阅读说明：本技术 混合动力汽车纯电动驱动模式换档点标定的方法 (Method for calibrating pure electric drive mode shift point of hybrid electric vehicle ) 是由 韩婷 钟发平 于海生 程辉军 邹永强 庞雷保 孙哲浩 于 2020-03-31 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种混合动力汽车纯电动驱动模式换档点标定的方法,根据EV-1驱动模式换档点的标定方法获得EV-1驱动模式下的外齿圈转速、外齿圈扭矩与系统效率的三维对应表和外齿圈转速、外齿圈扭矩与第一制动器锁止扭矩的三维对应表,根据EV-2驱动模式换档点的标定方法获得EV-2驱动模式下的外齿圈扭矩、外齿圈转速与系统效率的三维对应表,根据EV-3驱动模式换档点的标定方法获得EV-3驱动模式下的外齿圈转速、外齿圈扭矩与系统效率的三维对应表和外齿圈转速、外齿圈扭矩与第一行星架转速的三维对应表。本发明方法简单可行,确保混合动力汽车所运行工况的动力系统效率最优,减少效率损失。(The invention provides a method for calibrating a pure electric drive mode gear shifting point of a hybrid electric vehicle, which comprises the steps of obtaining a three-dimensional correspondence table of an outer gear ring rotating speed, an outer gear ring torque and system efficiency and a three-dimensional correspondence table of the outer gear ring rotating speed, the outer gear ring torque and first brake locking torque under an EV-1 drive mode according to a calibration method of the EV-1 drive mode gear shifting point, obtaining a three-dimensional correspondence table of the outer gear ring torque, the outer gear ring rotating speed and system efficiency under an EV-2 drive mode according to a calibration method of the EV-2 drive mode gear shifting point, and obtaining a three-dimensional correspondence table of the outer gear ring rotating speed, the outer gear ring torque and system efficiency and a three-dimensional correspondence table of the outer gear ring rotating speed, the outer gear ring torque and first planet carrier rotating speed under an EV-3 drive mode gear shifting point. The method is simple and feasible, ensures the optimal efficiency of the power system of the running working condition of the hybrid electric vehicle, and reduces the efficiency loss.)

混合动力汽车纯电动驱动模式换档点标定的方法

技术领域

本发明涉及一种混合动力汽车纯电动驱动模式换档点标定的方法。

背景技术

在混合动力汽车行驶过程中，会根据工况以及驾驶员意图进行档位切换，相应地，混合动力汽车使用的混合动力系统的工作模式也就相应地变化，对于不同的工作模式之间的切换，会涉及到扭矩分配，扭矩分配是否合适，最终会影响到动力系统的系统效率以及整车油耗。为了在换档时动力系统的系统效率最优，就需要考虑换档点，而如何确定各驱动模式的换档点，就成为当前的一个研究课题。

发明内容

本发明旨在提供一种简单可行的混合动力汽车纯电动驱动模式换档点标定的方法，确保混合动力汽车所运行工况的动力系统效率最优，减少效率损失。

本发明通过以下方案实现：

一种混合动力汽车纯电动驱动模式换档点标定的方法，按以下情况进行：

(一)EV-1驱动模式换档点的标定方法具体按以下步骤进行：

S1在INCA-FLOW软件中将车辆运行模式设置为EV-1驱动模式，之后将半轴转速升至半轴目标转速，通过Set Value工具将外齿圈目标扭矩THo_set、第一制动器锁止扭矩最大值TB1_max相应赋值给外齿圈扭矩标定量THo_soll_MC、第一制动器锁止扭矩标定量TB1_soll，之后执行步骤S2；

S2在设定时间内实时测量并记录第一制动器锁止扭矩TB1、外齿圈扭矩THo、外齿圈转速nHo和系统效率Sys_Efficiency，分别计算第一制动器锁止扭矩、外齿圈扭矩、外齿圈转速和系统效率的平均值并通过Excel Write工具将各平均值写入Excel表中，将第一制动器锁止扭矩、外齿圈扭矩、外齿圈转速和系统效率的平均值作为该半轴目标转速下一组相对应的第一制动器锁止扭矩、外齿圈扭矩、外齿圈转速和系统效率，并将当前的第一制动器锁止扭矩标定量TB1_soll和外齿圈扭矩标定量THo_soll_MC的值通过Set Value工具分别赋值给常数A和常数B，之后执行步骤S3；

