混合动力系统换挡控制方法、装置、车辆及存储介质与流程

1.本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种混合动力系统换挡控制方法、装置、车辆及存储介质。


背景技术：

2.混合动力汽车(hybrid electric vehicle，hev)是指车辆驱动系由两个或多个能同时运转的单个驱动系联合组成的车辆，车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系单独或共同提供。因各个组成部件、布置方式和控制策略的不同，形成了多种分类形式。混合动力车辆的节能、低排放等特点引起了汽车界的极大关注并成为汽车研究与开发的一个重点。
3.为了使得车辆在行驶的过程中保持良好的状态，需要根据不同的情况更换挡位。现有技术中，如申请号为cn102371998a的前期专利公开了一种并联式混合动力车辆的挡位及转矩分配控制方法，当车辆位于某个车速区间时，可能出现两个或多个挡位均满足条件，在该方案中选用满足条件的挡位中的最高挡位或最低挡位，以此避免车辆逐渐换挡导致的换挡频繁，但是，很有可能出现车辆切换至满足条件的挡位中的最高挡位或最低挡位后无法保证稳定在挡的情况，这还会导致车辆需要切换挡位，依旧存在换挡频繁的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于：提供一种混合动力系统换挡控制方法、装置、车辆及存储介质，以降低混合动力系统车辆在换挡操作中，选用满足条件的挡位中的最高挡位或最低挡位进行换挡，存在换挡频繁的问题。
5.一方面，本发明提供一种混合动力系统换挡控制方法，该混合动力系统换挡控制方法包括：
6.s100：获取车辆的行车参数，所述行车参数包括车辆的加速度、载重、坡度、油门开度和车速；
7.s200：确认车辆行进过程中具有换挡需求；
8.s300：基于所述载重、所述坡度和所述加速度确定目标换挡区间，所述目标换挡区间内的各个挡位均定义为预选挡位；
9.s400：基于所述油门开度和所述车速依次评估车辆切换至各个所述预选挡位后能否保持稳定在挡，并将能够保持稳定在挡的预选挡位作为待选目标挡位；
10.s500：当车辆执行升挡操作时，将待选目标挡位中的挡位最高的作为升挡目标挡位，将车辆的当前挡位切换至升挡目标挡位；或者，当车辆执行降挡操作时，将待选目标挡位中的挡位最低的作为降挡目标挡位，并将车辆的当前挡位切换至降挡目标挡位。
11.作为混合动力系统换挡控制方法的优选技术方案，所述行车参数还包括车辆的当前挡位；混合动力系统换挡控制方法还包括位于s500之后的：
12.s600：基于当前挡位和油门开度确定车速点信息，所述车速点信息包括当前挡位
的升挡车速点和当前挡位的降挡车速点；
13.s700：基于载重、坡度和加速度确定偏移更改量，所述偏移更改量包括升挡车速点偏移量和降挡车速点偏移量；
14.s800：对车速点信息进行偏移修正并持续第一设定时间，其中，对车速点信息进行偏移修正包括：将当前挡位的升挡车速点在现有基础上减小升挡车速点偏移量，且将当前挡位的降挡车速点在现有基础上增加降挡车速点偏移量。
15.作为混合动力系统换挡控制方法的优选技术方案，所述行车参数还包括车辆的当前挡位；s200中，获取车辆行进过程中的换挡需求包括：
16.确认车辆起步成功；
17.基于所述当前挡位和所述油门开度确定车速点信息，所述车速点信息包括当前挡位的升挡车速点和当前挡位的降挡车速点；
18.判断所述车速是否位于当前挡位的升挡车速点和当前挡位的降挡车速点之间；
19.若否，则确认车辆行进过程中具有换挡需求。
20.作为混合动力系统换挡控制方法的优选技术方案，s200中，获取车辆行进过程中的换挡需求还包括位于确认车辆起步成功和基于所述当前挡位和所述油门开度确定车速点信息之间的：
21.获取车辆所处道路的转弯半径；
22.判断是否所述坡度位于预设坡度范围外，且所述转弯半径位于预设半径范围外；
23.若是，则确认车辆能够自由换挡。
24.作为混合动力系统换挡控制方法的优选技术方案，若所述坡度位于所述预设坡度范围内，或所述转弯半径位于所述预设半径范围内，则禁止换挡，并直至所述坡度位于所述预设坡度范围外、所述转弯半径位于所述预设半径范围外、且持续预设时间后，允许车辆自由换挡。
25.作为混合动力系统换挡控制方法的优选技术方案，s400中，基于所述油门开度和车速评估车辆切换至所述预选挡位后能否保持稳定在挡包括：
26.基于所述油门开度和所述预选挡位确定车辆切换至所述预选挡位后预选车速点信息，所述预选车速点信息包括预选挡位的升挡车速点和预选挡位的降挡车速点；
27.判断所述车速是否位于所述预选挡位的升挡车速点和所述预选挡位的降挡车速点之间；
28.若是，则车辆切换至所述预选挡位后能保持稳定在挡；若否，则车辆切换至所述预选挡位后不能保持稳定在挡。
29.作为混合动力系统换挡控制方法的优选技术方案，s300中，基于所述载重、所述坡度和所述加速度确定目标换挡区间包括：
30.获取载重、坡度、加速度与目标换挡区间的第一关联关系；
31.基于所述第一关联关系、所述载重、所述坡度和所述加速度确定目标换挡区间。
