專利名稱：一種四驅強混汽車amt協(xié)調(diào)控制方法及其系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及混合動力汽車整車控制領域，特別涉及一種四驅強混汽車 AMT (Automated Mechanical Transmission，電控機械式自動變速器)協(xié)調(diào)控制方法，強混合動力系統(tǒng)控制與AMT系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制，提高和改善AMT系統(tǒng)的換擋時間和換擋沖擊，使之能行之有效的與強混合動力系統(tǒng)匹配應用。
背景技術：
混合動力汽車兼?zhèn)淞思冸妱悠嚭统Ｒ?guī)動力汽車的優(yōu)點，相對常規(guī)動力汽車具有優(yōu)良的動力性、燃油經(jīng)濟性和排放性能，是目前國內(nèi)外新型汽車動力傳動系統(tǒng)研發(fā)的重點之一，各大汽車公司加大混合動力汽車的研發(fā)，并得到了用戶和市場的廣泛關注。在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術至少存在以下缺點現(xiàn)階段強混系統(tǒng)的換擋機構多為CVT(Continuously Variable Transmission, 無級變速箱)或行星齒輪機構，結構復雜而且成本較高，且國內(nèi)在研發(fā)能力上還不能達到與強混系統(tǒng)有效匹配的程度。目前利用強混控制系統(tǒng)引入AMT控制系統(tǒng)的汽車，在起步和換擋時，特別是在坡道起步和急加速時，會有一定的沖擊和振動，與液力自動變速器汽車相比，駕駛舒適性較差。影響AMT起步、換擋品質的因素包括檔位切換都經(jīng)過空檔引起扭矩中斷、干式離合器不允許較長時間滑摩以免燒傷摩擦片等。

發(fā)明內(nèi)容
為了實現(xiàn)整車控制與AMT系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制，并達到改善車輛低速階段經(jīng)濟性和換擋舒適性的要求，本發(fā)明實施例提供了一種四驅強混汽車AMT協(xié)調(diào)控制方法及其系統(tǒng)，所述技術方案如下一方面本發(fā)明提供了一種四驅強混汽車AMT協(xié)調(diào)控制方法，通過整車控制器采集駕駛信息，并負責對整車的需求扭矩進行管理和分配，所述方法包括整車控制器根據(jù)所采集的駕駛信息對整車的驅動模式進行判定，選取同駕駛信息相適應的整車驅動模式；整車控制器根據(jù)整車驅動模式向AMT控制器發(fā)送指令信息，通過AMT控制器執(zhí)行整車控制器的指令控制；整車控制器根據(jù)AMT控制器的執(zhí)行情況協(xié)調(diào)控制各驅動電機控制器來滿足駕駛員平順換擋駕駛的需求。所述驅動模式包括兩類一類是低速純電動驅動模式，整車控制器給AMT控制器發(fā)送空擋指令信息，AMT控制器執(zhí)行使發(fā)動機掛入空擋，且斷開離合器；一類是發(fā)動機運轉驅動模式，整車控制器給AMT控制器發(fā)送換擋指令，AMT控制器同整車控制器協(xié)調(diào)完成對整車驅動的控制。所述低速純電動驅動模式由高壓電池提供動力輸出，整車由整車控制器控制后驅電機提供扭矩輸出，其包括，純電動驅動模式，發(fā)動機熄火，只有后驅電機提供扭矩輸出；串聯(lián)式驅動模式，后驅電機驅動整車前進并由前ISG電機啟動發(fā)動機，發(fā)動機帶動同軸設置的ISG電機發(fā)電，用于補充高壓電池的電量。所述發(fā)動機運轉驅動模式由發(fā)動機參與提供動力輸出，其包括，并聯(lián)式驅動模式，后驅電機關閉，并在AMT控制器執(zhí)行換擋動作時激活，用于提供換擋補償扭矩輸出，發(fā)動機輸出扭矩參與整車驅動，ISGantegrate Starter Generator, 一體化啟動發(fā)電機)電機則根據(jù)整車控制器的指令進行發(fā)電、回收制動或者參與輔助驅動車輛；四輪驅動模式，其中發(fā)動機、ISG電機及后驅電機全部參與驅動，其輸出的扭矩大小由整車控制器進行合理分配。