CN114701481A - 混合动力汽车换挡控制方法及系统和混合动力汽车 - Google Patents

混合动力汽车换挡控制方法及系统和混合动力汽车 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种混合动力汽车换挡控制方法及系统和混合动力汽车，所述混合动力汽车采用前置/后置驱动电机的P4架构，所述控制方法用于换挡时获取所述驱动电机的目标转速，且包括整车开始移动时，通过ESP获取由所述驱动电机驱动的车轮的轮速脉冲信号和轮速，且根据所述轮速和轮速脉冲信号计算所述车轮的滚动半径R，并存储；以及，换挡时，根据存储的所述滚动半径，通过ESP获取的所述轮速，以及所述驱动电机与所述车轮之间的传动比，计算所述目标转速。本发明所述的混合动力汽车换挡控制方法通过车轮滚动半径的计算，能够用于不同规格轮胎下的换挡目标转速的获取，能够克服因轮胎规格不同而对目标转速获取带来的限制。

Description

混合动力汽车换挡控制方法及系统和混合动力汽车
技术领域
本发明涉及新能源汽车技术领域，特别涉及一种混合动力汽车换挡控制方法及系统，同时，本发明还涉及一种执行以上控制方法的混合动力汽车换挡控制系统，以及设有该控制系统的混合动力汽车。
背景技术
随着新能源汽车的迅猛发展，不同功率、不同转速范畴的驱动电机也得到了广泛的应用，受限于电机的转速范畴和电机的效率区间，为了得到更高的车速和电驱系统效率，在较高配置的电动汽车上，两挡减速箱也已开始被大量使用。同传统燃油车的变速箱不同，两档减速箱只有N档、1档和2档三个档位，两个传动比，可以实现全车速范围换挡，以及起步的大扭矩输出，能够使整车运行在电机的高效率区间转速，从而优化整车的动力性。
目前，两档减速箱的换挡大致可以分为三步，第一步是摘挡，第二步是电机转速同步，第三部是进档。其中，第二步的转速同步是换档控制器请求电机控制器进入速度控制模式，换档控制器通过轮速计算出驱动电机的目标转速，电机控制器依据目标转速进行调速，达到换档控制器的目标转速后，退出速度控制模式。
上述过程中，换档控制器对目标转速的计算便是通过ESP(Electronic StabilityProgram、车身电子稳定系统)发来的轮速，以及汽车上所安装的当前规格的轮胎的滚动半径等，获取驱动电机输出轴的目标转速。此时，汽车当前安装的轮胎的滚动半径便成为目标转速获取时的重要因素，且现有汽车上采用的轮胎规格较多，其也成为换档控制器进行换挡控制的限制条件。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种混合动力汽车换挡控制方法，以能够克服不同轮胎规格对换档控制器换挡控制带来的限制。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种混合动力汽车换挡控制方法，所述混合动力汽车采用前置/后置驱动电机的P4架构，所述控制方法用于换挡时计算所述驱动电机的目标转速，且包括：
整车开始移动时，通过ESP获取由所述驱动电机驱动的车轮的轮速脉冲信号和轮速，且根据所述轮速和轮速脉冲信号计算所述车轮的滚动半径R，并存储；以及，
换挡时，根据存储的所述滚动半径，通过ESP获取的所述轮速，以及所述驱动电机与所述车轮之间的传动比，计算所述驱动电机的目标转速。
进一步的，所述车轮的滚动半径R＝(Vr*Ta*Nc)/(3.6*2*π*Nd)；其中，Vr为所述车轮的轮速，Nd为任意两个采样点的脉冲差值，Ta为对应两个采样点的时间差，Nc为所述车轮转动一圈的脉冲数。
进一步的，所述控制方法还包括：计算所述车轮的所述滚动半径R时，为分别计算由所述驱动电机驱动的左侧车轮与右侧车轮的左侧车轮滚动半径R左和右侧车轮滚动半径R右；所述滚动半径R＝(R左+R右)/2。
进一步的，所述控制方法还包括：计算得到所述左侧车轮滚动半径R左和所述右侧车轮滚动半径R右后，通过所述左侧车轮滚动半径R左与所述右侧车轮滚动半径R右分别计算所述左侧车轮和所述右侧车轮的轮速；
将计算得到的轮速值分别与通过ESP获取的所述左侧车轮和所述右侧车轮的轮速进行比较；
