一種混合動力車輛斷油滑行換擋控制方法
2023-05-31 04:16:36
專利名稱：一種混合動力車輛斷油滑行換擋控制方法
一種混合動力車輛斷油滑行換擋控制方法
技術領域：
本發明涉及混合動力車輛換擋控制方法。具體而言，本發明涉及一種具有液力變矩器的混合動力車輛斷油滑行換擋控制方法。
背景技術：
混合動力車輛的傳動系統可以採用自動變速器。自動變速器是指根據發動機工況及車輛行進速度自動選檔和換擋的變速器。自動變速器的一種類型包括液力變矩器及機械變速系統。液力變矩器包含泵輪、渦輪、導輪以及鎖止離合器，其中泵輪與發動機連接，用於向渦輪提供動力，渦輪與變速器輸入軸連接，用於向變速器輸入動力。當泵輪和渦輪速度較低且它們之間的轉速差別較大時，液力變矩器以液體為傳動介質實現動力傳輸。當泵輪和渦輪轉速較高且接近時，泵輪和渦輪通過鎖止離合器進行連接以實現動力傳輸，從而提高傳動效率。車輛滑行時，混合動力車輛可以在發動機不提供動力的情況下而僅藉助車輛的慣性繼續行駛。此時由於不需要發動機提供的動力，因而發動機可通過斷油來節省燃料。當混合動力車輛斷油滑行時，當發動機當前轉速低於熄火轉速(例如700轉/分鐘)時會導致發動機熄火，當發動機當前轉速低於恢復噴油轉速(例如900轉/分鐘)則發動機恢復噴油；因此需要設置一個發動機要求最低轉速(例如1000轉/分鐘)，以保證混合動力車輛能夠斷油滑行且不會熄火和恢復噴油。車速較高，鎖止離合器保持鎖止時，發動機的轉速可維持在較高水平。例如當混合動力車輛的發動機當前轉速在900轉/分鐘以上、自動變速器處在3檔以上、泵輪和渦輪的轉速差不大於50轉/分鐘且車速大於一定值時，鎖止離合器保持鎖止。混合動力車輛的多餘慣性能量也可通過鎖止離合器傳遞到電機上，從而將混合動力車輛多餘慣性能量轉換成電能存儲到與電機耦聯的高壓電池上。在斷油滑行過程中，變速器的擋位會從高擋逐步降至低擋。對於目前的換擋方式而言，換擋過程中如不脫開鎖止離合器，必然帶來較大換擋衝擊，影響換擋舒適性。當脫開鎖止離合器時，由於混合動力車輛在斷油滑行，發動機當前轉速會迅速降低到噴油轉速以下，致使發動機恢復噴油，影響舒適性和經濟性；而且由於是從高擋換至低擋，速比增大，導致變速器輸入軸當前轉速會先升高，再隨車速緩慢降低，這導致液力變矩器的泵輪和渦輪很難在較高轉速時再次接近，鎖止離合器就無法再次鎖止，斷油及能量回收功能都不能繼續，影響經濟性。
發明內容本發明的目的是提供一種混合動力車輛的斷油滑行換擋控制方法，以解決現有技術存在的問題。本發明的目的通過以下技術方案得以實現本發明的一個技術方案提供了一種混合動力車輛斷油滑行換擋控制方法，混合動力車輛包括混合動力車輛控制器、發動機、發動機控制器、變速器、液力變矩器、與液力變矩器和變速器耦聯並通信的變速器控制器、電機、電機控制器、與電機耦聯的高壓電池、與高壓電池耦聯並通信的電池控制器以及信號傳輸線，其中液力變矩器包括泵輪、渦輪、導輪以及鎖止離合器，發動機通過液力變矩器與變速器連接，變速器通過差速器將發動機和/或電機的動力傳送到車輪，發動機通過連接裝置與電機連接，用於實現發動機和電機之間的動力傳遞，混合動力車輛控制器通過信號傳輸線與發動機控制器、變速器控制器、電機控制器以及電池控制器耦聯並與它們進行通信，從而實現所述斷油滑行換擋控制方法，其特徵在於，所述斷油滑行換擋控制方法包括以下步驟步驟1 混合動力車輛控制器判斷是否進行斷油滑行換擋過程控制；步驟2 混合動力車輛控制器確定發動機目標轉速和電機目標轉速，其中發動機目標轉速和電機目標轉速保持一致；步驟3 