WO2025140641A1 - 车辆模式切换方法、装置、系统、车辆、计算机程序及可读介质 - Google Patents

车辆模式切换方法、装置、系统、车辆、计算机程序及可读介质 Download PDF

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郑云龙
常笑
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Definitions

  • the present application relates to the field of vehicle control technology, and in particular to a vehicle mode switching method, device, system, vehicle, computer program, and computer-readable medium.
  • hybrid vehicles are usually equipped with multiple driving modes including direct drive mode and power split mode. During the driving process of the vehicle, the driving modes will switch between each other under certain conditions.
  • an embodiment of the present application provides a vehicle mode switching method, wherein the vehicle comprises an engine, a clutch, a first motor and a gearbox; the gearbox comprises a power splitting mechanism, a first synchronizer and a gearbox input shaft, the engine is connected to a first input end of the power splitting mechanism through the clutch, the first motor is connected to a second input end of the power splitting mechanism, the output end of the power splitting mechanism is connected to the gearbox input shaft, and the first synchronizer is arranged between the first input end and the output end; the method comprises:
  • the clutch When it is determined that the vehicle meets the mode switching condition, the clutch is kept in a closed state, and torque adjustment is performed on the engine and the first motor so that the first synchronizer meets the gear switching condition;
  • the step of adjusting the torque of the engine and the first motor includes:
  • the driving torque control module is used to control the second motor to gradually increase from the current driving torque to the target driving torque based on the torque adjustment gradient during the process of torque adjustment of the engine and the first motor.
  • the vehicle mode switching device further includes:
  • a first timing module configured to trigger timing of a first duration of time during which a first torque difference between a current engine torque of the engine and the target engine torque is less than a first torque threshold when the first torque difference is less than a first torque threshold;
  • the first switching condition determination module is used to determine that the first synchronizer satisfies the gear switching condition when the first duration is greater than a first duration threshold.
  • the vehicle mode switching device further includes:
  • a second timing module configured to trigger timing of a second duration of time during which the second torque difference is less than the second torque threshold when a second torque difference between the current engine torque of the engine and the target torque is less than a second torque threshold;
  • a third timing module configured to trigger timing of a third duration of time during which the third torque difference is less than the third torque threshold when a third torque difference between the current motor torque of the first motor and the target torque is less than a third torque threshold;
  • a second switching condition determination module is used to determine that the first synchronizer meets the gear switching condition when the second duration is greater than a second duration threshold and the third duration is greater than a third duration threshold.
  • an embodiment of the present application provides a vehicle mode switching system, wherein the vehicle comprises an engine, a clutch, a first motor and a gearbox; the gearbox comprises a power splitting mechanism, a first synchronizer and a gearbox input shaft, the engine is connected to a first input end of the power splitting mechanism through the clutch, the first motor is connected to a second input end of the power splitting mechanism, the output end of the power splitting mechanism is connected to the gearbox input shaft, and the first synchronizer is arranged between the first input end and the output end; the system comprises a vehicle controller, a gearbox controller, a motor controller and an engine controller; wherein,
  • the vehicle controller is used to determine whether the vehicle satisfies a mode switching condition for switching from the direct drive mode to the power split mode based on the operating condition information of the vehicle when the vehicle is in the direct drive mode, and to send a clutch state maintaining request to the transmission controller, send an engine torque adjustment request to the engine controller, and send a motor torque adjustment request to the motor controller when it is determined that the vehicle satisfies the mode switching condition;
  • the transmission controller is used for keeping the clutch in a closed state in response to the clutch state keeping request;
  • the engine controller is used to adjust the torque of the engine in response to the engine torque adjustment request, and the motor controller is used to adjust the torque of the first motor in response to the motor torque adjustment request, so that the first synchronizer meets the gear shift condition;
  • the transmission controller is further configured to control the first synchronizer to switch from an engagement gear to a power split gear in response to the gear switching request, so that the vehicle switches from the direct drive mode to the power split mode.
  • an embodiment of the present application provides a vehicle, including the vehicle mode switching system proposed in the third aspect of the present application.
  • an embodiment of the present application provides a computer program, comprising a computer-readable code, which, when executed on a computing and processing device, causes the computing and processing device to execute a vehicle mode switching method according to any one of the first aspects.
  • an embodiment of the present application provides a computer-readable medium in which the computer program described in the fifth aspect is stored.
  • the embodiment of the present application can control the vehicle to automatically switch from the direct drive mode to the power split mode by identifying the vehicle's operating condition information, and at the same time, by torque-regulating the engine and the first motor, the shifting operation of the first synchronizer can be smoothly completed without opening or closing the clutch.
  • the vehicle can switch from the direct drive mode to the power split mode more quickly and smoothly, and effectively shorten the mode switching time while meeting the charging requirements of the power battery, so that the engine can quickly output torque, thereby effectively improving the power response performance of the vehicle during the mode switching process.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of the structure of a hybrid vehicle in an embodiment of the present application.
  • FIG. 2 is a flowchart of the steps of a vehicle mode switching method in an embodiment of the present application.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of functional modules of a vehicle mode switching device in an embodiment of the present application.
  • FIG6 is a block diagram schematically showing a computing and processing device for executing a method according to the present application in an embodiment of the present application.
  • the first synchronizer 105 is arranged between the first input end and the output end, and is used to connect or disconnect the first input end and the output end. Specifically, when the first synchronizer 105 is in the engagement gear, the first synchronizer 105 is used to connect the first input end and the output end; when the first synchronizer 105 is in the power shunt gear, the first synchronizer 105 is used to disconnect the first input end and the output end.
  • the driving force output by the engine 101 is transmitted to the power split mechanism 104 through the clutch 102 and the first input end, and the power split mechanism 104 transmits part of the driving force to the first motor 103 through the second input end to drive the first motor 103 to generate electricity (at this time, the first motor 103 outputs negative torque), and the generated electric energy is provided to charge the power battery; the power split mechanism 104 also transmits another part of the driving force to the gearbox input shaft 107 through the output end, and the gearbox input shaft 107 transmits this part of the driving force to the front axle of the vehicle through the second synchronizer 106, the gearbox output shaft 108 and the front axle differential 109 in sequence to drive the vehicle to travel.
  • the first synchronizer 105 is in the engaged gear
  • the second synchronizer 106 is in the gear state
  • the engine 101 is in the driving state
  • the clutch 102 is in the closed state
  • the first motor 103 is usually in the driving state
  • the second motor is in the driving state.
  • the driving force output by the engine 101 will be transmitted to the gearbox input shaft 107 through the first input end, the first synchronizer 105 and the output end of the power splitting mechanism in sequence, and the driving force output by the first motor 103 will be transmitted to the gearbox input shaft 107 through the second input end and the output end of the power splitting mechanism, and the gearbox input shaft 107 will sequentially transmit this part of the driving force to the front axle of the vehicle through the second synchronizer 106, the gearbox output shaft 108 and the front axle differential 109 to drive the vehicle to travel. Since in the direct drive mode, the engine 101 and the first motor 103 can jointly drive the front axle of the vehicle, the driving force of the whole vehicle in the direct drive mode is usually greater than the driving force of the whole vehicle in the power splitting mode.
  • the first synchronizer 105 needs to be switched from the engagement gear to the power split gear.
  • the vehicle when the vehicle switches from the direct drive mode to the power split mode, the vehicle usually needs to open the clutch 102 first, and then perform a torque reduction operation on the engine 101. After the torque reduction operation is completed, the clutch 102 needs to be reclosed to complete the mode switch.
  • this method requires additional control of the clutch 102 to open or close during the mode switching process. On the one hand, it will also lead to a longer switching link and a longer mode switching time.
  • the engine 101 needs to wait for the clutch 102 to be reclosed before it can output torque, resulting in an untimely power response of the engine 101, which in turn affects the vehicle's overall power response performance during the mode switching process.
  • S201 When the vehicle is in the direct drive mode, determine whether the vehicle meets a mode switching condition for switching from the direct drive mode to the power split mode based on the vehicle's operating condition information.
  • the operating condition information may include road condition information and the current SOC (State of Charge, also known as the remaining power) of the power battery.
  • the HCU will first determine whether the power battery is in a low power state based on the current SOC. If the current remaining power is detected to be less than the power threshold, it is determined that the current SOC of the power battery is insufficient to support the vehicle to operate in direct drive mode. At this time, the vehicle can switch to series mode or power split mode to meet the charging needs of the power battery. In order to make the mode switching more accurate, the HCU will further combine the road condition information to determine whether the vehicle needs to switch from the direct drive mode to the power split mode. If it is determined based on the road condition information that the current road condition of the vehicle is the preset road condition, it is determined that the vehicle meets the mode switching conditions for switching from the direct drive mode to the power split mode.
  • the road condition information may specifically include the perception results of the perception system on the road surface and the driving status information including the current vehicle speed and the current acceleration. Then, the HCU can identify the current road condition of the vehicle by analyzing the perception results and the driving status information.
  • the preset road condition represents the road condition that requires the vehicle to be in four-wheel drive mode, such as desert road conditions, muddy road conditions and snowy road conditions; since the vehicle is driven in four-wheel drive mode in the power split mode, the power split mode is more adaptable to the preset road conditions than the series mode; the power threshold represents the charging balance point of the power battery, for example, it can be set to 20%, that is, when the current SOC of the power battery is less than 20%, it means that the power battery needs to be charged.
  • the vehicle by analyzing the operating condition information, the vehicle can be controlled to automatically switch from the direct drive mode to the power split mode, thereby meeting the charging needs of the power battery while effectively meeting the driver's driving needs under preset road conditions, thereby realizing intelligent switching of vehicle modes.
  • the HCU after the HCU determines that the vehicle meets the mode switching conditions for switching from the direct drive mode to the power split mode, the HCU sends a clutch state maintaining request to the transmission controller, so that the transmission controller responds to the clutch state maintaining request and keeps the clutch 102 in a closed state; at the same time, it sends an engine torque adjustment request to the engine controller, so that the engine controller responds to the engine torque adjustment request and adjusts the torque of the engine 101; at the same time, it also sends a motor torque adjustment request to the motor controller, so that the motor controller responds to the motor torque adjustment request and adjusts the torque of the first motor 103.