S3判断当前小电机(E1)和大电机(E2)的温度是否均小于第一预设温度，若是，则执行步骤S4；若否，则撤掉第一制动器锁止扭矩标定量TB1_soll和外齿圈扭矩标定量THo_soll_MC即第一制动器锁止扭矩标定量TB1_soll和外齿圈扭矩标定量THo_soll_MC归零，等待小电机和大电机降温，当小电机和大电机的温度均小于第二预设温度时，第二预设温度小于第一预设温度，将常数A和常数B的值分别赋值给第一制动器锁止扭矩标定量TB1_soll和外齿圈扭矩标定量THo_soll_MC，之后重新执行步骤S2；

S4将当前第一制动器锁止扭矩标定量TB1soll减去第一预设值后重新赋值给第一制动器锁止扭矩标定量TB1_soll，判断重新赋值后的第一制动器锁止扭矩标定量TB1soll是否小于第一制动器锁止扭矩最小值TB1_min，若否，则重新执行步骤S2；若是，则将当前外齿圈扭矩标定量THo_soll_MC减去第二预设值后重新赋值给外齿圈扭矩标定量THo_soll_MC，判断重新赋值后的外齿圈扭矩标定量THo_soll_MC是否小于外齿圈扭矩允许最小值与第三预设值的差值，若是，则执行步骤S5；若否，则重新执行步骤S2；

S5改变半轴目标转速，按步骤S1-S4得到不同半轴目标转速下所有的相对应的第一制动器锁止扭矩、外齿圈扭矩、外齿圈转速和系统效率，选取出各外齿圈转速和外齿圈扭矩组合下的最高系统效率及最高系统效率所对应的第一制动器锁止扭矩，使用选取出的数据建立EV-1驱动模式下的外齿圈转速、外齿圈扭矩与系统效率的三维对应表和外齿圈转速、外齿圈扭矩与第一制动器锁止扭矩的三维对应表；

(二)EV-2驱动模式换档点的标定方法具体按以下步骤进行：

(a)在INCA-FLOW软件中将车辆运行模式设置为EV-2驱动模式，之后将半轴转速升至半轴目标转速，通过Set Value工具将外齿圈目标扭矩THo_set赋值给外齿圈扭矩标定量THo_soll_MC，之后重新执行步骤(b)；

(b)在设定时间内实时测量并记录外齿圈扭矩THo、外齿圈转速nHo和系统效率Sys_Efficiency，分别计算外齿圈扭矩、外齿圈转速和系统效率的平均值并通过ExcelWrite工具将各平均值写入Excel表中，将外齿圈扭矩、外齿圈转速和系统效率的平均值作为该半轴目标转速下一组相对应的外齿圈扭矩、外齿圈转速和系统效率，之后执行步骤(c)；

(c)判断当前小电机(E1)和大电机(E2)的温度是否均小于第一预设温度，若是，则执行步骤(d)；若否，则撤掉外齿圈扭矩标定量THo_soll_MC即外齿圈扭矩标定量THo_soll_MC归零，等待小电机和大电机降温，当小电机和大电机的温度均小于第二预设温度时，第二预设温度小于第一预设温度，重新执行步骤(b)；

(d)将当前外齿圈扭矩标定量THo_soll_MC减去第二预设值后重新赋值给外齿圈扭矩标定量THo_soll_MC，判断重新赋值后的外齿圈扭矩标定量THo_soll_MC是否小于外齿圈扭矩允许最小值与第四预设值的差值，若是，则执行步骤(e)；若否，则重新执行步骤(b)；

(e)改变半轴目标转速，按步骤(a)-(d)得到不同半轴目标转速相对应的外齿圈扭矩、外齿圈转速和系统效率，建立EV-2驱动模式下的外齿圈扭矩、外齿圈转速与系统效率的三维对应表；