整車處于發(fā)動機運轉驅動模式下，整車控制器同AMT控制器協(xié)調(diào)完成對整車驅動的控制包括以下步驟整車控制器向AMT控制器發(fā)送換擋請求及發(fā)動機與ISG電機的等效油門開度；AMT 控制器響應整車控制器的換擋請求指令，根據(jù)等效油門開度并結合當前較高的車速進行最佳檔位的換擋，并將換擋扭矩需求發(fā)送給整車控制器；由整車控制器根據(jù)換擋前后的輸出扭矩情況，對整車的換擋平順性進行控制。對整車換擋平順性的控制包括執(zhí)行換擋時發(fā)動機降低扭矩的補償及換擋結束時對發(fā)動機轉速和離合器轉速的速度同步控制。發(fā)動機降低扭矩的補償是由整車控制器通過協(xié)調(diào)控制驅動電機控制器，對因換擋而中斷的扭矩進行補償；發(fā)動機轉速與離合器轉速的速度同步是通過控制ISG電機將發(fā)動機拖至換檔前離合器工作轉速，從而實現(xiàn)二者的速度同步。另一方面，本發(fā)明還提供了一種四驅強混汽車AMT協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，包括，整車控制器，用于采集駕駛信息，并負責對整車的需求扭矩進行管理和分配；AMT控制器，用于執(zhí)行所述整車控制器的控制指令信號，所述控制系統(tǒng)中還包括，整車驅動模式判定模塊，用于選取與所述整車控制器所采集的駕駛信息相適宜的驅動模式；扭矩補償裝置，其受控于所述整車控制器，用于補償發(fā)動機降低的扭矩，實現(xiàn)整車的平順性駕駛；所述整車控制器根據(jù)所采集的駕駛信息通過整車驅動模式判定模塊進行驅動模式的判定，選取驅動模式，同時啟動同驅動模式相關聯(lián)的所述扭矩補償裝置；所述AMT控制器響應所述整車控制器的控制指令，并通過執(zhí)行器實現(xiàn)對檔位的切換，所述扭矩補償裝置根據(jù)所切換的檔位進行扭矩補償。所述扭矩補償裝置包括后驅電機，用于驅動整車后輪運轉，且用于補償換擋時發(fā)動機降低的扭矩；發(fā)動機轉速同步裝置，包括ISG電機，所述ISG電機同發(fā)動機同軸設置；動力電池管理系統(tǒng)，用于供后驅電機和ISG電機運轉的動力源；所述驅動模式包括純電動驅動模式、串聯(lián)式驅動模式、并聯(lián)式驅動模式及四輪驅動模式；所述純電動驅動模式和串聯(lián)式驅動模式是在低速時，通過后驅電機實現(xiàn)整車的驅動，所述AMT控制器響應所述整車控制器的指令，使整車處于空擋位置；所述并聯(lián)式驅動模式和四輪驅動模式是在高速時，所述AMT控制器執(zhí)行換擋時通過后驅電機進行發(fā)動機中斷扭矩的補償，并通過ISG電機實現(xiàn)發(fā)動機轉速與離合器轉速的速度同步。本發(fā)明實施例提供的技術方案的有益效果是通過將AMT系統(tǒng)引入到四驅強混合動力汽車中，利用后驅純電動驅動系統(tǒng)避免 AMT系統(tǒng)在起步和低速階段工作。利用ISG電機在AMT換擋調(diào)節(jié)發(fā)動機轉速，實現(xiàn)換擋過程中離合器兩端轉速的同步，縮短換擋時間，同時利用后驅電機扭矩補償換擋過程中的扭矩中斷，使換擋更加平順、 舒適。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明中基于四驅強混合動力整車的結構簡圖；圖2是本發(fā)明提供的整車控制器與各扭矩模塊之間的控制關系簡圖；圖3是本發(fā)明提供的整車控制器與AMT控制器邏輯圖；圖4是本發(fā)明提供的整車控制器同AMT控制器協(xié)調(diào)控制流程具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。本發(fā)明所提供的四驅強混汽車AMT協(xié)調(diào)控制方法，其協(xié)調(diào)控制方法如下一、采集駕駛信息通過整車控制器采集駕駛信息，并負責對整車的需求扭矩進行管理和分配。這里的整車控制器所采集駕駛信息包括檔位、油門、高壓電池電量等信息。二、驅動模式判定整車控制器根據(jù)所采集的駕駛信息對整車的驅動模式進行判定，選取同駕駛信息相適應的整車驅動模式。