换挡控制方法、装置、车辆和介质与流程

本申请涉及车辆领域，并且更具体地，涉及车辆换挡领域中的一种换挡控制方法、装置、车辆和介质。

背景技术：

1、在车辆的混合动力系统中，当车辆处于纯电动模式并进行换挡操作时，发动机将自动熄火，同时离合器保持开启状态。在此过程中，前桥需要先将电机从当前挡位脱离，由于电机具有较大的惯量，受到同步器滑摩功能的限制，无法直接通过同步器来调整其转速。因此，必须依赖电机的扭矩来实施调速。待调速完成后，通过精确控制拨叉机构，进入预定的另一个挡位。值得注意的是，在电机处于转速控制模式时，其扭矩输出往往存在较大的波动。为避免这种波动对同步器造成潜在损害，在进挡的关键时刻，电机需要暂时退出转速控制模式，转而采用扭矩控制模式，并确保目标扭矩保持在一个稳定的水平。

2、相关技术中，通常通过在换挡过程中将换挡过程中目标扭矩设置为零来维持进挡过程中同步器两端转速一致，然而，在相关技术中，电机在退出转速控制模式之后的进挡过程中，通常无法在全工况，特别是在进挡时间过长的场景下，例如低温环境中持续保持同步器两端的速差，从而增加了敲齿的风险，容易导致电机产生噪音和抖动，降低了进挡的平顺性和用户的驾驶体验等问题。

技术实现思路

1、本申请提供了一种换挡控制方法、装置、车辆和介质，该方法提高了驾驶平顺性，避免了进挡过程中因为转速差的变大造成对同步器的损伤，避免了离合器拖曳扭矩等时变的系统阻力矩对电机转速的影响，提高了控制的鲁棒性，保证进挡过程中同步器转速差的一致性，提高了车辆的驾驶安全和用户的使用体验。

2、第一方面，提供了一种换挡控制方法，该方法包括：获取第一电机处于空挡位时受到的外部阻力矩；根据外部阻力矩确定第一电机进挡时的目标扭矩；控制第一电机的当前扭矩达到目标扭矩时执行进挡动作。

3、通过上述技术方案，本申请实施例能够实时计算车辆前桥处于空挡位时，第一电机受到的外部阻力矩，根据外部阻力矩可以维持同步器两端转速一致的目标扭矩，从而提高了驾驶平顺性，避免了进挡过程中因为转速差的变大造成对同步器的损伤，避免了离合器拖曳扭矩等时变的系统阻力矩对第一电机转速的影响，提高了控制的鲁棒性，保证进挡过程中同步器两端转速差的一致性，提高了车辆的驾驶安全和用户的使用体验。

4、结合第一方面，在某些可能的实现方式中，取车辆前桥处于空挡位时，第一电机受到的外部阻力矩，包括：获取第一电机的实际扭矩、电机角速度和惯量；根据实际扭矩、电机角速度和惯量计算第一电机受到的外部阻力矩。

5、通过上述技术方案，本申请实施例能够通过根据实际扭矩、电机角速度和惯量实时计算第一电机受到的外部阻力矩，从而确保可以在全工况下准确实时计算第一电机受到的外部阻力矩，确保了在各种驾驶条件下的驾驶性得以保持。

6、结合第一方面和上述实现方式，在某些可能的实现方式中，根据实际扭矩、电机角速度和惯量计算第一电机受到的外部阻力矩，包括：将实际扭矩、电机角速度和惯量输入观测器，观测器输出第一电机受到的外部阻力矩。

7、通过上述技术方案，本申请实施例能够通过设计观测器，从而实现了实时监控和计算第一电机受到的外部阻力矩，提高了车辆的换挡控制性能。

8、结合第一方面和上述实现方式，在某些可能的实现方式中，观测器的计算公式为：

9、

10、其中，为k+1时刻估计的第一电机的角速度；为k时刻估计的第一电机的角速度；ts为系统的运算周期；jgm为实际的第一电机的惯量；tgm(k)为k时刻实际的第一电机的扭矩；为估计的k时刻的第一电机受到的阻力矩；ωgm为实际的第一电机的角速度；为估计的k+1时刻第一电机受到的阻力矩；β1和β2分别为观测器的系统。

