CN108437974B - 混合动力轿车行车启机控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合动力轿车行车启机控制方法，其包括预滑磨阶段、启机滑磨阶段、动态滑磨阶段和稳态滑磨阶段：在预滑磨阶段、启机滑磨阶段和动态滑磨阶段中，DCT变速器的控制器控制DCT变速器退出转速闭环控制，进行主动动态滑磨控制，并计算动力电机目标转速S_M，将该动力电机目标转速S_M发送至整车控制器。本发明的混合动力轿车行车启机变速器控制方法在纯电动行车动力电机启动发动机过程中，DCT离合器将启机过程划分为不同控制阶段，并针对不同阶段，采用DCT离合器主动动态滑磨加上电机转速分段闭环控制的方法。此方法在快速有效响应驾驶员扭矩需求的同时，可有效避免发动机启动过程中因动力电机驱动扭矩波动对车辆产生的冲击。

Description

混合动力轿车行车启机控制方法

技术领域

本发明涉及一种动力电机行车启机变速器控制方法，适用于基于P2构型变速器为湿式DCT的混合动力轿车，属于混合动力轿车电子控制领域。

背景技术

采用P2构型(动力电机位于发动机与变速器之间)的混合动力轿车纯电动行驶过程中，如驾驶员需求扭矩突然增大，动力电机扭矩无法满足驾驶员需求时，需要发动机介入参与驱动。此时电机需要在驱动车辆的同时提供启动扭矩启动发动机，电机负载的动态变化会导致电机驱动扭矩的波动，DCT离合器如何保证将电机驱动扭矩平稳的传递给整车，直接影响到启动过程中整车的驾驶性及驾驶员的乘坐舒适性。

专利《单电机双离合器混合动力车辆发动机启动协调控制方法》(专利号CN102009588A)中前离合器采用单向离合器，主离合器为干式离合器，变速器为手动变速器。启机过程中手动变速器离合器由驾驶员控制并处于完全结合状态，必然将动力电机启机过程中的扭矩波动传递给整车，导致整车耸动。专利《混合动力车辆的热力发动机启动方法》(申请号200680048032.2)中，启机过程中变速器输入端扭矩及转速保持恒定，无法动态响应驾驶员扭矩需求。其次，启机过程中对主离合器滑磨开环控制，极易造成变速器离合器损坏。故此上两种方法都存在着相应的缺点。

发明内容

本发明目的是在于提供一种混合动力轿车行车启机变速器控制方法，该方法在快速有效响应驾驶员扭矩需求的同时，可有效避免发动机启动过程中因动力电机驱动扭矩波动对车辆产生的冲击。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种混合动力轿车行车启机控制方法，其包括预滑磨阶段、启机滑磨阶段、动态滑磨阶段和稳态滑磨阶段：

其中，在预滑磨阶段、启机滑磨阶段和动态滑磨阶段中，DCT变速器的控制器控制DCT变速器退出转速闭环控制，进行主动动态滑磨控制，并计算动力电机目标转速S_M，将该动力电机目标转速S_M发送至整车控制器；整车控制器以S_M为目标对动力电机进行转速闭环控制。

可选的，所述动力电机目标转速S_M＝S_C1+S_slip1+S_slip2；

其中，S_C1为DCT变速器当前传扭离合器转速，S_slip1为纯电动行驶时电机转速与DCT传扭离合器的目标转速差；S_slip2为因动力电机启机在S_slip1基础上增加的目标转速差。

可选的，在预滑磨阶段，从分离离合器C₀充油开始到充油结束，S_slip2从0增大到S_slip21；其中，S_slip21为可标定的预滑磨阶段滑磨目标转速；

当分离离合器C₀充油结束，或发动机转速大于一设定值S_Start时，进入启机滑磨阶段；从启机滑磨阶段开始到启机滑磨阶段结束，S_slip2从S_slip21开始增大到S_slip22，其中，S_slip22为启机滑磨阶段滑磨目标转速；