混合動力車輛控制器基於電機當前轉速和電機目標轉速的差值計算電機實際需求扭矩；步驟4 混合動力車輛控制器判斷是否滿足發出電機實際需求扭矩的條件；步驟5 混合動力車輛控制器基於當前電機扭矩限制計算電機扭矩限制值，由電機扭矩限制值和電機實際需求扭矩計算電機實際輸出扭矩；步驟6 混合動力車輛控制器向電機控制器發出電機實際輸出扭矩請求，以便將發動機當前轉速維持在發動機目標轉速；以及步驟7 混合動力車輛控制器判斷是否保持斷油滑行換擋過程控制，其中在該步驟7中，當判斷為「是」時，返回步驟1 ；否則當判斷為「否」時，則結束斷油滑行換擋過程控制。根據本發明上述技術方案提供的斷油滑行換擋控制方法，其中當混合動力車輛控制器在步驟4判斷為「否」時，混合動力車輛控制器將電機實際需求扭矩設置為零，混合動力車輛控制器不進行電機扭矩控制，並且接著執行步驟5。根據本發明上述技術方案提供的斷油滑行換擋控制方法，其中當步驟1判斷為 「否」時，則結束斷油滑行換擋過程控制。根據本發明上述技術方案提供的斷油滑行換擋控制方法，其中步驟1包括如下步驟步驟Ia 混合動力車輛控制器判斷混合動力車輛是否在斷油滑行模式；步驟Ib 混合動力車輛控制器判斷變速器目標檔位和變速器當前檔位是否不相同，以確定變速器準備換擋；以及步驟Ic 混合動力車輛控制器判斷變速器目標檔位是否是允許鎖止離合器鎖止的檔位；其中當步驟Ia-步驟Ic的所有步驟均判斷為「是」時，則執行步驟2 ；否則當步驟 Ia-步驟Ic其中任一步驟判斷為「否」時，則結束斷油滑行換擋過程控制。根據本發明上述技術方案提供的斷油滑行換擋控制方法，其中步驟2包括以下步驟步驟加混合動力車輛控制器判斷變速器換擋過程是否未完成；以及步驟2b 當步驟加判斷為「是」時，混合動力車輛控制器將變速器換擋時發動機要求最低轉速作為發動機和電機目標轉速。
根據本發明上述技術方案提供的斷油滑行換擋控制方法，其中當步驟加判斷為 「否」時，執行步驟2c 混合動力車輛控制器將變速器換擋時發動機要求最低轉速與鎖止離合器鎖止時發動機要求最低轉速中的最大值作為發動機和電機目標轉速。根據本發明上述技術方案提供的斷油滑行換擋控制方法，其中步驟4包括如下步驟步驟如混合動力車輛控制器判斷是否處於變速器換擋過程控制中；步驟4b 混合動力車輛控制器判斷油門踏板是否未被踩下；步驟如混合動力車輛控制器判斷鎖止離合器是否脫開；步驟4d 混合動力車輛控制器判斷變速器換擋時間是否未超時；步驟如混合動力車輛控制器判斷變速器輸入軸當前轉速是否有效；以及步驟4f 混合動力車輛控制器判斷發動機當前轉速是否未超調；其中當步驟4a_步驟4f中任意一步驟判斷為「否」時，混合動力車輛控制器使得電機實際需求扭矩為零，混合動力車輛控制器不進行電機扭矩控制，並接著執行步驟5 ；當步驟4a-步驟4f中所有步驟判斷為「是」時執行步驟5。根據本發明上述技術方案提供的斷油滑行換擋控制方法，其中步驟7包括以下步驟步驟7a 混合動力車輛控制器判斷油門踏板是否未被踩下；步驟7b 混合動力車輛控制器判斷變速器換擋時間是否未超時；步驟7c 混合動力車輛控制器判斷變速器換擋後變速器輸入軸當前轉速是否大於鎖止離合器鎖止時變速器輸入軸要求最低轉速；步驟7d 混合動力車輛控制器判斷鎖止離合器是否未鎖止；以及步驟7e 混合動力車輛控制器判斷變速器當前檔位是否是允許鎖止離合器鎖止的檔位；其中當步驟7a_步驟7e均判斷為「是」時，返回到步驟1 ；否則當步驟7a_步驟7e 中任一步驟判斷為「否」時，則結束斷油滑行換擋過程控制。