CN110539745A - 一种机电耦合变速箱的模式选择控制方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机电耦合变速箱的模式选择控制方法及装置，所述模式选择控制方法包括如下步骤：根据当前车辆驾驶员操作信号确定车辆当前工作模式为怠速模式或驱动模式；若当前工作模式为怠速模式，根据当前电池剩余电量值选择空挡发电模式或空挡发动机停机模式；若当前工作模式为驱动模式，根据所述当前油门踏板开度值和车速确定当前需求的输出功率，并进一步根据当前剩余电量值、车速和电池峰值放电功率与当前需求的输出功率的比较结果选择纯电动模式、混动模式或增程模式，并在纯电动模式、混动模式和增程模式之间切换。所述装置用于实现所述方法；本发明使得发动机和电池这两个动力源能够良好协调配合。

Description

一种机电耦合变速箱的模式选择控制方法及装置
技术领域
本发明涉及汽车变速箱控制技术，具体涉及一种机电耦合变速箱的模式选择控制方法及装置。
背景技术
随着石油资源的缺乏和人们环保意识的提高，迫切需要可节省能源和低排放甚至是零排放的绿色环保汽车产品。为此，世界各国政府以及各大汽车制造商都在加大力度开发各种不同类型的电动汽车。与传统内燃机相比，电动汽车牵引电机具有较宽的工作范围，并且电机低速时恒转矩和高速时恒功率的特性更适合车辆运行需求。近年来，用于电动汽车的动力驱动系统及其工作模式已成为研究热点。
对于插电式车型的电动汽车而言，为了实现搭载新型机电耦合变速箱的插电式车型高效而可靠地工作，通常需要有针对性地开发专有的控制策略。当前插电车系统实现形式多种多样，通常涉及两个甚至多个动力源间的协调控制，一般要结合系统方案及结构特征实现控制的优化设计。搭载了新型机电耦合变速箱的车型具有两种或者以上模式，例如纯电动模式、增程模式和混动模式等，因此在控制方法中模式的选择控制至关重要，一定程度上决定了系统的性能。通过模式的切换，可以改变各个动力源之间的协作方式，进而控制发动机、电机工作点、发动机与电机响应速率等，模式切换的优劣决定了车辆的经济性与舒适性，对于车辆的NVH（噪声、振动与声振粗糙度，Noise、Vibration、Harshness）性能也有较大的影响。而目前搭载新型机电耦合变速箱的插电式车型的变速箱模式控制方法，主要是从满足最优经济性的角度选择最佳的模式选择控制方法，不能同时兼顾动力电池动力源的输出特性、驾驶舒适性和一致性以及整车的NVH性能。
因此，有必要针对搭载新型机电耦合变速箱的插电式车型的变速箱模式控制进行深入研究。
发明内容
本发明针对现有技术中搭载新型机电耦合变速箱的插电式车型的变速箱模式选择控制方面存在的问题，提出一种机电耦合变速箱的模式选择控制方法及装置，在满足最佳经济性目标的前提下，通过选择合理的工作模式，使得发动机和电池这两个动力源能够良好协调配合。
为实现本发明目的，本发明第一方面实施例提出一种机电耦合变速箱的模式选择控制方法，其特征在于，所述模式选择控制方法包括如下步骤：
根据当前车辆驾驶员操作信号确定车辆当前工作模式为怠速模式或驱动模式；
若当前工作模式为怠速模式，根据当前电池剩余电量值选择空挡发电模式或空挡发动机停机模式；
若当前工作模式为驱动模式，根据所述当前油门踏板开度值和车速确定当前需求的输出功率，并进一步根据当前剩余电量值、车速和电池峰值放电功率与当前需求的输出功率的比较结果选择纯电动模式、混动模式或增程模式，并在纯电动模式、混动模式和增程模式之间切换。
优选地，所述当前车辆驾驶员操作信号为当前车辆的档位选择信号，当前车辆的档位选择信号为空档或驻车档时，确定车辆当前工作模式为怠速模式，当前车辆的档位选择信号为驱动档时，确定车辆当前工作模式为驱动模式。