  • the first synchronizer 105 when the vehicle switches from the direct drive mode to the power split mode, the first synchronizer 105 needs to shift from the engagement gear to the power split gear. If the torque applied to the first synchronizer 105 is too large when the first synchronizer 105 shifts gears, the first synchronizer 105 may not be able to shift gears smoothly or may be damaged when shifting gears.
  • the engine 101 and the first motor 103 are torque-adjusted so that the torque of the engine 101 and the first motor 103 acting on the first synchronizer 105 through the power splitting mechanism 104 is a small value, preferably zero. In this way, the torque at the first synchronizer 105 can be reduced to the torque required for disengaging without opening the clutch 102, thereby enabling the first synchronizer 105 to meet the gear switching condition.
  • the HCU after detecting that the first synchronizer 105 meets the gear switching conditions, the HCU will send a gear switching request indicating that the target gear is the power diversion gear to the transmission controller, so that the transmission controller responds to the gear switching request and controls the first synchronizer 105 to switch from the engagement gear to the power diversion gear.
  • the first synchronizer 105 can perform a gear shift operation when the gear shifting condition is met, thereby effectively ensuring the gear shifting safety of the first synchronizer 105 .
  • the HCU determines that the first synchronizer 105 has switched to the power split gear, it will set the current driving mode of the vehicle from the direct drive mode to the power split mode, and then control the output torque of the engine 101, the first motor 103 and the second motor according to the torque distribution strategy in the power split mode.
  • the torque distribution strategy includes a front axle torque distribution strategy and a rear axle torque output strategy, wherein the HCU is used to execute the front axle torque distribution strategy, control the engine 101 to output a first torque with a positive value, and control the first motor 103 to output a second torque with a negative value, so as to charge the power battery while driving the front axle of the vehicle; at the same time, the HCU is also used to execute the rear axle torque output strategy, control the second motor to output a third torque with a positive value, so as to drive the rear axle of the vehicle.
  • the first torque is greater than the absolute value of the second torque, so that the first torque transmitted from the engine 101 to the power split mechanism 104 can be divided into a power generation sub-torque and a driving sub-torque by the power split mechanism 104.
  • the power generation sub-torque is equal to the absolute value of the second torque, and is used to be transmitted to the first motor 103 through the power split mechanism 104 to drive the first motor 103 to generate electricity, and the generated electric energy is provided to charge the power battery;
  • the driving sub-torque is the difference between the absolute values of the first torque and the second torque, and is used to be transmitted to the gearbox input shaft 107 through the power split mechanism 104, and then transmitted to the front axle of the vehicle by the gearbox input shaft 107 through the second synchronizer 106, the gearbox output shaft 108 and the front axle differential 109 in sequence to drive the vehicle to travel.
  • a vehicle mode switching method provided in an embodiment of the present application performs torque adjustment on an engine 101 and a first motor 103 so that during a vehicle mode switching process, the shifting operation of a first synchronizer 105 can be smoothly completed without opening or closing a clutch 102.
  • the vehicle can switch from a direct drive mode to a power split mode more quickly and smoothly, effectively shortening the mode switching time while enabling the engine 101 to quickly output torque, thereby improving the vehicle's power response performance during the mode switching process.
  • the step of adjusting the torque of the engine 101 and the first motor 103 in S202 may specifically include the following sub-steps:
  • the first motor 103 may be in the following two working states: a power generation state and a driving state.
  • the current motor torque of the first motor 103 is negative torque.
  • the first motor 103 is usually used to adjust the working point of the engine 101 so that the engine 101 can operate in the optimal economic range.
  • the HCU determines that the vehicle meets the mode switching conditions, if it detects that the current motor torque of the first motor 103 is negative torque, the current motor torque will be kept unchanged, that is, the first motor 103 will be maintained to charge the power battery, and the engine 101 will be torque adjusted based on the current motor torque.
  • the torques of the engine 101 and the first motor 103 can be simultaneously applied to the power splitting mechanism 104, therefore, by performing torque adjustment on the current engine torque of the engine 101, the torque applied by the engine 101 to the power splitting mechanism 104 can be used to offset the negative torque applied by the first motor 103 to the power splitting mechanism 104, thereby adjusting the torque of the power splitting mechanism 104 acting on the first synchronizer 105.
  • the torque at the first synchronizer 105 can be balanced to the torque required for shifting the gear without opening the clutch 102 and maintaining the power generation of the first motor 103, so that the first synchronizer 105 meets the gear switching conditions.
  • the gear shifting safety of the first synchronizer 105 can be effectively guaranteed by controlling the engine 101 and the first motor 103 to be reduced to the target torque at the same time.
  • the current motor torque of the first motor 103 is negative torque
  • the charging demand of the power battery can be continuously met
  • the gear shifting operation of the first synchronizer 105 can be achieved only by adjusting the torque of the engine 101, thereby further improving the gear shifting speed under the premise of ensuring the gear shifting safety.
  • the power splitting mechanism 104 may specifically include a ring gear 1041, a sun gear 1042, a plurality of planetary gears 1043 meshing between the ring gear 1041 and the sun gear 1042, and a planet carrier 1044 rotatably connected to the plurality of planetary gears 1043; the planet carrier 1044 is connected to the engine 101 as a first input end of the power splitting mechanism 104, the sun gear 1042 is connected to the first motor 103 as a second input end of the power splitting mechanism 104, the ring gear 1041 is connected to the gearbox input shaft 107 as an output end of the power splitting mechanism 104, and the first synchronizer 105 is disposed between the planet carrier 1044 and the ring gear 1041.
  • the first synchronizer 105 is in the power split gear.
  • the planetary carrier 1044 and the ring gear 1041 are in a disconnected state, and the driving force output by the engine 101 will be transmitted to the planetary carrier 1044 through the clutch 102, and the planetary carrier 1044 will transmit part of the driving force to the first motor 103 through multiple planetary gears 1043 and the sun gear 1042 in sequence, so as to drive the first motor 103 to generate electricity for the power battery.
  • the planetary carrier 1044 will transmit another part of the driving force to the front axle of the vehicle through multiple planetary gears 1043, the ring gear 1041, the gearbox input shaft 107, the second synchronizer 106, the gearbox output shaft 108 and the front axle differential 109 in sequence, so as to drive the vehicle to move.
  • the speed ratio between the first motor 103 and the engine 101 can be determined.
  • the HCU after determining the target torque, the HCU will activate the torque control mode of the motor controller so that the motor controller adjusts the current motor torque of the first motor 103 to the target torque; at the same time, the HCU will also activate the torque control mode of the engine controller so that the engine controller adjusts the current engine torque of the engine 101 to the target torque.
  • the HCU will obtain the current engine torque fed back by the engine controller in real time during the process of torque regulation of the engine 101, and then, when it is detected that the first torque difference between the current engine torque and the target engine torque is less than the first torque threshold, the first timer will accumulate the time for the first duration, and then, based on the first duration, it will be determined whether the engine 101 is running stably at the target engine torque.
  • the first torque threshold can be set to 5N ⁇ m; the first duration indicates the duration of time that the engine 101 is continuously and stably running near the target engine torque.
  • the HCU detects that the first duration is greater than the first duration threshold, it is considered that the engine 101 is running stably near the target engine torque and the torque fluctuation of the engine 101 is small, and then it is determined that the first synchronizer 105 meets the gear switching condition.
  • the vehicle mode switching method may further include the following steps:
  • the current motor torque of the first motor 103 is positive torque, that is, when the first motor 103 is in a driving state, it is necessary to simultaneously control the engine 101 and the first motor 103 to reduce to the target torque.
  • the HCU will obtain the current engine torque fed back by the engine controller in real time, and then when it detects that the second torque difference between the current engine torque and the target torque is less than the second torque threshold, the second timer is triggered to accumulate timing for the second duration, and then based on the second duration, it is determined whether the engine 101 is stably running near the target torque.
  • torque compensation is performed through the second motor, so that during the mode switching process, no matter whether the first motor 103 is in the power generation state or the driving state, the power performance of the whole vehicle can remain consistent, thereby effectively meeting the driver's power demand during the mode switching process, and avoiding unexpected deceleration or jerking of the vehicle.
  • the second switching condition determination module is used to determine that the first synchronizer 105 meets the gear switching condition when the second duration is greater than the second duration threshold and the third duration is greater than the third duration threshold.
  • the vehicle controller 401 is used to determine whether the vehicle meets the mode switching condition of switching from the series mode to the power split mode based on the vehicle's operating condition information when the vehicle is in the direct drive mode; and when it is determined that the vehicle meets the mode switching condition, send a clutch state maintenance request to the transmission controller 402, send an engine torque adjustment request to the engine controller 404, and send a motor torque adjustment request to the motor controller 403;
  • the engine controller 404 is used to adjust the torque of the engine 101 in response to the engine torque adjustment request, and the motor controller 403 is used to adjust the torque of the first motor 103 in response to the motor torque adjustment request, so that the first synchronizer 105 meets the gear switching condition and is in the power generation state;
  • the vehicle controller 401 is also used to send a gear switching request to the gearbox controller 402 when the first synchronizer 105 meets the gear switching condition;
  • the transmission controller 402 is further configured to control the first synchronizer 105 to switch from the engagement gear to the power split gear in response to a gear switching request, so as to switch the vehicle from the direct drive mode to the power split mode.
  • vehicle mode switching system 400 of the embodiment of the present application refers to the specific implementation of the vehicle mode switching method proposed in the first aspect of the present application, and will not be repeated here.
  • an embodiment of the present application provides a vehicle 500 , including the vehicle mode switching system 400 proposed in the third aspect of the present application.
  • vehicle 500 of the embodiment of the present application refers to the specific implementation of the vehicle mode switching system 400 proposed in the third aspect of the embodiment of the present application, and will not be repeated here.
  • the various component embodiments of the present invention can be implemented in hardware, or in software modules running on one or more processors, or in a combination thereof. It should be understood by those skilled in the art that a microprocessor or digital signal processor (DSP) can be used in practice to implement some or all of the functions of some or all of the components in the computing processing device according to an embodiment of the present invention.
  • DSP digital signal processor
  • the present invention can also be implemented as a device or apparatus program (e.g., a computer program and a computer program product) for executing part or all of the methods described herein.
  • Such a program implementing the present invention can be stored on a computer-readable medium, or can have the form of one or more signals. Such a signal can be downloaded from an Internet website, or provided on a carrier signal, or provided in any other form.