32.另一方面，本发明还提供一种混合动力系统换挡控制装置，包括：
33.参数获取模块，用于获取车辆的行车参数，所述行车参数包括车辆的加速度、载重、坡度、油门开度和车速；
34.换挡需求确认模块，用于确认车辆行进过程中具有换挡需求；
35.目标换挡区间确定模块，用于基于所述载重、所述坡度和所述加速度确定目标换挡区间，所述目标换挡区间内的各个挡位均定义为预选挡位；
36.待选目标挡位确定模块，用于基于所述油门开度和车速依次评估车辆切换至各个所述预选挡位后能否保持稳定在挡，并将能够保持稳定在挡的预选挡位作为待选目标挡位；
37.换挡执行模块，用于当车辆执行升挡操作时，将待选目标挡位中的挡位最高的作为升挡目标挡位，将车辆的当前挡位切换至升挡目标挡位；或者，用于当车辆执行降挡操作时，将待选目标挡位中的挡位最低的作为降挡目标挡位，并将车辆的当前挡位切换至降挡目标挡位。
38.另一方面，本发明还提供一种车辆，包括发动机、电机、电池、电池控制器和变速箱，所述发动机和所述电机传动连接，所述电机和所述变速箱传动连接，且所述发动机和所述电机之间设置有离合装置，所述电池连接所述电机，所述电池控制器用于检测所述电池的电量；所述车辆还包括：
39.行车控制器；
40.油门开度传感器，用于采集车辆的油门开度，并将采集的所述油门开度发送给所述行车控制器；
41.加速度传感器，用于采集车辆的加速度，并将采集的所述加速度发送给所述行车控制器；
42.压力传感器，用于采集车辆的载重，并将采集的所述载重发送给所述行车控制器；
43.车速传感器，用于采集车辆的车速，并将采集的所述车速发送给所述行车控制器；
44.陀螺仪，用于采集车辆所处的坡度，并将采集的所述坡度发送给所述行车控制器；
45.存储器，用于存储一个或多个程序；
46.当所述一个或多个程序被所述行车控制器执行时，使得所述行车控制器控制车辆实现任一上述方案中所述的混合动力系统换挡控制方法。
47.另一方面，本发明还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被行车控制器执行时车辆实现如任一上述方案中所述的混合动力系统换挡控制方法。
48.本发明的有益效果为：
49.本发明提供一种混合动力系统换挡控制方法、装置、车辆及存储介质，该混合动力系统换挡控制方法，通过获取车辆的行车参数，在确认车辆行进过程中具有换挡需求时，基于载重、坡度和加速度确定目标换挡区间；基于油门开度和车速依次评估车辆切换至目标换挡区间内的各个预选挡位后能否保持稳定在挡，并将能够保持稳定在挡的预选挡位作为待选目标挡位；当车辆执行升挡操作时，将待选目标挡位中的挡位最高的作为升挡目标挡位，将车辆的当前挡位切换至升挡目标挡位；或者，当车辆执行降挡操作时，将待选目标挡位中的挡位最低的作为降挡目标挡位，并将车辆的当前挡位切换至降挡目标挡位，可保证车辆执行换挡操作后，能够相对稳定地保持在挡，避免换挡后因挡位不稳定再次需要换挡的情况，并降低换挡频率。
附图说明
50.图1为本发明实施例中混合动力系统换挡控制方法的流程图一；
51.图2为本发明实施例中混合动力系统换挡控制方法的流程图二；
52.图3为本发明实施例中混合动力系统换挡控制方法的流程图三；
53.图4为本发明实施例中混合动力系统换挡控制方法的流程图四；
54.图5为本发明实施例中混合动力系统换挡控制方法的流程图五；
55.图6为本发明实施例中混合动力系统换挡控制装置的结构示意图；
56.图7为本发明实施例中车辆的结构示意图。
57.图中：
58.10、参数获取模块；20、换挡需求确认模块；30、目标换挡区间确定模块；40、待选目标挡位确定模块；50、换挡执行模块；
59.100、发动机；200、电机；300、电池；400、变速箱；500、行车控制器；600、油门开度传感器；700、加速度传感器；800、压力传感器；900、车速传感器；1000、陀螺仪；1100、存储器。
具体实施方式
60.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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，都属于本发明保护的范围。
61.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。
62.本实施例涉及到的名词解释如下：
63.总质量：空载时整车质量及货物装载质量之和。
64.坡度：车辆行驶的道路坡度，可分为上坡和下坡；车辆前进过程中，上坡时整车的需求功率增加，下坡时车辆的需求功率减小。
65.混合动力重型卡车：传统汽车的机械动力系统为油箱-发动机-变速器-主减速器到车轮，混合动力汽车传动系统除了具备传统的机械动力系统外，增加电池-电机-变速器-主减速器-车轮的电路径动力系统。
66.变速箱：一种可通过换挡机构操纵的变速比传动机构，能够对输入轴或输出轴的转速和扭矩起到放大和缩小的装置。
67.跳挡功能：当变速箱挡位数量较少时一般采用顺序升挡：1挡-2挡-3挡等，但是当变速箱挡位数量较多时，为避免频繁换挡，需要进行跳挡升挡，比如1挡直接升3挡。
