一种并联油电混合动力车型起步换挡系统及控制方法与流程

本发明涉及重型卡车，具体涉及一种并联油电混合动力车型起步换挡系统及控制方法。

背景技术：

1、现在，越来越多的自动变速箱在市场上得到应用。车辆在起步换挡时，通常会出现换挡齿轮端面与端面对齿发生碰撞的情况。为避免对齿情况的发生，传统变速箱内部会集成同步器。同步器在变速箱升档及挂起步档时起作用。当需要换挡的齿轮达到同步要求时，执行机构进行挂档动作。挂档成功与否对同步器性能要求较高，同步器性能较差时，换挡时间延长；同步器性能过强时，输入轴转速降低得过快，容易越过换挡时机，表现为起步档或升档难挂。因此，迫切需要设计一种并联油电混合动力车型起步换挡系统及控制方法，以解决现有变速箱中采用同步器在油电混合动力车型中起步挂挡不及时及升档难的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种并联油电混合动力车型起步换挡系统及控制方法。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种并联油电混合动力车型起步换挡系统，包括集成起步换挡模块控制单元、变速箱、发动机和电机，所述集成起步换挡模块控制单元通过总线连接发动机的ecu、电机的mcu和变速箱的tcu，用于集成起步换挡模块控制单元控制电机和\或发动机对变速箱输入轴的转速，集成起步换挡模块控制单元通过总线连接离合器，离合器连接变速箱的tcu，用于集成起步换挡模块控制单元控制离合器的位移；

3、离合器安装在发动机和变速箱之间，用于发动机的ecu与变速箱的tcu之间通过离合器的结合或断开进行动力源传输，电机连接变速箱输入轴且在离合器后部，用于形成发动机和电机的并联油电混合动力系统。

4、优选的是，所述集成起步换挡模块控制单元通过总线连接换挡手柄。

5、优选的是，所述电机的mcu连接动力电池bms，动力电池bms连接集成起步换挡模块控制单元，用于集成起步换挡模块控制单元控制动力电池bms给电机高压供电。

6、一种并联油电混合动力车型起步换挡系统的控制方法，包括以下步骤：

7、1)集成起步换挡模块控制单元在接收到换挡手柄从空挡挂到前进挡d挡需求时，根据当前车辆的车速信息判断车辆是否处于起步换挡的阶段；

8、2)集成起步换挡模块控制单元根据能量管理模块计算驱动模式，在此集成起步换挡模块控制单元中只需判断当前为电机参与的驱动模式或发动机驱动模式；

9、3)如步骤2)计算当前车辆驱动模式为电机参与的驱动模式时，集成起步换挡模块控制单元采用控制电机来完成起步换挡，此时，控制电机目标转速值为一个小范围转速值，可通过标定予以确认；

10、4)根据步骤3)所得结果，监控当前电机反馈的实际转速值是否与目标转速值存在偏差，此偏差值可通过标定予以确认，当电机实际转速与目标转速值在偏差范围之内时，集成起步换挡模块控制单元给变速箱的tcu发送挂档需求指令；

11、5)变速箱接收到挂档需求指令后，按照集成起步换挡模块控制单元计算的目标档位控制换挡机构进行挂档操作；

12、6)如步骤2)计算当前车辆驱动模式为发动机驱动模式时，集成起步换挡模块控制单元对离合器进行滑移控制来完成起步换挡，同时监控变速箱输入轴转速；

13、7)根据步骤6)所得结果，当变速箱输入轴转速大于30rpm时，集成起步换挡模块控制单元给变速箱的tcu发送挂档需求指令；

14、8)变速箱接收到挂档需求指令后，按照集成起步换挡模块控制单元计算的目标档位控制换挡机构进行挂档操作；

15、9)监控变速箱的tcu反馈的当前档位信息是否与集成起步换挡模块控制单元计算的目标档位信息一致，当目标档位与当前档位一致时，集成起步换挡模块控制单元完成起步换挡控制。

16、优选的是，所述步骤1)中的车辆处于起步换挡阶段，集成起步换挡模块控制单元计算出起步目标档位，设定起步目标档位为1档或者2档，也可通过标定予以更改。

17、优选的是，所述步骤2)中的电机处于工作状态下，则认为电机参与的驱动模式，通过电机调速进行控制，当电机不在工作状态下，如高压下电，则处于发动机驱动模式，需要控制离合器结合来进行调速控制。

