CN116044985B - 一种汽车再生制动下换挡过程协同控制方法 - Google Patents

一种汽车再生制动下换挡过程协同控制方法 Download PDF

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CN116044985B CN202310324416.8A CN202310324416A CN116044985B CN 116044985 B CN116044985 B CN 116044985B CN 202310324416 A CN202310324416 A CN 202310324416A CN 116044985 B CN116044985 B CN 116044985B
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Abstract

本发明涉及汽车动力传动系统控制技术领域，公开了一种汽车再生制动下换挡过程协同控制方法，包括：分析不同换挡前后电机工作点情形对换挡前后轮上电机制动力的影响，即变速器输出扭矩是否发生改变；在能量回收的过程中同时进行换挡并根据电机制动力是否改变采取不同的协同控制方法；换挡前后轮上电机制动力不变的换挡过程控制方法包括在换挡过程控制中分别在充油相、转矩相、转速相、锁止相四个阶段协同控制离合器压力和电机扭矩；换挡前后轮上电机制动力变化的换挡过程控制方法包括在换挡过程控制中分别充油相、转矩相、转速相、锁止相四个阶段协同控制离合器压力、电机扭矩和液压制动力。在保证制动安全性和平顺性的同时有效提升能量回收率。

Description

一种汽车再生制动下换挡过程协同控制方法
技术领域
本发明涉及汽车动力传动系统控制技术领域，更具体地说，涉及一种汽车再生制动下换挡过程协同控制方法。
背景技术
为了应对全球能源危机和环境污染，具有低排放、低污染和高能量利用率等优势的纯电动汽车/混合动力汽车（EV/HEV）迎来了快速发展的浪潮。目前，大多数纯电动汽车/混合动力汽车的换挡过程控制方法仍然采用的是驱动状态的换挡过程控制方法或者能量回收过程采用不换挡策略，这会导致能量回收率低、换挡冲击大以及制动效能低等问题。
对此，公告号为CN105857087B的中国专利公开了一种基于AMT的HEV/EV再生制动过程中降档协同控制方法及机电系统。TCU将机械制动系统期望制动力作为驾驶员期望制动力发给BCU，获得BCU控制的机械制动系统实际制动力，并计算驱动电机的期望制动力以通知MCU调节驱动电机制动力。当驱动电机制动力低于阈值时，控制AMT摘挡，并采集所选目标挡位的齿轮转速，通过MCU控制驱动电机输出转速和目标挡位齿轮转速差值小于阈值后，控制AMT进挡。但是在该专利中，针对纯电动汽车/混合动力汽车的能量回收过程，采用AMT换挡控制，其包括摘挡、选挡和进挡过程，制动过程中存在制动力中断，会导致换挡冲击大、制动效能低、制动安全等问题。
综上，目前行业现状中能量回收与降档过程的控制情况为：首先，大多数纯电动汽车/混合动力汽车的换挡过程控制方法仍然采用的是驱动状态的换挡过程控制方法或者能量回收过程不换挡策略，但能量回收率低、换挡冲击大以及制动效能低；其次，能量回收过程换挡需要考虑多种情况即换挡前后变速器输出扭矩是否发生改变；再次，针对不同情况制定换挡过程控制方法，在策略制定时，需要考虑液压制动扭矩、离合器传递扭矩以及电机扭矩的协同控制；最后，是换挡过程控制的目标在于既保证换挡平顺、无动力中断，同时要保证制动安全性，这两个目标需要同时满足。因此，为解决以上四个问题，本发明提出了一种汽车再生制动下换挡过程协同控制方法。
发明内容
要解决的技术问题：本发明通过在能量回收同时换挡的过程中协同控制分离离合器和接合离合器，可以有效解决能量回收过程中存在制动力中断，导致换挡冲击大、制动效能低、制动安全等问题，以及协同控制电机扭矩、液压制动，既保证制动安全性和平顺性的情况下同时有效提升能量回收率。
采用的技术方案如下：
一种汽车再生制动下换挡过程协同控制方法，适用于采用多片式摩擦离合器作为换挡元件的液力自动变速器/双离合自动变速器，包括以下步骤：
