CN116394917A

CN116394917A - 一种混动车辆的串并联驱动模式切换控制方法、装置、车辆、设备及介质

Info

Publication number: CN116394917A
Application number: CN202310340455.7A
Authority: CN
Inventors: 汪泊舟; 张才干; 李蒙娜
Original assignee: Chongqing Changan Automobile Co Ltd
Current assignee: Chongqing Changan Automobile Co Ltd
Priority date: 2023-03-31
Filing date: 2023-03-31
Publication date: 2023-07-07
Anticipated expiration: 2043-03-31
Also published as: MX2025007724A; EP4631811A1; CN116394917B; AU2024246157A1; WO2024198736A1

Abstract

本发明提供了一种混动车辆的串并联驱动模式切换控制方法、装置、车辆、设备及介质，用于解决发动机和P1发电机选型不匹配引发的无法完成串并联切换、P1发电机无法调速和车辆非预期加减速的问题。本发明提供了一种混动车辆的串并联驱动模式切换控制方法，所述方法包括：在接收串并联切换请求时，读取车辆的相关参数和车辆的当前驱动模式；基于车辆的当前驱动模式和车辆的相关参数，进行发动机、发电机及驱动电机的目标扭矩预处理；基于接收的串并联切换请求，识别车辆的目标驱动模式；在完成扭矩预处理后，根据车辆的相关参数、当前驱动模式和目标驱动模式，进行车辆的串并联驱动模式切换控制。

Description

一种混动车辆的串并联驱动模式切换控制方法、装置、车辆、设备及介质

技术领域

本发明涉及混合动力汽车的控制领域，具体涉及一种混动车辆的串并联驱动模式切换控制方法、装置、车辆、设备及介质。

背景技术

近些年来，面对石油能源危机和日益严格的油耗法规，混合动力车辆成为各大厂家的研究热点。其中，以P13构型作为较为容易实施的混合动力构型为代表，被越来越多的研究。如图1，车辆处于低速时，K3离合器断开，整车工作在串联驱动模式，发动机不直接参与驱动，通过P1发电机进行发电，P3驱动电机通过动力电池或P1发电机获取电能，进行驱动。车辆处于中高车速时，K3离合器闭合，整车工作在并联驱动模式，发动机直接参与驱动，P3电机辅助调整发动机的工作点，保证发动机处于低油耗经济区。基于车辆经济性和动力性需求，根据车辆状态选择最优的驱动模式。典型的串并联驱动模式切换过程，需要发动机、P1发电机、P3驱动电机转速和扭矩的协调，以及对K3离合器的控制，较为复杂，得到了越来越多的研究。

CN113335262A-混合动力汽车驱动模式切换的控制方法、车辆及存储介质，该专利提供了串联切换并联控制方法，包括调整发动机转矩到并联驱动模式下的发动机目标扭矩、发动机转速调整到串联驱动模式下驱动电机转速相同，离合器吸合，发电机扭矩减少至0同时驱动电机减少发电机相同转矩。并联切串联的控制方法，包括增大发电机负扭矩吸收发动机转矩将驱动电机转矩调整为串联驱动模式下的目标转矩，离合器分离，将发动机转矩和转速调整为串联驱动模式下的目标转矩和目标转速。

上述方案，虽然提供了串并联切换过程的基本控制方法，但是明显存在以下问题：1、未考虑发动机和发电机选型匹配。举个例子，发动机并联驱动模式目标扭矩超过P1发电机最大发电扭矩，串联切并联开始无法将发动机目标扭矩调整到并联驱动模式下的发动机目标扭矩；并联切串联开始P1发电机无法吸收并联驱动模式下的发动机负扭矩，导致无法完成串并联切换。2、P1发电机在处于最大能力发电时，将无法进行调速，也无法完成串并联切换。3、未考虑离合器闭合和分离的传扭特性带来车辆非预期的加减速。

发明内容

本发明提供了一种混动车辆的串并联驱动模式切换控制方法、装置、车辆、设备及介质，用于解决发动机和P1发电机选型不匹配、P1发电机无法调速引发的无法完成串并联切换以及串并联切换过程中会出现车辆非预期加减速的问题。

本发明的技术方案为：

本发明提供了一种混动车辆的串并联驱动模式切换控制方法，所述混动车辆的混动系统至少包括：动力电池、发动机、驱动电机、发电机和离合器，所述发动机可通过所述离合器与车轮端结合或断开，所述驱动电机直连到车轮端，所述驱动电机与动力电池相连，所述发电机与发动机相连，所述发电机与所述动力电池和/或所述驱动电机相连，所述方法包括：

在接收串并联切换请求时，读取车辆的相关参数和车辆的当前驱动模式；

基于车辆的当前驱动模式和车辆的相关参数，进行发动机、发电机及驱动电机的目标扭矩预处理；

基于接收的串并联切换请求，识别车辆的目标驱动模式；

在完成扭矩预处理后，根据车辆的相关参数、当前驱动模式和目标驱动模式，进行车辆的串并联驱动模式切换控制。

优选地，车辆的相关参数包括：车速、油门踏板开度、发动机实际扭矩、发电机实际扭矩、当前发动机目标扭矩、当前发电机目标扭矩、当前驱动电机目标扭矩、发电机最大发电扭矩、发动机最大扭矩、发动机到发电机速比、发电机到驱动电机速比、驱动电机到车轮端速比和离合器油压，基于车辆的当前驱动模式和车辆的相关参数，进行发动机、发电机和驱动电机的目标扭矩预处理的步骤包括：