(三)EV-3驱动模式换档点的标定方法具体按以下步骤进行：

i在INCA-FLOW软件中将车辆运行模式设置为EV-3驱动模式，之后将半轴转速升至半轴目标转速，通过Set Value工具将外齿圈目标扭矩THo_set、第一行星架转速最大值nst_max相应赋值给外齿圈扭矩标定量THo_soll_MC、第一行星架转速标定量nst_soll，之后执行步骤ii；

ii在设定时间内实时测量并记录第一行星架转速nst、外齿圈扭矩THo、外齿圈转速nHo和系统效率Sys_Efficiency，分别计算第一行星架转速、外齿圈扭矩、外齿圈转速和系统效率的平均值并通过Excel Write工具将各平均值写入Excel表中，将第一行星架转速、外齿圈扭矩、外齿圈转速和系统效率的平均值作为该半轴目标转速下一组相对应的第一制动器锁止扭矩、外齿圈扭矩、外齿圈转速和系统效率，并将当前的第一行星架转速标定量nst_soll和外齿圈扭矩标定量THo_soll_MC的值通过Set Value工具分别赋值给常数A和常数B，之后执行步骤iii；

iii判断当前小电机(E1)和大电机(E2)的温度是否均小于第一预设温度，若是，则执行步骤iv；若否，则撤掉第一行星架转速标定量nst_soll和外齿圈扭矩标定量THo_soll_MC即第一行星架转速标定量nst_soll和外齿圈扭矩标定量THo_soll_MC归零，等待小电机和大电机降温，当小电机和大电机的温度均小于第二预设温度时，第二预设温度小于第一预设温度，将常数A和常数B的值分别赋值给第一行星架转速标定量nst_soll和外齿圈扭矩标定量THo_soll_MC，之后重新执行步骤ii；

iv将当前第一行星架转速标定量nst_soll减去第五预设值后重新赋值给第一行星架转速标定量nst_soll，判断重新赋值后的第一行星架转速标定量nst_soll是否小于第一行星架转速最小值nst_min，若否，则重新执行步骤ii；若是，则将当前外齿圈扭矩标定量THo_soll_MC减去第二预设值后重新赋值给外齿圈扭矩标定量THo_soll_MC，判断重新赋值后的外齿圈扭矩标定量THo_soll_MC是否小于外齿圈扭矩允许最小值与第六预设值的差值，若是，则执行步骤v；若否，则重新执行步骤ii；

v改变半轴目标转速，按步骤i-iv得到不同半轴目标转速下所有的相对应的第一行星架转速、外齿圈扭矩、外齿圈转速和系统效率，选取出各外齿圈转速和外齿圈扭矩组合下的最高系统效率及最高系统效率所对应的第一行星架转速，使用选取出的数据建立EV-3驱动模式下的外齿圈转速、外齿圈扭矩与系统效率的三维对应表和外齿圈转速、外齿圈扭矩与第一行星架转速的三维对应表。

进一步地，若某个工况存在单一纯电动驱动模式，则该工况选用该纯电动驱动模式；若某个工况存在两种以上纯电动驱动模式且该工况采用不同的纯电动驱动模式时的系统效率不同，则该工况选用系统效率较高的纯电动驱动模式；若某个工况存在两种以上纯电动驱动模式且该工况采用任意纯电动驱动模式时的系统效率相同，则在该工况设过渡换档点，在过渡换档点可根据具体情况选择其中一种纯电动驱动模式。

进一步地，所述第一预设值为25～35N，第二预设值为45～55N，第三预设值为790～810N，第四预设值为370～390N，第五预设值为25～35rpm，第六预设值为270～290N，第一预设温度为115～125℃，第二预设温度为75～85℃。

系统效率的计算公式根据使用的混合动力传动系统的结构进行设计，系统效率的计算公式预先存在测试程序中，系统效率可实时计算并记录。半轴目标转速的取值范围根据外齿圈转速的取值范围按现有技术转换得到。