根據本發明上述技術方案提供的斷油滑行換擋控制方法，其中在步驟4f中，發動機當前轉速未超調是指發動機當前轉速與發動機目標轉速的差值不大於第一轉速差。根據本發明上述技術方案提供的斷油滑行換擋控制方法，其中第一轉速差為30 轉/分鐘。根據本發明上述技術方案提供的斷油滑行換擋控制方法，其中鎖止離合器鎖止時發動機當前轉速與變速器輸入軸當前轉速的差不超過第二轉速差。根據本發明上述技術方案提供的斷油滑行換擋控制方法，其中第二轉速差為50 轉/分鐘。根據本發明上述技術方案提供的斷油滑行換擋控制方法，其中變速器換檔時發動機要求最低轉速大於發動機恢復噴油轉速，發動機恢復噴油轉速大於發動機熄火轉速，以使得在整個斷油滑行換擋過程中，發動機不噴油和/或熄火。根據本發明上述技術方案提供的斷油滑行換擋控制方法，其中變速器換擋時發動機要求最低轉速為1000轉/分鐘，發動機恢復噴油轉速為900轉/分鐘，發動機熄火轉速為700轉/分鐘。
根據本發明上述技術方案提供的斷油滑行換擋控制方法，其中在步驟5當前電機扭矩限制值由混合動力車輛控制器在此步驟中基於混合動力車輛當前動力和傳動系統的工作能力通過查詢扭矩限制表獲得。根據本發明上述技術方案提供的斷油滑行換擋控制方法，其中在步驟4d或者步驟7b中，判斷變速器換擋時間是否未超時是指變速器換擋時間是否不超過預設的變速器換擋時間。根據本發明上述技術方案提供的斷油滑行換擋控制方法，其中連接裝置選自皮帶、鏈條、鋼帶、傳動軸中的一種。根據本發明上述技術方案提供的斷油滑行換擋控制方法，其中混合動力車輛控制器採用PID算法計算電機實際需求扭矩。根據本發明上述技術方案提供的斷油滑行換擋控制方法，其中信號傳輸線為整車 CAN總線。當混合動力車輛無故障且處於斷油滑行狀態時，根據本發明一個技術方案提供的混合動力車輛的斷油滑行換擋控制方法的優點在於，由於在變速器換擋控制過程和換擋後變速器鎖止離合器鎖止過程中分別設置了不同的電機目標轉速，並且在整個斷油滑行換擋中，混合動力車輛控制器能夠對電機轉速進行控制，從而能夠將發動機當前轉速維持在電機目標轉速，因而使得斷油滑行的換擋過程發動機不會噴油和熄火，並使得換擋後鎖止離合器能夠重新鎖止。這使得採用根據本發明的換擋控制方法的混合動力車輛在斷油滑行的過程換擋舒適性和燃油經濟性好。
參照附圖，本發明的公開內容將變得更易理解。本領域技術人員容易理解的是這些附圖僅僅用於舉例說明本發明的技術方案，而並非意在對本發明的保護範圍構成限制。 圖中圖1示出了根據本發明一個實施例的混合動力車輛動力系統的結構示意圖。圖2示意性地示出了如圖1所示的混合動力車輛的斷油滑行換擋控制方法的總流程圖。圖3示意性地示出了採用如圖2所示的控制方法前後發動機當前轉速變化情況的曲線圖。以及圖4示意性地示出了如圖1所示的判斷是否進行斷油滑行換檔過程控制的子流程圖。圖5示意性地示出了確定發動機目標轉速和電機目標轉速的子流程圖。圖6示意性地出了判斷是否滿足發出計算電機實際輸出扭矩的條件的子流程圖。圖7示意性地出了判斷是否保持斷油滑行換檔過程控制的子流程圖。部件及標號列表
權利要求
