CN110696831B - 一种混合动力汽车纯电动模式的换挡控制方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种混合动力汽车纯电动模式的换挡控制方法及其装置，属于汽车技术领域。它解决了现有技术换挡时存在动力中断时间长的问题。本混合动力汽车纯电动模式的换挡控制方法包括：根据车辆实时工况信息判断目标挡位与当前挡位不一致时，进入换挡模式；驱动电机卸载扭矩至零；同步器脱出当前挡位至空挡；在同步器脱出至当前挡位的同步点时，通过变速箱控制器发出调速指令信号；电机控制器控制驱动电机进行调速，在驱动电机转速达到目标转速时，卸载驱动电机扭矩至零；同步器进入目标挡位，驱动电机扭矩恢复至目标扭矩。本发明还提出了一种混合动力汽车纯电动模式的换挡控制装置。本发明能够缩短纯电动驱动模式下的换挡动力中断时间。

Description

一种混合动力汽车纯电动模式的换挡控制方法及其装置

技术领域

本发明属于汽车技术领域，涉及一种混合动力汽车纯电动模式的换挡控制方法及其装置。

背景技术

在双离合混合动力车型中，由于存在单独的电驱动模式，其纯电驱动模式换挡是类AMT挡。纯电驱动模式下的升挡，动力中断时间过长，尤其是在高压电池限制充电的情况下，电机主动调速的能力受限，其动力中断时间会更长，导致驾驶感受差。因此，缩短纯电驱动模式下换挡动力中断时间，是十分重要的。

针对上述存在的问题，现有中国专利文献公开了一种混合动力汽车的换挡控制方法【申请号：CN201410559860.9】，包括以下步骤:检测混合动力汽车的运行参数，其中，混合动力汽车的运行参数包括混合动力汽车的车速、油门踏板信号和当前挡位；判断混合动力汽车的工作模式；根据混合动力汽车的当前工作模式以及混合动力汽车的运行参数对第一电动发电机进行调速换挡控制，以使混合动力汽车实现换挡控制，其中，工作模式包括纯电动模式和混合动力模式。当所述混合动力汽车的当前工作模式为所述纯电动模式，且需要进行换挡时，电机动力轴同步器在电机动力轴第一齿轮和电机动力轴第二齿轮之间切换接合位置时，通过第一电动发电机对电机动力轴的调速，使得电机动力轴的转速能够与待接合的齿轮(例如电机动力轴第一齿轮或电机动力轴第二齿轮)转速相匹配，即第一电动发电机能够以待接合的齿轮的转速为目标对电机动力轴的转速进行调节，使电机动力轴的转速与待接合的齿轮的转速在短时间内匹配，方便电机动力轴同步器的接合，从而大大提高了传动效率，减少中间能量的传递损失。但是由于调速指令由变速箱控制器发出至电机控制器，电机控制器实际执行动作会存在滞后，该发明仍存在动力中断时间长的问题，换挡品质还存在不足。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种混合动力汽车纯电动模式的换挡控制方法及其装置，该混合动力汽车纯电动模式的换挡控制方法及其装置所要解决的技术问题是：如何缩短纯电动驱动模式下的换挡动力中断时间。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种混合动力汽车纯电动模式的换挡控制方法，包括：

