CN113734147A - 一种变速器控制系统、混合动力车辆及输出扭矩控制方法 - Google Patents

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CN113734147A CN202110926786.XA CN202110926786A CN113734147A CN 113734147 A CN113734147 A CN 113734147A CN 202110926786 A CN202110926786 A CN 202110926786A CN 113734147 A CN113734147 A CN 113734147A
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Abstract

本发明公开了一种变速器控制系统、混合动力车辆及输出扭矩控制方法,变速器控制系统包括轮端扭矩控制模块,轮端扭矩控制模块设置为根据踏板信号计算出轮端扭矩值,并向能量管理模块发出轮端扭矩信号;能量管理模块设置为根据轮端扭矩信号发出目标扭矩信号及模式请求信号,以分配发动机输出扭矩和纯电输出扭矩。混合动力车辆包括双电机混合动力系统和变速器控制系统。输出扭矩控制方法包括根据踏板信号输出轮端扭矩信号,计算扭矩分配情况,控制发动机和第二电机扭矩交互。本发明涉及车辆控制系统领域,提供了一种变速器控制系统、混合动力车辆及输出扭矩控制方法,使用轮端扭矩信号作为变速器控制系统的扭矩传递信号,进而实现扭矩传递效率优化。

Description

一种变速器控制系统、混合动力车辆及输出扭矩控制方法
技术领域
本文涉及车辆控制系统领域,尤指一种变速器控制系统、混合动力车辆及输出扭矩控制方法。
背景技术
目前,开发的混合动力汽车多数为单电机结构,电机在发电与电动之间不停切换,电机工作效率不高,且发动机与电机之间很难以恒功率长时间高效发电,不能及时为电池充电,导致混合动力系统的功能受损。一些具有双电机结构的混合动力汽车,虽然能够摆脱单电机的困境,但是反馈响应不够快速,导致车辆在驾驶体验上,不能完全适应驾驶员操作习惯与复杂行驶工况的变化。其中,反馈响应不够快速具体指混合动力系统的扭矩传递响应迟缓,该情况会导致换挡时间长,不能及时跟随驾驶需求响应,可能会出现抖动现象,而且随着车速的不断上升,若扭矩响应不及时,离合器和电机将会出现啸叫,严重影响驾驶体验,另外,这也使得电机也无法运行在高效率工作区间,导致整车的经济性下降。
发明内容
本申请提供了一种变速器控制系统,应用于混合动力总成,包括速度踏板感应模块、能量管理模块、发动机控制模块和速比控制模块,还包括轮端扭矩控制模块,所述轮端扭矩控制模块分别与所述速度踏板感应模块和所述能量管理模块电连接;
所述速度踏板感应模块设置为根据速度踏板行程向所述轮端扭矩控制模块输出踏板信号;
所述轮端扭矩控制模块设置为根据所述踏板信号计算出轮端扭矩值,并向所述能量管理模块发出轮端扭矩信号;
所述能量管理模块设置为根据轮端扭矩信号发出目标扭矩信号及模式请求信号,以分配发动机输出扭矩和纯电输出扭矩。
在一些示例性实施例中,所述能量管理模块设置为根据所述轮端扭矩信号计算纯电扭矩需求值和发动机扭矩需求值,构成所述目标扭矩信号。
在一些示例性实施例中,所述能量管理模块设置为还根据所述轮端扭矩信号计算第一电机的目标转速,所述纯电扭矩需求值、第一电机的目标转速和发动机扭矩需求值构成所述目标扭矩信号;其中,
所述轮端扭矩数值设置为Tw,纯电扭矩需求值为Tem2,发动机扭矩需求值为Teng,其中,轮端扭矩分配公式:Tw=Teng×K1+Tem2×K2,K1和K2为分配扭矩比例系数。
在一些示例性实施例中,所述能量管理模块设置为将所述纯电扭矩需求值、所述第一电机的目标转速和所述模式请求信号发送给速比控制模块,并将所述发动机扭矩需求值发送给发动机控制模块。
