混合动力汽车及其换挡控制方法和换挡控制系统与流程

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种用于混合动力汽车的换挡控制方法、一种用于混合动力汽车的换挡控制系统以及一种混合动力汽车。

背景技术：

相关技术中汽车的换挡控制策略比较简单，一般仅仅考虑发动机的燃油特性、排放特性以及NVH(Noise、Vibration、Harshness，噪声、振动与声振粗糙度)等因素，从而只能能够满足某一个特定工作模式下对换挡的需求，例如纯发动机模式下对换挡的需求。

但是，其存在的缺点是，如果只满足某一个特定工作模式下对换挡的需求，则可能会造成其他工作模式下的动力性能缺失、燃油经济性能变差或电量消耗增加等后果。例如当车辆进入纯电工作模式时，由于电动机的效率特性与发动机的燃油特性有很大差异，因此使用基于发动机的燃油特性、排放特性等因素制定的换挡策略会造成电量消耗明显增加、动力性能不能达到预期等后果。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种用于混合动力汽车的换挡控制方法，该方法能够使整车达到在不同工作模式下都能达到更好的动力性能与经济性能。

本发明的另一个目的在于提出一种用于混合动力汽车的换挡控制系统。本发明的又一个目的在于提出一种混合动力汽车。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种用于混合动力汽车的换挡控制方法，包括以下步骤：获取混合动力汽车的当前工作模式；根据所述当前工作模式获取与所述当前工作模式对应的换挡策略，其中，所述混合动力汽车包括多种工作模式，所述多种工作模式中的每种工作模式具有对应的换挡策略；根据获取的与所述当前工作模式对应的换挡策略控制所述混合动力汽车进行换挡。

根据本发明实施例提出的用于混合动力汽车的换挡控制方法，根据当前工作模式获取与当前工作模式对应的换挡策略，并根据获取的与当前工作模式对应的换挡策略控制混合动力汽车进行换挡。由此，本发明实施例的方法在不同的工作模式下采用不同的换挡策略， 以适应不同工作模式下对挡位的不同需求，进而使整车在每种工作模式下都能达到更好的动力性能与经济性能，提升整车的驾驶性能。

根据本发明的一些实施例，所述多种工作模式包括纯电工作模式、纯发动机工作模式、并联发电工作模式和并联助力工作模式。

根据本发明的一些实施例，当所述混合动力汽车的当前工作模式为所述纯电工作模式时，与所述纯电工作模式对应的换挡策略为第一换挡策略，所述第一换挡策略根据电动机的效率分布曲线以及电动机的外特性曲线获取；当所述混合动力汽车的当前工作模式为所述并联发电工作模式时，与所述并联发电工作模式对应的换挡策略为第二换挡策略，所述第二换挡策略根据发动机的燃油特性曲线、发动机外特性和电动机的效率分布曲线获取；当所述混合动力汽车的当前工作模式为所述纯发动机工作模式时，与所述纯发动机工作模式对应的换挡策略为第三换挡策略，所述第三换挡策略根据发动机的燃油特性曲线和发动机的外特性曲线获取；当所述混合动力汽车的当前工作模式为所述并联助力工作模式时，与所述并联助力工作模式对应的换挡策略为第四换挡策略，所述第四换挡策略根据发动机的燃油特性曲线、电动机的效率分布曲线以及电动机与发动机耦合后的外特性曲线获取。

根据本发明的一些实施例，所述混合动力汽车包括电动机、发动机、离合器和变速器，其中，当所述混合动力汽车的当前工作模式为所述纯电工作模式时，所述离合器分离，所述电动机通过所述变速器驱动所述混合动力汽车行驶，且所述发动机不工作；当所述混合动力汽车的当前工作模式为所述并联发电工作模式时，所述离合器结合，所述发动机驱动所述混合动力汽车行驶，同时所述发动机带动所述电动机发电；当所述混合动力汽车的当前工作模式为所述纯发动机工作模式时，所述离合器结合，所述发动机驱动所述混合动力汽车行驶，且所述电动机不工作；当所述混合动力汽车的当前工作模式为所述并联助力工作模式时，所述离合器结合，所述发动机和所述电动机同时驱动所述混合动力汽车行驶。

为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种用于混合动力汽车的换挡控制系统，包括：整车控制器，用于根据混合动力汽车的行驶工况和整车状态确定所述混合动力汽车的当前工作模式，并控制所述混合动力汽车以所述当前工作模式运行；变速器控制单元，用于获取混合动力汽车的当前工作模式，并根据所述当前工作模式获取与所述当前工作模式对应的换挡策略，以及根据获取的与所述当前工作模式对应的换挡策略控制所述混合动力汽车进行换挡，其中，所述混合动力汽车包括多种工作模式，所述多种工作模式中的每种工作模式具有对应的换挡策略。

根据本发明实施例提出的用于混合动力汽车的换挡控制系统，变速器控制单元根据当前工作模式获取与当前工作模式对应的换挡策略，并根据获取的与当前工作模式对应的换挡策略控制混合动力汽车进行换挡。由此，本发明实施例的系统在不同的工作模式下采用 不同的换挡策略，以适应不同工作模式下对挡位的不同需求，进而使整车在每种工作模式下都能达到更好的动力性能与经济性能，提升整车的驾驶性能。

