档位切换和工作模式切换的协调控制方法、系统及车辆的制作方法_2

文档序号:9679079阅读:来源:国知局
28]如果档位切换请求和工作模式切换请求同时发出,则整车控制器可控制驱动电机和变速箱协调工作,以进行降扭、摘挡、选档、调速和挂档,直到切换至目标档位。
[0029]同时,整车控制器可控制发动机进行转速的调整,在本发明的实施例中,可通过扭矩控制方式来调整发动机转速。具体地,可获取发动机的目标转速,即:n = V*ig*i0/0.377/r,其中,n为目标转速,单位为转每秒,V为混合动力汽车的当前车速,单位为千米每小时,ig为目标档位的传动比,1为混合动力汽车的主减速器的传动比,r为混合动力汽车的车轮半径,单位为米。然后计算发动机的当前转速与所述目标转速的差值,并以第一扭矩值驱动发动机,其中,可根据发动机的当前转速与目标转速的差值对第一扭矩值进行PID调节。
[0030]S103,在切换至目标档位后,比较驱动电机的当前转速与发动机的当前转速。
[0031 ]发动机的转速在被调整时是实时变化的,因此可实时比较驱动电机的当前转速与发动机的当前转速。
[0032]S104,如果驱动电机的当前转速与发动机的当前转速的差值小于预设阈值,则停止调整发动机的转速,并控制驱动电机和发动机之间的离合器结合。
[0033]如果驱动电机的当前转速与发动机的当前转速的差值不小于预设阈值,则继续调整发动机的转速。当驱动电机的当前转速与发动机的当前转速的差值小于预设阈值时,发动机的当前转速接近驱动电机的当前转速,此时可停止调整发动机的转速,并控制驱动电机和发动机之间的离合器结合,继而可恢复整车的扭矩,同时完成档位切换和工作模式切换过程。其中,预设阈值可根据混合动力汽车相关设备的性能而设定,在此不便给出具体数值。
[0034]根据本发明实施例的档位切换和工作模式切换的协调控制方法,在混合动力汽车同时发出档位切换请求和工作模式切换请求时,可在进行档位切换的同时调整发动机的转速,在档位切换完成后,若发动机的当前转速接近驱动电机当前的转速,则控制发动机与驱动电机之间的离合器结合。由此,能够同时进行档位切换和工作模式切换,减小了混合动力汽车中离合器的分离结合的次数,从而减小了动力变化和转矩波动的次数,能够延长离合器的使用寿命,并能够减少噪音,提高整车的经济性、动力性和平顺性。
[0035]为实现上述实施例,本发明还提出一种档位切换和工作模式切换的协调控制系统。
[0036]图3为根据本发明一个实施例的档位切换和工作模式切换的协调控制系统的结构框图。
[0037]如图3所示,本发明实施例的档位切换和工作模式切换的协调控制系统,包括:驱动电机10、发动机20、离合器30、变速箱40和整车控制器50。
[0038]其中,离合器30位于驱动电机10和发动机20之间。整车控制器50用于判断混合动力汽车是否发出档位切换请求,并判断混合动力汽车是否发出工作模式切换请求,在档位切换请求和工作模式切换请求同时发出时,根据档位切换请求对驱动电机10和变速箱40进行控制,以将当前档位切换至目标档位,同时调整发动机20的转速,在切换至目标档位后,比较驱动电机10的当前转速与发动机20的当前转速,在驱动电机10的当前转速与发动机20的当前转速的差值小于预设阈值时,停止调整发动机20的转速,并控制离合器30结合。
[0039]具体地,整车控制器50可获取混合动力汽车的当前车速、当前档位和油门开度,并根据当前档位和油门开度以及换挡规律特性曲线获取换挡点车速,比较当前车速与换挡点车速,并判断混合动力汽车的当前工作模式,在当前车速大于换挡点车速,且当前工作模式为纯电动模式时,进一步比较目标档位与当前档位是否相等,在目标档位与当前档位不相等时,判定混合动力汽车发出了档位切换请求。
[0040]具体地,整车控制器50可获取混合动力汽车的动力电池的荷电状态,并根据当前车速、动力电池的荷电状态和油门开度以及发动机启动特性曲线获取发动机的启动指令,并采集发动机的状态信号,以判断发动机的当前状态,在发动机发出启动指令,且发动机的当前状态为熄火状态或怠速状态时,判定混合动力汽车发出了由纯电动模式切换至混合动力模式的工作模式切换请求。
