基于电耗补偿的混合动力汽车的换挡控制方法及变速器技术

本发明专利技术公开了一种基于电耗补偿的混合动力汽车的换挡控制方法，包括以下步骤：实时检测混合动力汽车的车速；根据其车速判断至少存在一个挡位使得发动机的转速处于第一转速区间时，分别插值出满足条件的每个挡位对应的发动机的转速在OEC曲线上的对应转矩；根据工作模式和对应转矩获取驱动电机和发动机的输出功率、发动机的燃油消耗率，根据查表获得的惩罚因子对燃油消耗率进行修正以确定混合动力汽车的目标挡位；根据混合动力汽车的目标挡位对混合动力汽车进行换挡控制。该换挡控制方法能够综合考虑混合动力汽车的电动部件电耗和发动机的效率，从而可大大提高混合动力汽车的燃油经济性。本发明专利技术还公开了一种用于混合动力汽车的自动变速器。

【技术实现步骤摘要】
基于电耗补偿的混合动力汽车的换挡控制方法及变速器
本专利技术涉及汽车
，特别涉及一种基于电耗补偿的混合动力汽车的换挡控制方法以及一种用于混合动力汽车的自动变速器。
技术介绍
当前汽车上应用最多的是两参数(油门和车速)和三参数(油门、车速和加速度)换挡规律。但是，两参数(油门和车速)和三参数(油门、车速和加速度)换挡规律主要是基于仅具有一个发动机的传统汽车而设计的，对于双动力源(驱动电机和发动机)的混合动力汽车而言是不合理的。相关技术中也提出了一些基于混合动力汽车的换挡控制策略，但是在确定换挡挡位时基本都没有考虑到发动机的燃油消耗率，更没有考虑到混合动力汽车电动部件的电耗。例如，在3挡时发动机输出20kW，燃油消耗率为250g/kWh，驱动电机输出10kW；4挡时发动机输出10kW，燃油消耗率为245g/kWh，驱动电机输出20kW。因此，如果确定挡位是4挡，尽管4挡燃油消耗率较小，但与3挡相差并不大，而驱动电机输出功率却大大增加，从而会导致驱动电机和动力电池等电动部件电耗增大，所以不能确定4挡就是最优目标挡位。因此，相关技术中的混合动力汽车的换挡控制策略还需要进行改进。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种基于电耗补偿的混合动力汽车的换挡控制方法，能够综合考虑混合动力汽车的电动部件电耗和发动机的效率，从而可大大提高混合动力汽车的燃油经济性。本专利技术的另一个目的在于提出一种用于混合动力汽车的自动变速器。为达到上述目的，本专利技术一方面实施例提出的一种基于电耗补偿的混合动力汽车的换挡控制方法，包括以下步骤：实时检测所述混合动力汽车的车速；根据所述混合动力汽车的车速判断至少存在一个挡位使得发动机的转速处于第一转速区间时，分别计算满足条件的每个挡位对应的发动机的转速，并分别插值出所述满足条件的每个挡位对应的发动机的转速在所述发动机的最佳燃油经济性曲线上的对应转矩Teo；根据所述混合动力汽车的工作模式和所述对应转矩Teo获取驱动电机的输出功率、所述发动机的输出功率和所述发动机的燃油消耗率，并根据所述驱动电机的输出功率和所述发动机的输出功率获取惩罚因子，以及根据所述惩罚因子对所述发动机的燃油消耗率进行修正以确定所述混合动力汽车的目标挡位；根据所述混合动力汽车的目标挡位对所述混合动力汽车进行换挡控制。根据本专利技术实施例的基于电耗补偿的混合动力汽车的换挡控制方法，通过实时检测混合动力汽车的车速来判断是否至少存在一个挡位使得发动机的转速处于第一转速区间，在判断至少存在一个挡位使得发动机的转速处于第一转速区间时，分别计算满足该条件的每个挡位对应的发动机的转速，并分别插值出满足该条件的每个挡位对应的发动机的转速在发动机的最佳燃油经济性曲线上的对应转矩Teo，然后根据混合动力汽车的工作模式和对应转矩Teo获取驱动电机的输出功率、发动机的输出功率和发动机的燃油消耗率，并根据驱动电机的输出功率和发动机的输出功率获取惩罚因子，以及根据惩罚因子对发动机的燃油消耗率进行修正以确定混合动力汽车的目标挡位，最后根据混合动力汽车的目标挡位对混合动力汽车进行换挡控制。