CN102849065A - Cvt混合动力电动汽车功率优化分配控制的方法及系统 - Google Patents

Cvt混合动力电动汽车功率优化分配控制的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及混合动力电动汽车技术领域，公开了一种CVT混合动力电动汽车功率优化分配控制的方法及系统，该方法是以整个混合动力系统的总体效率最高为优化目标，通过离线优化获得最优的发动机和电机转矩分配，同时确定CVT速比，这样本发明使得发动机、电机和传动系统的工作状态在任意工况下都能够获得最佳匹配，达到整车工作效率最优，在满足车辆动力性要求的前提下，进一步最大程度上的提高整车燃油经济性、操作性、稳定性和乘坐舒适性。

Description

CVT混合动力电动汽车功率优化分配控制的方法及系统
技术领域
本发明涉及混合动力电动汽车技术领域，更具体的说，是涉及一种CVT混合动力电动汽车功率优化分配控制的方法及系统。
背景技术
目前，CVT（Continuously Variable Transmission，无级变速器）广泛用作机动车辆和相类似物的自动变速器，其消除了档位概念，传动比连续变化。使用CVT的汽车经常使用自动控制的无级换挡，提高了整车燃油经济性，改善了整车动力性和行驶平顺性。
现有装配CVT的混合动力电动汽车，是通过优化发动机工作点的方式即让发动机尽量工作在高效区为优化目标，分配发动机和电机转矩，确定CVT速比，这种方法忽略了电机、电池和传动系统等部件的影响，难以使得汽车在任意行驶工况下都能够按照驾驶员的操作意图实现发动机、电机以及传动系统工作状态的最佳匹配，达到整车工作效率最优，提高整车的燃油经济性、动力性、操作性、稳定性和乘坐舒适性。
因此，提供一种CVT混合动力电动汽车功率优化分配控制的方法及系统，来达到整车工作效率最优，进一步提高整车的燃油经济性、动力性、操作性、稳定性和乘坐舒适性，是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种CVT混合动力电动汽车功率优化分配控制的方法及系统，以克服现有技术中由于无法通过合理的分配动力源转矩，使得汽车在任意行驶工况下都能够按照驾驶员的操作意图实现发动机、电机以及传动系统工作状态的最佳匹配，达到整车工作效率最优，进一步提高整车的燃油经济性、动力性、操作性、稳定性和乘坐舒适性的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种CVT混合动力电动汽车功率优化分配控制的方法，包括：
根据实时操作数据和当前车速，获得符合动力系统的期望驱动总力矩；
以所述期望驱动总力矩和所述当前车速为状态变量，整车工作效率最大为优化目标，利用离线优化获得CVT目标速比和电机目标转矩；
以所述期望驱动总力矩、当前电机实际转矩以及发动机电机功率耦合传动比为输入变量，根据预设公式获得发动机目标转矩；
控制CVT、发动机和电机分别达到所述CVT目标速比、所述发动机目标转矩和所述电机目标转矩；
将所述CVT、所述发动机和所述电机实际产生的CVT速比、发动机转矩和电机转矩作用到所述动力系统。
其中，所述实时操作数据包括：
加速踏板数据和制动踏板数据。
其中，所述预设公式为：发动机目标转矩=期望驱动转矩-当前电机实际转矩*发动机电机功率耦合传动比。
本发明还公开了一种CVT混合动力电动汽车功率优化分配控制的系统，包括：数据输入模块、意图识别模块、CVT目标速比控制模块、发动机目标转矩控制模块、电机目标转矩控制模块、CVT控制器、发动机控制器、电机控制器、CVT、发动机、电机及动力系统，
所述数据输入模块，用于接收加速踏板数据和制动踏板数据；
所述意图识别模块，用于根据接收到的所述加速踏板数据和所述制动踏板数据及当前车速分析驾驶意图，并获得符合动力系统的期望驱动总力矩；
所述CVT目标速比控制模块和所述电机目标转矩控制模块分别以所述期望驱动总力矩及所述当前车速为状态变量，整车工作效率最大为优化目标，利用离线优化获得CVT目标速比和电机目标转矩；
所述发动机目标转矩控制模块，用于根据所述期望驱动总力矩和电机目标转矩及发动机电机功率耦合传动比，依据预设公式获得发动机目标转矩；
所述CVT控制器、所述发动机控制器和所述电机控制器分别控制所述CVT、所述发动机和所述电机达到所述CVT目标速比、所述发动机目标转矩和所述电机目标转矩；