  • FIG. 6 shows a computing processing device that can implement the method according to the present invention.
  • the computing processing device traditionally includes a processor 1010 and a computer program product or a computer-readable medium in the form of a memory 1020.
  • the memory 1020 can be an electronic memory such as a flash memory, an EEPROM (electrically erasable programmable read-only memory), an EPROM, a hard disk or a ROM.
  • the memory 1020 has a storage space 1030 for a program code 1031 for executing any method step in the above method.
  • the storage space 1030 for the program code can include individual program codes 1031 for implementing the various steps in the above method respectively.
  • These program codes can be read from or written to one or more computer program products.
  • These computer program products include program code carriers such as hard disks, compact disks (CDs), memory cards or floppy disks. Such computer program products are generally portable or fixed storage units as described with reference to FIG. 7.
  • the storage unit can have storage segments, storage spaces, etc. arranged similarly to the memory 1020 in the computing processing device of FIG. XXX.
  • the program code can be compressed, for example, in an appropriate form.
  • the storage unit includes computer readable code 1031', i.e., code that can be read by a processor such as 1010, which, when executed by a computing processing device, causes the computing processing device to perform the various steps in the method described above.

Landscapes

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Abstract

提供车辆模式切换方法、装置(300)、系统(400)、车辆(500)、计算机程序及可读介质,在车辆(500)处于直驱模式时,通过对车辆(500)的工况信息进行识别,能够准确判断车辆(500)是否满足从直驱模式切换至功率分流模式的模式切换条件(S201),进而在确定车辆(500)满足模式切换条件时,保持离合器(102)为闭合状态,并对发动机(101)和第一电机(103)进行扭矩调节(S202),使得在第一同步器(105)满足挡位切换条件时,能够控制第一同步器(105)从结合挡切换至功率分流挡(S203),即能够在不打开或关闭离合器(102)的前提下,完成第一同步器(105)的换挡操作,缩短模式切换时长,提升车辆(500)在模式切换过程中的动力响应性能。

Description

车辆模式切换方法、装置、系统、车辆、计算机程序及可读介质
本申请要求在2023年12月29日提交中国专利局、申请号为202311866415.2、名称为“一种车辆模式切换方法、系统和车辆”的中国专利申请的优先权,其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及车辆控制技术领域,特别是涉及一种车辆模式切换方法、装置、系统、车辆、计算机程序以及计算机可读介质。
背景技术
随着汽车行业的快速发展,响应于国家节能减排和碳平衡的政策,传统的燃油车正逐步向混合动力车辆迈进。混合动力车辆为适用不同的路况和驾驶需求,通常设置有包括直驱模式和功率分流模式在内多种驾驶模式,在车辆行驶过程中,驾驶模式在一定条件下会相互切换。
在相关技术中,在车辆从直驱模式切换至功率分流模式的过程中,通常需要先打开离合器,再对发动机进行降扭操作,在降扭操作完成之后再重新闭合离合器,以完成模式切换。然而,该种方式由于存在离合器打开及闭合的过程,因此,存在模式切换时间较长以及发动机动力响应不及时的问题,进而影响车辆在模式切换过程中的动力响应性能。
发明内容
本申请实施例公开如下技术方案:
第一方面,本申请的实施例提供了一种车辆模式切换方法,所述车辆包括发动机、离合器、第一电机和变速箱;所述变速箱包括功率分流机构、第一同步器和变速箱输入轴,所述发动机通过所述离合器与所述功率分流机构的第一输入端连接,所述第一电机与所述功率分流机构的第二输入端连接,所述功率分流机构的输出端与所述变速箱输入轴连接,所述第一同步器设置在所述第一输入端和所述输出端之间;所述方法包括:
在所述车辆处于直驱模式的情况下,基于所述车辆的工况信息,确定所述车辆是否满足从直驱模式切换至功率分流模式的模式切换条件;
在确定所述车辆满足所述模式切换条件的情况下,保持所述离合器为闭合状态,并对所述发动机和所述第一电机进行扭矩调节,以使所述第一同步器满足挡位切换条件;
在所述第一同步器满足所述挡位切换条件的情况下,控制所述第一同步器从结合挡切换至功率分流挡,以使所述车辆从所述直驱模式切换至所述功率分流模式。
在本申请的一些实施例中,所述工况信息包括路况信息和动力电池的当前剩余电量;
基于所述车辆的工况信息,确定所述车辆是否满足从直驱模式切换至功率分流模式的模式切换条件的步骤,包括:
在所述当前剩余电量小于电量阈值的情况下,基于所述路况信息,确定所述车辆所处的当前路况;
在所述当前路况为预设路况的情况下,确定所述车辆满足从直驱模式切换至功率分流模式的模式切换条件。
在本申请的一些实施例中,对所述发动机和所述第一电机进行扭矩调节的步骤,包括:
在所述第一电机的当前电机扭矩为负扭矩的情况下,保持所述当前电机扭矩不变,并基于所述当前电机扭矩,对所述发动机进行扭矩调节;
在所述第一电机的当前电机扭矩为正扭矩的情况下,控制所述发动机的当前发动机扭矩和所述第一电机的当前电机扭矩跟随预设的目标扭矩。
在本申请的一些实施例中,所述功率分流机构包括齿圈、太阳轮、啮合在所述齿圈与所述太阳轮之间的多个行星轮以及与多个所述行星轮转动连接的行星架;所述行星架作为所述第一输入端与所述发动机连接,所述太阳轮作为所述第二输入端与所述第一电机连接,所述齿圈作为所述输出端与所述变速箱输入轴连接,所述第一同步器设置在所述行星架和所述齿圈之间;
基于所述当前电机扭矩,对所述发动机进行扭矩调节的步骤,包括:
在所述第一同步器的当前挡位为所述结合挡的情况下,确定所述太阳轮和所述行星架之间的变速比为第一变速比;
基于所述第一电机的当前电机扭矩和所述第一变速比,确定所述发动机的目标发动机扭矩;
基于预设的扭矩调节梯度,控制所述发动机的当前发动机扭矩逐步降低至所述目标发动机扭矩。
在本申请的一些实施例中,控制所述发动机的当前发动机扭矩和所述第一电机的当前电机扭矩跟随预设的目标扭矩的步骤,包括:
基于预设的扭矩调节梯度,控制所述发动机的当前发动机扭矩和所述第一电机的当前电机扭矩逐步降低至所述目标扭矩。
在本申请的一些实施例中,所述车辆还包括第二电机,所述方法还包括:
基于所述当前发动机扭矩和所述当前电机扭矩,确定所述第二电机的补偿扭矩;
基于所述补偿扭矩和所述第二电机的当前驱动扭矩,确定所述第二电机的目标驱动扭矩;
在对所述发动机和所述第一电机进行扭矩调节的过程中,基于所述扭矩调节梯度,控制所述第二电机从所述当前驱动扭矩逐步增大至所述目标驱动扭矩。
在本申请的一些实施例中,基于所述当前电机扭矩,对所述发动机进行扭矩调节的步骤之后,所述方法还包括:
在所述发动机的当前发动机扭矩与所述目标发动机扭矩之间的第一扭矩差值小于第一扭矩阈值的情况下,触发针对所述第一扭矩差值小于所述第一扭矩阈值的第一持续时长的计时;
在所述第一持续时长大于第一时长阈值的情况下,确定所述第一同步器满足所述挡位切换条件。
在本申请的一些实施例中,控制所述发动机的当前发动机扭矩和所述第一电机的当前电机扭矩跟随预设的目标扭矩的步骤之后,所述方法还包括:
在所述发动机的当前发动机扭矩与所述目标扭矩之间的第二扭矩差值小于第二扭矩阈值的情况下,触发针对所述第二扭矩差值小于所述第二扭矩阈值的第二持续时长的计时;
在所述第一电机的当前电机扭矩与所述目标扭矩之间的第三扭矩差值小于第三扭矩阈值的情况下,触发针对所述第三扭矩差值小于所述第三扭矩阈值的第三持续时长的计时;
在所述第二持续时长大于第二时长阈值,且,所述第三持续时长大于第三时长阈值的情况下,确定所述第一同步器满足所述挡位切换条件。