S1：分析不同换挡前后电机工作点情形对换挡前后轮上电机制动力的影响，即所述变速器输出扭矩的是否发生改变；在能量回收的过程中同时进行换挡并根据所述电机制动力是否改变采取不同的协同控制方法；
S2：换挡前后轮上电机制动力不变的换挡过程控制方法包括在换挡过程控制中分别在充油相、转矩相、转速相、锁止相四个阶段协同控制所述离合器压力和电机扭矩；
S3：换挡前后轮上电机制动力变化的换挡过程控制方法包括在换挡过程控制中分别充油相、转矩相、转速相、锁止相四个阶段协同控制所述离合器压力、电机扭矩以及液压制动力。
进一步，步骤S1中，前后轮上电机制动力变化具体分以下三种情形：情形一、换挡前后轮上电机制动力≥需求制动力；情形二、换挡前后轮上电机制动力＜需求制动力；情形三、换挡前轮上电机制动力＜需求制动力，换挡后轮上电机制动力≥需求制动力；情形一属于换挡前后电机制动力不变的情况，情形二和情形三属于换挡前后轮上电机制动力改变的情况。
进一步，步骤S2或步骤S3中，充油相阶段的换挡过程协同控制方法如下：
接合离合器需要完成预充油使得离合器活塞和摩擦片刚好消除间隙达到临界油压，接合离合器传递扭矩为0；
分离离合器需要降压至传递扭矩的最低允许油压，分离离合器传递扭矩保持不变；
电机扭矩保持不变；
液压制动力等于0。
进一步，在步骤S2中，转矩相阶段的换挡过程协同控制方法如下：
接合离合器需要升压来完成扭矩的传递；
分离离合器需要降压来完成扭矩的平顺传递，分离离合器在转矩相传递的扭矩值逐渐减小为0；
转矩相电机扭矩
Figure SMS_1
按照下式进行协同控制：
Figure SMS_2
其中转矩相结束时刻
Figure SMS_3
，电机扭矩值：
Figure SMS_4
其中
Figure SMS_7
为充油相结束时刻电机扭矩值，
Figure SMS_8
为充油相结束时刻分离离合器传递扭矩，
Figure SMS_10
为分离离合器传递扭矩值，
Figure SMS_6
为接合离合器传递扭矩值，
Figure SMS_9
为充油相分离离合器传递的扭矩值，
Figure SMS_11
为分离离合器所在挡位的传动比，
Figure SMS_12
为接合离合器所在挡位的传动比，
Figure SMS_5
表示时间；
液压制动力等于0。
进一步，在步骤S2或S3中，转速相阶段的换挡过程协同控制方法如下：
接合离合器保持传递扭矩不变，同时逐渐缩小主动端与从动端的转速差，接合离合器油压始终等于转矩相结束时刻的离合器油压值；
分离离合器传递扭矩为0，但是分离离合器油压始终保持为临界油压点；
转速相电机扭矩
Figure SMS_13
按照以下方法进行协同控制：
在标定的转速相结束时刻
Figure SMS_14
，电机转速换挡后的目标速度为：
Figure SMS_15
在已知目标转速和转速相时间的情况下，可以求得转速相角加速度为：
Figure SMS_16
由此可以求得转速相电机扭矩
Figure SMS_17
为：
Figure SMS_18
其中
Figure SMS_19
为转矩相结束时刻电机转速，
Figure SMS_20
为转矩相结束时刻电机扭矩值，
Figure SMS_21
为电机转动惯量；
液压制动力等于0。
进一步，在步骤S2或S3中，锁止相阶段的换挡过程协同控制方法如下：
接合离合器迅速升高压力以完全压紧接合离合器片；
分离离合器油压从临界油压点降低到0；
锁止相电机扭矩值
Figure SMS_22
按照下式进行协同控制：
Figure SMS_23
；
液压制动力始终等于0。
进一步，步骤S3中，转矩相阶段的换挡过程协同控制方法如下：
转矩相换挡前液压制动力为：
Figure SMS_24
；
转矩相换挡后的液压制动力为：
Figure SMS_25
在转矩相中按照定斜率增加液压制动力，具体的控制如下式：
Figure SMS_26
其中，
Figure SMS_28
为转矩相液压制动力，
Figure SMS_32
为充油相结束时刻，
Figure SMS_34
为转矩相结束时刻，
Figure SMS_29
为轮上总制动力需求，
