CN110171425B - 混合动力汽车amt换挡过程动力中断补偿控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了混合动力汽车AMT换挡过程动力中断补偿控制方法，包括如下步骤：S1：任一时刻t的发动机输出扭矩为T_{ecu_act}(t)，电机输出扭矩为T_{mot_act}(t)，整车扭矩为T_{req_car}(t)，T_{req_car}(t)＝T_{ecu_act}(t)+T_{mot_act}(t)；t1～t2期间，离合器由关闭到打开，T_{ecu_act}(t)减小，T_{ecu_act}(t1)＝a，T_{mot_act}(t1)＝b，T_{req_car}(t1)＝c，T_{ecu_act}(t2)＝0，T_{mot_act}(t2)＝T_{req_car}(t2)，a、b和c分别为油门/刹车信号保持不变时的发动机需求扭矩、电机需求扭矩和汽车需求扭矩；S2：t2～t3期间，离合器保持打开，挡位进行切换，T_{mot_act}(t)＝T_{req_car}(t)，S3：t3～t4期间，离合器由打开到关闭，T_{ecu_act}(t)增大，且T_{ecu_act}(t4)＝a，T_{mot_act}(t4)＝b，T_{req_car}(t4)＝c。本发明消除或缩短了汽车换挡过冲动力中断时间，提高了乘车人的舒适性。

Description

混合动力汽车AMT换挡过程动力中断补偿控制方法

技术领域

本发明属于电动和混动汽车技术领域，具体为混合动力汽车AMT换挡过程动力中断补偿控制方法。

背景技术

混合动力汽车由发动机和/或电机驱动，按照驱动电机在混合动力传动系统中所处的不同位置，以不同的数字代号进行区分，分别为P0、P1、P2、P3、P4构型混合动力系统，各构型的电机分别为P0电机、P1电机、P2电机、P3电机和P4电机。P2电机置于变速箱输入轴之前、发动机连接的离合器之后，P3电机置于变速箱输出轴之后。P2电机和发动机共同驱动汽车的模式为P2混动模式，P3电机和发动机共同驱动汽车的模式为P3混动模式。

P2混动模式和P3混动模式均有发动机的参与，而传统电控机械式自动变速箱AMT(以下简称AMT)控制的汽车进行换挡时，首先，整车控制器HCU(以下简称HCU)向电子控制单元ECU(以下简称ECU)发送降扭请求信号，ECU控制发动机执行降扭过程；然后，HCU控制离合器打开，AMT换挡执行机构实现换挡控制，ECU执行调速控制；最后，换挡完成后HCU请求ECU增扭，离合器关闭。上述换挡过程中，汽车在离合器打开过程中失去动力，换句话说，动力中断时间从离合器开始打开至离合器关闭至蠕动点，AMT换挡中断时间比较长，对驾驶和乘车舒适性影响较大。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种混合动力汽车AMT换挡过程动力中断补偿控制方法，P3混动模式下保证车辆换挡期间动力的连续性，P2混动模式下，缩短了动力中断时间，提高了乘车人和驾驶人的舒适性。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

所述混合动力汽车的动力系统包括发动机、电机、离合器、输入轴、输出轴、挡位传递机构、模式传递机构、超越离合器，所述发动机通过离合器衔接输入轴，输出轴衔接所述汽车的差速器，所述输入轴和输出轴通过挡位传递机构衔接，即发动机依次通过离合器、输入轴、挡位传递机构和输出轴传递驱动至差速器。模式传递机构包括N挡、P2挡和P3挡，P2挡分别衔接电机和输入轴，P3挡分别衔接电机和输出轴，即，电机依次通过P2挡、输入轴、挡位传递机构和输出轴传递驱动至差速器；或者电机依次通过P3挡和输出轴传递驱动之差速器。

所述混合动力汽车可由发动机和/或电机驱动，仅由发动机驱动时，为传统的纯油模式，所述挡位传递机构包括多个可切换的前进挡和一个倒挡。在由电机驱动的纯电模式下，电机直接驱动汽车，离合器打开，发动机不工作。纯电模式包括P2纯电模式和P3纯电模式，P2纯电模式时为P2电机驱动，即模式传递机构为P2挡，P2电机通过所述挡位传递机构传递驱动至输出轴；P3纯电模式时为P3电机连接并驱动输出轴，即模式传递机构为P3挡。由发动机和电机同时驱动的混动驱动模式包括P3混动模式和P2混动模式，P3混动模式为发动机和P3电机共同驱动汽车的工作模式，P2混动模式为发动机和P2电机共同驱动汽车的工作模式。

混合动力汽车AMT换挡过程动力中断补偿控制方法，包括如下步骤：

S1：汽车由电机和发动机共同驱动运行，设任一时刻为t，任一时刻t的发动机输出扭矩为T_{ecu_act}(t)，电机输出扭矩为T_{mot_act}(t)，整车扭矩为T_{req_car}(t)，则，T_{req_car}(t)＝T_{ecu_act}(t)+T_{mot_act}(t)；