1.一種混合動力車輛斷油滑行換擋控制方法，混合動力車輛包括混合動力車輛控制器、發動機、發動機控制器、變速器、液力變矩器、與液力變矩器和變速器耦聯並通信的變速器控制器、電機、電機控制器、與電機耦聯的高壓電池、與高壓電池耦聯並通信的電池控制器以及信號傳輸線，其中液力變矩器包括泵輪、渦輪、導輪以及鎖止離合器，發動機通過液力變矩器與變速器連接，變速器通過差速器將發動機和/或電機的動力傳送到車輪，發動機通過連接裝置與電機連接，用於實現發動機和電機之間的動力傳遞，混合動力車輛控制器通過信號傳輸線與發動機控制器、變速器控制器、電機控制器以及電池控制器耦聯並與它們進行通信，從而實現所述斷油滑行換擋控制方法，其特徵在於，所述斷油滑行換擋控制方法包括以下步驟步驟1 混合動力車輛控制器判斷是否進行斷油滑行換擋過程控制； 步驟2 混合動力車輛控制器確定發動機目標轉速和電機目標轉速，其中發動機目標轉速和電機目標轉速保持一致；步驟3 混合動力車輛控制器基於電機當前轉速和電機目標轉速的差值計算電機實際需求扭矩；步驟4 混合動力車輛控制器判斷是否滿足發出電機實際需求扭矩的條件； 步驟5 混合動力車輛控制器基於當前電機扭矩限制計算電機扭矩限制值，由電機扭矩限制值和電機實際需求扭矩計算電機實際輸出扭矩；步驟6 混合動力車輛控制器向電機控制器發出電機實際輸出扭矩請求，以便將發動機當前轉速維持在發動機目標轉速；以及步驟7 混合動力車輛控制器判斷是否保持斷油滑行換擋過程控制，其中在該步驟7 中，當判斷為「是」時，返回步驟1 ；否則當判斷為「否」時，則結束斷油滑行換擋過程控制。
2.根據權利要求1所述的換擋控制方法，其特徵在於，當混合動力車輛控制器在步驟4 判斷為「否」時，混合動力車輛控制器將電機實際需求扭矩設置為零，混合動力車輛控制器不進行電機扭矩控制，並且接著執行步驟5。
3.根據權利要求1所述的換擋控制方法，其特徵在於，當步驟1判斷為「否」時，則結束斷油滑行換擋過程控制。
4.根據權利要求1-3任一項所述的換擋控制方法，其特徵在於，步驟1包括如下步驟 步驟Ia 混合動力車輛控制器判斷混合動力車輛是否在斷油滑行模式；步驟Ib 混合動力車輛控制器判斷變速器目標檔位和變速器當前檔位是否不相同，以確定變速器準備換擋；以及步驟Ic 混合動力車輛控制器判斷變速器目標檔位是否是允許鎖止離合器鎖止的檔位；其中當步驟Ia-步驟Ic的所有步驟均判斷為「是」時，則執行步驟2 ；否則當步驟Ia-步驟Ic其中任一步驟判斷為「否」時，則結束斷油滑行換擋過程控制。
5.根據權利要求1-3任一項所述的換擋控制方法，其特徵在於，步驟2包括以下步驟 步驟加混合動力車輛控制器判斷變速器換擋過程是否未完成；以及步驟2b 當步驟加判斷為「是」時，混合動力車輛控制器將變速器換擋時發動機要求最低轉速作為發動機和電機目標轉速。
6.根據權利要求5所述的換擋控制方法，其特徵在於，當步驟加判斷為「否」時，執行步驟2c 混合動力車輛控制器將變速器換擋時發動機要求最低轉速與鎖止離合器鎖止時發動機要求最低轉速中的最大值作為發動機和電機目標轉速。
7.根據權利要求1-3任一項所述的換擋控制方法，其特徵在於，步驟4包括如下步驟 步驟如混合動力車輛控制器判斷是否處於變速器換擋過程控制中；步驟4b 混合動力車輛控制器判斷油門踏板是否未被踩下； 步驟如混合動力車輛控制器判斷鎖止離合器是否脫開； 步驟4d 混合動力車輛控制器判斷變速器換擋時間是否未超時； 步驟如混合動力車輛控制器判斷變速器輸入軸當前轉速是否有效；以及步驟4f 混合動力車輛控制器判斷發動機當前轉速是否未超調； 其中當步驟4a-步驟4f中任意一步驟判斷為「否」時，混合動力車輛控制器使得電機實際需求扭矩為零，混合動力車輛控制器不進行電機扭矩控制，並接著執行步驟5 ；當步驟 4a-步驟4f中所有步驟判斷為「是」時執行步驟5。
