CN115848346B - 一种混动系统的换挡控制方法、车辆和计算机存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种混动系统的换挡控制方法、车辆和计算机存储介质。可以接收换挡请求；响应换挡请求，确定发动机的目标发动机扭矩，并控制发动机输出目标发动机扭矩；根据目标发动机扭矩控制离合器进入滑摩状态，控制第一电机切换至发电模式并调节第一电机的发电扭矩至滑摩扭矩，增加第二电机的第二输出扭矩；在第一输出扭矩小于第一阈值的情况下，控制同步器执行摘挡动作；在摘挡完成后，调整第一电机的第一转速，并在第一转速与目标档位对应的目标输入轴转速的差值的绝对值小于第二阈值的情况下，控制同步器执行进挡动作；在进挡完成后，降低第一电机的发电扭矩至零，并降低第二电机的第二输出扭矩，执行合挡操作以完成换挡。

Description

一种混动系统的换挡控制方法、车辆和计算机存储介质

技术领域

本申请属于汽车技术领域，具体涉及一种混动系统的换挡控制方法、车辆和计算机存储介质。

背景技术

近年来，混合动力车辆因其控制方式灵活、无需机械耦合、省油等优点日益得到重视。混合动力车辆在换挡过程中，需要协调发动机、电机以及离合器的扭矩，相较于传统车辆的换挡系统，需要兼顾更多的边界条件。

目前，混合动力车辆在换挡过程中，存在两个电机同时进行放电，离合器由锁止状态切换为打开状态的情况。当离合器处于打开状态时，发动机无法提供扭矩，从而导致换挡过程中对电池放电功率峰值的需求明显增加，电池成本和系统成本明显增加。

发明内容

本申请旨在提供一种混动系统的换挡控制方法、车辆和计算机存储介质，至少解决混动车辆在换挡过程中电池放电功率峰值的需求明显增加的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供了一种混动系统的换挡控制方法，该方法包括：

接收换挡请求；

响应所述换挡请求，根据整车需要的目标驱动功率，确定发动机的目标发动机扭矩，并控制发动机输出所述目标发动机扭矩；

根据所述目标发动机扭矩控制离合器进入滑摩状态，以及控制第一电机切换至发电模式并调节所述第一电机的发电扭矩至滑摩扭矩，以使第一电机的输入轴的第一输出扭矩减少，并增加第二电机的第二输出扭矩；其中，所述滑摩扭矩为滑摩状态下离合器的扭矩；所述第二电机的输出扭矩用于驱动第二车辆桥；

在所述第一输出扭矩小于第一阈值的情况下，控制同步器执行摘挡动作；

在摘挡完成后，调整所述第一电机的第一转速，并在所述第一转速与目标挡位对应的目标输入轴转速的差值的绝对值小于第二阈值的情况下，控制所述同步器执行进挡动作；

在进挡完成后，降低所述第一电机的发电扭矩至零，并降低所述第二电机的第二输出扭矩，执行合挡操作以完成换挡。

可选地，本申请一些实施例中，所述根据整车需要的目标驱动功率，确定发动机的目标发动机扭矩，并控制发动机输出所述目标发动机扭矩，包括：

获取换挡前整车需求的第一驱动功率，以及接收换挡请求后整车需要的目标驱动功率；

在所述目标驱动功率与所述第一驱动功率之间的差值的绝对值小于第三阈值的情况下，保持所述发动机的目标发动机扭矩不变。

可选地，本申请一些实施例中，所述根据所述目标发动机扭矩控制离合器进入滑摩状态，包括：

按照预设第一梯度降低所述离合器的扭矩，直到所述离合器的扭矩小于所述发动机的目标发动机扭矩，以使所述离合器从锁止状态进入滑摩状态。

可选地，控制第一电机切换至发电模式并调节所述第一电机的发电扭矩至滑摩扭矩，包括：

按照预设第二梯度增加第一电机的发电扭矩至所述滑摩扭矩；所述第一电机的发电扭矩的方向与所述离合器的滑摩扭矩的方向相反。

可选地，本申请一些实施例中，根据整车需要的目标驱动功率，确定发动机的目标发动机扭矩，并控制发动机输出所述目标发动机扭矩之后，还包括：

减少第一车辆桥的扭矩输出，增加第二车辆桥的扭矩输出，以切换为第二车辆桥驱动模式；所述第一车辆桥用于控制第一对车轮、所述第二车辆桥用于控制第二对车轮。

可选地，本申请一些实施例中，所述执行合挡操作以完成换挡，包括：

增加所述第一车辆桥的扭矩输出，降低所述第二车辆桥的扭矩输出，并在发动机的第二转速与所述目标输入轴转速的差值的绝对值小于第四阈值的情况下，增加所述离合器的扭矩至预设目标值并锁止所述离合器。

可选地，本申请一些实施例中，所述在摘挡完成后，调整所述第一电机的第一转速，并在所述第一转速与目标挡位对应的目标输入轴转速的差值小于第二阈值的情况下，控制所述同步器执行进挡动作，包括：

