表(Pedalmap)获得。理论扭矩T1减去惯量损失值T2即为总目标扭矩T3。
一个实施例中，发动机轮端扭矩T4可以通过以下步骤获得：
根据当前所接合的离合器的离合器扭矩和当前的发动机档位计算当前的发动机传动比；
根据当前的发动机传动比和当前的发动机轴端扭矩计算发动机轮端扭矩T4。
例如当前接合在4挡，即偶数挡离合器将发动机和双变速离合器接合，则根据偶数挡离合器的扭矩和4挡档位计算发动机传动比。发动机传动比与发动机轴端扭矩的乘积即为发动机轮端扭矩T4。
另一个实施例中，S60包括以下步骤：
根据总目标扭矩T3和发动机轮端扭矩T4计算需要通过电机传递到轮端的电机轮端扭矩T5；
根据电机当前的档位获得电机传动比；
根据电机轮端扭矩T5和电机传动比计算电机的电机轴端扭矩T6。电机轮端扭矩T5与电机传功比的商即为电机轴端扭矩。
S70为电机根据电机轴端扭矩T6输出扭矩。
S20中“控制发动机切换发动机目标档位”包括以下步骤：
计算发动机换挡时的离合器扭矩交换梯度；
根据离合器扭矩交换梯度控制奇数挡离合器和偶数挡离合器的动作，以使得发动机切换至发动机目标档位。
离合器扭矩交换梯度是指两个离合器的扭矩接合和分离速率。可选地，通过液压阀可以计算出符合离合器扭矩交换梯度的油压，进而控制离合器的动作，例如3挡升4挡时，控制奇数离合器的分离速率和偶数离合器的接合速率。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (7)

1.一种用于混合动力车辆的换挡控制方法，其特征在于，所述混合动力车辆包括发动机、电机和双离合变速箱，所述双离合变速箱包括奇数挡离合器和偶数挡离合器；
所述换挡控制方法包括以下步骤：
根据当前的油门开度、车速和发动机转速计算发动机目标档位和电机目标档位；
控制所述发动机切换所述发动机目标档位、所述电机切换所述电机目标档位；
计算切换至所述发动机目标档位时所述发动机的惯量损失值；
计算所述惯量损失值后通过所述双离合变速箱传递到轮端的总目标扭矩；
计算当前所述发动机传递到轮端的发动机轮端扭矩；
根据所述总目标扭矩和所述发动机轮端扭矩计算所述电机需要补偿的扭矩；
所述电机根据需要补偿的扭矩进行相应的输出；
所述“计算切换至所述发动机目标档位时所述发动机的惯量损失值”包括：
根据换挡后的整车加速度和所述发动机的传动比计算所述发动机的角加速度；
根据所述角加速度和所述发动机的转动惯量计算所述惯量损失值。
2.根据权利要求1所述的换挡控制方法，其特征在于，所述“计算所述惯量损失值后通过所述双离合变速箱传递到轮端的总目标扭矩”包括：
根据当前的油门开度和车速获得通过所述双离合变速箱传递到轮端的理论扭矩；
根据所述理论扭矩和所述惯量损失值计算所述总目标扭矩。
3.根据权利要求2所述的换挡控制方法，其特征在于，
所述理论扭矩根据当前的油门开度和车速通过查询踏板需求扭矩表获得。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的换挡控制方法，其特征在于，所述“计算当前所述发动机传递到轮端的发动机轮端扭矩”包括：
根据当前所接合的离合器的离合器扭矩和当前的发动机档位计算当前的发动机传动比；
根据当前的发动机传动比和当前的发动机轴端扭矩计算所述发动机轮端扭矩。
5.根据权利要求4所述的换挡控制方法，其特征在于，所述“根据所述总目标扭矩和所述发动机轮端扭矩计算所述电机需要补偿的扭矩”包括：
根据所述总目标扭矩和所述发动机轮端扭矩计算需要通过所述电机传递到轮端的电机轮端扭矩；
根据所述电机当前的档位获得电机传动比；
根据所述电机轮端扭矩和所述电机传动比计算所述电机的电机轴端扭矩。
6.根据权利要求5所述的换挡控制方法，其特征在于，所述“所述电机根据需要补偿的扭矩进行相应的输出”为所述电机根据所述电机轴端扭矩输出扭矩。
7.根据权利要求1所述的换挡控制方法，其特征在于，所述“控制所述发动机切换所述发动机目标档位”包括：
计算所述发动机换挡时的离合器扭矩交换梯度；
根据所述离合器扭矩交换梯度控制所述奇数挡离合器和所述偶数挡离合器的动作，以使得所述发动机切换至所述发动机目标档位。
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