一種具有amt的混合動力車輛的換擋控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種混合動力車輛的換擋控制方法，更具體地說涉及一種具有AMT的混合動力車輛的換擋控制方法，屬于車輛換擋控制技術領域。
【背景技術】
[0002]AMT (機械式自動變速器)在混合動力車輛上得到了廣泛的應用。裝載了 AMT的車輛與傳統車輛的動力傳動系相比，電機居于機械式自動變速器之前，并且電機與機械式自動變速器的輸入軸同軸。
[0003]但是，此種結構下，AMT輸入軸的轉動慣量除了離合器從動盤，還有電機的轉子，使得其轉動慣量隨之增大，因此在換擋工況下，出現了如下一些換擋難題:(一)AMT中的同步器磨損嚴重、掛檔困難，導致同步器壽命縮短:同步器磨損產生的原因是變速器輸入軸轉動慣量和掛擋前后擋位速比變化帶來的AMT輸入軸速差，AMT輸入軸速差越大、電動機轉動慣量越大，則同步器磨損就越嚴重；(二)在換擋過程中，從分離離合器之后到掛檔完成接合離合器之前，始終處于動力中斷狀態，使得AMT換擋時間過長，同時動力中斷時間過長，導致車輛的動力性和駕駛感覺受到嚴重影響；(三)換擋過程沖擊過大，換擋舒適性較差。
【發明內容】
[0004]本發明針對現有的混合動力車輛上AMT存在的其轉動慣量較大、出現一些換擋難題等缺陷，提供一種具有AMT的混合動力車輛的換擋控制方法。
[0005]為實現上述目的，本發明的技術解決方案是:一種具有AMT的混合動力車輛的換擋控制方法，利用整車控制器和電機的快速響應特性，根據換擋控制的需求，控制電機調節AMT輸入軸的轉速，從而讓電機輔助AMT換擋，具體包括以下步驟:
10.整車控制器首先判斷當前檔位和目標檔位是否一致:如果一致，進入等待狀態；如果不一致，則進入離合器狀態判斷；
20.整車控制器進入離合器狀態判斷:如果離合器沒有分離，則先分離離合器；如果離合器已經分離，則保持離合器現狀；
30.然后整車控制器進入摘擋進程:此時設置電機控制模式為轉矩控制、電機目標轉矩輸出為零、電機工作模式為自由隨動；
40.當整車控制器接到摘擋完成或者選檔開始的信號后，則進入選檔進程:此時設置電機控制模式為轉矩控制、電機工作模式為正轉電動或者正轉制動，再根據目標檔位、AMT傳動比和AMT輸出軸轉速計算電機目標轉速，對電機目標轉速和電機當前轉速的差值進行PID調節，得到電機目標轉矩；
50.當電機達到目標轉速時，整車控制器先發給AMT掛檔請求信號，AMT接收到掛檔請求信號后自檢沒有問題則反饋可以掛檔信號給整車控制器，接著整車控制器控制電機開始掛檔、進入掛擋進程:此時設置電機工作模式為自由隨動、電機控制模式為轉矩控制，電機目標轉矩輸出為零； 60.AMT掛檔完成后，設置電機進入驅動工況，驅動車輛行駛，直到發動機轉速調節消除了離合器主從動盤速差以后，離合器再恢復原狀，然后恢復發動機和電機的輸出扭矩。
[0006]當車輛處于純電動工況及電動起步工況時，設置換擋前后離合器時刻都保持分離狀態，并設置換擋前離合器具有位置記憶功能，使離合器目標位置與換擋前保持一致。
[0007]與現有技術相比較，本發明的有益效果是:
本發明中利用整車控制器和電機的快速響應特性，根據換擋控制的需求，控制電機調節AMT輸入軸的轉速，從而讓電機輔助AMT換擋；縮短了發動機轉速與AMT轉速的同步時間，明顯縮短了動力中斷時間，提高了換擋舒適性；并減少了同步器的磨損，延長了同步器的使用壽命。
【附圖說明】
[0008]圖1是本發明中混合動力車輛動力系統結構示意圖。
[0009]圖2是本發明中換擋動作分解示意圖。
[0010]圖3是本發明中離合器接合和離合器分離分解示意圖。
[0011]圖4是本發明中控制策略流程圖。
[0012]【附圖說明】，發動機1，離合器2，電機3，AMT 4，車速傳感器5。
【具體實施方式】
[0013]以下結合【附圖說明】和【具體實施方式】對本發明作進一步的詳細描述。
[0014]具體參見圖1至圖3，一種具有AMT的混合動力車輛的換擋控制方法，裝載了 AMT(機械式自動變速器)4的車輛與傳統車輛的動力傳動系相比，電機3居于AMT4之前，發動機1與電機3通過離合器2相連，并且電機3與AMT4的輸入軸同軸。在換擋過程中離合器2分離，發動機1動力傳遞中斷；但是，電機3仍與AMT4的輸入軸連接。因此，利用整車控制器電機3的快速響應特性，根據換擋控制的需求，控制電機3調節AMT4輸入軸的轉速，從而讓電機3輔助AMT4換擋，則可以縮短發動機1轉速與AMT4轉速的同步時間，從而減少了AMT4換擋時間過長和動力中斷時間過長等問題，提高了換擋舒適性；并減少了同步器的磨損，延長了同步器的使用壽命。
[0015]參見圖4，該換擋控制方法具體包括以下步驟:
10.整車控制器首先判斷當前檔位和目標檔位是否一致:如果一致，進入等待狀態；如果不一致，則進入離合器2狀態判斷。
[0016]20.整車控制器進入離合器2狀態判斷:如果離合器2沒有分離，則先分離離合器2 ;如果離合器2已經分離，則保持離合器2現狀。