控制系统接收到换挡信号的时刻为t1，t1时刻时离合器关闭，t1～t2期间，离合器由关闭到打开，发动机输出扭矩T_{ecu_act}(t)减小，且，

T_{ecu_act}(t1)＝a，T_{mot_act}(t1)＝b，T_{req_car}(t1)＝c，

T_{ecu_act}(t2)＝0，T_{mot_act}(t2)＝T_{req_car}(t2)，

其中，a、b和c分别为t1时刻前汽车正常运行、油门信号和刹车信号保持不变时的发动机需求扭矩、电机需求扭矩和汽车需求扭矩；

S2：t2～t3期间，离合器保持打开，挡位进行切换，且，t2≤t≤t3时，T_{ecu_act}(t)＝0，T_{mot_act}(t)＝T_{req_car}(t)，

S3：t3～t4期间，离合器由打开到关闭，发动机输出扭矩T_{ecu_act}(t)增大，且T_{ecu_act}(t4)＝a，T_{mot_act}(t4)＝b，T_{req_car}(t4)＝c，

其中，t1＜t2＜t3＜t4。

对于P3混动模式，在t1～t2期间，电机输出扭矩T_{mot_act}(t)由b增大至c后保持不变，其中，P3混动模式为发动机和P3电机共同驱动汽车的工作模式。

在t1～t2期间，发动机输出扭矩T_{ecu_act}(t)和电机输出扭矩T_{mot_act}(t)满足下述公式：

T_{ecu_act}(t)＝T_{ecu_act}(t-△t)*(1-K_{ecu_dec})，t∈(t1,t2),

T_{mot_act}(t)＝min(T_{mot_act}(t-△t)*(1+K_{p3_mot_inc}),T_{mot_max}),t∈(t1,t2)，

K_{ecu_dec}＝T_{ecu_act}(t1)/k1，

K_{p3_mot_inc}＝(T_{req_car}(t1)-T_{mot_act}(t1))/k2，

其中，T_{mot_max}为电机的最大输出扭矩，△t为采样时间间隔；

k1为时间参数，k1根据发动机转速和目标挡位两个参数，查找发动机时间参数二维表查的，所述发动机时间参数二维表为查找表LUT，所述发动机时间参数二维表的两个坐标分别为发动机转速和目标挡位；

k2为时间参数，k2根据电机转速和目标挡位两个参数查电机时间参数二维表查得，所述电机时间参数二维表为查找表LUT，所述电机时间参数二维表的两个坐标分别为电机转速和目标挡位；

所述电机转速可取t1～t2时刻的任意值，所述发动机转速可取t1～t2时刻的任意值，目标挡位为切换挡位的目标值。

对于P3混动模式，在t2～t3期间，电机输出扭矩T_{mot_act}(t)满下述公式：

T_{mot_act}(t)＝min(c,T_{mot_max}),t∈(t2,t3)；

其中，T_{mot_max}为电机的最大输出扭矩。

对于P3混动模式，当T_{mot_max}≥c时，t1～t4期间，整车扭矩T_{req_car}(t)保持不变，且T_{req_car}(t)＝c。

对于P3混动模式，当T_{mot_max}≥c时，在t3～t4期间，电机输出扭矩T_{mot_act}(t)由c下降至b。

对于P3混动模式，当T_{mot_max}＜c时，在t2～t3期间，整车扭矩T_{req_car}(t)等于电机最大扭矩T_{mot_max}，电机输出扭矩T_{mot_act}(t)满足下述公式：

T_{mot_act}(t)＝T_{req_car}(t)＝T_{mot_max},t∈(t2,t3)。

对于P3混动模式，当T_{mot_max}＜c时，在t3～t4期间，电机输出扭矩T_{mot_act}(t)由T_{mot_max}下降至b。

在t3～t4期间，发动机输出扭矩T_{ecu_act}(t)和电机输出扭矩T_{mot_act}(t)满足下述公式：

T_{ecu_act}(t)＝T_{ecu_act}(t-△t)*(1+K_{ecu_inc}),t∈(t3,t4),

T_{mot_act}(t)＝min(T_{mot_act}(t-△t)*(1-K_{p3_mot_dec}),T_{mot_max}),t∈(t3,t4)，

K_{ecu_inc}＝T_{req_car}(t3)/k3，

K_{p3_mot_dec}＝(T_{req_car}(t3)-T_{ecu_act}(t3))/k4,

其中，k3和k4为时间参数，k3根据发动机转速和目标挡位两个参数，查找发动机时间参数二维表查的，所述发动机时间参数二维表为查找表LUT，所述发动机时间参数二维表的两个坐标分别为发动机转速和目标挡位；

k4为时间参数，k4根据电机转速和目标挡位两个参数查电机时间参数二维表查得，所述电机时间参数二维表为查找表LUT，所述电机时间参数二维表的两个坐标分别为电机转速和目标挡位；

所述电机转速可取t3～t4时刻的任意值，所述发动机转速可取t3～t4时刻的任意值，目标挡位为切换挡位的目标值。

对于P2混动模式，步骤S1包括如下两步：

S11：t1～t12期间，离合器由关闭至蠕动点，电机输出扭矩T_{mot_act}(t)由b增大至m，发动机输出扭矩T_{ecu_act}(t)由a减小至n，且：