如圖3所示，這四種模式分別為(1)純電動驅動模式，高壓電池提供動力輸出，只由后驅電機提供扭矩輸出，驅動車輛前進，此時發(fā)動機熄火；(2)串聯(lián)式驅動模式，此時仍然為驅動電機單獨驅動車輛，發(fā)動機此時運行帶動 ISG電機發(fā)電以補充高壓電池電量，而非直接參與驅動；(3)并聯(lián)式驅動模式，此時后驅電機關閉，并在AMT換擋時激活后驅電機，使其提供換擋補償扭矩輸出，發(fā)動機輸出扭矩參與車輛驅動，ISG電機則根據(jù)整車控制器的指令進行發(fā)電、回收制動或者參與輔助驅動車輛；(4)四輪驅動模式，此時發(fā)動機與ISG電機及驅動電機全部參與驅動，扭矩大小仍由整車控制器進行合理分配；結合以上4種模式，整車控制器與AMT控制器協(xié)調(diào)控制可分為2類，一類是低速純電動驅動模式時給AMT控制器發(fā)送空擋指令，一類是發(fā)動機運轉驅動模式，車速較高時發(fā)送前進擋或倒檔指令。三、AMT控制器作出響應整車控制器根據(jù)整車驅動模式向AMT控制器發(fā)送指令信息，通過AMT控制器執(zhí)行整車控制器的指令控制；如圖2所示，整車控制器采集電子油門踏板開度與檔位等駕駛信息，負責對整車需求扭矩進行管理，并合理的分配扭矩給發(fā)動機管理系統(tǒng)、ISG電機控制器及后驅電機控制器來滿足駕駛員的駕駛需求。而換擋需求，則是整車控制器根據(jù)當前檔位及其油門踏板開度決定是否啟動與AMT控制器的協(xié)調(diào)控制，若不需要則請求AMT控制器空擋，若需求則請求 AMT控制器前進擋或者倒檔，并由AMT的執(zhí)行器完成相關換擋動作。如圖3和圖4所示，當車輛處于純電動和串聯(lián)式驅動模式時，整車控制器給AMT控制器發(fā)送空擋指令，AMT則響應整車控制器需求，掛入空擋，并且斷開離合器，不將發(fā)動機的動力傳遞到驅動軸上，用電力驅動模式合理避開了低速階段AMT不夠經(jīng)濟且沖擊較大的弊端；當車輛處于并聯(lián)和四驅模式時，整車控制器給AMT控制器發(fā)送前進或者倒檔命令及發(fā)動機與ISG電機的等效油門開度。AMT控制器響應系統(tǒng)控制器的指令，根據(jù)等效油門開度并結合當前較高的車速進行最佳檔位的換擋，并將換擋扭矩需求發(fā)送給整車控制器，由整車控制器對發(fā)動機輸出扭矩進行管理，降低發(fā)動機輸出扭矩滿足AMT系統(tǒng)換擋需求。四、整車控制器協(xié)調(diào)驅動，完成平順性駕駛整車控制器根據(jù)AMT控制器的執(zhí)行情況協(xié)調(diào)控制各驅動電機控制器來滿足駕駛員平順換擋駕駛的需求。ATM控制器根據(jù)整車控制器的控制指令執(zhí)行前進擋或倒檔請求時，ATM控制器通過控制執(zhí)行器執(zhí)行換擋動作，ATM控制器將其執(zhí)行情況回饋給整車控制器，同時向其發(fā)出換擋需求扭矩及發(fā)動機轉速等信息，整車控制器則根據(jù)ATM控制器的回饋信息對后驅電機控制器發(fā)出換擋扭矩補償，此時整車控制器會將發(fā)動機降低的扭矩施加到后驅電機上，利用后驅電機對扭矩響應非常快的特性，立即補償因換擋而中斷的扭矩，當換擋結束后，后驅電機扭矩補償結束，此時發(fā)動機轉速需要盡快恢復到換檔前的轉速以滿足離合器轉速同步需求，整車控制器通過控制ISG控制器，使其控制ISG電機運轉，利用ISG電機的速度特性，直接將發(fā)動機拖至換檔前離合器工作轉速進行轉速同步，不但縮短了換擋時間，而且提高了 AMT換擋的舒適性。本發(fā)明還提供了一種四驅強混汽車AMT協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，包括，整車控制器，用于采集駕駛信息，并負責對整車的需求扭矩進行管理和分配；AMT控制器，用于執(zhí)行所述整車控制器的控制指令信號，所述控制系統(tǒng)中還包括，整車驅動模式判定模塊，用于選取與所述整車控制器所采集的駕駛信息相適宜的驅動模式；
扭矩補償裝置，其受控于所述整車控制器，用于補償發(fā)動機降低的扭矩，實現(xiàn)整車的平順性駕駛；整車控制器根據(jù)所采集的駕駛信息通過整車驅動模式判定模塊進行驅動模式的判定，選取驅動模式，同時啟動同驅動模式相關聯(lián)的所述扭矩補償裝置；所述AMT控制器響應所述整車控制器的控制指令，并通過執(zhí)行器實現(xiàn)對檔位的切換，所述扭矩補償裝置根據(jù)所切換的檔位進行扭矩補償。如圖1和圖2所示，這里的扭矩補償裝置包括后驅電機、后驅控制器，受控于整車控制器，用于驅動整車后輪運轉；發(fā)動機轉速同步裝置，包括ISG電機及ISG控制器，受控于整車控制器，ISG電機同發(fā)動機同軸設置；動力電池管理系統(tǒng)，用于供后驅電機和ISG電機運轉的動力源；圖中的高壓電池可以為各種高壓蓄電池。