68.换挡过程：变速箱由一个挡位切换到另一个挡位的过程，其过程一般主要有清扭-分离离合器-摘挡-同步-选挡-挂挡-闭合离合器的过程组成。
69.离合器电磁阀：通过控制气缸进、排气的方式实现离合器的主动盘和从动盘的分离和结合，相当于气缸的开关。
70.离合器控制：主要指控制离合器分离和结合的速度和目标位置，该部分控制是通过离合器的进排气电磁阀实现。
71.发动机控制模式：发动机以需求扭矩或者需求转速为目标的控制方式，比如发动机以转速为控制目标时，称为发动机转速控制模式；发动机以扭矩为目标时，称为发动机扭矩控制模式。
72.电机控制模式：电机以需求扭矩或者需求转速为目标的控制方式，比如电机以转速为控制目标时，称为电机转速控制模式；电机以扭矩为目标时，称为电机扭矩控制模式。
73.车辆控制模式：分为纯电动控制模式、发动机控制模式和混动动力控制模式，其中电机单独驱动车辆称为纯电动控制模式，发动机单独驱动车辆称为发动机控制模式，两者共同驱动车辆时称为混合动力控制模式。
74.实施例一
75.现有技术中，在并联式混合动力车辆的挡位及转矩分配控制方法，当车辆位于某个车速区间时，可能出现两个或多个挡位均满足条件，在该方案中选用满足条件的挡位中的最高挡位或最低挡位，以此避免车辆逐渐换挡导致的换挡频繁，但是，很有可能出现车辆切换至满足条件的挡位中的最高挡位或最低挡位后无法保证稳定在挡的情况，这还会导致车辆需要切换挡位，依旧存在换挡频繁的问题。
76.对此，本实施例提供一种混合动力系统换挡控制方法以解决上述问题。该混合动力系统换挡控制方法可以由混合动力系统换挡控制装置来执行，该混合动力系统换挡控制装置可以通过软件和/或硬件的方式实现，并集成在具有混合动力系统的车辆中。
77.具体地，如图1所示，混合动力系统换挡控制该方法包括如下步骤：
78.s100：获取车辆的行车参数。
79.其中，行车参数包括车辆的加速度、载重、坡度、油门开度和车速；可通过加速度传感器获取车辆的加速度，通过压力传感器检测车辆的载重，通过陀螺仪获取车辆当前所处路段的坡度，通过油门开度传感器获取油门开度，通过车速传感器获取车辆的车速。
80.另外，行车参数还包括当前挡位和电池的soc电量，可通过挡位传感器或者通过变速箱的输入转速和输出转速的速比确定当前挡位。可通过电池控制器获取电池的soc电量。
81.s200：确认车辆行进过程中具有换挡需求。
82.s300：基于载重、坡度和加速度确定目标换挡区间。
83.目标换挡区间内的各个挡位均定义为预选挡位。
84.其中，目标换挡区间为初步确定的能够由当前挡位进行切换的挡位的集合。并且目标换挡区间中至少包括一个预选挡位。本实施例中，将目标换挡区间内的各个挡位均定义为预选挡位。具体地，s300包括以下步骤：
85.s310：获取载重、坡度、加速度与目标换挡区间的第一关联关系。
86.可以在行车控制器中预先存储载重、坡度、加速度和目标换挡区间的第一关联关系，第一关联关系可通过前期的大量实验获得。
87.s320：基于第一关联关系、载重、坡度和加速度确定目标换挡区间。
88.s400：基于油门开度和车速依次评估车辆切换至各个预选挡位后能否保持稳定在挡，并将能够保持稳定在挡的预选挡位作为待选目标挡位。
89.具体地，基于油门开度和车速评估车辆切换至预选挡位后能否保持稳定在挡包括以下步骤：
90.s410：基于油门开度和预选挡位确定车辆切换至预选挡位后的预选车速点信息，预选车速点信息包括预选挡位的升挡车速点和预选挡位的降挡车速点。
91.可以在行车控制器中预先存储当前储油门开度、预选挡位和预选车速点信息的map1，可通过获取的当前储油门开度和预选挡位从map1中查询对应的预选车速点信息。
map1可通过前期的大量实验获得。
92.s420：判断车速是否位于预选挡位的升挡车速点和预选挡位的降挡车速点之间。
93.若是，则车辆切换至预选挡位后，车速能够和预选挡位相匹配，能保持稳定在挡，该预选挡位可作为待选目标挡位。若否，则车辆切换至预选挡位后，还将继续进行挡位切换，将不能保持稳定在挡，该预选挡位不适合作为待选目标挡位。
94.通过重复步骤s410-s420，将各个预选挡位分别评估一遍后，可以将所有的待选目标挡位筛选出来。其中，当车辆位于某个车速区间时，可能出现两个或多个挡位均满足换挡条件，因而待选目标挡位可能为一个或者多个，这与车辆的具体型号以及车速相关。
95.s500：当车辆执行升挡操作时，将待选目标挡位中的挡位最高的作为升挡目标挡位，将车辆的当前挡位切换至升挡目标挡位；或者，当车辆执行降挡操作时，将待选目标挡位中的挡位最低的作为降挡目标挡位，并将车辆的当前挡位切换至降挡目标挡位。
96.步骤s500，如果执行升挡操作，在当当前挡位和升挡目标挡位之间存在多个挡位的时候，可以避免逐次升挡，降低升挡频率。同理，在执行降挡操作时，在当前挡位和降挡目标挡位之间存在多个挡位的时候，可以避免逐次降挡，同样可以降低升挡频率。
