一种XEV混动车辆的挡位计算及换挡控制方法及装置

技术领域

本发明属于车辆换挡控制技术领域，具体涉及一种XEV混动车辆的挡位计算及换挡控制方法及装置。

背景技术

使用发动机和电机作为车辆动力来源进行整车驱动的商用混合动力车辆，根据电机在车辆动力输出结构中的组合形式，划分为P0-P4各类架构，P0和P1架构中国，电机和发动机本体进行了耦合，车辆的变速器使用传统变速箱加离合器与发动机结合的方式进行动力传递，换挡控制与传统燃油的商用车控制类似，换挡过程中需要使用发动机对变速器进行转速控制，结合离合器的控制来保证变速器的挡位切换；在P2和P3架构中，电机与变速器的输入轴或输出轴部分进行了结构上的耦合，在换挡控制上，可通过电机实现调速换挡，不需要使用发动机进行转速调节，在离合器集合的控制上采用与P0和P1不同的控制，当电机故障时，使用与传统换挡方式相同的方式。P4架构中，电机部署在靠近轮端位置，变速器与电机耦合布置在驱动桥上，换挡完全使用电机进行调节控制，发动机则作为一个增程器提供电能，不能输出动力到轮端，或者采用电机直接部署在轮端的形式，则车辆完全不需要变速机构。

XEV车辆作为类P4架构的变形车辆，其发动机和电机既可以实现单独驱动输出动力，也可以同时驱动输出动力，且驱动电机部署在靠近轮端的位置，同时采用了一个传统变速箱和一个电驱动变速箱传递扭矩到轮端的形式。

传统车辆的挡位切换，因只考虑了传统变送机构单位设定情况，不适用与XEV车辆，传统混动架构下的挡位切换也只考虑了电驱动结构的挡位切换，即由于驱动结构形式不同，对于XEV车辆尤其是多种变速机构若同时工作时，缺少目标挡位计算和换挡过程控制的有效方法。

此为现有技术的不足，因此，针对现有技术中的上述缺陷，提供一种XEV混动车辆的挡位计算及换挡控制方法及装置，是非常有必要的。

发明内容

针对现有技术的上述由于驱动结构形式不同，对于XEV车辆尤其是多种变速机构若同时工作时，缺少目标挡位计算和换挡过程控制的有效方法的缺陷，本发明提供一种XEV混动车辆的挡位计算及换挡控制方法及装置，以解决上述技术问题。

第一方面，本发明提供一种XEV混动车辆的挡位计算及换挡控制方法，包括如下步骤：

S1.整车控制器VCU根据车辆当前车速和油门开度判断车辆运行模式；所述车辆运行模式包括等待起步模式、车辆驱动模式及能量回收模式；

S2.各车辆运行模式中，整车控制器VCU控制电驱动桥和传统变速箱的目标挡位设定，以及对不同驱动模式下的电驱动桥挡位和传统变速箱挡位切换过程进行控制；所述驱动模式包括纯电驱动模式、发动机单独驱动模式及混合驱动模式。

进一步地，步骤S1具体步骤如下：

S11.整车控制器VCU判断车速是否为0；

若是，进入步骤S12；

若否，进入步骤S15；

S12.整车控制器VCU获取换挡手柄控制器反馈的手柄状态；

当手柄状态为空挡时，进入步骤S13；

当手柄状态为从空挡位置推入到进挡位置时，进入步骤S14；

S13.整车控制器VCU判定XEV混动车辆处于等待起步模式，等待设定时间段，返回步骤S12；

S14.整车控制器VCU判定XEV混动车辆处于起动阶段，进行等待起步模式向车辆驱动模式的转换，进入步骤S2；

S15.整车控制器VCU判断油门开度是否为0；

若是，进入步骤S16；

若否，进入步骤S18；

S16.整车控制器VCU判断车速是否大于滑行车速阈值，或者判断刹车踏板开度是否不为0；

若是，进入步骤S17；

若否，等待设定时间段，返回步骤S11；

S17.整车控制器VCU判定XEV车辆处于滑行或制动状态，为能量回收模式，进入步骤S2；

S18.整车控制器VCU判断车速是否大于起步车速阈值；

若是，进入步骤S19；

若否，等待设定时间段，返回步骤S11；

S19.整车控制器VCU判定XEV车辆进入车辆驱动模式，进入步骤S2。

进一步地，步骤S2具体步骤如下：

S21.整车控制器VCU判断车辆运行模式；

当车辆处于等待起步模式向车辆驱动模式转换时，进入步骤S22；

当车辆处于车辆驱动模式时，进入步骤S23；

当车辆处于能量回收模式时，进入步骤S24；

S22.整车控制器VCU调节电驱动桥挡位至第一目标挡位，以及通知变速箱换挡控制器调节变速箱当前挡位至第二目标档位，再在挡位设定完毕后，根据油门开度确定驱动模式，并在不同驱动模式下控制挡位切换过程，返回步骤S1；

