[發(fā)明專利]一種用于混合動力汽車的AMT電機(jī)控制方法和控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210368485.0
• 申請日: 2012-09-28
• 公開（公告）號: CN102865358A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋超;謝勇波;裴海靈;唐廣笛;羅宏亮;趙鈴;李晟
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南南車時代電動汽車股份有限公司
• 主分類號: F16H59/02
• 分類號: F16H59/02;F16H59/36;F16H61/32
• 代理公司: 上海碩力知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 31251
• 代理人: 王法男

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要應(yīng)用在混合動力汽車技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種用于混合動力汽車的AMT電機(jī)控制方法和控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

當(dāng)前普遍使用的燃油發(fā)動機(jī)汽車存在種種弊病，能量利用率低，更為嚴(yán)重的是排放廢氣污染環(huán)境。近些年來各大汽車集團(tuán)都在進(jìn)行混合動力電動汽車研發(fā)，多數(shù)以混合動力電動客車為主。混合動力裝置既發(fā)揮了發(fā)動機(jī)持續(xù)工作時間長，動力性好的優(yōu)點，又可以發(fā)揮電動機(jī)無污染、低噪聲的好處，這種研發(fā)方向符合我國國情，有利于我國電動汽車的研究發(fā)展。但是，混合動力客車檔位切換時，由于司機(jī)熟練程度和駕駛技術(shù)等方面的問題，常使車輛發(fā)動機(jī)工作在非穩(wěn)定工作狀態(tài)，影響整車節(jié)油效率。AMT(Automated?MechanicalTransmission)自動變速器是在傳統(tǒng)固定軸式齒輪變速箱的基本上，把選檔、換檔、離合器及相應(yīng)發(fā)動機(jī)供油操縱用以微處置器為核心的控制器完成的自動變速器，通過自動調(diào)節(jié)車輛檔位，消除不同駕駛員駕駛技術(shù)和駕駛熟練程度的差異，減輕駕駛員的疲勞程度，降低油耗。?AMT可以主要可以分為電控氣動、電控液動、電控電動幾種，電控電動AMT的換擋系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對簡單，重量輕，另外由于直接采用易于控制、精度更高的電動機(jī)代替液壓執(zhí)行元件，使得系統(tǒng)的動作的誤差減少了，控制方法上也更簡單。

電控電動AMT?通過兩個24V直流電機(jī)實現(xiàn)變速箱選、換檔操作，當(dāng)選檔或換檔操作進(jìn)行時，電機(jī)帶動AMT變速器機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，同時與電機(jī)轉(zhuǎn)子軸耦合的角度傳感器返回當(dāng)前旋轉(zhuǎn)的角度信息。不同檔位，選、換檔電機(jī)帶動AMT機(jī)械結(jié)構(gòu)形成的空間位移不同，返回的角度信息也各不一樣。因此，變速箱檔位位置與電機(jī)旋轉(zhuǎn)角度存在一一映射關(guān)系。并聯(lián)混合動力客車行駛過程中，要想確保檔位切換快速、準(zhǔn)確，要求選、換檔電機(jī)角度控制過程的動態(tài)性與穩(wěn)定性較好。

傳統(tǒng)客車的AMT自動變速器選、換檔控制多采用經(jīng)典PID控制方式，根據(jù)控制復(fù)雜程度不同，可分為角度閉環(huán)控制，或者角度-角速度雙閉環(huán)控制。其控制參數(shù)取值固定，通過多次嘗試或者經(jīng)驗公式獲取相對較優(yōu)的比例-積分-微分參數(shù)值來實現(xiàn)電機(jī)角度的可靠逼近，整個系統(tǒng)動態(tài)性能與靜態(tài)偏差取決于比例、積分、微分參數(shù)的設(shè)置。受變速箱內(nèi)部工藝、變速比影響，不同位置選、換檔電機(jī)旋轉(zhuǎn)阻力不同，固定的比例、積分、微分參數(shù)只能確保某個狀態(tài)下的控制最優(yōu)，無法保證電機(jī)在任意角度下到達(dá)其他任意目標(biāo)位置的控制都能可靠實現(xiàn)。?

發(fā)明內(nèi)容

為了彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于專家系統(tǒng)的AMT電機(jī)控制方法和控制系統(tǒng)，根據(jù)當(dāng)前的角速度、角度偏差信息，實時調(diào)整比例、積分、微分參數(shù)值，實現(xiàn)針對性的PID控制，通過確保每個狀態(tài)下對選、換擋電機(jī)的良好控制，實現(xiàn)混合動力汽車行駛過程中AMT檔位的可靠切換。??

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種用于混合動力汽車的AMT電機(jī)控制方法，包括以下幾個步驟：

1）給定電機(jī)目標(biāo)角度，通過比較器與角度傳感器采集的當(dāng)前值作比較，產(chǎn)生角度偏差；

2）當(dāng)前角度值發(fā)送給角速度計算模塊，獲得實時角速度值；

3）將角度偏差與角速度輸入到專家系統(tǒng)，專家系統(tǒng)根據(jù)角度偏差的大小，確定PID控制所需的增益參數(shù)；

4）隨著控制過程的進(jìn)行，角度偏差與角速度值不斷更改，專家系統(tǒng)跟隨調(diào)整控制參數(shù)增益，逐步實現(xiàn)整個過程的較優(yōu)控制。?

具體地，所述一種用于混合動力汽車的AMT電機(jī)控制方法中所述專家系統(tǒng)按照以下知識庫確定PID控制所需的增益參數(shù)：

知識庫1：角度偏差????????????????????????????????????????????????時，采用比例控制，控制信號與角度偏差成正比；

知識庫2：角度偏差時，采用比例-微分控制，比例控制實現(xiàn)電機(jī)角度的逼近，微分功能削弱上個階段大比例控制導(dǎo)致的較強(qiáng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度慣性；

知識庫3：角度偏差時，采用比例-積分控制，當(dāng)比例控制功能仍無法保證AMT電機(jī)角度進(jìn)入目標(biāo)范圍時，隨著角度偏差的多次累計，積分功能迫使控制信號逐步增強(qiáng)，最終到達(dá)驅(qū)動要求；

知識庫4：其他情況，角度偏差進(jìn)入允許范圍，取消比例、積分、微分控制功能，AMT電機(jī)由于角速度不足停留在此階段；

其中：DIFF為選檔電機(jī)同側(cè)相鄰檔位的最小距離或者換擋電機(jī)各檔位到空檔的最小距離，為當(dāng)前時刻的角度；為當(dāng)前時刻的目標(biāo)角度。

具體地，所述一種用于混合動力汽車的AMT電機(jī)控制方法：

1）比例控制時：當(dāng)角度偏差較大時，比例控制系數(shù)較大，實現(xiàn)角度的快速逼近；當(dāng)角度偏差減小時，比例控制系數(shù)相應(yīng)縮小，減少超調(diào)發(fā)生；