混合动力轿车无动力中断换档控制方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN200910067390.3	申请日：	2009.08.07
公开号：	CN101987571A	公开日：	2011.03.23
当前法律状态：	驳回	有效性：	无权
法律详情：	发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):B60K 6/38申请公布日:20110323\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):B60K 6/38申请日:20090807\|\|\|公开
IPC分类号：	B60K6/38(2007.10)I; B60W10/02; B60W10/06; B60W10/08; B60W20/00	主分类号：	B60K6/38
申请人：	中国第一汽车集团公司
发明人：	李骏; 刘明辉; 刘东秦; 王光平; 赵子亮; 杨兴旺
地址：	130011 吉林省长春市东风大街2259号
优先权：
专利代理机构：	吉林长春新纪元专利代理有限责任公司 22100	代理人：	王薇
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内容摘要

本发明涉及一种混合动力轿车无动力中断换档控制方法，其特征在于：包括换档过程、纯电动向发动机驱动过渡、发动机驱动向纯电动过渡过程的具体控制步骤；BSG电机与发动机曲轴皮带轮相连、驱动的主电机与变速器输出轴相连，通过电机系统的快速响应特性，在换档期间对整个动力传动系的输出扭矩进行调节补偿，以达到无动力中断换档过程。其能很好弥补传统AMT系统换档过程的动力中断，提高整车动力性，改善整车平顺性。

权利要求书

1：混合动力轿车无动力中断换档控制方法，其特征在于：包括换档过程、纯电动向发动机驱动过渡、发动机驱动向纯电动过渡；其具体控制步骤为： (1) 换档过程： BSG 电机通过皮带与发动机曲轴皮带轮相连，发电、启动发动机用；主电机 PM 与 AMT 变速器的输出轴相连，驱动整车用； AMT 换档过程分为：断油、分离离合器、选换档、接合离合器、恢复供油 5 个阶段； (A) 断油阶段：发动机扭矩逐渐减小， BSG 发电扭矩也随之减小，主电机扭矩逐渐增大为整车提供动力； (B) 分离离合器阶段： BSG 发电扭矩首先减小至 0，随后发动机扭矩逐渐减小至 0，此时分离离合器，完全由主电机提供驱动力； (C) 选换档阶段：此时 AMT 系统进行选换档动作，时间大概为 300ms 左右，此时完全由主电机提供驱动力； (D) 接合离合器阶段：此时发动机扭矩为 0， BSG 发电扭矩也为 0，此时完全由主电机提供驱动力； (E) 恢复供油阶段：发动机扭矩逐渐增加，主电机扭矩逐渐减小，当发动机扭矩增大到一定值时， BSG 发电扭矩逐渐恢复；因此，整个 AMT 换档过程中主电机始终为整车提供驱动力，以保证无动力中断换档。 (2) 发动机驱动向纯电动过渡过程，对各动力总成的具体控制步骤；整车控制系统命令 AMT 系统分离离合器，此时发动机扭矩 Te 减小，主电机扭矩 Tpm 增大，当发动机扭矩 Te 较小至 0 时， AMT 分离离合器，当发动机转速 Ne ＜ 1000rpm 时，发动机断油，实现纯电动行驶； (3) 纯电动向发动机驱动过渡控制，对各动力总成的具体控制步骤：整车控制系统命令 BSG 电机启动发动机，当发动机转速 Ne ＞ 1000rpm 时，命令 AMT 系统接合离合器；之后，恢复发动机扭矩 Te，主电机扭矩 Tpm 逐渐减小至 0，实现纯电动行驶向发动机驱动过渡。
2：根据权利要求 1 所述的双电机混联式混合动力轿车无动力中断换档控制方法，其特征在于所述的整个控制过程是基于扭矩控制的，主要是协调控制发动机扭矩、 BSG 电机扭矩和主电机扭矩。
3：根据权利要求 1 所述的双电机混联式混合动力轿车无动力中断换档控制方法，其特征在于所述的电机系统的快速响应特性，由电机完成对发动机扭矩响应的补偿。