根据本发明的一些实施例，所述多种工作模式包括纯电工作模式、纯发动机工作模式、并联发电工作模式和并联助力工作模式。

根据本发明的一些实施例，当所述混合动力汽车的当前工作模式为所述纯电工作模式时，与所述纯电工作模式对应的换挡策略为第一换挡策略，所述第一换挡策略根据电动机的效率分布曲线以及电动机的外特性曲线获取；当所述混合动力汽车的当前工作模式为所述并联发电工作模式时，与所述并联发电工作模式对应的换挡策略为第二换挡策略，所述第二换挡策略根据发动机的燃油特性曲线、发动机外特性和电动机的效率分布曲线获取；当所述混合动力汽车的当前工作模式为所述纯发动机工作模式时，与所述纯发动机工作模式对应的换挡策略为第三换挡策略，所述第三换挡策略根据发动机的燃油特性曲线和发动机的外特性曲线获取；当所述混合动力汽车的当前工作模式为所述并联助力工作模式时，与所述并联助力工作模式对应的换挡策略为第四换挡策略，所述第四换挡策略根据发动机的燃油特性曲线、电动机的效率分布曲线以及电动机与发动机耦合后的外特性曲线获取。

根据本发明的一些实施例，所述混合动力汽车包括电动机、发动机、离合器和变速器，其中，当所述混合动力汽车的当前工作模式为所述纯电工作模式时，所述离合器分离，所述电动机通过所述变速器驱动所述混合动力汽车行驶，且所述发动机不工作；当所述混合动力汽车的当前工作模式为所述并联发电工作模式时，所述离合器结合，所述发动机驱动所述混合动力汽车行驶，同时所述发动机带动所述电动机发电；当所述混合动力汽车的当前工作模式为所述纯发动机工作模式时，所述离合器结合，所述发动机驱动所述混合动力汽车行驶，且所述电动机不工作；当所述混合动力汽车的当前工作模式为所述并联助力工作模式时，所述离合器结合，所述发动机和所述电动机同时驱动所述混合动力汽车行驶。

为达到上述目的，本发明又一方面实施例提出了一种混合动力汽车，包括所述的用于混合动力汽车的换挡控制系统。

根据本发明实施例提出的混合动力汽车，通过上述的用于混合动力汽车的换挡控制系统，在不同的工作模式下采用不同的换挡策略以适应不同工作模式下对挡位的不同需求，进而使整车在每种工作模式下都能达到更好的动力性能与经济性能，提升整车的驾驶性能。

附图说明

图1是根据本发明实施例的用于混合动力汽车的换挡控制方法的流程图；

图2是根据本发明一个实施例的纯电工作模式下第一换挡策略的获取方法的流程图；

图3是根据本发明一个实施例的电动机的效率分布曲线以及电动机的外特性曲线的示 意图；

图4是根据本发明一个实施例的纯电工作模式下第一换挡策略的换挡曲线示意图；

图5是根据本发明一个实施例的并联发电工作模式下第二换挡策略的获取方法的流程图；

图6是根据本发明一个实施例的发动机的燃油特性曲线以及发动机的外特性曲线的示意图；

图7是根据本发明一个实施例的并联发电工作模式下第二换挡策略的换挡曲线示意图；

图8是根据本发明一个实施例的纯发动机工作模式下第三换挡策略的获取方法的流程图；

图9是根据本发明一个实施例的纯发动机工作模式下第三换挡策略的换挡曲线示意图；

图10是根据本发明一个实施例的并联助力工作模式下第四换挡策略的获取方法的流程图；

图11是根据本发明一个实施例的并联助力工作模式下第四换挡策略的换挡曲线示意图；

图12是根据本发明一个具体实施例的用于混合动力汽车的换挡控制方法的流程图；

图13是根据本发明实施例的用于混合动力汽车的换挡控制系统的方框示意图；

图14是根据本发明一个实施例的混合动力汽车的混合动力系统的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图来描述本发明实施例提出的用于混合动力汽车的换挡控制方法、用于混合动力汽车的换挡控制系统以及混合动力汽车。其中，混合动力汽车可包括电动机、发动机、离合器和变速器。根据本发明的一个实施例，混合动力汽车可采用如图14所示的混合动力系统，如图14所示，发动机101、离合器102以及电动机103依次同轴相连接，并通过变速器104将发动机101与电动机103的动力输出以驱动前驱和后轮，并且，电动机103也可在发动机101的带动下发电以为动力电池105充电。但是本发明实施例的混合动力汽车不限于图14所示的混合动力系统，也可为其他具有变速器的混合动力汽车。

应当理解的是，关于混合动力汽车及其各个系统、机构的具体构造、工作原理等均已为现有技术，且为本领域普通技术人员所熟知，这里出于简洁的目的，不再一一详细赘述。

本发明一方面实施例提出了一种用于混合动力汽车的换挡控制方法。

图1是根据本发明实施例的用于混合动力汽车的换挡控制方法的流程图。如图1所示，该换挡控制方法包括以下步骤：

S1：获取混合动力汽车的当前工作模式。

具体而言，混合动力汽车的整车控制器HCU(Hybrid Control Unit)可根据混合动力汽车的行驶工况和整车状态确定当前工作模式，然后整车控制器HCU可将当前工作模式通过CAN总线发给变速器控制单元TCU(Transmission Control Unit)以使变速器控制单元TCU获取到当前工作模式。并且，整车控制器HCU可控制混合动力汽车以确定的当前工作模式行驶。