在纯电动模式下，变速箱控制器根据车辆实时工况信息判断当前需求的目标挡位，在目标挡位与当前挡位不一致时，进入换挡模式；

电机控制器控制驱动电机卸载扭矩至零；

变速箱控制器控制同步器脱出当前挡位至空挡；

通过位置传感器对同步器的位置信息进行检测，在同步器脱出至当前挡位的同步点时，通过变速箱控制器发出调速指令信号给电机控制器；

电机控制器控制驱动电机进行调速，在驱动电机转速达到目标挡位所对应的目标转速时，卸载驱动电机扭矩至零；

变速箱控制器控制同步器进入目标挡位，电机控制器控制驱动电机扭矩恢复至目标扭矩，完成换挡。

本混合动力汽车纯电动模式的换挡控制方法的工作原理为：在纯电动模式下进行换挡时，首先驱动电机卸载扭矩至零，在扭矩卸载完成后，同步器脱出当前挡位到空挡，现有操作都是在同步器位于空挡时控制驱动电机调速，本混合动力汽车纯电动模式的换挡控制方法设定为：在同步器脱出当前挡位的同步点时发出调速指令信号，该同步点是指同步器刚脱出当前挡位的点或即将与当前挡位啮合的点；由于电机控制器调速信号是由变速箱控制器发送的，设定为在同步器移动到同步点时即发送调速的控制指令，这样的操作，保证同步器在移动到空挡时，电机控制器已经接收到调速指令并开始执行相应调速指令，解决了在同步器脱出至空挡时，再由变速箱控制器发出调速指令至电机控制器，存在执行动作滞后，动力中断时间长的问题，通过本混合动力汽车纯电动模式的换挡控制方法能够使同步器移动到空挡时，驱动电机已进行转速调节，缩短了换入目标挡位的时间，并且缩短了换挡过程中，动力中断的时间，换挡更加平顺，能有效改善换挡品质。

在上述的混合动力汽车纯电动模式的换挡控制方法中，在判断目标挡位大于当前挡位时，在同步器脱出至当前挡位的同步点时，变速箱控制器在发出降速的控制指令信号的同时，发出控制指令至离合器，对离合器预充油至半联动点，使离合器处于滑摩状态；在驱动电机转速达到目标挡位所对应的目标转速时，控制离合器处于分离状态。在纯电动驱动模式下升档，需要将驱动电机及与驱动电机连接的挡位齿轮转速快速降低至目标转速，在通过驱动电机进行主动调速的同时，还控制离合器滑摩，能够通过离合器的滑摩状态，对挡位齿轮产生拖滞力矩，达到辅助降低转速的目的，缩短了驱动电机转速降低至目标转速的时间。

在上述的混合动力汽车纯电动模式的换挡控制方法中，根据输出轴转速以及目标挡位的齿轮速比确定同步器在挂挡时的电机目标转速，进而计算驱动电机实时转速降低至驱动电机目标转速的降速时间，变速箱控制器在降速时间内发送给离合器的控制指令为逐渐增大离合器拖滞力矩的控制指令。发出增大离合器拖滞力矩的控制指令，能够缩短电机实时转速降低至驱动电机目标转速的时间。

在上述的混合动力汽车纯电动模式的换挡控制方法中，在判断目标挡位小于当前挡位时，在同步器脱出至当前挡位的同步点时，变速箱控制器发出增速的控制指令给电机控制器，通过电机控制器控制驱动电机达到目标挡位所对应的目标转速；变速箱控制器不发出控制指令给离合器。在降档时，同步器到达同步点位置时，发出增速控制指令，有效缩短换挡时动力中断的时间，提高换挡的平顺性。

在上述的混合动力汽车纯电动模式的换挡控制方法中，所述同步点位置通过自学习算法进行获取，包括如下步骤：采集输出轴转速；根据当前挡位信号，采集套接在输出轴上的当前挡位齿轮的转速；通过变速箱控制器对当前挡位齿轮的转速与输出轴的转速进行对比，在输出轴的转速从与当前挡位齿轮的转速一致转变为不一致时，判断当前的同步器位置为合适的同步点位置，对预存的同步点位置进行自学习更新。在同步器挂入到相应挡位时，其挡位齿轮与同步器转速是同步的，在同步器脱出时，由于同步器固连在输出轴上，车辆在行驶，输出轴在没有扭矩传递的情况下，转速降低，将此时的同步器位置判定为合适的同步点位置，能够确保同步器是已经脱出当前挡位向空挡移动，确保能够顺利换挡。

在上述的混合动力汽车纯电动模式的换挡控制方法中，所述车辆实时工况信息包括检测车辆的行驶速度、检测车辆的当前挡位和检测车辆油门状态。通过行驶速度、油门状态和当前挡位判断目标挡位是否等于当前挡位，确定车辆是升档还是降档。