基于发电机最大发电扭矩和发动机最大扭矩，确定串并联切换时的发动机最大可用扭矩；

基于车辆的当前驱动模式、串并联切换时的发动机最大可用扭矩、当前发动机目标扭矩确定串并联切换时的发动机目标扭矩和发电机目标扭矩；

基于车辆的当前驱动模式、串并联切换时的发动机目标扭矩和发电机目标扭矩，并更新当前发动机目标扭矩的数值和当前发电机目标扭矩的数值；

基于驾驶员需求扭矩、驱动电机到车轮端速比、发动机到发电机速比、发电机到驱动电机速比、发动机实际扭矩、发电机实际扭矩、离合器油压，确定串并联切换时的驱动电机目标扭矩，并更新当前驱动电机目标扭矩的数值；

其中，驾驶员需求扭矩根据车速和油门踏板开度查表得出。

优选地，先确定发电机最大发电扭矩的绝对值和发动机最大扭矩的较小值，再将较小值与第一预设扭矩值的相加所得，确定为串并联驱动模式切换控制时的发动机最大可用扭矩；

将串并联切换时的发动机最大可用扭矩与当前发动机目标扭矩的较小值确定为串并联驱动模式切换控制时的发动机目标扭矩；

若车辆的当前驱动模式为并联驱动模式，确定串并联切换时的发电机目标扭矩为0；

若车辆的当前驱动模式为串联驱动模式，确定串并联切换时的发电机目标扭矩为发电机实际扭矩。

优选地，目标驱动模式包括并联驱动模式，车辆的相关参数包括：发动机实际扭矩、发电机实际转速、发电机实际扭矩、离合器实际油压、当前发电机目标转速以及车辆的扭矩分配模块在并联驱动模式下输出的发动机目标扭矩、发电机目标扭矩和驱动电机目标扭矩和发电机目标转速，若目标驱动模式为并联驱动模式，根据车辆的相关参数、当前驱动模式和目标驱动模式，进行车辆的串并联驱动模式切换控制的步骤包括：

进入发电机转速同步阶段：将发电机实际扭矩设置为发电机目标扭矩，将当前发电机目标转速逐步调整至发电机目标同步转速；

在发电机转速同步阶段若发电机同步目标转速和发电机实际转速的差值的绝对值小于第一预设转速值，进入离合器闭合阶段：进行离合器闭合控制；

在完成离合器闭合控制后若离合器实际油压大于或等于第一预设油压，进入扭矩恢复阶段：则将发电机控制模式由转速控调整为扭矩控，将串并联切换时的发动机目标扭矩、发电机目标扭矩和驱动电机目标扭矩和发电机目标转速的数值对应调整为车辆的扭矩分配模块在并联驱动模式下输出的发动机目标扭矩、发电机目标扭矩和驱动电机目标扭矩和发电机目标转速。

优选地，车辆的相关参数包括：车速、发电机到车轮端速比和轮胎直径；其中，发电机目标同步转速通过公式：

计算获得，其中，VehSpd为车速，P1Ratio为发电机到车轮端速比，D为轮胎直径。

优选地，车辆的相关参数包括：发动机实际扭矩、发电机实际扭矩、发电机实际转速、离合器实际油压、发动机到发电机速比以及车辆的扭矩分配模块在串联驱动模式下输出的发动机目标扭矩、发电机目标扭矩和驱动电机目标扭矩、发电机目标转速，目标驱动模式包括串联驱动模式，若目标驱动模式为串联驱动模式，根据车辆的相关参数、当前驱动模式和目标驱动模式，进行车辆的串并联驱动模式切换控制的步骤包括：

进入扭矩交换阶段：将发电机目标扭矩由串并联切换时的发电机目标扭矩逐步增加到串并联切换时的发动机目标扭矩的负值乘以发动机到发电机速比，同时调整驱动电机目标扭矩以跟随变化满足驾驶员需求扭矩；将发电机实际转速设置为串并联切换时的发电机目标转速；

若扭矩交换阶段若满足发动机实际扭矩和发电机实际扭矩和值的绝对值小于或等于第六预设扭矩值，进入离合器断开阶段：进行离合器断开控制；

在完成离合器断开控制后若离合器实际油压小于或等于第二预设油压，转速扭矩恢复阶段：则将发电机模式控制由扭矩控调整为转速控，并将串并联切换时的发动机目标扭矩、发电机目标扭矩、驱动电机目标扭矩、发电机目标转速的数值分别调整为车辆的扭矩分配模块在串联驱动模式下输出的发动机目标扭矩、发电机目标扭矩和驱动电机目标扭矩和发电机目标转速。

优选地，在完成发动机目标扭矩、发电机目标扭矩和驱动电机目标扭矩和发电机目标转速的数值调整后，所述方法还包括：

若车辆的扭矩分配模块在并联驱动模式下输出的发动机目标扭矩和发动机实际扭矩的差值的绝对值小于或等于第二预设扭矩值、车辆的扭矩分配模块在并联驱动模式下输出的发电机目标扭矩和发电机实际扭矩的差值的绝对值小于或等于第三预设扭矩值及车辆的扭矩分配模块在并联驱动模式下输出的驱动电机目标扭矩和驱动电机实际扭矩的差值的绝对值小于或等于第四预设扭矩值，则确定完成对车辆从串联驱动模式切换为并联驱动模式。

优选地，串并联切换时的驱动电机目标扭矩P3TqReq通过公式：

P3TqReq＝{DrvTqReq/P3Ratio-(EngTqAct*EngP1Ratio+P1TqAct)/abs(EngTqAct

*EngP1Ratio+P1TqAct)*min[abs(EngTqAct*EngP1Ratio

+P1TqAct),CluCarryTq]*P1P3Ratio}

计算获得，DrvTqReq为驾驶员需求扭矩，根据车速和油门踏板开度查表得出；P3Ratio为驱动电机到车轮端速比，EngTqAct为发动机实际扭矩，EngP1Ratio为发动机到发电机速比，P1TqAct为发电机实际扭矩，P1P3Ratio为发电机到驱动电机速比，CluCarryTq为离合器可传递扭矩，由表征离合器实际油压和离合器可传递扭矩CluCarryTq的关联关系的离合器油压特性曲线查表获得离合器可传递扭矩CluCarryTq。

