基于电耗补偿的混合动力汽车的换挡控制方法及变速器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种基于电耗补偿的混合动力汽车的换挡控 制方法以及一种用于混合动力汽车的自动变速器。
【背景技术】
[0002] 当前汽车上应用最多的是两参数（油门和车速）和三参数（油门、车速和加速度） 换挡规律。但是，两参数（油门和车速）和三参数（油门、车速和加速度）换挡规律主要是 基于仅具有一个发动机的传统汽车而设计的，对于双动力源（驱动电机和发动机）的混合 动力汽车而言是不合理的。
[0003] 相关技术中也提出了一些基于混合动力汽车的换挡控制策略，但是在确定换挡挡 位时基本都没有考虑到发动机的燃油消耗率，更没有考虑到混合动力汽车电动部件的电 耗。例如，在3挡时发动机输出20kW，燃油消耗率为250g/kWh，驱动电机输出IOkW ;4挡时发 动机输出10kW，燃油消耗率为245g/kWh，驱动电机输出20kW。因此，如果确定挡位是4挡， 尽管4挡燃油消耗率较小，但与3挡相差并不大，而驱动电机输出功率却大大增加，从而会 导致驱动电机和动力电池等电动部件电耗增大，所以不能确定4挡就是最优目标挡位。
[0004] 因此，相关技术中的混合动力汽车的换挡控制策略还需要进行改进。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。
[0006] 为此，本发明的一个目的在于提出一种基于电耗补偿的混合动力汽车的换挡控制 方法，能够综合考虑混合动力汽车的电动部件电耗和发动机的效率，从而可大大提高混合 动力汽车的燃油经济性。
[0007] 本发明的另一个目的在于提出一种用于混合动力汽车的自动变速器。
[0008] 为达到上述目的，本发明一方面实施例提出的一种基于电耗补偿的混合动力汽车 的换挡控制方法，包括以下步骤：实时检测所述混合动力汽车的车速；根据所述混合动力 汽车的车速判断至少存在一个挡位使得发动机的转速处于第一转速区间时，分别计算满足 条件的每个挡位对应的发动机的转速，并分别插值出所述满足条件的每个挡位对应的发动 机的转速在所述发动机的最佳燃油经济性曲线上的对应转矩Teo ;根据所述混合动力汽车 的工作模式和所述对应转矩Teo获取驱动电机的输出功率、所述发动机的输出功率和所述 发动机的燃油消耗率，并根据所述驱动电机的输出功率和所述发动机的输出功率获取惩罚 因子，以及根据所述惩罚因子对所述发动机的燃油消耗率进行修正以确定所述混合动力汽 车的目标挡位；根据所述混合动力汽车的目标挡位对所述混合动力汽车进行换挡控制。
[0009] 根据本发明实施例的基于电耗补偿的混合动力汽车的换挡控制方法，通过实时检 测混合动力汽车的车速来判断是否至少存在一个挡位使得发动机的转速处于第一转速区 间，在判断至少存在一个挡位使得发动机的转速处于第一转速区间时，分别计算满足该条 件的每个挡位对应的发动机的转速，并分别插值出满足该条件的每个挡位对应的发动机的 转速在发动机的最佳燃油经济性曲线上的对应转矩Teo,然后根据混合动力汽车的工作模 式和对应转矩Teo获取驱动电机的输出功率、发动机的输出功率和发动机的燃油消耗率， 并根据驱动电机的输出功率和发动机的输出功率获取惩罚因子，以及根据惩罚因子对发动 机的燃油消耗率进行修正以确定混合动力汽车的目标挡位，最后根据混合动力汽车的目标 挡位对混合动力汽车进行换挡控制。因此，本发明实施例的基于电耗补偿的混合动力汽车 的换挡控制方法能够综合考虑了电动部件电耗和发动机的效率，利用惩罚因子对发动机燃 油消耗率进行修正，以修正后的发动机的燃油消耗率为条件确定混合动力汽车的目标挡位 即最优换挡挡位，从而可大大提高混合动力汽车的燃油经济性。
[0010] 其中，所述工作模式包括行车助力模式和行车发电模式。
[0011] 根据本发明的一个实施例，根据所述混合动力汽车的工作模式和所述对应转矩 Teo获取驱动电机的输出功率、所述发动机的输出功率和所述发动机的燃油消耗率，具体包 括：当所述混合动力汽车处于所述行车助力模式时，如果所述对应转矩Teo小于等于所述 混合动力汽车的车轮处需求转矩Tr，判断所述驱动电机的辅助驱动转矩是否满足行车助力 需求；如果判断满足所述行车助力需求，获取所述发动机工作于所述最佳燃油经济性曲线 且剩余转矩由所述驱动电机补足的挡位；如果判断未满足所述行车助力需求，获取所述驱 动电机输出最大驱动转矩且剩余转矩由所述发动机补足的挡位；根据获取的相应挡位获取 所述驱动电机的转矩和转速以及所述发动机的转矩和转速，并根据所述驱动电机的转矩和 转速获取所述驱动电机的输出功率，以及根据所述发动机的转矩和转速获取所述发动机的 输出功率和所述发动机的燃油消耗率。
[0012] 具体地，根据本发明的一个示例，当所述混合动力汽车处于所述行车助力模式时， 所述惩罚因子根据行车助力惩罚因子表获得：
[0013]
【主权项】