本申请提供了一种混合动力车辆,包括双电机混合动力系统和上述的变速器控制系统;
所述双电机混合动力系统具有两种驱动模式,两种所述驱动模式包括串联模式和并联模式;
所述变速器控制系统设置为控制所述双电机混合动力系统以一种驱动模式运行,以及控制两种驱动模式之间的切换。
在一些示例性实施例中,所述双电机混合动力系统包括第一电机、第二电机、动力电池、发动机、离合器和变速器,所述发动机输出端依次连接所述第一电机、所述离合器和变速器,所述第一电机与动力电池分别所述第二电机连接,用以为第二电机供电;所述第二电机输出端与所述变速器连接
在串联模式下,所述变速器控制系统控制所述第二电机输出动力;并联模式下,所述变速器控制系统控制发动机启动及所述离合器结合,以将所述发动机的动力通过所述变速器输出。
本申请提供了一种输出扭矩控制方法,应用于如上述的混合动力车辆,包括:
所述轮端扭矩控制模块获取踏板信号,计算轮端扭矩值后向所述能量管理模块发出所述轮端扭矩信号;
所述能量管理模块接收所述轮端扭矩信号,计算出所述第一电机的目标转速、纯电扭矩需求值、发动机扭矩需求值和模式请求信号后,向速比控制模块发送第一电机的目标转速、纯电扭矩需求值和模式请求信号,向发动机控制模块发送发动机扭矩需求值;
所述速比控制模块控制第一电机、第二电机及离合器动作,所述发动机控制模块控制发动机动作。
在一些示例性实施例中,所述模式请求信号设置为由串联模式向并联模式切换;
所述速比控制模块控制第一电机、第二电机及离合器动作,所述发动机控制模块控制发动机动作,包括:所述速比控制模块控制所述第一电机的转速调整,直至等于所述第二电机的实际转速后控制保持与所述第二电机的转速一致;所述速比控制模块确认所述第一电机与所述第二电机的转速一致后控制所述离合器结合;收到离合器结合信号后,所述速比控制模块根据纯电扭矩需求值控制第二电机输出扭矩,且发动机控制模块根据发动机扭矩需求值控制发动机输出扭矩,完成扭矩交互。
在一些示例性实施例中,所述模式请求信号设置为由并联模式向串联模式切换;
所述速比控制模块控制第一电机、第二电机及离合器动作,所述发动机控制模块控制发动机动作,包括:所述速比控制模块根据纯电扭矩需求值控制第二电机输出扭矩,且发动机控制模块根据发动机扭矩需求值控制发动机输出扭矩,完成扭矩交互;所述速比控制模块确认扭矩交互完成后控制所述离合器分开;所述速比控制模块得到离合器分开信号后控制所述第一电机的转速调整为所述能量管理模块计算得出的第一电机的目标转速。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本申请技术方案的理解,并且构成说明书的一部分,与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案,并不构成对本申请技术方案的限制。
图1为本申请实施例的变速器控制系统示意图;
图2为本申请实施例的混合动力车辆示意图;
图3为本申请实施例的双电机混合动力系统示意图;
图4为图3中的输出扭矩控制方法示意图;
图5a为串联向并联切换的模式响应过程示意图;
图5b为串联向并联切换的电机转速变化示意图;
图5c为串联向并联切换的扭矩变化示意图;
图6a为并联向串联切换的模式响应过程示意图;
图6b为并联向串联切换的电机转速变化示意图;
图6c为并联向串联切换的扭矩变化示意图。
附图标号说明:
1-混合动力车辆、2-变速器控制系统、3-双电机混合动力系统、4-轮端扭矩控制模块、5-能量管理模块、6-速比控制模块、7-发动机控制模块、8-动力电池、9-发动机、10-第一电机、11-第二电机、12-离合器、13-变速器、14-车轮、15-速度踏板感应模块。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