优选地，所述根据当前电池剩余电量值选择空挡发电模式或空挡发动机停机模式包括：
响应于当前电池剩余电量值小于或等于第一电量阈值，选择空挡发电模式；响应于当前电池剩余电量值大于或等于第二电量阈值，选择空挡发动机停机模式；
其中，所述第一电量阈值小于所述第二电量阈值。
优选地，所述第二电量阈值选取方式如下：
设第一电量阈值为SOC1，第二电量阈值为SOC2，则有：
SOC2 = SOC1 + Pkt×T / SOCall× 100%
其中，电池总电量为SOCall；一般空调功率为Pkt；T为空调工作时间，T为2-4min。
优选地，所述根据当前剩余电量值、车速以及电池峰值放电功率与当前需求的输出功率的比较结果选择增程模式包括：
设当前需求的输出功率为P1，电池峰值放电功率为P2，k为第一缓冲值；
响应于P1小于或等于P2+k、剩余电量值小于第三电量阈值，选择增程模式；
或者，响应于P1大于P2+k且车速小于或等于第一车速阈值，选择增程模式。
优选地，所述在纯电动模式、混动模式和增程模式之间切换包括：当前为增程模式时，如果剩余电量值大于第四电量阈值并且P1<P2，则切换至纯电动模式；如果车速大于第一车速阈值，则切换至混动模式。
优选地，所述根据当前剩余电量值的大小、车速以及电池峰值放电功率与当前需求的输出功率的比较结果选择混动模式包括：
设当前需求的输出功率为P1，电池峰值放电功率为P2，k为第一缓冲值；
响应于P1大于P2+k且车速大于第一车速阈值，选择混动模式。
优选地，所述在纯电动模式、混动模式和增程模式之间切换包括：当前为混动模式时，如果剩余电量值大于第四电量阈值并且P1<P2，则切换至纯电动模式；如果车速小于第二车速阈值，剩余电量值小于或等于第四电量阈值并且P1<P2，则切换至增程模式。
优选地，所述根据当前剩余电量值、车速以及电池峰值放电功率与当前需求的输出功率的比较结果选择纯电动模式包括：
设当前需求的输出功率为P1，电池峰值放电功率为P2，k为第一缓冲值；
响应于P1小于或等于P2+k、剩余电量值大于或等于第三电量阈值，选择纯电动模式。
优选地，所述在纯电动模式、混动模式和增程模式之间切换包括：当前为纯电动模式时，响应于P1大于P2+k且车速大于第一车速阈值，则切换至混动模式。
优选地，所述在纯电动模式、混动模式和增程模式之间切换包括：当前为纯电动模式时，响应于P1小于或等于P2+k、剩余电量值小于第三电量阈值，或者响应于P1大于P2+k且车速小于或等于第一车速阈值，则切换至增程模式。
优选地，所述第二车速阈值根据车辆轮胎半径和机电耦合变速箱速比计算获得，所述第一车速阈值为所述第二车速阈值加上第二缓冲值。
优选地，所述方法还包括：
根据油门踏板开度值和车速确定当前NVH限制功率PNVH；
在增程模式运行过程中根据限制条件对增程功率PZC进行限制，所述限制条件为PZC=min(P1, PNVH)；其中，车速越高，油门踏板开度值越大，允许的NVH功率限制越大。
作为同一发明构思，本发明第二方面实施例还提出一种机电耦合变速箱的模式选择控制装置，其用于实现本发明第一方面实施例所述方法，所述模式选择控制装置包括：
第一确定模块，用于根据当前车辆驾驶员操作信号确定车辆当前工作模式为怠速模式或驱动模式；
第二确定模块，用于若当前工作模式为怠速模式，根据当前电池剩余电量值确定选择空挡发电或空挡发动机停机模式；
第三确定模块，用于若当前工作模式为驱动模式，根据所述当前油门踏板开度值和车速确定当前需求的输出功率；
模式选择模块，用于若当前工作模式为驱动模式，根据当前剩余电量值、车速、和电池峰值放电功率与当前需求的输出功率的比较结果选择纯电动模式、混动模式或增程模式，并在纯电动模式、混动模式和增程模式之间切换；
所述模式选择模块分别与所述第一确定模块、第二确定模块和第三确定模块可通讯地连接。
