一种面向P4构型混合动力车辆无动力中断换挡控制方法技术

本发明专利技术提供一种面向P4构型混合动力车辆无动力中断换挡控制方法，旨在克服P4混合动力系统换挡过程动力中断问题。所述控制方法包括以下步骤：S1、选择无动力中断换挡控制许用的工作模式；S2、进行无动力中断换挡控制条件判断；S3、计算换挡过程电机转矩补偿量；S4、确定电机转矩补偿变化量限幅阈值。本发明专利技术能够有效消除P4混合动力车辆换挡过程中的系统动力中断现象，进而提升车辆行驶的平顺性以及动力性，所述方法促使车辆在行驶过程中进一步依靠电机进行动力驱动与补偿，进而保障动力电池存在更多的储能空间以用于潜在的下一次制动回收，充分发挥P4混合动力车辆动力冗余驱动的特点，提升P4混合动力车辆综合品质。提升P4混合动力车辆综合品质。提升P4混合动力车辆综合品质。

【技术实现步骤摘要】
一种面向P4构型混合动力车辆无动力中断换挡控制方法


[0001]本专利技术涉及混合动力车辆控制领域，具体涉及一种面向P4构型混合动力车辆无动力中断换挡控制方法。

技术介绍

[0002]传统商用车行驶工况复杂，整车质量变化大，为提升车辆在山区泥泞道路，湿滑冰雪路面等坏路面的通过性与动力性，多数商用车采用全轮驱动，不过全轮驱动产生寄生功率会降低车辆经济性。P4混合动力车辆多采用发动机和电机单独驱动一根轴，具有动力冗余驱动特点，可以实现适时全驱，并能够实现制动能量回收，不仅可以满足车辆在低附着工况下的动力性和通过性需求，还能够提升整车经济性。不过P4混合动力车辆在换挡过程中，会发生类似传统燃油车的动力中断，不仅影响动力需求，还会产生冲击感，因此针对P4混合动力车辆，开发无动力中断换挡控制方法很有必要。
[0003]目前的现有技术中，涉及P4构型混合动力系统无动力中断换挡控制的专利技术专利较少，譬如2020年5月8日公开的专利技术专利：公开号：CN111120644A，一种混动车辆无动力中断换挡控制方法及系统，该专利技术专利提出了一种针对混合动力车辆换挡过程动态协调控制的方法，通过控制电机输出转矩实现无动力中断换挡，但是该方法不针对具有动力冗余特性的P4混动车辆，而且不涉及转矩补偿量限幅阈值，无法保证转矩补偿过程中不发生扭矩突变，从而影响驾驶过程平顺性，实际应用价值欠佳。另如2020年12月29日公开的专利技术专利：公开号：CN112145634A，无动力中断换挡的纯电动两挡变速器，该专利技术专利通过优化变速器结构来实现无动力中断换挡，能够节省空间布置，提升整车平顺性，但应用的移植性较差，无法解决本专利技术专利涉及的车辆对象，因此上述专利技术专利所实现的无动力中断换挡过程对于P4混合动力车辆研究对象不具备借鉴价值。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术存在的不足，本专利技术基于P4混合动力车辆设计了一种无动力中断换挡控制方法，充分利P4混合动力车辆多动力源、动力地面耦合特性以及电机快速响应的特点，有效消除换挡过程系统动力发生明显中断的现象，改善车辆行驶动力性和平顺性，此外，所述方法促使车辆在行驶过程中进一步依靠电机进行动力驱动与补偿，进而保障动力电池存在更多的储能空间以用于潜在的下一次制动回收，充分发挥P4混合动力车辆动力冗余驱动的特点，提升P4混合动力车辆综合品质。
[0005]为实现上述目的，本专利技术是采用如下技术方案实现的：
[0006]1.一种面向P4构型混合动力车辆无动力中断换挡控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0007]步骤一，进行换挡无动力中断协调控制许用工作模式判断，
[0008]面向一种P4构型混合动力车辆，所述车辆前轴采用发动机驱动，后轴为电机驱动，发动机动力通过多挡自动变速箱传递至前桥和中桥，所述P4混合动力车辆在发动机直驱、
行车充电、联合驱动三种驱动模式工作时，中轴变速机构换挡过程存在动力中断，当P4混合动力车辆工作在行车充电模式下，驱动电机需求扭矩响应为负值，为避免驱动电机工作转矩发生正负跳变，选定无动力中断换挡控制许用的工作模式为发动机直驱和联合驱动；
[0009]步骤二，进行换挡无动力中断协调控制条件判断，
[0010]P4混合动力车辆在满足以下全部条件时进行无动力中断换挡控制：整车控制器接收到硬线信号纯燃油模式开关未使能，行驶车速高于发动机起机行驶的最小稳定车速，动力电池荷电状态SOC信号值高于许用无动力中断协调控制动力电池荷电状态SOC下限值，中轴变速机构控制单元反馈中轴变速机构正处于换挡过程标志信号有效；否则，不进行或退出换挡无动力中断协调控制；
[0011]步骤三，计算换挡过程驱动电机转矩补偿量，