优选地，在完成发动机目标扭矩、发电机目标扭矩和驱动电机的目标扭矩和发电机目标转速调整后，所述方法还包括：

若车辆的扭矩分配模块在串联驱动模式下输出的发动机目标扭矩和发动机实际扭矩的差值的绝对值小于或等于第八预设扭矩值、车辆的扭矩分配模块在串联驱动模式下输出的发电机目标转速和发电机实际转速的差值的绝对值小于或等于第八预设扭矩值及车辆的扭矩分配模块在串联驱动模式下输出的驱动电机目标扭矩和驱动电机实际扭矩的差值的绝对值小于或等于第九预设扭矩值，则确定完成对车辆从并联驱动模式切换为串联驱动模式。

本发明还提供了一种混动车辆的串并联驱动模式切换控制装置，所述混动车辆的混动系统至少包括：动力电池、发动机、驱动电机、发电机和离合器，所述发动机可通过所述离合器与车轮端结合或断开，所述驱动电机直连到车轮端，所述驱动电机与动力电池相连，所述发电机与发动机相连，所述发电机与所述动力电池和/或所述驱动电机相连，所述装置包括：

参数读取模块，用于在接收串并联切换请求时，读取车辆的相关参数和车辆的当前驱动模式；

扭矩预处理模块，用于基于车辆的当前驱动模式和车辆的相关参数，进行发动机、发电机及驱动电机的目标扭矩预处理；

目标驱动模式识别模块，用于基于接收的串并联切换请求，识别车辆的目标驱动模式；

驱动模式切换控制模块，用于在完成扭矩预处理后，根据车辆的相关参数、当前驱动模式和目标驱动模式，进行车辆的串并联驱动模式切换控制。

优选地，车辆的相关参数包括：车辆的相关参数包括：车速、油门踏板开度、发动机实际扭矩、发电机实际扭矩、当前发动机目标扭矩、当前发电机目标扭矩、当前驱动电机目标扭矩、发电机最大发电扭矩、发动机最大扭矩、发动机到发电机速比、发电机到驱动电机速比、驱动电机到车轮端速比和离合器油压，扭矩预处理模块包括：

发动机最大可用扭矩确定单元，用于基于发电机最大发电扭矩和发动机最大扭矩，确定串并联切换时的发动机最大可用扭矩；

发动机和发电机目标扭矩确定单元，用于基于车辆的当前驱动模式、串并联切换时的发动机最大可用扭矩、当前发动机目标扭矩确定串并联切换时的发动机目标扭矩和发电机目标扭矩；

发动机和发电机目标扭矩数值更新单元，用于基于车辆的当前驱动模式、串并联切换时的发动机目标扭矩和发电机目标扭矩，并更新当前发动机目标扭矩的数值和当前发电机目标扭矩的数值；

驱动电机目标扭矩确定及数值更新单元，用于基于驾驶员需求扭矩、驱动电机到车轮端速比、发动机到发电机速比、发电机到驱动电机速比、发动机实际扭矩、发电机实际扭矩、离合器油压，确定串并联切换时的驱动电机目标扭矩，并更新当前驱动电机目标扭矩的数值；

其中，驾驶员需求扭矩根据车速和油门踏板开度查表得出。

优选地，目标驱动模式包括并联驱动模式，车辆的相关参数包括：发动机实际扭矩、发电机实际转速、发电机实际扭矩、离合器实际油压、当前发电机目标转速以及车辆的扭矩分配模块在并联驱动模式下输出的发动机目标扭矩、发电机目标扭矩和驱动电机目标扭矩和发电机目标转速，若目标驱动模式为并联驱动模式，驱动模式切换控制模块包括：

发电机转速同步单元，用于进入发电机转速同步阶段：将发电机实际扭矩设置为发电机目标扭矩，将当前发电机目标转速逐步调整至发电机目标同步转速；

离合器闭合单元，用于在发电机转速同步阶段若发电机同步目标转速和发电机实际转速的差值的绝对值小于第一预设转速值，进入离合器闭合阶段：进行离合器闭合控制；

扭矩恢复单元，用于在完成离合器闭合控制后若离合器实际油压大于或等于第一预设油压，进入扭矩恢复阶段：则将发电机控制模式由转速控调整为扭矩控，将串并联切换时的发动机目标扭矩、发电机目标扭矩和驱动电机目标扭矩和发电机目标转速的数值对应调整为车辆的扭矩分配模块在并联驱动模式下输出的发动机目标扭矩、发电机目标扭矩和驱动电机目标扭矩和发电机目标转速。

优选地，车辆的相关参数包括：发动机实际扭矩、发电机实际扭矩、发电机实际转速、离合器实际油压、发动机到发电机速比以及车辆的扭矩分配模块在串联驱动模式下输出的发动机目标扭矩、发电机目标扭矩和驱动电机目标扭矩、发电机目标转速，目标驱动模式包括串联驱动模式，若目标驱动模式为串联驱动模式，驱动模式切换控制模块包括：扭矩交换单元，用于进入扭矩交换阶段：将发电机目标扭矩由串并联切换时的发电机目标扭矩逐步增加到串并联切换时的发动机目标扭矩的负值乘以发动机到发电机速比，同时调整驱动电机目标扭矩以跟随变化满足驾驶员需求扭矩；将发电机实际转速设置为串并联切换时的发电机目标转速；

