一种混合动力系统切换的控制方法与流程

本发明涉及汽车发动机怠速控制技术领域，尤其涉及一种混合动力系统切换的控制方法。

背景技术：

面对节能与环保的双重压力，汽车工业要想可持续发展就必须大力发展新能源汽车。但是对于目前电池容量的限制，纯电动汽车的动力性和续航里程很难满足大多数汽车用户的需求。在新能源汽车中，纯电动汽车的电池成本过高，而且一次充电续行里程较短，大部分地区尚不能解决充电桩问题；燃料电池由于技术上仍处于研发阶段，成本及可靠性还不能达到市场预期，因此，国内外各主要汽车公司都将新能源汽车突破的重点方向放在了混合动力汽车上。

现如今混合动力汽车应用十分广泛，但传统的混合动力汽车难以平顺的在发动机和电机进行切换，容易产生顿挫感，同时不能防止发动机变速箱离合器分开之后，变速箱空转从而造成打齿，存在严重的缺陷，不利于降低了驾驶体验。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种混合动力系统切换的控制方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明提供一种混合动力系统切换的控制方法，混合动力系统包括发动机和与发动机相匹配的变速箱、后桥电机和与电机相匹配的变速器、供给电机电能的动力电池，混合动力系统还包括整车控制器，所述混合动力系统切换的控制方法具体包括如下步骤：

s1、对用户驾驶模式的判断；

s2、对两个驱动系统的变速箱的挡位控制；

s3、对车速和加速踏板信号的处理；

s4、接收外部动力系统的输入信号，进行外部条件的判断。

在s1中，用户选择模式判断决定用户需求；在s2中，通过整车控制器调整变速箱挡位，同时进行最终的挡位确认。

优选的，在s3中，通过车速和加速踏板的判断决定车辆的油电切换时机，以保证车辆制动力切换的连续性和整车驾驶人员的平顺性。

优选的，在s4中，接收电池状态信息和电机控制器状态信息，作为是否可以切换的前提条件，保证切换的顺利。

优选的，所述整车控制器需要接收后桥电机系统的can信息、车辆模式选择开关的can信息、车速信息、电池电量和电压信息、与发动机相匹配的变速器信息。

优选的，所述整车控制器需要对整车状态进行判断，同时判断电驱系统是否正常。

优选的，与电机相匹配的变速器包含有自动换挡机构，与发动机相匹配的变速箱含有amt机构，动力电池具有自我状态检测功能。

优选的，在s3中，对车速和加速踏板信号的处理包括：前驱变速箱实际挡位和目标挡位信息、后驱挡位和实际挡位信息、通过用户操作模式选择开关得到的用户需求模式信息、车辆在此状态下的车速信息及用户通过加速踏板反映的实际所需要的车辆状态信息，接收电池反馈给整车控制器的电池状态信息。

本发明提供的一种混合动力系统切换的控制方法，与现有技术相比：本方案，发动机可以在电机不能满足驱动力的条件下工作，电动机可以在市区或者低速行驶时驱动汽车行驶，更好的提高汽车的经济性，满足汽车在市区低速，且降低了频繁制动起步过程时的油耗，发动机和电机可进行平顺的切换，同时也是防止发动机变速箱离合器分开之后，变速箱空转从而造成打齿。

附图说明

图1为本发明的电路框图；

图2为本发明以matlab为工具搭建的控制发动机切换到电机的模型图；

图3为本发明切换时刻车速和加速踏板的信号处理电路图；

图4为本发明油驱模式变速箱在切换到电驱模式下的最终确定电路图；

图5为本发明所有条件的汇总判断电路图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例和说明书附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1-5所示，一种混合动力系统切换的控制方法，混合动力系统包括发动机和与发动机相匹配的变速箱、后桥电机和与电机相匹配的变速器、供给电机电能的动力电池，混合动力系统还包括整车控制器，所述混合动力系统切换的控制方法具体包括如下步骤：