一种混合动力汽车纯电动模式的换挡控制装置，包括变速箱控制器、电机控制器、驱动电机、用于控制同步器移动实现换挡的换挡执行机构以及用于检测车辆实时工况信息的车载传感器，所述换挡执行机构、电机控制器和车载传感器均与所述变速箱控制器电连接，所述驱动电机与电机控制器电连接，所述变速箱控制器用于根据车载传感器输送的车辆实时工况信息判断车辆需要进入换挡模式时发出控制指令信号给电机控制器，所述电机控制器用于根据控制指令信号控制驱动电机卸载扭矩至零，所述换挡控制装置还包括与所述变速箱控制器电连接的用于检测同步器所处位置的位置传感器，所述变速箱控制器用于在驱动电机卸载扭矩至零时发出控制指令信号给换挡执行机构，所述换挡执行机构用于控制同步器脱出当前挡位向空挡移动，所述变速箱控制器用于根据位置传感器输送的同步器位置信息，在判断同步器脱出至当前挡位的同步点时发出调速指令信号给电机控制器，所述电机控制器控制驱动电机进行调速至目标转速，所述换挡执行机构用于在调速完成后控制同步器挂入目标挡位。

本混合动力汽车纯电动模式的换挡控制装置是在同步器脱出当前挡位的同步点时发出调速指令信号，该同步点是指同步器刚脱出当前挡位的点或即将与当前挡位啮合的点，采用这样的操作，保证了同步器在移动到空挡时，电机控制器已经接收到调速指令并开始执行相应调速指令，解决了在同步器脱出至空挡时，再由变速箱控制器发出调速指令至电机控制器，存在执行动作滞后，动力中断时间长的问题，通过本混合动力汽车纯电动模式的换挡控制方法能够使同步器移动到空挡时，驱动电机已进行转速调节，缩短了换入目标挡位的时间，并且缩短了换挡过程中，动力中断的时间，换挡更加平顺，能有效改善换挡品质。

在上述的混合动力汽车纯电动模式的换挡控制装置中，所述变速箱控制器根据车辆实时工况信息判断车辆目标挡位大于当前挡位时，所述变速箱控制器在发出调速指令信号的同时发出控制指令给离合器，控制离合器处于滑摩状态，以辅助所述驱动电机调速。在驱动电机进行主动调速的同时，还通过离合器滑摩状态实现辅助调速，有效缩短换挡的动力中断时间，而且通过滑摩控制，其调速的速度控制变化率控制效果更好，换挡引起的冲击更小，换挡更加平顺。

在上述的混合动力汽车纯电动模式的换挡控制装置中，所述换挡控制装置还包括设置在输出轴上用于检测输出轴转速的第一转速传感器以及用于对输出轴上套接的各个齿轮进行转速检测的第二转速传感器，所述第一转速传感器和第二转速传感器均与变速箱控制器连接，所述变速箱控制器用于根据第一转速传感器和第二转速传感器输送的转速从一致转变为不一致时，判断同步器脱离当前挡位至同步点，所述变速箱控制器用于根据位置传感器传输的同步器位置信号对预存的同步点进行存储更新。通过同步点位置的更新学习，可确保同步点位置的准确性，有利于缩短混合动力汽车换挡时的动力中断时间。

在上述的混合动力汽车纯电动模式的换挡控制装置中，所述车载传感器包括用于检测车辆行驶速度的车速传感器、用于检测车辆当前在挡挡位的挡位传感器以及用于检测车辆油门状态的油门开度传感器，所述车速传感器、挡位传感器和油门开度传感器均与所述变速箱控制器连接。通过车载传感器传输的信号来判断车辆当前是进行升档还是降档。

在上述的混合动力汽车纯电动模式的换挡控制装置中，所述车速传感器为设置在车轮上的轮速传感器。

与现有技术相比，本混合动力汽车纯电动模式的换挡控制方法及其装置具有以下优点：

1、本发明在同步器脱离挡位至空挡的同步点时，即发出驱动电机调速指令，避免同步器位于空挡时再由变速箱控制器发出指令至电机控制器，使得电机控制器在实际执行动作时存在滞后的问题；同时本发明还通过控制离合器滑摩实现辅助调速，通过离合器滑摩产生一定的拖滞力矩，从而达到降低电机转速及挡位齿轮转速的目的，从而达到缩短换挡时动力中断时间的目的，进而能够起到提高换挡平顺性的作用。