11、通过上述技术方案，本申请实施例能够通过设计观测器的公式，来将实际的扭矩、电机角速度和惯量实时输出为第一电机受到的阻力矩。

12、结合第一方面和上述实现方式，在某些可能的实现方式中，目标扭矩为外部阻力矩的负值。

13、通过上述技术方案，本申请实施例能够通过精确的目标扭矩控制补偿抵消阻力矩，保证换挡过程中的电机转速稳定，从而有效避免了因转速差过大导致的同步器敲击现象，减少了噪音和振动，提升了驾驶的平顺性和舒适性。

14、结合第一方面和上述实现方式，在某些可能的实现方式中，在控制第一电机的当前扭矩达到目标扭矩时执行进挡动作之前，还包括：根据第一电机目标挡位确定目标转速；控制第一电机的当前转速与目标转速同步。

15、通过上述技术方案，本申请实施例能够通过预先计算目标挡位对应的最佳转速，并在执行换挡前将电机转速调节至该目标值，可以显著减少换挡瞬间的转速差，从而极大降低了因转速不匹配导致的冲击感，避免进挡过程中因为转速差的变大造成对同步器的损伤，使得换挡过程更加柔和顺畅，提高了驾驶舒适度。

16、结合第一方面和上述实现方式，在某些可能的实现方式中，控制第一电机的当前转速与目标转速同步，包括：计算当前转速与目标转速的差值；若差值小于预设值，则确定第一电机的当前转速与目标转速同步。

17、通过上述技术方案，本申请实施例能够通过实时计算并比较当前转速与目标转速的差值，可以精确调节电机输出，使得转速平滑过渡至目标值，避免了因转速差过大导致的换挡冲击，提高了换挡过程的平滑度，减少了驾驶过程中的顿挫感，提升了车辆行驶的舒适性。

18、第二方面，提供了一种换挡控制装置，该装置包括：获取模块，用于获取第一电机处于空挡位时受到的外部阻力矩；确定模块，用于根据外部阻力矩确定第一电机进挡时的目标扭矩；控制模块，用于控制第一电机的当前扭矩达到目标扭矩时执行进挡动作。

19、第三方面，提供一种车辆，该车辆包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，该处理器执行程序，以实现如上述实施例的换挡控制方法。

20、第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，当该计算机程序或指令被执行时，实现上述第一方面或第一方面任意一种可能的实现方式中的换挡控制方法。

技术特征：

1.一种换挡控制方法，其特征在于，所述方法应用于车辆四驱系统，包括具有第一电机的车辆前桥和具有第二电机的车辆后桥，其中，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述车辆前桥处于空挡位时，所述第一电机受到的外部阻力矩，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述实际扭矩、所述电机角速度和所述惯量计算所述第一电机受到的外部阻力矩，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述观测器的计算公式为：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标扭矩为所述外部阻力矩的负值。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在控制所述第一电机的当前扭矩达到所述目标扭矩时执行进挡动作之前，还包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述控制所述第一电机的当前转速与所述目标转速同步，包括：

8.一种换挡控制装置，其特征在于，所述装置应用于车辆四驱系统，包括具有第一电机的车辆前桥和具有第二电机的车辆后桥，其中，包括：

9.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如权利要求1-7任一项所述的换挡控制方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序或指令，当所述计算机程序或指令被执行时，实现如权利要求1至7中任意一项所述的换挡控制方法。

技术总结本申请提供了一种换挡控制方法、装置、车辆和介质，该方法应用于车辆四驱系统，包括具有第一电机的车辆前桥和具有第二电机的车辆后桥，该方法包括：获取车辆前桥处于空挡位时，第一电机受到的外部阻力矩；根据外部阻力矩确定车辆前桥进挡时第一电机的目标扭矩；控制第一电机的当前扭矩达到目标扭矩时执行进挡动作。该方法能够实时计算车辆前桥处于空挡位时，第一电机受到的外部阻力矩，根据外部阻力矩可以维持同步器两端转速一致的目标扭矩，从而提高了驾驶平顺性，避免了进挡过程中因为转速差的变大造成对同步器的损伤，避免了离合器拖曳扭矩等时变的系统阻力矩对电机转速的影响，提高了控制的鲁棒性，保证进挡过程中同步器转速差的一致性。技术研发人员：高骥,陈晓峰,徐雷,丛强,秦军超,郭杰赞,刘新强受保护的技术使用者：蜂巢传动系统（江苏）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/12