專利名稱：雙離合器式混合動力汽車電機起動發(fā)動機的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種以單電機雙離合器式混合動力汽車為研究對象，提出的一種在汽車行進中通過電機起動發(fā)動機的控制方法。
背景技術(shù)：
從20世紀90年代以來，日、美、歐各大汽車公司紛紛致力于研制混合動力型汽車。 進入21世紀后，各國加快了混合動力汽車的產(chǎn)業(yè)化的進程，相繼推出了不同形式的混合動力汽車產(chǎn)品。而混合動力汽車有多種工作模式，就存在工作模式切換的過程，在此過程中， 很有可能會產(chǎn)生大的扭矩波動，就需要對其進行扭矩協(xié)調(diào)控制，以減小沖擊度，提高模式切換過程的平順性。目前對混合動力汽車的控制主要包括穩(wěn)態(tài)過程控制與動態(tài)過程控制。前者主要的目的是燃油經(jīng)濟性與最優(yōu)的排放，后者主要的目標是整車的動力性與平順性。在結(jié)構(gòu)上較多的采用了雙電機的結(jié)構(gòu)，相比于單電機，它主要的優(yōu)點是運行平穩(wěn)，但是成本較高。而對于本文的單電機雙離合器式結(jié)構(gòu)強混合動力汽車，結(jié)構(gòu)成本較低，但其動態(tài)過程復(fù)雜，協(xié)調(diào)控制就更顯重要。若控制不當，就會造成在電機啟動發(fā)動機的過程中，延長發(fā)動機起動時間，產(chǎn)生大的沖擊度，惡化汽車行駛的平順性。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種雙離合器式混合動力汽車電機起動發(fā)動機的控制方法，利用電機響應(yīng)迅速的特點，根據(jù)控制策略及時增加或減少電機扭矩，來提供行進中起動發(fā)動機的需求扭矩或補償發(fā)動機扭矩的不足，減少切換過程的沖擊度，提高混合動力汽車的平順性。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的
該種雙離合器式混合動力汽車電機起動發(fā)動機的控制方法，用于單電機雙離合器式混合動力汽車的行進中控制，包括以下步驟
步驟1 對其結(jié)構(gòu)組成和工作模式進行分析，通過計算機建立系統(tǒng)動力學(xué)模型，劃分混合動力汽車的工作區(qū)域，制定相應(yīng)的扭矩管理策略；
步驟2 在純電動的工作狀態(tài)下，通過計算需求扭矩、電池SOC值、電機轉(zhuǎn)速來判斷是否達到進行電機起動發(fā)動機的條件；
當滿足電機起動發(fā)動機條件時，將進行模式切換，發(fā)出限力矩離合器接合指令，通過控制限力矩離合器液壓缸油壓和制定的扭矩協(xié)調(diào)控制策略，協(xié)調(diào)控制電機、發(fā)動機扭矩，完成電起機過程。進一步，所述步驟2包括以下步驟
步驟21 汽車在純電動工況狀態(tài)下運行，此時
Tm =Ttiltll ,其中Γβ為電機輸出扭矩,為駕駛員需求扭矩，此時通過控制器判斷電機轉(zhuǎn)速 ，若,界為起動發(fā)動機的轉(zhuǎn)速最小值，則進行步驟2，否則繼續(xù)以純電動工況運行；
步驟22 判斷電池SOC值，若< >則進行步驟3，否則發(fā)出限力矩離合器接合指令，進行步驟4 ;其中
權(quán)利要求