离合器断开单元，用于若扭矩交换阶段若满足发动机实际扭矩和发电机实际扭矩和值的绝对值小于或等于第六预设扭矩值，进入离合器断开阶段：进行离合器断开控制；

转速扭矩恢复单元，用于在完成离合器断开控制后若离合器实际油压小于或等于第二预设油压，转速扭矩恢复阶段：则将发电机模式控制由扭矩控调整为转速控，并将串并联切换时的发动机目标扭矩、发电机目标扭矩、驱动电机目标扭矩、发电机目标转速的数值分别调整为车辆的扭矩分配模块在串联驱动模式下输出的发动机目标扭矩、发电机目标扭矩和驱动电机目标扭矩和发电机目标转速。

本发明还提供了一种车辆，包括上述的混动车辆的串并联驱动模式切换控制装置。

本发明还提供了一种控制设备，包括处理器，存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如上述的混动车辆的串并联驱动模式切换控制方法的步骤。

本发明还提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如上述的混动车辆的串并联驱动模式切换控制方法的步骤。

本发明的有益效果为：

当接收到串并联切换请求时，为避免发动机和发电机选型不匹配导致无法更新到目标驱动模式的目标扭矩或转速以及无法调速的问题，尤其车辆运行在并联驱动模式时，会存在发动机目标扭矩超出发动机和发电机耦合边界能力的情形，本方案提出进行串并联切换前，对发动机和发电机目标扭矩进行预处理，通过对发动机和发电机耦合边界的计算，并对耦合边界为调整转速进行预留扭矩处理，使用上述处理后耦合边界限制发动机和发电机目标扭矩作为串并联切换过程中的目标扭矩，同时为保证驾驶员需求扭矩，驱动电机目标扭矩也做适应性调整，通过上述方案，可彻底解决了串并联切换无法更新到目标驱动模式的目标扭矩及串并联切换过程中无法调速的问题。另外在离合器充放油过程中，将动力源目标扭矩计算加入考虑离合器传扭特性，可使得动力源目标扭矩计算更为合理和符合实际，避免了因忽略离合器充放油过程中动力源实际扭矩输出到车辆端带来车辆非预期的加减速的问题。

附图说明

图1为本实施例中P13构型的示意图；

图2为本实施例中方法的流程图；

图3为本实施例中装置的结构框图。

具体实施方式

以下将参照附图和优选实施例来说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书中所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

参照图1，本实施例中提供的该混动车辆的串并联驱动模式切换控制方法主要适用于具有以下这些特征的混动车辆，混动车辆至少包括：动力电池、发动机、驱动电机、发电机和离合器，所述发动机可通过所述离合器与车轮端结合或断开，所述驱动电机直连到车轮端，所述驱动电机与动力电池相连，所述发电机与发动机相连，所述发电机与所述动力电池和/或所述驱动电机相连。具体到图1中的P13构型混动车辆来说，发电机是指图1中的P1电机，驱动电机是指图1中的P3电机，离合器是指图1中的K3离合器，对于P13构型的混动车辆来说，P1发电机即与动力电池相连，又同P3驱动电机相连。本实施例中，上述混动车辆还可以适用于其他构型的车辆，只要这些构型的车辆具有上述的这些特定特征即可。

如图2，本实施例中提供的该混动车辆的串并联驱动模式切换控制方法具体包括：

步骤S1、接收到串并联时机判定功能输出的串并联切换请求时，读取车辆的相关参数和车辆的当前驱动模式；

步骤S2、基于车辆的相关参数和车辆的当前驱动模式，进入扭矩预处理，完成步骤S2后，进入步骤S3或S4；

步骤S3、若串并联切换请求为串联切换并联请求，进入串联切换并联控制；具体表现为：基于接收的串并联切换请求，识别车辆的目标驱动模式为并联驱动模式，在完成扭矩预处理后，根据车辆的相关参数、当前驱动模式和目标驱动模式，控制车辆从串联驱动模式切换为并联驱动模式；

步骤S4、若串并联切换请求为并联切换串联请求，进入并联切串联控制；具体表现为：基于接收的串并联切换请求，识别车辆的目标驱动模式为串联驱动模式，在完成扭矩预处理后，根据车辆的相关参数、当前驱动模式和目标驱动模式，控制车辆从并联驱动模式切换为串联驱动模式。

本实施例中，串并联切换请求具体为串联切换并联请求或并联切换串联请求，该请求的输出由现有技术实现。

本实施例中，对于步骤S1中的串并联切换时机判定功能，具体的说，还可以通过车辆状态及驾驶员需求，综合考虑车辆的经济性和动力性，输出串并联切换请求，该串并联切换请求可以为利用现有技术(如背景技术中介绍到的方式获得)获得的请求，该串并联切换请求信号中具体携带的信息可以是一种车辆需要从并联驱动模式进入串联驱动模式下的并联切换串联请求或车辆需要从串联驱动模式进入并联驱动模式下的串联切换并联请求。

本实施例中，步骤S2中进行扭矩预处理的过程，具体的可以理解为：基于发电机最大发电扭矩和发动机最大扭矩，确定串并联切换时的发动机最大可用扭矩；基于车辆的当前驱动模式、串并联切换时的发动机最大可用扭矩、当前发动机目标扭矩确定串并联切换时的发动机目标扭矩和发电机目标扭矩；基于车辆的当前驱动模式、串并联切换时的发动机目标扭矩和发电机目标扭矩，并更新当前发动机目标扭矩的数值和当前发电机目标扭矩的数值；基于驾驶员需求扭矩、驱动电机到车轮端速比、发动机到发电机速比、发电机到驱动电机速比、发动机实际扭矩、发电机实际扭矩、离合器油压，确定串并联切换时的驱动电机目标扭矩，并更新当前驱动电机目标扭矩的数值。其中，上述的车辆的相关参数包括：车速、油门踏板开度、发动机实际扭矩、发电机实际扭矩、当前发动机目标扭矩、当前发电机目标扭矩、当前驱动电机目标扭矩、发电机最大发电扭矩、发动机最大扭矩、发动机到驱动电机速比、发电机到驱动电机速比、驱动电机到车轮端速比和离合器油压。

