| 专利名称： | 基于DCT的混合动力汽车工作模式切换与换挡协调控制方法 | ||
| 专利名称(英文)： | Hybrid power vehicle working mode switching and gear shifting coordinative control method based on DCT | ||
| 专利号： | CN201510183915.5 | 申请时间： | 20150417 |
| 公开号： | CN104760590A | 公开时间： | 20150708 |
| 申请人： | 重庆大学 | ||
| 申请地址： | 400044 重庆市沙坪坝区沙坪坝正街174号 | ||
| 发明人： | 刘永刚; 陈亮; 秦大同 | ||
| 分类号： | B60W20/00 | 主分类号： | B60W20/00 |
| 代理机构： | 北京同恒源知识产权代理有限公司 11275 | 代理人： | 赵荣之 |
| 摘要： | 本发明涉及一种基于DCT的混合动力汽车工作模式切换与换挡协调控制方法，属于混合动力汽车控制技术领域。该方法在检测到汽车处于模式切换指令与换挡指令重叠的状态时，开始执行工作模式切换与换挡的协调控制过程；DCT两个离合器进入换挡操作步骤，在DCT离合器滑摩的过程中，同时进行整车工作模式切换的操作。模式切换的过程中DCT离合器处于滑摩状态，因此模式切换过程不会对整车造成任何冲击。本发明提供的基于DCT的混合动力汽车工作模式切换与换挡协调控制方法，解决了基于DCT的混合动力汽车模式切换与换挡冲突问题，较大程度的缩短了混合动力汽车工作模式切换与换挡时间，减少了模式切换与换挡过程的重复动作。 | ||
| 摘要(英文)： | The invention relates to a hybrid power vehicle working mode switching and gear shifting coordinative control method based on DCT, and belongs to the technical field of hybrid power vehicle control. By means of the method, the working mode switching and gear shifting coordinative control process starts to be executed when it is detected that a vehicle is in a mode switching instruction and gear shifting instruction overlapping state; two clutches of the DCT enter a gear shifting operation step, and the whole vehicle working mode switching operation is conducted at the same time when the clutches of the DCT rub each other in a sliding mode. The clutches of the DCT are in a sliding rub state in the mode switching process, and therefore no impact can be caused to the whole vehicle in the mode switching process. By means of the method, the conflict problem of mode switching and gear shifting of the hybrid power vehicle based on the DCT is solved, the time for mode switching and gear shifting of the hybrid power vehicle is shortened to a large extent, and the repeated actions in the mode switching and gear shifting process are reduced. | ||