第二方面,本申请的实施例提供了一种车辆模式切换装置,所述车辆包括发动机、离合器、第一电机和变速箱;所述变速箱包括:功率分流机构、第一同步器和变速箱输入轴,所述发动机通过所述离合器与所述功率分流机构的第一输入端连接,所述第一电机与所述功率分流机构的第二输入端连接,所述功率分流机构的输出端与所述变速箱输入轴连接,所述第一同步器设置在所述第一输入端和所述输出端之间;所述装置包括:
条件确定模块,用于在所述车辆处于直驱模式的情况下,基于所述车辆的工况信息,确定所述车辆是否满足从直驱模式切换至功率分流模式的模式切换条件;
扭矩调节模块,用于在确定所述车辆满足所述模式切换条件的情况下,保持所述离合器为闭合状态,并对所述发动机和所述第一电机进行扭矩调节,以使所述第一同步器满足挡位切换条件;
档位切换模块,用于在所述第一同步器满足所述挡位切换条件的情况下,控制所述第一同步器从结合挡切换至功率分流挡,以使所述车辆从所述直驱模式切换至所述功率分流模式。
在本申请的一些实施例中,所述工况信息包括路况信息和动力电池的当前剩余电量;所述条件确定模块包括:
路况确定子模块,用于在所述当前剩余电量小于电量阈值的情况下,基于所述路况信息,确定所述车辆所处的当前路况;
条件确定子模块,用于在所述当前路况为预设路况的情况下,确定所述车辆满足从直驱模式切换至功率分流模式的模式切换条件。
在本申请的一些实施例中,所述扭矩调节模块包括:
第一扭矩调节子模块,用于在所述第一电机的当前电机扭矩为负扭矩的情况下,保持所述当前电机扭矩不变,并基于所述当前电机扭矩,对所述发动机进行扭矩调节;
第二扭矩调节子模块,用于在所述第一电机的当前电机扭矩为正扭矩的情况下,控制所述发动机的当前发动机扭矩和所述第一电机的当前电机扭矩跟随预设的目标扭矩。
在本申请的一些实施例中,所述功率分流机构包括齿圈、太阳轮、啮合在所述齿圈与所述太阳轮之间的多个行星轮以及与多个所述行星轮转动连接的行星架;所述行星架作为所述第一输入端与所述发动机连接,所述太阳轮作为所述第二输入端与所述第一电机连接,所述齿圈作为所述输出端与所述变速箱输入轴连接,所述第一同步器设置在所述行星架和所述齿圈之间;所述第一扭矩调节子模块包括:
变速比确定单元,用于在所述第一同步器的当前挡位为所述结合挡的情况下,确定所述太阳轮和所述行星架之间的变速比为第一变速比;
发动机扭矩确定单元,用于基于所述第一电机的当前电机扭矩和所述第一变速比,确定所述发动机的目标发动机扭矩;
第一扭矩调节单元,用于基于预设的扭矩调节梯度,控制所述发动机的当前发动机扭矩逐步降低至所述目标发动机扭矩。
在本申请的一些实施例中,所述第二扭矩调节子模块包括:
第二扭矩调节单元,用于基于预设的扭矩调节梯度,控制所述发动机的当前发动机扭矩和所述第一电机的当前电机扭矩逐步降低至所述目标扭矩。
在本申请的一些实施例中,所述车辆还包括第二电机,所述车辆模式切换装置还包括:
补偿扭矩确定模块,用于基于所述当前发动机扭矩和所述当前电机扭矩,确定所述第二电机的补偿扭矩;
驱动扭矩确定模块,用于基于所述补偿扭矩和所述第二电机的当前驱动扭矩,确定所述第二电机的目标驱动扭矩;
驱动扭矩控制模块,用于在对所述发动机和所述第一电机进行扭矩调节的过程中,基于所述扭矩调节梯度,控制所述第二电机从所述当前驱动扭矩逐步增大至所述目标驱动扭矩。
在本申请的一些实施例中,所述车辆模式切换装置还包括:
第一计时模块,用于在所述发动机的当前发动机扭矩与所述目标发动机扭矩之间的第一扭矩差值小于第一扭矩阈值的情况下,触发针对所述第一扭矩差值小于所述第一扭矩阈值的第一持续时长的计时;
第一切换条件确定模块,用于在所述第一持续时长大于第一时长阈值的情况下,确定所述第一同步器满足所述挡位切换条件。
在本申请的一些施例中,所述车辆模式切换装置还包括:
第二计时模块,用于在所述发动机的当前发动机扭矩与所述目标扭矩之间的第二扭矩差值小于第二扭矩阈值的情况下,触发针对所述第二扭矩差值小于所述第二扭矩阈值的第二持续时长的计时;
第三计时模块,用于在所述第一电机的当前电机扭矩与所述目标扭矩之间的第三扭矩差值小于第三扭矩阈值的情况下,触发针对所述第三扭矩差值小于所述第三扭矩阈值的第三持续时长的计时;
第二切换条件确定模块,用于在所述第二持续时长大于第二时长阈值,且,所述第三持续时长大于第三时长阈值的情况下,确定所述第一同步器满足所述挡位切换条件
第三方面,本申请的实施例提供了一种车辆模式切换系统,所述车辆包括发动机、离合器、第一电机和变速箱;所述变速箱包括功率分流机构、第一同步器和变速箱输入轴,所述发动机通过所述离合器与所述功率分流机构的第一输入端连接,所述第一电机与所述功率分流机构的第二输入端连接,所述功率分流机构的输出端与所述变速箱输入轴连接,所述第一同步器设置在所述第一输入端和所述输出端之间;所述系统包括整车控制器、变速箱控制器、电机控制器和发动机控制器;其中,
所述整车控制器用于在所述车辆处于直驱模式的情况下,基于所述车辆的工况信息,确定所述车辆是否满足从直驱模式切换至功率分流模式的模式切换条件,并在确定所述车辆满足所述模式切换条件的情况下,将离合器状态保持请求发送至所述变速箱控制器,将发动机扭矩调节请求发送至所述发动机控制器,并将电机扭矩调节请求发送至所述电机控制器;
所述变速箱控制器用于响应于所述离合器状态保持请求,保持所述离合器为闭合状态;
所述发动机控制器用于响应于所述发动机扭矩调节请求,对所述发动机进行扭矩调节,所述电机控制器用于响应于所述电机扭矩调节请求,对所述第一电机进行扭矩调节,以使所述第一同步器满足挡位切换条件;
所述整车控制器还用于在所述第一同步器满足所述挡位切换条件的情况下,将档位切换请求发送至所述变速箱控制器;
所述变速箱控制器还用于响应于所述档位切换请求,控制所述第一同步器从结合挡切换至功率分流挡,以使所述车辆从所述直驱模式切换至所述功率分流模式。
第四方面,本申请的实施例提供了一种车辆,包括本申请第三方面提出的车辆模式切换系统。
第五方面,本申请的实施例提供了一种计算机程序,包括计算机可读代码,当所述计算机可读代码在计算处理设备上运行时,导致所述计算处理设备执行根据第一方面的任一个所述的车辆模式切换方法。
第六方面,本申请的实施例提供了一种计算机可读介质,其中存储了如第五方面所述的计算机程序。
与现有技术相比,本申请包括以下优点:
本申请实施例提供的一种车辆模式切换方法,通过在车辆处于直驱模式的情况下,基于车辆的工况信息,确定车辆是否满足从直驱模式切换至功率分流模式的模式切换条件,能够在确定车辆满足模式切换条件的情况下,保持离合器为闭合状态,并对发动机和第一电机进行扭矩调节,使得在第一同步器满足挡位切换条件时,能够控制第一同步器从结合挡切换至功率分流挡,以使车辆从直驱模式切换至功率分流模式。本申请实施例通过对车辆的工况信息进行识别,能够控制车辆自动从直驱模式切换至功率分流模式,同时通过对发动机和第一电机进行扭矩调节,能够在不打开或关闭离合器的前提下,顺利完成第一同步器的换挡操作,如此,车辆能够更为快速、顺滑地从直驱模式切换到功率分流模式,在满足动力电池的充电需求的同时,有效缩短模式切换时长,使得发动机能够快速输出扭矩,进而有效提升车辆在模式切换过程中的动力响应性能。
上述说明仅是本申请技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施例,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是本申请实施例中混动车辆的结构示意图。
图2是本申请实施例中一种车辆模式切换方法的步骤流程图。
图3是本申请实施例中一种车辆模式切换装置的功能模块示意图。
图4是本申请实施例中一种车辆模式切换系统的结构示意图。
图5是本申请实施例中一种车辆的结构示意图。
图6是本申请实施例中示意性地示出了用于执行根据本申请的方法的计算处理设备的框图;以及
图7是本申请实施例中示意性地示出了用于保持或者携带实现根据本申请的方法的程序代码的存储单元。
具体实施例
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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、完整地描述,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,都属于本申请保护的范围。
参照图1,示出了本申请实施例中的混动车辆的结构示意图,该混动车辆在车辆前桥设置有发动机101、离合器102、第一电机103和变速箱;变速箱包括功率分流机构104、变速箱输入轴107、变速箱输出轴108、第一同步器105和第二同步器106,发动机101通过离合器102与功率分流机构104的第一输入端连接,第一电机103与功率分流机构104的第二输入端连接,功率分流机构104的输出端与变速箱输入轴107连接。
第一同步器105设置在第一输入端和输出端之间,用于结合或者断开第一输入端和输出端。具体而言,第一同步器105处于结合挡时,第一同步器105用于结合第一输入端和输出端;第一同步器105功率分流挡时,第一同步器105用于断开第一输入端和输出端。需要说明的是,第一同步器105用于控制车辆在功率分流模式与其他模式之间进行切换,即第一同步器105处于功率分流挡时,车辆能够处于功率分流模式;第一同步器105处于结合挡时,车辆则可以处于功率分流模式外的其他模式,例如,直驱模式、串联模式或纯电四驱模式等模式。
第二同步器106设置变速箱输入轴107和变速箱输出轴108之间,用于结合或者断开变速箱输入轴107和变速箱输出轴108。具体而言,第二同步器106处于在挡时,第二同步器106用于结合变速箱输入轴107和变速箱输出轴108;第二同步器106处于空挡时,第二同步器106用于断开变速箱输入轴107和变速箱输出轴108。
进一步地,变速箱输出轴108还通过前桥差速器109与前桥车轮连接,用于通过前桥差速器109将动力传递至前桥车轮以驱动车辆前桥;该混动车辆在车辆后桥还设置有第二电机(图中未示出),该第二电机用于通过后桥差速器(图中未示出)将动力传递至后桥车轮以驱动车辆后桥。
