[發(fā)明專利]一種功率分流混合動(dòng)力汽車模式切換控制系統(tǒng)及控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210055470.2
• 申請(qǐng)日: 2022-01-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114475572B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 施德華;容香偉;汪少華;陳龍;殷春芳;李春
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號(hào): B60W20/40
• 分類號(hào): B60W20/40;B60W50/00
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• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種考慮行駛工況的功率分流混合動(dòng)力汽車模式切換控制系統(tǒng)及控制方法，屬于汽車動(dòng)態(tài)控制領(lǐng)域。該方法所采用的模式切換控制系統(tǒng)包括模式切換識(shí)別模塊、行駛工況識(shí)別模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)速優(yōu)化模塊以及轉(zhuǎn)矩控制分配模塊。模式切換識(shí)別模塊判斷是否進(jìn)行純電模式至混動(dòng)模式的切換；行駛工況識(shí)別模塊確定行駛工況；發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)速優(yōu)化模塊根據(jù)計(jì)算不同工況下的最優(yōu)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)速曲線；轉(zhuǎn)矩控制分配模塊基于終端滑模與最小二乘控制分配方法進(jìn)行合理的分配。本發(fā)明針對(duì)功率分流式混合動(dòng)力汽車面對(duì)不同行駛工況需求進(jìn)行模式切換現(xiàn)象，根據(jù)實(shí)際需求選擇不同發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速優(yōu)化曲線，滿足不同工況對(duì)切換時(shí)間、動(dòng)力性以及平順性的要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種考慮行駛工況的功率分流混合動(dòng)力汽車模式切換控制系統(tǒng)及其控制方法，屬于汽車動(dòng)態(tài)控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)

我國(guó)《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》明確提出要重點(diǎn)發(fā)展混合動(dòng)力汽車，具有高集成度、高性能的功率分流式混合動(dòng)力汽車目前更是成為熱點(diǎn)的研究對(duì)象。功率分流式混合動(dòng)力汽車具有多種動(dòng)力源，面對(duì)不同的驅(qū)動(dòng)環(huán)境，根據(jù)動(dòng)力源的最佳工作曲線劃分不同的工作模式從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，其主要工作模式有發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、純電驅(qū)動(dòng)以及發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)混合驅(qū)動(dòng)模式，通過(guò)設(shè)計(jì)能量管理策略可以保證能量在這些模式下合理地流動(dòng)。當(dāng)面對(duì)不同的行駛工況，需求在不同的模式之間進(jìn)行切換以實(shí)現(xiàn)良好的燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性，其不可避免的涉及到模式切換，比較典型的模式切換是由純電驅(qū)動(dòng)模式至混合驅(qū)動(dòng)的模式切換，由于此切換過(guò)程中涉及多個(gè)離合器工作的非連續(xù)性以及發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的強(qiáng)非線性，很容易造成轉(zhuǎn)矩耦合波動(dòng)，影響模式切換時(shí)駕駛的平順性。

實(shí)際生活中，汽車行駛的環(huán)境復(fù)雜多變，不同行駛工況對(duì)模式切換的需求不同，如急加速、爬坡等這些劇烈的駕駛工況需求動(dòng)力響應(yīng)快的大驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，通常需要在較短的時(shí)間內(nèi)提供較大的轉(zhuǎn)矩，而通常以較小加速度行駛的功率分流式混合動(dòng)力汽車往往需求轉(zhuǎn)矩變化幅度較小，進(jìn)而動(dòng)力源需求響應(yīng)也比較慢，而且在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)阻力矩也有著較強(qiáng)的非線性。對(duì)此，單一的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)速曲線或直接利用控制方法快速啟動(dòng)很難平衡響應(yīng)時(shí)間及平順性兩者之間的關(guān)系。

發(fā)明內(nèi)容

為了改善功率分流式混合動(dòng)力汽車在面對(duì)不同行駛工況時(shí)從純電動(dòng)模式切換至混合動(dòng)力模式的模式切換品質(zhì)，提高面對(duì)不同行駛工況下模式切換的動(dòng)力性和平順性，本發(fā)明提出一種功率分流式混合動(dòng)力汽車模式切換控制系統(tǒng)及其控制方法，其目的是面對(duì)復(fù)雜汽車行駛工況，制定合適的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)速曲線，滿足模式切換時(shí)間、轉(zhuǎn)矩需求以及平順性三者之間的需求。為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種考慮行駛工況的功率分流混合動(dòng)力汽車模式切換控制系統(tǒng)，包括依次相連的模式切換識(shí)別模塊、行駛工況識(shí)別模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)速優(yōu)化模塊、轉(zhuǎn)矩控制分配模塊以及混合動(dòng)力汽車傳動(dòng)系統(tǒng)；模式切換識(shí)別模塊用來(lái)判斷是否進(jìn)行純電動(dòng)模式至混合驅(qū)動(dòng)模式的切換；行駛工況識(shí)別模塊用來(lái)識(shí)別行駛工況選擇優(yōu)化權(quán)重；發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)速優(yōu)化模塊用于進(jìn)行計(jì)算選擇發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)速優(yōu)化曲線；轉(zhuǎn)矩控制分配模塊用于進(jìn)行計(jì)算具體的控制輸入量并合理地分配給各部件。

進(jìn)一步，所述模式切換識(shí)別模塊根據(jù)汽車實(shí)時(shí)車速、電池荷電狀態(tài)及整車需求轉(zhuǎn)矩與預(yù)先行車標(biāo)定的車速、電池荷電狀態(tài)及整車需求轉(zhuǎn)矩閾值來(lái)判斷是否進(jìn)行模式切換。

進(jìn)一步，所述行駛工況識(shí)別模塊，根據(jù)加速、制動(dòng)踏板位置及其位置變化率通過(guò)模糊控制計(jì)算得到駕駛強(qiáng)度，通過(guò)與行車標(biāo)定的駕駛強(qiáng)度閾值進(jìn)行比較確定行駛工況，將加速、制動(dòng)踏板位置傳感設(shè)備得到的踏板位置和踏板位置變化率作為輸入進(jìn)行模糊控制，輸出的模糊變量作為駕駛強(qiáng)度記為S。

進(jìn)一步，所述發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)速優(yōu)化模塊，根據(jù)不同行駛工況選擇不同的優(yōu)化函數(shù)權(quán)重系數(shù)，通過(guò)動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法計(jì)算具有不同權(quán)重系數(shù)的目標(biāo)函數(shù)，得出不同權(quán)重系數(shù)下的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速優(yōu)化曲線。

進(jìn)一步，所述轉(zhuǎn)矩控制分配模塊，根據(jù)積分終端滑模控制方法計(jì)算轉(zhuǎn)速跟蹤需求的虛擬控制律并通過(guò)最小二乘控制分配方法將虛擬控制律分配為各零部件需求的真實(shí)控制律。