按预设的第三梯度增加所述第一电机的第一转速，并控制所述发动机的转速始终高于所述第一电机的转速，以使所述离合器在合挡完成前始终处于滑摩状态；

在所述第一转速与目标挡位对应的目标输入轴转速的差值的绝对值小于第二阈值的情况下，控制所述同步器执行进挡动作。

第二方面，本申请实施例提供了一种混动系统的换挡控制装置，该装置包括：

请求接收模块，用于接收换挡请求；

驱动功率确认模块，用于响应所述换挡请求，根据整车需要的目标驱动功率，确定发动机的目标发动机扭矩，并控制发动机输出所述目标发动机扭矩；

滑摩控制模块，用于根据所述目标发动机扭矩控制离合器进入滑摩状态，以及控制第一电机切换至发电模式并调节所述第一电机的发电扭矩至滑摩扭矩，以使第一电机的输入轴的第一输出扭矩减少，并增加第二电机的第二输出扭矩；其中，所述滑摩扭矩为滑摩状态下离合器的扭矩；所述第二电机的输出扭矩用于驱动车辆后桥；

摘挡控制模块，用于在所述第一输出扭矩小于第一阈值的情况下，控制同步器执行摘挡动作；

进挡控制模块，用于在摘挡完成后，调整所述第一电机的第一转速，并在所述第一转速与目标挡位对应的目标输入轴转速的差值的绝对值小于第二阈值的情况下，控制所述同步器执行进挡动作；

合挡模块，用于在进挡完成后，降低所述第一电机的发电扭矩至零，并降低所述第二电机的第二输出扭矩，执行合挡操作以完成换挡。

第三方面，本申请实施例提供了一种混动车辆，该混动车辆包括第二方面所述的装置。

第四方面，本申请实施例提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的混动系统的换挡控制方法。

在本申请实施例中，包括，接收换挡请求；响应换挡请求，确定发动机的目标发动机扭矩，并控制发动机输出目标发动机扭矩；根据目标发动机扭矩控制离合器进入滑摩状态，控制第一电机切换至发电模式并调节第一电机的发电扭矩至滑摩扭矩，增加第二电机的第二输出扭矩；在第一输出扭矩小于第一阈值的情况下，控制同步器执行摘挡动作；在摘挡完成后，调整第一电机的第一转速，并在所述第一转速与目标挡位对应的目标输入轴转速的差值的绝对值小于第二阈值的情况下，控制所述同步器执行进挡动作；在进挡完成后，降低第一电机的发电扭矩至零，并降低第二电机的第二输出扭矩，执行合挡操作以完成换挡，通过对离合器滑摩扭矩的控制，避免了两个电机同时进行放电的情况，降低了换挡过程中可能出现的动力电池放电功率的峰值，从而降低了动力电池成本和系统成本，同时，通过对离合器滑摩扭矩的控制，取代了现有技术中发动机扭矩在换挡过程中先降扭再增扭的过程，解决了发动机扭矩响应速度和排放恶化的矛盾问题。

附图说明

图1是相关技术中的混动车辆的换挡控制方法的控制流程图；

图2是相关技术中的混动车辆的换挡控制方法的逻辑图；

图3是本申请实施例提供的一种混动系统的换挡控制方法流程图；

图4是本申请实施例提供的一种混动车辆的系统构型图；

图5是本申请实施例提供的一种混动系统的换挡控制方法的逻辑图；

图6是本申请实施例提供的一种混动系统的换挡控制装置的框图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“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申请和简化描述，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申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，如无特殊说明，“传动联接”是指两个部件之间能够传递驱动力/扭矩，这两个部件之间可以采用直接连接或者经由其它机构间接地传递驱动力/扭矩。

在本申请中，如无特殊说明，“速度”均是指转速。例如，电机的速度是指电机的转子的转速(例如，单位为rpm，即转/分钟)。

在相关技术中，对于四驱混动系统，传统的换挡过程分为5个阶段，图1是相关技术中的混动车辆的换挡控制方法的控制流程图，参照图1所示，假设换挡前的初始状态为系统处于四驱状态，前桥由发动机单独驱动，后桥由P4电机驱动。此处以1挡升至2挡进行示例，5个阶段的控制过程具体如下：

S1：调节前后桥的扭矩分配，减少前桥的扭矩输出，增加后桥的扭矩输出，使系统从四驱模式切换为后驱模式。控制发动机和GM电机的扭矩降到0Nm，离合器扭矩随着发动机扭矩同时下降，该过程中离合器保持锁止状态，发动机扭矩降低的过程中，同时控制后桥P4电机执行升扭动作，以保证整车的驱动扭矩需求。当发动机扭矩降到0Nm后，离合器压力降低到半结合点（Kisspoint）的压力，此时打开离合器，当离合器打开后，控制发动机转速从1挡下的输入轴转速接近2挡下的输入轴转速。

S2：GM电机的扭矩降到0Nm后，同步器执行从1挡位置的摘挡动作。

S3：同步器完成摘挡动作后，控制GM电机转速从1挡下的输入轴转速接近2挡下的输入轴转速。

S4：当GM电机转速接近2挡下的输入轴转速，同步器执行2挡进挡动作。

S5：同步器进挡完成后，并且当发动机转速接近2挡输入轴转速后，按照一定梯度增加离合器扭矩到目标值，从而锁止离合器。离合器锁止的过程中，调整前后桥的驱动扭矩分配，增加前桥的扭矩输出，发动机进行增扭，该过程中发动机增扭的梯度要求小于离合器的增扭梯度，并且需要保证离合器的扭矩锁止余量超过一定阈值。