采用上述架构的混动车辆由于配置有功率分流机构104,而该功率分流机构104分别与发动机101、第一电机103和变速箱输入轴107连接,使得车辆能够具备包括直驱模式和功率分流模式在内的多种驾驶模式。进而通过改变第一同步器105的挡位状态,能够实现车辆不同驾驶模式之间的切换,具体而言:
在功率分流模式下,第一同步器105处于功率分流挡,此时,第一同步器处于摘挡状态,用于断开第一输入端和输出端,第二同步器106处于在挡状态,发动机101处于驱动状态,离合器102处于闭合状态、第一电机103处于发电状态,第二电机处于驱动状态。此时,发动机101输出的驱动力通过离合器102和第一输入端传递至功率分流机构104,功率分流机构104则将驱动力的一部分通过第二输入端传递到第一电机103,以驱动第一电机103发电(此时第一电机103输出负扭矩),发出的电能提供给动力电池充电;功率分流机构104还将驱动力的另外一部分通过输出端传递到变速箱输入轴107,并由变速箱输入轴107依次通过第二同步器106、变速箱输出轴108和前桥差速器109将该部分驱动力传递至车辆前桥,以驱动车辆行驶。其中,驱动力的分配比例可以根据实际需要进行设置,也就是说,在功率分流模式下,发动机101的输出功率的一部分用于驱动第一电机103给动力电池充电,输出功率的另一部分用于直接驱动车辆行驶。
在直驱模式下,第一同步器105处于结合挡,第二同步器106处于在档状态,发动机101处于驱动状态,离合器102处于闭合状态、第一电机103通常处于驱动状态,第二电机处于驱动状态。此时,发动机101输出的驱动力将依次通过功率分流机构的第一输入端、第一同步器105和输出端传递到变速箱输入轴107,而第一电机103输出的驱动力将通过功率分流机构的第二输入端和输出端传递到变速箱输入轴107,并由变速箱输入轴107依次通过第二同步器106、变速箱输出轴108和前桥差速器109将该部分驱动力传递至车辆前桥,以驱动车辆行驶。由于在直驱模式下,发动机101和第一电机103能够共同驱动车辆前桥,因此,直驱模式下的整车驱动力通常大于功率分流模式下的整车驱动力。
可见,在车辆从直驱模式切换至功率分流模式时,需要将第一同步器105从结合挡切换至功率分流挡。
在相关技术中,在车辆从直驱模式切换至功率分流模式的过程中,通常需要车辆先打开离合器102,再对发动机101进行降扭操作,在降扭操作完成之后,还需重新闭合离合器102,才能完成模式切换。然而,该种方式在模式切换过程中,需要额外控制离合器102打开或者闭合,一方面,还会导致切换链路较长,模式切换时间较长,另一方面,发动机101需要等待离合器102重新闭合之后才能输出扭矩,导致发动机101动力响应不及时,进而影响车辆在模式切换过程中的整车动力响应性能。
针对目前混合动力车辆从直驱模式切换至功率分流模式时存在的整车动力响应性能较差的问题。本申请旨在提供一种车辆模式切换方法,通过对车辆的工况信息进行识别,能够控制车辆自动从直驱模式切换至功率分流模式,同时通过对发动机101和第一电机103进行扭矩调节,能够在不打开或关闭离合器102的前提下,顺利完成第一同步器105的换挡操作,如此,车辆能够更为快速、顺滑地从直驱模式切换到功率分流模式,在满足动力电池的充电需求的同时,有效缩短模式切换时长,使得发动机101能够快速输出扭矩,进而有效提升车辆在模式切换过程中的动力响应性能。
参照图2,示出了本申请一种车辆模式切换方法,运用于采用上述架构的混动车辆,该方法可以包括以下步骤:
S201:在车辆处于直驱模式的情况下,基于车辆的工况信息,确定车辆是否满足从直驱模式切换至功率分流模式的模式切换条件。
需要说明的是,本实施例的执行主体可以是具有数据处理、网络通信以及程序运行功能的计算服务设备,或者具有上述功能的电子设备如行车电脑、车载电脑等,如ECU(Electronic Control Unit,电子控制单元)、BCM(BodyControl Module,车身控制模块)、HCU(Hybrid Control Unit,混合动力整车控制器)等,本实施例将以HCU作为执行主体进行说明。需要说明的是,本实施不对车辆的执行主体做出具体限制。
在本实施方式中,HCU在车辆处于直驱模式时,将会实时获取车辆的工况信息,进而基于工况信息,判断车辆是否需要直驱模式切换至功率分流模式。
在具体实现中,工况信息可以包括路况信息和动力电池的当前SOC(Sta e of Charge,电池荷电状态,又称剩余电量)。HCU将首先基于当前SOC,判断动力电池是否处于低电量状态,若检测当前剩余电量小于电量阈值时,确定动力电池的当前SOC不足以支撑车辆运行在直驱模式,此时,车辆可以切换至串联模式,也可以切换至功率分流模式,以满足动力电池的充电需求。为使模式切换更为准确,HCU将进一步结合路况信息,判断是否需要车辆从直驱模式切换至功率分流模式,若基于路况信息,确定车辆所处的当前路况为预设路况,则确定车辆满足从直驱模式切换至功率分流模式的模式切换条件。
在本实施方式中,路况信息具体可以包括感知系统对路面的感知结果以及包括当前车速、当前加速度在内的行驶状态信息,进而HCU通过对感知结果和行驶状态信息进行分析,能够识别得到车辆所处的当前路况。
需要说明的是,预设路况表征需要车辆处于四驱模式的路况,例如沙漠路况、泥泞路况和雪地路况等;由于功率分流模式下,车辆的驱动方式为四驱模式,因此,相较于串联模式,功率分流模式能够更加适应预设路况;电量阈值表征动力电池的充电平衡点,例如可以设置20%,即在动力电池的当前SOC小于20%时,则说明动力电池存在充电需求。
在本实施方式中,通过对工况信息进行分析,能够控制车辆自动从直驱模式切换至功率分流模式,在满足动力电池的充电需求的同时,有效满足驾驶员在预设路况下的驾驶需求,进而实现车辆模式的智能切换。
S202:在确定车辆满足模式切换条件的情况下,保持离合器102为闭合状态,并对发动机101和第一电机103进行扭矩调节,以使第一同步器105满足挡位切换条件。
在本实施方式中,HCU在确定车辆满足从直驱模式切换至功率分流模式的模式切换条件后,将发送离合器状态保持请求发送至变速箱控制器,以使变速箱控制器响应于离合器状态保持请求,保持离合器102为闭合状态;同时发送发动机扭矩调节请求发送至发动机控制器,以使发动机控制器响应于发动机扭矩调节请求,对发动机101进行扭矩调节;同时还将电机扭矩调节请求发送至电机控制器,以使电机控制器响应于电机扭矩调节请求,对第一电机103进行扭矩调节。
需要说明的是,在车辆从直驱模式切换至功率分流模式时,需要第一同步器105从结合挡摘挡至功率分流挡,若在第一同步器105摘挡时,施加在第一同步器105上的扭矩过大,将可能导致第一同步器105无法顺利摘挡或者在摘挡时出现损伤。
在本实施方式中,为避免第一同步器105无法顺利摘挡,将会对发动机101和第一电机103进行扭矩调节,使得发动机101和第一电机103通过功率分流机构104共同作用于第一同步器105的扭矩为较小值,优选为零。如此,能够在不打开离合器102的前提下,将第一同步器105处的扭矩降低至摘挡所要求的扭矩,进而使得第一同步器105能够满足挡位切换条件。
S203:在第一同步器105满足挡位切换条件的情况下,控制第一同步器105从结合挡切换至功率分流挡,以使车辆从直驱模式切换至功率分流模式。
在本实施方式中,HCU在检测到第一同步器105满足挡位切换条件后,会将用于指示目标挡位为功率分流挡的挡位切换请求发送给变速箱控制器,以使变速箱控制器响应于挡位切换请求,控制第一同步器105从结合挡切换至功率分流挡。
在本实施方式中,通过对发动机101和第一电机103进行扭矩调节,使得第一同步器105能够在满足挡位切换条件的情况下进行换挡操作,进而有效保证第一同步器105的换挡安全。
在本实施方式中,HCU在确定第一同步器105已切换至功率分流挡之后,会将车辆的当前驾驶模式从直驱模式置位至功率分流模式,进而按照功率分流模式下的扭矩分配策略,控制发动机101、第一电机103和第二电机输出扭矩。
具体而言,扭矩分配策略包括前轴扭矩分配策和后桥扭矩输出策略,其中,HCU用于执行前轴扭矩分配策略,控制发动机101输出数值为正的第一扭矩,控制第一电机103输出数值为负的第二扭矩,以在驱动车辆前桥的同时给动力电池充电;同时,HCU还用于执行后桥扭矩输出策略,控制第二电机输出数值为正的第三扭矩,以驱动车辆后桥。
需要说明的是,第一扭矩大于第二扭矩的绝对值,如此,发动机101传递至功率分流机构104的第一扭矩可被功率分流机构104划分为发电子扭矩和驱动子扭矩。其中,发电子扭矩等于第二扭矩的绝对值,用于经过功率分流机构104传递至第一电机103,以驱动第一电机103发电,发出的电能提供给动力电池充电;驱动子扭矩则为第一扭矩与第二扭矩的绝对值之差,用于经过功率分流机构104传递至变速箱输入轴107,再由变速箱输入轴107依次通过第二同步器106、变速箱输出轴108和前桥差速器109传递至车辆前桥,以驱动车辆行驶。
本申请实施例提供的一种车辆模式切换方法,通过对发动机101和第一电机103进行扭矩调节,使得在车辆模式切换过程中,能够在不打开或关闭离合器102的前提下,顺利完成第一同步器105的换挡操作,如此,车辆能够更为快速、顺滑地从直驱模式切换到功率分流模式,在有效缩短模式切换时长的同时,使得发动机101能够快速输出扭矩,进而提升车辆在模式切换过程中的动力响应性能。
在一个可行的实施方式中,S202中对发动机101和第一电机103进行扭矩调节的步骤,具体可以包括以下子步骤:
S202-1:在第一电机103的当前电机扭矩为负扭矩的情况下,保持当前电机扭矩不变,并基于当前电机扭矩,对发动机101进行扭矩调节。
需要说明的是,在直驱模式下,第一电机103可能出现以下两种工作状态:发电状态和驱动状态。
在发电状态下,第一电机103的当前电机扭矩为负扭矩,此时,第一电机103通常用于调节发动机101的工作点,使得发动机101能够运行在最佳经济区间。
在驱动状态,第一电机103的当前电机扭矩为正扭矩,此时,驾驶员存在较大的动力需求,需要发动机101和第一电机103共同驱动车辆。
在本实施方式中,针对第一电机103可能出现的两种工作状态,将匹配对应的扭矩调节策略。
具体而言,HCU在确定车辆满足模式切换条件时,若检测到第一电机103的当前电机扭矩为负扭矩,则将保持当前电机扭矩不变,即维持第一电机103给动力电池充电,并基于当前电机扭矩,对发动机101进行扭矩调节。