97.本实施例提供的混合动力系统换挡控制方法，通过获取车辆的行车参数，在确认车辆行进过程中具有换挡需求时，基于载重、坡度和加速度确定目标换挡区间；基于油门开度和车速依次评估车辆切换至目标换挡区间内的各个预选挡位后能否保持稳定在挡，并将能够保持稳定在挡的预选挡位作为待选目标挡位；当车辆执行升挡操作时，将待选目标挡位中的挡位最高的作为升挡目标挡位，将车辆的当前挡位切换至升挡目标挡位；或者，当车辆执行降挡操作时，将待选目标挡位中的挡位最低的作为降挡目标挡位，并将车辆的当前挡位切换至降挡目标挡位，可保证车辆执行换挡操作后，能够相对稳定地保持在挡，避免换挡后因挡位不稳定再次需要换挡的情况，并降低换挡频率。
98.可选地，混合动力系统换挡控制方法还包括位于s500之后的以下步骤：
99.s600：基于当前挡位和油门开度确定车速点信息。
100.车速点信息包括当前挡位的升挡车速点和当前挡位的降挡车速点。
101.可以理解的是，s600中的当前挡位是指升挡操作之后的升挡目标挡位，或者降挡操作后的降挡目标挡位。
102.s700：基于载重、坡度和加速度确定偏移更改量，偏移更改量包括升挡车速点偏移量和降挡车速点偏移量。
103.偏移更改量包括升挡车速点偏移量和降挡车速点偏移量。可以在行车控制器中预先存储载重、坡度、加速度和偏移更改量的map2，可通过获取的载重、坡度和加速度从map2中查询对应的偏移更改量，map2可通过前期的大量实验获得。
104.s800：对车速点信息进行偏移修正并持续第一设定时间。
105.其中，对车速点信息进行偏移修正包括：将当前挡位的升挡车速点在现有基础上减小升挡车速点偏移量，且将当前挡位的降挡车速点在现有基础上增加降挡车速点偏移量。
106.定义比目标挡位高一个的挡位为第一挡位，比目标挡位低一个的挡位为第二挡位，通过步骤s600至s210，可以在换挡操作之后，可使当前挡位的车速点信息与第一挡位的车速点信息的重叠范围减小，或者无重叠，同时使当前挡位的车速点信息与第二挡位的车
速点信息的重叠范围减小，或者无重叠，如此可进一步避免换挡后又出现升、降挡的问题，并可至少持续第一设定时间。其中，第一设定时间可根据需要进行设置。
107.可选地，如图2所示，步骤s200中，确认车辆行进过程中具有换挡需求包括以下步骤：
108.s210：确认车辆起步成功。
109.具体地，可通过车辆的车速是否超过预设车速来判断车辆是否起步成功。其中，当超过的时候确认车辆起步成功。预设车速可根据需要进行设置。
110.s220：基于当前挡位和油门开度确定车速点信息，车速点信息包括当前挡位的升挡车速点和当前挡位的降挡车速点。
111.其中，车速点信息包括当前挡位的升挡车速点和当前挡位的降挡车速点。当前挡位的升挡车速点和当前挡位的降挡车速点均为速度点值，并且当前挡位的降挡车速点的值小于当前挡位的升挡车速点的值。本实施例中，行车控制器中预先存储有当前挡位、油门开度和车速点信息的map3，可通过获取的当前挡位和油门开度从map3中查询对应的前车速点信息，map3可通过前期的大量实验获得。
112.s230：判断车速是否位于当前挡位的升挡车速点和当前挡位的降挡车速点之间。
113.若否，则确认车辆行进过程中具有换挡需求，若是，则确认车辆行进过程中没有换挡需求，并重复执行s210。
114.其中，当车速位于当前挡位的升挡车速点和当前挡位的降挡车速点之间时，表明车速和当前挡位是匹配的，不满足换挡条件且无需换挡；当车速小于当前挡位的降挡车速点时，表明车速和当前挡位是不匹配的，满足换挡条件且车辆需要降挡，在后续的步骤s500中将执行降档操作；当车速大于当前挡位的升挡车速点时，表明车速和当前挡位同样是不匹配的，满足换挡条件且车辆需要升挡，在后续的步骤s500中将执行升挡操作。
115.可选地，s200还包括位于s210和s220之间的以下步骤：
116.s211：获取车辆所处道路的转弯半径。
117.可以通过导航仪确定车辆所处道路的转弯半径。
118.s212：判断是否所述坡度位于预设坡度范围外，且所述转弯半径位于预设半径范围外；
119.若是，则执行s213；若否，则执行s214。
120.s213：确认车辆能够自由换挡，并执行s220。
121.s214：禁止换挡。
122.s215：判断是否坡度位于预设坡度范围外、转弯半径位于预设半径范围外、且持续至少预设时间。
123.若是，则执行s213，若否，则重复s214。
124.其中，当坡度位于预设坡度范围外，且转弯半径位于预设半径范围外时，说明此时车辆可正常行驶。当坡度位于预设坡度范围内，或转弯半径位于预设半径范围内时，表明此时车辆处于弯道和/或小坡行驶，容易出现频繁的挡位切换，通过禁止换挡以避免在车辆通过弯道和/或小坡的时候频繁换挡，并且禁止换挡之后，当车辆所处的坡度再次位于预设坡度范围外，且转弯半径再次位于预设半径范围外，且持续至少预设时间后，表明车辆已经脱离弯道和/或小坡，再次允许自由换挡。
125.在其他的实施例中，步骤s200亦可通过与整车控制器交互获取。
126.可选地，如图3和图4所示，步骤s210中，确认车辆起步成功包括以下步骤：
127.s1000：获取驾驶员的驾驶意图、电池的soc电量、以及车辆起步的需求扭矩。
128.当驾驶员的驾驶意图为动力模式、或者电池的soc电量小于设定电量、或者车辆的起步的需求扭矩大于设定扭矩时，执行s1100。
