[發明專利]混合動力汽車及其動力系統轉矩控制方法

有效

• 申請號: 201310067504.0
• 申請日: 2013-03-04
• 公開（公告）號: CN104029675B
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發明（設計）人: 周宇星;張鵬君;朱軍;鄧曉光;孫俊
• 申請（專利權）人: 上海汽車集團股份有限公司
• 主分類號: B60W20/10
• 分類號: B60W20/10;B60W10/06;B60W10/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 李鵬松,嚴志軍

技術領域

本發明涉及新能源車動力控制設計領域，具體說涉及一種混合動力系統轉矩控制方法和使用所述方法的混合動力汽車。

背景技術

混合動力汽車與傳統汽車相比最大的區別在于其動力系統，混合動力系統的特點是多動力源、運行模式復雜、而且發動機-電機響應特性差別大。在多動力源間進行合理的功率分配，即如何將各動力源部件的轉矩耦合并輸出，對動力系統運行的平穩性和可靠性有著重大影響。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種混合動力系統轉矩控制方法，保證動力系統輸出的平順性和較好的響應性，使混合動力車的駕駛性得到優化。

本發明采用以下技術方案。

一種混合動力系統轉矩控制方法，所述動力系統的動力源部件包括發動機、電機，包括以下步驟：

(1)駕駛員轉矩需求解釋，其中包括：

(1a)計算所述動力系統能實現的最大轉矩；

(1b)根據駕駛員指令計算動力系統負荷率；

(1c)根據所述最大轉矩及所述動力系統負荷率計算得到需求轉矩；

(2)多動力源轉矩分配與協調，其中包括：

(2a)將所述需求轉矩向所述動力源部件進行分配，至少得到用于發動機的發動機預分配轉矩和用于電機的電機預分配轉矩；

(2b)實時采集發動機的輸出轉矩并計算所述輸出轉矩與所述發動機預分配轉矩之間的差值，利用電機對所述差值進行補償。

本發明涉及的混合動力系統轉矩控制方法可分為兩部分：1.駕駛員轉矩需求解釋；2.多動力源轉矩分配與協調。所指的混合動力電動汽車，其動力系統的運行模式應至少包括一個或兩個甚至以上動力源轉矩耦合的模式，包括但不限于混合動力系統常見的并聯模式與混聯模式、以及純電動模式、串聯模式，或上述各模式的任意組合。

駕駛員轉矩需求解釋，包括以下幾個部分：1.混合動力系統最大轉矩能力計算；2.駕駛員預期動力系統負荷率計算；3.轉矩仲裁與限制；4.轉矩需求濾波。其中混合動力系統最大轉矩能力，為當前動力系統狀態下（動力電池，電機，發動機等各部件狀態）所有運行模式下能夠實現的最大驅動轉矩，不受到當前具體運行模式的限制。駕駛員預期動力系統負荷率表征駕駛員需求的動力性占動力系統總能力的百分比，其中動力系統總能力既可以指最優化狀態下系統所能達到的最佳性能，也可以指當前狀態下動力系統所能實現的最大能力。轉矩仲裁與限制部分，根據混合動力系統最大轉矩能力和駕駛員預期負荷率得到初步的駕駛員轉矩需求，與其它轉矩需求（可包括但不限于定速巡航轉矩需求等）仲裁后得到第一中間轉矩，根據實際的混合動力系統運行模式進行限制，得到仲裁后的第二中間轉矩。轉矩需求濾波，是指將前一步得到的第二中間轉矩通過濾波器進行變化率限制，使其既跟隨駕駛員對動力性的預期又不至于由于轉矩的快速變化造成傳動系統或整車的抖動、振動，最終得到駕駛員轉矩需求。

其中，上述駕駛員轉矩需求解釋中的駕駛員預期動力系統負荷率計算，可以使用但不限于加速踏板邁普圖，其輸入可為加速踏板開度與表征動力系統或與整車速度相關的信號，包括車速、傳動系輸出軸轉速、傳動系輸入軸轉速等。邁普圖即為一種標定數據的離散存貯方式，一般為一維或二維表格。對于一維表格，輸入一變量作為查表的輸入量，在最相近的輸入軸兩個斷點之間差值，得到一個輸出值；對于二維表格，輸入兩個變量作為查表的輸入量，在對應輸入軸的最相近兩個斷點之間差值，得到一個輸出值。

其中，上述駕駛員轉矩需求解釋中的轉矩仲裁與限制部分，可采用但不限于以下三種方法：(1)將混合動力系統實時最大轉矩能力與駕駛員預期負荷率相乘，得到初始轉矩需求；(2)將混合動力系統最優狀態下的轉矩能力與駕駛員預期負荷率相乘，得到初始轉矩需求；(3)使用基礎部分加速踏板邁普圖輸出的負荷率需求與某一固定轉矩基準相乘，使用助力部分加速踏板邁普圖和混合動力系統實時最大轉矩能力與前述固定基準之間的差值相乘，并將兩部分轉矩值相加得到初步的駕駛員需求轉矩。

其中，上述駕駛員轉矩需求解釋中的轉矩需求濾波，可以使用但不限于以下方法：(1)根據混合動力系統狀態及其它各參數選擇變化率的轉矩斜率控制；(2)根據混合動力系統狀態及其它各參數選擇時間常數的一階濾波控制；(3)根據混合動力系統狀態及其它各參數選擇時間常數的二階或高階濾波控制。