Figure SMS_31
为换挡前电机最大扭矩，
Figure SMS_33
为换挡后电机最大扭矩，
Figure SMS_35
为换挡前挡位传动比，
Figure SMS_27
为换挡后挡位传动比，
Figure SMS_30
为轮胎半径；
分离离合器需要降压来完成扭矩的平顺传递，分离离合器在转矩相传递的扭矩值由充油相结束时刻扭矩值逐渐减小为0；
接合离合器需要升压来完成扭矩的传递；
接合离合器传递扭矩值与分离离合器在转矩相开始时刻的值并不相等，且轮上电机制动力的变化也会导致电机扭矩的变化；为了保证变速器输出轴扭矩保持不变，转矩相电机扭矩值
Figure SMS_36
协同控制应该按照式：
Figure SMS_37
。
进一步，步骤S3中，转矩相阶段，为了保证扭矩传递的平稳，应该控制转矩相分离离合器油压
Figure SMS_38
按照下式进行传递：
Figure SMS_39
其中
Figure SMS_40
为分离离合器的临界油压点，
Figure SMS_41
为传递扭矩
Figure SMS_42
所需要的最低油压。
进一步，步骤S3中，转矩相阶段，变速器输出轴扭矩在转矩相结束时刻的值为：
Figure SMS_43
在转矩相接合离合器传递的扭矩值
Figure SMS_44
如下式：
Figure SMS_45
同时，为了保证扭矩传递的平稳，控制转矩相接合离合器油压
Figure SMS_46
：
Figure SMS_47
其中，
Figure SMS_48
为转矩相结束时刻输出轴油压，
Figure SMS_49
为充油相分离离合器油压。
进一步，步骤S2或S3中，在锁止相阶段，锁止相接合离合器油压按照一定斜率逐渐升高，其控制如下式所示：
Figure SMS_50
其中
Figure SMS_51
为转速相结束时刻接合离合器油压，
Figure SMS_52
为接合离合器最大油压，
Figure SMS_53
为锁止相结束时间。
进一步，步骤S2中，在转矩相阶段，设置接合离合器在转矩相开始时刻即充油相结束时刻
Figure SMS_54
传递的扭矩值为0，在转矩相结束时刻
Figure SMS_55
接合离合器传递的扭矩值：
Figure SMS_56
在转矩相结束时刻
Figure SMS_57
接合离合器的油压值：
Figure SMS_58
同时，为了保证扭矩传递的平稳，应该控制转矩相接合离合器油压
Figure SMS_59
：
Figure SMS_60
其中，
Figure SMS_61
为临界点油压。
本发明的有益效果在于：
（1）将能量回收过程中换挡过程控制方法分为换挡前后轮上电机制动力不变的换挡过程控制方法和换挡前后轮上电机制动力改变的换挡过程控制方法两种类型，实现了能量回收过程中换挡过程离合器、动力源以及液压制动系统的分阶段协同控制；
（2）考虑了能量回收过程中电机产生负扭矩的情况所导致的换挡过程控制难题，通过协同控制多阶段的接合离合器、分离离合器、电机扭矩、液压制动，保证了换挡过程平顺性，确保了换挡过程无动力中断，同时提高了能量回收率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明车辆在再生过程中换挡过程协同控制方法的流程图；
图2为本发明的换挡前后的轮上电机制动力保持不变的换挡过程控制的时序图；
图3为本发明的换挡前后的轮上电机制动力改变的换挡过程控制的时序图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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。
本实施例针对的是采用多片式摩擦离合器作为换挡元件的液力自动变速器/双离合自动变速器（AT/DCT），具体实施流程如图1所示，一种汽车再生制动下换挡过程协同控制方法，包括以下步骤：
步骤一、分析不同换挡工作点情形对换挡前后轮上电机制动力的影响，即变速器输出扭矩的影响。