純電動驅動模式和串聯(lián)式驅動模式是在低速時，通過后驅電機實現(xiàn)整車的驅動， 所述AMT控制器響應所述整車控制器的指令，使整車處于空擋位置。并聯(lián)式驅動模式和四輪驅動模式是在高速時，所述AMT控制器執(zhí)行換擋時通過后驅電機進行發(fā)動機中斷扭矩的補償，并通過ISG電機實現(xiàn)發(fā)動機轉速與離合器轉速的速度同步。如圖1所示，前驅動力系統(tǒng)由發(fā)動機和15KW的ISG電機同軸組成的，裝載AMT手自一體變速器系統(tǒng)，后驅系統(tǒng)為一功率較大的后驅電機，裝載電子變速器。此系統(tǒng)可以有效的實現(xiàn)四輪驅動、純電力驅動及其常規(guī)的串、并聯(lián)式驅動方式，該工作由混合動力控制器即整車系統(tǒng)來協(xié)調(diào)控制各子系統(tǒng)部件實現(xiàn)。上述本發(fā)明實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優(yōu)劣。本發(fā)明實施例中的全部或部分步驟，可以利用軟件實現(xiàn)，相應的軟件程序可以存儲在可讀取的存儲介質中，如光盤或硬盤等。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種四驅強混汽車AMT協(xié)調(diào)控制方法，通過整車控制器采集駕駛信息，并負責對整車的需求扭矩進行管理和分配，其特征在于，所述方法包括整車控制器根據(jù)所采集的駕駛信息對整車的驅動模式進行判定，選取同駕駛信息相適應的整車驅動模式；整車控制器根據(jù)整車驅動模式向AMT控制器發(fā)送指令信息，通過AMT控制器執(zhí)行整車控制器的指令控制；整車控制器根據(jù)AMT控制器的執(zhí)行情況協(xié)調(diào)控制各驅動電機控制器來滿足駕駛員平順換擋駕駛的需求。
2.根據(jù)權利要求1所述的四驅強混汽車AMT協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，所述驅動模式包括兩類一類是低速純電動驅動模式，整車控制器給AMT控制器發(fā)送空擋指令信息，AMT控制器執(zhí)行使發(fā)動機掛入空擋，且斷開離合器；一類是發(fā)動機運轉驅動模式，整車控制器給AMT控制器發(fā)送換擋指令，AMT控制器同整車控制器協(xié)調(diào)完成對整車驅動的控制。
3.根據(jù)權利要求2所述的四驅強混汽車AMT協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，所述低速純電動驅動模式由高壓電池提供動力輸出，整車由整車控制器控制后驅電機提供扭矩輸出，其包括，純電動驅動模式，發(fā)動機熄火，只有后驅電機提供扭矩輸出；串聯(lián)式驅動模式，后驅電機驅動整車前進并由前ISG電機啟動發(fā)動機，發(fā)動機帶動同軸設置的ISG電機發(fā)電，用于補充高壓電池的電量。
4.根據(jù)權利要求2所述的四驅強混汽車AMT協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，所述發(fā)動機運轉驅動模式由發(fā)動機參與提供動力輸出，其包括，并聯(lián)式驅動模式，后驅電機關閉，并在AMT控制器執(zhí)行換擋動作時激活，用于提供換擋補償扭矩輸出，發(fā)動機輸出扭矩參與整車驅動，ISG電機則根據(jù)整車控制器的指令進行發(fā)電、回收制動或者參與輔助驅動車輛；四輪驅動模式，其中發(fā)動機、ISG電機及后驅電機全部參與驅動，其輸出的扭矩大小由整車控制器進行合理分配。
5.根據(jù)權利要求4所述的四驅強混汽車AMT協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，整車處于發(fā)動機運轉驅動模式下，整車控制器同AMT控制器協(xié)調(diào)完成對整車驅動的控制包括以下步驟整車控制器向AMT控制器發(fā)送換擋請求及發(fā)動機與ISG電機的等效油門開度；AMT控制器響應整車控制器的換擋請求指令，根據(jù)等效油門開度并結合當前較高的車速進行最佳檔位的換擋，并將換擋扭矩需求發(fā)送給整車控制器；由整車控制器根據(jù)換擋前后的輸出扭矩情況，對整車的換擋平順性進行控制。
