CN111002986B - 一种基于能量分配的混动模式变速箱换挡控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
一种基于能量分配的混动模式变速箱换挡控制方法及系统。是在混动模式下，得到轮边需求扭矩，根据轮边需求扭矩、发动机工况点落在经济区的最小扭矩及最大扭矩，计算分配给发动机的扭矩；在保证发动机工况点落在发动机油耗经济区域的情况下，对分配给发动机扭矩进行再次分配；然后根据其与当前车速下对应的发动机最大扭矩计算扭矩占比，然后根据当前档位选择对应的三维换挡图得到换挡速车；依据当前挡位及升降挡车速进行换挡。其仅需要标定一组纯发动机模式下的档位Map，不会出现模式切换后档位的跳变，这样可以简化混动档位的计算。
Description
技术领域
本发明涉及一种混动车辆的换挡控制，特别是涉及一种基于能量分配的混动模式变速箱换挡控制方法及系统。
背景技术
当前，混动控制中变速箱的档位计算多是基于汽车行驶工况、模式分类后，通过标定不同模式对应的换挡图来实现的；例如申请号: 201410586546.X申请号为201710431263.1，发明名称为《一种插电式混合动力汽车的工作模式控制方法》，其是通过获取变速箱的档位信号来确定变速箱的档位，根据变速箱不同的档位，使插电式混合动力汽车的混合动力系统进入不同的工作模式进行工作，以及发明名称为《基于P2结构混合动力汽车的变速箱档位控制方法》，其利用动力电机自有的电机效率脉谱图组，根据当前能量回馈扭矩目标值、动力电机转速、母线电压值等信息进行查询，得到当前回馈效率和降档回馈效率，再根据设定的效率阈值条件进行判定，得出当前行驶模式下最优化的变速箱换挡策略，从而控制动力电机转速实现更高效的能量回馈，由此可知，这些控制方法，模式较多（加速、制动、坡度等），且切换比较复杂，同时不同模式之间的切换会有跳变，后续标定工作繁琐，且存在行车工况考虑不周全的情况。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的主要技术问题是提供一种能根据扭矩分配，自适应档位计算的方法，其次一目的在于能优化现有混动档位计算，简化换挡图标定，再一目的在于解决现有控制算法换挡过程中的模切切换引起的突变的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
1、在混动模式下，基于加速踏板解析得到轮边需求扭矩，根据轮边需求扭矩、发动机工况点落在经济区的最小扭矩及最大扭矩，计算分配给发动机的扭矩；
具体计算方法如下：
查表获得发动机工况点落在经济区的最小扭矩及最大扭矩，计算速比得到相应轮边扭矩；如轮边需求扭矩小于发动机工况点落在经济区的最小扭矩或大于发动机工况点落在经济区的最大扭矩，分配给发动机的扭矩就为轮边需求扭矩，否则分配给发动机的扭矩在发动机工况点落在经济区的最小扭矩及最大扭矩之间进行线性插值。
2、在保证发动机运动工况落在发动机油耗经济区域的情况下，基于发动机油耗经济区域的最大扭矩、及电机充放电允许的最大扭矩对发动机轮边需求扭矩进行再次分配；如当前需求发动机轮边需求扭矩大于对应的经济区间最大扭矩，则由电机进行补偿，且补偿扭矩不大于电机允许最大扭矩，以使使发动机分配扭矩落回经济区间；如当前需求发动机扭矩低于经济区间最小扭矩，则进行发电，同样使得发动机扭矩落回经济区间，同时在保证电机补偿扭矩不超过电机最大扭矩的情况下，解析得到分配到发动机的轮边需求扭矩。
3、根据再次分配后的发动机需求轮边扭矩与当前车速下对应的发动机最大扭矩计算扭矩占比，然后根据当前档位选择对应的三维换挡图得到换挡车速；依据当前挡位及升降挡车速进行换挡。
4、所述的发动机前进挡位共有5个，分别为1-2-3-4-5。
本发明还提供了一种基于能量分配的混动模式变速箱换挡控制系统，其包含：