首先分析换挡前后轮上电机制动力≥需求制动力；换挡前后轮上电机制动力＜需求制动力；换挡前轮上电机制动力＜需求制动力，换挡后轮上电机制动力≥需求制动力这三种情形对换挡过程控制方法的制定的影响。情形一中，换挡前后轮上电机制动力≥需求制动力时，换挡前后轮上电机制动力始终等于轮上总制动力需求，其并没有发生变化；情形二中，当换挡前后轮上电机制动力＜需求制动力时，换挡前后轮上电机制动力发生了变化，其实质是换挡前后电机功率始终小于总制动功率需求；情形三中，当换挡前轮上电机制动力＜需求制动力，换挡后轮上电机制动力≥需求制动力时，轮上电机制动力在换挡前后发生了变化。
因此，在制定换挡过程控制方法时，要依据换挡前后轮上电机制动力即变速器输出扭矩是否发生改变而制定不同的换挡过程控制方法。在情形一中，轮上电机制动力在换挡前后保持不变，即换挡前后变速器输出扭矩保持不变，依据此特点制定换挡前后轮上电机制动力不变控制方法，将于步骤二进行介绍。情形二和情形三中，轮上电机制动力在换挡前后发生了改变。在换挡过程控制方法的制定时，可以将其归结为同一种类型，即换挡前后变速器输出扭矩发生改变，依据此特点而制定换挡前后轮上电机制动力改变控制方法，将于步骤三进行介绍。
步骤二、换挡前后轮上电机制动力不变的控制方法
在能量回收过程中，换挡前后轮上电机制动力不变，即变速器输出轴扭矩在换挡前后不发生改变，轮上电机制动力等于总需求制动力，液压制动力等于0。为了减小换挡过程的冲击以及保证制动安全性，在换挡过程控制中需要分阶段协同控制离合器压力和电机扭矩。将控制阶段分为充油相、转矩相、转速相、锁止相，时序图如图2所示，下面将介绍换挡前后轮上电机制动力不变的换挡控制方法。
1、充油相
A）接合离合器
在充油相，接合离合器需要完成预充油使得离合器活塞和摩擦片刚好消除间隙达到临界油压。充油相中接合离合器传递的扭矩值为0，设置充油相开始时时间为0s，充油相结束时刻为
Figure SMS_62
，为了尽量缩短充油相时间，使得接合离合器尽快进入转矩相，接合离合器的油压
Figure SMS_63
应该阶跃至某一油压
Figure SMS_64
。该油压值由台架试验标定得来，且必须满足
Figure SMS_65
，其中
Figure SMS_66
为临界点油压。充油相接合离合器油压
Figure SMS_67
的变化按照按式进行控制：
Figure SMS_68
Figure SMS_69
B）分离离合器
在充油相，分离离合器需要降压至传递扭矩的最低允许油压，分离离合器传递扭矩保持不变。充油相分离离合器油压
Figure SMS_70
的变化可以按照如下公式进行控制：
Figure SMS_71
其中，
Figure SMS_72
为分离离合器充油相初始油压，
Figure SMS_73
为分离离合器的降压斜率，
Figure SMS_74
为分离离合器充油相标定的降压时间，
Figure SMS_75
为传递扭矩
Figure SMS_76
所需要的最低油压。
C）电机扭矩
在充油相，为了保证变速器的输出轴扭矩保持恒定，分离离合器和接合离合器为转矩相的快速响应做准备，并没有进行扭矩转移。因此电机作为变速器扭矩的输入，在充油相应该保持不变。
D）液压制动力
在充油相，轮上电机制动力等于需求制动力，液压制动力等于0。
2、转矩相
A）接合离合器
转矩相中接合离合器需要升压来完成扭矩的传递。其在转矩相开始时刻即充油相结束时刻
Figure SMS_77
传递的扭矩值为0，在转矩相结束时刻
Figure SMS_78
接合离合器传递的扭矩值：
Figure SMS_79
在转矩相结束时刻
Figure SMS_80
接合离合器的油压值：
Figure SMS_81
同时，为了保证扭矩传递的平稳，应该控制转矩相接合离合器油压
Figure SMS_82
：
Figure SMS_83
其中
Figure SMS_84
为充油相分离离合器传递的扭矩值，
Figure SMS_85
为充油相分离离合器油压，
Figure SMS_86
为分离离合器所在挡位的传动比，
Figure SMS_87
为接合离合器所在挡位的传动比，其中
Figure SMS_88
为临界点油压，
Figure SMS_89
为传递扭矩
Figure SMS_90
