一种带AMT 变速箱的混合动力汽车的换挡控制方法

摘要

本发明公开了一种带AMT变速箱的混合动力汽车的换挡控制方法，包括以下步骤：A：HCU判断是否收到TCU发出的换挡信号；B：当HCU收到TCU发出的换挡信号时，HCU同时向电机和发动机发出扭矩降为零的指令；C：当电机和发动机的扭矩都降为零时，TCU控制同步器移动到空挡位置；D：当TCU控制同步器移动到空挡位置时，HCU向电机发出产生反向扭矩的指令以进行调速；和E：当电机调速完成后，TCU向电机发出扭矩降为零的指令，当电机的扭矩为零时，TCU控制同步器移动到预定挡位并锁定。根据本发明实施例的带AMT变速箱的混合动力汽车的换挡控制方法，可以合理控制发动机和电机调速，使换挡快捷平稳，减小接合过程中的车辆冲击、提高驾驶舒适性。

说明书

技术领域

本发明属于混合动力汽车技术领域，特别是涉及一种带AMT变速箱的混合动力汽车的换挡控制方法。 

背景技术

随着国际上对能源安全和环境保护问题的重视不断提升，各国对汽车排放污染物要求越来越严格。减少对能源的依赖，实现节能减排，已成为世界经济持续发展迫切需要解决的问题。因此，混合动力汽车、纯电动汽车已成为当今汽车业发展的趋势。其中的油电混合动力汽车是将电机和发动机相结合，针对各个工况设置怠速停机、电机起动、智能充电、再生制动、电机助力、电动爬行等混动功能，具有降低油耗、减少排放、增加续驶里程、提高技术成熟度等优点，是目前汽车行业发展的首选趋势。 

图1示出了一种现有的混合动力汽车的技术方案，其中，1-电机控制器，2-电机，3-模式离合器，4-汽油发动机，5-发动机管理系统，6-混动动力控制器，7-动力电池组，8-充电器，9-电池管理系统，10-油箱，显示终端(图中未示出)和12-AMT自动变速箱。 

如图1所示，汽油发动机4和电机2是两个动力源，模式离合器3用于两个动力源之间的接合，混动动力控制器(HCU)6是整车控制的核心，用于控制协调发动机管理系统(EMS)5和电机控制器(MCU)1之间的协调，以及二者与变速箱控制系统(TCU，图中未示出)的扭矩协调，以实现车辆良好的驾驶性能及能量最优化。 

其中，AMT自动变速箱的换挡控制在混合动力汽车领域中是关键技术之一，其也在不断发展进步。在混合动力汽车，AMT自动变速箱换挡过程中，由汽油发动机和电机两种动力源同时工作切换到电机转速控制模式。因此，AMT自动变速箱换挡控制过程中，很容易造成车辆的冲击很大，需要合理的控制两种动力源的在换挡过程中的分配，优化的控制策略对于解决冲击问题非常重要。 

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。 

为此，本发明的一个目的在于提出一种可以合理控制发动机和电机调速，使换挡快捷平稳，减小接合过程中的车辆冲击、提高驾驶舒适性的应用于带AMT变速箱的混合动力汽车的换挡控制方法。 

根据本发明实施例的带AMT变速箱的混合动力汽车的换挡控制方法，所述电动汽车包括混合动力控制器和与所述混合动力控制器相连的AMT变速箱控制器，包括以下步骤：A： 所述混合动力控制器判断是否收到所述AMT变速箱控制器发出的换挡信号；B：当所述混合动力控制器收到所述AMT变速箱控制器发出的换挡信号时，所述混合动力控制器同时向电机和发动机发出扭矩降为零的指令；C：当所述电机和所述发动机的扭矩都降为零时，所述AMT变速箱控制器控制同步器移动到空挡位置；D：当所述AMT变速箱控制器控制同步器移动到空挡位置时，所述混合动力控制器向所述电机发出产生反向扭矩的指令以进行调速；和E：当所述电机调速完成后，AMT变速箱控制器向所述电机发出扭矩降为零的指令，当所述电机的扭矩为零时，所述AMT变速箱控制器控制所述同步器移动到预定挡位并锁定。 