能获得的车辆的实时信息计算出需求扭矩的整车系统，进行扭矩分配的扭矩分配模块，进行扭矩经济区调整的扭矩经济区调整模块，及换挡单元；
其中，该整车系统，根据获得的实时信息计算出实时需求扭矩输送给扭矩分配模块，该扭矩分配模块进行扭矩分配，获得发动机分配扭矩，并由扭矩经济区调整模块对上述发动机分配扭矩进行扭矩经济区调整，而获得再次分配后的发动机扭矩，并由扭矩经济区调整模块利用该再次分配后的发动机需求轮边扭矩与当前车速下对应的发动机最大扭矩来计算扭矩占比，然后换挡单元根据当前档位选择对应的三维换挡图得到换挡车速；进而使车辆依据当前挡位及升降挡车速进行换挡。
其中，所述的实时信息可为加速踏板的开度。
本发明一种基于能量分配的混动模式变速箱换挡控制方法与现有技术不同之处在于本发明一种基于能量分配的混动模式变速箱换挡控制方法及系统是基于扭矩分配实现的，因而仅需要标定一组纯发动机模式下的档位Map，而后续只需要根据混动的扭矩分配比例不一样，自适应档位的计算，因而不会出现模式切换后档位的跳变，这样可以简化混动档位的计算，使得混动工程师可以将精力集中在混动扭矩的分配，从而真正的做到了简化和优化混动算法。
对比现有技术本发明所述的控制方法可以带来如下技术效果：
1、标定量减少90%左右，现有标定量约1700个，本发明170个左右；
2、现有技术所需标定时间约2个月，本发明所需标定时间约为2周；
3、现有技术存在档位跳变（5-3），而本发明不存在跳档（5-4-3）；
下面结合附图对本发明的一种基于能量分配的混动模式变速箱换挡控制方法作进一步说明。
附图说明
图1为本发明一种基于能量分配的混动模式变速箱换挡控制方法的控制流程示意图；
图2为本发明一种基于能量分配的混动模式变速箱换挡控制方法的升降挡逻辑示意图；
图 3 为本发明基于发动机油耗云图得到的发动机工况点落在经济区的最小扭矩及最大扭矩的示意图；
图中：Gear为当前档位，V为实际车速，Vup为升降挡车速，Vdown为降挡车速。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案做进一步具体的说明。
如图1所示，在本具体实施例中，本发明的系统包括：整车系统，其根据获得的信息计算需求扭矩（通常是通过踏板开度计算得到），然后由扭矩分配模块进行扭矩分配，获得发动机分配扭矩（分配到发动机的轮边需求扭矩），并由扭矩经济区调整模块对上述发动机分配扭矩进行扭矩经济区调整，而获得再次分配后的发动机扭矩，并由扭矩经济区调整模块利用该再次分配后的发动机需求轮边扭矩与当前车速下对应的发动机最大扭矩来计算扭矩占比，然后根据当前档位选择对应的三维换挡图得到换挡车速；进而使车辆依据当前挡位及升降挡车速进行换挡。本发明一种基于能量分配的混动模式变速箱换挡控制方法实现步骤包括：
1、在混动模式下，整车系统首先获取加速踏板的踏板开度，然后基于加速踏板解析得到轮边需求扭矩，根据轮边需求扭矩、发动机工况点落在经济区的最小扭矩及最大扭矩，计算分配给发动机的扭矩；具体如下：
查表获得发动机工况点落在经济区的最小扭矩及最大扭矩，计算速比得到相应轮边扭矩；如轮边需求扭矩小于发动机工况点落在经济区的最小扭矩或大于发动机工况点落在经济区的最大扭矩，分配给发动机的扭矩就为轮边需求扭矩，否则分配给发动机的扭矩在发动机工况点落在经济区的最小扭矩及最大扭矩之间进行线性插值，解析得到分配到发动机的轮边需求扭矩；可参见图 3 ，其为本发明基于发动机油耗云图得到的发动机工况点落在经济区的最小扭矩及最大扭矩示意图。
2、保证发动机运动工况落在发动机油耗经济区域，基于发动机油耗经济区域的最大扭矩及最小扭矩、电机充放电允许的最大扭矩、对发动机轮边需求扭矩进行再次分配；如当前需求发动机需求扭矩大于对应经济区间最大扭矩，则电机进行补偿，补偿扭矩不大于电机允许最大扭矩，使发动机分配扭矩落回经济区间；如当前需求发动机扭矩低于经济区间最小扭矩，则进行发电，使发动机扭矩落回经济区间。