S23.整车控制器VCU判断XEV车辆的驱动模式类型，根据驱动模式类型进行目标挡位设定及换挡切换过程控制，返回步骤S1；

S24.整车控制器VCU控制电驱动桥挡位不变，并设定变速箱挡位为空挡，以及设定离合器和发动机脱开状态，保证滑行或制动过程中能量回收的收益。

进一步地，步骤S22具体步骤如下：

S221.整车控制器VCU控制电驱动桥挡位进入第一目标挡位；

S222.整车控制器VCU通过CAN消息将第二目标档位及等待起步模式状态值发送给变速箱换挡控制器；

S223.变速箱换挡控制器控制发动机和离合器，并根据第二目标挡位对变速箱当前挡位进行调节；

S224.变速箱换挡控制器判断变速箱实际挡位与第二目标挡位是否一致；

若是，进入步骤S225；

若否，返回步骤S223；

S225.变速箱换挡控制器控制离合器与发动机完全脱离，并保持脱离状态；

S226.整车控制器VCU根据油门开度确定动力输出来源，进行驱动模式判断；

当油门开度小于等于第一开度阈值时，进入步骤S227；

当油门开度大于第一开度阈值，小于第二开度阈值时，进入步骤S228；

当油门开度大于第三开度阈值时，进入步骤S229；

S227.整车控制器VCU判定XEV车辆动力由电机提供，控制电驱动桥保持第一目标挡位，以及将第二目标挡位及纯电驱动模式状态值发送给变速箱换挡控制器，控制离合器与发动机完全脱离，返回步骤S18进行车速判断；

S228.整车控制器VCU判定XEV车辆动力由发动机提供，将第二目标挡位值及发动机单独驱动模式状态值发送给变速箱换挡控制器，控制离合器与发动机结合，控制电驱动桥保持第一目标挡位，发送扭矩命令给发动机控制器ECU进行发动机输出扭矩控制，返回步骤S18进行车速判断；

S229.整车控制器VCU判定XEV车辆动力由发动机和电机同时提供，将第二目标挡位值及混合驱动模式状态值发送给变速箱换挡控制器，控制离合器与发动机结合，控制电驱动桥保持第一目标挡位，发送扭矩命令给发动机控制器ECU进行发动机输出扭矩控制，同时控制电机进行扭矩输出，返回步骤S18进行车速判断。

进一步地，步骤S23具体步骤如下：

S231.整车控制器VCU判断XEV车辆的驱动模式类型；

当驱动模式类型为纯电驱动模式时，进入步骤S232；

当驱动模式类型为发动机单独驱动模式时，进入步骤S233；

当驱动模式类型为混合驱动模式时，进入步骤S234；

S232.整车控制器VCU通知发动机控制器ECU控制发动机维持怠速状态，通知变速箱换挡控制器控制变速箱保持空挡，根据车速和功率需求查表设定电驱动桥目标挡位，并控制电机的换挡切换过程，返回步骤S1；

S233.整车控制器VCU设定电驱动桥挡位，根据车速和功率需求查表设定变速箱目标挡位，根据当前车辆需求功率与电驱动桥当前车速下可输出的最大功率的关系控制变速箱进行挡位切换的过程，返回步骤S1；

S234.整车控制器VCU根据发动机和电驱动桥已分配功率，基于混动模式变速箱目标挡位表和混动模式电驱动桥目标挡位表进行变速箱和电驱动桥的目标挡位设定，并根据电驱动桥和发动机对应车速下的最大允许功率进行发动机和电驱动桥功率分配，完成挡位切换过程控制。

进一步地，步骤S232具体步骤如下：

S2321.整车控制器VCU发送扭矩指令给发动机控制器ECU，控制发动机维持在怠速状态，保持整车供气系统的运转；

S2322.整车控制器VCU将目标挡位空挡及纯电驱动模式状态值发送给变速箱换挡控制器，控制变速箱保持空挡，设定离合器与发动机脱开，并全程保持；

S2323.整车控制器VCU获取XEV车辆预先设定的不同车速和功率对应下的电机效率最优挡位设定表，获取车速和功率需求，根据车速和功率需求进行电机效率最优挡位设定表的查表，得到电驱动桥目标挡位；