当计算得到的所述轮速值与ESP获取的轮速之间的差值在预设差值范围内时，通过所述左侧车轮滚动半径R左和右侧车轮滚动半径R右计算所述滚动半径R。
进一步的，当通过所述左侧车轮滚动半径R左与所述右侧车轮滚动半径R右计算所述左侧车轮和所述右侧车轮的轮速时，所述左侧车轮或所述右侧车轮的轮速V＝(2*3.05*TM*R*60/i)/1000；
其中，TM为所述驱动电机输出轴的转速，R表示所述左侧车轮或右侧车轮的滚动半径，i为所述驱动电机与所述左侧车轮或右侧车轮之间的传动比。
进一步的，所述控制方法还包括：通过ESP获取由所述驱动电机驱动的车轮的轮速脉冲信号和轮速后，判断所述车轮是否有打滑；当所述车轮没有打滑时进行所述车轮的滚动半径R的计算。
进一步的，通过打滑系数λ进行所述车轮是否打滑的判断，且所述打滑系数λ＝(V轮-V车)/V车；其中，V轮和V车分别为通过所述ESP获取的轮速与所述混合动力汽车的车速，且当所述打滑系数λ大于预设阈值时，判定所述车轮处于打滑。
进一步的，所述混合动力汽车配置两档减速箱；所述换挡情况包括1档升2档、2档降1档，以及N档挂入1档且整车车速换算到电机转速与电机实际转速差值＞50rpm。
相对于现有技术，本发明具有以下优势：
本发明所述的混合动力汽车换挡控制方法通过车轮滚动半径的计算，能够在采用不同规格轮胎时，基于所采用规格的轮胎的滚动半径进行换挡目标转速的获取，从而能够克服因轮胎规格不同而对目标转速获取带来的限制。同时，本发明的控制方法在车轮滚动半径获取时，无需外设工位和外接调试设备，由此也能够节约汽车产线时间，降低开发成本，而有着较好的实用性。
本发明的另一目的在于提出一种混合动力汽车换挡控制系统，所述混合动力汽车采用前置/后置驱动电机的P4架构，所述控制系统用于换挡时获取所述驱动电机的目标转速，且包括：
ESP，所述ESP用于获取由所述驱动电机驱动的车轮的轮速脉冲信号和轮速；
换挡控制器，所述换挡控制器内包括可读存储介质，所述可读存储介质内存储有计算机程序，且所述计算机程序被执行时实现如上所述的混合动力汽车换挡控制方法。
此外，本发明也提出有一种混合动力汽车，所述混合动力汽车采用前置/后置驱动电机的P4架构，并配置两档减速箱，且所述混合动力汽车中设有如上所述的混合动力汽车换挡控制系统。
本发明的混合动力汽车换挡控制系统及混合动力汽车，两者相较于现有技术具有的有益效果与以上控制方法相同，在此不再赘述。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的混合动力汽车换挡控制方法的流程图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要说明的是，若出现“第一”、“第二”等术语，其也仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”“连接件”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以结合具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本实施例涉及一种混合动力汽车换挡控制方法，其中，该混合动力汽车采用前置/后置驱动电机的P4架构，且在该混合动力汽车中也为配置两档减速箱，而本实施例的控制方法即用于换挡时计算驱动电机的目标转速，以能够实现驱动电机转速同步步骤，进而完成进当操作。
具体来说，结合于图1中所示，本实施例的控制方法包括在整车开始移动时，通过ESP获取由驱动电机驱动的车轮的轮速脉冲信号和轮速，并且根据轮速和轮速脉冲信号计算车轮的滚动半径R，并存储；还包括在整车行驶进行换挡时，根据上述存储的滚动半径，通过ESP获取的轮速，以及驱动电机与车轮之间的传动比，计算所述驱动电机的目标转速。
其中，需要说明的是，本实施例中以上所述的换挡情况具体包括1档升2档时，2档降1档时，以及N档挂入1档、且整车车速换算到电机转速与电机实际转速差值＞50rpm时。