在本实施方式中,考虑到在离合器102闭合情况下,发动机101和第一电机103的扭矩能够同时施加在功率分流机构104,因此,通过对发动机101的当前发动机扭矩进行扭矩调节,能够利用发动机101施加至功率分流机构104的扭矩抵消第一电机103施加至功率分流机构104的负扭矩,进而对功率分流机构104作用在第一同步器105的扭矩进行调节,如此,能够在不打开离合器102以及维持第一电机103发电的前提下,将第一同步器105处的扭矩平衡至摘挡所需的扭矩,以使第一同步器105满足挡位切换条件。
S202-2:在第一电机103的当前电机扭矩为正扭矩的情况下,控制发动机101的当前发动机扭矩和第一电机103的当前电机扭矩跟随预设的目标扭矩。
在本实施方式中,HCU在确定车辆满足模式切换条件时,若检测到第一电机103的当前电机扭矩为正扭矩,由于此时发动机101无法与第一电机103进行扭矩抵消,因此,HCU将按照目标扭矩,同时对发动机101和第一电机103进行扭矩调节,以将发动机101和第一电机103共同作用于第一同步器105处的扭矩降低至摘挡所需的扭矩,以使第一同步器105满足挡位切换条件。
在本实施方式中,针对第一电机103的当前电机扭矩为正扭矩的情况,通过同时控制发动机101和第一电机103降低至目标扭矩,能够有效保证第一同步器105的换挡安全。而针对第一电机103的当前电机扭矩为负扭矩的情况,通过保持第一电机103为发电状态,一方面,能够持续满足动力电池的充电需求,另一方面,能够仅通过对发动机101进行扭矩调节,便可实现第一同步器105的换挡操作,进而在保证换挡安全的前提下,进一步提高换挡速度。
示例性地,继续参照图1,功率分流机构104具体可以包括齿圈1041、太阳轮1042、啮合在齿圈1041与太阳轮1042之间的多个行星轮1043以及与多个行星轮1043转动连接的行星架1044;行星架1044作为功率分流机构104的第一输入端与发动机101连接,太阳轮1042作为功率分流机构104的第二输入端与第一电机103连接,齿圈1041作为功率分流机构104的输出端与变速箱输入轴107连接,第一同步器105设置在行星架1044和齿圈1041之间。
需要说明的是,在功率分流模式下,第一同步器105处于功率分流挡,此时,行星架1044和齿圈1041处于断开状态,发动机101输出的驱动力将通过离合器102传递至行星架1044,而行星架1044会将驱动力的一部分依次通过多个行星轮1043和太阳轮1042传递至第一电机103,以驱动第一电机103给动力电池发电,与此同时,行星架1044会将驱动力的另外一部分依次通过多个行星轮1043、齿圈1041、变速箱输入轴107、第二同步器106、变速箱输出轴108和前桥差速器109传递至车辆前桥,以驱动车辆行驶。
在直驱模式下,第一同步器105处于结合挡,此时,行星架1044和齿圈1041处于锁止状态,发动机101输出的驱动力将依次通过行星架1044、第一同步器105和齿圈1041传递到变速箱输入轴107,而第一电机103输出的驱动力将通过太阳轮1042、多个行星轮1043和齿圈1041传递到变速箱输入轴107,即发动机101和第一电机103通过两个不同的动力路径将驱动力一同传递到变速箱输入轴107,再由变速箱输入轴107依次通过第二同步器106、变速箱输出轴108和前桥差速器109将该部分驱动力传递至车辆前桥,以驱动车辆行驶。
基于上述结构,S202-1中基于当前电机扭矩,对发动机101进行扭矩调节的步骤,具体可以包括以下子步骤:
S202-1-1:在第一同步器105的当前挡位为结合挡的情况下,确定太阳轮1042和行星架1044之间的变速比为第一变速比。
需要说明的是,由于第一同步器105在不同的挡位,行星架1044和齿圈1041之间具有不同的变速比,而太阳轮1042与第一电机103转速相同,行星架1044与发动机101转速相同,因此,基于第一同步器105的当前挡位,能够确定第一电机103和发动机101之间的变速比。
在本实施方式中,由于在换挡之前,第一同步器105的当前挡位为结合挡,因此,HCU将确定太阳轮1042和行星架1044之间的变速比为第一变速比。
S202-1-2:基于第一电机103的当前电机扭矩和第一变速比,确定发动机101的目标发动机扭矩。
在本实施方式中,由于转速和扭矩成反比例关系,因此,HCU将保持第一电机103的当前扭矩不变,并基于第一变速比和第一电机103的当前电机扭矩,可以反算出发动机101的目标发动机扭矩。
S202-1-3:基于预设的扭矩调节梯度,控制发动机101的当前发动机扭矩逐步降低至目标发动机扭矩。
在本实施方式中,HCU在确定目标发动机扭矩之后,将会激活发动机控制器的扭矩控制模式,以使发动机控制器将发动机101的当前发动机扭矩调节至目标发动机扭矩。
在具体实现中,可以按照预设的扭矩调节梯度,控制发动机101的当前发动机扭矩跟随目标发动机扭矩。其中,扭矩调节梯度表示单位时间内扭矩的变化量,例如,可以设置为200N·m/s。
在本实施方式中,通过按照扭矩调节梯度,对发动机101进行扭矩调节,能够避免扭矩变化过大而影响车辆的驾驶平稳性。
在一个可行的实施方式中,S202-2中控制发动机101的当前发动机扭矩和第一电机103的当前电机扭矩跟随预设的目标扭矩的步骤,具体可以包括以下子步骤:
S202-2-1:基于预设的扭矩调节梯度,控制发动机101的当前发动机扭矩和第一电机103的当前电机扭矩逐步降低至目标扭矩。
需要说明的是,目标扭矩表示第一同步器105能够从结合挡摘挡至功率分流挡的扭矩。具体的,可以根据实际的换挡需求对该目标扭矩进行设置。例如,为最大程度地提高第一同步器105的使用寿命,可以将该目标扭矩设置为零;也可以为最大程度的提高换挡速度,将该目标扭矩设置为能够实现摘挡的最大扭矩;或者将该目标扭矩设置为零与最大扭矩之间的扭矩,进而一定程度上在提高换挡速度的同时保障第一同步器105的使用寿命。
在本实施方式中,HCU在确定目标扭矩之后,将会激活电机控制器的扭矩控制模式,以使电机控制器将第一电机103的当前电机扭矩调节至目标扭矩;同时,HCU还将激活发动机控制器的扭矩控制模式,以使发动机控制器将发动机101的当前发动机扭矩调节至目标扭矩。
在具体实现中,可以按照预设的扭矩调节梯度,发动机101的当前发动机扭矩和第一电机103的当前电机扭矩逐步达到目标扭矩。
在本实施方式中,通过按照扭矩调节梯度,对发动机101和第一电机103进行扭矩调节,能够避免扭矩发生剧烈变化而影响车辆的驾驶平稳性。
示例性地,在基于当前电机扭矩,对发动机101进行扭矩调节的步骤之后,车辆模式切换方法还可以包括以下步骤:
S301:在发动机101的当前发动机扭矩与目标发动机扭矩之间的第一扭矩差值小于第一扭矩阈值的情况下,触发针对第一扭矩差值小于第一扭矩阈值的第一持续时长的计时。
需要说明的是,在第一电机103的当前电机扭矩为负扭矩时,即第一电机103处于发电状态的情况下,仅需对发动机101的扭矩进行调节即可。
在本实施方式中,HCU在对发动机101进行扭矩调节的过程中,将会获取发动机控制器实时反馈的当前发动机扭矩,进而在检测到当前发动机扭矩与目标发动机扭矩之间的第一扭矩差小于第一扭矩阈值时,通过第一计时器针对第一持续时长进行累加计时,进而基于第一持续时长,判断发动机101是否稳定运行在目标发动机扭矩。其中,第一扭矩阈值可以设置为5N·m;第一持续时长表示发动机10连续稳定运行在目标发动机扭矩附近的时长。
S302:在第一持续时长大于第一时长阈值的情况下,确定第一同步器105满足挡位切换条件。
在本实施方式中,HCU若检测到第一持续时长大于第一时长阈值,则认为发动机101稳定运行在目标发动机扭矩附近,发动机101的扭矩波动幅度较小,进而确定第一同步器105满足挡位切换条件。
在本实施方式中,通过对第一持续时长进行监测,能够有效避免在发动机101存在异常扭矩波动的情况下控制第一同步器105进行摘挡操作,进而确保第一同步器105能够顺利换挡。
在一个可行的实施方式中,在控制发动机101的当前发动机扭矩和第一电机103的当前电机扭矩跟随预设的目标扭矩的步骤之后,车辆模式切换方法还可以包括以下步骤:
S401:在发动机101的当前发动机扭矩与目标扭矩之间的第二扭矩差值小于第二扭矩阈值的情况下,触发针对第二扭矩差值小于第二扭矩阈值的第二持续时长的计时;
需要说明的是,在第一电机103的当前电机扭矩为正扭矩时,即第一电机103处于驱动状态的情况下,需要同时控制发动机101和第一电机103降低至目标扭矩。
在本实施方式中,HCU在对发动机101进行扭矩调节的过程中,将会获取发动机控制器实时反馈的当前发动机扭矩,进而在检测到当前发动机扭矩与目标扭矩之间的第二扭矩差值小于第二扭矩阈值时,通过第二计时器触发针对第二持续时长的累加计时,进而基于第二持续时长,判断发动机101是否稳定运行在目标扭矩附近。
S402:在第一电机103的当前电机扭矩与目标扭矩之间的第三扭矩差值小于第三扭矩阈值的情况下,触发针对第三扭矩差值小于第三扭矩阈值的第三持续时长的计时;
在本实施方式中,HCU在对第一电机103进行扭矩调节的过程中,同样将会获取电机控制器实时反馈的第一电机103的当前电机扭矩,进而在检测到当前电机扭矩与目标扭矩之间的第三扭矩差值小于第三扭矩阈值时,通过第三计时器触发针对第三持续时长的累加计时,进而基于第三持续时长,判断第一电机103是否稳定运行在目标扭矩附近。
S403:在第二持续时长大于第二时长阈值,且,第三持续时长大于第三时长阈值的情况下,确定第一同步器105满足挡位切换条件。
在本实施方式中,HCU若检测到第二持续时长和第三持续时长均大于各自对应的时长阈值,则认为发动机101和第一电机103均稳定运行在目标扭矩附近,进而确定第一同步器105已满足挡位切换条件。
在本实施方式中,通过对第二持续时长和第三持续时长进行监测,能够有效避免在发动机101或者第一电机103存在异常扭矩波动的情况下控制第一同步器105进行摘挡操作,进而确保第一同步器105能够顺利换挡。
示例性地,车辆还包括第二电机,车辆模式切换方法还可以包括以下步骤:
S501:基于当前发动机扭矩和原始电机扭矩,确定第二电机的补偿扭矩。
