一种轮毂液压混合动力车辆换挡无动力中断协调控制方法

技术领域

本发明涉及轮毂液压混合动力车辆控制领域，具体涉及一种面向轮毂液压混合动力车辆换挡过程的无动力中断协调控制方法。

背景技术

商用车行驶工况较乘用车更为复杂，常常工作在山区道路、乡间松软路面、冰雪路面等低附着路面，传统的全轮驱动形式虽可改善车辆在低附着路面的通过性，但是带来的寄生功率对车辆经济性造成一定影响。轮毂液压混合动力系统适时全驱，不仅能显著改善车辆低附着路面的通过性，车辆在制动时还能通过蓄能器实现再生制动能量回收以提高整车经济性，同时通过液压辅助制动改善制动安全性，此外相比油电混合动力系统，有功率密度大、质量体积小、综合成本低等优点。但是轮毂液压混合动力系统发动机驱动动力链在多挡变速箱换挡过程存在发动机动力被切断现象，其与传统燃油车类似，导致整车驱动系统动力中断，整车输出的转矩在换挡瞬间低于驾驶员期望转矩，不利于整车的动力性，也影响整车驾驶的平顺性和舒适性。因此，为充分发挥轮毂液压混合动力驱动优势，针对轮毂液压混合动力系统换挡过程动力中断问题，设计一种换挡无动力中断协调控制方法十分必要。

目前的现有技术中，涉及轮毂液压混合动力系统换挡协调控制技术的发明专利较少，譬如2021年12月10日公开的发明专利：公开号：CN113771834A，一种轮毂液压混动商用车动力域系统及其控制方法，该发明专利提供了一种轮毂液压混动商用车动力域系统架构方案，并提出针对换挡过程进行动力域内动态协调控制的方法，以弥补对于轮毂液压混合动力车辆多动力源与AMT的协调控制考虑的不足，但该发明专利仅对轮毂液压马达转矩补偿目标进行定性概述，并未提出系统而具体的控制方法，且未考虑附件等对发动机的实际输出转矩影响，实际应用价值欠佳。另如2022年9月30日公开的发明专利：公开号：CN115126832A，一种双电机行星齿轮混合动力变速器，及2022年7月22日公开的发明专利：公开号：CN114771235A，一种用于混合动力汽车的混合动力驱动装置及其控制方法，以上发明专利所提出的混合动力系统驱动及传动装置通过多动力源协作可以实现无动力中断换挡过程，但其与本发明专利所应用的车辆对象及驱动系统构型具有显著差异，上述发明专利利用多动力源动力适时耦合驱动单一驱动轴工作，而轮毂液压混合动力双动力源通过地面适时耦合分别驱动各自驱动轴工作，因此上述发明专利所实现的无动力中断换挡过程对于轮毂液压混合动力车辆研究对象不具备借鉴价值。

发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明基于轮毂液压混合动力车辆设计了一种换挡无动力中断协调控制方法，其充分利用轮毂液压混合动力车辆多动力源动力地面耦合特性，及轮毂液压马达快速响应特点，有效消除中轴变速箱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、平顺性，此外，其可实现在车辆行驶过程进一步消耗整车储存的液压能量，进而保障高压蓄能器存在更多的储能空间以用于潜在的下一次制动回收，优化系统能耗，改善车辆燃油经济性，充分发挥轮毂液压混合动力冗余驱动特点，提高混合动力车辆综合品质。

为实现上述目的，本发明是采用如下技术方案实现的：

步骤一，进行换挡无动力中断协调控制许用工作模式判断，

面向一种轮毂液压混合动力车辆，轮毂液压混合动力车辆中轴和后轴采用发动机驱动，发动机动力通过多挡自动变速箱传递至中轴和后轴驱动桥输出，前轴采用液驱系统及轮毂液压马达驱动，在轮毂液压混合动力车辆以发动机直驱、行车充液、联合驱动三种驱动模式驱动行驶时，中轴变速机构换挡过程存在动力中断，其中，当轮毂液压混合动力车辆以行车充液模式驱动行驶时，轮毂液压马达响应负值工作扭矩，为避免轮毂液压马达工作转矩频繁正负突变，选定换挡无动力中断协调控制许用工作模式为发动机直驱、联合驱动两种驱动模式。

步骤二，进行换挡无动力中断协调控制条件判断，

当轮毂液压混合动力车辆的整车控制器接收到硬线信号纯燃油模式开关未使能，且当整车控制器接收到整车行驶车速高于发动机起机行驶的最小稳定车速，且当整车控制器接收到电池管理系统反馈动力电池荷电状态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，且当整车控制器接收到中轴变速机构的控制单元反馈中轴变速机构正处于换挡过程标志信号时，进行换挡无动力中断协调控制；否则，不进行或退出换挡无动力中断协调控制。