T_{mot_act}(t12)＝m，m≤T_{mot_max}，

T_{ecu_act}(t12)＝n，

m+n＝c，m>0，n>0；

S12：t12～t2期间，离合器由蠕动点至打开，电机输出扭矩T_{mot_act}(t)由m减小至0，发动机输出扭矩T_{ecu_act}(t)由n减小至0，

其中，t1＜t12＜t2，P2混动模式为发动机和P2电机共同驱动汽车的工作模式，T_{mot_max}为电机的最大输出扭矩。

在步骤S11中，发动机输出扭矩T_{ecu_act}(t)和电机输出扭矩T_{mot_act}(t)满足下述公式：

T_{ecu_act}(t)＝T_{ecu_act}(t-△t)*(1-K_{ecu_dec}),t∈(t1,t12),

T_{mot_act}(t)＝min(T_{mot_act}(t-△t)*(1+K_{p2_mot_inc}),T_{mot_max}),t∈(t1,t12),

K_{ecu_dec}＝T_{ecu_act}(t1)/k1，

K_{p2_mot_inc}＝(T_{req_car}(t1)-T_{ecu_act}(t1))/k5，

其中，△t为采样时间间隔；

k1为时间参数，k1根据发动机转速和目标挡位两个参数，查找发动机时间参数二维表查的，所述发动机时间参数二维表为查找表LUT，所述发动机时间参数二维表的两个坐标分别为发动机转速和目标挡位；

k5为时间参数，k5根据电机转速和目标挡位两个参数查电机时间参数二维表查得，所述电机时间参数二维表为查找表LUT，所述电机时间参数二维表的两个坐标分别为电机转速和目标挡位；

所述电机转速可取t1～t12时刻的任意值，所述发动机转速可取t1～t12时刻的任意值，目标挡位为切换挡位的目标值。

在步骤S12中，整车扭矩为T_{req_car}(t)和电机输出扭矩T_{mot_act}(t)满足下述公式：

T_{req_car}(t)＝T_{req_car}(t-△t)*(1-K_{req_car_dec}),t∈(t12,t2),

T_{mot_act}(t)＝T_{mot_act}(t-△t)*(1-K_{p2_mot_dec}),t∈(t12,t2)，

K_{req_car_dec}＝T_{req_car}(t12)/k7，

K_{p2_mot_dec}＝T_{mot_act}(t12)/k8，

其中，k7为时间参数，k7根据输出轴转速和目标挡位两个参数，查找输出轴时间参数二维表查的，所述输出轴时间参数二维表为查找表LUT，所述输出轴时间参数二维表的两个坐标分别为输出轴转速和目标挡位；

k8为时间参数，k8根据电机转速和目标挡位两个参数查电机时间参数二维表查得，所述电机时间参数二维表为查找表LUT，所述电机时间参数二维表的两个坐标分别为电机转速和目标挡位；

所述输出轴转速可取t12～t2时刻的任意值，所述发动机转速可取t12～t2时刻的任意值，目标挡位为切换挡位的目标值。

在t2～t3期间，发动机输出扭矩T_{ecu_act}(t)和电机输出扭矩T_{mot_act}(t)均为0。

对于P2混动模式，步骤S3包括如下两步：

S31：t3～t34期间，离合器由打开至蠕动点，电机输出扭矩T_{mot_act}(t)由0增大至p，b＜p＜T_{mot_max}，

S32：t34～t4期间，离合器由蠕动点至关闭，电机输出扭矩T_{mot_act}(t)由p下降至b，

其中，t3＜t34＜t4。

在t3～t4期间，发动机输出扭矩T_{ecu_act}(t)满足下述公式：

T_{ecu_act}(t)＝T_{ecu_act}(t-△t)*(1+K_{ecu_inc}),t∈(t3,t4)，

K_{ecu_inc}＝T_{req_car}(t3)/k3，

其中，k3为时间参数，k3根据发动机转速和目标挡位两个参数，查找发动机时间参数二维表查的，所述发动机时间参数二维表为查找表LUT，所述发动机时间参数二维表的两个坐标分别为发动机转速和目标挡位；

所述发动机转速可取t3～t4时刻的任意值，目标挡位为切换挡位的目标值。

在步骤S31中，电机输出扭矩T_{mot_act}(t)和整车扭矩T_{req_car}(t)满足下述公式：

T_{mot_act}(t)＝T_{mot_act}(t-△t)*(1+K’_{p2_mot_inc}),t∈(t3,t34)，

T_{req_car}(t)＝T_{req_car}(t-△t)*(1+K_{req_car_inc}),t∈(t3,t34)，

K’_{p2_mot_inc}＝(T_{req_car}(t3)-T_{ecu_act}(t3))/k10，

K_{req_car_inc}＝T_{req_car}(t3)/k8，

其中，k10为时间参数，k10根据电机转速和目标挡位两个参数查电机时间参数二维表查得，所述电机时间参数二维表为查找表LUT，所述电机时间参数二维表的两个坐标分别为电机转速和目标挡位；

k8为时间参数，k8根据输出轴转速和目标挡位两个参数，查找输出轴时间参数二维表查的，所述输出轴时间参数二维表为查找表LUT，所述发动机时间参数二维表的两个坐标分别为输出轴转速和目标挡位；

所述电机转速可取t3～t34时刻的任意值，所述发动机转速可取t3～t34时刻的任意值，目标挡位为切换挡位的目标值。

在步骤S32中，电机输出扭矩T_{mot_act}(t)满足下述公式：

T_{mot_act}(t)＝T_{mot_act}(t-△t)*(1-K_{p2_mot_dec_close}),t∈(t34,t4)，

K_{p2_mot_dec_close}＝(T_{req_car}(t4)-T_{ecu_act}(t-△t))/k9，

其中，k9为时间参数，k10根据电机转速和目标挡位两个参数查电机时间参数二维表查得，所述电机时间参数二维表为查找表LUT，所述电机时间参数二维表的两个坐标分别为电机转速和目标挡位；