本发明的混合动力汽车纯电动驱动模式换档点标定的方法，简单可行，通过全面扫点对比得到不同纯电动驱动模式的系统效率最优的换档点，准确性较高，确保混合动力汽车所运行工况的动力系统效率最优，减少效率损失。

附图说明

图1为本发明使用的混合动力传动系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于实施例之表述。

本发明使用的混合动力传动系统的结构示意图如图1所示，其主要部件包括小电机E1、大电机E2、第一制动器B1、第一离合器C0、第二离合器C1、第一单行星排PG1和第二单行星排PG2组成的行星齿轮耦合机构和第三单行星排PG3，第一单行星排PG1包括第一行星架PC1、第一行星轮P1、第一太阳轮S1和第一齿圈R1，第二单行星排PG2包括第二行星架PC2、第二行星轮P2、第二太阳轮S2和第二齿圈R2，第一单行星排PG1的第一太阳轮S1与小电机E1的第一转子轴2相连接，第二单行星排PG2的第二太阳轮S2与大电机E2的第二转子轴3相连接，第三单行星排PG3包括第三行星架PC3、第三行星轮P3、第三太阳轮S3和第三齿圈R3，输入轴1与发动机ICE的输出轴相连接，第一离合器C0的一端连接在第一行星架PC1上，第一离合器C0的另一端连接在输入轴1上；第二离合器C1的一端连接在大电机E2的第二转子轴3上，第二离合器C1的另一端连接在输入轴1上，第一制动器B1的一端连接在第一行星架PC1上，第二制动器B2的一端连接在小电机E1的第一转子轴2上。本发明使用的混合动力传动系统，其结构已在专利名称为用于前置前驱混合动力车辆的变速器(公开号CN108105358A)中公开。

本发明使用的混合动力传动系统具有多种驱动模式，各驱动模式和换档元件之间的控制关系如表1所示，其中〇表示打开状态，●表示闭合状态。

表1各驱动模式和换档元件之间的控制关系

驱动模式	C0	C1	B1	B2
					EV-1	〇	〇	●	〇
EV-2	〇	〇	〇	●
					EV-3	〇	〇	〇	〇
EV-1RD	〇	〇	●	〇
					HEV-1	〇	●	〇	〇
HEV-2	〇	●	●	〇
					HEV-3	〇	●	〇	●
HEV-4	●	〇	〇	〇
					HEV-5	●	〇	〇	●
HEV-6	●	●	〇	〇

其中，第一档位纯电动驱动模式(简称EV-1驱动模式)是低速动力性最好的纯电动驱动模式，用于低速大油门加速；第二档位纯电动驱动模式(简称EV-2驱动模式)多用于小油门加速，车速适用范围很广，可以覆盖从静止到超过120kmh的车速区间，随着车速增加，大电机E2转速增加，外齿圈扭矩即输出扭矩降低，动力性降低，且小电机E1的冷却流量形成浪费；第三档位纯电动驱动模式(简称EV-3驱动模式)用于高车速，小电机E1、大电机E2的转速都比较低，小电机E1、大电机E2最大扭矩相对较大，且小电机E1、大电机E2的冷却流量都没有浪费。

实施例1

一种混合动力汽车纯电动驱动模式换档点标定的方法，按以下情况进行：

(一)EV-1驱动模式换档点的标定方法具体按以下步骤进行：

S1在INCA-FLOW软件中将车辆运行模式设置为EV-1驱动模式，之后将半轴转速升至半轴目标转速，通过Set Value工具将外齿圈目标扭矩THo_set、第一制动器锁止扭矩最大值TB1_max相应赋值给外齿圈扭矩标定量THo_soll_MC、第一制动器锁止扭矩标定量TB1_soll，之后执行步骤S2；