图2是相关技术中的混动车辆的换挡控制方法的逻辑图，如图2所示，相关技术中，在进行换挡时，换挡过程中对电池放电功率峰值的需要明显增加，从而增加了电池峰值功率的需求和系统成本。此外，换挡过程中，发动机需要进行降扭和升扭的动作，如果通过发动机的慢扭或气路调节，扭矩响应慢，增加了换挡时间，更加提高了对电池放电功率峰值的需求。如果通过快扭或火路调节，虽然发动机扭矩响应加快，但是推迟点火角带来了排放恶化的问题。而且，换挡过程中涉及到发动机的调速，仅通过发动机自身扭矩实现调速，同样会遇到以上提到的响应速度和排放的矛盾。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的混动系统的换挡控制方法进行详细地说明。

下面先介绍一下本公开实施例涉及到的术语：

扭矩（转矩）：扭矩是使物体发生转动的一种特殊的力矩，等于力和力臂的乘积，国际单位是牛米N·m。发动机的扭矩就是指发动机从曲轴端输出的力矩。在功率固定的条件下它与发动机转速成反比关系，转速越快扭矩越小，转速越慢扭矩越大，它反映了汽车在一定范围内的负载能力。

离合器：离合器安装于发动机和变速箱之间，是汽车传动系中直接与发动机相联系的部件。通常，离合器的输出轴就是变速箱的输入轴。在汽车行驶过程中，驾驶员可根据需要踩下或松开离合器踏板，使发动机与变速箱暂时分离和逐渐接合，以切断或传递发动机向变速器输入的动力。离合器是机械传动中的常用部件，可将传动系统随时分离或接合。

摘挡：摘挡就是指在车行驶中或停好车之后关闭发动机之前把挡位当前挡位中摘离或放入空挡。

参照图3，图3示出了本申请实施例提供的一种混动系统的换挡控制方法流程图，如图3所示，具体包括以下步骤：

步骤201，接收换挡请求。

在本申请实施例中，混动系统的换挡控制方法可以应用于混动车辆，混动车辆也称为混合动力车辆，本实施例以P4构型混合动力车辆为例。图4是本申请实施例提供的一种混动车辆的系统构型图，参照图4，可见混动车辆可以包括第一车辆桥100、第二车辆桥200、发动机300、第一电机410、离合器120、第二电机420、电池600和同步器。此外，混动车辆还可以包括第一减速箱510和第二减速箱520，发动机300通过第一减速箱510驱动第一车辆桥100，第二电机420通过第二减速箱520驱动第二车辆桥200，混动车辆还可以包括车轮700等。

换挡请求包含有车辆行驶时的系统信号，如当前挡位、油门踏板信号、换挡挡位及换挡挡位对应的整车需要的目标驱动功率等。混动车辆接收换挡请求后，根据换挡请求包含的信息进行后续的挡位控制操作。

步骤202，响应所述换挡请求，根据整车需要的目标驱动功率，确定发动机的目标发动机扭矩，并控制发动机输出所述目标发动机扭矩。

在本申请实施例中，混动车辆可以包括HCU（hybridcontrol unit，混合控制单元）和TCU(Transmission Control Unit，自动变速箱控制单元)。混合动力控制单元也称整车控制器，可以根据换挡请求中包含的车辆行驶时的系统信号，实时计算整车需要的驱动功率，也就是目标驱动功率。在换挡前，混合控制单元根据系统信号确定当前的目标驱动功率，进而通过目标驱动功率计算得到达到该目标驱动功率所需的发动机扭矩，即目标发动机扭矩，控制发动机控制器调整喷油，点火角等参数，来实现计算得到的目标发动机扭矩，减少换挡前及换挡过程中的动力电池的放电功率峰值。

自动变速箱控制单元是车辆的核心控制系统之一，在车辆换挡过程中，自动变速箱控制单元可以控制离合器扭矩，GM电机扭矩，以及同步器的动作，具体可以包括控制发动机的转速，GM电机的转速，离合器的闭合，同步器的脱挡和进挡等。

可选的，步骤202，还包括：

子步骤2021，获取换挡前整车需求的第一驱动功率，以及接收换挡请求后整车需要的目标驱动功率。

第一驱动功率指当前的整车驱动功率。如果换挡过程中整车驱动的需求功率不变，换挡过程中发动机目标扭矩也保持不变，因此，先获取换挡前整车需求的第一驱动功率，以及接收换挡请求后整车需要的目标驱动功率。

子步骤2022，在所述目标驱动功率与所述第一驱动功率之间的差值的绝对值小于第三阈值的情况下，保持所述发动机的目标发动机扭矩不变。

第三阈值是预先设定的一个较小的值，可以根据多次实验获得，也可以根据用户的需求进行调整。因为在实际应用过程中存在系统误差等原因，目标驱动功率与第一驱动功率不可能完全相等，当目标驱动功率与第一驱动功率之间的差值的绝对值小于第三阈值的时候，可以认为目标驱动功率与第一驱动功率相等，不需要再改变发动机的目标发动机扭矩。