2、本发明中的同步点位置还能够通过自学习算法进行更新，有效弥补了机械制造导致同步点偏差的问题，进一步起到缩短换挡时动力中断时间的目的。

附图说明

图1是本发明混合动力汽车传动系统的结构示意图。

图2是本发明纯电动模式下换挡的控制过程示意图。

图3是本发明的控制结构示意图。

图中，1、驱动电机；2、电机输入轴；3a、第一输出轴；3b、第二输出轴；4、变速箱控制器；5、第一输入轴；6、第二输入轴；7、离合器；第一离合器C1；第二离合器C2；8、车载传感器；8a、车速传感器；8b、挡位传感器；8c、油门开度传感器；9、同步器；9a、同步器Ⅰ；9b、同步器Ⅱ；9c、同步器Ⅲ；9d、同步器Ⅳ；10、电机控制器；11、换挡执行机构；12、第一转速传感器；13、第二转速传感器；14、位置传感器。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1、2和3所示，本混合动力汽车纯电动模式的换挡控制方法包括：在纯电动模式下，变速箱控制器4根据车辆实时工况信息判断当前需求的目标挡位，在目标挡位与当前挡位不一致时，进入换挡模式；电机控制器10控制驱动电机1卸载扭矩至零；变速箱控制器4控制同步器9脱出当前挡位至空挡；通过位置传感器14对同步器9的位置信息进行检测，在同步器9脱出至当前挡位的同步点时，通过变速箱控制器4发出调速指令信号给电机控制器10；电机控制器10控制驱动电机1进行调速，在驱动电机1转速达到目标挡位所对应的目标转速时，卸载驱动电机1扭矩至零；变速箱控制器4控制同步器9进入目标挡位，电机控制器10控制驱动电机1扭矩恢复至目标扭矩，完成换挡。

作为优选方案，在判断目标挡位大于当前挡位时，在同步器9脱出至当前挡位的同步点时，变速箱控制器4在发出降速的控制指令信号的同时，发出控制指令至离合器7，对离合器7预充油至半联动点，使离合器7处于滑摩状态；在驱动电机1转速达到目标挡位所对应的目标转速时，控制离合器7处于分离状态。在纯电动驱动模式下升档，需要将驱动电机1及与驱动电机1连接的挡位齿轮转速快速降低至目标转速，在通过驱动电机1进行主动调速的同时，还控制离合器7滑摩，能够通过离合器7的滑摩状态，对挡位齿轮产生拖滞力矩，达到辅助降低转速的目的，缩短了驱动电机1转速降低至目标转速的时间。

作为优选方案，根据输出轴转速以及目标挡位的齿轮速比确定同步器9在挂挡时的电机目标转速，进而计算驱动电机1实时转速降低至驱动电机1目标转速的降速时间，变速箱控制器4在降速时间内发送给离合器7的控制指令为逐渐增大离合器7拖滞力矩的控制指令。发出增大离合器7拖滞力矩的控制指令，能够缩短电机实时转速降低至驱动电机1目标转速的时间。

作为优选方案，在判断目标挡位小于当前挡位时，在同步器9脱出至当前挡位的同步点时，变速箱控制器4发出增速的控制指令给电机控制器10，通过电机控制器10控制驱动电机1达到目标挡位所对应的目标转速；变速箱控制器4不发出控制指令给离合器7。在降档时，同步器9到达同步点位置时，发出增速控制指令，有效缩短换挡时动力中断的时间，提高换挡的平顺性。

作为优选方案，同步点位置通过自学习算法进行获取，包括如下步骤：采集输出轴转速；根据当前挡位信号，采集套接在输出轴上的当前挡位齿轮的转速；通过变速箱控制器4对当前挡位齿轮的转速与输出轴的转速进行对比，在输出轴的转速从与当前挡位齿轮的转速一致转变为不一致时，判断当前的同步器9位置为合适的同步点位置，对预存的同步点位置进行自学习更新。在同步器9挂入到相应挡位时，其挡位齿轮与同步器9转速是同步的，在同步器9脱出时，由于同步器9固连在输出轴上，车辆在行驶，输出轴在没有扭矩传递的情况下，转速降低，将此时的同步器9位置判定为合适的同步点位置，能够确保同步器9是已经脱出当前挡位向空挡移动，确保能够顺利换挡。

作为优选方案，车辆实时工况信息包括检测车辆的行驶速度、检测车辆的当前挡位和检测车辆油门状态。通过行驶速度、油门状态和当前挡位判断目标挡位是否等于当前挡位，确定车辆是升档还是降档，进而发出相应地操作指令。