129.当驾驶员的驾驶意图为经济模式、电池的soc电量不小于设定电量、且车辆的起步的需求扭矩不大于设定扭矩时，执行s1010。
130.其中，驾驶员的驾驶意图包括经济模式起步和动力模式起步。车辆设置有针对经济模式起步和动力模式起步的切换按钮，可通过切换按钮的位置获取驾驶员的驾驶意图。经济模式起步对应纯电模式，动力模式起步对应混动模式。电池的soc电量可通过与车辆的电池控制器交互获取，车辆起步的需求扭矩则可通过车辆的载重、坡度以及需求扭矩的map4进行查询。该map4可通过前期大量实验获得。设定电量、设定扭矩可根据需要进行设置。
131.s1100：确定车辆以混动模式起步。
132.本实施例中，混动车辆具体采用p2构型，电机位于发动机和变速箱之间，且发动机和电机之间设置离合装置，通过离合装置的结合与断开实现发动机和电机的扭矩分配，可实现纯电模式起步和混动模式起步。当车辆以混动模式起步时，电机以及发动机都将提供扭矩。
133.s1200：获取车辆的载重和车辆所处道路的坡度。
134.s1300：基于载重和坡度确定第一起步挡位以及第一挡位区间，第一起步挡位位于第一挡位区间内。
135.可以在行车控制器中预先存储载重、坡度和第一起步挡位的map4，以及载重、坡度和第一挡位区间的map5，可通过采集的载重和坡度从map4中查询对应的第一起步挡位，从map5中查询对应的第一挡位区间。而map4和map5均可通过前期的大量实验获得。
136.其中，第一挡位区间至少包括两个挡位。以第一挡位区间包括三个挡位为例，三个挡位分别为低挡位、中挡位和高挡位，其中，第一起步挡位可以是低挡位、中挡位以及高挡位中的一个，这具体与车辆的载重和坡度相关。
137.s1400：基于载重和坡度确定电机的第一扭矩步长。
138.可以在行车控制器中预先存储载重、坡度和电机的第一扭矩步长的第二关联关系，可通过采集的载重和坡度从第二关联关系中查询对应的电机的第一扭矩步长。第二关联关系可通过前期的大量实验获得。
139.s1500：基于载重和坡度确定第一起步挡位的离合器的电磁阀的占空比。
140.其中，第一起步挡位的离合器的电磁阀用于控制第一起步挡位的离合器结合或分离。可以在行车控制器中预先存储载重、坡度、第一起步挡位和占空比的map6，可通过采集的载重、坡度和第一起步挡位从map6中查询对应的占空比。map6可通过前期的大量实验获得。
141.s1600：获取车辆的油门踏板开度，并基于油门踏板开度确定虚拟油门信号值。
142.其中，虚拟油门信号值用于表明驾驶员的驾驶意图，可以在行车控制器中预先存储油门踏板开度和虚拟油门信号值的map7，可通过采集的油门踏板开度从map7中查询对应
的虚拟油门信号值。油门踏板开度可通过设置于油门踏板的位置传感器获取，map7可通过前期的大量实验获得。
143.s1700：基于载重、坡度和虚拟油门信号值确定发动机的目标转速和电机的目标扭矩。
144.发动机的目标转速为第一起步挡位的离合器在结合之前发动机的转速，但是发动机的目标转速在随着第一起步挡位的离合器在结合过程因负载的影响会有所降低。电机的目标扭矩为第一起步挡位的离合器在结合之后电机能够达到的输出扭矩。可以在行车控制器中预先存储载重、坡度、虚拟油门信号值和发动机的目标转速的第三关系图，以及载重、坡度、虚拟油门信号值和电机的目标扭矩的第四关系图，可通过采集的载重、坡度和虚拟油门信号值从第三关系图中查询对应的发动机的目标转速。可通过采集的载重、坡度和虚拟油门信号值从第四关系图中查询对应的电机的目标扭矩。第三关系图和第四关系图均可通过前期的大量实验获得。
145.s1800：发动机以目标转速转动。
146.s1900：使车辆以第一起步挡位进行起步。
147.其中，使车辆以第一起步挡位进行起步包括以下步骤：
148.使第一起步挡位的离合器结合至滑磨点；使电磁阀以占空比工作以使第一起步挡位的离合器继续向完全结合点结合，并且同时使电机的扭矩每单位时间增加第一扭矩步长。
149.其中，使第一起步挡位的离合器结合至滑磨点的过程中，离合器的主动盘和从动盘尚未接触，可以使第一起步挡位的离合器以最快的速度结合，以减少选挡时间。
150.s2000：获取发动机的转速。
151.可通过转速传感器获取发动机的实时转速。
152.s2100：判断转速与目标转速的差值是否小于预设差值。
153.其中，预设差值可根据实际需要进行设置。
154.若小于，则执行s2200。若不小于，则执行s2700。
155.s2200：发动机无憋死风险。
156.当转速与目标转速的差值小于预设差值时，表明发动机的转速降低的幅度正常，这位于车辆正常起步过程中负载对发动机转速的影响范围内，意味着发动机不存在憋死的风险。
157.s2300：获取车辆的车速。
158.s2400：判断车速是否小于第一预设车速。
159.第一预设车速可根据实际需要进行设置。
160.若不小于，则确认车辆起步成功；若小于，则执行s2500。
161.当车速不小于第一预设车速时，表明车辆的车速已经升高至可以正常行进的范围内，表明此时车辆已经成功起步。当车速小于第一预设车速时，表明车辆的车速过低，表明此时车辆没有成功起步，可能是由于起步用的第一起步挡位过高导致的，需要降低起步挡位。