所述电机转速可取t34～t4时刻的任意值，所述发动机转速可取t34～t4时刻的任意值，目标挡位为切换挡位的目标值。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：挡位切换过程中，克服和缓解了发动机扭矩下降导致的汽车动力中断、汽车顿挫问题，实现了动力补偿效果：

1、P3混动模式下，电机动力的介入保证了整车扭矩不变，保证了车辆换挡期间动力的连续性；

2、P2混动模式下，缩短了动力中断时间，利用电机响应快的优势，在离合器由完全关闭至打开到蠕动点期间，电机保持扭矩的输出使整车扭矩保持不变；以及在离合器由完全打开至蠕动点期间，保持电机的扭矩输出使整车扭矩在不迟于蠕动点后达到汽车需求扭矩。

附图说明

图1为本发明P3混动模式下当电机最大输出扭矩不小于汽车需求扭矩时的挡位切换扭矩示意图；

图2为本发明P3混动模式下当电机最大输出扭矩小于汽车需求扭矩时的挡位切换扭矩示意图；

图3为本发明P2混动模式下的挡位切换扭矩示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明提供的混合动力汽车AMT换挡过程动力中断补偿控制方法作进一步详细、完整地说明。下面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。

混合动力汽车AMT换挡过程动力中断补偿控制方法，用于发动机和电机同时驱动汽车进行换挡的过程。所述混合动力汽车的动力系统包括发动机、电机、离合器、输入轴、输出轴、挡位传递机构、模式传递机构、超越离合器，所述发动机通过离合器衔接输入轴，输出轴衔接所述汽车的差速器，所述输入轴和输出轴通过挡位传递机构衔接，即发动机依次通过离合器、输入轴、挡位传递机构和输出轴传递驱动至差速器。模式传递机构包括N挡、P2挡和P3挡，P2挡分别衔接电机和输入轴，P3挡分别衔接电机和输出轴，即，电机依次通过P2挡、输入轴、挡位传递机构和输出轴传递驱动至差速器；或者电机依次通过P3挡和输出轴传递驱动之差速器。

所述混合动力汽车可由发动机和/或电机驱动，仅由发动机驱动时，为传统的纯油模式，所述挡位传递机构包括多个可切换的前进挡和一个倒挡，此为本领域技术人员所熟知的公知常识，在此不再赘述。在由电机驱动的纯电模式下，电机直接驱动汽车，离合器打开，发动机不工作。纯电模式包括P2纯电模式和P3纯电模式，P2纯电模式时为P2电机驱动，即模式传递机构为P2挡，P2电机通过所述挡位传递机构传递驱动至输出轴；P3纯电模式时为P3电机连接并驱动输出轴，即模式传递机构为P3挡。由发动机和电机同时驱动的混动驱动模式包括P3混动模式和P2混动模式，P3混动模式为发动机和P3电机共同驱动汽车的工作模式，P2混动模式为发动机和P2电机共同驱动汽车的工作模式。

汽车上设有控制系统，所述控制系统包括整车控制器HCU、电子控制单元ECU和微控制单元MCU，电子控制单元ECU电连接并控制发动机，微控制单元MCU电连接并控制电机，电子控制单元ECU和微控制单元MCU均与整车控制器HCU电连接。当汽车的油门信号或刹车信号发生变化，整车控制器HCU根据接收的数据信号给电子控制单元ECU和/或微控制单元MCU发送指令，控制发动机和/或电机的扭矩变化。对于换挡过程，整车控制器HCU控制挡位切换机构进行换挡操作。

传统AMT换挡过程时，由于发动机动力的中断，汽车换挡过程动力中断，汽车出现顿挫现象，影响驾驶人或乘车人的舒适性。为了克服和缓解上述换挡过程动力中断的问题，根据上述混合动力汽车的特性，制定动力补偿控制方法，消除或缓解AMT换挡过程动力中断的问题。具体介绍如下。

混合动力汽车AMT换挡过程动力中断补偿控制方法，包括如下步骤：

S1：汽车由电机和发动机共同驱动运行，设任一时刻为t，任一时刻t的发动机输出扭矩为T_{ecu_act}(t)，电机输出扭矩为T_{mot_act}(t)，整车扭矩为T_{req_car}(t)，则，T_{req_car}(t)＝T_{ecu_act}(t)+T_{mot_act}(t)；

控制系统接收到换挡信号的时刻为t1，t1时刻时离合器关闭，t1～t2期间，离合器由关闭到打开，发动机输出扭矩T_{ecu_act}(t)减小，且，

T_{ecu_act}(t1)＝a，T_{mot_act}(t1)＝b，T_{req_car}(t1)＝c，

T_{ecu_act}(t2)＝0，T_{mot_act}(t2)＝T_{req_car}(t2)，

其中，a、b和c分别为t1时刻前汽车正常运行、油门信号和刹车信号保持不变时的发动机需求扭矩、电机需求扭矩和汽车需求扭矩；

S2：t2～t3期间，离合器保持打开，挡位进行切换，且，t2≤t≤t3时，T_{ecu_act}(t3)＝0，T_{mot_act}(t)＝T_{req_car}(t)，