所需要的最低油压。
B）分离离合器
由于转矩相中分离离合器需要降压来完成扭矩的平顺传递。分离离合器在转矩相传递的扭矩值逐渐减小为0。分离离合器在转矩相开始时刻即
Figure SMS_91
传递的扭矩值
Figure SMS_92
，而在转矩相结束时刻
Figure SMS_93
分离离合器传递的扭矩值
Figure SMS_94
。并控制分离离合器油压
Figure SMS_95
：
Figure SMS_96
其中
Figure SMS_97
为分离离合器的临界油压点，
Figure SMS_98
为传递扭矩
Figure SMS_99
所需要的最低油压。
C）电机扭矩
接合离合器与分离离合器所传递扭矩值在转矩相的开始时刻并不相等。因此，为了保证变速器输出轴扭矩保持不变，转矩相电机扭矩值
Figure SMS_100
在转矩相应该按照下式进行协同控制：
Figure SMS_101
其中转矩相结束时刻
Figure SMS_102
，电机扭矩值：
Figure SMS_103
其中
Figure SMS_104
为充油相结束时刻电机扭矩值，
Figure SMS_105
为充油相结束时刻分离离合器传递扭矩，
Figure SMS_106
为分离离合器传递扭矩值，
Figure SMS_107
为接合离合器传递扭矩值，
Figure SMS_108
为充油相分离离合器传递的扭矩值，
Figure SMS_109
为分离离合器所在挡位的传动比，
Figure SMS_110
为接合离合器所在挡位的传动比。
D）液压制动力
由于电机扭矩的调整使得轮上电机制动力并没有发生变化，因此液压制动力并不需要改变。另外，由于液压控制的响应速度低于电机的响应速度，因此通过控制电机转矩来弥补输出轴扭矩差值。
3、转速相
由于能量回收过程电机扭矩为负值，影响主从动转速的同步，因此在转速相针对电机扭矩值进行控制。设置转速相结束时的时间为
Figure SMS_111
。
A）接合离合器
转速相中，接合离合器保持传递转矩不变，同时逐渐缩小主动端与从动端的转速差。接合离合器油压
Figure SMS_112
始终等于转矩相结束时刻的离合器油压值
Figure SMS_113
。
B）分离离合器
转速相中，分离离合器传递扭矩为0，但是分离离合器油压始终保持为临界油压点，即
Figure SMS_114
。
C）电机扭矩
转速相中，在标定的转速相结束时刻
Figure SMS_115
下，电机转速换挡后的目标速度
Figure SMS_116
在已知目标转速和转速相时间的情况下，可以求得转速相角加速度
Figure SMS_117
由此可以求得转速相电机扭矩值
Figure SMS_118
为：
Figure SMS_119
其中
Figure SMS_120
为转矩相结束时刻电机转速，
Figure SMS_121
为分离离合器所在挡位的传动比，
Figure SMS_122
为接合离合器所在挡位的传动比，
Figure SMS_123
为转矩相结束时刻，
Figure SMS_124
为转矩相结束时刻电机扭矩值，
Figure SMS_125
为电机转动惯量。
D）液压制动力
在转速相，轮上电机制动力等于总需求制动力，且接合离合器和分离离合器传递扭矩值保持不变，液压制动力始终等于0。
4、锁止相
对于锁止相，接合离合器迅速升高压力以完全压紧接合离合器片，分离离合器降压至0。锁止相不进行转速同步也不进行扭矩传递，因此电机扭矩和液压制动力都保持不变。
A）接合离合器
接合离合器压力在锁止相按照一定斜率逐渐升高，其控制如下式所示：
Figure SMS_126
其中
Figure SMS_127
为转速相结束时刻接合离合器油压，
Figure SMS_128
为接合离合器最大油压，
Figure SMS_129
为锁止相结束时间。
B）分离离合器
由于锁止相即是完成换挡的最后一个阶段，不涉及到任何转速同步和转矩传递，分离离合器油压
Figure SMS_130
从临界油压点降低到0。
C）电机扭矩
由于在锁止相已经完全完成换挡操作，电机扭矩值：
Figure SMS_131
其中，