S2：根据当前工作模式获取与当前工作模式对应的换挡策略，其中，混合动力汽车包括多种工作模式，多种工作模式中的每种工作模式具有对应的换挡策略。

S3：根据获取的与当前工作模式对应的换挡策略控制混合动力汽车进行换挡。

需要说明的是，变速器控制单元TCU可预存多种换挡策略，该多种换挡策略与多种工作模式，在不同工作模式下换挡策略也不同。

具体而言，变速器控制单元TCU接收到整车控制器HCU发送的当前工作模式之后，可根据当前工作模式并从预存的多种换挡策略获取对应的换挡策略即换挡曲线。变速器控制单元TCU在获取换挡策略即换挡曲线之后即可根据该换挡曲线进行换挡控制，具体地，变速器控制单元TCU可获取混合动力汽车的当前车速和当前加速踏板开度，然后根据当前车速和当前加速踏板开度在对应的换挡曲线中进行比对以获取比对结果，并根据比对结果控制混合动力汽车的挡位挡，例如可根据比对结果控制混合动力汽车的挡位由1挡升为2挡、或者由2挡降低为1挡、或者保持挡位不变。

由此，本发明实施例的方法在不同的工作模式下采用不同的换挡策略，以适应不同工作模式下对挡位的不同需求，进而使整车在每种工作模式下都能达到更好的动力性能与经济性能，提升整车的驾驶性能。

根据本发明的一个具体实施例，多种工作模式可包括纯电工作模式、纯发动机工作模式、并联发电工作模式和并联助力工作模式。以下描述在前面四种工作模式下混合动力汽车的换挡策略、工作原理。

具体地，如图14所示，当混合动力汽车的当前工作模式为纯电工作模式时，离合器102分离，电动机103通过变速器104驱动混合动力汽车行驶，且发动机101不工作；当混合动力汽车的当前工作模式为并联发电工作模式时，离合器102结合，发动机101驱动混合动力汽车行驶，同时发动机101带动电动机103发电以为动力电池105充电；当混合动力汽车的当前工作模式为纯发动机工作模式时，离合器102结合，发动机101驱动混合动力 汽车行驶，且电动机103不工作；当混合动力汽车的当前工作模式为并联助力工作模式时，离合器102结合，发动机101和电动机103同时驱动混合动力汽车行驶。

具体地，当混合动力汽车的当前工作模式为纯电工作模式时，与纯电工作模式对应的换挡策略为第一换挡策略，第一换挡策略可根据电动机的效率分布曲线以及电动机的外特性曲线获取。

也就是说，在纯电工作模式下选择第一换挡策略即第一换挡曲线此第一换挡曲线主要是根据电动机的效率分布曲线以及电动机的外特性曲线获取。

具体地，换挡策略可包括经济性换挡策略和动力性换挡策略，在纯电工作模式下，根据电动机的效率分布曲线以及电动机的外特性曲线获取第一换挡策略具体包括：根据电动机的效率分布曲线获取电动机的最经济工作区域，并根据电动机的最经济工作区域和加速踏板的特性获取第一经济性换挡策略；根据电动机的外特性曲线获取电动机的最大功率转速点，并根据电动机的最大功率转速点和加速踏板的特性获取第一动力性换挡策略；将第一经济性换挡策略和第一动力性换挡策略合成为第一换挡策略。

需要说明的是，在获取第一经济性换挡策略时可基于以下原理，即将电机的工作点(该工作点包括转矩和转速)尽可能地调节到电动机的最佳经济区域，以满足经济性换挡需求；在获取第一动力性换挡策略时可基于以下原理，即使换挡后的转速能够达到最大功率转速点，以满足动力性换挡需求。

更具体地，可根据图2所示的以下步骤获取第一换挡策略：

S201：获取电动机的效率分布曲线以及电动机的外特性曲线，分别执行步骤S202和步骤S207。

S202：根据电动机的效率分布曲线获取电动机的经济工作区域。

以图3为例，图3是本发明一个具体实施例的电动机的外特性曲线和效率分布曲线的示意图，其中曲线a表示外特性曲线，曲线a以外的其他曲线表示效率分布曲线。由效率分布曲线可以看出，此电动机的经济工作区域处在1500-3500rpm。

S203：根据获取的电动机的经济工作区域，获取多个功率点中每个功率点对应的最经济工作转速。

具体地，可根据实际情况预设多个不同的功率点，并结合电动机的效率分布曲线，获取每个功率点对应的最经济工作转速。更具体地，在图3的示例，曲线c表示多条恒功率曲线即多个功率点，结合电动机的效率分布曲线可获取每条恒功率曲线具有最经济点○，这样可获取每个功率点对应的最经济工作转速。

S204：根据加速踏板的特性获取加速踏板开度与最经济工作转速之间的关系。

其中，在不同的踏板开度下，电动机的功率不同，进而电动机的转速也不同，这样对 于多个功率点中每个功率点，可根据加速踏板的特性获取每个功率点对应的加速踏板开度，而每个功率点具有对应的最经济工作转速，从而可获取加速踏板开度与最经济工作转速之间的关系。