18、优选的是，所述步骤6)中的离合器在完全分离与刚接触时，集成起步换挡模块控制单元快速控制离合器滑移，当变速箱输入轴转速大于0时，集成起步换挡模块控制单元缓慢进行离合器滑移控制。

19、优选的是，所述步骤8)中的挂档操作执行完后反馈当前档位为目标需求档位。

20、本发明具有以下有益效果：

21、本发明设计的并联油电混合动力车型起步换挡系统及控制方法更好更精确的实现起步挂档时转速的同步，并联混合动力车型不采用同步器来进行调速，通过利用电机对转速快速响应的特性，控制电机转速来精确控制变速箱输入轴的转速，使变速箱输入轴转速和输出轴转速不一样，避免齿轮啮合时发生对齿产生冲击碰撞的问题，需要控制变速箱输入轴一个小转速范围将换挡齿轮两端面错开，齿轮更容易啮合，最终顺利完成换挡，提高换挡的平顺性；同时，变速箱内部取消集成同步器零部件，减少了整车重量，降低了整车成本。

技术特征：

1.一种并联油电混合动力车型起步换挡系统，其特征在于，包括集成起步换挡模块控制单元、变速箱、发动机和电机，所述集成起步换挡模块控制单元通过总线连接发动机的ecu、电机的mcu和变速箱的tcu，用于集成起步换挡模块控制单元控制电机和\或发动机对变速箱输入轴的转速，集成起步换挡模块控制单元通过总线连接离合器，离合器连接变速箱的tcu，用于集成起步换挡模块控制单元控制离合器的位移；

2.根据权利要求1所述的并联油电混合动力车型起步换挡系统，其特征在于，所述集成起步换挡模块控制单元通过总线连接换挡手柄。

3.根据权利要求1所述的并联油电混合动力车型起步换挡系统，其特征在于，所述电机的mcu连接动力电池bms，动力电池bms连接集成起步换挡模块控制单元，用于集成起步换挡模块控制单元控制动力电池bms给电机高压供电。

4.根据权利要求1-3任一所述的并联油电混合动力车型起步换挡系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的并联油电混合动力车型起步换挡系统的控制方法，其特征在于，所述步骤1)中的车辆处于起步换挡阶段，集成起步换挡模块控制单元计算出起步目标档位，设定起步目标档位为1档或者2档，也可通过标定予以更改。

6.根据权利要求4所述的并联油电混合动力车型起步换挡系统的控制方法，其特征在于，所述步骤2)中的电机处于工作状态下，则认为电机参与的驱动模式，通过电机调速进行控制，当电机不在工作状态下，如高压下电，则处于发动机驱动模式，需要控制离合器结合来进行调速控制。

7.根据权利要求4所述的并联油电混合动力车型起步换挡系统的控制方法，其特征在于，所述步骤6)中的离合器在完全分离与刚接触时，集成起步换挡模块控制单元快速控制离合器滑移，当变速箱输入轴转速大于0时，集成起步换挡模块控制单元缓慢进行离合器滑移控制。

8.根据权利要求4所述的并联油电混合动力车型起步换挡系统的控制方法，其特征在于，所述步骤8)中的挂档操作执行完后反馈当前档位为目标需求档位。

技术总结
本发明涉及重型卡车技术领域，具体公开了一种并联油电混合动力车型起步换挡系统及控制方法，包括集成起步换挡模块控制单元、变速箱、发动机和电机，集成起步换挡模块控制单元通过总线连接发动机的ECU、电机的MCU和变速箱的TCU，用于集成起步换挡模块控制单元控制电机和\或发动机对变速箱输入轴的转速，集成起步换挡模块控制单元通过总线连接离合器，离合器连接变速箱的TCU，用于集成起步换挡模块控制单元控制离合器的位移；本发明实现变速箱不带同步器的车辆起步控制，通过整车控制单元分别在电机驱动时和发动机驱动时以不同控制方式来实现起步换档，控制变速箱输入轴维持在一个小转速范围，齿轮更容易啮合，保证进档顺利。

技术研发人员：王丽萍,王远波,张倩
受保护的技术使用者：陕西重型汽车有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15