步骤三，计算换挡过程前桥轮毂液压马达转矩补偿量，

在换挡无动力中断协调控制许用工作模式下，发动机在为轮毂液压混合动力车辆行驶输出需求的驱动能量时，也为轮毂液压混合动力车辆相关附件提供动力或能量，同时还须维持自身怠速状态，因此根据式(1)可知，直接使用发动机反馈当前实际扭矩T

T

T

式中，T

步骤四，标定轮毂液压马达转矩补偿变化量限幅阈值，

求解出换挡过程前桥轮毂液压马达转矩补偿量后，因未对轮毂液压马达转矩补偿量的变化率进行限制，轮毂液压马达最终输出的转矩可能存在跳变，进而恶化轮毂液压马达转矩补偿过程的行驶平顺性，因此在轮毂液压马达进行实际的转矩补偿过程中，引入轮毂液压马达反馈当前实际扭矩T

ΔT

如果ΔT

ΔT

式中，ΔT

本发明与现有技术相比较，有益效果如下：

1.本发明所述的一种轮毂液压混合动力车辆换挡无动力中断协调控制方法实现了对于中轴变速箱换挡过程发动机驱动动力切断，导致系统动力发生明显中断现象的有效消除，使整车输出驱动转矩能够满足驾驶员期望转矩，进而改善车辆行驶的动力性和平顺性；

2.本发明所述的一种轮毂液压混合动力车辆换挡无动力中断协调控制方法实现了车辆行驶过程整车储存液压能量的进一步消耗，保障了高压蓄能器存在更多的储能空间以用于潜在的下一次制动回收，进而优化系统的能耗，进一步改善车辆燃油经济性；

附图说明

下面结合附图对实施例的描述将变得容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例的轮毂液压混合动力车辆动力系统结构示意图；

图2为根据本发明实施例的轮毂液压混合动力车辆换挡无动力中断协调控制流程示意图。

图1中标号说明：1-前轴车轮，2-轮毂液压马达，3-蓄能器，4-动力域控制器，5-中轴车轮，6-后轴车轮，7-主减速器及差速器总成，8-万向节，9-多挡AMT总成，10-取力器，11-发动机总成，12-液压变量泵，13-液压组合阀总成。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图来描述一种轮毂液压混合动力车辆换挡无动力中断协调控制方法，但本发明并不限于这些实施例。

步骤一，进行换挡无动力中断协调控制许用工作模式判断，

面向一种轮毂液压混合动力车辆，参考附图1，轮毂液压混合动力车辆主要包括以下部件及总成：1前轴车轮，2轮毂液压马达，3蓄能器，4动力域控制器，5中轴车轮，6后轴车轮，7主减速器及差速器总成，8万向节，9多挡AMT总成，10取力器，11发动机总成，12液压变量泵，13液压组合阀总成。参考附图1可知，轮毂液压混合动力车辆中轴和后轴采用11发动机总成驱动，发动机动力通过9多挡AMT总成传递至中轴和后轴驱动桥输出，前轴采用液驱系统及2轮毂液压马达驱动，在轮毂液压混合动力车辆以发动机直驱ICE、行车充液CHEV、联合驱动HHEV三种驱动模式驱动行驶时，中轴多挡AMT换挡过程存在动力中断，其中，当轮毂液压混合动力车辆以行车充液CHEV模式驱动行驶时，轮毂液压马达响应负值工作扭矩，为避免轮毂液压马达工作转矩频繁正负突变，选定换挡无动力中断协调控制许用工作模式为发动机直驱ICE、联合驱动HHEV两种驱动模式，判断条件参考附图2步骤一所示。

步骤二，进行换挡无动力中断协调控制条件判断，

当轮毂液压混合动力车辆的整车控制器接收到硬线信号纯燃油模式开关未使能Button

步骤三，计算换挡过程前桥轮毂液压马达转矩补偿量，

在换挡无动力中断协调控制许用工作模式下，发动机在为轮毂液压混合动力车辆行驶输出需求的驱动能量时，也为轮毂液压混合动力车辆相关附件提供动力或能量，同时还须维持自身怠速状态，因此根据式(1)可知，直接使用发动机反馈当前实际扭矩T

T

T

式中，T

步骤四，标定轮毂液压马达转矩补偿变化量限幅阈值，

求解出换挡过程前桥轮毂液压马达转矩补偿量后，因未对轮毂液压马达转矩补偿量的变化率进行限制，轮毂液压马达最终输出的转矩可能存在跳变，进而恶化轮毂液压马达转矩补偿过程的行驶平顺性，因此参考附图2步骤四，即在轮毂液压马达进行实际的转矩补偿过程中，引入轮毂液压马达反馈当前实际扭矩T

ΔT

如果ΔT

ΔT

式中，ΔT