S205：根据加速踏板开度与最经济工作转速之间的关系获取车速和加速踏板开度组合对应的最接近挡位。

S206：最终得出加速踏板、车速与挡位之间的关系以获取第一经济性换挡策略，执行步骤S211。

具体而言，加速踏板开度决定功率需求，根据功率需求可获取任一个加速踏板开度对应的最经济工作转速，并且根据速比可获取任一个车速在多个挡位下的电动机转速值，这样将任一个加速踏板开度例如开度Ki对应的最经济工作转速与任一个车速例如车速Vi在多个挡位下的电动机转速值进行比较以获取比较结果，根据比较结果将与开度Ki对应的最经济工作转速最接近的电机转速值对应的挡位作为该开度Ki和车速Vi对应的最接近挡位，例如如果挡位Di对应的电动机转速值为Zi，而开度1对应的最经济工作转速与Zi之间的差值最小，则开度Ki和车速Vi对应最接近挡位为挡位Di。依次类推，获取其他加速踏板开度和车速组合对应的最接近挡位，最后得出多组车速、加速踏板开度、挡位的值，并将多组车速、加速踏板开度、挡位的值进行组合以获得第一经济性换挡策略。

S207：根据电动机的外特性曲线获取电动机的最大功率转速点。

其中，由图3中的电动机外特性曲线可知，此电动机的最大功率转速点大约为3000rpm。

S208：获取多个挡位下每个挡位对应的换挡转速，以使换挡后的转速基本上保持在最大功率转速点。

其中，不同挡位具有不同速比，因而在每个挡位下可以动力性最强的换挡转速进行换挡，以使换挡完成后电动机转速基本上保持在最大功率转速点。

S209：根据加速踏板的特性获取加速踏板开度与换挡转速之间的关系。

S210：根据加速踏板开度与换挡转速之间的关系，最终可得出加速踏板、车速与挡位之间的关系以获取第一动力性换挡策略。

S211：根据第一经济性换挡策略和第一动力性换挡策略得到最终的第一换挡策略即第一换挡曲线。

其中，步骤S203-S205中的最经济工作转速、步骤S208-S210中的换挡转速均可指电动机的转速。

具体地，可根据预设的踏板开度阈值将第一经济性换挡策略和第一动力性换挡策略进行合成，以合成出最终的第一换挡曲线。例如，预设的踏板开度阈值可为90％，当加速踏板开度小于90％，将第一经济性换挡策略中小于90％的部分作为第一换挡曲线的经济性策 略部分，当加速踏板开度大于或等于90％，将第一动力性换挡策略中大于或等于90％的部分作为第一换挡曲线的动力性策略部分，如此两部分合成最终的第一换挡曲线。

由此，根据上述步骤S201-S211，即可得到纯电工作模式下的第一换挡曲线图。在本发明的一个示例中，第一换挡曲线图可如图4的所示，其中，实线为升挡曲线，虚线为降挡曲线。以升挡为例，当加速踏板的开度为k时，1挡升2挡对应车速为u1，2挡升3挡对应车速为u2，3挡升4挡对应车速为u3，4挡升5挡对应车速为u4挡。

当混合动力汽车的当前工作模式为并联发电工作模式时，与并联发电工作模式对应的换挡策略为第二换挡策略，第二换挡策略根据发动机的燃油特性曲线、发动机外特性和电动机的效率分布曲线获取。

也就是说，在并联发电工作模式下选择第二换挡策略即第二换挡曲线，此第二换挡曲线主要是根据发动机的燃油特性曲线、发动机外特性和电动机的效率分布曲线获取。

具体地，换挡策略可包括经济性换挡策略和动力性换挡策略，在并联发电工作模式下，根据发动机的燃油特性曲线、发动机外特性和电动机的效率分布曲线获取第二换挡策略具体包括：根据发动机的燃油特性曲线和电动机的效率分布曲线分别获取发动机的最经济工作区域和电动机的最经济工作区域，并根据发动机的最经济工作区域和电动机的最经济工作区域以及加速踏板的特性获取第二经济性换挡策略；根据发动机的外特性曲线获取发动机的最大功率转速点，并根据发动机的最大功率转速点和加速踏板的特性获取第二动力性换挡策略；将第二经济性换挡策略和第二动力性换挡策略合成为第二换挡策略。

需要说明的是，在获取第二经济性换挡策略时可基于以下原理，即将发动机与电动机的工作点(该工作点包括转矩和转速)均调节到相应的最佳经济区域，以满足经济性换挡需求；在获取第二动力性换挡策略时可基于以下原理，即使换挡后的转速能够达到最大功率转速点，以满足动力性换挡需求。

更具体地，可根据图5所示的以下步骤获取第二换挡策略：

S301：获取发动机的燃油特性曲线、电动机的效率分布曲线以及发动机的外特性曲线，分别执行步骤S302和步骤S307。

S302：根据发动机的燃油特性曲线和电动机的效率分布曲线分别获取发动机和电动机的经济工作区域。

以图3为例，图3是本发明一个具体实施例的电动机的外特性曲线和效率分布曲线的示意图，其中曲线a表示外特性曲线，曲线a中的其他曲线表示效率分布曲线。由效率分布曲线可以看出，此电动机的经济工作区域处在1500-3500rpm。

以图6为例，图6是本发明一个具体实施例的发动机的外特性曲线和燃油特性曲线的 示意图，其中曲线b表示发动机的外特性曲线，曲线b以外的其他曲线表示燃油特性曲线。由燃油特性曲线可以看出，此发动机的经济工作区域处在1500-3500rpm。S303：根据获取的发动机的经济工作区域和电动机的经济工作区域，获取多个功率点中每个功率点对应的最经济工作转速。

具体地，可根据实际情况预设多个不同的功率点，并结合已获取的经济工作区域，获取每个功率点对应的最经济工作转速。更具体地，在图6的示例，曲线d表示多条恒功率曲线即多个功率点，结合发动机的效率分布曲线可获取每条恒功率曲线具有最经济点○，这样可获取每个功率点对应的最经济工作转速。

