一种重载混动商用车的纯电模式无离合器的换档方法

1.本发明涉及混动车型的换挡技术，特别涉及一种重载混动商用车的纯电模式无离合器的换档方法。


背景技术：

2.为响应双碳政策，各大商用车厂家开始将现有的传统商用车型进行混动化的改造，以提高现有商用车的燃油经济性。由于重载商用车重量较大，即使在混动化的过程中引入驱动电机，也需要保留之前的变速箱才能更好地驱动重载商用车，而不是像乘用车那样可以去掉传统的变速箱。因此，对于混动商用车来说，就会出现其特有的纯电模式(发动机关闭，由电机驱动)换档工况。
3.目前大多数厂家都是借鉴传统燃油车的换档方法来控制混动商用车的纯电模式换档过程，即首先脱开离合器，然后控制变速箱执行机构进行换档，最后接合离合器。这种控制方法的优点是比较成熟可靠，其缺点是离合器的分离与接合造成换档速度较慢，并且会对离合器造成磨损。
4.如图1所示，现有的重载混动商用车在纯电模式的换档策略与传统燃油车的换档策略类似。首先在车辆达到换档条件后，变速箱控制器发出换档请求。此时电机会将扭矩以预定速率下降,同时变速箱控制器控制执行机构将离合器打开。当离合器脱开到一定程度，变速箱控制器会操纵执行机构来实现变速箱的摘空，随后进行电机的调速与变速箱换档。变速箱换档完成后，离合器开始接合。在离合器接合到一定程度，电机开始以设定的速率恢复扭矩。当电机扭矩恢复到目标值时，整个换档过程结束。如上文所述，整个换档过程需要先将离合器分离，再将离合器结合，这个动作会导致动力中断，影响驾驶性。同时，由于离合器在分离与接合过程中变速箱会产生发生滑摩现象，这会导致离合器的磨损，进而影响整车的可靠性。


技术实现要素：

5.本发明目的是：提供一种重载混动商用车的纯电模式无离合器的换档方法，结合重载商用车的特点，设计了一种无需控制离合器的商用车纯电模式的换档方法。该方法可减少换档时间并降低对离合器的磨损，提升了重载混动商用车的驾驶性与可靠性。
6.本发明的技术方案是：一种重载混动商用车的纯电模式无离合器的换档方法，包括步骤：步骤一、当整车在纯电模式下行驶，行驶工况满足换档条件时，混动控制器发出换档请求，开始换档过程；步骤二、进入换档过程后，首先以一定的速率减小电机的扭矩，直到电机扭矩减小至0；步骤三、控制变速箱换档执行机构，不脱开离合器，直接对变速箱进行摘空操作；步骤四、使用电机进行调速，调速目标比目标挡位对应的转速偏高；
步骤五、调速完成后退出电机调速，控制换档执行机构推动拨叉，随后变速箱便切换到了目标挡位；步骤六、变速箱在目标挡位后，恢复电机扭矩，扭矩大小为驾驶员需求的扭矩。
7.优选的，步骤一中，当整车在纯电模式下行驶时电池电量高于阈值且发动机停机。
8.优选的，步骤四中，电机进行调速，调速目标比目标挡位对应的转速高80-120rpm。
9.本发明的优点是：本发明重载混动商用车的纯电模式无离合器的换档方法，对现有的纯电模式换档策略进行改进，在不影响驾驶性的前提下，取消了分离与接合离合器两个动作。通过与实测数据对比，采用本发明所提出的换档方法其换档时间较改进前大幅度减少。另外由于在换档过程中未使用离合器，这对于离合器的寿命有提升作用，对于整车的驾驶性与可靠性有一定程度的提高。
附图说明
10.下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：图1为当前重载混动商用车纯电模式换档过程流程图；图2为本发明提出的重载混动商用车的纯电模式无离合器的换档流程图。
具体实施方式
11.如图2所示，为本发明实施例提供的重载混动商用车的纯电模式无离合器的换档方法的流程图。典型的，本实施例可适用于p2.5混动商用车纯电模式换档的情况。本实施例通过在换档过程中，不操作离合器直接使用电机进行调速并完成换档，以减少换档时间并减小对离合器的磨损。具体的，该方法包括如下步骤。
12.步骤一、当整车行驶工况满足换档条件(电池电量高于阈值且发动机停机)时，混动控制器发出换档请求，此时换档过程开始。
13.步骤二、进入换档过程后，首先以一定的速率减小电机扭矩，直到电机扭矩减小至0。
14.步骤三、控制变速箱换档执行机构，无需脱开离合器，直接对变速箱进行摘空操作。
15.步骤四、使用电机进行调速，使其转速比目标挡位对于的转速偏高少许(约100rpm)。对于重载商用车而言，因其车重较大，在换档过程中其车速几乎没有变化，因此目标挡位所对应的电机目标转速在换档过程中也几乎不变，这保证了无离合器换档的可行性。由于电机具有强大的调速能力，即使在离合器接合的情况下，也可以快速调整到目标转速。因取消了脱离与接合离合器两个步骤，整个换档过程的时间有了大幅缩短(约1s)。
16.步骤五、调速完成后退出电机调速，并控制换档执行机构推动拨叉，随后变速箱切换到了目标挡位。
17.步骤六、变速箱在目标挡位后，恢复电机扭矩，扭矩大小为驾驶员需求的扭矩。在该步骤中省略了离合器接合的操作，为整个换档过程节省了时间，并且减少了离合器的磨损。
18.上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人
能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种重载混动商用车的纯电模式无离合器的换档方法，其特征在于，包括：步骤一、当整车在纯电模式下行驶，行驶工况满足换档条件时，混动控制器发出换档请求，开始换档过程；步骤二、进入换档过程后，首先以一定的速率减小电机的扭矩，直到电机扭矩减小至0；步骤三、控制变速箱换档执行机构，不脱开离合器，直接对变速箱进行摘空操作；步骤四、使用电机进行调速，调速目标比目标挡位对应的转速偏高；步骤五、调速完成后退出电机调速，控制换档执行机构推动拨叉，随后变速箱便切换到了目标挡位；步骤六、变速箱在目标挡位后，恢复电机扭矩，扭矩大小为驾驶员需求的扭矩。2.根据权利要求1所述的重载混动商用车的纯电模式无离合器的换档方法，其特征在于，步骤一中，当整车在纯电模式下行驶时电池电量高于阈值且发动机停机。3.根据权利要求1所述的重载混动商用车的纯电模式无离合器的换档方法，其特征在于，步骤四中，电机进行调速，调速目标比目标挡位对应的转速高约80-120rpm。

技术总结
本发明公开了一种重载混动商用车的纯电模式无离合器的换档方法，结合重载商用车的特点，对现有的纯电模式换档策略进行改进；在不影响驾驶性的前提下，控制变速箱换档执行机构和使用电机进行调速时，不脱开离合器，直接对变速箱进行摘空操作；变速箱在目标挡位后，恢复电机扭矩，扭矩大小为驾驶员需求的扭矩，省略了离合器接合的操作。通过与实测数据对比，采用本发明所提出的换档方法其换档时间较改进前大幅度减少。另外由于在换档过程中未使用离合器，这对于离合器的寿命有提升作用，对于整车的驾驶性与可靠性有一定程度的提高。整车的驾驶性与可靠性有一定程度的提高。整车的驾驶性与可靠性有一定程度的提高。


技术研发人员：沈昱欣 迟达
受保护的技术使用者：清华大学
技术研发日：2022.07.27
技术公布日：2022/11/1