8.根據權利要求1-3任一項所述的換擋控制方法，其特徵在於，步驟7包括以下步驟 步驟7a 混合動力車輛控制器判斷油門踏板是否未被踩下；步驟7b 混合動力車輛控制器判斷變速器換擋時間是否未超時； 步驟7c 混合動力車輛控制器判斷變速器換擋後變速器輸入軸當前轉速是否大於鎖止離合器鎖止時變速器輸入軸要求最低轉速；步驟7d 混合動力車輛控制器判斷鎖止離合器是否未鎖止；以及步驟7e 混合動力車輛控制器判斷變速器當前檔位是否是允許鎖止離合器鎖止的檔位；其中當步驟7a_步驟7e均判斷為「是」時，返回到步驟1 ；否則當步驟7a_步驟7e中任一步驟判斷為「否」時，則結束斷油滑行換擋過程控制。
9.根據權利要求7所述的換擋控制方法，其特徵在於，在步驟4f中，發動機當前轉速未超調是指發動機當前轉速與發動機目標轉速的差值不大於第一轉速差。
10.根據權利要求9所述的換擋控制方法，其特徵在於，第一轉速差為30轉/分鐘。
11.根據權利要求8所述的換擋控制方法，其特徵在於，鎖止離合器鎖止時發動機當前轉速與變速器輸入軸當前轉速的差不超過第二轉速差。
12.根據權利要求11所述的換擋控制方法，其特徵在於，第二轉速差為50轉/分鐘。
13.根據權利要求5所述的換擋控制方法，其特徵在於，變速器換檔時發動機要求最低轉速大於發動機恢復噴油轉速，發動機恢復噴油轉速大於發動機熄火轉速，以使得在整個斷油滑行換擋過程中，發動機不噴油和/或熄火。
14.根據權利要求13所述的換擋控制方法，其特徵在於，變速器換擋時發動機要求最低轉速為1000轉/分鐘，發動機恢復噴油轉速為900轉/分鐘，發動機熄火轉速為700轉 /分鐘。
15.根據權利要求1-3任一項所述的換擋控制方法，其特徵在於，在步驟5當前電機扭矩限制值由混合動力車輛控制器在此步驟中基於混合動力車輛當前動力和傳動系統的工作能力通過查詢扭矩限制表獲得。
16.根據權利要求7或8所述的換擋控制方法，其特徵在於，在步驟4d或者步驟7b中， 判斷變速器換擋時間是否未超時是指變速器換擋時間是否不超過預設的變速器換擋時間。
17.根據權利要求1所述的換擋控制方法，其特徵在於，連接裝置選自皮帶、鏈條、鋼帶、傳動軸中的一種。
18.根據權利要求1所述的換擋控制方法，其特徵在於，混合動力車輛控制器採用PID 算法計算電機實際需求扭矩。
19.根據權利要求1所述的換擋控制方法，其特徵在於，信號傳輸線為整車CAN總線。
全文摘要
一種混合動力車輛的斷油滑行換擋控制方法，混合動力車輛包括彼此耦聯並通信的混合動力車輛控制器、發動機控制器、變速器控制器、電機控制器以及電池控制器。當混合動力車輛無故障、且處於斷油滑行模式時，混合動力車輛控制器接受來自其他控制器的信號判斷是否進行斷油滑行換擋過程控制、確定發動機和電機目標轉速、基於電機當前轉速和電機目標轉速的差值計算電機實際需求扭矩、基於電機扭矩限制值和電機實際需求扭矩計算電機實際輸出扭矩、向電機控制器發出電機實際輸出扭矩請求以及判斷是否保持斷油滑行換擋過程控制。該方法在變速器換擋過程中能對電機轉速進行控制，以便調節發動機當前轉速，從而在換擋結束後能實現鎖止離合器的重新鎖止。
文檔編號B60W10/06GK102529948SQ20101062135
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月31日 優先權日2010年12月31日
發明者劉文超, 孔令安, 孟濤, 張君鴻, 張鵬君, 趙曉峰, 馬成傑 申請人:上海汽車集團股份有限公司