本实施例中，EngTqMax_SPC为串并联切换时的发动机最大可用扭矩，其计算公式如下:

EngTqMax_SPC＝min([EngTqMax,abs(P1GenTqMax)])-TBD1

其中，EngTqMax为发动机最大扭矩，P1GenTqMax为发电机最大发电扭矩(本实施例中为P13构型的P1发电机最大发电扭矩)，TBD1为一标定值。

进一步，EngTqReq_SPC为串并联切换时的发动机目标扭矩，具体计算公式如下：

EngTqReq_SPC＝min(EngTqReq,EngTqMax_SPC)

其中，EngTqReq为当前发动机目标扭矩。

串并联切换时的驱动电机目标扭矩P3TqReq通过公式：

P3TqReq＝{DrvTqReq/P3Ratio-(EngTqAct*EngP1Ratio+P1TqAct)/abs(EngTqAct

*EngP1Ratio+P1TqAct)*min[abs(EngTqAct*EngP1Ratio

+P1TqAct),CluCarryTq]*P1P3Ratio}

在步骤S3中，先基于接收的串并联切换请求，识别车辆的目标驱动模式为并联驱动模式。

具体进行串并联驱动模式切换控制的过程为：根据车辆的相关参数、当前驱动模式和目标驱动模式，进行车辆的串并联驱动模式切换控制。

如图2，该步骤S3具体包括如下几个步骤：

(S301)、转速同步阶段。具体的说，按照步骤S2所述计算方法所得串并联切换时的发动机目标扭矩、串并联切换时的发电机目标扭矩、串并联切换时的驱动电机目标扭矩，发电机目标转速由当前发电机目标转速逐步调整到串并联切换时的发电机目标同步转速，串并联切换时的发电机目标同步转速由车速、发电机到车轮端速比、和轮胎直径计算所得，调整过程应保证目标转速的平滑，实现方式不做具体要求，如斜率限制。

若满足下述公式，则进入步骤(302)，

|P1SpsReq_syn-P1SpdAct|≤TBD2

其中，P1SpsReq_syn为串并联切换时的发电机同步目标转速(本实施例中为P13构型的P1发电机目标同步转速)，P1SpdAct为P1电机实际转速，TBD2为一标定值(第一预设转速值)，如50rpm。

进一步，对于串并联切换时的发电机目标同步转速P1SpdReq_syn，其计算公式如下：

其中，VehSpd为车速，η_P1为P1发电机到驱动电机速比，D为轮胎直径。

(S302)离合器闭合阶段，具体的说，离合器电磁阀打开，液压模块充油完成离合器闭合。

按照步骤S2所述计算方法所得的串并联切换时的发动机目标扭矩、发电机目标扭矩，步骤S301所述计算方法所得的串并联切换时的发电机目标转速。

若满足下述公式，则进入步骤(S303)：

CluPrsAct≥TBD3

其中，CluPrsAct为离合器实际油压(由变速器控制单元获得)，TBD3为一标定值(第一预设油压)，如10bar。

(S303)扭矩恢复阶段，具体的说，将发电机控制模式由转速控调整为扭矩控，将按照步骤S2所述方法计算所得的串并联切换时的发动机目标扭矩、发电机目标扭矩、按照步骤S302所述方法计算所得的串并联切换时的驱动电机目标扭矩、按照步骤S301所述方法计算的串并联切换时的发电机目标转速的数值分别调整为车辆的扭矩分配模块在并联驱动模式下对应输出的目标扭矩数值、发电机目标转速数值，在调整过程应保证目标扭矩的平滑，实现方式不做具体要求，如采用斜率限制等方式实现。

进一步地，若同时满足以下公式(a)、公式(b)和公式(c)，则串联切并联流程结束。

|EngTqReq_PHEV-EngTqAct|≤TBD4 (a)

|P1TqReq_PHEV-P1TqAct|≤TBD5 (b)

|P3TqReq_PHEV-P3TqAct|≤TBD6 (c)

EngTqReq_PHEV、P1TqReq_PHEV、P3TqReq_PHEV分别为在并联驱动模式下扭矩分配功能输出的发动机目标扭矩、发电机目标扭矩(本实施例中为P13构型的P1发电机目标扭矩)、驱动电机目标扭矩(本实施例中为P13构型的P3驱动电机目标扭矩)；EngTqAct、P1TqAct、P3TqAct分别为发动机实际扭矩、发电机实际扭矩(本实施例中为P13构型的P1发电机实际扭矩)、驱动电机实际扭矩(本实施例中为P13构型的P13驱动电机实际扭矩)；TBD4为一标定值(对应第二预设扭矩值)，如5Nm，TBD5为一标定值(对应第三预设扭矩值)，如5Nm，TBD6为一标定值(对应第四预设扭矩值)，如5Nm。

也就是说，若车辆的扭矩分配模块在并联驱动模式下输出的发动机目标扭矩和发动机实际扭矩的差值的绝对值小于或等于第二预设扭矩值、车辆的扭矩分配模块在并联驱动模式下输出的发电机目标扭矩和发电机实际扭矩的差值的绝对值小于或等于第三预设扭矩值及车辆的扭矩分配模块在并联驱动模式下输出的驱动电机目标扭矩和驱动电机实际扭矩的差值的绝对值小于或等于第四预设扭矩值，则确定完成对车辆从串联驱动模式切换为并联驱动模式，而后根据并联驱动模式下发动机、发电机和驱动电机各自分配的目标扭矩进行控制。