优选地，所述装置还包括增程功率限制模块和第四确定模块，所述模式选择模块分别与增程功率限制模块和第四确定模块可通讯地连接，所述第四确定模块用于根据油门和车速确定当前NVH限制功率PNVH，所述增程功率限制模块用于根据限制条件PZC=min(P1,PNVH)对增程功率PZC进行限制。
实施本发明实施例的具有以下有益效果：
本发明实施例公开了一种机电耦合变速箱的模式选择控制方法及装置，该方法及装置主要针对搭载新型机电耦合变速箱的插电式车型提供一种模式选择控制技术，该方法及装置通过综合判断驾驶员需求以及电池放电能力使得车辆工作模式的选择能够最大程度满足驾驶员需求；同时协调控制插电式车型第一动力源、第二电机和发动机组成的第二动力源的输出，一方面保证插电式车型的动力工作在合理功率区间；另一方面保证插电式车型的发动机工作于高效经济区域并且兼顾电机的高效工作区，从而延长动力电池寿命，并且使车辆具有较高的燃油经济性；同时对由第二电机与发动机组成的第二动力源进行功率和斜率的协调，使改善整车的舒适性和NVH性能有一定提升，本发明实施例的方法及装置简单易行，动力跟随性能好，驾驶一致性高，并可以提高车辆运行的舒适性，模式选择控制方法逻辑严谨。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所述机电耦合变速箱系统结构示意图；
图2为本发明实施例所述机电耦合变速箱的模式选择控制方法流程图；
图3为本发明实施例所述机电耦合变速箱的模式选择控制方法；
图4为本发明实施例所述第三电量阈值和第四电量阈值变化规律示意图；
图5为本发明施例所述机电耦合变速箱的模式选择控制装置结构示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透切理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
本发明实施例提供了用于新型机电耦合变速箱的模式选择控制方法及装置，该新型机电耦合变速箱搭载在插电式新能源汽车上，主要包括两部分动力源，第一动力源由电池提供，第二动力源由发动机和电机来提供，两部分动力源互相协调工作，从而使得插电式新能源汽车在车辆驱动行驶过程中具有多种模式，例如纯电动模式、增程模式和混动模式，本发明实施例的方法与装置正是用于对以上工作模式的合理切换选择，使得使得发动机和电池这两个动力源能够良好协调配合，并在车辆行驶过程中，考虑整车NVH的需求及一致性需求，对工作模式选择进行合理修正，本发明的保护目的在于工作模式的切换选择，其可以广泛应用于具有以上纯电动模式、增程模式和混动模式等工作模式的机电耦合变速箱中。例如图1所示的机电耦合变速箱系统，其包括发动机1、减振器2、发电机3、驱动电机4、离合器5、集成组合动力装置（IPU）6、电池7、齿轮8及输出部件，其中，发动机1与减振器2输入端相连，减振器2输出端与发电机3相连，减振器2输出端与离合器5一侧相连，离合器5设置在发动机1的转动轴与变速机构之间，变速机构与离合器5连接的轴为空心轴，发动机1与发电机3同轴相连，且分别位于离合器5的两侧；离合器5另一侧与变速机构的齿轮8相连；驱动电机4与齿轮9相连；齿轮8与齿轮9同时啮合在齿轮10上；齿轮10通过齿轮11、12及差速器13与驱动轮相连；集成组合动力装置6分别与发电机3和驱动电机4相连，电池7与集成组合动力装置6相连，图1所示机电耦合变速箱系统具有纯电驱动模式、增程模式、混动模式和空挡发电模式。需要说明的是，图1仅为本发明方法和装置具体应用的机电耦合变速箱系统的一个示例。为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例结合附图来进行说明。