在本实施方式中,考虑到无论第一电机103处于驱动状态还是发电状态,在对发动机101和第一电机103进行扭矩调节的过程中,前轴扭矩都将不断降低,为保证整车在模式切换过程中的动力需求,将会通过第二电机进行扭矩补偿。
在具体实现中,可以将当前发动机扭矩和当前电机扭矩之和,确定为第二电机的补偿扭矩。需要说明的是,当前发动机扭矩表示对发动机101和第一电机103进行扭矩调节之前的发动机扭矩;当前电机扭矩表示对发动机101和第一电机103进行扭矩调节之前的电机扭矩。
示例性地,HCU在确定车辆满足模式切换条件时,若检测到当前发动机扭矩为800N·m,当前电机扭矩为-300N·m,则第二电机的补偿扭矩为500N·m。
在另外一个例子中,HCU在确定车辆满足模式切换条件时,若检测到当前发动机扭矩为400N·m,当前电机扭矩为200N·m,则第二电机的补偿扭矩为600N·m。
S502:基于补偿扭矩和第二电机的原始驱动扭矩,确定第二电机的目标驱动扭矩。
在本实施方式中,HCU将在第二电机的当前驱动扭矩的基础上,进一步叠加补偿扭矩,便可得到第二电机的目标驱动扭矩,进而第二电机便能够在车辆后桥补充车辆前桥降低的扭矩。
S503:在对发动机101和第一电机103进行扭矩调节的过程中,基于扭矩调节梯度,控制第二电机从当前驱动扭矩逐步增大至目标驱动扭矩。
在本实施方式中,在按照扭矩调节梯度,对发动机101和第一电机103进行扭矩调节的过程中,HCU还将同步按照相同的扭矩调节梯度,控制第二电机进行扭矩补偿。
在一个例子中,扭矩调节梯度设置为200N·m/s。HCU在确定车辆满足模式切换条件是,若检测到发动机101输出的扭矩为800N·m,第一电机103输出的原始电机扭矩为-300N·m,第二电机输出的原始驱动扭矩为400N·m,HCU将保持第一电机103输出-300N·m,并按照200N·m/s的扭矩调节梯度,控制发动机101从800N·m逐步降低到300N·m;同时计算得到第二电机的补偿扭矩为500N·m,目标驱动扭矩为900N·m,进而同步控制第二电机按照200N·m/s的扭矩调节梯度,从400N·m逐步增大至900N·m。
在另外一个例子中,扭矩调节梯度设置为200N·m/s,目标扭矩设置为0N·m。HCU若检测到发动机101输出400N·m,第一电机103输出200N·m,第二电机输出400N·m,进而在检测到车辆满足模式切换请求后,HCU将按照200N·m/s的扭矩调节梯度,控制发动机101从800N·m逐步降低到0N·m,并控制第一电机103从-300N·m逐步增大至0N·m;同时,计算得到第二电机的补偿扭矩为600N·m,目标驱动扭矩为1000N·m,进而同步控制第二电机按照200N·m/s的扭矩调节梯度,从400N·m逐步增大至1000N·m。
在本实施方式中,通过第二电机进行扭矩补偿,使得在模式切换的过程中,无论第一电机103处于发电状态还是处于驱动状态,整车动力性能够保持一致,进而有效满足驾驶员在模式切换过程中的动力需求,同时避免车辆出现非预期减速或者闯动等现象。
第二方面,基于相同发明构思,参照图3,本申请的实施例提供了一种车辆模式切换装置300,车辆包括发动机101、离合器102、第一电机103和变速箱;变速箱包括功率分流机构104、变速箱输入轴107、变速箱输出轴108、第一同步器105和第二同步器106,发动机101通过离合器102与功率分流机构104的第一输入端连接,第一电机103与功率分流机构104的第二输入端连接,功率分流机构104的输出端与变速箱输入轴107连接,第二同步器106设置在变速箱输入轴107和变速箱输出轴108之间,第一同步器105设置在第一输入端和输出端之间;车辆模式切换装置300包括:
条件确定模块301,用于在车辆处于直驱模式的情况下,基于车辆的工况信息,确定车辆是否满足从串联模式切换至功率分流模式的模式切换条件;
扭矩调节模块302,用于在确定车辆满足模式切换条件的情况下,保持离合器102为闭合状态,并对发动机101和第一电机103进行扭矩调节,以使第一同步器105满足挡位切换条件;
档位切换模块303,用于在第一同步器105满足挡位切换条件的情况下,控制第一同步器105从结合挡切换至功率分流挡;以使车辆从直驱模式切换至功率分流模式;
在本申请一实施例中,工况信息路况信息和动力电池的当前剩余电量;条件确定模块301包括:
路况确定子模块,用于在当前剩余电量小于电量阈值的情况下,基于路况信息,确定车辆所处的当前路况。
条件确定子模块,用于在当前路况为预设路况的情况下,确定车辆满足从直驱模式切换至功率分流模式的模式切换条件。
在本申请一实施例中,扭矩调节模块302包括:
第一扭矩调节子模块,用于在第一电机103的当前电机扭矩为负扭矩的情况下,保持当前电机扭矩不变,并基于当前电机扭矩,对发动机101进行扭矩调节;
第二扭矩调节子模块,用于在第一电机103的当前电机扭矩为正扭矩的情况下,控制发动机101的当前发动机扭矩和第一电机103的当前电机扭矩跟随预设的目标扭矩。
在本申请一实施例中,功率分流机构104包括齿圈1041、太阳轮1042、啮合在齿圈1041与太阳轮1042之间的多个行星轮1043以及与多个行星轮1043转动连接的行星架1044;行星架1044作为第一输入端与发动机101连接,太阳轮1042作为第二输入端与第一电机连接,齿圈1041作为输出端与变速箱输入轴107连接,第一同步器105设置在行星架1044和齿圈1041之间;第一扭矩调节子模块包括:
变速比确定单元,用于在第一同步器105的当前挡位为结合挡的情况下,确定太阳轮1042和行星架1044之间的变速比为第一变速比;
发动机扭矩确定单元,用于基于第一电机103的当前电机扭矩和第一变速比,确定发动机101的目标发动机扭矩;
第一扭矩调节单元,用于基于预设的扭矩调节梯度,控制发动机101的当前发动机扭矩逐步降低至目标发动机扭矩。
在本申请的一些实施例中,第二扭矩调节子模块包括:
第二扭矩调节单元,用于基于预设的扭矩调节梯度,控制发动机101的当前发动机扭矩和第一电机103的当前电机扭矩逐步降低至目标扭矩。
在本申请的一些实施例中,车辆还包括第二电机,车辆模式切换装置还包括:
补偿扭矩确定模块,用于基于当前发动机扭矩和原始电机扭矩,确定第二电机的补偿扭矩;
驱动扭矩确定模块,用于基于补偿扭矩和第二电机的原始驱动扭矩,确定第二电机的目标驱动扭矩;
驱动扭矩控制模块,用于在对发动机101和第一电机103进行扭矩调节的过程中,基于预设的扭矩调节梯度,控制第二电机从当前驱动扭矩逐步增大至目标驱动扭矩。
在本申请一实施例中,车辆模式切换装置300还包括:
第一计时模块,用于在发动机101的当前发动机扭矩与目标发动机扭矩之间的第一扭矩差值小于第一扭矩阈值的情况下,触发针对第一扭矩差值小于第一扭矩阈值的第一持续时长的计时;
第一切换条件确定模块,用于在第一持续时长大于第一时长阈值的情况下,确定第一同步器105满足第一挡位切换条件。
在本申请一实施例中,转速调节模块300包括:
第二计时模块,用于在发动机101的当前发动机扭矩与目标扭矩之间的第二扭矩差值小于第二扭矩阈值的情况下,触发针对第二扭矩差值小于第二扭矩阈值的第二持续时长的计时;
第三计时模块,用于在第一电机103的当前电机扭矩与目标扭矩之间的第三扭矩差值小于第三扭矩阈值的情况下,触发针对第三扭矩差值小于第三扭矩阈值的第三持续时长的计时;
第二切换条件确定模块,用于在第二持续时长大于第二时长阈值,且,第三持续时长大于第三时长阈值的情况下,确定第一同步器105满足挡位切换条件。
需要说明的是,本申请实施例的车辆模式切换装置300的具体实施方式参照前述本申请实施例第一方面提出的车辆模式切换方法的具体实施方式,在此不再赘述。
第三方面,基于相同发明构思,参照图4,本申请实施例提供了一种车辆模式切换系统400,车辆包括发动机101、离合器102、第一电机和变速箱;变速箱包括功率分流机构104、变速箱输入轴107、第一同步器105,发动机101通过离合器102与功率分流机构104的第一输入端连接,第一电机103与功率分流机构104的第二输入端连接,功率分流机构104的输出端与变速箱输入轴107连接,第一同步器105设置在第一输入端和输出端之间;该车辆模式切换系统400包括整车控制器401、变速箱控制器402、电机控制器403和发动机控制器404。
整车控制器401用于在车辆处于直驱模式的情况下,基于车辆的工况信息,确定车辆是否满足从串联模式切换至功率分流模式的模式切换条件;并在确定车辆满足模式切换条件的情况下,将离合器状态保持请求发送至变速箱控制器402,将发动机扭矩调节请求发送至发动机控制器404,并将电机扭矩调节请求发送至电机控制器403;
变速箱控制器402用于响应于离合器状态保持请求,保持离合器102为闭合状态;
发动机控制器404用于响应于发动机扭矩调节请求,对发动机101进行扭矩调节,电机控制器403用于响应于电机扭矩调节请求,对第一电机103进行扭矩调节,以使第一同步器105满足挡位切换条件为发电状态;
整车控制器401还用于在第一同步器105满足挡位切换条件的情况下,将档位切换请求发送至变速箱控制器402;
变速箱控制器402还用于响应于档位切换请求,控制第一同步器105从结合挡切换至功率分流挡,以使车辆从直驱模式切换至功率分流模式。
需要说明的是,本申请实施例的车辆模式切换系统400的具体实施方式参照前述本申请第一方面提出的车辆模式切换方法的具体实施方式,在此不再赘述。
第四方面,基于相同发明构思,参照图5,本申请实施例提供了一种车辆500,包括本申请第三方面提出的车辆模式切换系统400。
需要说明的是,本申请实施例的车辆500的具体实施方式参照前述本申请实施例第三方面提出的车辆模式切换系统400的具体实施方式,在此不再赘述。
本发明的各个部件实施例可以以硬件实现,或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现,或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解,可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的计算处理设备中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如,计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上,或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到,或者在载体信号上提供,或者以任何其他形式提供。