混合动力车辆的传统扭矩传递策略需要将速比控制模块得到的需求电机扭矩反馈给回能量管理模块,与真实电机扭矩值进行比较,得出电机需求扭矩,这过程中需求电机扭矩存在反馈时间,会对信号响应有所延迟,导致扭矩传递迟缓,产生换挡时间长、NVH性能和经济性下降等问题。
请参照图1,本发明一实施例的变速器控制系统,应用于混合动力总成,该变速器控制系统包括速度踏板感应模块15、能量管理模块5、发动机控制模块7、速比控制模块6和轮端扭矩控制模块4,其中,轮端扭矩控制模块4分别与速度踏板感应模块15和能量管理模块5电连接。速度踏板感应模块15可根据速度踏板的行程向轮端扭矩控制模块4输出踏板信号。上述轮端扭矩控制模块4可根据踏板信号计算出轮端扭矩值,并向能量管理模块5发出轮端扭矩信号。而上述能量管理模块则可根据轮端扭矩信号发出目标扭矩信号及模式请求信号,以分配发动机输出扭矩和纯电输出扭矩。本实施例的技术方案针对在当前系统中,扭矩传递信号响应迟缓的问题,使用轮端扭矩信号作为变速器控制系统的扭矩传递信号,进而实现扭矩传递效率优化。
又如图1所示,能量管理模块5还分别与速比控制模块6及发动机控制模块7电连接,能量管理模块5可将目标扭矩信号及模式请求信号对应发送给速比控制模块6和发动机控制模块7。其中,应用于单电机混动总成情况下,该能量管理模块5可根据轮端扭矩信号计算纯电扭矩需求值和发动机扭矩需求值,构成所述目标扭矩信号。而针对双电机混动总成情况下,该能量管理模块5还可计算出第一电机10(第一电机10为两电机中的一个电机)的目标转速,上述纯电扭矩需求值为第二电机扭矩需求值(第二电机11为两电机中的另一个电机)。以下内容以双电机混动总成情况为例,该能量管理模块可根据轮端扭矩值上述数据,利用如下公式计算,Tw=Teng×K1+Tem2×K2,其中,轮端扭矩数值设置为Tw,第二电机扭矩需求值为Tem2,发动机扭矩需求值为Teng,K1和K2为分配扭矩比例系数。另外,该能量管理模块可将目标扭矩信号及模式请求信号向各自的目标接收端发出,即将模式请求信号、第二电机扭矩需求值和第一电机的目标转速发送给速比控制模块6,而将发动机扭矩需求值发送给发动机控制模块7。
首先,如图3所示,双电机混动总成即双电机混合动力系统3,该双电机混合动力系统3具有两种驱动模式,两种驱动模式包括串联模式和并联模式。双电机混合动力系统3包括第一电机10、第二电机11、动力电池8、发动机9、离合器12和变速器13,其中,发动机9的输出端依次连接第一电机10、离合器12和变速器13,使得发动机9通过第一电机10和离合器12传输至变速器13,而变速器13则可进一步将扭矩传递到车轮上。上述第一电机10与动力电池8分别连接第二电机11,两者都可向第二电机11供电。而且,在发动启动时,第一电机10还可在动力电池8的带动下助力发动机9启动。另外,第二电机11的输出端也与变速器13连接,以输出第二电机11的扭矩。
如图2和图3所示,上述变速器控制系统2和双电机混合动力系统3构成了混合动力车辆1,上述变速器控制系统2可控制双电机混合动力系统3,使其以一种驱动模式运行,以及控制其在两种驱动模式之间的切换。其中,速比控制模块6可控制第一电机10、第二电机11和离合器12动作,发动机驱动模块7控制发动机9动作。速度踏板感应模块可感应车辆的加速和刹车踏板的行程,从而升程踏板信号。当处于串联模式时,第二电机11作为变速器控制系统2的动力输出源,离合器12处于打开状态,发动机9并不参与变速器控制系统2动力输出。但是,当动力电池8的电量低于预设值时,该混合动力车辆1的系统控制器可控制发动机9启动,从而带动第一电机10转动,以发电,向第二电机11供电,形成增程式纯电驱动,而且可控制发动机9处于相对经济性的转速下运行。当处于并联模式下,发动机9作为变速器控制系统2的动力输出源,此时离合器12处于结合状态,第二电机11并不参与变速器控制系统2动力输出。当车辆到达预设速度时,变速器控制系统2可控制双电机混合动力系统3的驱动模式进行切换,使得整体经济性、NVH等性能较优。另外,还存在混动驱动的形式,即第二电机11和发动机9同时作为变速器控制系统2的动力输出源的情况,当第二电机11或发动机9不足以提供足够的输出动力时,变速器控制系统2可控制第二电机11和发动机9同时向变速器13输出扭矩。