S2324.整车控制器VCU根据电驱动桥目标挡位协调电机进行调速和进挡过程控制。

进一步地，步骤S233具体步骤如下：

S2331.整车控制器VCU为降低进入能量回收模式时的能量回收损益，根据电驱动桥挡位速比、XEV车辆最高车速以及电机转速限制设定电驱动桥目标挡位；

S2332.整车控制器VCU预先根据XEV车辆的发动机功率油耗曲线和发动机转速限制，分别计算出同一车速下，对应同一功率的不同挡位油耗，将油耗最优的挡位作为当前车速和功率对应的目标挡位映射填充值，生成车速和功率对应的变速箱挡位表；

S2333.整车控制器VCU获取当前车速和功率对变速箱挡位表进行查表，得到变速箱挡位查表值，再结合油门开度对变速箱目标挡位查表值进行滤波，得到变速箱目标挡位，再将变速箱目标挡位发送给变速箱挡位控制器；

S2334.整车控制器VCU在变速箱挡位控制器控制变速箱挡位切换过程中，获取当前车辆的需求功率P1，以及电驱动桥当前车速下可输出的最大功率P2，并比较两者关系；

若P1≤P2，进入步骤S2335；

若P1＞P2，进入步骤S2336；

S2335.整车控制器VCU将当前车辆的需求功率P1分配给电驱动桥，令电驱动桥进行功率输出，并在变速箱挡位切换完成后，设定电驱动桥输出功率为0，以及设定发动机输出功率为P1，返回步骤S1；

S2336.整车控制器VCU设定电驱动桥按最大功率P2进行输出，并在变速箱挡位切换完成后，设定电驱动桥输出功率为0，以及设定发动机输出功率为P1。

进一步地，步骤S234具体步骤如下：

S2341.基于设定燃油和电能转换比例系数，结合发动机燃油曲线、电机效率、发动机转速限制以及电机转速限制，计算混动模式下车速区间与混动功率区间内设定车速间隔及功率间隔内每个车速点和功率点对应档位值，得到混动模式变速箱目标挡位表和混动模式电驱动桥目标挡位表；

S2342.整车控制器VCU基于分配给发动机的功率P5和当前车速查表混动模式变速箱目标挡位表，得到变速箱目标挡位值，将变速箱目标挡位值和混动模式状态值发送给变速箱挡位控制器；

S2343.整车控制器VCU基于分配给电驱动桥的功率P4和当前车速查表混动模式电驱动桥目标挡位表，得到电驱动桥目标挡位值，将电驱动桥目标挡位值发送给电驱动桥；

S2344.整车控制器VCU获取当前车速下的电驱动桥的最大允许功率P2和发动机的最大允许功率P6，并判断挡位切换需求方式；

当变速箱需要进行挡位切换时，进入步骤S2345；

当电驱动桥需要进行挡位切换时，进入步骤S2346；

当变速箱和电驱动桥都需要进行挡位切换时，进入步骤S2349；

S2345.整车控制器VCU控制电驱动桥进行挡位保持，将分配给电驱动桥的功率调整为电驱动桥的最大允许功率P2，等待变速箱挡位切换完成，再将电驱动桥的功率调整为原功率P4，完成变速箱挡位切换，返回步骤S1；

S2346.整车控制器VCU发送给变速箱挡位控制器的挡位值保持不变，判断当前XEV车辆需求功率P3与发动机的最大允许功率P6的关系；

当P3≤P6时，进入步骤S2347；

当P3＞P6时，进入步骤S2348；

S2347.整车控制器VCU设定发动机输出功率为当前XEV车辆需求功率P3，等待电驱动桥挡位切换完成，再将发动机输出功率调整为原功率P5，完成电驱动桥挡位切换，返回步骤S1；

S2348.整车控制器VCU设定发送机输出功率为发动机的最大允许功率P6，等待电驱动桥挡位切换完成，再将发动机输出功率调整为原功率P5，完成电驱动桥挡位切换，返回步骤S1；

S2349.先按照步骤S2345的方式进行变速箱挡位切换，再按照步骤S2346-S2348的方式进行电驱动桥挡位切换。

进一步地，步骤S24具体步骤如下：

S241.整车控制器VCU控制电驱动桥挡位不变，不进行挡位切换；

S242.整车控制器VCU通过CAN消息将空挡作为目标挡位发送给变速箱挡位控制器，设定变速箱挡位为空挡；

S243.整车控制器VCU设定离合器和发动机完全脱开，保证滑行或制动过程中能量回收的收益为最佳。

第二方面，本发明提供一种XEV混动车辆的挡位计算及换挡控制装置，包括：

车辆运行模式判断模块，用于使整车控制器VCU根据车辆当前车速和油门开度判断车辆运行模式；所述车辆运行模式包括等待起步模式、车辆驱动模式及能量回收模式；

挡位切换控制模块，用于在各车辆运行模式中，整车控制器VCU控制电驱动桥和传统变速箱的目标挡位设定，以及对不同驱动模式下的电驱动桥挡位和传统变速箱挡位切换过程进行控制；所述驱动模式包括纯电驱动模式、发动机单独驱动模式及混合驱动模式。