1.雙離合器式混合動力汽車電機起動發(fā)動機的控制方法，用于單電機雙離合器式混合動力汽車的行進中控制，其特征在于步驟1 對其結(jié)構(gòu)組成和工作模式進行分析，通過計算機建立系統(tǒng)動力學(xué)模型，劃分混合動力汽車的工作區(qū)域，制定相應(yīng)的扭矩管理策略；步驟2 在純電動的工作狀態(tài)下，通過計算需求扭矩、電池SOC值、電機轉(zhuǎn)速來判斷是否達到進行電機起動發(fā)動機的條件；當滿足電機起動發(fā)動機條件時，將進行模式切換，發(fā)出限力矩離合器接合指令，通過控制限力矩離合器液壓缸油壓和制定的扭矩協(xié)調(diào)控制策略，協(xié)調(diào)控制電機、發(fā)動機扭矩，完成電起機過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙離合器式混合動力汽車電機起動發(fā)動機的控制方法，其特征在于所述步驟2還包括以下具體步驟步驟21 汽車在純電動工況狀態(tài)下運行，此時=^L-，其中?！殡姍C輸出扭矩，&_ ^為駕駛員需求扭矩，此時通過控制器判斷電機轉(zhuǎn)速~，若 >%> , N—由為起動發(fā)動機的轉(zhuǎn)速最小值，則進行步驟2，否則繼續(xù)以純電動工況運行；步驟22 判斷電池SOC值，若1 >JSiOCta ,則進行步驟3，否則發(fā)出限力矩離合器接合指令，進行步驟4 ；其中^oqflii為電池高效區(qū)下限值；步驟23>Γ 通過控制器發(fā)出限力矩離合器接合指令，進行步驟4，否則繼續(xù)以純電動工況運行,為發(fā)動機工作的轉(zhuǎn)矩最小值；步驟M 在接到限力矩離合器接合指令后，經(jīng)過一段補償時間，限力矩離合器開始接合傳遞扭矩，進行電起機過程，增大電機扭矩，即&^rti3Te m)，開始起動發(fā)動機，其中為電機最大扭矩，Ta為限力矩離合器傳遞扭矩，在限力矩離合器結(jié)構(gòu)確定后，其值與油壓成比例關(guān)系；步驟25:隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速的增大，若達到其自行點火運行轉(zhuǎn)速，則發(fā)動機點火運行，否則繼續(xù)起動發(fā)動機；步驟沈當發(fā)動機自行點火運行后，向發(fā)動機控制器發(fā)出轉(zhuǎn)矩命令，發(fā)動機提速；為防止發(fā)動機轉(zhuǎn)矩變化率過大，在前0. 2秒內(nèi)輸入的發(fā)動機目標轉(zhuǎn)矩為,在ο. 2秒后輸入的發(fā)動機目標轉(zhuǎn)矩為，其中t為在發(fā)動機自行點火運行起所經(jīng)歷的時間，介于O到0. 2之間；步驟27 若電機與發(fā)動機轉(zhuǎn)速相等，控制器判定限力矩離合器接合完全； 若電機轉(zhuǎn)速大于發(fā)動機轉(zhuǎn)速，則認為限力矩離合器未接合完全，此時，電機的輸出轉(zhuǎn)矩為，發(fā)動機繼續(xù)提速，繼續(xù)接合限力矩離合器，直至判定限力矩離合器接合完全；步驟觀當限力矩離合器接合完全后，使用電機補償發(fā)動機扭矩的不足，電機此時的輸11朽|_ 1.11、J、j VokaiXa ^+TtJ，其中2^為電機的補償扭矩，若電機的補償扭矩小于ΟΛ5 3；,，控制器判定此時發(fā)動機穩(wěn)定，電機退出補償，只輸出其目標扭矩:?！?,補償扭矩即發(fā)動機目標扭矩與其實際輸出扭矩的差值；否則繼續(xù)使用電機補償發(fā)動機扭矩的不足，直至發(fā)動機的扭矩變化小于；至此，當電機補償扭矩小&，判定起動發(fā)動機過程完成，模式切換過程結(jié)束，汽車在新的模式下運行,3； UW—。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙離合器式混合動力汽車電機起動發(fā)動機的控制方法，其特征在于在步驟21中，所述駕駛員需求扭矩是通過以下方法得到的將駕駛員施加在車輪上的需求扭矩轉(zhuǎn)化成變速器輸出端的需求扭矩，通過計算單元計算出出不同檔位下最大驅(qū)動轉(zhuǎn)矩曲線的包絡(luò)線，得到100%加速踏板行程的扭矩需求，進而得到部分踏板行程扭矩需求，其值等于加速踏板行程值乘以100%加速踏板行程的扭矩值， 從而建立駕駛員需求扭矩的計算模型。