图2所示为本发明实施例的提出一种机电耦合变速箱的模式选择控制方法的步骤流程，其中模式选择包括了车辆初始状态的模式选择启动以及车辆运行过程中多种模式之间的切换，如图2所示，所述模式选择控制方法包括如下步骤：
步骤S100，接收当前车辆驾驶员操作信号，根据所述操作信号确定车辆当前工作模式为怠速模式和驱动模式；
本发明实施例中车辆的工作模式被分为两大类，即怠速模式和驱动模式，怠速模式也即非驱动模式，当前模式为怠速模式，则执行下面步骤S200；当前为驱动模式，则执行下面步骤S300。需要说明的是，除了档位信号，还可以通过整车及各个零部件反馈的状态信息，来确定当前是否有驱动请求，从而确定车辆的工作模式是驱动方式还是非驱动方式。步骤S200，若当前工作模式为怠速模式，根据当前电池剩余电量值SOC确定选择切换至空挡发电模式或空挡发动机停机模式；
具体而言，所述步骤S200中可以通过预先设置一个阈值，根据采集得到的当前电池剩余电量值与所述预先设置的阈值对比结果作为控制信号，来控制选择切换至空挡发电或空挡发动机停机模式。
步骤S300，若当前工作模式为驱动模式，根据所述当前油门踏板开度值和车速确定当前需求的输出功率P1；并进一步根据当前剩余电量值、车速以及电池峰值放电功率P2与当前需求的输出功率P1的比较结果选择纯电动模式、混动模式或增程模式。
其中，根据当前油门踏板开度值和车速得出当前需求的输出功率，即：
P1= f (油门踏板开度值，车速)
此时，当前需求的输出功率P1和电池反馈的峰值放电功率P2进行比较，当P1相对于P2较大时，此时发动机需作为动力源之一工作，与机电耦合变速箱的电池一起为整车提供动力；然后结合车速条件，若此时车速满足进入混动模式的预设车速条件时，则当前驱动模式具体选择为混动模式；不满足进入混动模式的预设车速条件时，则当前驱动模式具体选择为增程模式；此外，在不需要发动机起动时，则当前驱动模式选择为纯电动模式，此时发动机、发电机不工作，动力电池提供电能给驱动电机和整车部件。本实施例混动模式中，动力单元协调工作如下：以发动机为主要动力源，整车需求扭矩优先分配给发动机，发动机满足不了需求时，驱动电机为补充动力源，此时发电机以整车附件需求为目标进行发电。
插电式新能源汽车电池放电功率随着SOC和温度变化范围大，本发明实施例方法根据电池峰值放电功率和驾驶员需求，合适选择变速箱工作模式，有利于提高车辆动力输出的一致性。
作为另一种示例，所述当前车辆驾驶员操作信号为当前车辆的档位选择信号，所述档位选择信号包括空挡、驻车档和驱动档等；其中，当前车辆的档位选择信号为空档或驻车档时，则确定车辆当前工作模式为怠速模式；当前车辆的档位选择信号为驱动档时，则确定车辆当前工作模式为驱动模式。
其中，所述方法的驱动模式中，任何时候发生档位切换至空档，则根据空挡操作信号将变速箱工作模式切换至怠速模式，进入怠速模式后，依据怠速模式的模式切换方法选择合理的工作模式，即所述步骤S200操作流程。
其中，所述方法的怠速模式中，任何时候发生档位切换至驱动档，则根据驱动挡操作信号将变速箱工作模式切换至驱动模式，进入驱动模式后，依据驱动模式中的模式切换方法选择合适的工作模式为纯电动模式、增程模式、或者混动模式，即所述步骤S300操作流程。
作为另一种示例，步骤S200中，所述根据当前电池剩余电量值选择空挡发电模式或空挡发动机停机模式包括：
响应于当前电池剩余电量值小于或等于第一电量阈值，选择空挡发电模式；响应于当前电池剩余电量值大于或等于第二电量阈值，选择空挡发动机停机模式；
其中，所述第一电量阈值小于所述第二电量阈值。
具体而言，本实施例所述怠速模式中，根据当前电池电量进行模式选择，当电池电量很低时，此时发动机工作，带动发电机发电给动力电池充电，在充电过程，充电功率为电池剩余电量值SOC的一维函数，即P = f (SOC)，该函数中，电池剩余电量值SOC越低，则充电功率越大，随着电池剩余电量值SOC上升，发电量逐渐减少。随着充电进行，电池剩余电量值SOC增加，当电池剩余电量值SOC到达某一区间后，发动机停机。