本发明的有益效果在于：

本发明提供的XEV混动车辆的挡位计算及换挡控制方法及装置，实现XEV混动车辆目标挡位计算和换挡过程控制，保证XEV整车换挡的平顺，实现变速结构换档切换协调控制，确保在换档过中动力不中断，提升了燃油经济性。

此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。

由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明XEV混动车辆的挡位计算及换挡控制方法一个实施例的流程示意图。

图2是本发明XEV混动车辆的挡位计算及换挡控制方法另一个实施例的流程示意图。

图3是本发明XEV混动车辆的挡位计算及换挡控制装置示意图。

图4是本发明XEV混动车辆整车的驱动结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

针对由于驱动结构形式不同，对于XEV车辆尤其是多种变速机构若同时工作时，缺少目标挡位计算和换挡过程控制的有效方法的问题，基于图4所示的XEV整车机构，不仅包括传统商用车的16挡变速箱和离合器，还包括2挡的单电机电驱动桥输出机构，通过如下实施例进行解决，以确保XEV车辆在正常驱动过程中的换档平顺性和燃油经济性。

实施例1：

如图1所示，本发明提供一种XEV混动车辆的挡位计算及换挡控制方法，包括如下步骤：

S1.整车控制器VCU根据车辆当前车速和油门开度判断车辆运行模式；所述车辆运行模式包括等待起步模式、车辆驱动模式及能量回收模式；

S2.各车辆运行模式中，整车控制器VCU控制电驱动桥和传统变速箱的目标挡位设定，以及对不同驱动模式下的电驱动桥挡位和传统变速箱挡位切换过程进行控制；所述驱动模式包括纯电驱动模式、发动机单独驱动模式及混合驱动模式。

实施例2：

如图2所示，本发明提供一种XEV混动车辆的挡位计算及换挡控制方法，包括如下步骤：

S1.整车控制器VCU根据车辆当前车速和油门开度判断车辆运行模式；所述车辆运行模式包括等待起步模式、车辆驱动模式及能量回收模式；步骤S1具体步骤如下：

S11.整车控制器VCU判断车速是否为0；

若是，进入步骤S12；

若否，进入步骤S15；

S12.整车控制器VCU获取换挡手柄控制器反馈的手柄状态；

当手柄状态为空挡时，进入步骤S13；

当手柄状态为从空挡位置推入到进挡位置时，进入步骤S14；

S13.整车控制器VCU判定XEV混动车辆处于等待起步模式，等待设定时间段，返回步骤S12；

S14.整车控制器VCU判定XEV混动车辆处于起动阶段，进行等待起步模式向车辆驱动模式的转换，进入步骤S2；

S15.整车控制器VCU判断油门开度是否为0；

若是，进入步骤S16；

若否，进入步骤S18；

S16.整车控制器VCU判断车速是否大于滑行车速阈值，或者判断刹车踏板开度是否不为0；

若是，进入步骤S17；

若否，等待设定时间段，返回步骤S11；

S17.整车控制器VCU判定XEV车辆处于滑行或制动状态，为能量回收模式，进入步骤S2；

S18.整车控制器VCU判断车速是否大于起步车速阈值；

若是，进入步骤S19；

若否，等待设定时间段，返回步骤S11；

S19.整车控制器VCU判定XEV车辆进入车辆驱动模式，进入步骤S2；

传统变速箱实际挡位和变速箱换档切换过程由变速箱换档控制器TCU_A来监测和控制，电驱动桥实际挡位由挡位监测控制器TCU_B来监测，电驱动桥挡位切换过程由整车控制器VCU来控制，电驱动桥和传统变速箱目标挡位设定由整车控制器VCU来确定，电驱动桥挡位和传统变速挡位切换过程的配合协调过程由整车控制器VCU来控制，换挡手柄控制器通过手柄位置信号来反馈司机当前对车辆运行方向的需求，发动机控制由发动机控制器ECU控制；

S2.各车辆运行模式中，整车控制器VCU控制电驱动桥和传统变速箱的目标挡位设定，以及对不同驱动模式下的电驱动桥挡位和传统变速箱挡位切换过程进行控制；所述驱动模式包括纯电驱动模式、发动机单独驱动模式及混合驱动模式；步骤S2具体步骤如下：