S304：根据加速踏板的特性获取加速踏板开度与最经济工作转速之间的关系。

其中，在不同的踏板开度下，发动机的功率不同，进而发动机的转速也不同，这样对于多个功率点中每个功率点，可根据加速踏板的特性获取每个功率点对应的加速踏板开度，而每个功率点具有对应的最经济工作转速，从而可获取加速踏板开度与最经济工作转速之间的关系。

S305：根据加速踏板开度与最经济工作转速之间的关系获取加速踏板开度和车速组合对应的最接近挡位。

S306：最终得出加速踏板、车速与挡位之间的关系以获取第二经济性换挡策略，执行步骤S311。

具体而言，加速踏板开度决定功率需求，根据功率需求可获取任一个加速踏板开度对应的最经济工作转速，并且根据速比可获取任一个车速在多个挡位下的发动机转速值(或电动机转速值)，这样将任一个加速踏板开度例如开度Ki对应的最经济工作转速与任一个车速例如车速Vi在多个挡位下的发动机转速值(或电动机转速值)进行比较以获取比较结果，根据比较结果将与开度Ki对应的最经济工作转速最接近的发机转速值(或电动机转速值)对应的挡位作为该开度Ki和车速Vi对应的最接近挡位，例如如果挡位Di对应的发动机转速值(或电动机转速值)为Zi，而开度1对应的最经济工作转速与Zi之间的差值最小，则开度Ki和车速Vi对应最接近挡位为挡位Di。依次类推，获取其他加速踏板开度和车速组合对应的最接近挡位，最后得出多组车速、加速踏板开度、挡位的值，并将多组车速、加速踏板开度、挡位的值进行组合以获得第二经济性换挡策略。S307：根据发动机的外特性曲线获取发动机的最大功率转速点。

S308：获取多个挡位下每个挡位对应的换挡转速，以使换挡后的转速基本上保持在最大功率转速点。

其中，不同挡位具有不同速比，因而在每个挡位下可以动力性最强的换挡转速进行换挡，以使换挡完成后发动机转速基本上保持在最大功率转速点。

S309：根据加速踏板的特性获取加速踏板开度与换挡转速之间的关系。

S310：根据加速踏板开度与换挡转速之间的关系，最终可得出加速踏板、车速与挡位之间的关系以获取第二动力性换挡策略。

S311：根据第二经济性换挡策略和第二动力性换挡策略得到最终的第二换挡曲线。

其中，步骤S303-S305中的最经济工作转速可指发动机的转速或电动机的转速、步骤S308-S310中的换挡转速均可指发动机的转速。

具体地，可根据预设的踏板开度阈值将第二经济性换挡策略和第二动力性换挡策略进行合成，以合成出最终的第二换挡曲线。例如，预设的踏板开度阈值可为90％，当加速踏板开度小于90％，将第二经济性换挡策略中小于90％的部分作为第二换挡曲线的经济性策略部分，当加速踏板开度大于或等于90％，将第二动力性换挡策略中大于或等于90％的部分作为第二换挡曲线的动力性策略部分，如此两部分合成最终的第二换挡策略即第二换挡曲线。

由此，根据上述步骤S301-S311，即可得到并联发电工作模式下的第二换挡曲线图。在本发明的一个示例中，第二换挡曲线图可如图7的所示，其中，实线为升挡曲线，虚线为降挡曲线。以升挡为例，当加速踏板的开度为k时，1挡升2挡对应车速为w1，2挡升3挡对应车速为w2，3挡升4挡对应车速为w3，4挡升5挡对应车速为w4挡。

当混合动力汽车的当前工作模式为纯发动机工作模式时，与纯发动机工作模式对应的换挡策略为第三换挡策略，第三换挡策略根据发动机的燃油特性曲线和发动机的外特性曲线获取。

也就是说，在纯发动机工作模式下选择第三换挡策略即第三换挡曲线，此第三换挡曲线主要是根据发动机的燃油特性曲线和发动机的外特性曲线获取。

具体地，换挡策略可包括经济性换挡策略和动力性换挡策略，在纯发动机工作模式下，根据发动机的燃油特性曲线和发动机外特性获取第三换挡策略具体包括：根据发动机的燃油特性曲线获取发动机的最经济工作区域，并根据发动机的最经济工作区域和加速踏板的特性获取第三经济性换挡策略；根据发动机的外特性曲线获取发动机的最大功率转速点，并根据发动机的最大功率转速点和加速踏板的特性获取第三动力性换挡策略；将第三经济性换挡策略和第三动力性换挡策略合成为第三换挡策略。

需要说明的是，在获取第三经济性换挡策略时可基于以下原理，即将发动机的工作点(该工作点包括转矩和转速)尽可能地调节到发动机的最佳经济区域，以满足经济性换挡需求；在获取第三动力性换挡策略时可基于以下原理，即使换挡后的转速能够达到最大功率转速点，以满足动力性换挡需求。

更具体地，可根据图8所示的以下步骤获取第三换挡策略：

S401：获取发动机的燃油特性曲线和发动机的外特性曲线，分别执行步骤S402和步骤S407。

S402：根据发动机的燃油特性曲线获取发动机的经济工作区域。

以图6为例，图6是本发明一个具体实施例的发动机的外特性曲线和燃油特性曲线的示意图，其中曲线b表示发动机的外特性曲线，曲线b以外的其他曲线表示燃油特性曲线。由燃油特性曲线可以看出，此发动机的经济工作区域处在1500-3500rpm。