当发动机转速大于一可标定转速S_Cslip或发动机扭矩大于一可标定值T_Cslip时，行车启机进入动态滑磨阶段；从动态滑磨阶段开始到结束，S_slip2从S_slip22减小到S_slip23；其中，S_slip23为动态滑磨阶段滑磨目标转速；

当发动机转速与电机转速之差小于一可标定阀值S_Error，或者动态滑磨阶段时间超过一可标定阀值时间T_close时，进入稳态滑磨阶段；从稳态滑磨阶段开始到结束，S_slip2逐渐减小到0。

可选的，在预滑磨阶段、启机滑磨阶段和动态滑磨阶段，DCT离合器传递扭矩Tc＝T_input；在稳态滑磨阶段，DCT离合器传递扭矩Tc＝T_input+T_PI；其中T_input为动力电机驱动扭矩；T_PI为转速闭环调节扭矩。

可选的，T_PI＝S_MError×P+I×∫_t0 ^t1S_MError；其中，P为比例系数，I为积分系数，S_MError为电机实际转速与动力电机目标转速S_M之差。

本发明具有如下有益效果：本发明的混合动力轿车行车启机变速器控制方法在纯电动行车动力电机启动发动机过程中，DCT离合器将启机过程划分为不同控制阶段，并针对不同阶段，采用DCT离合器主动动态滑磨加上电机转速分段闭环控制的方法。此方法在快速有效响应驾驶员扭矩需求的同时，可有效避免发动机启动过程中因动力电机驱动扭矩波动对车辆产生的冲击。

附图说明

图1为本发明的混合动力轿车的动力总成的结构示意图；

图2为本发明的混合动力轿车行车启机变速器控制方法各个阶段示意图；

图中标记示意为：1-发动机；2-分离离合器C₀；3-动力电机；4-DCT变速器；5-传动轴。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。

实施例1

本实施例提供了一种混合动力轿车行车启机变速器控制方法，所述混合动力轿车为P2混动构型，包括发动机、分离离合器C₀、动力电机和DCT变速器，分离离合器C₀ 2两端分别连接发动机1和动力电机3；动力电机输出端连接DCT变速器4，DCT变速器输出端连接传动轴5。

上述混合动力轿车中，分离离合器C₀和DCT离合器(包括DCT奇数离合器和DCT偶数离合器)均为湿式常分离合器，通过调整离合器油压调整传递力矩大小。纯电动行驶过程中，分离离合器C₀分离，车辆由动力电机驱动。当需要发动机参与驱动时，C₀结合，将拖动力矩传递给发动机，将发动机转速拖至喷油点火转速后分离，当发动机转速与电机转速同步后C₀结合，实现发动机与动力电机联合驱动。

在纯电动行车动力电机启动发动机过程中，DCT离合器将启机过程划分为不同控制阶段，并针对不同阶段，采用DCT离合器主动动态滑磨加上电机转速分段闭环控制的方法来实现对混合动力轿车的控制。