作为一种示例，为确保整车舒适性，保证发动机不频繁起动，可以优选但不限于通过 1%SOC代表的电池能量/一般空调消耗功率>3min的条件来确定所述第一电量阈值和第二电量阈值之间的差值，具体而言，步骤S200中所述第二电量阈值选取方式如下：
设第一电量阈值为SOC1，第二电量阈值为SOC2，SOC1和SOC2之间存在以下公式关系：
SOC2 = SOC1 + Pkt×T / SOCall× 100%
其中，电池总电量为SOCall；一般空调功率为Pkt；T为空调工作时间，T为2-4min，优选为3min。下面举例说明SOC2的选取过程：如一般实车中，0车速时希望维持的SOC平衡点在26%，则在SOC低于26%时起动发动机发电为车辆补充电量了，这个补充电量的过程不能一直发电下去，毕竟怠速发电是一种NVH比较差的实车工况。此时优先确保发电量能够确保等一个红绿灯的电量，考虑此时开空调，平均消耗2kW，持续工作3min需要消耗电量为 0.1kWh，若电池总电量为20kWh，则需要发电的SOC区间为 26%+0.1/20×100%=26.5%。即此时第一电量阈值为26%，第二电量阈值为26.5%；
下面结合图3对驱动模式下的增程模式、纯电动方式以及混动方式的初始方式选择以及车辆运行过程中工作方式切换进行详细介绍。
如图3所示，所述根据当前剩余电量值、车速以及电池峰值放电功率与当前需求的输出功率的比较结果选择纯电动模式、混动模式或增程模式包括：
定义电池峰值放电功率为P1，当前需求的输出功率为P2，k为第一缓冲值，本实施例中，k优选但不限于为20kWh；
（1）在确定进入驱动模式时，对于增程模式的选择，具体如下：
响应于P1小于或等于P2+20、剩余电量值小于第三电量阈值，选择增程模式；
或者，响应于P1大于P2+20且车速小于或等于第一车速阈值，选择增程模式。
（2）在确定进入驱动模式时，对于混动模式的选择，具体如下：
响应于P1大于P2+20且车速大于第一车速阈值，选择混动模式；
（3）在确定进入驱动模式时，对于纯电动模式的选择，具体如下：
响应于P1小于或等于P2+20、剩余电量值大于或等于第三电量阈值，选择纯电动模式。
以上纯电动模式、混动模式或增程模式的选择为变速箱进入驱动模式时的具体模式的初始化选择；下面对在车辆运行过程中的模式切换进行详细介绍，
所述在纯电动模式、混动模式和增程模式之间切换包括：
若当前为增程模式时，如果剩余电量值大于第四电量阈值并且P1<P2，则切换至纯电动模式；如果车速大于第一车速阈值，则切换至混动模式。
若当前为混动模式时，如果剩余电量值大于第四电量阈值并且P1<P2，则切换至纯电动模式；如果车速小于第二车速阈值，剩余电量值小于或等于第四电量阈值并且P1<P2，则切换至增程模式。
当前为纯电动模式时，响应于P1大于P2+k且车速大于第一车速阈值，则切换至混动模式；
以及，当前为纯电动模式时，响应于P1小于或等于P2+k、剩余电量值小于第三电量阈值，或者响应于P1大于P2+k且车速小于或等于第一车速阈值，则切换至增程模式。
需要说明的是，本实施例中当前为纯电动模式，在选择切换至混动或者增程模式时，其切换的条件与前面所述变速箱进入驱动模式时的混动或者增程模式的选择的条件相同。
图3所示的本发明一实施例方法模式切换考虑车速对SOC阀值的修正，既满足车速上升，整车需求功率增加，由发动机和发电机组成的第二动力源能够及时为整车补充功率，维持SOC稳定；又能在0车速时发动机能更宽范围停机，确保车辆舒适性。