此外，在本实施例中上述车轮的滚动半径R＝(Vr*Ta*Nc)/(3.6*2*π*Nd)；其中，Vr为车轮的轮速，Nd为ESP的任意两个采样点的脉冲差值，Ta为对应两个采样点的时间差，Nc为车轮转动一圈的脉冲数。通过以上关于滚动半径R的计算公式，便能够基于ESP获取的轮速和轮速脉冲信号，进而得到车轮的滚动半径。
而需要注意的是，由于实际应用中，对于前置或后置的驱动电机，其一般均是同步驱使左右两侧的车轮，因而本实施例的控制方法还包括在计算车轮的滚动半径R时，具体为分别计算由驱动电机驱动的左侧车轮与右侧车轮的左侧车轮滚动半径R左和右侧车轮滚动半径R右，并且滚动半径R＝(R左+R右)/2。
其也即本实施例所计算的滚动半径R为左右两侧车轮的滚动半径的算术平均值。此外，除了使得滚动半径R为左侧车轮滚动半径R左和右侧车轮滚动半径R右的平均值，为了保证计算的滚动半径R的有效性，在本实施例的控制方法中还进一步包括有在计算得到左侧车轮滚动半径R左和右侧车轮滚动半径R右后，再通过左侧车轮滚动半径R左与右侧车轮滚动半径R右分别计算左侧车轮和右侧车轮的轮速，并将计算得到的轮速值分别与通过ESP获取的左侧车轮和右侧车轮的轮速进行比较。
在比较后，当计算得到的轮速值与ESP获取的轮速之间的差值在预设差值范围内时，则才进一步如前所述的通过左侧车轮滚动半径R左和右侧车轮滚动半径R右计算滚动半径R。而当得到的轮速值与ESP获取的轮速之间的差值超出预设差值范围时，则表明计算的车轮的滚动半径有误，需重新进行计算。而且在具体实施时，上述预设差值范围根据设计需求进行设定便可。
本实施例中，在通过左侧车轮滚动半径R左与右侧车轮滚动半径R右计算左侧车轮和右侧车轮的轮速时，具体的，所需计算的左侧车轮或右侧车轮的轮速V＝(2*3.05*TM*R*60/i)/1000。在该计算公式中，TM为驱动电机输出轴的转速，R即表示左侧车轮或右侧车轮的滚动半径，i则为驱动电机与左侧车轮或右侧车轮之间的传动比。
经由上述计算公式，在前面计算得到左侧车轮滚动半径R左与右侧车轮滚动半径R右的基础上，本实施例也便可再基于其得到左右侧车轮的轮速，以能够如上所述的将其与由ESP获取的轮速进行比较，从而借此实现对所计算的滚动半径R有效性的判断。
需要说明的是，为保证上述滚动半径R计算时所获取的轮速信号的有效性，本实施例的控制方法中也包括通过ESP获取由驱动电机驱动的车轮的轮速脉冲信号和轮速后，判断车轮是否有打滑，并且当车轮没有打滑时进行车轮的滚动半径R的计算。
此时，作为优选的实施方式，本实施例则可通过打滑系数λ进行车轮是否打滑的判断。该打滑系数λ＝(V轮-V车)/V车，且其中，V轮和V车分别为通过ESP获取的车轮的轮速与混合动力汽车的车速。与此同时，具体判断时，一般也设置当打滑系数λ大于预设阈值时，则判定车轮处于打滑。而具体实施时，上述预设阈值例如可为20％，亦或者其也可为其它设计值。
本实施例的混合动力汽车换挡控制方法，通过对车轮滚动半径的计算，能够在采用不同规格轮胎时，基于所采用规格的轮胎的滚动半径进行换挡目标转速的获取，由此便能够克服因轮胎规格不同而对目标转速获取带来的限制。
而且本实施例的控制方法在车轮滚动半径获取时，其也无需外设工位和外接调试设备，也能够节约汽车产线时间，降低开发成本，如此也有着较好的实用性。
除了以上的控制方法，本实施例另外也涉及有一种混合动力汽车换挡控制系统，该混合动力汽车同样如上所述的采用前置/后置驱动电机的P4架构，并配置两档减速箱，同时，本实施例的该控制系统即用于在前述的换挡情况时获取驱动电机的目标转速，且其具体也包括有ESP和换挡控制器。
其中，上述的ESP即用于获取由驱动电机驱动的车轮的轮速脉冲信号和轮速。而换挡控制器内则包括可读存储介质，该可读存储介质内存储有计算机程序，且该计算机程序被执行时也便可实现以上的控制方法。
此外，本实施例还进一步涉及有一种混合动力汽车，该混合动力汽车也即采用前置/后置驱动电机的P4架构，并配置两档减速箱，并且该混合动力汽车中即设有上述的控制系统。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种混合动力汽车换挡控制方法，其特征在于：所述混合动力汽车采用前置/后置驱动电机的P4架构，所述控制方法用于换挡时计算所述驱动电机的目标转速，且包括：