需要补充的是，整车驱动的需求功率可以由驾驶员决定，发动机的目标扭矩需满足整车驱动功率需求。

可选的，步骤202之后，还包括：

子步骤207，减少第一车辆桥的扭矩输出，增加第二车辆桥的扭矩输出，以切换为所述第二车辆桥驱动模式；所述第一车辆桥用于控制第一对车轮、所述第二车辆桥用于控制第二对车轮。

步骤203，根据所述目标发动机扭矩控制离合器进入滑摩状态，以及控制第一电机切换至发电模式并调节所述第一电机的发电扭矩至滑摩扭矩，以使第一电机的输入轴的第一输出扭矩减少，并增加第二电机的第二输出扭矩；其中，所述滑摩扭矩为滑摩状态下离合器的扭矩；所述第二电机的第二输出扭矩用于驱动第二车辆桥。

在本申请实施例中，滑磨状态可以理解为因发动机的转速和离合器的转速存在速差而无法完全闭合锁死时的状态。第一电机可以为GM（G表示为Generator发电机，M表示为Motor电动机）电机，其为具备发电功能的电动机，GM电机至少具有发电模式。第二电机可以为P4电机，是与发动机不同轴且可直接驱动车辆的电机。

要进行换挡，首先要使得离合器从锁止状态进入滑摩状态，当离合器的扭矩小于发动机的扭矩时，离合器进入滑摩状态。因此可以通过自动变速箱控制单元控制降低离合器的扭矩，使得离合器的扭矩小于发动机的扭矩的一定值，例如，当发动机的扭矩为10Nm，使离合器的扭矩小于10Nm，如此能够使得离合器从锁止状态进入滑摩状态。

其中，第一电机的发电扭矩的方向与离合器处传递的扭矩的方向相反，当离合器处于锁止状态时，离合器处传递的扭矩等于发动机的扭矩，当离合器处于滑摩状态时，离合器的扭矩等于离合器的滑摩扭矩。第一输出扭矩是第一电极的发电扭矩和离合器处传递的扭矩之和。

在本申请实施例中，自动变速箱控制单元将第一电机切换为发电模式，并控制第一电机增加发电扭矩至离合器处传递的扭矩，以此使得第一电机的输出扭矩减少至0Nm。第一电机在发电模式时的发电扭矩的方向与离合器处传递的扭矩的方向相反，当离合器处于锁止状态时，离合器与发动机之间相对固定，离合器处传递的扭矩等于发动机的扭矩，当离合器处于滑摩状态时，离合器与发动机为半接触状态，此时离合器的扭矩等于离合器的滑摩扭矩。当第一电机处于发电模式时，第一电机的输出扭矩等于第一电机的发电扭矩和离合器处传递的扭矩之和，由于第一电机的发电扭矩和离合器处传递的扭矩的方向相反，因此当第一电机的输出扭矩为0Nm时，即可使同步器执行从当前挡位的摘挡动作。同时，混合控制单元控制第二电机增加第二输出扭矩为整车的驱动扭矩需求提供保证，确保整车的动力充足。

在本实施例中，通过调节离合器的滑摩扭矩，使发动机在整个换挡过程中可以持续提供动力输出，同时通过将第一电机切换至发电状态，减少电池的放电功率峰值，以此降低对电池的设计要求和系统的成本。

可选的，步骤203，包括：

子步骤2031，按照预设第一梯度降低所述离合器的扭矩，直到所述离合器的扭矩小于所述发动机的目标发动机扭矩，以使所述离合器从锁止状态进入滑摩状态。

第一梯度反映降低离合器的扭矩的速度，可以是单位时间内降低的扭矩的值，例如：5Nm/10ms，表示每10毫秒降低5Nm的扭矩。第一梯度越大表示降低离合器的扭矩的速度越快，第一梯度越小表示降低离合器的扭矩的速度越慢。根据实际情况不同，可以选择不同的第一梯度。

可选的，步骤203，还包括：

子步骤2032，按照预设第二梯度增加第一电机的发电扭矩至所述滑摩扭矩；所述第一电机的发电扭矩的方向与所述离合器的滑摩扭矩的方向相反。

同理，第二梯度反映增加离合器的扭矩的速度，可以是单位时间内增加的扭矩的值，例如：5Nm/s，表示每秒增加5Nm的扭矩。第二梯度越大表示增加离合器的扭矩的速度越快，第二梯度越小表示增加离合器的扭矩的速度越慢。根据实际情况不同，可以选择不同的第二梯度。

步骤204，在所述第一输出扭矩小于第一阈值的情况下，控制同步器执行摘挡动作。

同步器是汽车变速箱中非常重要的结构，在摘挡、换挡过程中可以通过摩擦将转速较大的一方的能量传递给转速较小的一方，使得转速较小的一方提升转速，达到与转速较大的一方转速同步。

第一阈值是预先设定的一个较小的值，可以根据多次实验获得，也可以根据用户的需求进行调整。因为在实际应用过程中存在系统误差等原因，第一电机的发电扭矩与离合器处传递的扭矩，也就是滑摩扭矩不可能完全相等，当第一电机的发电扭矩与滑摩扭矩的差值，也就是第一输出扭矩小于第一阈值的时候，可以认为第一电机的发电扭矩与滑摩扭矩相等，此时自动变速箱控制单元控制同步器执行从当前挡位的摘挡动作。