S21.整车控制器VCU判断车辆运行模式；

当车辆处于等待起步模式向车辆驱动模式转换时，进入步骤S22；

当车辆处于车辆驱动模式时，进入步骤S23；

当车辆处于能量回收模式时，进入步骤S24；

根据车辆当前车速和油门情况判定，车辆运行模式可以分为等待起步和车辆驱动模式和能量回收模式；当车辆油门开度大于处于驱动模式时，根据驱动需求功率不同，车辆分为三种不同的驱动模式，分别为纯电驱动模式、发动机单独驱动模式、混合驱动模式；

S22.整车控制器VCU调节电驱动桥挡位至第一目标挡位，以及通知变速箱换挡控制器调节变速箱当前挡位至第二目标档位，再在挡位设定完毕后，根据油门开度确定驱动模式，并在不同驱动模式下控制挡位切换过程，返回步骤S1；此处，第一目标挡位可设定为一挡；步骤S22具体步骤如下：

S221.整车控制器VCU控制电驱动桥挡位进入第一目标挡位；

S222.整车控制器VCU通过CAN消息将第二目标档位及等待起步模式状态值发送给变速箱换挡控制器；

S223.变速箱换挡控制器控制发动机和离合器，并根据第二目标挡位对变速箱当前挡位进行调节；

S224.变速箱换挡控制器判断变速箱实际挡位与第二目标挡位是否一致；

若是，进入步骤S225；

若否，返回步骤S223；

S225.变速箱换挡控制器控制离合器与发动机完全脱离，并保持脱离状态；

S226.整车控制器VCU根据油门开度确定动力输出来源，进行驱动模式判断；

当油门开度小于等于第一开度阈值时，进入步骤S227；

当油门开度大于第一开度阈值，小于第二开度阈值时，进入步骤S228；

当油门开度大于第三开度阈值时，进入步骤S229；

S227.整车控制器VCU判定XEV车辆动力由电机提供，控制电驱动桥保持第一目标挡位，以及将第二目标挡位及纯电驱动模式状态值发送给变速箱换挡控制器，控制离合器与发动机完全脱离，返回步骤S18进行车速判断；

S228.整车控制器VCU判定XEV车辆动力由发动机提供，将第二目标挡位值及发动机单独驱动模式状态值发送给变速箱换挡控制器，控制离合器与发动机结合，控制电驱动桥保持第一目标挡位，发送扭矩命令给发动机控制器ECU进行发动机输出扭矩控制，返回步骤S18进行车速判断；

S229.整车控制器VCU判定XEV车辆动力由发动机和电机同时提供，将第二目标挡位值及混合驱动模式状态值发送给变速箱换挡控制器，控制离合器与发动机结合，控制电驱动桥保持第一目标挡位，发送扭矩命令给发动机控制器ECU进行发动机输出扭矩控制，同时控制电机进行扭矩输出，返回步骤S18进行车速判断；

当车辆发动机点火后，需要起步时，整车控制器VCU根据换挡控制器反馈的手柄状态，确认手柄从空挡位置推入到进档位置后；整车控制器VCU控制电驱动桥挡位进入到一档，同时通过CAN消息发送变速箱目标挡位值Tar_1和等待起步模式状态值给变速箱换档控制器TCU_A， 变速箱换档控制器TCU_A接收到VCU发送的目标挡位值Tar_1和等待起步模式状态值后，控制发动机和离合器，调节变速箱当前挡位到目标挡位Tar_1，当实际挡位和目标挡位一致后，TCU_A控制离合器与发动机保持完全脱离；第一开度阈值为App_Ev_C，第二开度阈值为App_OD_C；司机起步时的动力输出来源，与油门开度相关，当起步时踩下的油门开度App_r≤App_Ev_C时，车辆输出动力由电机提供，整车控制器VCU控制的电驱动桥目标挡位不变，依然保持1档，发送给TCU_A的目标挡位值不变，模式状态值切换为纯电驱动模式，TCU_A保持控制离合器和发动机完全脱离，待车辆速度V_Veh大于起步判定车速阈值V_Veh_Strt后,车辆进入车辆驱动模式；当起步时踩下的油门开度App_EV_C＜App_r＜App_OD_C时，车辆输出动力由发动机提供，VCU发送目标挡位Tar_1值和发动机单独驱动模式状态值给变速箱换档控制器TCU_A，TCU_A控制离合器和发动机进行结合，VCU控制的电驱动桥目标挡位不变，依然保持1档，VCU发送扭矩命令给ECU控制发动机输出扭矩，待车辆速度V_Veh大于起步判定车速阈值V_Veh_Strt,车辆进入车辆驱动模式；当起步时踩下的油门开度App_r＞App_OD_C时，车辆输出动力由发动机和电机同时输出，整车控制器VCU发送目标挡位Tar_1值和发动机单独驱动模式状态值给变速箱换档控制器TCU_A，变速箱换档控制器TCU_A控制离合器和发动机进行结合，变速箱换档控制器VCU控制的电驱动桥目标挡位不变，依然保持一档，变速箱换档控制器VCU发送扭矩命令给ECU控制发动机输出扭矩，同时控制电机进行扭矩输出，待车辆速度V_Veh大于起步判定车速阈值V_Veh_Strt,车辆进入车辆驱动模式；