S3：t3～t4期间，离合器由打开到关闭，发动机输出扭矩T_{ecu_act}(t)增大，且T_{ecu_act}(t4)＝a，T_{mot_act}(t4)＝b，T_{req_car}(t4)＝c。

其中，t1＜t2＜t3＜t4。

汽车需求扭矩T_{req_car}与油门传递的信号及刹车传递的信号相关，油门信号和刹车信号不变时，汽车需求扭矩T_{req_car}不变。整车扭矩为T_{req_car}(t)为任一时刻的汽车实际的扭矩，换句话说，整车扭矩为T_{req_car}(t)由电机和/或发动机提供。

P3混动模式和P2混动模式的具体过程不同，分别如下：

1)对于P3混动模式，当T_{mot_max}≥c时，如图1所示：

t1～t4期间，整车扭矩T_{req_car}(t)保持不变，且T_{req_car}(t)＝c。

步骤S1中，t1～t2期间，电机输出扭矩T_{mot_act}(t)由b增大至c后保持不变，发动机输出扭矩T_{ecu_act}(t)和电机输出扭矩T_{mot_act}(t)满足下述公式：

T_{ecu_act}(t)＝T_{ecu_act}(t-△t)*(1-K_{ecu_dec})，t∈(t1,t2),

T_{mot_act}(t)＝min(T_{mot_act}(t-△t)*(1+K_{p3_mot_inc}),T_{mot_max}),t∈(t1,t2)；

其中，

K_{ecu_dec}为发动机降扭系数；

K_{p3_mot_inc}为P3模式下的电机增扭系数；

T_{mot_max}为电机的最大输出扭矩，△t为采样时间间隔。△t为采样时间，可选择10ms、100ms等。

步骤S2中，t2～t3期间，电机输出扭矩T_{mot_act}(t)满下述公式：

T_{mot_act}(t)＝min(T_{req_car},T_{mot_max}),t∈(t2,t3)。

步骤S3中，t3～t4期间，电机输出扭矩T_{mot_act}(t)由c下降至b，发动机输出扭矩T_{ecu_act}(t)和电机输出扭矩T_{mot_act}(t)满足下述公式：

T_{ecu_act}(t)＝T_{ecu_act}(t-△t)*(1+K_{ecu_inc}),t∈(t3,t4),

T_{mot_act}(t)＝min(T_{mot_act}(t-△t)*(1-K_{p3_mot_dec}),T_{mot_max}),t∈(t3,t4)；

其中，

K_{ecu_dec}为发动机增扭系数；

K_{p3_mot_dec}为P3模式下的电机降扭系数；

2)对于P3混动模式，当T_{mot_max}<c时，如图2所示：

步骤S1中，t1～t2期间，电机输出扭矩T_{mot_act}(t)由b增大至T_{mot_max}后保持不变，发动机输出扭矩T_{ecu_act}(t)和电机输出扭矩T_{mot_act}(t)满足下述公式：

T_{ecu_act}(t)＝T_{ecu_act}(t-△t)*(1-K_{ecu_dec})，t∈(t1,t2),

T_{mot_act}(t)＝min(T_{mot_act}(t-△t)*(1+K_{p3_mot_inc}),T_{mot_max}),t∈(t1,t2)；

其中，T_{mot_max}为电机的最大输出扭矩，△t为采样时间间隔。

步骤S2中，t2～t3期间，整车扭矩T_{req_car}(t)等于电机最大扭矩T_{mot_max}，即，电机输出扭矩T_{mot_act}(t)满足下述公式：

T_{mot_act}(t)＝T_{req_car}(t)＝T_{mot_max},t∈(t2,t3)。

步骤S3中，t3～t4期间，电机输出扭矩T_{mot_act}(t)由T_{mot_max}下降至b，发动机输出扭矩T_{ecu_act}(t)和电机输出扭矩T_{mot_act}(t)满足下述公式：

T_{ecu_act}(t)＝T_{ecu_act}(t-△t)*(1+K_{ecu_inc}),t∈(t3,t4),

T_{mot_act}(t)＝min(T_{mot_act}(t-△t)*(1-K_{p3_mot_dec}),T_{mot_max}),t∈(t3,t4)。

3)对于P2混动模式：

步骤S1包括如下两步：

S11：t1～t12期间，离合器由关闭至蠕动点，电机输出扭矩T_{mot_act}(t)由b增大至m，发动机输出扭矩T_{ecu_act}(t)由a减小至n，且：

T_{mot_act}(t12)＝m，m≤T_{mot_max}，

T_{ecu_act}(t12)＝n，

m+n＝c；m>0，n>0。

其中，m的值根据整车扭矩、电机的最大扭矩等参数进行分配，具体的，根据电机运行效率和扭矩、转速的关系进行灵活分配，此为本领域技术人员所熟知的现有技术，在此不再赘述。n的值根据离合器开度和发动机转速决定。