Figure SMS_132
为充油相结束时刻电机扭矩值，
Figure SMS_133
为分离离合器所在挡位的传动比，
Figure SMS_134
为接合离合器所在挡位的传动比。
D）液压制动力
在锁止相，轮上电机制动力不变，轮上电机制动力等于总需求制动力，且接合离合器和分离离合器传递扭矩值保持不变，液压制动力始终等于0。
步骤三、换挡前后轮上电机制动力变化的控制方法
基于离合器的转速和转矩的工作状态，当换挡前后轮上电机制动力发生改变时，需要分阶段协同控制离合器压力、电机扭矩以及液压制动力。将此情况下的控制过程分为4个阶段，时序图如图3所示。其中换挡前后轮上电机制动力改变时在充油相，转速相和锁止相的控制方法与换挡前后轮上电机制动力不变的控制方法基本一致，因此主要介绍换挡前后轮上电机制动力发生改变时转矩相的控制方法。
1、转矩相
A）液压制动力
当在能量回收过程中换挡时，轮上电机制动力改变，相应的液压制动力改变。换挡前后的液压制动力分别为：
Figure SMS_135
Figure SMS_136
在转矩相中按照定斜率增加液压制动力，具体的控制如下式：
Figure SMS_137
其中，
Figure SMS_140
为转矩相液压制动力，
Figure SMS_143
为充油相结束时刻，
Figure SMS_145
为转矩相结束时刻，
Figure SMS_139
为轮上总制动力需求，
Figure SMS_142
为换挡前电机最大扭矩，
Figure SMS_144
为换挡后电机最大扭矩，
Figure SMS_146
为换挡前挡位传动比，
Figure SMS_138
为换挡后挡位传动比，
Figure SMS_141
为轮胎半径；
B）分离离合器
由于转矩相中分离离合器需要降压来完成扭矩的平顺传递。分离离合器在转矩相传递的扭矩值由充油相结束时刻扭矩值
Figure SMS_147
逐渐减小为0。
在转矩相结束时刻
Figure SMS_148
分离离合器的油压值
Figure SMS_149
等于分离离合器的临界油压点
Figure SMS_150
。同时，为了保证扭矩传递的平稳，应该控制分离离合器油压
Figure SMS_151
按照下式进行传递：
Figure SMS_152
其中
Figure SMS_153
为分离离合器的临界油压点，
Figure SMS_154
为传递扭矩
Figure SMS_155
所需要的最低油压，
Figure SMS_156
为充油相结束时刻。
C）接合离合器
转矩相中接合离合器需要升压来完成扭矩的传递。由于在转矩相轮上电机制动力发生变化，变速器输出轴扭矩在转矩相结束时刻的值为：
Figure SMS_157
在转矩相接合离合器传递的扭矩值
Figure SMS_158
如下式：
Figure SMS_159
同时，为了保证扭矩传递的平稳，应该控制接合离合器油压
Figure SMS_160
：
Figure SMS_161
其中
Figure SMS_163
为充油相结束时刻，
Figure SMS_167
为转矩相结束时刻，
Figure SMS_171
为轮上总制动力需求，
Figure SMS_164
为换挡前电机最大扭矩，
Figure SMS_169
为换挡后电机最大扭矩，
Figure SMS_172
为换挡前挡位传动比，
Figure SMS_174
为换挡后挡位传动比，
Figure SMS_162
为轮胎半径，
Figure SMS_166
为充油相分离离合器传递扭矩值，
Figure SMS_170
为转矩相结束时刻输出轴油压，
Figure SMS_173
为充油相分离离合器油压，
Figure SMS_165
为分离离合器所在挡位的传动比，
Figure SMS_168
为接合离合器所在挡位的传动比。
D）电机扭矩
接合离合器传递扭矩值与分离离合器在转矩相开始时刻的值并不相等，且轮上电机制动力的变化也会导致电机扭矩的变化。因此，为了保证变速器输出轴扭矩保持不变，转矩相电机扭矩
Figure SMS_175
协同控制应该按照式：
Figure SMS_176
其中，