例如,图6示出了可以实现根据本发明的方法的计算处理设备。该计算处理设备传统上包括处理器1010和以存储器1020形式的计算机程序产品或者计算机可读介质。存储器1020可以是诸如闪存、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、EPROM、硬盘或者ROM之类的电子存储器。存储器1020具有用于执行上述方法中的任何方法步骤的程序代码1031的存储空间1030。例如,用于程序代码的存储空间1030可以包括分别用于实现上面的方法中的各种步骤的各个程序代码1031。这些程序代码可以从一个或者多个计算机程序产品中读出或者写入到这一个或者多个计算机程序产品中。这些计算机程序产品包括诸如硬盘,紧致盘(CD)、存储卡或者软盘之类的程序代码载体。这样的计算机程序产品通常为如参考图7所述的便携式或者固定存储单元。该存储单元可以具有与图XXX的计算处理设备中的存储器1020类似布置的存储段、存储空间等。程序代码可以例如以适当形式进行压缩。通常,存储单元包括计算机可读代码1031’,即可以由例如诸如1010之类的处理器读取的代码,这些代码当由计算处理设备运行时,导致该计算处理设备执行上面所描述的方法中的各个步骤。
尽管已描述了本申请实施例的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。
最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

Claims (13)

  1. 一种车辆模式切换方法,其特征在于,所述车辆包括发动机、离合器、第一电机和变速箱;所述变速箱包括功率分流机构、第一同步器和变速箱输入轴,所述发动机通过所述离合器与所述功率分流机构的第一输入端连接,所述第一电机与所述功率分流机构的第二输入端连接,所述功率分流机构的输出端与所述变速箱输入轴连接,所述第一同步器设置在所述第一输入端和所述输出端之间;所述方法包括:
    在所述车辆处于直驱模式的情况下,基于所述车辆的工况信息,确定所述车辆是否满足从直驱模式切换至功率分流模式的模式切换条件;
    在确定所述车辆满足所述模式切换条件的情况下,保持所述离合器为闭合状态,并对所述发动机和所述第一电机进行扭矩调节,以使所述第一同步器满足挡位切换条件;
    在所述第一同步器满足所述挡位切换条件的情况下,控制所述第一同步器从结合挡切换至功率分流挡,以使所述车辆从所述直驱模式切换至所述功率分流模式。
  2. 根据权利要求1所述的车辆模式切换方法,其特征在于,所述工况信息包括路况信息和动力电池的当前剩余电量;
    基于所述车辆的工况信息,确定所述车辆是否满足从直驱模式切换至功率分流模式的模式切换条件的步骤,包括:
    在所述当前剩余电量小于电量阈值的情况下,基于所述路况信息,确定所述车辆所处的当前路况;
    在所述当前路况为预设路况的情况下,确定所述车辆满足从直驱模式切换至功率分流模式的模式切换条件。
  3. 根据权利要求1所述的车辆模式切换方法,其特征在于,对所述发动机和所述第一电机进行扭矩调节的步骤,包括:
    在所述第一电机的当前电机扭矩为负扭矩的情况下,保持所述当前电机扭矩不变,并基于所述当前电机扭矩,对所述发动机进行扭矩调节;
    在所述第一电机的当前电机扭矩为正扭矩的情况下,控制所述发动机的当前发动机扭矩和所述第一电机的当前电机扭矩跟随预设的目标扭矩。
  4. 根据权利要求3所述的车辆模式切换方法,其特征在于,所述功率分流机构包括齿圈、太阳轮、啮合在所述齿圈与所述太阳轮之间的多个行星轮以及与多个所述行星轮转动连接的行星架;所述行星架作为所述第一输入端与所述发动机连接,所述太阳轮作为所述第二输入端与所述第一电机连接,所述齿圈作为所述输出端与所述变速箱输入轴连接,所述第一同步器设置在所述行星架和所述齿圈之间;
    基于所述当前电机扭矩,对所述发动机进行扭矩调节的步骤,包括:
    在所述第一同步器的当前挡位为所述结合挡的情况下,确定所述太阳轮和所述行星架之间的变速比为第一变速比;
    基于所述第一电机的当前电机扭矩和所述第一变速比,确定所述发动机的目标发动机扭矩;
    基于预设的扭矩调节梯度,控制所述发动机的当前发动机扭矩逐步降低至所述目标发动机扭矩。
  5. 根据权利要求3所述的车辆模式切换方法,其特征在于,控制所述发动机的当前发动机扭矩和所述第一电机的当前电机扭矩跟随预设的目标扭矩的步骤,包括:
    基于预设的扭矩调节梯度,控制所述发动机的当前发动机扭矩和所述第一电机的当前电机扭矩逐步降低至所述目标扭矩。
  6. 根据权利要求4所述的车辆模式切换方法,其特征在于,基于所述当前电机扭矩,对所述发动机进行扭矩调节的步骤之后,所述方法还包括:
    在所述发动机的当前发动机扭矩与所述目标发动机扭矩之间的第一扭矩差值小于第一扭矩阈值的情况下,触发针对所述第一扭矩差值小于所述第一扭矩阈值的第一持续时长的计时;
    在所述第一持续时长大于第一时长阈值的情况下,确定所述第一同步器满足所述挡位切换条件。
  7. 根据权利要求3所述的车辆模式切换方法,其特征在于,控制所述发动机的当前发动机扭矩和所述第一电机的当前电机扭矩跟随预设的目标扭矩的步骤之后,所述方法还包括:
    在所述发动机的当前发动机扭矩与所述目标扭矩之间的第二扭矩差值小于第二扭矩阈值的情况下,触发针对所述第二扭矩差值小于所述第二扭矩阈值的第二持续时长的计时;
    在所述第一电机的当前电机扭矩与所述目标扭矩之间的第三扭矩差值小于第三扭矩阈值的情况下,触发针对所述第三扭矩差值小于所述第三扭矩阈值的第三持续时长的计时;
    在所述第二持续时长大于第二时长阈值,且,所述第三持续时长大于第三时长阈值的情况下,确定所述第一同步器满足所述挡位切换条件。
  8. 根据权利要求3所述的车辆模式切换方法,其特征在于,所述车辆还包括第二电机,所述方法还包括:
    基于所述当前发动机扭矩和所述当前电机扭矩,确定所述第二电机的补偿扭矩;
    基于所述补偿扭矩和所述第二电机的当前驱动扭矩,确定所述第二电机的目标驱动扭矩;
    在对所述发动机和所述第一电机进行扭矩调节的过程中,基于预设的扭矩调节梯度,控制所述第二电机从所述当前驱动扭矩逐步增大至所述目标驱动扭矩。
  9. 一种车辆模式切换装置,所述车辆包括发动机、离合器、第一电机和变速箱;所述变速箱包括:功率分流机构、第一同步器和变速箱输入轴,所述发动机通过所述离合器与所述功率分流机构的第一输入端连接,所述第一电机与所述功率分流机构的第二输入端连接,所述功率分流机构的输出端与所述变速箱输入轴连接,所述第一同步器设置在所述第一输入端和所述输出端之间;所述装置包括:
    条件确定模块,用于在所述车辆处于直驱模式的情况下,基于所述车辆的工况信息,确定所述车辆是否满足从直驱模式切换至功率分流模式的模式切换条件;
    扭矩调节模块,用于在确定所述车辆满足所述模式切换条件的情况下,保持所述离合器为闭合状态,并对所述发动机和所述第一电机进行扭矩调节,以使所述第一同步器满足挡位切换条件;
    档位切换模块,用于在所述第一同步器满足所述挡位切换条件的情况下,控制所述第一同步器从结合挡切换至功率分流挡,以使所述车辆从所述直驱模式切换至所述功率分流模式。
    在本申请的一些实施例中,所述工况信息包括路况信息和动力电池的当前剩余电量;所述条件确定模块包括:
    路况确定子模块,用于在所述当前剩余电量小于电量阈值的情况下,基于所述路况信息,确定所述车辆所处的当前路况;
    条件确定子模块,用于在所述当前路况为预设路况的情况下,确定所述车辆满足从直驱模式切换至功率分流模式的模式切换条件。
  10. 一种车辆模式切换系统,其特征在于,所述车辆包括发动机、离合器、第一电机和变速箱;所述变速箱包括功率分流机构、第一同步器和变速箱输入轴,所述发动机通过所述离合器与所述功率分流机构的第一输入端连接,所述第一电机与所述功率分流机构的第二输入端连接,所述功率分流机构的输出端与所述变速箱输入轴连接,所述第一同步器设置在所述第一输入端和所述输出端之间;所述系统包括整车控制器、变速箱控制器、电机控制器和发动机控制器;其中,
    所述整车控制器用于在所述车辆处于直驱模式的情况下,基于所述车辆的工况信息,确定所述车辆是否满足从直驱模式切换至功率分流模式的模式切换条件,并在确定所述车辆满足所述模式切换条件的情况下,将离合器状态保持请求发送至所述变速箱控制器,将发动机扭矩调节请求发送至所述发动机控制器,并将电机扭矩调节请求发送至所述电机控制器;
    所述变速箱控制器用于响应于所述离合器状态保持请求,保持所述离合器为闭合状态;
    所述发动机控制器用于响应于所述发动机扭矩调节请求,对所述发动机进行扭矩调节,所述电机控制器用于响应于所述电机扭矩调节请求,对所述第一电机进行扭矩调节,以使所述第一同步器满足挡位切换条件;
    所述整车控制器还用于在所述第一同步器满足所述挡位切换条件的情况下,将挡位切换请求发送至所述变速箱控制器;
    所述变速箱控制器还用于响应于所述挡位切换请求,控制所述第一同步器从结合挡切换至功率分流挡,以使所述车辆从所述直驱模式切换至所述功率分流模式。
  11. 一种车辆,其特征在于,包括如权利要求10所述的车辆模式切换系统。
  12. 一种计算机程序,其特征在于,包括计算机可读代码,当所述计算机可读代码在计算处理设备上运行时,导致所述计算处理设备执行根据权利要求1-8中的任一个所述的车辆模式切换方法。
  13. 一种计算机可读介质,其特征在于,其中存储了如权利要求12所述的计算机程序。
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