3、根据分配后的发动机需求轮边扭矩与当前车速下对应的发动机最大扭矩计算扭矩占比，然后根据当前档位选择对应的三维换挡图得到换挡车速；
然后依据当前挡位及升降挡车速进行换挡，如图2所示，图2为本发明一种基于能量分配的混动模式变速箱换挡控制方法的升降挡逻辑示意图。
在该具体实施例中，采用的发动机前进挡位共有5个，分别为1-2-3-4-5。
综上，本发明的这种新型的混动档位计算方法是基于扭矩分配后来实现的，因而仅需要标定一组纯发动机模式下的档位Map，而后续只需要根据混动的扭矩分配比例不一样，自适应档位的计算，因而不会出现模式切换后档位的跳变，这样可以简化混动档位的计算，使得混动工程师可以将精力集中在混动扭矩的分配，从而真正的做到了简化和优化混动算法。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (6)
1.一种基于能量分配的混动模式变速箱换挡控制方法，其特征在于，其包括：
步骤1、混动模式下，由整车系统根据获得的信息计算出轮边需求扭矩，然后根据轮边需求扭矩、发动机工况点落在经济区的最小扭矩及最大扭矩，计算分配给发动机的扭矩；
步骤2、在保证发动机工况点落在发动机油耗经济区域情况下，对分配给发动机扭矩进行再次分配；该次分配逻辑为：如果当前发动机需求扭矩大于对应经济区间最大扭矩，则电机进行补偿，补偿扭矩不大于电机允许最大扭矩，使发动机分配扭矩落回经济区间；如果当前需求发动机扭矩低于经济区间最小扭矩，则进行发电，使发动机扭矩落回经济区间；
步骤3、根据分配后的发动机再次分配需求扭矩与当前车速下对应的发动机最大扭矩计算扭矩占比，然后根据当前档位选择对应的三维换挡图得到换挡车速；依据当前挡位及升降挡车速进行换挡。
2.根据权利要求1所述的一种基于能量分配的混动模式变速箱换挡控制方法，其特征在于：在步骤1、中的分配方法为：
查表获得发动机工况点落在经济区的最小扭矩及最大扭矩，计算速比得到相应轮边扭矩；如果轮边需求扭矩小于发动机工况点落在经济区的最小扭矩或大于发动机工况点落在经济区的最大扭矩，则分配给发动机的扭矩就为轮边需求扭矩，否则分配给发动机的扭矩在发动机工况点落在经济区的最小扭矩及最大扭矩之间进行线性插值；同时保证电机补偿扭矩不超过电机最大扭矩，解析得到分配到发动机的轮边需求扭矩。
3.根据权利要求1所述的一种基于能量分配的混动模式变速箱换挡控制方法，其特征在于：在步骤1、中的轮边需求扭矩是基于对加速踏板解析得到的。
4.根据权利要求2所述的一种基于能量分配的混动模式变速箱换挡控制方法，其特征在于：所述的发动机前进挡位共有5个，分别为1-2-3-4-5。
5.一种基于能量分配的混动模式变速箱换挡控制系统，其特征在于，其包含：
能获得的车辆的实时信息计算出需求扭矩的整车系统，进行扭矩分配的扭矩分配模块，进行扭矩经济区调整的扭矩经济区调整模块，及换挡单元；
其中，该整车系统，根据获得的实时信息计算出实时需求扭矩输送给扭矩分配模块，该扭矩分配模块进行扭矩分配，获得发动机分配扭矩，并由扭矩经济区调整模块对上述发动机分配扭矩进行扭矩经济区调整，而获得再次分配后的发动机扭矩，并由扭矩经济区调整模块利用该再次分配后的发动机需求轮边扭矩与当前车速下对应的发动机最大扭矩来计算扭矩占比，然后换挡单元根据当前档位选择对应的三维换挡图得到换挡车速；进而使车辆依据当前挡位及升降挡车速进行换挡。
6.根据权利要求5所述的一种基于能量分配的混动模式变速箱换挡控制系统，其特征在于：所述的实时信息为加速踏板的开度。
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