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙離合器式混合動力汽車電機起動發(fā)動機的控制方法，其特征在于在步驟23中，廠__的選取方式如下結(jié)合電機的特性曲線、發(fā)動機油耗圖和發(fā)動機萬有特性圖，得到汽車的工作模式區(qū)域劃分圖，由此可得發(fā)動機工作最小扭矩曲線，通過計算單元建立的計算模型得到。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙離合器式混合動力汽車電機起動發(fā)動機的控制方法，其特征在于在步驟M中，限力矩離合器的控制采用模糊控制策略，包括初始接合油壓控制策略和滑磨階段油壓控制策略；所述初始接合油壓控制策略是將采集到的油門踏板位移值及油門踏板位移變化率的精確值分別乘以各自的量化因子和JC,以實現(xiàn)模糊化；然后根據(jù)模糊化后的油門踏板位移和油門踏板位移變化率，結(jié)合模糊控制表，得到控制量的變化值，再乘以比例因子& ，則可得到在基本論域范圍內(nèi)的可控制量AP，初始接合油壓值為預(yù)設(shè)初始壓力與與離合器油壓可控制增量AF之和，即母=趕+—；所述滑磨階段油壓控制策略是將采集到的油門踏板位移變化率和離合器主從動盤轉(zhuǎn)速差的精確值分別乘以各自的量化因子t和‘，以實現(xiàn)模糊化；然后根據(jù)模糊化后的油門踏板位移變化率和離合器主從動盤轉(zhuǎn)速差，結(jié)合模糊控制表，得到控制量的變化值，再乘以比例因子J^ ,則得到在基本論域范圍內(nèi)的可控制量& ,經(jīng)過積分，再與初始接合油壓相加則可得到離合器接合油壓值。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙離合器式混合動力汽車電機起動發(fā)動機的控制方法，其特征在于在步驟25中，?！?的選取方式如下結(jié)合電機的特性曲線、發(fā)動機油耗圖和發(fā)動機萬有特性圖，得到汽車的工作模式區(qū)域劃分圖，由此可得電機功率輔助最小扭矩曲線，通過計算單元建立 的計算模型得到。
全文摘要
本方法以一種新型的單電機、雙離合器式混合動力汽車為研究對象，提出其在行進中電機起動發(fā)動機(以下簡稱電起機)過程的控制方法。首先通過對其結(jié)構(gòu)組成和工作模式進行分析，建立了系統(tǒng)動力學(xué)模型，劃分了混合動力汽車的工作區(qū)域，制定了相應(yīng)的扭矩管理策略；然后在實際應(yīng)用過程中，通過計算需求扭矩、電池SOC值、電機轉(zhuǎn)速來判斷是否達到進行電機起動發(fā)動機的條件；當滿足電起機條件時，將進行模式切換，發(fā)出限力矩離合器接合指令，通過控制限力矩離合器液壓缸油壓和制定的扭矩協(xié)調(diào)控制策略，協(xié)調(diào)控制電機、發(fā)動機扭矩以及限力矩離合器的傳遞扭矩，實現(xiàn)電起機過程。本發(fā)明通過利用電機響應(yīng)迅速的特點，根據(jù)控制策略及時增加或減少電機扭矩，來提供行進中起動發(fā)動機的需求扭矩或補償發(fā)動機扭矩的不足，減少切換過程的沖擊度，提高混合動力汽車的平順性。
文檔編號B60W10/08GK102490718SQ201110389860
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者楊文輝, 楊陽, 段志輝, 秦大同, 黃劍峰 申請人:重慶大學(xué)