Figure SMS_177
为充油相结束时刻电机扭矩值，
Figure SMS_178
为充油相结束时刻分离离合器传递扭矩值，
Figure SMS_179
为分离离合器传递扭矩值，
Figure SMS_180
为接合离合器传递扭矩值。
其中，转矩相结束时刻
Figure SMS_181
，电机扭矩值为：
Figure SMS_182
其中，
Figure SMS_183
为充油相结束时刻电机扭矩值，
Figure SMS_184
为充油相分离离合器传递的扭矩值，
Figure SMS_185
为分离离合器所在挡位的传动比，
Figure SMS_186
为接合离合器所在挡位的传动比，
Figure SMS_187
为转矩相结束时刻接合离合器传递扭矩值。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种汽车再生制动下换挡过程协同控制方法，适用于采用多片式摩擦离合器作为换挡元件的液力自动变速器或双离合自动变速器，其特征在于，包括以下步骤：
S1：分析不同换挡前后的电机工作点情形对换挡前后轮上电机制动力的影响，即变速器输出扭矩是否发生改变；在能量回收的过程中同时进行换挡并根据所述电机制动力是否改变采取不同的协同控制方法；
S2：换挡前后轮上电机制动力不变的换挡过程控制方法包括在换挡过程控制中分别在充油相、转矩相、转速相、锁止相四个阶段协同控制离合器压力和电机扭矩；
S3：换挡前后轮上电机制动力变化的换挡过程控制方法包括在换挡过程控制中分别在充油相、转矩相、转速相、锁止相四个阶段协同控制离合器压力、电机扭矩以及液压制动力；
步骤S1中，换挡前后轮上电机制动力变化具体分以下三种情形：
情形一、换挡前后轮上电机制动力≥需求制动力；
情形二、换挡前后轮上电机制动力＜需求制动力；
情形三、换挡前轮上电机制动力＜需求制动力，换挡后轮上电机制动力≥需求制动力；
其中，情形一属于换挡前后电机制动力不变的情况，情形二和情形三属于换挡前后轮上电机制动力改变的情况；
步骤S2或步骤S3中，充油相阶段的换挡过程协同控制方法如下：
接合离合器需要完成预充油使得离合器活塞和摩擦片刚好消除间隙达到临界油压，接合离合器传递扭矩为0；
分离离合器需要降压至传递扭矩的最低允许油压，分离离合器传递扭矩保持不变；
电机扭矩保持不变；
液压制动力等于0；
在步骤S2中，转矩相阶段的换挡过程协同控制方法如下：
接合离合器需要升压来完成扭矩的传递；
分离离合器需要降压来完成扭矩的平顺传递，分离离合器在转矩相传递的扭矩值逐渐减小为0；
转矩相电机扭矩值
Figure QLYQS_1
按照下式进行协同控制：
Figure QLYQS_2
其中，转矩相结束时刻
Figure QLYQS_3
，电机扭矩值：
Figure QLYQS_4
其中，
Figure QLYQS_6
为充油相结束时刻电机扭矩值，
Figure QLYQS_10
为充油相结束时刻分离离合器传递扭矩，
Figure QLYQS_12
为分离离合器传递扭矩值，
Figure QLYQS_7
为接合离合器传递扭矩值，
Figure QLYQS_9
为充油相结束时刻，
Figure QLYQS_11
为充油相分离离合器传递的扭矩值，
Figure QLYQS_13
为分离离合器所在挡位的传动比，
Figure QLYQS_5
为接合离合器所在挡位的传动比，
Figure QLYQS_8
表示时间；
液压制动力等于0；
在步骤S2或S3中，转速相阶段的换挡过程协同控制方法如下：
接合离合器保持传递扭矩不变，同时逐渐缩小主动端与从动端的转速差，接合离合器油压始终等于转矩相结束时刻的离合器油压值；
分离离合器传递扭矩为0，但是分离离合器油压始终保持为临界油压点；
转速相电机扭矩值
Figure QLYQS_14
按照以下方法进行协同控制：
在标定的转速相结束时刻
Figure QLYQS_15
，电机在换挡后的目标速度为：
Figure QLYQS_16
在已知目标转速和转速相时间的情况下，求得转速相角加速度为：
Figure QLYQS_17
由此求得转速相电机扭矩值
Figure QLYQS_18