如图3所示，本混合动力汽车纯电动模式的换挡控制装置包括变速箱控制器4、电机控制器10、驱动电机1、用于检测同步器9所处位置的位置传感器14、用于控制同步器9移动实现换挡的换挡执行机构11以及用于检测车辆实时工况信息的车载传感器8，换挡执行机构11、电机控制器10、位置传感器14和车载传感器8均与变速箱控制器4电连接，驱动电机1与电机控制器10电连接，变速箱控制器4用于根据车载传感器8输送的车辆实时工况信息判断车辆需要进入换挡模式时发出控制指令信号给电机控制器10，电机控制器10用于控制驱动电机1卸载扭矩至零，，变速箱控制器4用于在驱动电机1卸载扭矩至零时发出控制指令信号给换挡执行机构11，换挡执行机构11用于控制同步器9脱出当前挡位向空挡移动，变速箱控制器4用于根据位置传感器14输送的同步器9位置信息，在判断同步器9脱出至当前挡位的同步点时发出调速指令信号给电机控制器10，电机控制器10控制驱动电机1进行调速至目标转速，换挡执行机构11用于在调速完成后控制同步器9挂入目标挡位。

作为优选方案，变速箱控制器4根据车辆实时工况信息判断车辆目标挡位大于当前挡位时，变速箱控制器4在发出调速指令信号的同时发出控制指令给离合器7，控制离合器7处于滑摩状态，以辅助驱动电机1调速。在驱动电机1进行主动调速的同时，还通过离合器7滑摩状态实现辅助调速，有效缩短换挡的动力中断时间，而且通过滑摩控制，其调速的速度控制变化率控制效果更好，换挡引起的冲击更小，换挡更加平顺。

作为优选方案，换挡控制装置还包括设置在输出轴上用于检测输出轴转速的第一转速传感器12以及用于对输出轴上套接的各个齿轮进行转速检测的第二转速传感器13，第一转速传感器12和第二转速传感器13均与变速箱控制器4连接，变速箱控制器4用于根据第一转速传感器12和第二转速传感器13输送的输送的转速从一致转变为不一致时，判断同步器9脱离当前挡位至同步点，所述变速箱控制器4用于根据位置传感器14传输的同步器9位置信号对预存的同步点进行存储更新。通过同步点位置的更新学习，可确保同步点位置的准确性，有利于缩短混合动力汽车换挡时的动力中断时间。

作为优选方案，车载传感器8包括用于检测车辆行驶速度的车速传感器8a、用于检测车辆当前在挡挡位的挡位传感器8b以及用于检测车辆油门状态的油门开度传感器8c，车速传感器8a、挡位传感器8b和油门开度传感器8c均与变速箱控制器4连接。通过车载传感器8传输的信号来判断车辆当前是进行升档还是降档。

作为优选方案，车速传感器8a为设置在车轮上的轮速传感器。

本混合动力汽车纯电动模式的换挡控制方法及其装置的具体工作原理为：如图1所示，本混合动力汽车的动力传动系统包括用于传递发动机扭矩的离合器7、第一输入轴5、第二输入轴6、驱动电机1、电机输入轴2以及用于传递扭矩至车轮的输出轴，输出轴包括第一输出轴3a和第二输出轴3b，离合器7包括第一离合器C1和第二离合器C2，第二输入轴6与第二离合器7连接，第一离合器7与第一输入轴5连接并套接在第二输入轴6上，能够围绕第二输入轴6旋转；第一输入轴5上连接有主动齿轮D2和主动齿轮D4，第二输入轴6上连接有主动齿轮D1、主动齿轮D3、主动齿轮D5和主动齿轮D6；第一输出轴3a上套接有从动齿轮G2、从动齿轮G5、从动齿轮G6和从动齿轮G7，从动齿轮G2与主动齿轮D2啮合，从动齿轮G5与主动齿轮D5啮合，从动齿轮G6与主动齿轮D4啮合，从动齿轮G7与主动齿轮D6啮合；第二输出轴3b上套接有从动齿轮G1、从动齿轮G3、从动齿轮G4和从动齿轮G8，从动齿轮G1与主动齿轮D1啮合，从动齿轮G3与主动齿轮D3啮合，从动齿轮G4与主动齿轮D4啮合；驱动电机1的电机轴通过齿轮对与电机输入轴2建立扭矩传输，电机输入轴2上连接有电机齿轮IG，电机齿轮IG与主动齿轮D4之间啮合有齿轮G9，通过齿轮G9建立动力传输；从动齿轮G2与从动齿轮G8之间啮合有齿轮G10，通过齿轮G9建立动力传输；第一输出轴3a上固连有同步器Ⅰ9a和同步器Ⅱ9b，同步器Ⅰ9a位于从动齿轮G2与从动齿轮G6之间，同步器Ⅱ9b位于从动齿轮G5和从动齿轮G7之间，第二输出轴3b上固连有同同步器Ⅲ9c和同步器Ⅳ9d，同同步器Ⅲ9c位于从齿轮G8与从齿轮G4之间，同步器Ⅳ9d位于从动齿轮G3和从动齿轮G1之间。其中，主动齿轮D1与从动齿轮G1啮合构成混合动力一挡齿轮对，主动齿轮D2与从动齿轮G1啮合构成混合动力二挡齿轮对，主动齿轮D3与从动齿轮G3啮合构成混合动力三挡齿轮对，主动齿轮D4与从动齿轮G4啮合构成混合动力四挡齿轮对，主动齿轮D5与从动齿轮G5啮合构成混合动力五挡齿轮对，主动齿轮D4与从动齿轮G6啮合构成混合动力六挡齿轮对，主动齿轮D6与从动齿轮G7啮合构成混合动力七挡齿轮对，从动齿轮G2、齿轮G10与从动齿轮G8依次啮合构成混合动力倒挡齿轮对。以纯电动二挡工作为例，同步器Ⅰ9a处于向左滑动结合状态，同步器Ⅱ9b、同步器Ⅲ9c和同步器Ⅳ9d均处于中间位置状态，驱动电机1输出动力通过电机输入轴2、电机齿轮IG、齿轮G9、主动齿轮D4、第一输入轴5、主动齿轮D2和从动齿轮G2传递到第一输出轴3a上。