(S4)并联切串联模块，具体执行步骤如下：

(S401)扭矩交换阶段。具体的说，将当前发动机目标扭矩逐步调整到串并联切换时发动机目标扭矩，同时将发电机目标扭矩由串并联切换时的发电机目标扭矩逐步增加到串并联切换时发动机目标扭矩的负值乘以发动机到发电机端速比，同时调整驱动电机目标扭矩跟随变化以满足驾驶员需求扭矩，将发电机实际转速设置为串并联切换时的发电机目标转速。

其中，串并联切换时发电机目标扭矩P1TqReq的计算公式为：

P1TqReq＝-EngTqReq*EngP1Ratio

。EngTqReq为步骤S2所述方法计算的串并联切换时发动机的目标扭矩，EngP1Ratio为发动机到发电机端速比。

串并联切换时的驱动电机目标扭矩根据如下计算方法所得，此时，串并联切换时的驱动电机目标扭矩P3TqReq通过公式：

P3TqReq＝{DrvTqReq/P3Ratio-(EngTqAct*EngP1Ratio+P1TqAct)/abs(EngTqAct

*EngP1Ratio+P1TqAct)*min[abs(EngTqAct*EngP1Ratio

+P1TqAct),CluCarryTq]*P1P3Ratio}

计算获得，DrvTqReq为驾驶员需求扭矩，根据车速和油门踏板开度查表得出，P3Ratio为驱动电机到车轮端速比，EngTqAct为发动机实际扭矩，EngP1Ratio为发动机到发电机速比，P1TqAct为发电机实际扭矩，P1P3Ratio为发电机到驱动电机速比，CluCarryTq为离合器可传递扭矩，由表征离合器实际油压和离合器可传递扭矩CluCarryTq的关联关系的离合器油压特性曲线查表获得离合器可传递扭矩CluCarryTq。

若满足下述公式，进入步骤(S402)

|EngTqAct+P1TqAct|≤TBD8

EngTqAct为发动机实际扭矩；P1TqAct为发电机实际扭矩；

其中，TBD8为一标定值(第六预设扭矩值)，如5Nm。

(S402)离合器断开阶段。具体的说，离合器电磁阀关闭，液压模块释放油压完成离合器断开；

按照步骤S401所述计算方法所得发动机目标扭矩、发电机目标扭矩、驱动电机目标扭矩、发电机目标转速。若满足下述公式，则进入步骤(S403)：

CluPrsAct≤TBD9

其中,CluPrsAct为离合器实际油压，TBD9为一标定值(第二预设油压)，如2bar。

(S403)转速扭矩恢复阶段。将发电机控制模式由扭矩控调整为转速控，将按照步骤S401所述方法计算所得的发动机目标扭矩、发电机目标扭矩、驱动电机目标扭矩、发电机目标转速调整为串联驱动模式下扭矩分配对应的目标扭矩和发电机目标转速数值，调整过程应保证目标扭矩或转速的平滑，实现方式不做具体要求，如斜率限制。

若同时满足以下公式(d)、公式(e)和公式(f)，则串联切并联流程结束。

|EngTqReqs_HEV-EngTqAct|≤TBD10 (d)

|P1SpdReq_SHEV-P1SpdAct|≤TBD11 (e)

|P3TqReqs_HEV-P3TqAct|≤TBD12 (f)

EngTqReqs_HEV、P1SpdReq_SHEV、P3TqReqs_HEV分别为串联驱动模式下扭矩分配功能输出的发动机目标扭矩、P1发电机目标转速、P3驱动电机目标扭矩；EngTqAct、P1SpdAct、P3TqAct分别为发动机实际扭矩、P1发电机实际转速、P3驱动电机实际扭矩，TBD10为一标定值(对应第七预设扭矩值)，如5Nm，TBD11为一标定值(对应第八预设扭矩值)，如25rpm，TBD12为一标定值(对应第九预设扭矩值)，如5Nm。

也就是说，若车辆的扭矩分配模块在串联驱动模式下输出的发动机目标扭矩和发动机实际扭矩的差值的绝对值小于或等于第八预设扭矩值、车辆的扭矩分配模块在串联驱动模式下输出的发电机目标转速和发电机实际转速的差值的绝对值小于或等于第八预设扭矩值及车辆的扭矩分配模块在串联驱动模式下输出的驱动电机目标扭矩和驱动电机实际扭矩的差值的绝对值小于或等于第九预设扭矩值，则确定完成对，车辆从并联驱动模式切换为串联驱动模式，而后根据串联驱动模式下发动机、发电机和驱动电机各自分配的目标扭矩进行控制。

如图3，本发明提供了一种混动车辆的串并联驱动模式切换控制装置，所述混动车辆的混动系统至少包括：动力电池、发动机、驱动电机、发电机和离合器，所述发动机可通过所述离合器与车轮端结合或断开，所述驱动电机直连到车轮端，所述驱动电机与动力电池相连，所述发电机与发动机相连，所述发电机与所述动力电池和/或所述驱动电机相连，所述装置包括：