其中，所述控制方法包括预滑磨阶段、启机滑磨阶段、动态滑磨阶段和稳态滑磨阶段。

如图2所示，在预滑磨阶段，S_slip2＝S_slip21-(S_slip21-S_slip2init)C_FillProfile，其中，S_slip1为纯电动行驶时电机转速与DCT传扭离合器(C₁或C₂)的目标转速差。S_slip2为因动力电机启机在S_slip1基础上增加的目标转速差。S_slip21为可标定的预滑磨阶段滑磨目标转速，S_slip21根据油温和动力电机转速查表得到，表中具体数值由试验标定获得，即S_slip21的数值可以由试验标定获得。S_slip2init预滑磨阶段初始滑磨转速，在预滑磨阶段中S_slip2init为0rpm。C_FillProfile为预滑磨曲线系数，根据预滑磨阶段时间函数T_fill查表得到。表中数值由试验标定获得，并保证平滑连续。时间函数T_fill＝t/T_fillmax，t为进入预滑磨阶段时间，T_fillmax为启机滑磨时间常数，由试验标定得到。从预滑磨阶段的开始时间t₀变化到预滑磨阶段结束时间t₁的过程中，C_FillProfile从1逐渐变化到0。预滑磨阶段中动力电机目标转速S_M＝S_C1+S_slip1+S_slip2；TCU(DCT变速器控制器)将动力电机目标转速S_M通过CAN网络发送给HCU(整车控制器)，HCU通过调节启机扭矩使动力电机转速达到预滑磨阶段动力电机目标转速。本实施例中，时间T_fillmax为0.3S，S_slip21为200rpm。在预滑磨阶段，DCT离合器传递扭矩为T_C1＝T_input+T_PI。T_input为动力电机驱动扭矩，T_PI为转速闭环调节扭矩，T_PI＝S_MError×P+I×∫_t0 ^t1S_MError。P为比例系数(电机扭矩调节时)，I为积分系数(电机扭矩调节时)，因此过程中TCU控制DCT离合器退出转速闭环控制模式，系数P、I(离合器扭矩调节时)均为0。S_MError为电机实际转速与电机目标转速S_M之差。

当分离离合器C₀充油结束，或发动机转速大于一设定值S_Start时，行车启机过程进入启机滑磨阶段。分离离合器C₀充油结束判断依据为分离离合器C₀离合器压力达到kisspoint点压力，kisspoint点压力通过自学习获得。本实施例中，S_Start为50rpm。

在启机滑磨阶段，分离离合器C₀离合器压力逐渐增加，并将发动机转速拖动至喷油点火转速。

在启机滑磨阶段中，S_slip2＝S_slip22-(S_slip22-S_slip21)C_StartProfile，在启机时间t₂内，S_slip2从S_slip21开始增大到S_slip22，S_slip22根据不同的油温和输出轴转速查表获得，表中数值由试验获得。C_StartProfile为启机滑磨曲线系数，根据启机滑磨阶段时间函数T_start查表得到，表中数值由试验标定获得，并保证平滑连续。时间函数T_Start＝t/T_Startmax，t为进入启机滑磨阶段时间，T_Startmax为启机滑磨时间常数，由试验标定得到。从启机磨阶段的开始时间t₁到预滑磨阶段结束时间t₂的过程中，C_StartProfile从1逐渐变化到0。本实施例中，S_slip22为700rpm。时间常数T_Startmax由标定得到，本实施例中为0.6S。启机滑磨阶段动力电机目标转速计算与离合器扭矩计算同预滑磨阶段。

当发动机转速大于一可标定转速S_Cslip或发动机扭矩大于一可标定值T_Cslip时，行车启机进入动态滑磨阶段。在动态滑磨阶段发动机转速与电机转速同步。

在动态滑磨阶段，S_slip2＝S_slip23-(S_slip23-S_slip22)C_SyncProfile，在动态滑磨时间t₃内，S_slip2从S_slip22减小到S_slip23；S_slip23由油温和输出轴转速查表得到，表中数值由试验获得。C_SyncProfile为动态滑磨曲线系数，根据动态滑磨阶段时间函数T_Sync查表得到，表中数值由试验标定获得，并保证平滑连续。时间函数T_Sync＝t/T_Syncmax，t为进入稳态滑磨阶段时间，T_Syncmax为稳态滑磨时间常数，由试验标定得到。从动态磨阶段的开始时间t₂变化到预滑磨阶段结束时间t₃的过程中，C_SyncProfile从1逐渐变化到0。本实施例中S_slip23为200rpm，T_Syncmax为0.3S，T_Cslip为80Nm。此阶段分离离合器C₀分离，动力电机目标转速与离合器扭矩计算同预滑磨段。