因此，本专利技术实施例的基于电耗补偿的混合动力汽车的换挡控制方法能够综合考虑了电动部件电耗和发动机的效率，利用惩罚因子对发动机燃油消耗率进行修正，以修正后的发动机的燃油消耗率为条件确定混合动力汽车的目标挡位即最优换挡挡位，从而可大大提高混合动力汽车的燃油经济性。其中，所述工作模式包括行车助力模式和行车发电模式。根据本专利技术的一个实施例，根据所述混合动力汽车的工作模式和所述对应转矩Teo获取驱动电机的输出功率、所述发动机的输出功率和所述发动机的燃油消耗率，具体包括：当所述混合动力汽车处于所述行车助力模式时，如果所述对应转矩Teo小于等于所述混合动力汽车的车轮处需求转矩Tr，判断所述驱动电机的辅助驱动转矩是否满足行车助力需求；如果判断满足所述行车助力需求，获取所述发动机工作于所述最佳燃油经济性曲线且剩余转矩由所述驱动电机补足的挡位；如果判断未满足所述行车助力需求，获取所述驱动电机输出最大驱动转矩且剩余转矩由所述发动机补足的挡位；根据获取的相应挡位获取所述驱动电机的转矩和转速以及所述发动机的转矩和转速，并根据所述驱动电机的转矩和转速获取所述驱动电机的输出功率，以及根据所述发动机的转矩和转速获取所述发动机的输出功率和所述发动机的燃油消耗率。具体地，根据本专利技术的一个示例，当所述混合动力汽车处于所述行车助力模式时，所述惩罚因子根据行车助力惩罚因子表获得：其中，所述惩罚因子的单位为g/kWh。根据本专利技术的另一个实施例，根据所述混合动力汽车的工作模式和所述对应转矩Teo获取驱动电机的输出功率、所述发动机的输出功率和所述发动机的燃油消耗率，具体包括：当所述混合动力汽车处于所述行车发电模式时，如果所述对应转矩Teo大于等于所述混合动力汽车的车轮处需求转矩Tr，判断所述驱动电机的辅助发电转矩是否满足行车发电需求；如果判断满足所述行车发电需求，获取所述发动机工作于所述最佳燃油经济性曲线且剩余转矩由所述驱动电机补足的挡位；如果判断未满足所述行车发电需求，获取所述驱动电机输出最大发电转矩且剩余转矩由所述发动机补足的挡位；根据获取的相应挡位获取所述驱动电机的转矩和转速以及所述发动机的转矩和转速，并根据所述驱动电机的转矩和转速获取所述驱动电机的输出功率，以及根据所述发动机的转矩和转速获取所述发动机的输出功率和所述发动机的燃油消耗率。具体地，根据本专利技术的另一个示例，当所述混合动力汽车处于所述行车发电模式时，所述惩罚因子根据行车发电惩罚因子表获得：其中，所述惩罚因子的单位为g/kWh。根据本专利技术的一个实施例，所述第一转速区间为【nd，nmax】，其中，nd为所述发动机的怠速转速，nmax为所述发动机的最高转速。根据本专利技术的一个实施例，上述的基于电耗补偿的混合动力汽车的换挡控制方法还包括：判断所述混合动力汽车的当前挡位是否与所述目标挡位不同且两次换挡的间隔时间是否满足预设要求；如果否，保持所述混合动力汽车的当前挡位不变。为达到上述目的，本专利技术另一方面实施例还提出了一种用于混合动力汽车的自动变速器，其执行上述的基于电耗补偿的混合动力汽车的换挡控制方法。根据本专利技术实施例的用于混合动力汽车的自动变速器，通过实时检测混合动力汽车的车速来判断是否至少存在一个挡位使得发动机的转速处于第一转速区间，在判断至少存在一个挡位使得发动机的转速处于第一转速区间时，分别计算满足该条件的每个挡位对应的发动机的转速，并分别插值出满足该条件的每个挡位对应的发动机的转速在发动机的最佳燃油经济性曲线上的对应转矩Teo，然后根据混合动力汽车的工作模式和对应转矩Teo获取驱动电机的输出功率、发动机的输出功率和发动机的燃油消耗率，并根据驱动电机的输出功率和发动机的输出功率获取惩罚因子，以及根据惩罚因子对发动机的燃油消耗率进行修正以确定混合动力汽车的目标挡位，最后根据混合动力汽车的目标挡位对混合动力汽车进行换挡控制。