如图1、2、3所示，在车辆处于纯电动模式时，车载传感器8对车辆实时工况信息进行检测，车辆实时工况信息包括车速、挡位和油门开度；变速箱控制器4接收该车载传感器8输送的车辆实时工况信息并对其进行判断，判断目标挡位是否等于当前挡位，在目标挡位等于当前挡位时，对车辆实时工况信息继续进行判断；在判断目标挡位不等于当前挡位时，判断目标挡位是否大于当前挡位，在目标挡位大于当前挡位时，进入升档切换流程，首先电机控制器10控制驱动电机1卸载扭矩至零，变速箱控制器4发出控制指令信号给换挡执行机构11，通过换挡执行机构11控制同步器9脱出当前挡位，如挡位传感器8b检测当前挡位二挡时，则同步器9与从动齿轮G2啮合，换挡执行机构11控制同步器Ⅰ9a脱出从动齿轮G2向空挡移动，在同步器Ⅰ9a向空挡移动时，位置传感器14实时检测同步器Ⅰ9a的位置状态，在同步器Ⅰ9a脱出至同步点位置，即同步器9刚脱出从动齿轮G2的点，或者即将于从动齿轮G2啮合的点，作为优选，变速箱控制器4对当前挡位齿轮的转速与输出轴的转速进行对比，如当前挡位在二挡时，通过第一转速传感器12对第一输出轴3a转速进行检测，通过第二转速传感器13对从动齿轮G2转速进行检测，在第一输出轴3a的转速从与当前挡位齿轮G2的转速一致转变为不一致时，判断同步器Ⅰ9a脱出至同步点位置；此时，变速箱控制器4获取该位置信号后发出降速的调速指令给电机控制器10，同时发出控制指令信号给第一离合器C1，控制第一离合器C1充油至半联动点，第一离合器C1进入滑摩状态，达到辅助调速的目的，作为优选，根据输出轴转速以及目标挡位的齿轮速比确定同步器9在挂挡时的电机目标转速，进而计算驱动电机1实时转速降低至驱动电机1目标转速的降速时间，变速箱控制器4在降速时间内发送给离合器7的控制指令为逐渐增大离合器7拖滞力矩的控制指令，进一步缩短动力中断时间，电机控制器10控制驱动电机1降低实时转速至目标转速，在驱动电机1的转速达到目标转速时，控制第一离合器C1分离，驱动电机1卸载扭矩至零，控制同步器9挂入目标挡位，即控制同同步器Ⅲ9c与从动齿轮G4啮合，同步器9进入目标挡位后，电机控制器10控制驱动电机1扭矩恢复至目标扭矩，车辆从二挡挡位升入四挡挡位成功，换挡结束；当前挡位在四挡时，通过第一转速传感器12对第二输出轴3b转速进行检测，通过第二转速传感器13对从动齿轮G4转速进行检测，在第二输出轴3b的转速从与当前挡位齿轮G4的转速一致转变为不一致时，判断同步器Ⅲ9c向左脱出至同步点位置；此时，变速箱控制器4获取该位置信号后发出降速的调速指令给电机控制器10，同时发出控制指令信号给第一离合器C1，控制第一离合器C1充油至半联动点，第一离合器C1进入滑摩状态，达到辅助调速的目的，作为优选，根据输出轴转速以及目标挡位的齿轮速比确定同步器9在挂挡时的电机目标转速，进而计算驱动电机1实时转速降低至驱动电机1目标转速的降速时间，变速箱控制器4在降速时间内发送给离合器7的控制指令为逐渐增大离合器7拖滞力矩的控制指令，进一步缩短动力中断时间，电机控制器10控制驱动电机1降低实时转速至目标转速，在驱动电机1的转速达到目标转速时，控制第一离合器C1分离，驱动电机1卸载扭矩至零，控制同步器9挂入目标挡位，即控制同同步器Ⅰ9a与从动齿轮G6啮合，同步器9进入目标挡位后，电机控制器10控制驱动电机1扭矩恢复至目标扭矩，车辆从二挡挡位升入四挡挡位成功，换挡结束；在目标挡位小于当前挡位时，进入降档切换流程，首先电机控制器10控制驱动电机1卸载扭矩至零，变速箱控制器4发出控制指令信号给换挡执行机构11，通过换挡执行机构11控制同步器9脱出当前挡位，如挡位传感器8b检测当前挡位六挡时，则同步器9与从动齿轮G6啮合，换挡执行机构11控制同步器Ⅰ9a脱出从动齿轮G6向空挡移动，在同步器Ⅰ9a向空挡移动时，位置传感器14实时检测同步器Ⅰ9a的位置状态，在同步器Ⅰ9a脱出至同步点位置，即同步器9刚脱出从动齿轮G6的点，或者即将于从动齿轮G2啮合的点，此时，变速箱控制器4获取该位置信号后发出升速的调速指令给电机控制器10，电机控制器10控制驱动电机1提高实时转速至目标转速，在驱动电机1的转速达到目标转速时，驱动电机1卸载扭矩至零，控制同步器9挂入目标挡位，即控制同同步器Ⅲ9c与从动齿轮G4啮合，同步器9进入目标挡位后，电机控制器10控制驱动电机1扭矩恢复至目标扭矩，车辆从六挡挡位将入四挡挡位成功，换挡结束。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种混合动力汽车纯电动模式的换挡控制方法，包括：