步骤205，在摘挡完成后，调整所述第一电机的第一转速，并在所述第一转速与目标挡位对应的目标输入轴转速的差值的绝对值小于第二阈值的情况下，控制同步器执行进挡动作。

同理，第二阈值是预先设定的一个较小的值，可以根据多次实验获得，也可以根据用户的需求进行调整。

当同步器完成摘挡动作后，自动变速箱控制单元调整第一电机的第一转速，接近目标挡位对应的目标输入轴转速，并通过调节离合器的扭矩以控制发动机的转速，使发动机转速与目标挡位的输入轴转速的差值的绝对值在预设范围内，可以理解，当离合器处于滑摩状态时，离合器处传递的扭矩等于离合器的滑摩扭矩，此时，通过增加或减少离合器的扭矩，使得发动机转速与目标挡位的输入轴转速的差值的绝对值在预设范围内，以便后续进行进挡动作。

当第一电机的第一转速与目标挡位对应的目标输入轴转速的差值的绝对值小于第二阈值的时候，可以认为第一电机的第一转速与目标挡位对应的目标输入轴转速相等，自动变速箱控制单元可以控制同步器执行进挡动作。

具体来说，当第一电机的转速与目标挡位下的目标输入轴转速在预设范围内时，例如，当第一电机的转速与目标挡位下的目标输入轴转速的转速差的绝对值小于20rpm时，即可使得同步器执行目标挡位的换挡动作。也就是说，在同步器执行换挡动作时，第一电机的转速不一定与目标挡位下的输入轴转速完全相同，第一电机的转速与目标挡位下的目标输入轴转速的转速差的绝对值小于一定数值即可执行同步器的换挡动作。

可选的，步骤205，包括：

子步骤2051，按预设的第三梯度增加所述第一电机的第一转速，并控制所述发动机的转速始终高于所述第一电机的转速，以使的所述离合器在合挡完成前始终处于滑摩状态。

第三梯度反映转速的增加速度，可以是单位时间内增加的转速的值，例如：10rpm/s，表示每秒增加10rpm的转速。第三梯度越大表示增加第一转速的速度越快，第三梯度越小表示增加第一转速的速度越慢。根据实际情况不同，可以选择不同的第三梯度。

子步骤2052，在所述第一转速与目标挡位对应的目标输入轴转速的差值的绝对值小于第二阈值的情况下，控制同步器执行进挡动作。

步骤206，在进挡完成后，降低所述第一电机的发电扭矩至零，并降低所述第二电机的第二输出扭矩，执行合挡操作以完成换挡。

在本实施例中，同步器换挡完成后，可以增加第一车辆的扭矩输出，并将第一电机的扭矩按照预设梯度将至0Nm，并且，降低与第二车辆桥连接的驱动电极的目标扭矩，在该过程中，当发动机的转速与目标挡位的输入轴转速在预设范围内时，例如，发动机的转速与目标挡位的转速的转速差的绝对值小于50rpm时，可以增加离合器的目标扭矩，之后，便可以锁止离合器，至此，混动车辆的换挡便能够完成。

可选的，步骤206，包括：

子步骤2061，增加所述第一车辆桥的扭矩输出，降低所述第二车辆桥的扭矩输出，并在发动机的第二转速与所述目标输入轴转速的差值的绝对值小于第四阈值的情况下，增加所述离合器的扭矩至预设目标值并锁止所述离合器。

第四阈值是预先设定的一个较小的值，可以根据多次实验获得，也可以根据用户的需求进行调整。第二转速是发动机当前的转速。因为在实际应用过程中存在系统误差等原因，第二转速与目标输入轴转速不可能完全相等，当第二转速与目标输入轴转速之间的差值的绝对值小于第三阈值的时候，可以认为第二转速与目标输入轴转速相等，可以锁止离合器。在本实施例中，同步器换挡完成后，需要调整第一车辆桥和第二车辆桥的扭矩分配，此时，可以通过混合控制单元控制增加第一车辆的扭矩输出，并将第一电机的扭矩按照预设梯度降至0Nm，并且，降低与第二车辆桥连接的驱动电极的目标扭矩。此时，自动变速箱控制单元可以控制离合器的目标扭矩按照一定梯度增加，例如，可以按照10Nm/10ms的速度增加离合器的目标扭矩至目标值，之后，便可以锁止离合器，至此，混动车辆的换挡便能够完成。

举例来说，锁止离合器的步骤可以为：当发动机转速与目标挡位的输入轴转速在预设范围内后，按照预设梯度增加离合器的目标扭矩至目标值，锁止离合器。

在本实施例中，同步器换挡完成后，需要调整第一车辆桥和第二车辆桥的扭矩分配，此时，可以增加第一车辆的扭矩输出，并将第一电机的扭矩按照预设梯度将至0Nm，并且，降低与第二车辆桥连接的驱动电极的目标扭矩，此时，可以按照一定梯度增加离合器的目标扭矩，例如，可以按照10Nm/10ms的速度增加离合器的目标扭矩至目标值，在该过程中，当发动机的转速与目标挡位的输入轴转速在预设范围内时，例如，发动机的转速与目标挡位的转速的转速差小于50rpm时，可以增加离合器的目标扭矩，之后，便可以锁止离合器。