162.s2500：判断第一挡位区间内是否存在比第一起步挡位低的第一备用挡位。
163.若存在，则执行s2600；若不存在，则结束。
164.当第一挡位区间内存在比第一起步挡位低的第一备用挡位时，表明此时车辆还可继续降挡起步，若不存在，则表明此时车辆无法正常起步，可能由于负载过重和/或坡度过于大导致的。
165.s2600：将第一备用挡位作为新的第一起步挡位，并重新执行s1900。
166.s2700：发动机存在憋死风险，并累计发动机存在憋死风险的次数。
167.s2800：将第一起步挡位的离合器快速分离。
168.可通过快分电磁阀控制离合器快速分离。
169.s2900：判断发动机存在憋死风险的次数是否超过设定次数。
170.若未超过，则执行s3000；若超过，则结束。
171.可以理解的是，车辆降挡起步不能够无限循环，否则存在一定的安全隐患，因此可通过发动机存在憋死风险的次数进行约束。示例性地，设定次数可以设置为2。在其他的实施例中，亦可根据需要进行设置。
172.s3000：将第一起步挡位的离合器的电磁阀的占空比在现有基础上减小设定数值，将虚拟油门信号值在现有基础增大设定倍数，将第一扭矩步长在现有基础上增大设定值，并重新执行s1700。
173.如图5所示，在步骤s1000中，当驾驶员的驾驶意图为经济模式、电池的soc参数不小于设定电量、且车辆的起步的需求扭矩不大于设定扭矩时，执行以下步骤：
174.s1010：确定车辆以纯电动模式起步。
175.s1011：获取车辆的载重和所处的道路的坡度。
176.s1012：基于载重和坡度确定第二起步挡位以及第二挡位区间。
177.其中，第二起步挡位位于第二挡位区间内。
178.可以在行车控制器中预先存储载重、坡度和第二起步挡位的map8，以及载重、坡度和第二挡位区间的map9，可通过采集的载重和坡度从map8中查询对应的第二起步挡位，从map9查询对应的第二挡位区间。而map8和map9均可通过前期的大量实验获得。
179.s1013：基于载重和坡度确定电机的第二扭矩步长。
180.可以在行车控制器中预先存储载重、坡度和电机的第二扭矩步长的map10，可通过采集的载重和坡度从map10中查询对应的电机的第二扭矩步长。map10可通过前期的大量实验获得。
181.s1014：控制车辆以第二起步挡位进行起步，且使电机的扭矩每单位时间增加第二扭矩步长。
182.s1015：第二设定时间后获取车辆的车速。
183.s1016：判断车速是否不小于第二预设车速。
184.第二设定时间和第二预设车速可根据实际需要进行设置。
185.若是，则确认车辆起步成功：若否，则执行s1017。
186.s1017：判断第二挡位区间内是否存在比第二起步挡位低的第二备用挡位。
187.若存在，则执行s1018；若不存在，则执行s1100。
188.s1018：将第二备用挡位作为新的第二起步挡位，并重新执行s1014。
189.通过步骤s1010至s1018，能够使得纯动力模式下以匹配载重和坡度的第二起步挡位进行起步，能够保证起步挡位选择的可靠性。假如无法正常起步，还可在第二挡位区间范
围内，且条件允许的情况下，进行降挡起步，若条件不允许，则可通过混合动力模式起步。
190.实施例二
191.本实施例提供一种混合动力系统换挡控制装置，用于执行上述实施例一中的混合动力系统换挡控制方法。
192.如图6所示，该混合动力系统换挡控制装置包括参数获取模块10、换挡需求确认模块20、目标换挡区间确定模块30、待选目标挡位确定模块40和换挡执行模块50。
193.其中，参数获取模块10用于获取车辆的行车参数；换挡需求确认模块20用于确认车辆行进过程中具有换挡需求；目标换挡区间确定模块30用于基于载重、坡度和加速度确定目标换挡区间，目标换挡区间内的各个挡位均定义为预选挡位；待选目标挡位确定模块40用于基于油门开度和车速依次评估车辆切换至各个预选挡位后能否保持稳定在挡，并将能够保持稳定在挡的预选挡位作为待选目标挡位；换挡执行模块50用于当车辆执行升挡操作时，将待选目标挡位中的挡位最高的作为升挡目标挡位，将车辆的当前挡位切换至升挡目标挡位；或者，用于当车辆执行降挡操作时，将待选目标挡位中的挡位最低的作为降挡目标挡位，并将车辆的当前挡位切换至降挡目标挡位。
194.本实施例提供的混合动力系统换挡控制装置，通过参数获取模块10获取车辆的行车参数；通过换挡需求确认模块20确认车辆行进过程中具有换挡需求；通过目标换挡区间确定模块30基于载重、坡度和加速度确定目标换挡区间，目标换挡区间内的各个挡位均定义为预选挡位；通过待选目标挡位确定模块40基于油门开度和车速依次评估车辆切换至各个预选挡位后能否保持稳定在挡，并将能够保持稳定在挡的预选挡位作为待选目标挡位；通过换挡执行模块50当车辆执行升挡操作时，将待选目标挡位中的挡位最高的作为升挡目标挡位，将车辆的当前挡位切换至升挡目标挡位；或者，当车辆执行降挡操作时，将待选目标挡位中的挡位最低的作为降挡目标挡位，并将车辆的当前挡位切换至降挡目标挡位。可保证车辆执行换挡操作后，能够相对稳定地保持在挡，避免换挡后因挡位不稳定再次需要换挡的情况，并降低换挡频率。
195.实施例三