根据本发明实施例的带AMT变速箱的混合动力汽车的换挡控制方法，在换挡的过程中，电机的扭矩先是减小，电机扭矩降到零后，产生反方向扭矩进行调速，发动机始终维持在怠速工况，由此，可以合理控制发动机和电机调速，使换挡快捷平稳，减小接合过程中的车辆冲击、提高驾驶舒适性。 

另外，根据本发明上述实施例的带AMT变速箱的混合动力汽车的换挡控制方法还可以具有如下附加的技术特征： 

根据本发明的一个实施例带AMT变速箱的混合动力汽车的换挡控制方法，还包括：F：所述AMT变速箱控制器向所述混合动力控制器发出换挡完成信号；G：所述混合动力控制器收到换挡完成信号后，所述混合动力控制器向所述电机发出扭矩上升至第一预定值的指令且所述混合动力控制器向所述发动机发出扭矩上升至第二预定值的指令。 

有利地，根据本发明的一个实施例带AMT变速箱的混合动力汽车的换挡控制方法，所述混合动力控制器向所述电机发出扭矩以一阶滤波曲线上升再下降直至所述第一预定值的指令。 

有利地，根据本发明的一个实施例带AMT变速箱的混合动力汽车的换挡控制方法，所述混合动力控制器向所述发动机发出扭矩以一阶滤波曲线上升至所述第二预定值的指令。 

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。 

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中： 

图1是现有技术中的一种混合动力汽车的示意图； 

图2是根据本发明的一个实施例的带AMT变速箱的混合动力汽车的换挡控制方法示意图；和 

图3是采用根据本发明的一个实施例的带AMT变速箱的混合动力汽车的换挡控制方法进行换挡过程中随时间变化的的曲线示意图； 

其中，图3中a代表车速曲线，b代表电机-发动机转速曲线，c代表预定挡位曲线，d代表当前挡位曲线，e代表控制模式曲线，f代表电机扭矩曲线和g代表发动机扭矩曲线。 

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。 

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。 

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。 

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体地连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。 

下面参考附图来详细描述根据本发明实施例的带AMT变速箱的混合动力汽车的换挡控制方法。 

如图2-3所示，根据本发明实施例的带AMT变速箱的混合动力汽车的换挡控制方法，所述电动汽车包括混合动力控制器和与所述混合动力控制器相连的AMT变速箱控制器。 

具体而言，包括以下步骤： 

A：所述混合动力控制器判断是否收到所述AMT变速箱控制器发出的换挡信号。 

B：当所述混合动力控制器收到所述AMT变速箱控制器发出的换挡信号时，所述混合动力控制器同时向电机和发动机发出扭矩降为零的指令。 

C：当所述电机和所述发动机的扭矩都降为零时，所述AMT变速箱控制器控制同步器移动到空挡位置。 

D：当所述AMT变速箱控制器控制同步器移动到空挡位置时，所述混合动力控制器向所述电机发出产生反向扭矩的指令以进行调速。 

E：当所述电机调速完成后，AMT变速箱控制器向所述电机发出扭矩降为零的指令，当所述电机的扭矩为零时，所述AMT变速箱控制器控制所述同步器移动到预定挡位并锁定。 

根据本发明实施例的带AMT变速箱的混合动力汽车的换挡控制方法，在换挡的过程中，电机的扭矩先是减小，电机扭矩降到零后，产生反方向扭矩进行调速，发动机始终维持在怠速工况，由此，可以合理控制发动机和电机调速，使换挡快捷平稳，减小接合过程中的车辆冲击、提高驾驶舒适性。 