s1、对用户驾驶模式的判断；

s2、对两个驱动系统的变速箱的挡位控制；

s3、对车速和加速踏板信号的处理；

s4、接收外部动力系统的输入信号，进行外部条件的判断。

进一步地，在s1中，用户选择模式判断决定用户需求；在s2中，通过整车控制器调整变速箱挡位，同时进行最终的挡位确认。

进一步地，在s3中，通过车速和加速踏板的判断决定车辆的油电切换时机，以保证车辆制动力切换的连续性和整车驾驶人员的平顺性。

进一步地，在s4中，接收电池状态信息和电机控制器状态信息，作为是否可以切换的前提条件，保证切换的顺利。

进一步地，所述整车控制器需要接收后桥电机系统的can信息、车辆模式选择开关的can信息、车速信息、电池电量和电压信息、与发动机相匹配的变速器信息。

进一步地，所述整车控制器需要对整车状态进行判断，同时判断电驱系统是否正常。

进一步地，与电机相匹配的变速器包含有自动换挡机构，与发动机相匹配的变速箱含有amt机构，动力电池具有自我状态检测功能。

进一步地，在s3中，对车速和加速踏板信号的处理包括：前驱变速箱实际挡位和目标挡位信息、后驱挡位和实际挡位信息、通过用户操作模式选择开关得到的用户需求模式信息、车辆在此状态下的车速信息及用户通过加速踏板反映的实际所需要的车辆状态信息，接收电池反馈给整车控制器的电池状态信息。

下面根据具体方案进行具体说明：

在说明前，需要理解的量有：gr_now实际挡位、gr_amt目标挡位、fd_act_num后驱实际挡位、fd_tar_num后驱目标挡位、sysst整车当前状态（动力性或者经济性）、modechoose车辆模式选择（纯电或者混动）、vs实际车速、accped加速踏板、batsoc电池实际电量、v_batt电池电压、amt_state选换挡机构的状态、这些量是为了书写方便在控制模型中使用以上写法，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的名称、以特定的变量名称和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图2所示是以matlab为工具搭建的控制发动机切换到电机的模型，本模型中含有三部分信号处理模块和三部分外部接收模块。在本模型中的变速器控制模块中需要判断发动机变速箱的实际挡位（gr_amt）是否等于目标挡位（gr_now），而此时目标挡位要回到空挡，也就是说在与发动机匹配的变速箱要挂空挡，这样可以在切换到电驱时极大的减少电机因拖动两个变速箱而导致的能量损失。与电机驱动匹配的变速箱的实际挡位（fd_act_num）要和目标挡位一致（fd_tar_num），而此时电驱挡位的目标挡位是根据在油驱切换到电驱时的车速来决定的，从而很好的保证了动力系统切换过程的平顺性。

如图3所示模块2是对切换时刻车速和加速踏板的信号处理，其中车速只要小于等于标定人员所标定的电驱工作的车速，同时驾驶员所给的加速踏板深度小于等于标定人员所设定的电驱加速的踏板深度值，就判断此时车辆行驶状态条件满足切换条件。

图4所示模块3是对油驱模式变速箱在切换到电驱模式下的最终确定，油驱变速箱的状态（amt_state）此时为空挡挡位或者在倒挡挡位只要满足这两者条件其中一条就满足油电切换条件。

如图5所示是所有条件的汇总判断，在通过上述三个模块的内部判断之后，然后在接收电池电量（batsoc）信号是否满足标定人员所设定的电池电量最低保护值条件，然后分别接收整车行驶状态（syst）、电池管理系统所反馈的电池电压值（v_batt）是否满足电池所设定的电池最低保护电压阈值和用户通过模式选择开关所提供的用户需求信息、及电机控制器所提供的控制器状态是否正常信息，其中判断整车行驶状态要满足在经济模式下，驱动力满足电驱驱动条件，用户所选模式为混动模式这些条件之下综合上述所有条件一起判断是否满足，从而判断切换的时机，进行油电切换。

其中图5所述的模块为油电切换的先决条件，在满足这些条件之后，才会进入油电切换这一过程中，在进行切换的过程中，要通过整车控制器控制调整图2、3、4中的模块符合切换条件，在这些切换和判断的过程中没有先后顺序，只有最终的与发动机匹配的变速箱的挡位为空挡或者是倒挡要进行确认，此目的是为了防止电机同时拖动两个变速箱工作，同时也是防止发动机变速箱离合器分开之后，变速箱空转从而造成打齿。

因此本方案，发动机可以在电机不能满足驱动力的条件下工作，电动机可以在市区或者低速行驶时驱动汽车行驶，更好的提高汽车的经济性，满足汽车在市区低速，且降低了频繁制动起步过程时的油耗，发动机和电机可进行平顺的切换，同时也是防止发动机变速箱离合器分开之后，变速箱空转从而造成打齿。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。