S12：t12～t2期间，离合器由蠕动点至打开，电机输出扭矩T_{mot_act}(t)由m下降至0，发动机输出扭矩T_{ecu_act}(t)由n减小至0。

其中，t1＜t12＜t2，T_{mot_max}为电机的最大输出扭矩。

在步骤S11中，发动机输出扭矩T_{ecu_act}(t)和电机输出扭矩T_{mot_act}(t)满足下述公式：

T_{ecu_act}(t)＝T_{ecu_act}(t-△t)*(1-K_{ecu_dec}),t∈(t1,t12),

T_{mot_act}(t)＝min(T_{mot_act}(t-△t)*(1+K_{p2_mot_inc}),T_{mot_max}),t∈(t1,t12)；

其中，

K_{ecu_dec}为发动机降扭系数；

K_{p2_mot_inc}为P2模式下的电机增扭系数；

其中，△t为采样时间间隔。

在步骤S12中，发动机输出扭矩T_{ecu_act}(t)和电机输出扭矩T_{mot_act}(t)满足下述公式：

T_{req_car}(t)＝T_{req_car}(t-△t)*(1-K_{req_car_dec}),t∈(t12,t2),

T_{mot_act}(t)＝T_{mot_act}(t-△t)*(1-K_{p2_mot_dec}),t∈(t12,t2)。

其中，

K_{req_car_dec}为P2模式下的整车扭矩降扭系数，

K_{p2_mot_dec}为P2模式下的电机降扭系数，

在步骤S2中，t2～t3期间，发动机输出扭矩T_{ecu_act}(t)和电机输出扭矩T_{mot_act}(t)均为0。

步骤S3包括如下两步：

S31：t3～t34期间，离合器由打开至蠕动点，电机输出扭矩T_{mot_act}(t)由0增大至p，b＜p＜T_{mot_max}；

S32：t34～t4期间，离合器由蠕动点至关闭，电机输出扭矩T_{mot_act}(t)由p下降至b，

其中，t3＜t34＜t4。

在步骤S1中，在t3～t4期间，发动机输出扭矩T_{ecu_act}(t)满足下述公式：

T_{ecu_act}(t)＝T_{ecu_act}(t-△t)*(1+K_{ecu_inc}),t∈(t3,t4)；

其中，K_{ecu_inc}为发动机增扭系数；

在步骤S31中，电机输出扭矩T_{mot_act}(t)和整车扭矩T_{req_car}(t)满足下述公式：

T_{mot_act}(t)＝T_{mot_act}(t-△t)*(1+K’_{p2_mot_inc}),t∈(t3,t34)

T_{req_car}(t)＝T_{req_car}(t-△t)*(1+K_{req_car_inc}),t∈(t3,t34)。

其中，

K’_{p2_mot_inc}为P2模式下电机第二增扭系数；

K_{req_car_inc}为P2模式下的整车扭矩增扭系数，

在步骤S32中，电机输出扭矩T_{mot_act}(t)满足下述公式：

T_{mot_act}(t)＝T_{mot_act}(t-△t)*(1-K_{p2_mot_dec_close}),t∈(t34,t4)。

其中，K_{p2_mot_dec_close}为P2模式下的换挡完成扭矩系数。

本申请涉及十个扭矩系数，现对各系数进行说明如下：

(1)K_{ecu_dec}：发动机降扭系数

K_{ecu_dec}＝T_{ecu_act}(t1)/k1

其中：T_{ecu_act}(t1)为t1时刻发动机输出扭矩值；

k1为时间参数，k1根据发动机转速和目标挡位两个参数，查找发动机时间参数二维表查的。所述发动机时间参数二维表为查找表LUT，所述发动机时间参数二维表的两个坐标分别为发动机转速和目标挡位，所述控制系统可将所述汽车的目标挡位和实时的发动机转速输入MATLAB，通过MATLAB运算可将输入的目标挡位值和各连续的发动机转速对应所述二维表中确定的横坐标和纵坐标，从而得到时间参数。需要说明的是，所述二维表中发动机转速取离散的值，MATLAB中接收的实时的发动机转速极有可能不落入所述离散的值内，针对此情况，可提前设计不重叠的发动机转速区间范围，MATLAB将各区间范围的发动机转速对应为所述二维表中某一离散值。通过MATLAB查找表LUT的技术方案为本领域技术人员所熟知的现有技术，在此不再赘述。

所述发动机转速可取t1～t2时刻的任意值，因为t1～t2时刻区间，发动机还未进行调速，其转速平稳，其转速变化在上述公式允许的误差范围内。

(2)K_{ecu_inc}：发动机增扭系数；

K_{ecu_inc}＝T_{req_car}(t3)/k3；

T_{req_car}(t3)为t3时刻整车扭矩值；

k3为时间参数，k3根据发动机转速和目标挡位两个参数查发动机时间参数二维表查得，所述发动机转速可取t3～t4时刻的任意值，因为t3～t4时刻区间，发动机调速完成，其转速最终会随增扭扭矩上升而上升，但发动机增扭过程很快，发动机转速波动小，其转速变化区间在上述公式允许的误差范围内。