根据本发明的一个实施例，所述带AMT变速箱的混合动力汽车的换挡控制方法，还包括：F：所述AMT变速箱控制器向所述混合动力控制器发出换挡完成信号；G：所述混合动力控制器收到换挡完成信号后，所述混合动力控制器向所述电机发出扭矩上升至第一预定 值的指令且所述混合动力控制器向所述发动机发出扭矩上升至第二预定值的指令。 

有利地，根据本发明的一个实施例带AMT变速箱的混合动力汽车的换挡控制方法，所述混合动力控制器向所述电机发出扭矩以一阶滤波曲线上升再下降直至所述第一预定值的指令。 

有利地，根据本发明的一个实施例带AMT变速箱的混合动力汽车的换挡控制方法，所述混合动力控制器向所述发动机发出扭矩以一阶滤波曲线上升至所述第二预定值的指令。 

由此，在换挡成功后，发动机的目标扭矩以一阶滤波曲线上升，直到达到设定值，而电机的扭矩是一个滤波上升再下降的过程，直到设定值，以使换挡后动力源的总和扭矩能够尽快以一个平滑的曲线上升。通过合理控制电机和发动机的扭矩分配，使扭矩恢复平顺。 

下面参考附图3，以1挡升2挡为例来简述采用根据本发明的带AMT变速箱的混合动力汽车的换挡控制方法进行换挡的过程。 

(1)在车速逐渐增加时，当车辆满足1挡升2挡条件(根据Shift Map判断)时，AMT变速箱控制器的控制模式从0变为2，此时混动动力控制器接到AMT变速箱控制器控制模式不为0的信号(即请求换挡的信号)，并给电机发送一个扭矩降为零的指令，同时也给发动机发送一个扭矩降为零的指令。在t0时，电机接到指令减小扭矩，发动机扭矩降为零进入怠速工况。 

(2)在t1时，发动机和电机扭矩都为零，此时AMT变速箱控制器开始控制同步器移动到空挡位置。 

(3)t1到t2期间是电机调速阶段，由于换挡过程中，发动机的转动惯量比较大，电机的调速扭矩比较大。经过试验验证，电机的调速扭矩在可接受的范围内。所以在调速模式中，通过调节电机产生反方向的扭矩来调速。为了便于电机调速，发动机扭矩为零，始终处于怠速状态。 

(4)在t2时，电机调速完成，AMT变速箱控制器给电机发送Free Mode，电机的目标扭矩变为零。发动机目标扭矩为零，发动机离合器输出扭矩为零。在t2-t3是换挡阶段，同步器开始移动，直到移到目标挡位并锁住。 

(5)t3时换挡成功，同步器移到位后，AMT变速箱控制器给混动动力控制器发送控制模式为0信号(即换挡完成的信号)。混动动力控制器接收到信号后，做扭矩恢复的操作，混动动力控制器发给发动机目标扭矩以一阶滤波曲线上升，而由于发动机实际扭矩的响应滞后，混动动力控制器给电机的扭矩一个滤波上升再下降的过程，以使换挡后动力源的总和扭矩能够尽快以一个平滑的曲线上升。 

根据本发明实施例的带AMT变速箱的混合动力汽车的换挡控制方法，预定换挡条件满足后，AMT变速箱开始换挡。在AMT变速箱换挡的过程中，电机的扭矩先是减小，电机扭矩降到零后，产生反方向扭矩进行调速，发动机始终维持在怠速工况。在换挡成功后，发动机的目标扭矩以一阶滤波曲线上升，直到达到设定值，而电机的扭矩是一个滤波上升再下降的过程，直到设定值，以使换挡后动力源的总和扭矩能够尽快以一个平滑的曲线上升。通过该控制方法，使AMT变速箱换挡过程中的车辆冲击小，驾驶舒适性良好。通过合理控 制电机和发动机的扭矩分配，使扭矩恢复平顺。 

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。 

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。