1. 一种基于电耗补偿的混合动力汽车的换挡控制方法，其特征在于，包括以下步骤： 实时检测所述混合动力汽车的车速； 根据所述混合动力汽车的车速判断至少存在一个挡位使得发动机的转速处于第一 转速区间时，分别计算满足条件的每个挡位对应的发动机的转速，并分别插值出所述满足 条件的每个挡位对应的发动机的转速在所述发动机的最佳燃油经济性曲线上的对应转矩 Teo ； 根据所述混合动力汽车的工作模式和所述对应转矩Teo获取驱动电机的输出功率、所 述发动机的输出功率和所述发动机的燃油消耗率，并根据所述驱动电机的输出功率和所述 发动机的输出功率获取惩罚因子，以及根据所述惩罚因子对所述发动机的燃油消耗率进行 修正以确定所述混合动力汽车的目标挡位； 根据所述混合动力汽车的目标挡位对所述混合动力汽车进行换挡控制。
2. 如权利要求1所述的基于电耗补偿的混合动力汽车的换挡控制方法，其特征在于， 所述工作模式包括行车助力模式和行车发电模式。
3. 如权利要求2所述的基于电耗补偿的混合动力汽车的换挡控制方法，其特征在于， 根据所述混合动力汽车的工作模式和所述对应转矩Teo获取驱动电机的输出功率、所述发 动机的输出功率和所述发动机的燃油消耗率，具体包括： 当所述混合动力汽车处于所述行车助力模式时，如果所述对应转矩Teo小于等于所述 混合动力汽车的车轮处需求转矩Tr，判断所述驱动电机的辅助驱动转矩是否满足行车助力 需求； 如果判断满足所述行车助力需求，获取所述发动机工作于所述最佳燃油经济性曲线且 剩余转矩由所述驱动电机补足的挡位； 如果判断未满足所述行车助力需求，获取所述驱动电机输出最大驱动转矩且剩余转矩 由所述发动机补足的挡位； 根据获取的相应挡位获取所述驱动电机的转矩和转速以及所述发动机的转矩和转速， 并根据所述驱动电机的转矩和转速获取所述驱动电机的输出功率，以及根据所述发动机的 转矩和转速获取所述发动机的输出功率和所述发动机的燃油消耗率。
4. 如权利要求3所述的基于电耗补偿的混合动力汽车的换挡控制方法，其特征在于， 当所述混合动力汽车处于所述行车助力模式时，所述惩罚因子根据行车助力惩罚因子表获 得：
其中，所述惩罚因子的单位为g/kWh。
5. 如权利要求2所述的基于电耗补偿的混合动力汽车的换挡控制方法，其特征在于， 根据所述混合动力汽车的工作模式和所述对应转矩Teo获取驱动电机的输出功率、所述发 动机的输出功率和所述发动机的燃油消耗率，具体包括： 当所述混合动力汽车处于所述行车发电模式时，如果所述对应转矩Teo大于等于所述 混合动力汽车的车轮处需求转矩Tr，判断所述驱动电机的辅助发电转矩是否满足行车发电 需求； 如果判断满足所述行车发电需求，获取所述发动机工作于所述最佳燃油经济性曲线且 剩余转矩由所述驱动电机补足的挡位； 如果判断未满足所述行车发电需求，获取所述驱动电机输出最大发电转矩且剩余转矩 由所述发动机补足的挡位； 根据获取的相应挡位获取所述驱动电机的转矩和转速以及所述发动机的转矩和转速， 并根据所述驱动电机的转矩和转速获取所述驱动电机的输出功率，以及根据所述发动机的 转矩和转速获取所述发动机的输出功率和所述发动机的燃油消耗率。
6. 如权利要求5所述的基于电耗补偿的混合动力汽车的换挡控制方法，其特征在于， 当所述混合动力汽车处于所述行车发电模式时，所述惩罚因子根据行车发电惩罚因子表获 得：
其中，所述惩罚因子的单位为g/kWh。
7. 如权利要求1所述的基于电耗补偿的混合动力汽车的换挡控制方法，其特征在于， 所述第一转速区间为【nd，n max】，其中，nd为所述发动机的怠速转速，nmax为所述发动机的最 高转速。
8. 如权利要求1-7中任一项所述的基于电耗补偿的混合动力汽车的换挡控制方法，其 特征在于，还包括： 判断所述混合动力汽车的当前挡位是否与所述目标挡位不同且两次换挡的间隔时间 是否满足预设要求； 如果否，保持所述混合动力汽车的当前挡位不变。
9. 一种用于混合动力汽车的自动变速器，其特征在于，执行如权利要求1-8中任一项 所述的基于电耗补偿的混合动力汽车的换挡控制方法。
【专利摘要】本发明公开了一种基于电耗补偿的混合动力汽车的换挡控制方法，包括以下步骤：实时检测混合动力汽车的车速；根据其车速判断至少存在一个挡位使得发动机的转速处于第一转速区间时，分别插值出满足条件的每个挡位对应的发动机的转速在OEC曲线上的对应转矩；根据工作模式和对应转矩获取驱动电机和发动机的输出功率、发动机的燃油消耗率，根据查表获得的惩罚因子对燃油消耗率进行修正以确定混合动力汽车的目标挡位；根据混合动力汽车的目标挡位对混合动力汽车进行换挡控制。该换挡控制方法能够综合考虑混合动力汽车的电动部件电耗和发动机的效率，从而可大大提高混合动力汽车的燃油经济性。本发明还公开了一种用于混合动力汽车的自动变速器。
【IPC分类】B60W30-19, B60W10-08, B60W20-00, B60W10-06, B60W10-11
【公开号】CN104828080
【申请号】CN201410800368
【发明人】杨伟斌
【申请人】北汽福田汽车股份有限公司
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2014年12月18日