整车开始移动时，通过ESP获取由所述驱动电机驱动的车轮的轮速脉冲信号和轮速，且根据所述轮速和轮速脉冲信号计算所述车轮的滚动半径R，并存储；以及，
换挡时，根据存储的所述滚动半径，通过ESP获取的所述轮速，以及所述驱动电机与所述车轮之间的传动比，计算所述驱动电机的目标转速。
2.根据权利要求1所述的混合动力汽车换挡控制方法，其特征在于：
所述车轮的滚动半径R＝(Vr*Ta*Nc)/(3.6*2*π*Nd)；
其中，Vr为所述车轮的轮速，Nd为任意两个采样点的脉冲差值，Ta为对应两个采样点的时间差，Nc为所述车轮转动一圈的脉冲数。
3.根据权利要求2所述的混合动力汽车换挡控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
计算所述车轮的所述滚动半径R时，为分别计算由所述驱动电机驱动的左侧车轮与右侧车轮的左侧车轮滚动半径R左和右侧车轮滚动半径R右；
所述滚动半径R＝(R左+R右)/2。
4.根据权利要求3所述的混合动力汽车换挡控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
计算得到所述左侧车轮滚动半径R左和所述右侧车轮滚动半径R右后，通过所述左侧车轮滚动半径R左与所述右侧车轮滚动半径R右分别计算所述左侧车轮和所述右侧车轮的轮速；
将计算得到的轮速值分别与通过ESP获取的所述左侧车轮和所述右侧车轮的轮速进行比较；
当计算得到的所述轮速值与ESP获取的轮速之间的差值在预设差值范围内时，通过所述左侧车轮滚动半径R左和右侧车轮滚动半径R右计算所述滚动半径R。
5.根据权利要求4所述的混合动力汽车换挡控制方法，其特征在于：
当通过所述左侧车轮滚动半径R左与所述右侧车轮滚动半径R右计算所述左侧车轮和所述右侧车轮的轮速时，所述左侧车轮或所述右侧车轮的轮速V＝(2*3.05*TM*R*60/i)/1000；
其中，TM为所述驱动电机输出轴的转速，R表示所述左侧车轮或右侧车轮的滚动半径，i为所述驱动电机与所述左侧车轮或右侧车轮之间的传动比。
6.根据权利要求1所述的混合动力汽车换挡控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
通过ESP获取由所述驱动电机驱动的车轮的轮速脉冲信号和轮速后，判断所述车轮是否有打滑；
当所述车轮没有打滑时进行所述车轮的滚动半径R的计算。
7.根据权利要求6所述的混合动力汽车换挡控制方法，其特征在于：
通过打滑系数λ进行所述车轮是否打滑的判断，且所述打滑系数λ＝(V轮-V车)/V车；
其中，V轮和V车分别为通过所述ESP获取的轮速与所述混合动力汽车的车速，且当所述打滑系数λ大于预设阈值时，判定所述车轮处于打滑。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的混合动力汽车换挡控制方法，其特征在于：
所述混合动力汽车配置两档减速箱；
所述换挡情况包括1档升2档、2档降1档，以及N档挂入1档且整车车速换算到电机转速与电机实际转速差值＞50rpm。
9.一种混合动力汽车换挡控制系统，其特征在于：所述混合动力汽车采用前置/后置驱动电机的P4架构，所述控制系统用于换挡时获取所述驱动电机的目标转速，且包括：
ESP，所述ESP用于获取由所述驱动电机驱动的车轮的轮速脉冲信号和轮速；
换挡控制器，所述换挡控制器内包括可读存储介质，所述可读存储介质内存储有计算机程序，且所述计算机程序被执行时实现权利要求1至8中任一项所述的混合动力汽车换挡控制方法。
10.一种混合动力汽车，其特征在于：所述混合动力汽车采用前置/后置驱动电机的P4架构，并配置两档减速箱，且所述混合动力汽车中设有权利要求9所述的混合动力汽车换挡控制系统。
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