在纯电动模式下，变速箱控制器（4）根据车辆实时工况信息判断当前需求的目标挡位，在目标挡位与当前挡位不一致时，进入换挡模式；

电机控制器（10）控制驱动电机（1）卸载扭矩至零；

变速箱控制器（4）控制同步器（9）脱出当前挡位至空挡，其特征在于，所述混合动力汽车纯电动模式的换挡控制方法还包括：

通过位置传感器（14）对同步器（9）的位置信息进行检测，在同步器（9）脱出至当前挡位的同步点时，通过变速箱控制器（4）发出调速指令信号给电机控制器（10）；

电机控制器（10）控制驱动电机（1）进行调速，在驱动电机（1）转速达到目标挡位所对应的目标转速时，卸载驱动电机（1）扭矩至零；

变速箱控制器（4）控制同步器（9）进入目标挡位，电机控制器（10）控制驱动电机（1）扭矩恢复至目标扭矩，完成换挡。

2.根据权利要求1所述的混合动力汽车纯电动模式的换挡控制方法，其特征在于，在判断目标挡位大于当前挡位时，在同步器（9）脱出至当前挡位的同步点时，变速箱控制器（4）在发出降速的控制指令信号的同时，发出控制指令至离合器（7），对离合器（7）预充油至半联动点，使离合器（7）处于滑摩状态；在驱动电机（1）转速达到目标挡位所对应的目标转速时，控制离合器（7）处于分离状态。