当发动机转速与电机转速之差小于一可标定阀值S_Error，或者动态滑磨阶段时间超过一可标定阀值时间T_Close时，进入稳态滑磨阶段。

在稳态滑磨阶段中，DCT变速器恢复转速闭环控制，S_slip2从S_slip23在时间t₄内逐渐减小到0rpm，S_slip2＝S_slip24-(S_slip24-S_slip23)C_CloseProfile，C_CloseProfile为动态滑磨曲线系数，根据动态滑磨阶段时间函数T_Close查表得到，表中数值由试验标定获得，并保证平滑连续。时间函数T_Close＝t/T_Closemax，t为进入稳态滑磨阶段时间T_Closemax为稳态滑磨时间常数，由试验标定得到。从稳态滑磨阶段的开始时间t₃到稳态滑磨阶段结束时间t₄的过程中，C_CloseProfile从1逐渐变化到0。本实施例中，S_Error＝20rpm,T_Closemax＝0.4S，S_slip24＝0rpm，T_Close＝0.6S。

分离离合器C₀在稳态滑磨阶段中闭合，启机过程结束。DCT离合器恢复转速闭环控制，扭矩控制参数P、I为设定值，本实施例中P的取值范围为2～6Nm/rpm；I的取值范围为6～17Nm/rpm，具体数值由变速器油温和输出轴转速查表获得。

本发明的混合动力轿车行车启机变速器控制方法在纯电动行车动力电机启动发动机过程中，DCT离合器将启机过程划分为不同控制阶段，并针对不同阶段，采用DCT离合器主动动态滑磨加上电机转速分段闭环控制的方法。此方法在快速有效响应驾驶员扭矩需求的同时，可有效避免发动机启动过程中因动力电机驱动扭矩波动对车辆产生的冲击。

以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种混合动力轿车行车启机控制方法，其特征在于，包括预滑磨阶段、启机滑磨阶段、动态滑磨阶段和稳态滑磨阶段：

其中，在预滑磨阶段、启机滑磨阶段和动态滑磨阶段中，DCT变速器的控制器控制DCT变速器退出转速闭环控制，进行主动动态滑磨控制，并计算动力电机目标转速S_M，将该动力电机目标转速S_M发送至整车控制器；整车控制器以S_M为目标对动力电机进行转速闭环控制；

所述动力电机目标转速S_M＝S_C1+S_slip1+S_slip2；

其中，S_C1为DCT变速器当前传扭离合器转速，S_slip1为纯电动行驶时电机转速与DCT传扭离合器的目标转速差；S_slip2为因动力电机启机在S_slip1基础上增加的目标转速差；

在预滑磨阶段，从分离离合器C₀充油开始到充油结束，S_slip2从0增大到S_slip21；其中，S_slip21为可标定的预滑磨阶段滑磨目标转速；

当分离离合器C₀充油结束，或发动机转速大于一设定值S_Start时，进入启机滑磨阶段；从启机滑磨阶段开始到启机滑磨阶段结束，S_slip2从S_slip21开始增大到S_slip22，其中，S_slip22为启机滑磨阶段滑磨目标转速；

当发动机转速大于一可标定转速S_Cslip或发动机扭矩大于一可标定值T_Cslip时，行车启机进入动态滑磨阶段；从动态滑磨阶段开始到结束，S_slip2从S_slip22减小到S_slip23；其中，S_slip23为动态滑磨阶段滑磨目标转速；

当发动机转速与电机转速之差小于一可标定阀值S_Error，或者动态滑磨阶段时间超过一可标定阀值时间T_close时，进入稳态滑磨阶段；从稳态滑磨阶段开始到结束，S_slip2逐渐减小到0；

其中在稳态滑磨阶段中，DCT变速器恢复转速闭环控制。

2.根据权利要求1所述的混合动力轿车行车启机控制方法，其特征在于，在预滑磨阶段、启机滑磨阶段和动态滑磨阶段，DCT离合器传递扭矩Tc＝T_input；在稳态滑磨阶段，DCT离合器传递扭矩Tc＝T_input+T_PI；其中T_input为动力电机驱动扭矩；T_PI为转速闭环调节扭矩。

3.根据权利要求2所述的混合动力轿车行车启机控制方法，其特征在于，T_PI＝S_MError×P+I×∫_t0 ^t1S_MError；其中，P为比例系数，I为积分系数，S_MError为电机实际转速与动力电机目标转速S_M之差。