S23.整车控制器VCU判断XEV车辆的驱动模式类型，根据驱动模式类型进行目标挡位设定及换挡切换过程控制，返回步骤S1；步骤S23具体步骤如下：

S231.整车控制器VCU判断XEV车辆的驱动模式类型；

当驱动模式类型为纯电驱动模式时，进入步骤S232；

当驱动模式类型为发动机单独驱动模式时，进入步骤S233；

当驱动模式类型为混合驱动模式时，进入步骤S234；

S232.整车控制器VCU通知发动机控制器ECU控制发动机维持怠速状态，通知变速箱换挡控制器控制变速箱保持空挡，根据车速和功率需求查表设定电驱动桥目标挡位，并控制电机的换挡切换过程，返回步骤S1；步骤S232具体步骤如下：

S2321.整车控制器VCU发送扭矩指令给发动机控制器ECU，控制发动机维持在怠速状态，保持整车供气系统的运转；

S2322.整车控制器VCU将目标挡位空挡及纯电驱动模式状态值发送给变速箱换挡控制器，控制变速箱保持空挡，设定离合器与发动机脱开，并全程保持；

S2323.整车控制器VCU获取XEV车辆预先设定的不同车速和功率对应下的电机效率最优挡位设定表，获取车速和功率需求，根据车速和功率需求进行电机效率最优挡位设定表的查表，得到电驱动桥目标挡位；

S2324.整车控制器VCU根据电驱动桥目标挡位协调电机进行调速和进挡过程控制；

车辆进入驱动模式后，车辆处于纯电驱动模式时，整车控制器VCU发送扭矩指令给ECU，控制发动机维持在怠速状态，用于保持整车供气系统的运转；VCU发送目标挡位空挡和纯电驱动模式状态值给变速箱换档控制器TCU_A，TCU_A控制变速箱保持空挡，设定离合器与发动机保持全程脱开；车辆动力输出由电机提供，电驱动桥目标挡位设定根据车速和功率需求，基于电机的工作效率最优区间，提前计算出在不同车速和功率对应下的效率最优挡位设定表Map_Motor,当车辆纯电驱动运行时，电驱桥目标挡位通过整车控制器VCU查Map_Motor设定，挡位切换过程由整车控制器VCU协调电机进行调速和进档过程控制；

S233.整车控制器VCU设定电驱动桥挡位，根据车速和功率需求查表设定变速箱目标挡位，根据当前车辆需求功率与电驱动桥当前车速下可输出的最大功率的关系控制变速箱进行挡位切换的过程，返回步骤S1；步骤S233具体步骤如下：

S2331.整车控制器VCU为降低进入能量回收模式时的能量回收损益，根据电驱动桥挡位速比、XEV车辆最高车速以及电机转速限制设定电驱动桥目标挡位；

S2332.整车控制器VCU预先根据XEV车辆的发动机功率油耗曲线和发动机转速限制，分别计算出同一车速下，对应同一功率的不同挡位油耗，将油耗最优的挡位作为当前车速和功率对应的目标挡位映射填充值，生成车速和功率对应的变速箱挡位表；

S2333.整车控制器VCU获取当前车速和功率对变速箱挡位表进行查表，得到变速箱挡位查表值，再结合油门开度对变速箱目标挡位查表值进行滤波，得到变速箱目标挡位，再将变速箱目标挡位发送给变速箱挡位控制器；

S2334.整车控制器VCU在变速箱挡位控制器控制变速箱挡位切换过程中，获取当前车辆的需求功率P1，以及电驱动桥当前车速下可输出的最大功率P2，并比较两者关系；

若P1≤P2，进入步骤S2335；

若P1＞P2，进入步骤S2336；

S2335.整车控制器VCU将当前车辆的需求功率P1分配给电驱动桥，令电驱动桥进行功率输出，并在变速箱挡位切换完成后，设定电驱动桥输出功率为0，以及设定发动机输出功率为P1，返回步骤S1；

