混合动力汽车换挡控制方法与流程

1.本发明涉及汽车换挡控制技术领域，具体地指一种混合动力汽车换挡控制方法。


背景技术：

2.现代车辆在较高配置版本中会设置不同驾驶模式以满足不同消费者对驾驶乐趣的需要。比如运动模式下，为了追求车辆强劲的动力感，车辆升挡或者降低换挡曲线与一般模式会存在不同，在电动模式下，则考虑以电机的扭矩输出特征制定换挡曲线。
3.车辆行驶中，如果驾驶员切换了驾驶模式，从运动模式切换到一般模式，或者从一般模式切换到运动模式，则系统换挡曲线定义也将随之切换，当前工况在两种不同驾驶风格下可能对应不同目标挡位，换挡系统会产生升挡或者降挡的需求以匹配当前的驾驶风格。但可能会出现频繁换挡问题。例如：当驾驶模式切换前很临近的时间内，已发生过一次换挡；或者未来很短的时间需要升挡或降挡，如果当前执行降挡或者升挡则随后立即升挡或降挡，也造成了频繁的换挡。过于急促换挡不仅造成频繁的换挡冲击，也会导致动力输出不畅且造成能量损失。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是要克服上述现有技术存在的不足，提供一种混合动力汽车换挡控制方法，可以在进行驾驶模式切换后的短时间内避免频繁换挡，避免动力输出不畅及动力损失。
5.为实现上述目的，本发明提供一种混合动力汽车换挡控制方法，其特征在于，包括：
6.获取当前时刻的驾驶模式和当前时刻的车辆运行参数；
7.若当前时刻的驾驶模式存在换挡需求、且上一次换挡的间隔时长小于设定间隔时长时，进入换挡抑制模式，保持当前挡位不变，并根据第一设定时长后的预测车速和当前时刻的需求扭矩得到第一设定时长后的目标挡位；
8.当换挡抑制模式持续时长达到第二设定时长、或第一设定时长后的目标挡位与当前时刻的挡位之差大于或等于设定挡位差时，退出换挡抑制模式，许可换挡。
9.进一步地，驾驶模式包括一般模式、纯电模式、运动模式和四驱模式，不同驾驶模式下的换挡曲线各不相同。
10.进一步地，所述车辆运行参数包括油门踏板开度、制动踏板开度、挡位、车速、加速度。
11.进一步地，第一设定时长后的目标挡位的确定方法包括，根据车速、加速度和第一设定时长得到第一设定时长后的预测车速，根据油门踏板开度标定得到需求扭矩，根据预测车速和需求扭矩查询当前驾驶模式下的换挡曲线得到第一设定时长后的目标挡位。
12.进一步地，进入换挡抑制模式后，每间隔第三设定时长重新判断进入换挡抑制模式的条件是否成立，若成立则继续保持当前挡位不变，若不成立则退出换挡抑制模式，第三
设定时长小于第二设定时长和第一设定时长。
13.进一步地，换挡抑制模式包括加速升挡抑制模式，当油门踏板开度大于油门开度设定值、且当前驾驶模式存在升挡需求、且上一次换挡间隔时间小于设定间隔时间时，进入加速升挡抑制模式。
14.进一步地，换挡抑制模式包括加速降挡抑制模式，当油门踏板开度大于油门开度设定值、且当前驾驶模式存在降挡需求、且上一次换挡间隔时间小于设定间隔时间时，进入加速降挡抑制模式。
15.进一步地，退出加速降挡抑制模式的条件还包括，发动机和驱动电机实际输出功率与最大输出功率之比大于设定比例，或动力电池soc小于soc设定值。
16.进一步地，换挡抑制模式包括减速升挡抑制模式，当油门踏板开度小于油门开度设定值或者存在制动减速、且当前驾驶模式存在升挡需求、且上一次换挡间隔时间小于设定间隔时间时，进入减速升挡抑制模式。