参数读取模块101，用于在接收串并联切换请求时，读取车辆的相关参数和车辆的当前驱动模式；

扭矩预处理模块102，用于基于车辆的当前驱动模式和车辆的相关参数，进行发动机、发电机及驱动电机的目标扭矩预处理；

目标驱动模式识别模块103，用于基于接收的串并联切换请求，识别车辆的目标驱动模式；

驱动模式切换控制模块104，用于在完成扭矩预处理后，根据车辆的相关参数、当前驱动模式和目标驱动模式，进行车辆的串并联驱动模式切换控制。

优选地，车辆的相关参数包括：车辆的相关参数包括：车速、油门踏板开度、发动机实际扭矩、发电机实际扭矩、当前发动机目标扭矩、当前发电机目标扭矩、当前驱动电机目标扭矩、发电机最大发电扭矩、发动机最大扭矩、发动机到发电机速比、发电机到驱动电机速比、驱动电机到车轮端速比和离合器油压，扭矩预处理模块102包括：

发动机最大可用扭矩确定单元1021，用于基于发电机最大发电扭矩和发动机最大扭矩，确定串并联切换时的发动机最大可用扭矩；

发动机和发电机目标扭矩确定单元1022，用于基于车辆的当前驱动模式、串并联切换时的发动机最大可用扭矩、当前发动机目标扭矩确定串并联切换时的发动机目标扭矩和发电机目标扭矩；

发动机和发电机目标扭矩数值更新单元1023，用于基于车辆的当前驱动模式、串并联切换时的发动机目标扭矩和发电机目标扭矩，并更新当前发动机目标扭矩的数值和当前发电机目标扭矩的数值；

驱动电机目标扭矩确定及数值更新单元1024，用于基于驾驶员需求扭矩、驱动电机到车轮端速比、发动机到发电机速比、发电机到驱动电机速比、发动机实际扭矩、发电机实际扭矩、离合器油压，确定串并联切换时的驱动电机目标扭矩，并更新当前驱动电机目标扭矩的数值；

其中，驾驶员需求扭矩根据车速和油门踏板开度查表得出。

优选地，目标驱动模式包括并联驱动模式，车辆的相关参数包括：发电机实际转速、发电机实际扭矩、离合器实际油压、当前发电机目标转速以及车辆的扭矩分配模块在并联驱动模式下输出的发动机目标扭矩、发电机目标扭矩和驱动电机目标扭矩和发电机目标转速，若目标驱动模式为并联驱动模式，驱动模式切换控制模块104包括：

发电机转速同步单元1041，用于进入发电机转速同步阶段：将发电机实际扭矩设置为发电机目标扭矩，将当前发电机目标转速逐步调整至发电机目标同步转速；

离合器闭合单元1042，用于在发电机转速同步阶段若发电机同步目标转速和发电机实际转速的差值的绝对值小于第一预设转速值，进入离合器闭合阶段：进行离合器闭合控制；

扭矩恢复单元1043，用于在完成离合器闭合控制后若离合器实际油压大于或等于第一预设油压，进入扭矩恢复阶段：则将发电机控制模式由转速控调整为扭矩控，将串并联切换时的发动机目标扭矩、发电机目标扭矩和驱动电机目标扭矩和发电机目标转速的数值对应调整为车辆的扭矩分配模块在并联驱动模式下输出的发动机目标扭矩、发电机目标扭矩和驱动电机目标扭矩和发电机目标转速。

优选地，车辆的相关参数包括：发动机实际扭矩、发电机实际扭矩、发电机实际转速、离合器实际油压、发动机到发电机速比以及车辆的扭矩分配模块在串联驱动模式下输出的发动机目标扭矩、发电机目标扭矩和驱动电机目标扭矩、发电机目标转速，目标驱动模式包括串联驱动模式，若目标驱动模式为串联驱动模式，驱动模式切换控制模块104包括：

扭矩交换单元1044，用于进入扭矩交换阶段：将发电机目标扭矩由0逐步增加到串并联切换时的发动机目标扭矩的负值乘以发动机到发电机速比，同时调整驱动电机目标扭矩以跟随变化满足驾驶员需求扭矩；将发电机实际转速设置为串并联切换时的发电机目标转速；

离合器断开单元1045，用于若扭矩交换阶段若满足发动机实际扭矩和发电机实际扭矩和值的绝对值小于或等于第六预设扭矩值，进入离合器断开阶段：进行离合器断开控制；

转速扭矩恢复单元1046，用于在完成离合器断开控制后若离合器实际油压小于或等于第二预设油压，转速扭矩恢复阶段：则将发电机模式控制由扭矩控调整为转速控，并将串并联切换时的发动机目标扭矩、发电机目标扭矩、驱动电机目标扭矩、发电机目标转速的数值分别调整为车辆的扭矩分配模块在串联驱动模式下输出的发动机目标扭矩、发电机目标扭矩和驱动电机目标扭矩和发电机目标转速。

Claims

1.一种混动车辆的串并联驱动模式切换控制方法，其特征在于，所述混动车辆的混动系统至少包括：动力电池、发动机、驱动电机、发电机和离合器，所述发动机可通过所述离合器与车轮端结合或断开，所述驱动电机直连到车轮端，所述驱动电机与动力电池相连，所述发电机与发动机相连，所述发电机与所述动力电池和/或所述驱动电机相连，所述方法包括：

基于接收的串并联切换请求，识别车辆的目标驱动模式；

2.根据权利要求1所述的混动车辆的串并联驱动模式切换控制方法，其特征在于，车辆的相关参数包括：车速、油门踏板开度、发动机实际扭矩、发电机实际扭矩、当前发动机目标扭矩、当前发电机目标扭矩、当前驱动电机目标扭矩、发电机最大发电扭矩、发动机最大扭矩、发动机到发电机速比、发电机到驱动电机速比、驱动电机到车轮端速比和离合器油压，基于车辆的当前驱动模式和车辆的相关参数，进行发动机、发电机和驱动电机的目标扭矩预处理的步骤包括：