作为一个较佳实施例，所述第二车速阈值根据车辆轮胎半径和机电耦合变速箱速比计算获得，所述第一车速阈值为所述第二车速阈值加上第二缓冲值。
本实施例中，满足混动的车速条件，根据轮胎半径r和新型机电耦合系统速比i，计算得来；具体而言，进入混动模式时，发动机需维持较高转速以确保动力输出，假设该转速为spdmin，则混动模式的最小车速V2=0.377×spdmin/(i*r),该车速为退出混动模式的最大车速。需要说明的是，进入混动模式的车速阀值V1需与V2保持一定的回滞区间，以避免模式的频繁切换。
作为一种优选，所述第二缓冲值可以选为10，即 V1=V2+10。
需要说明的是，所述第三电量阈值和所述第四电量阈值的变化规律及两者之间的关系如图4所示，从图4可以看出，SOC为车速的函数；车速越高，需要起动发动机的SOC阈值越高，车速越低，需要起动发动机的SOC阈值越低。特别指出的是，采用图4所示SOC阈值选择的方法，可以实现高速发动机起动，低速发动机停机的类似怠速起停效果。
对于所述第三电量阈值的选取原则举例说明如下：
假设电池SOC维持在20%以上使用时，寿命最佳；为满足纯电动续航里程目标，需要电池SOC方面至少达到26%，则选取26%位目标平衡SOC点，则此时的第三电量阈值选为26%；然后考虑需实现怠速启停特性，车速越高，目标平衡SOC越高，即第三电量阈值越低；车速越低平衡SOC越低，则第三电量阈值越低。而根据图4所示，第四电量阈值的变化折线始终位于第三电量阈值的变化折线的上方，因此所述第四电量阈值大于所述第三电量阈值一定数值。
进一步地，根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：
根据油门和车速确定当前NVH限制功率PNVH；
在增程模式运行过程中根据限制条件对增程功率PZC进行限制，所述限制条件为PZC=min(P1, PNVH)；
其中，NVH限制功率PNVH为油门和车速函数，其函数原则为：车速越高，油门越大，允许的NVH功率限制越大。在增程模式中，发动机带动发电机发电，作为动力电池的补充动力源，输出电能给驱动电机驱动车辆行车。
本发明实施例方法在车辆行驶过程中，考虑整车NVH的需求及一致性需求，对工作模式选择进行合理修正，进一步提高了车辆的经济性和舒适性。
图5为本发明另一实施例提出的一种机电耦合变速箱的模式选择控制装置的模块框架示意图，所述模式选择控制装置用于实现上述模式选择控制方法，如图5所示，所述模式选择控制装置包括：
第一确定模块14，用于根据所述操作信号确定车辆当前工作模式为怠速模式或驱动模式；
第二确定模块15，用于若当前工作模式为怠速模式，根据当前电池剩余电量值确定选择空挡发电或空挡发动机停机模式；
第三确定模块16，用于若当前工作模式为驱动模式，根据所述当前油门踏板开度值和车速确定当前需求的输出功率；
模式选择模块17，用于若当前工作模式为驱动模式，根据当前剩余电量值、车速、和电池峰值放电功率与当前需求的输出功率的比较结果选择切换至纯电动模式、混动模式或增程模式，并在纯电动模式、混动模式和增程模式之间切换；
所述模式选择模块分别与所述第一确定模块、第二确定模块和第三确定模块可通讯地连接。
进一步地，根据本发明的另一个实施例，所述装置还包括增程功率限制模块18和第四确定模块19，所述模式选择模块分别与增程功率限制模块和第四确定模块可通讯地连接，可以理解的是，本实施例中所述增程功率限制模块可以根据模式选择模块的选择模式来获知车辆是否处于增程模式；
所述增程功率限制模块18用于在增程模式运行过程中对增程功率PZC进行限制，所述对增程功率PZC进行限制包括：
所述第四确定模块19用于根据油门和车速确定当前NVH限制功率PNVH，所述增程功率限制模块用于根据限制条件PZC=min(P1, PNVH) 对增程功率PZC进行限制；