因此，本专利技术实施例的用于混合动力汽车的自动变速器能够综合考虑了混合动力汽车中电动部件的电耗和发动机的效率，利用惩罚因子对发动机燃油消耗率进行修正，以修正后的发动机的燃油消耗率为条件确定混合动力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于电耗补偿的混合动力汽车的换挡控制方法，其特征在于，包括以下步骤：实时检测所述混合动力汽车的车速；根据所述混合动力汽车的车速判断至少存在一个挡位使得发动机的转速处于第一转速区间时，分别计算满足条件的每个挡位对应的发动机的转速，并分别插值出所述满足条件的每个挡位对应的发动机的转速在所述发动机的最佳燃油经济性曲线上的对应转矩Teo；根据所述混合动力汽车的工作模式和所述对应转矩Teo获取驱动电机的输出功率、所述发动机的输出功率和所述发动机的燃油消耗率，并根据所述驱动电机的输出功率和所述发动机的输出功率获取惩罚因子，以及根据所述惩罚因子对所述发动机的燃油消耗率进行修正以确定所述混合动力汽车的目标挡位；根据所述混合动力汽车的目标挡位对所述混合动力汽车进行换挡控制。

【技术特征摘要】
1.一种基于电耗补偿的混合动力汽车的换挡控制方法，其特征在于，包括以下步骤：实时检测所述混合动力汽车的车速；根据所述混合动力汽车的车速判断至少存在一个挡位使得发动机的转速处于第一转速区间时，分别计算满足条件的每个挡位对应的发动机的转速，并分别插值出所述满足条件的每个挡位对应的发动机的转速在所述发动机的最佳燃油经济性曲线上的对应转矩Teo；根据所述混合动力汽车的工作模式和所述对应转矩Teo获取驱动电机的输出功率、所述发动机的输出功率和所述发动机的燃油消耗率，并根据所述驱动电机的输出功率和所述发动机的输出功率获取惩罚因子，以及根据所述惩罚因子对所述发动机的燃油消耗率进行修正以确定所述混合动力汽车的目标挡位；根据所述混合动力汽车的目标挡位对所述混合动力汽车进行换挡控制。2.如权利要求1所述的基于电耗补偿的混合动力汽车的换挡控制方法，其特征在于，所述工作模式包括行车助力模式和行车发电模式。3.如权利要求2所述的基于电耗补偿的混合动力汽车的换挡控制方法，其特征在于，根据所述混合动力汽车的工作模式和所述对应转矩Teo获取驱动电机的输出功率、所述发动机的输出功率和所述发动机的燃油消耗率，具体包括：当所述混合动力汽车处于所述行车助力模式时，如果所述对应转矩Teo小于等于所述混合动力汽车的车轮处需求转矩Tr，判断所述驱动电机的辅助驱动转矩是否满足行车助力需求；如果判断满足所述行车助力需求，获取所述发动机工作于所述最佳燃油经济性曲线且剩余转矩由所述驱动电机补足的挡位；如果判断未满足所述行车助力需求，获取所述驱动电机输出最大驱动转矩且剩余转矩由所述发动机补足的挡位；根据获取的相应挡位获取所述驱动电机的转矩和转速以及所述发动机的转矩和转速，并根据所述驱动电机的转矩和转速获取所述驱动电机的输出功率，以及根据所述发动机的转矩和转速获取所述发动机的输出功率和所述发动机的燃油消耗率。4.如权利要求3所述的基于电耗补偿的混合动力汽车的换挡控制方法，其特征在于，当所述混合动力汽车处于所述行车...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨伟斌，
申请(专利权)人：北汽福田汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11