17.进一步地，换挡抑制模式包括减速降挡抑制模式，当油门踏板开度小于油门开度设定值或者存在制动减速、且当前驾驶模式存在降挡需求、且上一次换挡间隔时间小于设定间隔时间时，进入减速降挡抑制模式。
18.进一步地，所述设定间隔时间通过车速标定得到，当不存在制动能量回收时，所述设定间隔时间为第一设定间隔时间，当存在制动能量回收时，所述设定间隔时间为第二设定间隔时间，当车速大于第一设定车速时，第一设定间隔时间小于第二设定间隔时间。
19.进一步地，退出减速降挡抑制模式的条件还包括，车速小于第二设定车速或制动踏板开度大于第二设定制动踏板开度。
20.本发明的有益效果：本发明在加速或者减速过程中，若当前时刻的驾驶模式存在换挡需求、且上一次换挡的间隔时长小于设定间隔时长时，进入换挡抑制模式，保持当前挡位不变，这样可以避免在短时间内由于驾驶模式的切换而导致频换换挡，从而避免动力输出不畅及动力损失；当换挡抑制模式持续时长达到第二设定时长、或第一设定时长后的目标挡位与当前时刻的挡位之差大于或等于设定挡位差时，退出换挡抑制模式，许可换挡，这样是为了保证在换挡需求比较急迫或者换挡抑制时间过长时优先许可换挡。
附图说明
21.图1为本发明的控制方法流程图。
22.图2为本发明的换挡曲线示意图。
具体实施方式
23.下面具体实施方式用于对本发明的权利要求技术方案作进一步的详细说明，便于本领域的技术人员更清楚地了解本权利要求书。本发明的保护范围不限于下面具体的实施例。本领域的技术人员做出的包含有本发明权利要求书技术方案而不同于下列具体实施方式的也是本发明的保护范围。
24.如图1所示，一种混合动力汽车换挡控制方法，包括：
25.1、获取当前时刻的驾驶模式和当前时刻的车辆运行参数，驾驶模式包括一般模式、纯电模式、运动模式和四驱模式，不同驾驶模式下的换挡曲线各不相同，车辆运行参数
包括油门踏板开度、制动踏板开度、挡位、车速、加速度。
26.换挡曲线的横轴为车速，纵轴为需求扭矩，以4挡变速箱为例，如图2所示，分别存在着1升2、2升3、3升4共3条升挡曲线，以及4降3、3降2、2降1共3条降挡曲线，相邻的两条升挡曲线之间的工况区即为某一挡位的工况区，例如，1升2、2升3的升挡曲线之间为升挡操作时2挡的工况区，4降3、3降2的降挡曲线之间为降挡操作时3挡的工况区，从图2可知，中不同的驾驶模式下相同升挡曲线和降挡曲线的工况各不相同。
27.2、若当前时刻的驾驶模式存在换挡需求、且上一次换挡的间隔时长小于设定间隔时长时，进入换挡抑制模式，保持当前挡位不变，并根据2000ms后的预测车速和当前时刻的需求扭矩得到2000ms后的目标挡位，并且每间隔200ms重新判断进入换挡抑制模式的条件是否成立，若成立则继续保持当前挡位不变，若不成立则退出换挡抑制模式。
28.2000ms后的目标挡位的确定方法包括，根据预测车速＝车速 加速度*2000ms得到2000ms后的预测车速，根据油门踏板开度标定得到需求扭矩，根据预测车速和需求扭矩查询当前驾驶模式下的换挡曲线得到2000ms后的目标挡位。
29.作为一种优选实施例，根据驾驶员的加减速操作以及换挡需求将换挡抑制模式划分为如下四种模式：
30.2.1加速升挡抑制模式，当油门踏板开度大于5％、且当前驾驶模式存在升挡需求、且上一次换挡间隔时间小于3000ms时，进入加速升挡抑制模式。
31.当加速升挡抑制模式持续时长达到2000ms、或2000ms后的目标挡位与当前时刻的挡位之差大于或等于2个挡位时，退出加速升挡抑制模式，许可换挡。