S2336.整车控制器VCU设定电驱动桥按最大功率P2进行输出，并在变速箱挡位切换完成后，设定电驱动桥输出功率为0，以及设定发动机输出功率为P1；

当车辆处于发动机单独驱动模式时，车辆动力来源输出完全来自于发动机，电机无需进行动力输出，为了保证车辆在从发动机单独驱动模式时，进入到能量回收模式时，减少能量回收损益，能使电机快速进入到制动力矩输出模式，则在发动机单独驱动模式时，需要保持电驱动桥在档，避免制动过程中电驱动桥进档，从而可以保证能量回收收益，结合电驱动桥挡位速比，涵盖最高车速，结合电机转速限制，整车控制器VCU设定发动机单独驱动模式时电驱动桥挡位为二档；根据发动机功率油耗曲线和发动机转速限制，先分别计算出在同一车速下，对应同一功率的不同挡位油耗，选择其中油耗最优的作为当前车速和功率对应下的目标挡位map填充值，最终形成一个横轴为车速范围从0-100km/h,纵轴为功率范围从0到发动机直接驱动模式功率上限值Pwr_EngOd的变速箱挡位表Map_EngShiftOd；整车控制器VCU根据当前车速和功率查表Map_EngShiftOd获得变速箱目标挡位Tar_set，在结合油门开度对目标挡位值Tar_set进行一个滤波处理，得到最终目标挡位值Tar_set_od,将目标挡位值Tar_set_od通过CAN总线发送给控制器TCU_A；

车辆处于发动机单独驱动模式时，在TCU_A控制变速箱进行挡位切换过程中时，若当前车辆的需求功率为P1，电驱动桥当前车速下能输出的最大功率为P2,当P1≤P2时，将当前车辆的需求功率P1分配给电驱动桥，让电驱动桥进行功率输出，当变速箱挡位切换完毕后，设定电驱动桥输出功率为0，设定发动机输出功率为P1，当P1＞P2时，设定电驱动桥按最大功率P2进行输出，当变速箱挡位切换完毕后，设定电驱动桥输出功率为0，设定发动机输出功率为P1；

S234.整车控制器VCU根据发动机和电驱动桥已分配功率，基于混动模式变速箱目标挡位表和混动模式电驱动桥目标挡位表进行变速箱和电驱动桥的目标挡位设定，并根据电驱动桥和发动机对应车速下的最大允许功率进行发动机和电驱动桥功率分配，完成挡位切换过程控制；步骤S234具体步骤如下：

S2341.基于设定燃油和电能转换比例系数，结合发动机燃油曲线、电机效率、发动机转速限制以及电机转速限制，计算混动模式下车速区间与混动功率区间内设定车速间隔及功率间隔内每个车速点和功率点对应档位值，得到混动模式变速箱目标挡位表和混动模式电驱动桥目标挡位表；

S2342.整车控制器VCU基于分配给发动机的功率P5和当前车速查表混动模式变速箱目标挡位表，得到变速箱目标挡位值，将变速箱目标挡位值和混动模式状态值发送给变速箱挡位控制器；

S2343.整车控制器VCU基于分配给电驱动桥的功率P4和当前车速查表混动模式电驱动桥目标挡位表，得到电驱动桥目标挡位值，将电驱动桥目标挡位值发送给电驱动桥；

S2344.整车控制器VCU获取当前车速下的电驱动桥的最大允许功率P2和发动机的最大允许功率P6，并判断挡位切换需求方式；

当变速箱需要进行挡位切换时，进入步骤S2345；

当电驱动桥需要进行挡位切换时，进入步骤S2346；

当变速箱和电驱动桥都需要进行挡位切换时，进入步骤S2349；

S2345.整车控制器VCU控制电驱动桥进行挡位保持，将分配给电驱动桥的功率调整为电驱动桥的最大允许功率P2，等待变速箱挡位切换完成，再将电驱动桥的功率调整为原功率P4，完成变速箱挡位切换，返回步骤S1；

S2346.整车控制器VCU发送给变速箱挡位控制器的挡位值保持不变，判断当前XEV车辆需求功率P3与发动机的最大允许功率P6的关系；

当P3≤P6时，进入步骤S2347；

当P3＞P6时，进入步骤S2348；

S2347.整车控制器VCU设定发动机输出功率为当前XEV车辆需求功率P3，等待电驱动桥挡位切换完成，再将发动机输出功率调整为原功率P5，完成电驱动桥挡位切换，返回步骤S1；