S403：根据获取的发动机的经济工作区域，获取多个功率点中每个功率点对应的最经济工作转速。

具体地，在不同的踏板开度下，发动机的功率不同，进而发动机的转速也不同，这样对于多个功率点中每个功率点，可根据实际情况预设多个不同的功率点，并结合已获取的经济工作区域，获取每个功率点对应的最经济工作转速，具体如图6的示例。

S404：根据加速踏板的特性获取加速踏板开度与最经济工作转速之间的关系。

其中，对于多个功率点中每个功率点，可根据加速踏板的特性获取每个功率点对应的加速踏板开度，而每个功率点具有对应的最经济工作转速，从而可获取加速踏板开度与最经济工作转速之间的关系。

S405：根据加速踏板开度与最经济工作转速之间的关系确定获取加速踏板开度和车速组合对应的最接近挡位。

S406：最终得出加速踏板、车速与挡位之间的关系以获取第三经济性换挡策略，执行步骤S411。

具体而言，加速踏板开度决定功率需求，根据功率需求可获取任一个加速踏板开度对应的最经济工作转速，并且根据速比可获取任一个车速在多个挡位下的发动机转速值，这样将任一个加速踏板开度例如开度Ki对应的最经济工作转速与任一个车速例如车速Vi在多个挡位下的发动机转速值进行比较以获取比较结果，根据比较结果将与开度Ki对应的最经济工作转速最接近的发机转速值对应的挡位作为该开度Ki和车速Vi对应的最接近挡位，例如如果挡位Di对应的发动机转速值为Zi，而开度1对应的最经济工作转速与Zi之间的差值最小，则开度Ki和车速Vi对应最接近挡位为挡位Di。依次类推，获取其他加速踏板开度和车速组合对应的最接近挡位，最后得出多组车速、加速踏板开度、挡位的值，并将多组车速、加速踏板开度、挡位的值进行组合以获得第三经济性换挡策略。

S407：根据发动机的外特性曲线获取发动机的最大功率转速点。

S408：获取多个挡位下每个挡位对应的换挡转速，以使换挡后的转速基本上保持在最大功率转速点。

其中，不同挡位具有不同速比，因而在每个挡位下可以动力性最强的换挡转速进行换挡，以使换挡完成后发动机转速基本上保持在最大功率转速点。

S409：根据加速踏板的特性获取加速踏板开度与换挡转速之间的关系。

S410：根据加速踏板开度与换挡转速之间的关系，最终可得出加速踏板、车速与挡位之间的关系以获取第三动力性换挡策略。

S411：根据第三经济性换挡策略和第三动力性换挡策略得到最终的第三换挡曲线。

其中，步骤S403-S405中的最经济工作转速、步骤S408-S410中的换挡转速均可指发动机的转速。

具体地，可根据预设的踏板开度阈值将第三经济性换挡策略和第三动力性换挡策略进行合成，以合成出最终的第三换挡曲线。例如，预设的踏板开度阈值可为90％，当加速踏板开度小于90％，将第三经济性换挡策略中小于90％的部分作为第三换挡曲线的经济性策略部分，当加速踏板开度大于或等于90％，将第三动力性换挡策略中大于或等于90％的部分作为第三换挡曲线的动力性策略部分，如此两部分合成最终的第三换挡策略即第三换挡曲线。

由此，根据上述步骤S401-S411，即可得到纯发动机工作模式下的第三换挡曲线图。在本发明的一个示例中，第三换挡曲线图可如图9的所示，其中，实线为升挡曲线，虚线为降挡曲线。以升挡为例，当加速踏板的开度为k时，1挡升2挡对应车速为v1，2挡升3挡对应车速为v2，3挡升4挡对应车速为v3，4挡升5挡对应车速为v4挡。

当混合动力汽车的当前工作模式为并联助力工作模式时，与并联助力工作模式对应的换挡策略为第四换挡策略，第四换挡策略根据发动机的燃油特性曲线、电动机的效率分布曲线以及电动机与发动机耦合后的外特性曲线获取。

也就是说，在并联助力工作模式下选择第四换挡策略即第四换挡曲线，此第四换挡曲线主要是根据发动机的燃油特性曲线、电动机的效率分布曲线以及电动机与发动机耦合后的外特性曲线获取。

具体地，换挡策略可包括经济性换挡策略和动力性换挡策略，在并联助力工作模式下，根据发动机的燃油特性曲线、电动机的效率分布曲线以及电动机与发动机耦合后的外特性曲线获取第四换挡策略具体包括：根据发动机的燃油特性曲线和电动机的效率分布曲线分别获取发动机的最经济工作区域和电动机的最经济工作区域，并根据发动机的最经济工作区域和电动机的最经济工作区域以及加速踏板的特性获取第四经济性换挡策略；根据发动机的外特性曲线和发动机外特性曲线耦合后的曲线获取发动机的最大功率转速点，并根据发动机的最大功率转速点和加速踏板的特性获取第四动力性换挡策略；将第四经济性换挡 策略和第四动力性换挡策略合成为第四换挡策略。

需要说明的是，在获取第四经济性换挡策略时可基于以下原理，即将发动机和电动机的工作点(该工作点包括转矩和转速)同时调节到相应的最佳经济区域，以满足经济性换挡需求；在获取第四动力性换挡策略时可基于以下原理，即使换挡后的转速能够达到最大功率转速点，以满足动力性换挡需求。