1.基于DCT的混合动力汽车工作模式切换与换挡协调控制方法，其特征在于：该方法包括 以下步骤： S1：整车控制器接收并解析汽车当前的踏板信号、车速信号、DCT挡位信号、电池SOC 信号；并将上述信号信息发送至工作模式切换规则库和换挡规律库进行分析计算；设立 目标工作模式与目标挡位； S2：根据工作模式区域与换挡规律MAP图，判断汽车是否处于模式切换指令与换挡指令 重叠的状态；如果“是”则跳转至S3，根据目标工作模式与目标挡位开始执行工作模式 切换与换挡的协调控制过程； S3：整车工作模式切换准备；分离离合器快速分离至滑摩点；接合离合器快速接合以消 除空行程； S4：判断分离离合器滑摩是否开始；如果“是”，则进入模式切换和DCT换挡流程； S5：判断接合离合器主、从动盘是否同步；如果“是”，则工作模式切换与换挡协调控制 过程结束； S6：整车的驱动转矩逐渐恢复至目标转矩，整车按照新模式和新挡位行驶。
2.根据权利要求1所述的基于DCT的混合动力汽车工作模式切换与换挡协调控制方法，其 特征在于：所述工作模式切换与换挡的协调控制包括纯电动模式、发动机单独驱动模式、 混合驱动模式以及行车充电模式两两之间的切换与升挡或降挡协调控制。
3.根据权利要求1所述的基于DCT的混合动力汽车工作模式切换与换挡协调控制方法，其 特征在于：所述S4中的模式切换和DCT换挡流程包括工作模式切换操作、分离离合器 分离操作、接合离合器接合操作。
4.根据权利要求3所述的基于DCT的混合动力汽车工作模式切换与换挡协调控制方法，其 特征在于：所述工作模式切换操作中，动力源进行PID转矩或转速控制，根据车载CAN 网络获取DCT转速、转矩，保证分离离合器主动盘转速高于从动盘转速。
5.根据权利要求3所述的基于DCT的混合动力汽车工作模式切换与换挡协调控制方法，其 特征在于：所述分离离合器分离操作中，分离速度符合整车冲击度标准，直至分离离合 器已经完全分离。
6.根据权利要求5所述的基于DCT的混合动力汽车工作模式切换与换挡协调控制方法，其 特征在于：所述分离离合器分离操作中采用PID模糊推理控制方法。
7.根据权利要求5所述的基于DCT的混合动力汽车工作模式切换与换挡协调控制方法，其 特征在于：当分离离合器完全分离以后，优先利用ISG调速实现接合离合器主、从动盘 的快速同步。
8.根据权利要求3所述的基于DCT的混合动力汽车工作模式切换与换挡协调控制方法，其 特征在于：所述接合离合器接合操作中，接合离合器与分离离合器协调控制，DCT离合 器切换过程中整车冲击度满足要求，直至接合离合器接合至目标转矩附近。
9.根据权利要求1所述的基于DCT的混合动力汽车工作模式切换与换挡协调控制方法，其 特征在于：所述方法在工作模式切换的过程中DCT离合器处于滑摩状态。
1.基于DCT的混合动力汽车工作模式切换与换挡协调控制方法，其特征在于：该方法包括 以下步骤： S1：整车控制器接收并解析汽车当前的踏板信号、车速信号、DCT挡位信号、电池SOC 信号；并将上述信号信息发送至工作模式切换规则库和换挡规律库进行分析计算；设立 目标工作模式与目标挡位； S2：根据工作模式区域与换挡规律MAP图，判断汽车是否处于模式切换指令与换挡指令 重叠的状态；如果“是”则跳转至S3，根据目标工作模式与目标挡位开始执行工作模式 切换与换挡的协调控制过程； S3：整车工作模式切换准备；分离离合器快速分离至滑摩点；接合离合器快速接合以消 除空行程； S4：判断分离离合器滑摩是否开始；如果“是”，则进入模式切换和DCT换挡流程； S5：判断接合离合器主、从动盘是否同步；如果“是”，则工作模式切换与换挡协调控制 过程结束； S6：整车的驱动转矩逐渐恢复至目标转矩，整车按照新模式和新挡位行驶。
2.根据权利要求1所述的基于DCT的混合动力汽车工作模式切换与换挡协调控制方法，其 特征在于：所述工作模式切换与换挡的协调控制包括纯电动模式、发动机单独驱动模式、 混合驱动模式以及行车充电模式两两之间的切换与升挡或降挡协调控制。
3.根据权利要求1所述的基于DCT的混合动力汽车工作模式切换与换挡协调控制方法，其 特征在于：所述S4中的模式切换和DCT换挡流程包括工作模式切换操作、分离离合器 分离操作、接合离合器接合操作。
4.根据权利要求3所述的基于DCT的混合动力汽车工作模式切换与换挡协调控制方法，其 特征在于：所述工作模式切换操作中，动力源进行PID转矩或转速控制，根据车载CAN 网络获取DCT转速、转矩，保证分离离合器主动盘转速高于从动盘转速。
5.根据权利要求3所述的基于DCT的混合动力汽车工作模式切换与换挡协调控制方法，其 特征在于：所述分离离合器分离操作中，分离速度符合整车冲击度标准，直至分离离合 器已经完全分离。