而当串联模式与并联模式之间切换时,会涉及第二电机11和发动机9的扭矩交互过程,因为在串联模式中,第二电机作为变速器控制系统的动力输出源,而在并联模式下,则是发动机作为变速器控制系统的动力输出源。在从串联模式与并联模式切换时,输出动力源需要进行交换,而在整个过程中,需要保持变速器的整体输出动力不变,因此,才会有扭矩交互过程。例如,只有第二电机11向变速器输出扭矩改变为只有发动机9向变速器13输出扭矩,该过程中第二电机11的输出扭矩会逐渐减少,而发动机9输出扭矩会逐渐减少增加;又例如,只有发动机9向变速器输出扭矩改变为只有第二电机11向变速器13输出扭矩,而且该过程中第二电机11的输出扭矩会逐渐增加,而发动机9输出扭矩会逐渐减少;上述两过程中发动机9的输出扭矩与第二电机11的输出扭矩的和需要保持不变。
利用变速器控制系统2切换双电机混合动力系统3的驱动模式的过程,即混合动力车辆的输出扭矩控制方法,如图1、图3和图4所示,其需要轮端扭矩控制模块4获取踏板信号,并根据踏板信号向能量管理模块5发出轮端扭矩信号。当能量管理模块5接收轮端扭矩信号后,其经过计算后发出目标扭矩信号及模式请求信号,模式请求信号为由串联向并联切换的请求型号,或者是为由并联向串联切换的请求型号。而速比控制模块6接收到模式请求信号、第二电机扭矩需求值和第一电机的目标转速后,分别驱动第二电机和第一电机动作;同时,发动机控制模块7根据发动机扭矩需求值控制发动机9动作,与第二电机完成交互。
如图5a、5b、5c所示,该驱动模式由串联模式向并联模式切换。首先,轮端扭矩控制模块4踏板信号向能量管理模块5发出轮端扭矩信号,能量管理模块5计算得到目标扭矩信号及模式请求信号,其中,模式请求信号为由串联向并联切换的请求型号。接着为双电机混合动力系统3的动作过程,主要包括两个阶段,第一阶段为调速阶段,调速阶段对应图5a、5b、5c中①表示的时间区域,第二阶段为交互阶段,交互阶段对应图5a、5b、5c中②表示的时间区域。第一阶段需要速比控制模块控制第一电机的转速调整,直至其等于第二电机的转速后控制保持与第二电机的转速一致。第二阶段需要速比控制模块控制离合器12结合,并控制发动机9和第二电机11进行扭矩交互。结合图图5a、5b,分析第一阶段,第一电机10首先进行转速调节,第一电机10的实际转速需要从第一电机10的目标转速调速到第二电机11的实际转速,以便实现离合器12的结合。不管在串联模式下,还是并联模式下,第一电机10的实际转速一直跟随第一电机10的目标转速变化,该目标转速需要真实反映当前第一电机10的的调速目标。根据轮端扭矩值确定第一电机的目标转速,可以真实反映当前变速器输出转速需求及驾驶员驾驶需求。结合图图5a、5c,分析第二阶段,当第一电机10调速完成后,离合器结合,此时需要进行发动机与第二电机之间的扭矩交互传递。轮端扭矩值作为确定输出扭矩需求的信号请求值,在能量管理模块中,需要根据当前驾驶需求进行相应的扭矩分配。在串联模式下,第二电机作为变速控制系统输出动力源,此时第二电机需求扭矩应为轮端扭矩值;在并联模式下,发动机作为变速控制系统输出动力源,则发动机需求扭矩应为轮端扭矩值。而在交互阶段中,为保持输出总需求扭矩不变,则需要第二电机与发动机同时进行动力输出,该过程则应满足上述轮端扭矩分配公式。在第二阶段结束后,驱动模式切换成并联模式,从而,完成切换过程。