更具体地，可根据图10所示的以下步骤获取第四换挡策略：

S501：获取发动机的燃油特性曲线、电动机的效率分布曲线以及发动机的外特性曲线，分别执行步骤S502和步骤S507。

S502：根据发动机的燃油特性曲线和电动机的效率分布曲线分别获取发动机的经济工作区域和电动机的经济工作区域。

S503：根据获取的发动机的经济工作区域和电动机的经济工作区域，获取多个功率点中每个功率点对应的最经济工作转速。具体地，可根据实际情况预设多个不同的功率点，并结合已获取的经济工作区域，获取每个功率点对应的最经济工作转速，具体如图3或图6的示例。

S504：根据加速踏板的特性获取加速踏板开度与最经济工作转速之间的关系。

其中，对于多个功率点中每个功率点，可根据加速踏板的特性获取每个功率点对应的加速踏板开度，而每个功率点具有对应的最经济工作转速，从而可获取加速踏板开度与最经济工作转速之间的关系。

S505：根据加速踏板开度与最经济工作转速之间的关系确定获取加速踏板开度和车速组合对应的最接近的挡位。

S506：最终得出加速踏板、车速与挡位之间的关系以获取第四经济性换挡策略，执行步骤S511。

具体而言，加速踏板开度决定功率需求，根据功率需求可获取任一个加速踏板开度对应的最经济工作转速，并且根据速比可获取任一个车速在多个挡位下的发动机转速值(或电动机转速值)，这样将任一个加速踏板开度例如开度Ki对应的最经济工作转速与任一个车速例如车速Vi在多个挡位下的发动机转速值(或电动机转速值)进行比较以获取比较结果，根据比较结果将与开度Ki对应的最经济工作转速最接近的发机转速值(或电动机转速值)对应的挡位作为该开度Ki和车速Vi对应的最接近挡位，例如如果挡位Di对应的发动机转速值(或电动机转速值)为Zi，而开度1对应的最经济工作转速与Zi之间的差值最小，则开度Ki和车速Vi对应最接近挡位为挡位Di。依次类推，获取其他加速踏板开度和车速组合对应的最接近挡位，最后得出多组车速、加速踏板开度、挡位的值，并将多组车速、加速踏板开度、挡位的值进行组合以获得第四经济性换挡策略。

S507：根据发动机的外特性曲线和电动机外特性曲线耦合后的曲线获取最大功率转速点。S508：获取多个挡位下每个挡位对应的换挡转速，以使换挡后的转速基本上保持在最大功率转速点。

其中，不同挡位具有不同速比，因而在每个挡位下可以动力性最强的换挡转速进行换挡，以使换挡完成后的转速基本上保持在最大功率转速点。

S509：根据加速踏板的特性获取加速踏板开度与换挡转速之间的关系。

S510：根据加速踏板开度与换挡转速之间的关系，最终可得出加速踏板、车速与挡位之间的关系以获取第四动力性换挡策略。

S511：根据第四经济性换挡策略和第四动力性换挡策略得到最终的第四换挡曲线。

其中，需要说明的是，因发动机转速与电动机转速相同，步骤S501-S511中所提到的转速既可以是电动机转速，也可以是发动机转速。

具体地，可根据预设的踏板开度阈值将第四经济性换挡策略和第四动力性换挡策略进行合成，以合成出最终的第四换挡曲线。例如，预设的踏板开度阈值可为90％，当加速踏板开度小于90％，将第四经济性换挡策略中小于90％的部分作为第四换挡曲线的经济性策略部分，当加速踏板开度大于或等于90％，将第四动力性换挡策略中大于或等于90％的部分作为第四换挡曲线的动力性策略部分，如此两部分合成最终的第四换挡策略即第四换挡曲线。

由此，根据上述步骤S501-S511，即可得到并联助力工作模式下的第四换挡曲线图。在本发明的一个示例中，第四换挡曲线图可如图11的所示，其中，实线为升挡曲线，虚线为降挡曲线。以升挡为例，当加速踏板的开度为k时，1挡升2挡对应车速为s1，2挡升3挡对应车速为s2，3挡升4挡对应车速为s3，4挡升5挡对应车速为s4挡。

具体而言，本发明实施例的用于混合动力汽车的换挡控制方法具体包括图12所示的以下步骤：

S101：整车控制器HCU判断混合动力汽车的当前工作模式。

S102：整车控制器HCU将当前工作模式发送给变速器控制单元TCU。

S103：变速器控制单元TCU根据当前工作模式获取与当前工作模式对应的换挡策略。

S104：当当前工作模式为纯电工作模式时选择第一换挡策略；当当前工作模式为并联发电工作模式时选择第二换挡策略；当当前工作模式为纯发动机工作模式时选择第三换挡策略；当当前工作模式为并联助力工作模式时选择第四换挡策略。

由此，本发明实施例的用于混合动力汽车的换挡控制方法可以适应不同工作模式下的挡位需求，即在不同工作模式下选择不同的换挡策略，进而能够在不同工作模式下达到最 佳的动力性能与经济性能。

综上所述，根据本发明实施例提出的用于混合动力汽车的换挡控制方法，根据当前工作模式获取与当前工作模式对应的换挡策略，并根据获取的与当前工作模式对应的换挡策略控制混合动力汽车进行换挡。由此，本发明实施例的方法在不同的工作模式下采用不同的换挡策略，以适应不同工作模式下对挡位的不同需求，进而使整车在每种工作模式下都能达到更好的动力性能与经济性能，提升整车的驾驶性能。