[0041 ] 参照图2,发动机控制单元E⑶、电机控制单元MCU、电池管理系统BMS和自动变速箱控制单元TCU可分别采集发动机20、驱动电机10、动力电池和变速箱40的相关信息,整车控制器50可通过CAN总线从发动机控制单元ECU中获取油门开度和发动机的状态信号,从自动变速箱控制单元TCU中获取当前档位和当前车速,并从电池管理系统BMS中获取动力电池的荷电状态。
[0042]在本发明的实施例中,换挡规律特性曲线中可包括当前档位和油门开度与换挡点车速的对应关系,整车控制器50可根据上述对应关系获取换挡点车速。同样地,发动机启动特性曲线中可包括当前车速、动力电池的荷电状态和油门开度与启动指令的对应关系,启动指令可由输出的数字值进行表示。例如,“I”可表示发出启动指令,“O”可表示未发出启动指令,当输出的数字值由“O”变为“I”时,可判定发动机20发出启动指令。
[0043]如果档位切换请求和工作模式切换请求同时发出,则整车控制器50可控制驱动电机10和变速箱30协调工作,以进行降扭、摘挡、选档、调速和挂档,直到切换至目标档位。
[0044]同时,整车控制器50可控制发动机20进行转速的调整,在本发明的实施例中,可通过扭矩控制方式来调整发动机转速。具体地,整车控制器50可获取发动机20的目标转速,即:n = V*ig*i0/0.377/r,其中,n为目标转速,单位为转每秒,V为混合动力汽车的当前车速,单位为千米每小时,ig为目标档位的传动比,1为混合动力汽车的主减速器的传动比,r为混合动力汽车的车轮半径,单位为米。然后计算发动机20的当前转速与目标转速的差值,并以第一扭矩值驱动发动机20,其中,根据发动机20的当前转速与目标转速的差值对第一扭矩值进行PID调节。
[0045]发动机20的转速在被调整时是实时变化的,因此可实时比较驱动电机10的当前转速与发动机20的当前转速。如果驱动电机10的当前转速与发动机20的当前转速的差值不小于预设阈值,则继续调整发动机20的转速。当驱动电机1的当前转速与发动机20的当前转速的差值小于预设阈值时,发动机20的当前转速接近驱动电机10的当前转速,此时可停止调整发动机20的转速,并控制驱动电机10和发动机20之间的离合器30结合,继而可恢复整车的扭矩,同时完成档位切换和工作模式切换过程。其中,预设阈值可根据混合动力汽车相关设备的性能而设定,在此不便给出具体数值。
[0046]根据本发明实施例的档位切换和工作模式切换的协调控制系统,在混合动力汽车同时发出档位切换请求和工作模式切换请求时,可在进行档位切换的同时调整发动机的转速,在档位切换完成后,若发动机的当前转速接近驱动电机当前的转速,则控制发动机与驱动电机之间的离合器结合。由此,能够同时进行档位切换和工作模式切换,减小了混合动力汽车中离合器的分离结合的次数,从而减小了动力变化和转矩波动的次数,能够延长离合器的使用寿命,并能够减少噪音,提高整车的经济性、动力性和平顺性。
[0047]对应上述实施例,本发明还提出一种车辆。
[0048]本发明实施例的车辆,包括根据本发明上述实施例的档位切换和工作模式切换的协调控制系统。其具体的实施方式可参照上述实施例,为避免冗余,在此不再赘述。
[0049]根据本发明实施例的车辆,在同时发出档位切换请求和工作模式切换请求时,可在进行档位切换的同时调整发动机的转速,在档位切换完成后,若发动机的当前转速接近驱动电机当前的转速,则控制发动机与驱动电机之间的离合器结合。由此,能够同时进行档位切换和工作模式切换,减小了车辆中离合器的分离结合的次数,从而减小了动力变化和转矩波动的次数,能够延长离合器的使用寿命,并能够减少噪音,提高整车的经济性、动力性和平顺性。
[0050]在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“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发明和简化描述,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
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