[發(fā)明專利]一種混聯(lián)式混合動力汽車動態(tài)協(xié)調(diào)控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910327270.6
• 申請日: 2019-04-23
• 公開（公告）號: CN110077409A
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 杜常清;廖英杰;張佩;顏伏伍
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: B60W30/20
• 分類號: B60W30/20;B60W30/19;B60W10/06;B60W10/08;B60W10/02;B60W10/11;B60W20/20
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 齊晨涵

1.一種混聯(lián)式混合動力汽車動態(tài)協(xié)調(diào)控制方法，所述混聯(lián)式混合動力汽車的結(jié)構(gòu)包括后驅(qū)電機、BSG電機、電機控制器MCU、發(fā)動機、發(fā)動機管理系統(tǒng)EMS、動力電池、電氣負載、整車控制器VCU、AMT變速箱、離合器、變速箱控制單元TCU、前后軸主減速器；其中發(fā)動機與BSG電機驅(qū)動前軸，后驅(qū)電機驅(qū)動后軸；

其特征在于：

所述的動態(tài)協(xié)調(diào)控制，通過整車控制器VCU獲得駕駛員油門踏板開度進而計算得出整車的需求轉(zhuǎn)矩，基于該需求轉(zhuǎn)矩與動力電池電量等信息結(jié)合整車能量管理策略判斷當前的工作模式并完成轉(zhuǎn)矩分配，再將發(fā)動機與電機的目標轉(zhuǎn)矩通過CAN總線傳遞給發(fā)動機管理系統(tǒng)和電機控制器；

(1)混合動力系統(tǒng)工作模式切換控制方法：

在沒有發(fā)動機參與驅(qū)動的工作模式切換到有發(fā)動機參與驅(qū)動的工作模式的過程中，在離合器結(jié)合階段，運用BSG電機的調(diào)速能力確保發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化平穩(wěn)和離合器主從動端迅速同步并結(jié)合，大大降低離合器結(jié)合過程的沖擊；

在離合器結(jié)合后的系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)階段，通過預(yù)設(shè)發(fā)動機的節(jié)氣門變化速率限制發(fā)動機動態(tài)轉(zhuǎn)矩輸出，提高發(fā)動機轉(zhuǎn)矩輸出的穩(wěn)定性，電機控制器MCU根據(jù)整車輪端需求轉(zhuǎn)矩T_req與發(fā)動機實際輸出轉(zhuǎn)矩T_eng控制后驅(qū)電機輸出轉(zhuǎn)矩如下所示：

式中，i_g為前軸AMT變速箱某擋位傳動比，i₀為前軸主減速器傳動比，i_ret為后軸主減速器傳動比；將T_mot作為后驅(qū)電機目標轉(zhuǎn)矩進行轉(zhuǎn)矩補償控制，保證系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)階段的平順性；

在有發(fā)動機參與驅(qū)動的工作模式切換到?jīng)]有發(fā)動機參與驅(qū)動的工作模式的過程中，控制發(fā)動機的節(jié)氣門開度按照預(yù)設(shè)的開度變化率下降，使得發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩T_eng在下降過程中變化緩和；電機控制器MCU根據(jù)整車輪端需求轉(zhuǎn)矩T_req與發(fā)動機實際輸出轉(zhuǎn)矩T_eng按照上式計算補償轉(zhuǎn)矩，并控制后驅(qū)電機進行轉(zhuǎn)矩補償控制，保證模式切換過程中的平順性，待發(fā)動機轉(zhuǎn)矩下降到一定程度之后，變速箱控制單元TCU控制離合器的斷開，此時后驅(qū)電機立即響應(yīng)自身的目標轉(zhuǎn)矩，發(fā)動機停止工作，切換過程完畢；

(2)混合動力系統(tǒng)擋位切換控制方法；

混合動力系統(tǒng)在擋位切換過程中，通過減小發(fā)動機節(jié)氣門開度降低發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩，變速器從當前擋位退出到空擋后立即進行BSG電機轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制，控制發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)速迅速跟蹤目標擋位的進擋同步轉(zhuǎn)速(變速器目標擋位從動齒輪轉(zhuǎn)速)，使變速器目標擋位嚙合套主從動端轉(zhuǎn)速差迅速縮小到50r/min以下，然后迅速切換至目標擋位，大大減小換擋沖擊。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混聯(lián)式混合動力汽車動態(tài)協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于：

所述的模式切換動態(tài)協(xié)調(diào)控制中，在利用BSG電機快速起動發(fā)動機之后，以混合動力汽車此時開始進行模式切換時的離合器輸出端(變速箱輸入軸)轉(zhuǎn)速作為目標轉(zhuǎn)速，電機控制器MCU控制BSG電機對發(fā)動機輸出軸轉(zhuǎn)速進行PID轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制并輸出對應(yīng)的電機轉(zhuǎn)矩，期間，控制發(fā)動機節(jié)氣門開度從零增加到某節(jié)氣門開度定值使得發(fā)動機與BSG電機進行同步調(diào)速，當離合器的輸入端(發(fā)動機輸出端)轉(zhuǎn)速與輸出端(變速器輸入端)轉(zhuǎn)速保持一致時，接合離合器，調(diào)速過程結(jié)束。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混聯(lián)式混合動力汽車動態(tài)協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于：

所述的模式切換動態(tài)協(xié)調(diào)控制中，在發(fā)動機與BSG電機同步調(diào)速的實際PID控制器控制參數(shù)整定過程中，針對參數(shù)設(shè)定不合理導(dǎo)致系統(tǒng)控制超調(diào)或者系統(tǒng)穩(wěn)定時間較長與環(huán)境溫度影響發(fā)動機工作性能使得實際PID控制器的普遍適應(yīng)能力不佳等問題，通過事先進行發(fā)動機臺架實驗建立發(fā)動機空載時隨發(fā)動機節(jié)氣門開度α(％)和發(fā)動機環(huán)境溫度T(℃)變化的發(fā)動機轉(zhuǎn)速模型n＝f(α,T)，與隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速n(r/min)和發(fā)動機環(huán)境溫度T(℃)變化的發(fā)動機阻力矩模型T_f＝F(n,T)，利用該發(fā)動機轉(zhuǎn)速模型與發(fā)動機阻力矩模型的輸出來幫助PID控制器參數(shù)的整定過程并設(shè)定控制器輸出限值。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混聯(lián)式混合動力汽車動態(tài)協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于：

所述的擋位切換動態(tài)協(xié)調(diào)控制中，減小發(fā)動機的節(jié)氣門開度降低發(fā)動機的輸出轉(zhuǎn)矩，使得發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)在BSG電機轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)的能力范圍之內(nèi)，在變速器從當前擋位退出到空擋后以目標擋位的進擋同步轉(zhuǎn)速(變速器目標擋位從動齒輪轉(zhuǎn)速)為控制目標，電機控制器MCU立即控制BSG電機對發(fā)動機輸出軸轉(zhuǎn)速進行PID轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制并輸出對應(yīng)的電機轉(zhuǎn)矩，當變速器目標擋位嚙合套主從動端轉(zhuǎn)速差縮小到50r/min以下時，變速箱控制單元TCU控制變速箱立即進到目標擋位。