其中，车速越高，油门越大，允许的NVH功率限制越大。
对于装置实施例而言，由于其对应于上述方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
通过以上实施例描述可知，实施本发明实施例的具有以下有益效果：
本发明实施例公开了一种机电耦合变速箱的模式选择控制方法及装置，该方法及装置主要针对搭载新型机电耦合变速箱的插电式车型提供一种模式选择控制技术，该方法及装置通过综合判断驾驶员需求以及电池放电能力使得车辆工作模式的选择能够最大程度满足驾驶员需求；同时协调控制插电式车型第一动力源、第二电机和发动机组成的第二动力源的输出，一方面保证插电式车型的动力工作在合理功率区间；另一方面保证插电式车型的发动机工作于高效经济区域并且兼顾电机的高效工作区，从而延长动力电池寿命，并且使车辆具有较高的燃油经济性；同时对由第二电机与发动机组成的第二动力源进行功率和斜率的协调，使改善整车的舒适性和NVH性能有一定提升，本发明实施例的方法及装置简单易行，动力跟随性能好，驾驶一致性高，并可以提高车辆运行的舒适性，模式选择控制方法逻辑严谨。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合所述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。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (15)

1.一种机电耦合变速箱的模式选择控制方法，其特征在于，所述模式选择控制方法包括如下步骤：
根据当前车辆驾驶员操作信号确定车辆当前工作模式为怠速模式或驱动模式；
若当前工作模式为怠速模式，根据当前电池剩余电量值选择空挡发电模式或空挡发动机停机模式；
若当前工作模式为驱动模式，根据所述当前油门踏板开度值和车速确定当前需求的输出功率，并进一步根据当前剩余电量值、车速和电池峰值放电功率与当前需求的输出功率的比较结果选择纯电动模式、混动模式或增程模式，并在纯电动模式、混动模式和增程模式之间切换。
2.如权利要求1所述的机电耦合变速箱的模式选择控制方法，其特征在于，所述当前车辆驾驶员操作信号为当前车辆的档位选择信号，当前车辆的档位选择信号为空档或驻车档时，确定车辆当前工作模式为怠速模式，当前车辆的档位选择信号为驱动档时，确定车辆当前工作模式为驱动模式。
3.如权利要求1所述的机电耦合变速箱的模式选择控制方法，其特征在于，所述根据当前电池剩余电量值选择空挡发电模式或空挡发动机停机模式包括：
响应于当前电池剩余电量值小于或等于第一电量阈值，选择空挡发电模式；响应于当前电池剩余电量值大于或等于第二电量阈值，选择空挡发动机停机模式；
其中，所述第一电量阈值小于所述第二电量阈值。
4.如权利要求3所述的机电耦合变速箱的模式选择控制方法，其特征在于，所述第二电量阈值选取方式如下：
设第一电量阈值为SOC1，第二电量阈值为SOC2，则有：
SOC2 = SOC1 + Pkt×T / SOCall× 100%
其中，电池总电量为SOCall；一般空调功率为Pkt；T为空调工作时间，T为2-4min。
5.如权利要求1所述的机电耦合变速箱的模式选择控制方法，其特征在于，所述根据当前剩余电量值、车速以及电池峰值放电功率与当前需求的输出功率的比较结果选择增程模式包括：
设当前需求的输出功率为P1，电池峰值放电功率为P2，k为第一缓冲值；
响应于P1小于或等于P2+k、剩余电量值小于第三电量阈值，选择增程模式；
或者，响应于P1大于P2+k且车速小于或等于第一车速阈值，选择增程模式。
6.如权利要求5所述的机电耦合变速箱的模式选择控制方法，其特征在于，所述在纯电动模式、混动模式和增程模式之间切换包括：当前为增程模式时，如果剩余电量值大于第四电量阈值并且P1<P2，则切换至纯电动模式；如果车速大于第一车速阈值，则切换至混动模式。