6.根據(jù)權利要求5所述的四驅強混汽車AMT協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，對整車換擋平順性的控制包括執(zhí)行換擋時發(fā)動機降低扭矩的補償及換擋結束時對發(fā)動機轉速和離合器轉速的速度同步控制。
7.根據(jù)權利要求6所述的四驅強混汽車AMT協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，發(fā)動機降低扭矩的補償是由整車控制器通過協(xié)調(diào)控制驅動電機控制器，對因換擋而中斷的扭矩進行補償；發(fā)動機轉速與離合器轉速的速度同步是通過控制ISG電機將發(fā)動機拖至換檔前離合器工作轉速，從而實現(xiàn)二者的速度同步。
8.一種四驅強混汽車AMT協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，包括，整車控制器，用于采集駕駛信息，并負責對整車的需求扭矩進行管理和分配； AMT控制器，用于執(zhí)行所述整車控制器的控制指令信號，其特征在于， 所述控制系統(tǒng)中還包括，整車驅動模式判定模塊，用于選取與所述整車控制器所采集的駕駛信息相適宜的驅動模式；扭矩補償裝置，其受控于所述整車控制器，用于補償發(fā)動機降低的扭矩，實現(xiàn)整車的平順性駕駛；所述整車控制器根據(jù)所采集的駕駛信息通過整車驅動模式判定模塊進行驅動模式的判定，選取驅動模式，同時啟動同驅動模式相關聯(lián)的所述扭矩補償裝置；所述AMT控制器響應所述整車控制器的控制指令，并通過執(zhí)行器實現(xiàn)對檔位的切換，所述扭矩補償裝置根據(jù)所切換的檔位進行扭矩補償。
9.根據(jù)權利要求8所述的四驅強混汽車AMT協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述扭矩補償裝置包括后驅電機，用于驅動整車后輪運轉，且用于補償換擋時發(fā)動機降低的扭矩； 發(fā)動機轉速同步裝置，包括ISG電機，所述ISG電機同發(fā)動機同軸設置； 動力電池管理系統(tǒng)，用于供后驅電機和ISG電機運轉的動力源；
10.根據(jù)權利要求9所述的四驅強混汽車AMT協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述驅動模式包括純電動驅動模式、串聯(lián)式驅動模式、并聯(lián)式驅動模式及四輪驅動模式；所述純電動驅動模式和串聯(lián)式驅動模式是在低速時，通過后驅電機實現(xiàn)整車的驅動， 所述AMT控制器響應所述整車控制器的指令，使整車處于空擋位置；所述并聯(lián)式驅動模式和四輪驅動模式是在高速時，所述AMT控制器執(zhí)行換擋時通過后驅電機進行發(fā)動機中斷扭矩的補償，并通過ISG電機實現(xiàn)發(fā)動機轉速與離合器轉速的速度同步。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種四驅強混汽車AMT協(xié)調(diào)控制方法及其系統(tǒng)，屬于混合動力汽車控制領域。通過整車控制器采集駕駛信息，并負責對整車的需求扭矩進行管理和分配，所述方法包括對整車的驅動模式進行判定，選取同駕駛信息相適應的整車驅動模式；根據(jù)整車驅動模式向AMT控制器發(fā)送指令信息，通過AMT控制器執(zhí)行整車控制器的指令控制；整車控制器根據(jù)AMT控制器的執(zhí)行情況協(xié)調(diào)控制各驅動電機控制器來滿足駕駛員平順換擋駕駛的需求。本發(fā)明通過整車控制器同AMT控制器的協(xié)調(diào)控制，有效改善AMT換擋平順性，使換擋變得更加快速和舒適，同時，利用后驅純電動驅動模式避免AMT系統(tǒng)在起步和低速階段工作，使汽車驅動更具有經(jīng)濟性。
文檔編號B60W20/00GK102381311SQ20111029662
公開日2012年3月21日 申請日期2011年9月27日 優(yōu)先權日2011年9月27日
發(fā)明者肖巖 申請人:奇瑞汽車股份有限公司