本发明另一方面实施例提出了一种用于混合动力汽车的换挡控制系统。

图13是根据本发明实施例的用于混合动力汽车的换挡控制系统的方框示意图。如图13所示，该换挡控制系统包括：整车控制器201和变速器控制单元202。

其中，整车控制器201用于根据混合动力汽车的行驶工况和整车状态确定混合动力汽车的当前工作模式，并控制混合动力汽车以当前工作模式运行；变速器控制单元202用于与整车控制器201进行CAN通信，并对变速器104进行控制，变速器控制单元202还用于获取混合动力汽车的当前工作模式，并根据当前工作模式获取与当前工作模式对应的换挡策略，以及根据获取的与当前工作模式对应的换挡策略控制混合动力汽车进行换挡，其中，混合动力汽车包括多种工作模式，多种工作模式中的每种工作模式具有对应的换挡策略。

需要说明的是，变速器控制单元202可预存多种换挡策略，该多种换挡策略与多种工作模式，在不同工作模式下换挡策略也不同。

具体而言，整车控制器201可根据混合动力汽车的行驶工况和整车状态确定当前工作模式，然后整车控制器HCU可将当前工作模式通过CAN总线发给变速器控制单元202以使变速器控制单元202获取到当前工作模式。

变速器控制单元202接收到整车控制器201发送的当前工作模式之后，可根据当前工作模式并从预存的多种换挡策略获取对应的换挡策略即换挡曲线。变速器控制单元202在获取换挡策略即换挡曲线之后即可根据该换挡曲线进行换挡控制，具体地，变速器控制单元202可获取混合动力汽车的当前车速和当前加速踏板开度，然后根据当前车速和当前加速踏板开度在对应的换挡曲线中进行比对以获取比对结果，并根据比对结果控制混合动力汽车的挡位挡，例如可根据比对结果控制混合动力汽车的挡位由1挡升为2挡、或者由2挡降低为1挡、或者保持挡位不变。

由此，本发明实施例的系统在不同的工作模式下采用不同的换挡策略，以适应不同工作模式下对挡位的不同需求，进而使整车在每种工作模式下都能达到更好的动力性能与经济性能，提升整车的驾驶性能。

根据本发明的一个具体实施例，多种工作模式可包括纯电工作模式、纯发动机工作模式、并联发电工作模式和并联助力工作模式。以下描述在前面四种工作模式下混合动力汽 车的换挡策略、工作原理。

具体地，如图14所示，当混合动力汽车的当前工作模式为纯电工作模式时，离合器102分离，电动机103通过变速器104驱动混合动力汽车行驶，且发动机101不工作；当混合动力汽车的当前工作模式为并联发电工作模式时，离合器102结合，发动机101驱动混合动力汽车行驶，同时发动机101带动电动机103发电以为动力电池105充电；当混合动力汽车的当前工作模式为纯发动机工作模式时，离合器102结合，发动机101驱动混合动力汽车行驶，且电动机103不工作；当混合动力汽车的当前工作模式为并联助力工作模式时，离合器102结合，发动机101和电动机103同时驱动混合动力汽车行驶。

具体地，当混合动力汽车的当前工作模式为纯电工作模式时，与纯电工作模式对应的换挡策略为第一换挡策略，第一换挡策略可根据电动机的效率分布曲线以及电动机的外特性曲线获取。

当混合动力汽车的当前工作模式为并联发电工作模式时，与并联发电工作模式对应的换挡策略为第二换挡策略，第二换挡策略根据发动机的燃油特性曲线、发动机外特性和电动机的效率分布曲线获取。

当混合动力汽车的当前工作模式为纯发动机工作模式时，与纯发动机工作模式对应的换挡策略为第三换挡策略，第三换挡策略根据发动机的燃油特性曲线和发动机的外特性曲线获取。

当混合动力汽车的当前工作模式为并联助力工作模式时，与并联助力工作模式对应的换挡策略为第四换挡策略，第四换挡策略根据发动机的燃油特性曲线、电动机的效率分布曲线以及电动机与发动机耦合后的外特性曲线获取。

由此，可以适应不同工作模式下的挡位需求，即在不同工作模式下选择不同的换挡策略，进而能够在不同工作模式下达到最佳的动力性能与经济性能。

综上所述，根据本发明实施例提出的用于混合动力汽车的换挡控制系统，变速器控制单元根据当前工作模式获取与当前工作模式对应的换挡策略，并根据获取的与当前工作模式对应的换挡策略控制混合动力汽车进行换挡。由此，本发明实施例的系统在不同的工作模式下采用不同的换挡策略，以适应不同工作模式下对挡位的不同需求，进而使整车在每种工作模式下都能达到更好的动力性能与经济性能，提升整车的驾驶性能。

本发明有一方面实施例提出了一种混合动力汽车，该混合动力汽车包括上述实施例的用于混合动力汽车的换挡控制系统。

根据本发明实施例提出的混合动力汽车，通过上述的用于混合动力汽车的换挡控制系统，在不同的工作模式下采用不同的换挡策略以适应不同工作模式下对挡位的不同需求，进而使整车在每种工作模式下都能达到更好的动力性能与经济性能，提升整车的驾驶性能。

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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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发明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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。