下面通过具体的实施例对该方案的换挡控制方法进行阐述。图5为本申请实施例提供的一种混动系统的换挡控制方法的逻辑图，本实施例以混动车辆从1挡升至2挡为例，根据本申请实施例中的混动系统的换挡控制方法对混动系统的车辆进行换挡控制，与相关技术中混动系统车辆的换挡方式不同。在本实施例中，当降低离合器120的扭矩后，需要使得离合器120的扭矩小于发动机300的扭矩，并使离合器120从锁止状态进入滑摩状态，以通过调节离合器120的滑摩扭矩，使发动机300在整个换挡过程中可以持续提供动力输出，同时通过将第一电机410切换至发电状态，减少电池600的放电功率峰值，以此降低对电池600的设计要求和系统的成本。而且，通过调节离合器120的滑摩扭矩，使发动机300在整个换挡过程中可以持续提供动力输出，能够保证发动机300的扭矩在整个换挡过程中基本保持不变，仅需要响应慢扭调节，也就是说仅需要响应气路调节，避免了发动机300怠速和快扭（也称为火路）调节的工况，降低了对发动机300扭矩响应速度要求，也避免了排放恶化的问题。与相关技术中的混动系统的换挡控制相比，通过本实施例中的混动系统的换挡控制方法，不仅能够降低对电池600的设计要求和系统成本，还能够降低对发动机300扭矩响应速度要求，也避免了排放恶化的问题。

本申请实施例提供的一种混动系统的换挡控制方法包括，接收换挡请求；响应换挡请求，确定发动机的目标发动机扭矩，并控制发动机输出目标发动机扭矩；根据目标发动机扭矩控制离合器进入滑摩状态，控制第一电机切换至发电模式并调节第一电机的发电扭矩至滑摩扭矩，增加第二电机的第二输出扭矩；在第一输出扭矩小于第一阈值的情况下，控制同步器执行摘挡动作；在摘挡完成后，调整第一电机的第一转速，并在所述第一转速与目标挡位对应的目标输入轴转速的差值的绝对值小于第二阈值的情况下，控制同步器执行进挡动作；在进挡完成后，降低第一电机的发电扭矩至零，并降低第二电机的第二输出扭矩，执行合挡操作以完成换挡，通过对离合器滑摩扭矩的控制，避免了两个电机同时进行放电的情况，降低了换挡过程中可能出现的动力电池放电功率的峰值，从而降低了动力电池成本和系统成本，同时，通过对离合器滑摩扭矩的控制，取代了现有技术中发动机扭矩在换挡过程中先降扭再增扭的过程，解决了发动机扭矩响应速度和排放恶化的矛盾问题。

本申请实施例还提供了一种混动系统的换挡控制装置，图6是本申请实施例提供的一种装置框图，如图6所示，该装置包括：

请求接收模块301，用于接收换挡请求；

驱动功率确认模块302，用于响应所述换挡请求，根据整车需要的目标驱动功率，确定发动机的目标发动机扭矩，并控制发动机输出所述目标发动机扭矩；

滑摩控制模块303，用于根据所述目标发动机扭矩控制离合器进入滑摩状态，以及控制第一电机切换至发电模式并调节所述第一电机的发电扭矩至滑摩扭矩，以使第一电机的输入轴的第一输出扭矩减少，并增加第二电机的第二输出扭矩；其中，所述滑摩扭矩为滑摩状态下离合器的扭矩；所述第二电机的输出扭矩用于驱动车辆后桥；

摘挡控制模块304，用于在所述第一输出扭矩小于第一阈值的情况下，控制同步器执行摘挡动作；

进挡控制模块305，用于在摘挡完成后，调整所述第一电机的第一转速，并在所述第一转速与目标挡位对应的目标输入轴转速的差值的绝对值小于第二阈值的情况下，控制同步器执行所述进挡动作；

合挡模块306，用于在进挡完成后，降低所述第一电机的发电扭矩至零，并降低所述第二电机的第二输出扭矩，执行合挡操作以完成换挡。

可选地，本申请一些实施例中，所述根据整车需要的目标驱动功率，确定发动机的目标发动机扭矩，并控制发动机输出所述目标发动机扭矩，包括：获取换挡前整车需求的第一驱动功率，以及接收换挡请求后整车需要的目标驱动功率；在所述目标驱动功率与所述第一驱动功率之间的差值小于第三阈值的情况下，保持所述发动机的目标发动机扭矩不变。

可选地，本申请一些实施例中，所述根据所述第一发动机扭矩控制离合器进入滑摩状态，包括：按照预设第一梯度降低所述离合器的扭矩，直到所述离合器的扭矩小于所述发动机的目标发动机扭矩，以使所述离合器从锁止状态进入滑摩状态。

可选地，控制第一电机切换至发电模式并调节所述第一电机的发电扭矩至滑摩扭矩，包括：按照预设第二梯度增加第一电机的发电扭矩至所述滑摩扭矩；所述第一电机的发电扭矩的方向与所述离合器的滑摩扭矩的方向相反。