[0012]在无动力中断换挡控制许用工作模式下，发动机输出能量一部分满足整车行驶的动力性需求，一部分为风扇、水泵等车辆相关附件提供能量，同时还须维持自身怠速状态，如果仅将发动机实际转矩T
eng_real
作为发动机输出扭矩T
eng
，换挡过程电机补偿转矩量T
Com
将偏小甚至出现负值扭矩，如式(1)所示，为避免这种情况，所述方法综合发动机实际扭矩T
eng_real
与发动机请求扭矩T
eng_ask
，计算换挡过程电机补偿转矩T
Com
，如式(2)所示，
[0013]T
com
＝T
ask
‑
T
eng
..............................(1)
[0014]T
eng
＝δ
·
T
eng_real
+(1
‑
δ)
·
T
eng_ask
...................................(2)
[0015]式中，T
ask
为车辆行驶的总需求扭矩，δ为换挡过程发动机的动力调节比例系数，δ的数值在进入换挡过程后的持续步长内连续变化，依据标定试验确定；
[0016]步骤四，标定驱动电机转矩补偿变化量的限幅阈值，
[0017]根据步骤三求解出换挡过程电机转矩补偿量T
Com
，为防止补偿过程中行驶平顺性变差，所述方法对补偿量的变化率进行限制以防止补偿过程中发生扭矩突变，引入电机反馈当前实际扭矩T
mot_real
，计算每一步长需求电机转矩补偿变化量ΔT
com
，如式(3)所示，
[0018]ΔT
com
＝T
com
‑
T
mot_real
...............................(3)
[0019]如果ΔT
com
过大，则导致P4混合动力车辆产生较强的纵向冲击，平顺性变差，如果ΔT
com
过小，换挡过程的动力中断现象仍然无法完全消除，因此对电机转矩补偿变化量进行限幅处理，ΔT
com
位于最大补偿量ΔT
max
与最小补偿量ΔT
min
范围之内，如式(4)所示，
[0020]ΔT
min
≤ΔT
com
≤ΔT
max
...........................(4)
[0021]式中，ΔT
max
、ΔT
min
的具体值根据实际标定试验确定。
[0022]本专利技术与现有技术相比较，有益效果如下：
[0023]1.本专利技术所述的一种面向P4构型混合动力车辆无动力中断换挡控制方法，能有效消除换挡过程中系统动力发生明显中断的现象，进而改善车辆行驶的动力性和平顺性，与此同时保证整车动力输出满足驾驶员驾驶需求；
[0024]2.本专利技术所述的一种面向P本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向P4构型混合动力车辆无动力中断换挡控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，进行换挡无动力中断协调控制许用工作模式判断，面向一种P4构型混合动力车辆，所述车辆前轴采用发动机驱动，后轴为电机驱动，发动机动力通过多挡自动变速箱传递至前桥和中桥，所述P4混合动力车辆在发动机直驱、行车充电、联合驱动三种驱动模式工作时，中轴变速机构换挡过程存在动力中断，当P4混合动力车辆工作在行车充电模式下，驱动电机需求扭矩响应为负值，为避免驱动电机工作转矩发生正负跳变，选定无动力中断换挡控制许用的工作模式为发动机直驱和联合驱动；步骤二，进行换挡无动力中断协调控制条件判断，P4混合动力车辆在满足以下全部条件时进行无动力中断换挡控制：整车控制器接收到硬线信号纯燃油模式开关未使能，行驶车速高于发动机起机行驶的最小稳定车速，动力电池荷电状态SOC信号值高于许用无动力中断控制动力电池荷电状态SOC下限值，中轴变速机构控制单元反馈中轴变速机构正处于换挡过程标志信号有效；否则，不进行或退出换挡无动力中断协调控制；步骤三，计算换挡过程驱动电机转矩补偿量，在无动力中断换挡控制许用工作模式下，发动机输出能量一部分满足整车行驶的动力性需求，一部分为风扇、水泵等车辆相关附件提供能量，同时还须维持自身怠速状态，如果仅将发动机实际转矩T
eng_real
作为发动机输出扭矩T
eng
，换挡过程电机补偿转矩量T
Com
将偏小甚至出现负值扭矩，如式(1)所示，为避免这种情况，所述方法综合发动机实际扭矩T
eng_real
与发动机请求扭矩T
eng_ask
，计算换挡过程电机补偿转矩T
Com
，如式(2)所示，T
com
＝T
ask
‑
T
eng
........................

【专利技术属性】
技术研发人员：曾小华，李凯旋，宋大凤，黄钰峰，张轩铭，王云叶，姜效望，段朝胜，武庆涛，钱琦峰，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：