说明书

混合动力轿车无动力中断换档控制方法
    技术领域：
     本发明涉及一种混合动力轿车无动力中断换档控制方法，属于电动汽车行驶控制技术，主要用于混合动力汽车控制领域。背景技术：
     混合动力技术是现阶段解决环境和能源问题最切实可行的清洁汽车技术，成为当今各大汽车公司的研究热点，国内也对此项技术进行了广泛研究。由于我国的汽车产业基础和产业结构所限，目前国内混合动力汽车的变速器多以手动变速器和 AMT 居多。虽然 AMT 也是自动变速器的一种，但它的换档平顺性问题和换档动力中断问题，仍是它的致命缺点。发明内容：
     本发明的目的在于提供一种混合动力轿车无动力中断换档控制方法，其是利用双电机混联式混合动力轿车的结构特点，主电机与变速器输出轴相连，这样在换档过程中，主电机仍可以为整车提供驱动力，从而避免 AMT 换档过程的动力中断；解决 AMT 换档平顺性差和换档动力中断的问题，来改善换档品质，提高整车平顺性。
     本发明的技术方案是这样实现的：混合动力轿车无动力中断换档控制方法，其特征在于：包括换档过程、纯电动向发动机驱动过渡、发动机驱动向纯电动过渡；其具体控制步骤为：
     (1) 换档过程： BSG 电机通过皮带与发动机曲轴皮带轮相连，发电、启动发动机用；主电机 PM 与 AMT 变速器的输出轴相连，驱动整车用； AMT 换档过程分为：断油、分离离合器、选换档、接合离合器、恢复供油 5 个阶段；
     (A) 断油阶段：发动机扭矩逐渐减小， BSG 发电扭矩也随之减小，主电机扭矩逐渐增大为整车提供动力；
     (B) 分离离合器阶段： BSG 发电扭矩首先减小至 0，随后发动机扭矩逐渐减小至 0，此时分离离合器，完全由主电机提供驱动力；
     (C) 选换档阶段：此时 AMT 系统进行选换档动作，时间大概为 300ms 左右，此时完全由主电机提供驱动力；
     (D) 接合离合器阶段：此时发动机扭矩为 0， BSG 发电扭矩也为 0，此时完全由主电机提供驱动力；
     (E) 恢复供油阶段：发动机扭矩逐渐增加，主电机扭矩逐渐减小，当发动机扭矩增大到一定值时， BSG 发电扭矩逐渐恢复；
     因此，整个 AMT 换档过程中主电机始终为整车提供驱动力，以保证无动力中断换档。
     (2) 发动机驱动向纯电动过渡过程，对各动力总成的具体控制步骤；整车控制系统命令 AMT 系统分离离合器，此时发动机扭矩 Te 减小，主电机扭矩 Tpm 增大，当发动机扭矩 Te 较小至 0 时， AMT 分离离合器，当发动机转速 Ne ＜ 1000rpm 时，发动机断油，实现纯电动行驶； (3) 纯电动向发动机驱动过渡控制，对各动力总成的具体控制步骤：整车控制系统命令 BSG 电机启动发动机，当发动机转速 Ne ＞ 1000rpm 时，命令 AMT 系统接合离合器；之后，恢复发动机扭矩 Te，主电机扭矩 Tpm 逐渐减小至 0，实现纯电动行驶向发动机驱动过渡。
     所述的整个控制过程是基于扭矩控制的，主要是协调控制发动机扭矩、 BSG 电机扭矩和主电机扭矩。
     所述的电机系统的快速响应特性，由电机完成对发动机扭矩响应的补偿。
     本发明的技术效果： (1) 解决了 AMT 系统换档动力中断问题，提高了 AMT 换档平顺性、改善了换档品质； (2) 电机的响应速度和响应精度弥补了发动机扭矩响应的不足，改善了 AMT 换档品质。
     附图说明：
     图 1 为本发明的双电机 AMT 混联式混合动力轿车结构简图；
     图 2 为本发明的 AMT 换档控制流程简图；
     图 3 为本发明的发动机驱动向纯电动过度控制流程简图；
     图 4 为本发明的纯电动向发动机驱动过度控制流程简图；图 5 为本发明的无动力中断换档各总成控制状态。具体实施方式：
     下面结合附图对本发明作进一步详细描述，如图 1 所示 BSG 电机通过皮带与发动机曲轴皮带轮相连，发电、启动发动机用；主电机 (PM) 与 AMT 变速器的输出轴相连，驱动整车用。
     (1)AMT 换档控制如图 2 所示
     Te 为发动机扭矩， Tbsg 为 BSG 电机扭矩， Tpm 为主电机扭矩， Tact 为实际整车需求扭矩， p 为常数系数。
     断油前 Te-Tbsg·p ＝ Tact ；
     断油时 Te 减小至 Tact，同时 Tbsg 减小至 0，此时 Te 继续减小至 0， Tpm 逐渐增大至 Tact ；
     选换档期间 Tpm ＝ Tact，为整车提供驱动力，完成无动力中断换档；
     接合离合器恢复供油时， Te 逐渐增大， Tpm 逐渐减小至 0，当 Te ＞ Tact 时， Tbsg 逐渐恢复发电扭矩，整个控制过程结束。
     (2) 发动机驱动向纯电动过度控制如图 3 所示
     整车控制系统命令 AMT 系统分离离合器，此时 Te 减小， Tpm 增大，当 Te 较小至 0 时， AMT 分离离合器，当发动机转速 Ne ＜ 1000rpm 时，发动机断油，实现纯电动行驶。
     (3) 纯电动向发动机驱动过度控制如图 4 所示
     整车控制系统命令 BSG 电机启动发动机，当发动机转速 Ne ＞ 1000rpm 时，命令 AMT 系统接合离合器；之后，恢复发动机扭矩 Te， Tpm 逐渐减小至 0，实现纯电动行驶向发动机驱动过度。
     以上各控制过程中，在发动机扭矩减小或发动机扭矩为 0 时，主电机继续为整车提供驱动力，达到无动力中断换档。