7.如权利要求1所述的机电耦合变速箱的模式选择控制方法，其特征在于，所述根据当前剩余电量值的大小、车速以及电池峰值放电功率与当前需求的输出功率的比较结果选择混动模式包括：
设当前需求的输出功率为P1，电池峰值放电功率为P2，k为第一缓冲值；
响应于P1大于P2+k且车速大于第一车速阈值，选择混动模式。
8.如权利要求7所述的机电耦合变速箱的模式选择控制方法，其特征在于，所述在纯电动模式、混动模式和增程模式之间切换包括：当前为混动模式时，如果剩余电量值大于第四电量阈值并且P1<P2，则切换至纯电动模式；如果车速小于第二车速阈值，剩余电量值小于或等于第四电量阈值并且P1<P2，则切换至增程模式。
9.如权利要求1所述的机电耦合变速箱的模式选择控制方法，其特征在于，所述根据当前剩余电量值、车速以及电池峰值放电功率与当前需求的输出功率的比较结果选择纯电动模式包括：
设当前需求的输出功率为P1，电池峰值放电功率为P2，k为第一缓冲值；
响应于P1小于或等于P2+k、剩余电量值大于或等于第三电量阈值，选择纯电动模式。
10.如权利要求9所述的机电耦合变速箱的模式选择控制方法，其特征在于，所述在纯电动模式、混动模式和增程模式之间切换包括：当前为纯电动模式时，响应于P1大于P2+k且车速大于第一车速阈值，则切换至混动模式。
11.如权利要求9所述的机电耦合变速箱的模式选择控制方法，其特征在于，所述在纯电动模式、混动模式和增程模式之间切换包括：当前为纯电动模式时，响应于P1小于或等于P2+k、剩余电量值小于第三电量阈值，或者，响应于P1大于P2+k且车速小于或等于第一车速阈值，则切换至增程模式。
12.如权利要求8所述的机电耦合变速箱的模式选择控制方法，其特征在于，所述第二车速阈值根据车辆轮胎半径和机电耦合变速箱速比计算获得，所述第一车速阈值为所述第二车速阈值加上第二缓冲值。
13.如权利要求1至所述的机电耦合变速箱的模式选择控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据油门踏板开度值和车速确定当前NVH限制功率PNVH；
在增程模式运行过程中根据限制条件对增程功率PZC进行限制，所述限制条件为PZC=min(P1, PNVH)；其中，车速越高，油门踏板开度值越大，允许的NVH功率限制越大。
14.一种机电耦合变速箱的模式选择控制装置，其特征在于，所述模式选择控制装置包括：
第一确定模块，用于根据当前车辆驾驶员操作信号确定车辆当前工作模式为怠速模式或驱动模式；
第二确定模块，用于若当前工作模式为怠速模式，根据当前电池剩余电量值确定选择空挡发电或空挡发动机停机模式；
第三确定模块，用于若当前工作模式为驱动模式，根据所述当前油门踏板开度值和车速确定当前需求的输出功率；
模式选择模块，用于若当前工作模式为驱动模式，根据当前剩余电量值、车速、和电池峰值放电功率与当前需求的输出功率的比较结果选择纯电动模式、混动模式或增程模式，并在纯电动模式、混动模式和增程模式之间切换；
所述模式选择模块分别与所述第一确定模块、第二确定模块和第三确定模块可通讯地连接。
15.根据权利要求14所述的机电耦合变速箱的模式选择控制装置，其特征在于，所述装置还包括增程功率限制模块和第四确定模块，所述模式选择模块分别与增程功率限制模块和第四确定模块可通讯地连接，所述第四确定模块用于根据油门和车速确定当前NVH限制功率PNVH，所述增程功率限制模块用于根据限制条件PZC=min(P1, PNVH)对增程功率PZC进行限制。
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