S2在设定时间内实时测量并记录第一制动器锁止扭矩TB1、外齿圈扭矩THo、外齿圈转速nHo和系统效率Sys_Efficiency，分别计算第一制动器锁止扭矩、外齿圈扭矩、外齿圈转速和系统效率的平均值并通过Excel Write工具将各平均值写入Excel表中，将第一制动器锁止扭矩、外齿圈扭矩、外齿圈转速和系统效率的平均值作为该半轴目标转速下一组相对应的第一制动器锁止扭矩、外齿圈扭矩、外齿圈转速和系统效率，并将当前的第一制动器锁止扭矩标定量TB1_soll和外齿圈扭矩标定量THo_soll_MC的值通过Set Value工具分别赋值给常数A和常数B，之后执行步骤S3；

S3判断当前小电机(E1)和大电机(E2)的温度是否均小于第一预设温度，第一预设温度在115～125℃中取值，若是，则执行步骤S4；若否，则撤掉第一制动器锁止扭矩标定量TB1_soll和外齿圈扭矩标定量THo_soll_MC即第一制动器锁止扭矩标定量TB1_soll和外齿圈扭矩标定量THo_soll_MC归零，等待小电机和大电机降温，当小电机和大电机的温度均小于第二预设温度时，第二预设温度在75～85℃中取值，将常数A和常数B的值分别赋值给第一制动器锁止扭矩标定量TB1_soll和外齿圈扭矩标定量THo_soll_MC，之后重新执行步骤S2；

S4将当前第一制动器锁止扭矩标定量TB1soll减去第一预设值后重新赋值给第一制动器锁止扭矩标定量TB1_soll，第一预设值在25～35N中取值，判断重新赋值后的第一制动器锁止扭矩标定量TB1soll是否小于第一制动器锁止扭矩最小值TB1_min，若否，则重新执行步骤S2；若是，则将当前外齿圈扭矩标定量THo_soll_MC减去第二预设值后重新赋值给外齿圈扭矩标定量THo_soll_MC，第二预设值在45～55N中取值，判断重新赋值后的外齿圈扭矩标定量THo_soll_MC是否小于外齿圈扭矩允许最小值与第三预设值的差值，第三预设值在790～810N中取值，若是，则执行步骤S5；若否，则重新执行步骤S2；

S5改变半轴目标转速，按步骤S1-S4得到不同半轴目标转速下所有的相对应的第一制动器锁止扭矩、外齿圈扭矩、外齿圈转速和系统效率，选取出各外齿圈转速和外齿圈扭矩组合下的最高系统效率及最高系统效率所对应的第一制动器锁止扭矩，使用选取出的数据建立EV-1驱动模式下的外齿圈转速、外齿圈扭矩与系统效率的三维对应表和外齿圈转速、外齿圈扭矩与第一制动器锁止扭矩的三维对应表；

(二)EV-2驱动模式换档点的标定方法具体按以下步骤进行：

(a)在INCA-FLOW软件中将车辆运行模式设置为EV-2驱动模式，之后将半轴转速升至半轴目标转速，通过Set Value工具将外齿圈目标扭矩THo_set赋值给外齿圈扭矩标定量THo_soll_MC，之后重新执行步骤(b)；

(b)在设定时间内实时测量并记录外齿圈扭矩THo、外齿圈转速nHo和系统效率Sys_Efficiency，分别计算外齿圈扭矩、外齿圈转速和系统效率的平均值并通过ExcelWrite工具将各平均值写入Excel表中，将外齿圈扭矩、外齿圈转速和系统效率的平均值作为该半轴目标转速下一组相对应的外齿圈扭矩、外齿圈转速和系统效率，之后执行步骤(c)；

(c)判断当前小电机(E1)和大电机(E2)的温度是否均小于第一预设温度，第一预设温度在115～125℃中取值，若是，则执行步骤(d)；若否，则撤掉外齿圈扭矩标定量THo_soll_MC即外齿圈扭矩标定量THo_soll_MC归零，等待小电机和大电机降温，当小电机和大电机的温度均小于第二预设温度时，第二预设温度在75～85℃中取值，重新执行步骤(b)；

(d)将当前外齿圈扭矩标定量THo_soll_MC减去第二预设值后重新赋值给外齿圈扭矩标定量THo_soll_MC，第二预设值在45～55N中取值，判断重新赋值后的外齿圈扭矩标定量THo_soll_MC是否小于外齿圈扭矩允许最小值与第四预设值的差值，第四预设值在370～390N中取值，若是，则执行步骤(e)；若否，则重新执行步骤(b)；