资源描述

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1、(10)申请公布号 CN 101987571 A(43)申请公布日 2011.03.23CN101987571A*CN101987571A*(21)申请号 200910067390.3(22)申请日 2009.08.07B60K 6/38(2007.10)B60W 10/02(2006.01)B60W 10/06(2006.01)B60W 10/08(2006.01)B60W 20/00(2006.01)(71)申请人中国第一汽车集团公司地址 130011 吉林省长春市东风大街2259号(72)发明人李骏刘明辉刘东秦王光平赵子亮杨兴旺(74)专利代理机构吉林长春新纪元专利代理有限责任公。

2、司 22100代理人王薇(54) 发明名称混合动力轿车无动力中断换档控制方法(57) 摘要本发明涉及一种混合动力轿车无动力中断换档控制方法，其特征在于：包括换档过程、纯电动向发动机驱动过渡、发动机驱动向纯电动过渡过程的具体控制步骤；BSG电机与发动机曲轴皮带轮相连、驱动的主电机与变速器输出轴相连，通过电机系统的快速响应特性，在换档期间对整个动力传动系的输出扭矩进行调节补偿，以达到无动力中断换档过程。其能很好弥补传统AMT系统换档过程的动力中断，提高整车动力性，改善整车平顺性。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页说明书 3 页附图。

3、3 页CN 101987571 A 1/1页21.混合动力轿车无动力中断换档控制方法，其特征在于：包括换档过程、纯电动向发动机驱动过渡、发动机驱动向纯电动过渡；其具体控制步骤为：(1)换档过程：BSG电机通过皮带与发动机曲轴皮带轮相连，发电、启动发动机用；主电机PM与AMT变速器的输出轴相连，驱动整车用；AMT换档过程分为：断油、分离离合器、选换档、接合离合器、恢复供油5个阶段；(A)断油阶段：发动机扭矩逐渐减小，BSG发电扭矩也随之减小，主电机扭矩逐渐增大为整车提供动力；(B)分离离合器阶段：BSG发电扭矩首先减小至0，随后发动机扭矩逐渐减小至0，此时分离离合器，完全由主电机提供驱动力；(C。