所述CVT、所述发动机和所述电机将实际产生的CVT速比、发动机转矩和电机转矩作用到所述动力系统。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开了一种CVT混合动力电动汽车功率优化分配控制的方法及系统，根据实时操作数据和当前车速，获得符合动力系统的期望驱动总力矩；以期望驱动总力矩和当前车速为状态变量，整车工作效率最大为优化目标，利用离线优化获得CVT目标速比和电机目标转矩；以期望驱动总力矩、当前电机实际转矩以及发动机电机功率耦合传动比为输入变量，根据预设公式获得发动机目标转矩；控制CVT、发动机和电机分别达到CVT目标速比、发动机目标转矩和电机目标转矩；将CVT、发动机和电机实际产生的CVT速比、发动机转矩和电机转矩作用到所述动力系统。该方法是以整个混合动力系统的总体效率最高为优化目标，通过离线优化获得最优的发动机和电机转矩分配，同时确定CVT速比，这样本发明使得发动机、电机和传动系统的工作状态在任意工况下都能够获得最佳匹配，达到整车工作效率最优，在满足车辆动力性要求的前提下，进一步最大程度上的提高整车燃油经济性、操作性、稳定性和乘坐舒适性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种CVT混合动力电动汽车功率优化分配控制的方法流程图；
图2，为本发明公开的一种CVT混合动力电动汽车功率优化分配控制的系统结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明涉及混合动力电动汽车技术领域，公开了一种CVT混合动力电动汽车功率优化分配控制的方法及系统，该方法是以整个混合动力系统的总体效率最高为优化目标，通过离线优化获得最优的发动机和电机转矩分配，同时确定CVT速比，这样本发明使得发动机、电机和传动系统的工作状态在任意工况下都能够获得最佳匹配，达到整车工作效率最优，在满足车辆动力性要求的前提下，进一步最大程度上的提高整车燃油经济性、操作性、稳定性和乘坐舒适性。
请参阅附图1，为本发明公开的一种CVT混合动力电动汽车功率优化分配控制的方法流程图。本发明公开了一种CVT混合动力电动汽车功率优化分配控制的方法，具体步骤如下：
步骤101：根据实时操作数据和当前车速，获得符合动力系统的期望驱动总力矩。
期望驱动总力矩随加速踏板开度APS、制动踏板开度BPS和当前行驶车速变化而变化，采用“九点定义法”解读驾驶员的驾驶意图，从而计算符合驾驶员驾驶要求的动力系统期望驱动总力矩。
步骤102：以期望驱动总力矩和所述当前车速为状态变量，整车工作效率最大为优化目标，利用离线优化获得CVT目标速比和电机目标转矩。
根据上述动力系统期望驱动总力矩和当前车速，在线查表获得满足混合动力系统总体效率最优的CVT目标速比和电机目标转矩。所述在线表格以期望驱动总力矩和当前行驶车速为状态变量，以CVT速比和当前电机转矩为控制变量，以整车工作效率最高为优化目标，利用序列二次优化算法通过离线优化获得。
步骤103：以期望驱动总力矩、当前电机实际转矩以及发动机电机功率耦合传动比为输入变量，根据预设公式获得发动机目标转矩。
预设公式为：发动机目标转矩=期望驱动转矩-当前电机实际转矩*发动机电机功率耦合传动比。
步骤104：控制CVT、发动机和电机分别达到CVT目标速比、发动机目标转矩和电机目标转矩。
将上述求得的CVT目标速比、发动机目标转矩和电机目标转矩分别通过CVT控制器、发动机控制器和电机控制器，使得CVT变比、发动机转矩和电机转矩分别达到CVT目标速比、发动机目标转矩和电机目标转矩。
步骤105：将所述CVT、所述发动机和所述电机实际产生的CVT速比、发动机转矩和电机转矩作用到所述动力系统。
根据上述CVT目标速比、发动机目标转矩和电机目标转矩，CVT控制器、发动机控制器和电机控制器分别将其输出的实际CVT速比、实际发动机转矩和实际电机转矩作用到动力系统。
本发明涉及混合动力电动汽车技术领域，公开了一种CVT混合动力电动汽车功率优化分配控制的方法及系统，该方法是以整个混合动力系统的总体效率最高为优化目标，通过离线优化获得最优的发动机和电机转矩分配，同时确定CVT速比，这样本发明使得发动机、电机和传动系统的工作状态在任意工况下都能够获得最佳匹配，达到整车工作效率最优，在满足车辆动力性要求的前提下，进一步最大程度上的提高整车燃油经济性、操作性、稳定性和乘坐舒适性。
对于本发明的方法可采用多种形式的系统实现，因此本发明还公开了一种系统，下面给出具体的实施例进行详细说明。
请参阅附图2，为本发明公开的一种CVT混合动力电动汽车功率优化分配控制的系统结构示意图。本发明公开了一种CVT混合动力电动汽车功率优化分配控制的系统，具体包括：