[0017]30.然后整車控制器進入摘擋進程:此時設置電機3控制模式為轉矩控制、電機3目標轉矩輸出為零、電機3工作模式為自由隨動。因為摘擋，電機3有扭矩輸出的話，可能會造成摘擋失敗，因此控制電機3不輸出扭矩；同理換擋過程電機3也不能扭矩輸出；而選檔過程需要消除速差，因此電機3要有扭矩輸出。
[0018]40.當整車控制器接到摘擋完成或者選檔開始的信號后，則進入選檔進程:此時設置電機3控制模式為轉矩控制、電機3工作模式為正轉電動或者正轉制動；再根據目標檔位、AMT4傳動比和AMT4輸出軸轉速計算電機3目標轉速，對電機3目標轉速和電機3當前轉速的差值進行PID調節，得到電機3目標轉矩。
[0019]50.當電機3達到目標轉速時，整車控制器先發給AMT4掛檔請求信號，AMT4接收到掛檔請求信號后自檢沒有問題則反饋可以掛檔信號給整車控制器，接著整車控制器控制電機3開始掛檔、進入掛擋進程:此時設置電機3工作模式為自由隨動、電機3控制模式為轉矩控制，電機3目標轉矩輸出為零。
[0020]60.AMT4掛檔完成后，設置電機3進入驅動工況，驅動車輛行駛，直到發動機1轉速調節消除了離合器2主從動盤速差以后，離合器2再恢復原狀，然后恢復發動機1和電機3的輸出扭矩。
[0021]進一步的，當車輛處于純電動工況及電動起步工況時，設置換擋前后離合器2時刻都保持分離狀態，并設置換擋前離合器2具有位置記憶功能，使離合器2目標位置與換擋前保持一致。
[0022]同時，如果換擋開始時，離合器2已處于分離狀態，說明司機選擇的是純電動行駛的模式，則只需要恢復電機3扭矩，繼續純電動行駛，然后換擋過程結束。
[0023]多次試驗證明，采用本發明中的控制方法使得每臺新能源汽車能夠減低成本1000元左右，降低了成本；每次換擋動力中斷時間能減少300ms左右，有效的改善了駕駛性能。
[0024]以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，上述結構都應當視為屬于本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種具有AMT的混合動力車輛的換擋控制方法，其特征在于，利用整車控制器和電機(3)的快速響應特性，根據換擋控制的需求，控制電機(3)調節AMT (4)輸入軸的轉速，從而讓電機(3)輔助AMT (4)換擋，具體包括以下步驟: 整車控制器首先判斷當前檔位和目標檔位是否一致:如果一致，進入等待狀態；如果不一致，則進入離合器(2)狀態判斷； 整車控制器進入離合器(2 )狀態判斷:如果離合器(2 )沒有分離，則先分離離合器(2 );如果離合器(2)已經分離，則保持離合器(2)現狀； 30.然后整車控制器進入摘擋進程:此時設置電機(3)控制模式為轉矩控制、電機(3)目標轉矩輸出為零、電機(3)工作模式為自由隨動； 當整車控制器接到摘擋完成或者選檔開始的信號后，則進入選檔進程:此時設置電機(3)控制模式為轉矩控制、電機(3)工作模式為正轉電動或者正轉制動，再根據目標檔位、AMT (4)傳動比和AMT (4)輸出軸轉速計算電機(3)目標轉速，對電機(3)目標轉速和電機(3)當前轉速的差值進行PID調節，得到電機(3)目標轉矩； 當電機(3)達到目標轉速時，整車控制器先發給AMT (4)掛檔請求信號，AMT (4)接收到掛檔請求信號后自檢沒有問題則反饋可以掛檔信號給整車控制器，接著整車控制器控制電機(3)開始掛檔、進入掛擋進程:此時設置電機(3)工作模式為自由隨動、電機(3)控制模式為轉矩控制，電機(3)目標轉矩輸出為零； AMT (4)掛檔完成后，設置電機(3)進入驅動工況，驅動車輛行駛，直到發動機(1)轉速調節消除了離合器(2)主從動盤速差以后，離合器(2)再恢復原狀，然后恢復發動機(1)和電機(3)的輸出扭矩。2.根據權利要求1所述的一種具有AMT的混合動力車輛的換擋控制方法，其特征在于:當車輛處于純電動工況及電動起步工況時，設置換擋前后離合器(2)時刻都保持分離狀態，并設置換擋前離合器(2)具有位置記憶功能，使離合器(2)目標位置與換擋前保持一致。
【專利摘要】一種具有AMT的混合動力車輛的換擋控制方法，利用整車控制器和電機（3）的快速響應特性，根據換擋控制的需求，控制電機（3）調節AMT（4）輸入軸的轉速，從而讓電機（3）輔助AMT（4）換擋，包括以下步驟：檔位判斷、離合器（2）狀態判斷、摘擋進程、選檔進程、掛擋進程和進入驅動工況。縮短了發動機（1）轉速與AMT（4）轉速的同步時間，明顯縮短了動力中斷時間，提高了換擋舒適性；并減少了同步器的磨損，延長了同步器的使用壽命。
【IPC分類】B60W10/11, B60W10/08
【公開號】CN105270387
【申請號】CN201510738035
【發明人】何華強, 高鑫, 張明凱, 馬彪, 方紅
【申請人】東風商用車有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年11月4日