196.如图7所示，本实施例提供一种车辆，该车辆包括发动机100、电机200、电池300、变速箱400、行车控制器500、油门开度传感器600、加速度传感器700、压力传感器800、车速传感器900、陀螺仪1000和存储器1100。其中动机100、电机200、电池300、变速箱400、行车控制器500、油门开度传感器600、加速度传感器700、压力传感器800、车速传感器900、陀螺仪1000和存储器1100可通过总线连接。
197.具体地，发动机100和电机200传动连接，电机200和变速箱400传动连接，且发动机100和电机200之间设置有离合装置，电池300连接电机200，油门开度传感器600用于采集车辆的油门开度，并将采集的油门开度发送给行车控制器500；加速度传感器700用于采集车辆的加速度，并将采集的加速度发送给行车控制器500；压力传感器800用于采集车辆的载重，并将采集的载重发送给行车控制器500；车速传感器900用于采集车辆的车速，并将采集的车速发送给行车控制器500；陀螺仪1000用于采集车辆所处的坡度，并将采集的坡度发送给行车控制器500。
198.另外，该车辆还包括挡位传感器和电池控制器。其中，挡位传感器用于采集车辆的当前挡位，并将采集的当前挡位发送给行车控制器500；电池控制器电池控制器用于检测电
池的soc电量，并将检测的电池soc电量发送给行车控制器500。
199.存储器1000作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的混合动力系统换挡控制方法对应的程序指令/模块。行车控制器500通过运行存储在存储器1000中的软件程序、指令以及模块，从而执行车辆的各种功能应用以及数据处理，即实现上述实施例的混合动力系统换挡控制方法。
200.存储器1000主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器1000可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器1000可进一步包括相对于行车控制器500远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至车辆。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
201.本发明实施例三提供的车辆与上述实施例提供的混合动力系统换挡控制方法属于同一发明构思，未在本实施例中详尽描述的技术细节可参见上述实施例，并且本实施例具备执行混合动力系统换挡控制方法相同的有益效果。
202.实施例四
203.本发明实施例四还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被行车控制器执行时车辆实现如本发明上述实施例所述的混合动力系统换挡控制方法。
204.当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的混合动力系统换挡控制方法中的操作，还可以执行本发明实施例所提供的混合动力系统换挡控制方法中的相关操作，且具备相应的功能和有益效果。
205.通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(read-onlymemory,rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory,ram)、闪存(flash)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是机器人，个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的混合动力系统换挡控制方法。
206.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

技术特征：
1.一种混合动力系统换挡控制方法，其特征在于，包括：s100：获取车辆的行车参数，所述行车参数包括车辆的加速度、载重、坡度、油门开度和车速；s200：确认车辆行进过程中具有换挡需求；s300：基于所述载重、所述坡度和所述加速度确定目标换挡区间，所述目标换挡区间内的各个挡位均定义为预选挡位；s400：基于所述油门开度和所述车速依次评估车辆切换至各个所述预选挡位后能否保持稳定在挡，并将能够保持稳定在挡的预选挡位作为待选目标挡位；s500：当车辆执行升挡操作时，将待选目标挡位中的挡位最高的作为升挡目标挡位，将车辆的当前挡位切换至升挡目标挡位；或者，当车辆执行降挡操作时，将待选目标挡位中的挡位最低的作为降挡目标挡位，并将车辆的当前挡位切换至降挡目标挡位。2.根据权利要求1所述的混合动力系统换挡控制方法，其特征在于，所述行车参数还包括车辆的当前挡位；混合动力系统换挡控制方法还包括位于s500之后的：s600：基于当前挡位和油门开度确定车速点信息，所述车速点信息包括当前挡位的升挡车速点和当前挡位的降挡车速点；s700：基于载重、坡度和加速度确定偏移更改量，所述偏移更改量包括升挡车速点偏移量和降挡车速点偏移量；s800：对车速点信息进行偏移修正并持续第一设定时间，其中，对车速点信息进行偏移修正包括：将当前挡位的升挡车速点在现有基础上减小升挡车速点偏移量，且将当前挡位的降挡车速点在现有基础上增加降挡车速点偏移量。