如图6a、6b、6c所示,该驱动模式由并联模式向串联模式切换,首先,轮端扭矩控制模块4踏板信号向能量管理模块5发出轮端扭矩信号,能量管理模块5计算得到目标扭矩信号及模式请求信号,其中,模式请求信号为由并联模式向串联模式切换。接着为双电机混合动力系统3的动作过程,主要包括两个阶段,第一阶段为交互阶段,调速阶段对应图6a、6b、6c中③表示的时间区域,第二阶段为调速阶段,交互阶段对应图6a、6b、6c中④表示的时间区域。结合图6a、6c,在交互阶段中,轮端扭矩值将由等于发动机的发动机需求扭矩值,变更为分配给第二电机和发动机,直至等于第二电机需求扭矩值,扭矩分配需要满足上述轮端扭矩分配公式。如图6c,随着第二电机扭矩升高,发动机扭矩下降,变速控制系统应该满足驾驶驱动需求。完成扭矩交互后,进入调速阶段,需打开离合器。在并联模式下,第一电机真实转速与第二电机真实转速是相等的,而在串联模式下,第一电机真实转速是需要跟随目标转速,第二电机真实转速满足输出转速需求,若需要为第二电机供电则第一电机的目标转速要满足第二电机充电需求。在调速过程中,结合图6a、6b,需要将第一电机的实际转速从第二电机真实转速值调节到第一的目标转速,完成调速。若无需供电,发动机和第一电机都停止动作。在完成第一电机调速过程后,驱动模式切换成串联模式。
本申请实施例的技术方根据速度踏板动作计算轮端扭矩后直接分配扭矩,使得双电机输出扭矩和功率能够满足整车驱动转矩和换挡过程的驱动扭矩要求,快速协调发动机驱动整车,实现双电机混合动力系统的理想驱动特性。在不同驱动控制模式下,可以快速响应动力转矩需求,使发动机效率输出持续在高效率区域,提高能量输出效率,保证动力系统的动力持续输出,满足整车驱动转矩的连续性,实现能量管理优化。在双电机混合动力系统快速换挡过程中,对不同的换挡请求,根据速度踏板动作计算轮端扭矩后直接分配扭矩,可快速响应换挡转速和扭矩请求,保持整车的持续动力性,提高整车换挡品质和控制过程的整车换挡时间。对于换挡的速比突变,使用轮端扭矩作为扭矩传递接口,可以实现快速减小主从动盘的转速差,实现转速同步,整个调速控制过程需要速比控制系统的持续动力输出和整车动力协调控制,加速变速器内离合器片贴合,使得离合接合过程平稳,分离迅速且彻底。在变速器内离合器结合过程中,减少滑膜时间和在滑膜过程中所消耗的能量,在主动盘与从动盘结合的过程中,摩擦减少,随着转速差的减速,能量消耗也相应的减小,同时离合器本身产生的热量减少,减轻了散热负担,减少能耗。另外,车辆在高速运行时,混合动力系统双电机转速快速响应,可减少电机本身的电磁噪声和高速运行带来的机械噪声,同时电机附件震动也会有响应的减少。
本发明方案是针对在当前混合动力系统中,扭矩传递信号响应迟缓的问题,提出了扭矩传递优化。使用轮端扭矩信号作为变速器控制系统的扭矩传递信号,加快动力系统换挡时间,进而实现扭矩传递效率优化。本发明方案的轮端扭矩作为变速器控制系统的扭矩接收端。考虑驾驶员行驶时扭矩及转速的变换,这时使用轮端扭矩,电机轮端扭矩和发动机的真实扭矩作为输入到双电机的目标扭矩。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
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 (9)

1.一种变速器控制系统,应用于混合动力总成,包括速度踏板感应模块、能量管理模块、发动机控制模块和速比控制模块,其特征在于,还包括轮端扭矩控制模块,所述轮端扭矩控制模块分别与所述速度踏板感应模块和所述能量管理模块电连接;
所述速度踏板感应模块设置为根据速度踏板行程向所述轮端扭矩控制模块输出踏板信号;
所述轮端扭矩控制模块设置为根据所述踏板信号计算出轮端扭矩值,并向所述能量管理模块发出轮端扭矩信号;
所述能量管理模块设置为根据轮端扭矩信号发出目标扭矩信号及模式请求信号,以分配发动机输出扭矩和纯电输出扭矩。