3.根据权利要求2所述的混合动力汽车纯电动模式的换挡控制方法，其特征在于，根据输出轴转速以及目标挡位的齿轮速比确定同步器（9）在挂挡时的电机目标转速，进而计算驱动电机（1）实时转速降低至驱动电机（1）目标转速的降速时间，变速箱控制器（4）在降速时间内发送给离合器（7）的控制指令为逐渐增大离合器（7）拖滞力矩的控制指令。

4.根据权利要求1或2或3所述的混合动力汽车纯电动模式的换挡控制方法，其特征在于，在判断目标挡位小于当前挡位时，在同步器（9）脱出至当前挡位的同步点时，变速箱控制器（4）发出增速的控制指令给电机控制器（10），通过电机控制器（10）控制驱动电机（1）达到目标挡位所对应的目标转速；变速箱控制器（4）不发出控制指令给离合器（7）。

5.根据权利要求1或2或3所述的混合动力汽车纯电动模式的换挡控制方法，其特征在于，所述同步点的位置通过自学习算法进行获取，包括如下步骤：采集输出轴转速；根据当前挡位信号，采集套接在输出轴上的当前挡位齿轮的转速；通过变速箱控制器（4）对当前挡位齿轮的转速与输出轴的转速进行对比，在输出轴的转速与当前挡位齿轮的转速从一致转变为不一致时，判断当前的同步器（9）位置为合适的同步点位置，对预存的同步点位置进行自学习更新。

6.一种混合动力汽车纯电动模式的换挡控制装置，包括变速箱控制器（4）、电机控制器（10）、驱动电机（1）、用于控制同步器（9）移动实现换挡的换挡执行机构（11）以及用于检测车辆实时工况信息的车载传感器（8），所述换挡执行机构（11）、电机控制器（10）和车载传感器（8）均与所述变速箱控制器（4）电连接，所述驱动电机（1）与电机控制器（10）电连接，所述变速箱控制器（4）用于根据车载传感器（8）输送的车辆实时工况信息判断车辆需要进入换挡模式时发出控制指令信号给电机控制器（10），所述电机控制器（10）用于根据控制指令信号控制驱动电机（1）卸载扭矩至零，其特征在于，所述换挡控制装置还包括与所述变速箱控制器（4）电连接的用于检测同步器（9）所处位置的位置传感器（14），所述变速箱控制器（4）用于在驱动电机（1）卸载扭矩至零时发出控制指令信号给换挡执行机构（11），所述换挡执行机构（11）用于控制同步器（9）脱出当前挡位向空挡移动，所述变速箱控制器（4）用于根据位置传感器（14）输送的同步器（9）位置信息，在判断同步器（9）脱出至当前挡位的同步点时发出调速指令信号给电机控制器（10），所述电机控制器（10）控制驱动电机（1）进行调速至目标转速，所述换挡执行机构（11）用于在调速完成后控制同步器（9）挂入目标挡位。

7.根据权利要求6所述的混合动力汽车纯电动模式的换挡控制装置，其特征在于，所述变速箱控制器（4）根据车辆实时工况信息判断车辆目标挡位大于当前挡位时，所述变速箱控制器（4）在发出调速指令信号的同时发出控制指令给离合器（7），控制离合器（7）处于滑摩状态，以辅助所述驱动电机（1）调速。

8.根据权利要求6或7所述的混合动力汽车纯电动模式的换挡控制装置，其特征在于，所述换挡控制装置还包括设置在输出轴上用于检测输出轴转速的第一转速传感器（12）以及用于对输出轴上套接的各个齿轮进行转速检测的第二转速传感器（13），所述第一转速传感器（12）和第二转速传感器（13）均与变速箱控制器（4）连接，所述变速箱控制器（4）用于在第一转速传感器（12）和第二转速传感器（13）输送的转速从一致转变为不一致时，判断同步器（9）脱离当前挡位至同步点，所述变速箱控制器（4）用于根据位置传感器（14）传输的同步器（9）位置信号对预存的同步点进行存储更新。

9.根据权利要求6或7所述的混合动力汽车纯电动模式的换挡控制装置，其特征在于，所述车载传感器（8）包括用于检测车辆行驶速度的车速传感器（8a）、用于检测车辆当前在挡挡位的挡位传感器（8b）以及用于检测车辆油门状态的油门开度传感器（8c），所述车速传感器（8a）、挡位传感器（8b）和油门开度传感器（8c）均与所述变速箱控制器（4）连接。

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