(3)K_{p3_mot_inc}：P3模式下的电机增扭系数；

K_{p3_mot_inc}＝(T_{req_car}(t1)-T_{mot_act}(t1))/k2

T_{req_car}(t1)和T_{mot_act}(t1)分别为t1时刻的整车扭矩值和电机输出扭矩值；

k2为时间参数，k2根据电机转速和目标挡位两个参数查电机时间参数二维表查得，电机时间参数二维表和上述发动机参数二维表原理相同，都是查找表LUT，在此不再赘述。

所述电机转速可取t1～t2时刻的任意值，因为t1～t2时刻区间，电机转速平稳，其转速变化在上述公式允许的误差范围内。

(4)K_{p3_mot_dec}：P3模式下的电机降扭系数；

K_{p3_mot_dec}＝(T_{req_car}(t3)-T_{ecu_act}(t3))/k4

T_{req_car}(t3)和T_{ecu_act}(t3)分别为t3时刻的整车扭矩值和发动机输出扭矩值；

k4为时间参数，k4根据电机转速和目标挡位两个参数查电机时间参数二维表查得查得，所述电机转速可取t3～t4时刻的任意值，因为t3～t4时刻区间，电机转速平稳，其转速变化在上述公式允许的误差范围内。

(5)K_{p2_mot_inc}：P2模式下的电机增扭系数；

K_{p2_mot_inc}＝(T_{req_car}(t1)-T_{ecu_act}(t1))/k5

T_{req_car}(t1)和T_{ecu_act}(t1)分别为t1时刻的整车扭矩值和发动机输出扭矩值；

k5为时间参数，k5根据电机转速和目标挡位两个参数查电机时间参数二维表查得，所述电机转速可取t1～t12时刻的任意值，因为t1～t12时刻区间，电机转速最终随增扭扭矩上升而上升，但电机增扭过程很快，电机转速波动小，其转速变化区间在上述公式允许的误差范围内。

(6)K_{p2_mot_dec}：P2模式下的电机降扭系数，

K_{p2_mot_dec}＝T_{mot_act}(t12)/k6

T_{mot_act}(t12)为t12时刻的电机扭矩值；

k6为时间参数，k6根据电机转速和目标挡位两个参数查电机时间参数二维表查得，所述电机转速可取t1～t12时刻的任意值，因为t1～t12时刻区间，电机转速平稳，其转速变化在上述公式允许的误差范围内。

(7)K_{req_car_dec}：P2模式下的整车扭矩降扭系数，

K_{req_car_dec}＝T_{req_car}(t12)/k7；

T_{req_car}(t12)为t12时刻(蠕动点)时的整车扭矩值；

k7为时间参数，k7根据输出轴转速和目标挡位两个参数查输出轴时间参数二维表查得，所述输出轴转速可取t1～t2时刻的任意值，因为t1～t2时刻区间；输出轴转速平稳，其转速变化在上述公式允许的误差范围内。所述输出轴时间参数二维表和上述发动机参数二维表原理相同，都是查找表LUT，在此不再赘述。

(8)K_{req_car_inc}：P2模式下的整车扭矩增扭系数，

K_{req_car_inc}＝T_{req_car}(t3)/k8

T_{req_car}(t3)为t3时刻的整车扭矩值；

k8为时间参数，k8根据输出轴转速和目标挡位两个参数查输出轴时间参数二维表查得，所述输出轴转速可取t3～t4时刻的任意值，因为t3～t4时刻区间，输出轴转速最终随增扭扭矩上升而上升，但增扭过程很快，输出轴转速波动小，其转速变化在上述公式允许的误差范围内。

(9)K_{p2_mot_dec_close}：P2模式下的换挡完成扭矩系数；

K_{p2_mot_dec_close}＝(T_{req_car}(t4)-T_{ecu_act}(t-△t))/k9

T_{req_car}(t4)和T_{ecu_act}(t-△t)分别为t4时刻的整车扭矩值和t-△t时刻的发动机扭矩。

k9为时间参数，k9根据电机转速和目标挡位两个参数查电机时间参数二维表查得，所述电机转速可取t3～t4时刻的任意值，因为t3～t4时刻区间，输出轴转速最终随增扭扭矩上升而上升，但增扭过程很快，输出轴转速波动小，其转速变化在上述公式允许的误差范围内。

(10)K’_{p2_mot_inc}：P2模式下电机第二增扭系数；

K’_{p2_mot_inc}＝(T_{req_car}(t3)-T_{ecu_act}(t3))/k10；

T_{req_car}(t3)和T_{ecu_act}(t3)分别为t3时刻的整车扭矩值和发动机输出扭矩值；

k10为时间参数，k10根据电机转速和目标挡位两个参数查电机时间参数二维表查得，所述电机转速可取t3～t4时刻的任意值，因为t3～t4时刻区间，输出轴转速平稳，其转速变化在上述公式允许的误差范围内。

由上可知，在挡位切换过程中，电机介入，且电机输出扭矩根据上述方法调整，克服了挡位切换过程中发动机扭矩下降导致的汽车动力中断、汽车顿挫问题，实现了动力补偿效果。在P3混动模式下，在整个挡位切换过程中，电机动力的介入保证了整车扭矩不变，保证了车辆换挡期间动力的连续性。在P2混动模式下，利用电机响应快的优势，在离合器由完全关闭至打开到蠕动点期间，电机保持扭矩的输出并根据上述方法调整扭矩值，使整车扭矩保持不变；以及在离合器由完全打开至蠕动点期间，保持电机的扭矩输出并根据上述方法调整扭矩值，使整车扭矩在不迟于蠕动点后达到汽车需求扭矩。因此，P2混动模式下的挡位切换过程中缩短了动力中断时间，缓解了挡位切换过程中发动机扭矩下降导致的汽车动力中断、汽车顿挫问题。