2.根据权利要求1所述的变速器控制系统,其特征在于,所述能量管理模块设置为根据所述轮端扭矩信号计算纯电扭矩需求值和发动机扭矩需求值,构成所述目标扭矩信号。
3.根据权利要求2所述的变速器控制系统,其特征在于,所述能量管理模块设置为还根据所述轮端扭矩信号计算第一电机的目标转速,所述纯电扭矩需求值、第一电机的目标转速和发动机扭矩需求值构成所述目标扭矩信号;其中,
所述轮端扭矩数值设置为Tw,纯电扭矩需求值为Tem2,发动机扭矩需求值为Teng,其中,轮端扭矩分配公式:Tw=Teng×K1+Tem2×K2,K1和K2为分配扭矩比例系数。
4.根据权利要求3所述的变速器控制系统,其特征在于,
所述能量管理模块设置为将所述纯电扭矩需求值、所述第一电机的目标转速和所述模式请求信号发送给速比控制模块,并将所述发动机扭矩需求值发送给发动机控制模块。
5.一种混合动力车辆,其特征在于,包括双电机混合动力系统和如权利要求4所述的变速器控制系统;
所述双电机混合动力系统具有两种驱动模式,两种所述驱动模式包括串联模式和并联模式;
所述变速器控制系统设置为控制所述双电机混合动力系统以一种驱动模式运行,以及控制两种驱动模式之间的切换。
6.根据权利要求5所述的混合动力车辆,其特征在于,
所述双电机混合动力系统包括第一电机、第二电机、动力电池、发动机、离合器和变速器,所述发动机输出端依次连接所述第一电机、所述离合器和变速器,所述第一电机与动力电池分别所述第二电机连接,用以为第二电机供电;所述第二电机输出端与所述变速器连接
在串联模式下,所述变速器控制系统控制所述第二电机输出动力;并联模式下,所述变速器控制系统控制发动机启动及所述离合器结合,以将所述发动机的动力通过所述变速器输出。
7.一种输出扭矩控制方法,应用于如权利要求6所述的混合动力车辆,其特征在于,包括:
所述轮端扭矩控制模块获取踏板信号,计算轮端扭矩值后向所述能量管理模块发出所述轮端扭矩信号;
所述能量管理模块接收所述轮端扭矩信号,计算出所述第一电机的目标转速、纯电扭矩需求值、发动机扭矩需求值和模式请求信号后,向速比控制模块发送第一电机的目标转速、纯电扭矩需求值和模式请求信号,向发动机控制模块发送发动机扭矩需求值;
所述速比控制模块控制第一电机、第二电机及离合器动作,所述发动机控制模块控制发动机动作。
8.根据权利要求7所述的输出扭矩控制方法,其特征在于,
所述模式请求信号设置为由串联模式向并联模式切换;
所述速比控制模块控制第一电机、第二电机及离合器动作,所述发动机控制模块控制发动机动作,包括:所述速比控制模块控制所述第一电机的转速调整,直至等于所述第二电机的实际转速后控制保持与所述第二电机的转速一致;所述速比控制模块确认所述第一电机与所述第二电机的转速一致后控制所述离合器结合;收到离合器结合信号后,所述速比控制模块根据纯电扭矩需求值控制第二电机输出扭矩,且发动机控制模块根据发动机扭矩需求值控制发动机输出扭矩,完成扭矩交互。
9.根据权利要求7所述的输出扭矩控制方法,其特征在于,
所述模式请求信号设置为由并联模式向串联模式切换;
所述速比控制模块控制第一电机、第二电机及离合器动作,所述发动机控制模块控制发动机动作,包括:所述速比控制模块根据纯电扭矩需求值控制第二电机输出扭矩,且发动机控制模块根据发动机扭矩需求值控制发动机输出扭矩,完成扭矩交互;所述速比控制模块确认扭矩交互完成后控制所述离合器分开;所述速比控制模块得到离合器分开信号后控制所述第一电机的转速调整为所述能量管理模块计算得出的第一电机的目标转速。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114394080A (zh) * 2022-01-26 2022-04-26 浙江吉利控股集团有限公司 混动车辆及其模式切换控制方法及控制装置、储存介质