3.根据权利要求1所述的混合动力系统换挡控制方法，其特征在于，所述行车参数还包括车辆的当前挡位；s200中，获取车辆行进过程中的换挡需求包括：确认车辆起步成功；基于所述当前挡位和所述油门开度确定车速点信息，所述车速点信息包括当前挡位的升挡车速点和当前挡位的降挡车速点；判断所述车速是否位于当前挡位的升挡车速点和当前挡位的降挡车速点之间；若否，则确认车辆行进过程中具有换挡需求。4.根据权利要求3所述的混合动力系统换挡控制方法，其特征在于，s200中，获取车辆行进过程中的换挡需求还包括位于确认车辆起步成功和基于所述当前挡位和所述油门开度确定车速点信息之间的：获取车辆所处道路的转弯半径；判断是否所述坡度位于预设坡度范围外，且所述转弯半径位于预设半径范围外；若是，则确认车辆能够自由换挡。5.根据权利要求4所述的混合动力系统换挡控制方法，其特征在于，若所述坡度位于所述预设坡度范围内，或所述转弯半径位于所述预设半径范围内，则禁止换挡，并直至所述坡度位于所述预设坡度范围外、所述转弯半径位于所述预设半径范围外、且持续预设时间后，允许车辆自由换挡。6.根据权利要求3所述的混合动力系统换挡控制方法，其特征在于，s400中，基于所述油门开度和车速评估车辆切换至所述预选挡位后能否保持稳定在挡包括：
基于所述油门开度和所述预选挡位确定车辆切换至所述预选挡位后预选车速点信息，所述预选车速点信息包括预选挡位的升挡车速点和预选挡位的降挡车速点；判断所述车速是否位于所述预选挡位的升挡车速点和所述预选挡位的降挡车速点之间；若是，则车辆切换至所述预选挡位后能保持稳定在挡；若否，则车辆切换至所述预选挡位后不能保持稳定在挡。7.根据权利要求1所述的混合动力系统换挡控制方法，其特征在于，s300中，基于所述载重、所述坡度和所述加速度确定目标换挡区间包括：获取载重、坡度、加速度与目标换挡区间的第一关联关系；基于所述第一关联关系、所述载重、所述坡度和所述加速度确定目标换挡区间。8.一种混合动力系统换挡控制装置，其特征在于，包括：参数获取模块，用于获取车辆的行车参数，所述行车参数包括车辆的加速度、载重、坡度、油门开度和车速；换挡需求确认模块，用于确认车辆行进过程中具有换挡需求；目标换挡区间确定模块，用于基于所述载重、所述坡度和所述加速度确定目标换挡区间，所述目标换挡区间内的各个挡位均定义为预选挡位；待选目标挡位确定模块，用于基于所述油门开度和车速依次评估车辆切换至各个所述预选挡位后能否保持稳定在挡，并将能够保持稳定在挡的预选挡位作为待选目标挡位；换挡执行模块，用于当车辆执行升挡操作时，将待选目标挡位中的挡位最高的作为升挡目标挡位，将车辆的当前挡位切换至升挡目标挡位；或者，用于当车辆执行降挡操作时，将待选目标挡位中的挡位最低的作为降挡目标挡位，并将车辆的当前挡位切换至降挡目标挡位。9.一种车辆，所述车辆包括发动机、电机、电池和变速箱，所述发动机和所述电机传动连接，所述电机和所述变速箱传动连接，且所述发动机和所述电机之间设置有离合装置，所述电池连接所述电机；其特征在于，所述车辆还包括：行车控制器；油门开度传感器，用于采集车辆的油门开度，并将采集的所述油门开度发送给所述行车控制器；加速度传感器，用于采集车辆的加速度，并将采集的所述加速度发送给所述行车控制器；压力传感器，用于采集车辆的载重，并将采集的所述载重发送给所述行车控制器；车速传感器，用于采集车辆的车速，并将采集的所述车速发送给所述行车控制器；陀螺仪，用于采集车辆所处的坡度，并将采集的所述坡度发送给所述行车控制器；存储器，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述行车控制器执行时，使得所述行车控制器控制车辆实现如权利要求1-7中任一项所述的混合动力系统换挡控制方法。10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被行车控制器执行时车辆实现如权利要求1-7中任一项所述的混合动力系统换挡控制方法。

技术总结
本发明涉及车辆技术领域，具体公开了一种混合动力系统换挡控制方法、装置、车辆及存储介质，该混合动力系统换挡控制方法，在确认车辆行进过程中具有换挡需求时，基于载重、坡度和加速度确定目标换挡区间；基于油门开度和车速依次评估车辆切换至目标换挡区间内的各个预选挡位后能否保持稳定在挡，并将能够保持稳定在挡的预选挡位作为待选目标挡位；当车辆执行升挡操作时，将车辆的当前挡位切换至待选目标挡位中的挡位最高的一个；或者，当车辆执行降挡操作时，将车辆的当前挡位切换至待选目标挡位中的挡位最低的一个，可保证车辆执行换挡操作后，能够相对稳定地保持在挡，避免换挡后因挡位不稳定再次需要换挡的情况，并降低换挡频率。频率。频率。


技术研发人员：裴换鑫 韩福强 尹良
受保护的技术使用者：潍柴新能源科技有限公司
技术研发日：2023.04.03
技术公布日：2023/6/29