可选地，本申请一些实施例中，根据整车需要的目标驱动功率，确定发动机的目标发动机扭矩，并控制发动机输出所述目标发动机扭矩之后，还包括：减少第一车辆桥的扭矩输出，增加第二车辆桥的扭矩输出，使所述混动车辆切换为所述第二车辆桥驱动模式；所述第一车辆桥用于控制第一对车轮、所述第二车辆桥用于控制第二对车轮。

可选地，本申请一些实施例中，所述执行合挡操作以完成换挡，包括：

增加所述第一车辆桥的扭矩输出，降低所述第二车辆桥的扭矩输出，并在发动机的第二转速与所述目标输入轴转速的差值小于第三阈值的情况下，增加所述离合器的扭矩至预设目标值并锁止所述离合器。

可选地，本申请一些实施例中，所述在摘挡完成后，调整所述第一电机的第一转速，并在所述第一转速与目标挡位对应的目标输入轴转速的差值的绝对值小于第二阈值的情况下，控制同步器执行进挡动作，包括：按预设的第三梯度增加所述第一电机的第一转速，并控制所述发动机的转速始终高于所述第一电机的转速，以使的所述离合器在合挡完成前始终处于滑摩状态；在所述第一转速与目标挡位对应的目标输入轴转速的差值的绝对值小于第二阈值的情况下，控制同步器执行进挡动作。

该装置通过接收换挡请求；响应换挡请求，确定发动机的目标发动机扭矩，并控制发动机输出目标发动机扭矩；根据目标发动机扭矩控制离合器进入滑摩状态，控制第一电机切换至发电模式并调节第一电机的发电扭矩至滑摩扭矩，增加第二电机的第二输出扭矩；在第一输出扭矩小于第一阈值的情况下，控制同步器执行摘挡动作；在摘挡完成后，调整第一电机的第一转速，并在所述第一转速与目标挡位对应的目标输入轴转速的差值的绝对值小于第二阈值的情况下，控制同步器执行进挡动作；在进挡完成后，降低第一电机的发电扭矩至零，并降低第二电机的第二输出扭矩，执行合挡操作以完成换挡，通过对离合器滑摩扭矩的控制，避免了两个电机同时进行放电的情况，降低了换挡过程中可能出现的动力电池放电功率的峰值，从而降低了动力电池成本和系统成本，同时，通过对离合器滑摩扭矩的控制，取代了现有技术中发动机扭矩在换挡过程中先降扭再增扭的过程，解决了发动机扭矩响应速度和排放恶化的矛盾问题。

本申请实施例还提出了一种混动车辆，其根据第一方面任一实施例中的混动系统的换挡控制方法对混动车辆进行换挡控制。由于其包括第一方面任一实施例中的混动车辆，因此，其也具备第一方面任一实施例的有益效果。与相关技术中混动系统车辆的换挡方式不同，本实施例中当降低离合器120的扭矩后，需要使得离合器120的扭矩小于发动机300的扭矩，并使离合器120从锁止状态进入滑摩状态，以通过调节离合器120的滑摩扭矩，使发动机300在整个换挡过程中可以持续提供动力输出，同时通过将第一电机410切换至发电状态，减少电池600的放电功率峰值，以此降低对电池600的设计要求和系统的成本。而且，通过调节离合器120的滑摩扭矩，使发动机300在整个换挡过程中可以持续提供动力输出，能够保证发动机300的扭矩在整个换挡过程中基本保持不变，仅需要响应慢扭调节，也就是说仅需要响应气路调节，避免了发动机300怠速和快扭（也称为火路）调节的工况，降低了对发动机300扭矩响应速度要求，也避免了排放恶化的问题。综上，与相关技术中的混动系统的换挡控制相比，通过本实施例中的混动系统的换挡控制方法，不仅能够降低对电池600的设计要求和系统成本，还能够降低对发动机300扭矩响应速度要求，也避免了排放恶化的问题。采取本申请第一方面实施例中的混动系统的换挡控制方法的混动车辆，其也能够达到降低对电池600的设计要求和系统成本，还能够降低对发动机300扭矩响应速度要求，也避免了排放恶化的问题。

本申请实施例还提出了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如第一方面任一实施例中的混动系统的换挡控制方法。

根据本申请实施例中的计算机存储介质，由于其被处理器执行时实现第一方面任一实施例中的混动系统的换挡控制方法，因此，其也具备第一方面任一实施例的有益效果。此处不再赘述。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

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申请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。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种混动系统的换挡控制方法，其特征在于，所述方法包括：

接收换挡请求；

响应所述换挡请求，根据整车需要的目标驱动功率，确定发动机的目标发动机扭矩，并控制发动机输出所述目标发动机扭矩；

根据所述目标发动机扭矩控制离合器进入滑摩状态，以及控制第一电机切换至发电模式并调节所述第一电机的发电扭矩至滑摩扭矩，以使第一电机的输入轴的第一输出扭矩减少，并增加第二电机的第二输出扭矩；其中，所述滑摩扭矩为滑摩状态下离合器的扭矩；所述第二电机的第二输出扭矩用于驱动第二车辆桥；