4、)选换档阶段：此时AMT系统进行选换档动作，时间大概为300ms左右，此时完全由主电机提供驱动力；(D)接合离合器阶段：此时发动机扭矩为0，BSG发电扭矩也为0，此时完全由主电机提供驱动力；(E)恢复供油阶段：发动机扭矩逐渐增加，主电机扭矩逐渐减小，当发动机扭矩增大到一定值时，BSG发电扭矩逐渐恢复；因此，整个AMT换档过程中主电机始终为整车提供驱动力，以保证无动力中断换档。(2)发动机驱动向纯电动过渡过程，对各动力总成的具体控制步骤；整车控制系统命令AMT系统分离离合器，此时发动机扭矩Te减小，主电机扭矩Tpm增大，当发动机扭矩Te较小至0时，AMT分离离合器，当发动机转速Ne1000rpm。

5、时，发动机断油，实现纯电动行驶；(3)纯电动向发动机驱动过渡控制，对各动力总成的具体控制步骤：整车控制系统命令BSG电机启动发动机，当发动机转速Ne1000rpm时，命令AMT系统接合离合器；之后，恢复发动机扭矩Te，主电机扭矩Tpm逐渐减小至0，实现纯电动行驶向发动机驱动过渡。2.根据权利要求1所述的双电机混联式混合动力轿车无动力中断换档控制方法，其特征在于所述的整个控制过程是基于扭矩控制的，主要是协调控制发动机扭矩、BSG电机扭矩和主电机扭矩。3.根据权利要求1所述的双电机混联式混合动力轿车无动力中断换档控制方法，其特征在于所述的电机系统的快速响应特性，由电机完成对发动机扭矩响应的补偿。权。

6、利要求书CN 101987571 A 1/3页3混合动力轿车无动力中断换档控制方法技术领域：0001 本发明涉及一种混合动力轿车无动力中断换档控制方法，属于电动汽车行驶控制技术，主要用于混合动力汽车控制领域。背景技术：0002 混合动力技术是现阶段解决环境和能源问题最切实可行的清洁汽车技术，成为当今各大汽车公司的研究热点，国内也对此项技术进行了广泛研究。由于我国的汽车产业基础和产业结构所限，目前国内混合动力汽车的变速器多以手动变速器和AMT居多。虽然AMT也是自动变速器的一种，但它的换档平顺性问题和换档动力中断问题，仍是它的致命缺点。发明内容：0003 本发明的目的在于提供一种混。

7、合动力轿车无动力中断换档控制方法，其是利用双电机混联式混合动力轿车的结构特点，主电机与变速器输出轴相连，这样在换档过程中，主电机仍可以为整车提供驱动力，从而避免AMT换档过程的动力中断；解决AMT换档平顺性差和换档动力中断的问题，来改善换档品质，提高整车平顺性。0004 本发明的技术方案是这样实现的：混合动力轿车无动力中断换档控制方法，其特征在于：包括换档过程、纯电动向发动机驱动过渡、发动机驱动向纯电动过渡；其具体控制步骤为：0005 (1)换档过程：BSG电机通过皮带与发动机曲轴皮带轮相连，发电、启动发动机用；主电机PM与AMT变速器的输出轴相连，驱动整车用；AMT换档过程分为：断油、分离离。

8、合器、选换档、接合离合器、恢复供油5个阶段；0006 (A)断油阶段：发动机扭矩逐渐减小，BSG发电扭矩也随之减小，主电机扭矩逐渐增大为整车提供动力；0007 (B)分离离合器阶段：BSG发电扭矩首先减小至0，随后发动机扭矩逐渐减小至0，此时分离离合器，完全由主电机提供驱动力；0008 (C)选换档阶段：此时AMT系统进行选换档动作，时间大概为300ms左右，此时完全由主电机提供驱动力；0009 (D)接合离合器阶段：此时发动机扭矩为0，BSG发电扭矩也为0，此时完全由主电机提供驱动力；0010 (E)恢复供油阶段：发动机扭矩逐渐增加，主电机扭矩逐渐减小，当发动机扭矩增大到一定值时，BSG发电。

