阅读说明：本技术 混合动力越野车重型减速箱自动换挡控制方法 (Automatic gear shifting control method for heavy reduction gearbox of hybrid off-road vehicle ) 是由 谢锡春 李进伟 余翔宇 付畅 汪振晓 于 2020-05-01 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种混合动力越野车重型减速箱自动换挡控制方法,其特征在于,包括步骤1)获取参数判断是否进入电机前驱模式；2)判断是否进入动态自动换挡模式；3)根据SOC和实际加速度优先控制档位；4)摘挡过程中同步调节电机转速与转矩；5)挂挡过程中执行油门恢复。本发明电机转速调节与减速箱摘挡过程同步进行,电机转矩调节与减速箱挂挡过程同步进行,保证了电机转速和转矩调节与减速箱换挡的同步性,缩短了换挡时间。且车速信息更加准确,并保持了路况加速度在换挡前后的一致性。保证了电机转速与转矩的匹配度,提高了换挡的平顺性。(The invention discloses an automatic gear shifting control method for a heavy reduction gearbox of a hybrid off-road vehicle, which is characterized by comprising the following steps of 1) obtaining parameters and judging whether to enter a motor forerunner mode; 2) judging whether to enter a dynamic automatic gear shifting mode; 3) preferentially controlling gears according to the SOC and the actual acceleration; 4) synchronously adjusting the rotating speed and the torque of the motor in the gear-off process; 5) and executing throttle recovery in the gear engaging process. According to the invention, the motor rotating speed adjustment and the reduction gearbox gear-off process are carried out synchronously, the motor torque adjustment and the reduction gearbox gear-on process are carried out synchronously, the synchronism of the motor rotating speed and torque adjustment and the reduction gearbox gear-shifting is ensured, and the gear-shifting time is shortened. The speed information is more accurate, and the consistency of the road condition acceleration before and after gear shifting is kept. The matching degree of the rotating speed and the torque of the motor is ensured, and the gear shifting smoothness is improved.)

混合动力越野车重型减速箱自动换挡控制方法

技术领域

本发明涉及汽车变速箱控制技术领域，具体地指一种混合动力越野车重型减速箱自动换挡控制方法。

背景技术

随着混合动力越野车的发展，传动装置和驱动电机是必不可少的关键总成，两者的协调控制技术是整个电驱动总成开发的关键。由于电机的转速-转矩特性接近理想的车辆运行特性，因此纯电驱动时多采用电机直驱方案。但采用这种传动方案的车辆由于在整个行驶过程中无法保证电机工作在高效区间，节能效果受到一定影响，同时这种传动方式对电机和电池性能要求较高，为满足车辆行驶要求，转速需要达到10000r/min以上，否则车辆动力性受限，因此电机直驱方案限制了纯电动汽车性能的有效提升。采用直驱方式的纯电动车辆，虽然电机高效区效率可达到95％以上，而其低效区效率只有70％左右，所以在绝大多数运行情况下电机效率很低。为了提高车辆动力性、经济性同时降低对牵引电机和电池的要求，多挡化成为电动车辆传动系统发展趋势。

目前常见的两档减速箱传动方案，利用减速器速比的切换，能够大大降低了电机最高运行转速，改善电机运行环境，同时降低了车辆对电池的性能要求，对于整车性能，反而通过变速比提高了低速爬坡能力和最高行驶车速。两挡减速箱不仅可以减少能量消耗，而且可减少整个驱动链的尺寸和重量。

由于混合动力重型越野车辆行驶工况复杂、自重较大，在起步及加速爬坡时需要较大的电机牵引力，对驱动电机的扭矩范围要求较高，且还需要满足最高车速要求，这就不可避免的造成了两档减速箱的速比级差大，现有的技术对这种速比级差较大的减速箱控制，很难兼顾换挡时间和换挡平顺性要求。

发明内容

本发明的目的就是要克服上述现有技术存在的不足，提供一种换挡时间短、换挡平顺性更高的混合动力越野车重型减速箱自动换挡控制方法。

为实现上述目的，本发明提供一种混合动力越野车重型减速箱自动换挡控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)汽车上电后，获取驱动模式信号和车速。

2)当驱动模式为发动机后驱模式时，减速箱执行强制空挡；当驱动模式为电机发动机双驱动模式时，减速箱档位跟分动箱档位保持一致；当驱动模式为电机前驱模式时，根据车速判断是否进入动态自动换挡模式。