6.根据权利要求5所述的基于DCT的混合动力汽车工作模式切换与换挡协调控制方法，其 特征在于：所述分离离合器分离操作中采用PID模糊推理控制方法。
7.根据权利要求5所述的基于DCT的混合动力汽车工作模式切换与换挡协调控制方法，其 特征在于：当分离离合器完全分离以后，优先利用ISG调速实现接合离合器主、从动盘 的快速同步。
8.根据权利要求3所述的基于DCT的混合动力汽车工作模式切换与换挡协调控制方法，其 特征在于：所述接合离合器接合操作中，接合离合器与分离离合器协调控制，DCT离合 器切换过程中整车冲击度满足要求，直至接合离合器接合至目标转矩附近。
9.根据权利要求1所述的基于DCT的混合动力汽车工作模式切换与换挡协调控制方法，其 特征在于：所述方法在工作模式切换的过程中DCT离合器处于滑摩状态。
翻译：技术领域
本发明属于混合动力汽车控制技术领域，涉及一种基于DCT的混合动力汽车工作模式切 换与换挡协调控制方法。
背景技术
近年来，混合动力汽车因其高效的节油性实现了快速的发展，然而针对混合动力汽车平 顺性的研究还有待加强。DCT具有结构简单、传动效率高以及换挡无动力中断的特点，其较 好的动力性能与经济性能与混合动力汽车节能减排的目的相得益彰。如何充分发挥混合动力 系统与DCT的性能优势，还有待深入研究。
基于DCT的混合动力汽车平顺性研究主要包括模式切换平顺性与换挡平顺性两项内容。 在现有技术中，混合动力汽车会根据整车控制器划分的工作模式范围来确定工作模式，根据 制定的换挡规律来确定是否进行换挡操作，而当模式切换点与换挡点重叠冲突时，会设定一 个优先级来确定优先进行的操作步骤。
设定优先级的办法只是延迟了优先级较低的操作，并没有从根本上解决模式切换与换挡 冲突的问题，并且整车执行机构连续的进行模式切换与换挡的操作动作，严重的影响了车辆 动力性与经济性。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于DCT的混合动力汽车工作模式切换与换挡协 调控制方法，根据DCT独有的结构特点与性能优势，从根本上解决了模式切换与换挡冲突问 题，并且较大程度的缩短了混合动力汽车工作模式切换与换挡时间，减少了模式切换与换挡 过程的重复动作，充分发挥了混合动力系统与DCT的性能与结构优势。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
基于DCT的混合动力汽车工作模式切换与换挡协调控制方法，该方法包括以下步骤：
S1：整车控制器接收并解析汽车当前的踏板信号、车速信号、DCT挡位信号、电池SOC 信号；并将上述信号信息发送至工作模式切换规则库和换挡规律库进行分析计算；设立目标 工作模式与目标挡位；
S2：根据工作模式区域与换挡规律MAP图，判断汽车是否处于模式切换指令与换挡指 令重叠的状态；如果“是”则跳转至S3，根据目标工作模式与目标挡位开始执行工作模式切 换与换挡的协调控制过程；
S3：整车工作模式切换准备；分离离合器快速分离至滑摩点；接合离合器快速接合以消 除空行程；
S4：判断分离离合器滑摩是否开始，如果“是”，则进入模式切换和DCT换挡流程；
S5：判断接合离合器主、从动盘是否同步；如果“是”，则工作模式切换与换挡协调控制 过程结束；
S6：整车的驱动转矩逐渐恢复至目标转矩，整车按照新模式和新挡位行驶。
进一步，所述工作模式切换与换挡的协调控制包括纯电动模式、发动机单独驱动模式、 混合驱动模式以及行车充电模式两两之间的切换与升挡或降挡协调控制。
进一步，所述S4中的模式切换和DCT换挡流程包括工作模式切换操作、分离离合器分 离操作、接合离合器接合操作。
进一步，所述工作模式切换操作中，动力源进行PID转矩或转速控制，根据车载CAN 网络获取DCT转速、转矩，保证分离离合器主动盘转速高于从动盘转速。
进一步，所述分离离合器分离操作中，分离速度符合整车冲击度标准，直至分离离合器 已经完全分离。
进一步，所述分离离合器分离操作中采用PID模糊推理控制方法。
进一步，当分离离合器完全分离以后，优先利用ISG调速实现接合离合器主、从动盘的 快速同步。
进一步，所述接合离合器接合操作中，接合离合器与分离离合器协调控制，DCT离合器 切换过程中整车冲击度满足要求，直至接合离合器接合至目标转矩附近。
进一步，所述方法在模式切换的过程中DCT离合器处于滑摩状态。