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008179283A (ja) * 2007-01-25 2008-08-07 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド車両のモード切り替え制御装置
US20140031170A1 (en) * 2012-07-25 2014-01-30 Ford Global Technologies, Llc Method and system for operating a vehicle powertrain
US20140088805A1 (en) * 2012-09-25 2014-03-27 Pinak J. Tulpule Engine start systems and technique for hybrid electric vehicles
CN110978986A (zh) * 2019-12-06 2020-04-10 义乌吉利动力总成有限公司 一种双电机混合动力总成控制系统
CN111016881A (zh) * 2019-12-06 2020-04-17 义乌吉利自动变速器有限公司 一种混合动力总成挡位控制系统及车辆
CN111873983A (zh) * 2020-06-28 2020-11-03 北京汽车股份有限公司 一种混合动力汽车扭矩控制的方法、装置及混合动力汽车

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008179283A (ja) * 2007-01-25 2008-08-07 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド車両のモード切り替え制御装置
US20140031170A1 (en) * 2012-07-25 2014-01-30 Ford Global Technologies, Llc Method and system for operating a vehicle powertrain
US20140088805A1 (en) * 2012-09-25 2014-03-27 Pinak J. Tulpule Engine start systems and technique for hybrid electric vehicles
CN110978986A (zh) * 2019-12-06 2020-04-10 义乌吉利动力总成有限公司 一种双电机混合动力总成控制系统
CN111016881A (zh) * 2019-12-06 2020-04-17 义乌吉利自动变速器有限公司 一种混合动力总成挡位控制系统及车辆
CN111873983A (zh) * 2020-06-28 2020-11-03 北京汽车股份有限公司 一种混合动力汽车扭矩控制的方法、装置及混合动力汽车

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
唐德修: "《汽车结构基础与原理》", 31 January 2019, 北京理工大学出版社 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114394080A (zh) * 2022-01-26 2022-04-26 浙江吉利控股集团有限公司 混动车辆及其模式切换控制方法及控制装置、储存介质
CN114394080B (zh) * 2022-01-26 2023-11-24 浙江吉利控股集团有限公司 混动车辆及其模式切换控制方法及控制装置、储存介质

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