在所述第一输出扭矩小于第一阈值的情况下，控制同步器执行摘挡动作；

在摘挡完成后，调整所述第一电机的第一转速，并在所述第一转速与目标挡位对应的目标输入轴转速的差值的绝对值小于第二阈值的情况下，控制所述同步器执行进挡动作；

在进挡完成后，降低所述第一电机的发电扭矩至零，并降低所述第二电机的第二输出扭矩，执行合挡操作以完成换挡；

其中，所述根据所述目标发动机扭矩控制离合器进入滑摩状态，包括：按照预设第一梯度降低所述离合器的扭矩，直到所述离合器的扭矩小于所述发动机的目标发动机扭矩，以使所述离合器从锁止状态进入滑摩状态；

所述控制第一电机切换至发电模式并调节所述第一电机的发电扭矩至滑摩扭矩，包括：按照预设第二梯度增加第一电机的发电扭矩至所述滑摩扭矩；所述第一电机的发电扭矩的方向与所述离合器的滑摩扭矩的方向相反；

其中，所述在摘挡完成后，调整所述第一电机的第一转速，并在所述第一转速与目标挡位对应的目标输入轴转速的差值的绝对值小于第二阈值的情况下，控制所述同步器执行进挡动作，包括：

按预设的第三梯度增加所述第一电机的第一转速，并控制所述发动机的转速始终高于所述第一电机的转速，以使所述离合器在合挡完成前始终处于滑摩状态；

在所述第一转速与目标挡位对应的目标输入轴转速的差值的绝对值小于第二阈值的情况下，控制所述同步器执行进挡动作。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据整车需要的目标驱动功率，确定发动机的目标发动机扭矩，并控制发动机输出所述目标发动机扭矩，包括：

获取换挡前整车需求的第一驱动功率，以及接收换挡请求后整车需要的目标驱动功率；

在所述目标驱动功率与所述第一驱动功率之间的差值的绝对值小于第三阈值的情况下，保持所述发动机的目标发动机扭矩不变。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据整车需要的目标驱动功率，确定发动机的目标发动机扭矩，并控制发动机输出所述目标发动机扭矩之后，还包括：

减少第一车辆桥的扭矩输出，增加第二车辆桥的扭矩输出，以切换为第二车辆桥驱动模式；所述第一车辆桥用于控制第一对车轮、所述第二车辆桥用于控制第二对车轮。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述执行合挡操作以完成换挡，包括：

增加第一车辆桥的扭矩输出，降低所述第二车辆桥的扭矩输出，并在发动机的第二转速与所述目标输入轴转速的差值的绝对值小于第四阈值的情况下，增加所述离合器的扭矩至预设目标值并锁止所述离合器。

5.一种混动系统的换挡控制装置，其特征在于，所述装置包括：

请求接收模块，用于接收换挡请求；

驱动功率确认模块，用于响应所述换挡请求，根据整车需要的目标驱动功率，确定发动机的目标发动机扭矩，并控制发动机输出所述目标发动机扭矩；

滑摩控制模块，用于根据所述目标发动机扭矩控制离合器进入滑摩状态，以及控制第一电机切换至发电模式并调节所述第一电机的发电扭矩至滑摩扭矩，以使第一电机的输入轴的第一输出扭矩减少，并增加第二电机的第二输出扭矩；其中，所述滑摩扭矩为滑摩状态下离合器的扭矩；所述第二电机的输出扭矩用于驱动第二车辆桥；

摘挡控制模块，用于在所述第一输出扭矩小于第一阈值的情况下，控制同步器执行摘挡动作；

进挡控制模块，用于在摘挡完成后，调整所述第一电机的第一转速，并在所述第一转速与目标挡位对应的目标输入轴转速的差值的绝对值小于第二阈值的情况下，控制所述同步器执行进挡动作；

合挡模块，用于在进挡完成后，降低所述第一电机的发电扭矩至零，并降低所述第二电机的第二输出扭矩，执行合挡操作以完成换挡；

其中，所述根据所述目标发动机扭矩控制离合器进入滑摩状态，包括：按照预设第一梯度降低所述离合器的扭矩，直到所述离合器的扭矩小于所述发动机的目标发动机扭矩，以使所述离合器从锁止状态进入滑摩状态；

所述控制第一电机切换至发电模式并调节所述第一电机的发电扭矩至滑摩扭矩，包括：按照预设第二梯度增加第一电机的发电扭矩至所述滑摩扭矩；所述第一电机的发电扭矩的方向与所述离合器的滑摩扭矩的方向相反；

其中，所述在摘挡完成后，调整所述第一电机的第一转速，并在所述第一转速与目标挡位对应的目标输入轴转速的差值的绝对值小于第二阈值的情况下，控制所述同步器执行进挡动作，包括：

按预设的第三梯度增加所述第一电机的第一转速，并控制所述发动机的转速始终高于所述第一电机的转速，以使所述离合器在合挡完成前始终处于滑摩状态；

在所述第一转速与目标挡位对应的目标输入轴转速的差值的绝对值小于第二阈值的情况下，控制所述同步器执行进挡动作。

6.一种混动车辆，其特征在于，包括如权利要求5的装置。

7.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述的混动系统的换挡控制方法。

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