最后有必要在此说明的是：以上实施例只用于对本发明的技术方案作进一步详细地说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.混合动力汽车AMT换挡过程动力中断补偿控制方法，包括如下步骤：

S1：汽车由电机和发动机共同驱动运行，设任一时刻为t，任一时刻t的发动机输出扭矩为T_{ecu_act}(t)，电机输出扭矩为T_{mot_act}(t)，整车扭矩为T_{req_car}(t)，则，T_{req_car}(t)＝T_{ecu_act}(t)+T_{mot_act}(t)；

控制系统接收到换挡信号的时刻为t1，t1时刻时离合器关闭，t1～t2期间，离合器由关闭到打开，发动机输出扭矩T_{ecu_act}(t)减小，且，

T_{ecu_act}(t1)＝a，T_{mot_act}(t1)＝b，T_{req_car}(t1)＝c，

T_{ecu_act}(t2)＝0，T_{mot_act}(t2)＝T_{req_car}(t2)，

其中，a、b和c分别为t1时刻前汽车正常运行、油门信号和刹车信号保持不变时的发动机需求扭矩、电机需求扭矩和汽车需求扭矩；

S2：t2～t3期间，离合器保持打开，挡位进行切换，且，t2≤t≤t3时，T_{ecu_act}(t)＝0，T_{mot_act}(t)＝T_{req_car}(t)，

S3：t3～t4期间，离合器由打开到关闭，发动机输出扭矩T_{ecu_act}(t)增大，且T_{ecu_act}(t4)＝a，T_{mot_act}(t4)＝b，T_{req_car}(t4)＝c，

其中，t1＜t2＜t3＜t4。

2.根据权利要求1所述的混合动力汽车AMT换挡过程动力中断补偿控制方法，其特征在于：对于P3混动模式，在t1～t2期间，电机输出扭矩T_{mot_act}(t)由b增大至c或T_{mot_max}后保持不变，其中，T_{mot_max}为电机的最大输出扭矩，P3混动模式为发动机和P3电机共同驱动汽车的工作模式。

3.根据权利要求2所述的混合动力汽车AMT换挡过程动力中断补偿控制方法，其特征在于：对于P3混动模式，在t2～t3期间，电机输出扭矩T_{mot_act}(t)满足下述公式：

T_{mot_act}(t)＝min(c,T_{mot_max}),t∈(t2,t3)；

其中，T_{mot_max}为电机的最大输出扭矩。

4.根据权利要求3所述的混合动力汽车AMT换挡过程动力中断补偿控制方法，其特征在于：对于P3混动模式，当T_{mot_max}≥c时，t1～t4期间，整车扭矩T_{req_car}(t)保持不变，且T_{req_car}(t)＝c。

5.根据权利要求4所述的混合动力汽车AMT换挡过程动力中断补偿控制方法，其特征在于：对于P3混动模式，当T_{mot_max}≥c时，在t3～t4期间，电机输出扭矩T_{mot_act}(t)由c下降至b。

6.根据权利要求3所述的混合动力汽车AMT换挡过程动力中断补偿控制方法，其特征在于：对于P3混动模式，当T_{mot_max}＜c时，在t2～t3期间，整车扭矩T_{req_car}(t)等于电机最大扭矩T_{mot_max}，电机输出扭矩T_{mot_act}(t)满足下述公式：

T_{mot_act}(t)＝T_{req_car}(t)＝T_{mot_max},t∈(t2,t3)。

7.根据权利要求6所述的混合动力汽车AMT换挡过程动力中断补偿控制方法，其特征在于：对于P3混动模式，当T_{mot_max}＜c时，在t3～t4期间，电机输出扭矩T_{mot_act}(t)由T_{mot_max}下降至b。

8.根据权利要求1所述的混合动力汽车AMT换挡过程动力中断补偿控制方法，其特征在于：对于P2混动模式，步骤S1包括如下两步：

S11：t1～t12期间，离合器由关闭至蠕动点，电机输出扭矩T_{mot_act}(t)由b增大至m，发动机输出扭矩T_{ecu_act}(t)由a减小至n，且：

T_{mot_act}(t12)＝m，m≤T_{mot_max}，

T_{ecu_act}(t12)＝n，

m+n＝c，m>0，n>0；

S12：t12～t2期间，离合器由蠕动点至打开，电机输出扭矩T_{mot_act}(t)由m减小至0，发动机输出扭矩T_{ecu_act}(t)由n减小至0，

其中，t1＜t12＜t2，P2混动模式为发动机和P2电机共同驱动汽车的工作模式，T_{mot_max}为电机的最大输出扭矩。

9.根据权利要求8所述的混合动力汽车AMT换挡过程动力中断补偿控制方法，其特征在于：在t2～t3期间，发动机输出扭矩T_{ecu_act}(t)和电机输出扭矩T_{mot_act}(t)均为0。

10.根据权利要求8所述的混合动力汽车AMT换挡过程动力中断补偿控制方法，其特征在于：对于P2混动模式，步骤S3包括如下两步：

S31：t3～t34期间，离合器由打开至蠕动点，电机输出扭矩T_{mot_act}(t)由0增大至p，b＜p＜T_{mot_max}，

S32：t34～t4期间，离合器由蠕动点至关闭，电机输出扭矩T_{mot_act}(t)由p下降至b，

其中，t3＜t34＜t4。

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