(e)改变半轴目标转速，按步骤(a)-(d)得到不同半轴目标转速相对应的外齿圈扭矩、外齿圈转速和系统效率，建立EV-2驱动模式下的外齿圈扭矩、外齿圈转速与系统效率的三维对应表；

(三)EV-3驱动模式换档点的标定方法具体按以下步骤进行：

i在INCA-FLOW软件中将车辆运行模式设置为EV-3驱动模式，之后将半轴转速升至半轴目标转速，通过Set Value工具将外齿圈目标扭矩THo_set、第一行星架转速最大值nst_max相应赋值给外齿圈扭矩标定量THo_soll_MC、第一行星架转速标定量nst_soll，之后执行步骤ii；

ii在设定时间内实时测量并记录第一行星架转速nst、外齿圈扭矩THo、外齿圈转速nHo和系统效率Sys_Efficiency，分别计算第一行星架转速、外齿圈扭矩、外齿圈转速和系统效率的平均值并通过Excel Write工具将各平均值写入Excel表中，将第一行星架转速、外齿圈扭矩、外齿圈转速和系统效率的平均值作为该半轴目标转速下一组相对应的第一制动器锁止扭矩、外齿圈扭矩、外齿圈转速和系统效率，并将当前的第一行星架转速标定量nst_soll和外齿圈扭矩标定量THo_soll_MC的值通过Set Value工具分别赋值给常数A和常数B，之后执行步骤iii；

iii判断当前小电机(E1)和大电机(E2)的温度是否均小于第一预设温度，第一预设温度在115～125℃中取值，若是，则执行步骤iv；若否，则撤掉第一行星架转速标定量nst_soll和外齿圈扭矩标定量THo_soll_MC即第一行星架转速标定量nst_soll和外齿圈扭矩标定量THo_soll_MC归零，等待小电机和大电机降温，当小电机和大电机的温度均小于第二预设温度时，第二预设温度在75～85℃中取值，将常数A和常数B的值分别赋值给第一行星架转速标定量nst_soll和外齿圈扭矩标定量THo_soll_MC，之后重新执行步骤ii；

iv将当前第一行星架转速标定量nst_soll减去第五预设值后重新赋值给第一行星架转速标定量nst_soll，第五预设值在25～35rpm中取值，判断重新赋值后的第一行星架转速标定量nst_soll是否小于第一行星架转速最小值nst_min，若否，则重新执行步骤ii；若是，则将当前外齿圈扭矩标定量THo_soll_MC减去第二预设值后重新赋值给外齿圈扭矩标定量THo_soll_MC，第二预设值在45～55N中取值，判断重新赋值后的外齿圈扭矩标定量THo_soll_MC是否小于外齿圈扭矩允许最小值与第六预设值的差值，第六预设值在270～290N中取值，若是，则执行步骤v；若否，则重新执行步骤ii；

v改变半轴目标转速，按步骤i-iv得到不同半轴目标转速下所有的相对应的第一行星架转速、外齿圈扭矩、外齿圈转速和系统效率，选取出各外齿圈转速和外齿圈扭矩组合下的最高系统效率及最高系统效率所对应的第一行星架转速，使用选取出的数据建立EV-3驱动模式下的外齿圈转速、外齿圈扭矩与系统效率的三维对应表和外齿圈转速、外齿圈扭矩与第一行星架转速的三维对应表。

若某个工况存在单一纯电动驱动模式，则该工况选用该纯电动驱动模式；若某个工况存在两种以上纯电动驱动模式且该工况采用不同的纯电动驱动模式时的系统效率不同，则该工况选用系统效率较高的纯电动驱动模式；若某个工况存在两种以上纯电动驱动模式且该工况采用任意纯电动驱动模式时的系统效率相同，则在该工况设过渡换档点，在过渡换档点可根据具体情况选择其中一种纯电动驱动模式。