本发明的有益效果在于：本发明提供的一种基于DCT的混合动力汽车工作模式切换与换 挡协调控制方法，充分发挥DCT的结构优势，利用DCT进行换挡期间，同步进行整车工作 模式切换的操作。模式切换的过程中DCT离合器处于滑摩状态，整车冲击度只与DCT离合 器有关，而与工作模式切换过程无关，因此模式切换过程不会对整车造成任何冲击，并且动 力无中断，使得工作模式切换控制过程变得更为容易。此外，充分利用ISG电机快速响应的 能力，可以加快DCT换挡过程，使得DCT换挡控制变得更为容易。基于DCT的单电机混合 动力汽车工作模式切换与换挡协调控制方法，使得模式切换与换挡过程相得益彰，从根本上 解决了模式切换与换挡冲突问题，并且较大程度的缩短了混合动力汽车工作模式切换与换挡 时间，减少了模式切换与换挡过程的重复动作，充分发挥了混合动力系统与DCT的性能与结 构优势。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的 详细描述，其中：
图1为本发明所述方法采用的基于DCT的单电机混合动力驱动系统示意图；
图2为本发明所述方法的流程图；
图3为实施例采用的整车综合工作模式区域与换挡规律MAP图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
本发明提供的一种基于DCT的混合动力汽车工作模式切换与换挡协调控制方法基于图1 所示混合动力驱动系统。如图1所示，该混合动力驱动系统包括发动机、主离合器、ISG电 机、DCT和主减速器等零部件。基于这种形式的混合动力驱动系统结构，可以实现纯电动模 式、发动机单独驱动模式、混合驱动模式以及行车充电模式。
本发明提供的基于DCT的单电机混合动力汽车工作模式切换与换挡协调控制方法，主要 应用在整车控制器工作模式切换指令与换挡指令冲突的时候。协调控制包括纯电动模式、发 动机单独驱动模式、混合驱动模式以及行车充电模式两两之间的切换与升挡或降挡协调控制。
如图2所示，本发明提供的一种基于DCT的混合动力汽车工作模式切换与换挡协调控制 方法，包括以下步骤：
S1：整车控制器接收并解析汽车当前的踏板信号、车速信号、DCT挡位信号、电池SOC 信号；并将上述信号信息发送至工作模式切换规则库和换挡规律库进行分析计算；设立目标 工作模式与目标挡位。
S2：根据如图3所示的工作模式区域与换挡规律MAP图，判断汽车是否处于模式切换 指令与换挡指令重叠的状态；如果“是”则跳转至S3，根据目标工作模式与目标挡位开始执 行工作模式切换与换挡的协调控制过程。
S3：整车工作模式切换准备；分离离合器快速分离至滑摩点；分离离合器快速分离至滑 摩点附近，接合离合器快速接合以消除空行程。
整车工作模式切换准备，如果模式切换需要启动发动机，则主离合器开始建立压力；如 果模式切换需要停止发动机工作状态，则主离合器分离至滑摩点附近；如果模式切换的整车 初始加速度和车速较大，则适当降低动力源载荷，以降低后续协调控制的难度。
S4：判断分离离合器滑摩是否开始，如果“是”，则进入模式切换和DCT换挡流程；
模式切换和DCT换挡流程包括工作模式切换操作、分离离合器分离操作、接合离合器接 合操作。
工作模式切换操作中，动力源(发动机和ISG电机)进行PID转矩或转速控制，根据车 载CAN网络获取DCT转速、转矩，保证分离离合器主动盘转速高于从动盘转速，以避免负 转矩以及功率循环形成。
电机采用ISG(Integrated Starter and Generator)电机，且前置于DCT，在DCT换挡的过 程中，ISG电机与发动机协调控制，同时根据车载CAN网络获取DCT转速、转矩。
分离离合器分离操作中，分离速度符合整车冲击度标准，直至分离离合器已经完全分离。 分离离合器分离操作中的控制方法采用PID模糊推理控制方法，而为了获取较快的响应速度， ISG电机与发动机节气门开度采用PID闭环控制方法。当分离离合器完全分离以后，优先利 用ISG调速实现接合离合器主、从动盘的快速同步。
接合离合器接合操作中，接合离合器与分离离合器协调控制，DCT离合器切换过程中整 车冲击度满足要求，直至接合离合器接合至目标转矩附近。
S5：判断接合离合器主、从动盘是否同步；如果“是”，则工作模式切换与换挡协调控制 过程结束。
S6：整车的驱动转矩逐渐恢复至目标转矩，整车按照新模式和新挡位行驶。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述 优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和 细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