9、扭矩逐渐恢复；0011 因此，整个AMT换档过程中主电机始终为整车提供驱动力，以保证无动力中断换档。0012 (2)发动机驱动向纯电动过渡过程，对各动力总成的具体控制步骤；整车控制系统命令AMT系统分离离合器，此时发动机扭矩Te减小，主电机扭矩Tpm增大，当发动机扭矩Te较小至0时，AMT分离离合器，当发动机转速Ne1000rpm时，发动机断油，实现纯电动说明书CN 101987571 A 2/3页4行驶；0013 (3)纯电动向发动机驱动过渡控制，对各动力总成的具体控制步骤：整车控制系统命令BSG电机启动发动机，当发动机转速Ne1000rpm时，命令AMT系统接合离合器；之后，恢复发动机。

10、扭矩Te，主电机扭矩Tpm逐渐减小至0，实现纯电动行驶向发动机驱动过渡。0014 所述的整个控制过程是基于扭矩控制的，主要是协调控制发动机扭矩、BSG电机扭矩和主电机扭矩。0015 所述的电机系统的快速响应特性，由电机完成对发动机扭矩响应的补偿。0016 本发明的技术效果：(1)解决了AMT系统换档动力中断问题，提高了AMT换档平顺性、改善了换档品质；(2)电机的响应速度和响应精度弥补了发动机扭矩响应的不足，改善了AMT换档品质。附图说明：0017 图1为本发明的双电机AMT混联式混合动力轿车结构简图；0018 图2为本发明的AMT换档控制流程简图；0019 图3为本发明的发动机驱动向纯电动。

11、过度控制流程简图；0020 图4为本发明的纯电动向发动机驱动过度控制流程简图；0021 图5为本发明的无动力中断换档各总成控制状态。具体实施方式：0022 下面结合附图对本发明作进一步详细描述，如图1所示BSG电机通过皮带与发动机曲轴皮带轮相连，发电、启动发动机用；主电机(PM)与AMT变速器的输出轴相连，驱动整车用。0023 (1)AMT换档控制如图2所示0024 Te为发动机扭矩，Tbsg为BSG电机扭矩，Tpm为主电机扭矩，Tact为实际整车需求扭矩，p为常数系数。0025 断油前Te-TbsgpTact；0026 断油时Te减小至Tact，同时Tbsg减小至0，此时Te继续减小至0，。

12、Tpm逐渐增大至Tact；0027 选换档期间TpmTact，为整车提供驱动力，完成无动力中断换档；0028 接合离合器恢复供油时，Te逐渐增大，Tpm逐渐减小至0，当TeTact时，Tbsg逐渐恢复发电扭矩，整个控制过程结束。0029 (2)发动机驱动向纯电动过度控制如图3所示0030 整车控制系统命令AMT系统分离离合器，此时Te减小，Tpm增大，当Te较小至0时，AMT分离离合器，当发动机转速Ne1000rpm时，发动机断油，实现纯电动行驶。0031 (3)纯电动向发动机驱动过度控制如图4所示0032 整车控制系统命令BSG电机启动发动机，当发动机转速Ne1000rpm时，命令AMT系统接合离合器；之后，恢复发动机扭矩Te，Tpm逐渐减小至0，实现纯电动行驶向发动机驱动过度。0033 以上各控制过程中，在发动机扭矩减小或发动机扭矩为0时，主电机继续为整车说明书CN 101987571 A 3/3页5提供驱动力，达到无动力中断换档。说明书CN 101987571 A 1/3页6图1图2说明书附图CN 101987571 A 2/3页7图3图4说明书附图CN 101987571 A 3/3页8图5 说明书附图。

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