3)当没有进入动态自动换挡模式时，循环步骤1)～2)；当进入动态自动换挡模式时，获取当前档位、电机转速、电机转矩、电池电荷状态SOC、油门大小和制动信号。

4)若电池电荷状态SOC小于临界值，则切换为低档并保持不变；否则，计算实际加速度。

5)当实际加速度大于或等于加速度临界值时，保持当前档位不变；否则，根据电机转速-车速-油门换挡Map确定换挡时机。

6)减速箱执行摘挡，同时控制电机转矩为0，并根据车速计算电机的目标转速。

7)当电机转速达到目标转速后，减速箱执行挂挡，同时控制电机转矩使路况加速度与换当前保持一致，完成换挡，循环步骤3)～7)。

进一步地，步骤2)中，驱动模式信号通过高低档切换开关、减速箱强制空挡开关、分动箱强制空挡开关确定，当减速箱强制空挡开关、分动箱强制空挡开关均为关闭时，驱动模式为电机发动机双驱动模式，通过高低档切换开关换挡；当减速箱强制空挡开关为开启、分动箱强制空挡开关为关闭时，驱动模式为发动机后驱模式；当减速箱强制空挡开关为关闭、分动箱强制空挡开关为开启时，驱动模式为电机前驱模式。

进一步地，步骤2)中，在电机前驱模式下，当车速大于或等于车速临界值时，进入动态自动换挡模式。

进一步地，步骤4)中，实际加速度的计算公式为

其中，u为车速，t为时间，m为汽车质量，δ为旋转质量转换系数，A、B、C、D均为拟合系数。

进一步地，步骤6)中，电机转速的通过调节电机的工作频率和工作电流实现。

进一步地，步骤7)中，路况加速度＝实际加速度×峰值转矩/瞬态转矩，其中，峰值转矩为电机的定值，瞬态转矩为可调的变化值。

进一步地，步骤4)～7)中，若制动信号为汽车正在执行制动，则减速箱回空挡。

本发明的有益效果是：换挡时间短、换挡平顺性更高。电机转速调节与减速箱摘挡过程同步进行，电机转矩调节与减速箱挂挡过程同步进行，保证了电机转速和转矩调节与减速箱换挡的同步性，缩短了换挡时间。且车速信息通过电机转速传感器获取车轮处的脉冲距离计算，并保持了路况加速度在换挡前后的一致性。保证了电机转速与转矩的匹配度，提高了换挡的平顺性。

具体实施方式

下面对本发明作进一步的详细说明，便于更清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。

一种混合动力越野车重型减速箱自动换挡控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

1、汽车上电后，获取驱动模式信号和车速。

2、当减速箱强制空挡开关、分动箱强制空挡开关均为关闭时，驱动模式为电机发动机双驱动模式，通过高低档切换开关换挡，减速箱档位跟分动箱档位保持一致；当减速箱强制空挡开关为开启、分动箱强制空挡开关为关闭时，驱动模式为发动机后驱模式，减速箱执行强制空挡；当减速箱强制空挡开关为关闭、分动箱强制空挡开关为开启时，驱动模式为电机前驱模式，根据车速判断是否进入动态自动换挡模式。

3、当车速小于车速临界值时，不进入动态自动换挡模式时，循环步骤1)～2)；当车速大于或等于车速临界值时，进入动态自动换挡模式，获取当前档位、电机转速、电机转矩、电池电荷状态SOC、油门大小和制动信号，。

4、在动态自动换挡模式的任何时刻，若制动信号显示为制动，则减速箱回空挡，保证了减速箱的安全性。

5、若电池电荷状态SOC小于临界值，则切换为低档并保持不变，这样保证了电池剩余电池不多时避免进行高档高速行驶，延长续航里程；否则，计算实际加速度。实际加速度的计算公式为

其中，u为车速，t为时间，m为汽车质量，δ为旋转质量转换系数，A、B、C、D均为拟合系数。

6、当实际加速度大于或等于加速度临界值时，认为汽车正在进行上坡，上坡过程中保持当前档位不变，有利于汽车行驶的稳定性，随着车速逐步减小，若档位从高档变成低档后，则维持低档不变；否则，根据电机转速-车速-油门换挡Map确定换挡时机。

7、减速箱执行摘挡，同时控制电机转矩为0，并根据车速计算电机的目标转速。电机转矩调为0是为了避免换挡过程中主动齿轮和啮合齿轮啮合时存在附加力矩，避免造成换挡困难。车速是电机的转速传感器通过发送脉冲信号获取的车轮处的脉冲距离而求得的；电机转速的通过调节电机的工作频率和工作电流实现。这样，车速的信息更加准确，使得电机转速的调节更加准确。电机的转速调节与摘挡同步进行，有利用换挡的同步性，缩短换挡时间。

8、当电机转速达到目标转速后，减速箱执行挂挡，同时控制电机转矩使路况加速度与换当前保持一致，路况加速度＝实际加速度×峰值转矩/瞬态转矩，其中，峰值转矩为电机的定值，瞬态转矩为可调的变化值。完成换挡，循环步骤3)～7)。

本发明的电机转速调节与减速箱摘挡过程同步进行，电机转矩调节与减速箱挂挡过程同步进行，保证了电机转速和转矩调节与减速箱换挡的同步性，缩短了换挡时间。且车速信息通过电机转速传感器获取车轮处的脉冲距离计算，并保持了路况加速度在换挡前后的一致性。保证了电机转速与转矩的匹配度，提高了换挡的平顺性。