为：
Figure QLYQS_19
其中，
Figure QLYQS_20
为转矩相结束时刻电机转速，
Figure QLYQS_21
为转矩相结束时刻电机扭矩值，
Figure QLYQS_22
为电机转动惯量；
液压制动力等于0；
在步骤S2或S3中，锁止相阶段的换挡过程协同控制方法如下：
接合离合器迅速升高压力以完全压紧接合离合器片；
分离离合器油压从临界油压点降低到0；
锁止相电机扭矩值
Figure QLYQS_23
按照下式进行协同控制：
Figure QLYQS_24
；
液压制动力始终等于0；
步骤S3中，转矩相阶段的换挡过程协同控制方法如下：
转矩相换挡前的液压制动力为：
Figure QLYQS_25
；
转矩相换挡后的液压制动力为：
Figure QLYQS_26
；
在转矩相中按照定斜率增加液压制动力，具体的控制如下式：
Figure QLYQS_27
其中，
Figure QLYQS_28
为转矩相液压制动力，
Figure QLYQS_29
为轮上总制动力需求，
Figure QLYQS_30
为换挡前电机最大扭矩，
Figure QLYQS_31
为换挡后电机最大扭矩，
Figure QLYQS_32
为换挡前挡位传动比，
Figure QLYQS_33
为换挡后挡位传动比，
Figure QLYQS_34
为轮胎半径；
分离离合器需要降压来完成扭矩的平顺传递，分离离合器在转矩相传递的扭矩值由充油相结束时刻扭矩值逐渐减小为0；
接合离合器需要升压来完成扭矩的传递；
接合离合器传递扭矩值与分离离合器在转矩相开始时刻的值并不相等，且轮上电机制动力的变化也会导致电机扭矩的变化；为了保证变速器输出轴扭矩保持不变，转矩相电机扭矩值
Figure QLYQS_35
协同控制应该按照式：
Figure QLYQS_36
。
2.根据权利要求1所述的一种汽车再生制动下换挡过程协同控制方法，其特征在于，步骤S3中，转矩相阶段，在分离离合器的控制过程中：为了保证扭矩传递的平稳，控制转矩相分离离合器油压
Figure QLYQS_37
按照下式进行传递：
Figure QLYQS_38
其中，
Figure QLYQS_39
为分离离合器的临界油压点，
Figure QLYQS_40
为传递扭矩
Figure QLYQS_41
所需要的最低油压；
在接合离合器的控制过程中：变速器输出轴扭矩在转矩相结束时刻的值为：
Figure QLYQS_42
在转矩相接合离合器传递的扭矩值
Figure QLYQS_43
如下式：
Figure QLYQS_44
同时，为了保证扭矩传递的平稳，控制转矩相接合离合器油压
Figure QLYQS_45
：
Figure QLYQS_46
其中，
Figure QLYQS_47
为转矩相结束时刻输出轴油压，
Figure QLYQS_48
为充油相分离离合器油压。
3.根据权利要求2所述的一种汽车再生制动下换挡过程协同控制方法，其特征在于，步骤S2或S3中，在锁止相阶段，锁止相接合离合器油压如下式所示：
Figure QLYQS_49
其中，
Figure QLYQS_50
为转速相结束时刻接合离合器油压，
Figure QLYQS_51
为接合离合器最大油压，
Figure QLYQS_52
为锁止相结束时间。
4.根据权利要求3所述的一种汽车再生制动下换挡过程协同控制方法，其特征在于，步骤S2中，在转矩相阶段，设置接合离合器在转矩相开始时刻即充油相结束时刻
Figure QLYQS_53
传递的扭矩值为0，在转矩相结束时刻
Figure QLYQS_54
接合离合器传递的扭矩值：
Figure QLYQS_55
在转矩相结束时刻
Figure QLYQS_56
接合离合器的油压：
Figure QLYQS_57
同时，为了保证扭矩传递的平稳，控制转矩相接合离合器油压
Figure QLYQS_58
：
Figure QLYQS_59
其中，
Figure QLYQS_60
为临界点油压。
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