数据输入模块201、意图识别模块202、CVT目标速比控制模块203、发动机目标转矩控制模块204、电机目标转矩控制模块205、CVT控制器206、发动机控制器207、电机控制器208、CVT209、发动机210、电机211及动力系统212，其中：数据输入模块201，用于接收加速踏板数据和制动踏板数据；意图识别模块202，用于根据接收到的加速踏板数据和制动踏板数据及当前车速分析驾驶意图，并获得符合动力系统的期望驱动总力矩；CVT目标速比控制模块203和电机目标转矩控制模块205分别以期望驱动总力矩及当前车速为状态变量，整车工作效率最大为优化目标，利用离线优化获得CVT目标速比和电机目标转矩；发动机目标转矩控制模块204，用于根据期望驱动总力矩和电机目标转矩及发动机电机功率耦合传动比，依据预设公式获得发动机目标转矩；CVT控制器206、发动机控制器207和电机控制器208分别控制CVT209、发动机210和电机211达到CVT目标速比、发动机目标转矩和电机目标转矩；CVT、发动机和电机将实际产生的CVT速比、发动机转矩和电机转矩作用到所述动力系统212。
预设公式为：发动机目标转矩=期望驱动转矩-当前电机实际转矩*发动机电机功率耦合传动比。
本发明公开了一种CVT混合动力电动汽车功率优化分配控制的系统，根据实时操作数据和当前车速，获得符合动力系统的期望驱动总力矩；以期望驱动总力矩和当前车速为状态变量，整车工作效率最大为优化目标，利用离线优化获得CVT目标速比和电机目标转矩；以期望驱动总力矩、当前电机实际转矩以及发动机电机功率耦合传动比为输入变量，根据预设公式获得发动机目标转矩；控制CVT、发动机和电机分别达到CVT目标速比、发动机目标转矩和电机目标转矩；将CVT、发动机和电机实际产生的CVT速比、发动机转矩和电机转矩作用到所述动力系统。该方法是以整个混合动力系统的总体效率最高为优化目标，通过离线优化获得最优的发动机和电机转矩分配，同时确定CVT速比。
综上所述：本发明涉及混合动力电动汽车技术领域，公开了一种CVT混合动力电动汽车功率优化分配控制的方法及系统，该方法是以整个混合动力系统的总体效率最高为优化目标，通过离线优化获得最优的发动机和电机转矩分配，同时确定CVT速比，这样本发明使得发动机、电机和传动系统的工作状态在任意工况下都能够获得最佳匹配，达到整车工作效率最优，在满足车辆动力性要求的前提下，进一步最大程度上的提高整车燃油经济性、操作性、稳定性和乘坐舒适性。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种CVT混合动力电动汽车功率优化分配控制的方法，其特征在于，包括：
根据实时操作数据和当前车速，获得符合动力系统的期望驱动总力矩；
以所述期望驱动总力矩和所述当前车速为状态变量，整车工作效率最大为优化目标，利用离线优化获得CVT目标速比和电机目标转矩；
以所述期望驱动总力矩、当前电机实际转矩以及发动机电机功率耦合传动比为输入变量，根据预设公式获得发动机目标转矩；
控制CVT、发动机和电机分别达到所述CVT目标速比、所述发动机目标转矩和所述电机目标转矩；
将所述CVT、所述发动机和所述电机实际产生的CVT速比、发动机转矩和电机转矩作用到所述动力系统。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述实时操作数据包括：
加速踏板数据和制动踏板数据。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设公式为：发动机目标转矩=期望驱动转矩-当前电机实际转矩*发动机电机功率耦合传动比。
4.一种CVT混合动力电动汽车功率优化分配控制的系统，其特征在于，包括：数据输入模块、意图识别模块、CVT目标速比控制模块、发动机目标转矩控制模块、电机目标转矩控制模块、CVT控制器、发动机控制器、电机控制器、CVT、发动机、电机及动力系统，
所述数据输入模块，用于接收加速踏板数据和制动踏板数据；
所述意图识别模块，用于根据接收到的所述加速踏板数据和所述制动踏板数据及当前车速分析驾驶意图，并获得符合动力系统的期望驱动总力矩；
所述CVT目标速比控制模块和所述电机目标转矩控制模块分别以所述期望驱动总力矩及所述当前车速为状态变量，整车工作效率最大为优化目标，利用离线优化获得CVT目标速比和电机目标转矩；
所述发动机目标转矩控制模块，用于根据所述期望驱动总力矩和电机目标转矩及发动机电机功率耦合传动比，依据预设公式获得发动机目标转矩；
所述CVT控制器、所述发动机控制器和所述电机控制器分别控制所述CVT、所述发动机和所述电机达到所述CVT目标速比、所述发动机目标转矩和所述电机目标转矩；
所述CVT、所述发动机和所述电机将实际产生的CVT速比、发动机转矩和电机转矩作用到所述动力系统。
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