[發明專利]一種混合動力汽車換擋過程動態協調控制方法

有效

• 申請號: 201210105157.1
• 申請日: 2012-04-11
• 公開（公告）號: CN102616239A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 羅禹貢;趙峰;張娜;李克強;連小珉;王建強;楊殿閣;鄭四發
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B60W30/19
• 分類號: B60W30/19;B60W20/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;關暢

技術領域

本發明涉及一種控制方法，特別是關于一種基于電機轉速閉環控制的混合動力汽車換擋過程動態協調控制方法。

背景技術

機械自動變速器(AMT)具有傳動效率高、結構簡單、易于制造和能夠實現自動變速等優點，但是這種純機械傳動在換擋過程中會不可避免的出現沖擊和動力中斷現象，導致整車平順性和動力性變差。裝配AMT的混合動力汽車可以充分利用電機動態響應快、轉矩控制準確的特點，彌補AMT換擋過程中動力中斷和沖擊等不足，改善整車的動力性和平順性。

目前關于混合動力汽車換擋過程協調控制的研究主要是根據實時反饋的發動機轉矩，利用電機快速響應特性進行轉矩補償，使得動力系統輸出總轉矩盡可能平穩并且滿足駕駛員驅動力需求，達到減小換擋沖擊并且保證車輛動力性的目的。但是在實際工程應用中，發動機轉矩難以實時精確獲得。

發明內容

針對以上問題，本發明的目的是提供一種能夠改善混合動力汽車在換擋過程中的動力性和平順性問題，且基于電機轉速閉環控制的混合動力汽車換擋過程動態協調控制方法。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種混合動力汽車換擋過程動態協調控制方法，其包括以下步驟：1)發動機轉矩減小過程協調控制策略：①發動機轉矩控制策略：限制發動機轉矩減小的速率，當發動機轉矩減小到預先設置的數值時，斷開離合器；②主電機轉矩控制策略：a、認為在換擋過程中，車輛的運動狀態包括車輛的加速度、車輪的角加速度和主電機的角加速度不變；b、根據換擋前車輛的運動狀態和換擋過程中駕駛員的駕駛需求，求解換擋過程中主電機目標角加速度；c、維持主電機目標角加速度不變，根據主電機當前轉速確定主電機目標轉速；d、采用PID控制算法，輸入主電機目標轉速與主電機實際轉速的差值，將計算得到的主電機轉矩發送給主電機控制單元；2)選換擋過程協調控制策略：保持主電機完全響應整車期望轉矩；3)發動機轉矩恢復過程協調控制策略：①發動機轉矩控制策略：離合器結合后，限制發動機轉矩增加的速率，使其轉矩緩慢增加，避免發動機轉矩發生突變產生波動；②主電機轉矩控制策略：采用與步驟1)中相同的主電機轉矩控制策略。

所述主電機目標轉速的求解步驟如下：1)根據車輛動力學方程求解換擋過程中發動機轉矩減小或恢復過程的駕駛員所期望的主電機角加速度α₁：

(J_m+J_o)α₁＝T_io-T_r

其中，J_m為主電機的轉動慣量；J_o為從自動變速器輸出軸到車輪的當量轉動慣量，其中包括傳動軸、主減速器、車輪與整車質量等轉換到變速器輸出軸的當量轉動慣量；T_io為駕駛員需求轉矩；T_r為外界阻力矩；2)計算換擋過程中，發生發動機轉矩減小或恢復時前n個時刻的主電機平均角加速度α₂：