其中，驾驶员需求扭矩根据车速和油门踏板开度查表得出。

3.根据权利要求2所述的混动车辆的串并联驱动模式切换控制方法，其特征在于，

先确定发电机最大发电扭矩的绝对值和发动机最大扭矩的较小值，再将较小值与第一预设扭矩值的相加所得，确定为串并联驱动模式切换控制时的发动机最大可用扭矩；

4.根据权利要求1、2或3所述的混动车辆的串并联驱动模式切换控制方法，其特征在于，目标驱动模式包括并联驱动模式，车辆的相关参数包括：发动机实际扭矩、发电机实际转速、发电机实际扭矩、离合器实际油压、当前发电机目标转速以及车辆的扭矩分配模块在并联驱动模式下输出的发动机目标扭矩、发电机目标扭矩和驱动电机目标扭矩和发电机目标转速，若目标驱动模式为并联驱动模式，根据车辆的相关参数、当前驱动模式和目标驱动模式，进行车辆的串并联驱动模式切换控制的步骤包括：

5.根据权利要求4所述的混动车辆的串并联驱动模式切换控制方法，其特征在于，车辆的相关参数包括：车速、发电机到车轮端速比和轮胎直径；其中，发电机目标同步转速通过公式：

6.根据权利要求1、2或3所述的混动车辆的串并联驱动模式切换控制方法，其特征在于，车辆的相关参数包括：发动机实际扭矩、发电机实际扭矩、发电机实际转速、离合器实际油压、发动机到发电机速比以及车辆的扭矩分配模块在串联驱动模式下输出的发动机目标扭矩、发电机目标扭矩和驱动电机目标扭矩、发电机目标转速，目标驱动模式包括串联驱动模式，若目标驱动模式为串联驱动模式，根据车辆的相关参数、当前驱动模式和目标驱动模式，进行车辆的串并联驱动模式切换控制的步骤包括：

7.根据权利要求4或6所述的混动车辆的串并联驱动模式切换控制方法，其特征在于，在完成发动机目标扭矩、发电机目标扭矩和驱动电机目标扭矩和发电机目标转速的数值调整后，所述方法还包括：

8.根据权利要求2所述的混动车辆的串并联驱动模式切换控制方法，其特征在于，串并联切换时的驱动电机目标扭矩P3TqReq通过公式：

P3TqReq＝{DrvTqReq/P3Ratio-(EngTqAct*EngP1Ratio+P1TqAct)/abs(EngTqAct*EngP1Ratio+P1TqAct)*min[abs(EngTqAct*EngP1Ratio+P1TqAct),CluCarryTq]*P1P3Ratio}

9.根据权利要求6所述的混动车辆的串并联驱动模式切换控制方法，其特征在于，在完成发动机目标扭矩、发电机目标扭矩和驱动电机的目标扭矩和发电机目标转速调整后，所述方法还包括：

10.一种混动车辆的串并联驱动模式切换控制装置，其特征在于，所述混动车辆的混动系统至少包括：动力电池、发动机、驱动电机、发电机和离合器，所述发动机可通过所述离合器与车轮端结合或断开，所述驱动电机直连到车轮端，所述驱动电机与动力电池相连，所述发电机与发动机相连，所述发电机与所述动力电池和/或所述驱动电机相连，所述装置包括：

11.根据权利要求10所述的混动车辆的串并联驱动模式切换控制装置，其特征在于，车辆的相关参数包括：车辆的相关参数包括：车速、油门踏板开度、发动机实际扭矩、发电机实际扭矩、当前发动机目标扭矩、当前发电机目标扭矩、当前驱动电机目标扭矩、发电机最大发电扭矩、发动机最大扭矩、发动机到发电机速比、发电机到驱动电机速比、驱动电机到车轮端速比和离合器油压，扭矩预处理模块包括：

其中，驾驶员需求扭矩根据车速和油门踏板开度查表得出。

12.根据权利要求10或11所述的混动车辆的串并联驱动模式切换控制装置，其特征在于，目标驱动模式包括并联驱动模式，车辆的相关参数包括：发动机实际扭矩、发电机实际转速、发电机实际扭矩、离合器实际油压、当前发电机目标转速以及车辆的扭矩分配模块在并联驱动模式下输出的发动机目标扭矩、发电机目标扭矩和驱动电机目标扭矩和发电机目标转速，若目标驱动模式为并联驱动模式，驱动模式切换控制模块包括：

13.根据权利要求10或11所述的混动车辆的串并联驱动模式切换控制装置，其特征在于，车辆的相关参数包括：发动机实际扭矩、发电机实际扭矩、发电机实际转速、离合器实际油压、发动机到发电机速比以及车辆的扭矩分配模块在串联驱动模式下输出的发动机目标扭矩、发电机目标扭矩和驱动电机目标扭矩、发电机目标转速，目标驱动模式包括串联驱动模式，若目标驱动模式为串联驱动模式，驱动模式切换控制模块包括：扭矩交换单元，用于进入扭矩交换阶段：将发电机目标扭矩由串并联切换时的发电机目标扭矩逐步增加到串并联切换时的发动机目标扭矩的负值乘以发动机到发电机速比，同时调整驱动电机目标扭矩以跟随变化满足驾驶员需求扭矩；将发电机实际转速设置为串并联切换时的发电机目标转速；

14.一种车辆，其特征在于，包括权利要求10至13任一项所述的混动车辆的串并联驱动模式切换控制装置。

15.一种控制设备，其特征在于，包括处理器，存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如权利要求1至9任一项所述的混动车辆的串并联驱动模式切换控制方法的步骤。

16.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如权利要求1至9任一项所述的混动车辆的串并联驱动模式切换控制方法的步骤。