S2348.整车控制器VCU设定发送机输出功率为发动机的最大允许功率P6，等待电驱动桥挡位切换完成，再将发动机输出功率调整为原功率P5，完成电驱动桥挡位切换，返回步骤S1；

S2349.先按照步骤S2345的方式进行变速箱挡位切换，再按照步骤S2346-S2348的方式进行电驱动桥挡位切换；

当车辆处于混合驱动模式时，发动机和电机都参与动力输出；提取基于设定燃油和电能转换比例系数为K1，计算在混合动力驱动模式下，车速从1到100KM/h,功率从混合动力驱动下限值P_Hev_Min到上限值P_max下，车速按1km/h，功率按1KW间隔，在每一个功率和车速点情况下，根据发动机燃油曲线，电机效率map，发动机转速限制，电机转速限制，分别计算出对应每个功率和车速的，最优变速箱挡位结果和最佳电驱桥挡位结果，最终根据结果行成两个以横轴为车速，纵轴为功率的混动模式变速箱目标挡位表Map_EngHyd和混动模式电驱动桥目标挡位表Map_MotorHyd；VCU在控制变速箱和电驱动桥目标挡位设定过程中时，变速箱目标挡位设定值Tar_EngHyd基于当前整车VCU分配给发动机的功率P5和车速V_Veh进行查表获得，电驱动桥的目标挡位设定值Tar_MotHyd基于当前VCU分配给电驱动桥的功率P4和车速V_Veh进行查表获得，VCU将变速箱目标挡位设定值Tar_EngHyd和混动驱动模式状态值发送给TCU_A，TCU_A去调节变速箱挡位切换，电驱动桥挡位切换由整车控制器VCU控制实现；设电驱动桥当前车速下最大允许功率为P2，发动机当前车速下最大功率为P6；当变速箱需要进行挡位切换的时候，VCU控制电驱动桥进行挡位保持，同时分配给电驱动桥的功率调整为P2，等待TCU_A控制变速箱挡位切换完毕后，VCU在将分配给电驱动桥的功率调整为P4；当电驱动桥进行挡位切换时，VCU发送给TCU_A的变速箱挡位值保持不变，若P3≤P6，则VCU设定发动机当前输出功率为P3，等待电驱动桥挡位切换完毕后，VCU调整发动机输出功率为P5，若P3＞P6，则VCU设定发动机当前输出功率为P6，等待电驱动桥挡位切换完毕后，再调整发动机输出功率为P5；当电驱动桥目标挡位和变速箱目标挡位都需要进行切换时，先进行变速箱挡位切换，待变速箱挡位切换完毕后，再切换电驱动桥挡位；这样可以保证混合驱动模式下换挡过程中，车辆动力不完全丢失，提高换挡成功率和换挡平顺性；

S24.整车控制器VCU控制电驱动桥挡位不变，并设定变速箱挡位为空挡，以及设定离合器和发动机脱开状态，保证滑行或制动过程中能量回收的收益；步骤S24具体步骤如下：

S241.整车控制器VCU控制电驱动桥挡位不变，不进行挡位切换；

S242.整车控制器VCU通过CAN消息将空挡作为目标挡位发送给变速箱挡位控制器，设定变速箱挡位为空挡；

S243.整车控制器VCU设定离合器和发动机完全脱开，保证滑行或制动过程中能量回收的收益为最佳；

当车辆油门开度为0且车速大于车速V_VEH大于滑行阀值V_Veh_Sp时或刹车踏板开度不为0时，车辆处于滑行或制动状态，此时车辆运行模式会进入到能量回收的模式；当车辆处于滑行或制动能量回收状态时，电驱动桥挡位保持不变状态，不进行挡位切换；若车辆模式进入到能量回收模式时，整车控制器VCU通过CAN消息发送目标挡位为空挡指令给TCU_A，TCU_A设定传统变速箱挡位设定为空挡，同时设定离合器和发动机完全脱开，用于保证滑行和制动过程中能量回收的最佳收益。

实施例3：

如图3所示，本发明提供一种XEV混动车辆的挡位计算及换挡控制装置，包括：

车辆运行模式判断模块，用于使整车控制器VCU根据车辆当前车速和油门开度判断车辆运行模式；所述车辆运行模式包括等待起步模式、车辆驱动模式及能量回收模式；

挡位切换控制模块，用于在各车辆运行模式中，整车控制器VCU控制电驱动桥和传统变速箱的目标挡位设定，以及对不同驱动模式下的电驱动桥挡位和传统变速箱挡位切换过程进行控制；所述驱动模式包括纯电驱动模式、发动机单独驱动模式及混合驱动模式。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。