32.这种抑制换挡控制是为保持加速升挡过程中动力输出的延续性，如果短时间内过快进行2次升挡，实际难以到达动力持续输出需求。同时设置退出机制考虑到未来的动力需求。
33.2.2加速降挡抑制模式，当油门踏板开度大于5％、且当前驾驶模式存在降挡需求、且上一次换挡间隔时间小于2000ms时，进入加速降挡抑制模式。
34.当2000ms后的目标挡位与当前时刻的挡位一致，则继续保持当前挡位不变。
35.当加速降挡抑制模式持续时长达到3000ms、或2000ms后的目标挡位与当前时刻的挡位之差大于或等于2个挡位，或发动机和驱动电机实际输出功率与最大输出功率之比大于60％，或动力电池soc小于20％时，退出加速降挡抑制模式，许可换挡。
36.由于加速中可能会先降挡后升挡或者连续降挡问题，如果预测到未来挡位很快会升挡，则当前尽量保持不降挡，否则会出现刚降挡就升挡的不合理控制。加速中连续降挡，可能是驾驶者急需增大扭矩，如果短时间内过快进行2次降挡，实际难以到达动力持续输出需求，应该进行短时间抑制，但是如果车辆的soc过低导致发动机部分扭矩用于充电、或者发动机和驱动电机实际输出功率与最大输出功率之比大于60％等情形出现时，导致车辆无足够扭矩储备且驾驶员扭矩需求急切，则说明降挡需求急切，则立即解除降挡抑制。
37.2.3减速升挡抑制模式，当油门踏板开度小于5％或者制动踏板开度大于5％、且当前驾驶模式存在升挡需求、且上一次换挡间隔时间小于设定间隔时间时，进入减速升挡抑制模式。
38.设定间隔时间通过车速标定得到，当不存在制动能量回收时，设定间隔时间为第一设定间隔时间，见表1；当存在制动能量回收时，设定间隔时间为第二设定间隔时间，见表
2，从表1和表2中可知，当车速大于40km/h时，第一设定间隔时间小于第二设定间隔时间。
39.表1第一设定间隔时间标定表
40.车速(km/h)0-2020-4040-60》60第一设定间隔时间(ms)020010002000
41.表2第二设定间隔时间标定表
42.车速(km/h)0-2020-4040-60》60第二设定间隔时间(ms)020030004000
43.当减速升挡抑制模式持续时长达到2000ms、或2000ms后的目标挡位与当前时刻的挡位之差大于或等于2个挡位时，退出减速升挡抑制模式，许可换挡。
44.换挡间隔时间与车速关系较大，因为通常高速时挡位保持时间较长，低速时挡位保持时间较短。车辆总体处于降挡的走势之下，无制动能量回收时，持续动力输出需求不急切，升挡需求因为模式切换造成，将这个换挡需求发生时刻控制距离前一次换挡和未来预测换挡中处于合理位置即可。如果有制动能量回收时，这个升挡需求抑制适当延迟，保持回收的持续性。
45.2.4减速降挡抑制模式，当油门踏板开度小于5％或者制动踏板开度大于5％、且当前驾驶模式存在降挡需求、且上一次换挡间隔时间小于设定间隔时间时，进入减速降挡抑制模式，减速降挡抑制模式中的设定间隔时间的确定方法与减速升挡抑制模式中的抑制。
46.当减速降挡抑制模式持续时长达到2000ms、或2000ms后的目标挡位与当前时刻的挡位之差大于或等于2个挡位、车速小于25km/h或制动踏板开度大于40％，退出减速降挡抑制模式，许可换挡。
47.滑行或减速操纵时降挡抑制控制策略与升挡抑制控制类似，但是强烈制动中降挡和车速过低降挡，发动机有转速控制的需求，因此要求此时需要优先满足降挡需求。