CN108657157A - 一种基于电磁离合器的混合动力汽车离合器控制系统及控制方法 - Google Patents

一种基于电磁离合器的混合动力汽车离合器控制系统及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于电磁离合器的混合动力汽车离合器控制系统及控制方法，所述系统包括发动机、及对应的自动变速器、发动机控制器、变速器控制器、和整车控制器，所述自动变速器通过传动轴而驱动车轮转动，其特征在于，还包括动力电池及对应的电池管理单元，以及由动力电池供电的电机，所述电机通过电磁离合器与传动轴连接，并通过所述传动轴而驱动车轮转动；当车轮转速超过预定门限值时，所述整车控制器控制所述电磁离合器分离，以令所述电机不再驱动所述车轮；当车轮转速在预定范围内时，所述整车控制器控制所述电机转速与所述传动轴转速同步匹配，并控制所述电磁离合器结合，以令所述电机驱动所述车轮。

Description

一种基于电磁离合器的混合动力汽车离合器控制系统及控制 方法
技术领域
本发明涉及一种控制系统及控制方法，尤其涉及一种基于电磁离合器的混合动力汽车离合器控制系统及控制方法。
背景技术
随着科技的发展和环保理念的提升，混合动力汽车得到了长足的发展。
现有技术中的混合动力汽车，是设置了汽油发动机和电动机两种动力源，通过对两种动力源的切入时机和退出时机的控制，实现汽车运行的节能、环保。
在具体实现时，将电动机与发动机设置为直连，通过离合器来控制发动机的接入与退出，即当发动机转速与电动机转速同步时，可以接入或者退出。然而，发动机转速需要由发电机带动才能达到离合器转速同步的状态，这就要同时控制发电机与发动机协同工作，其控制过程复杂，时间延迟大。
发明内容
本发明针对现有技术的弊端，提供一种基于电磁离合器的混合动力汽车离合器控制系统及控制方法。
本发明所述基于电磁离合器的混合动力汽车离合器控制系统，包括发动机、及对应的自动变速器、发动机控制器、变速器控制器、和整车控制器，所述自动变速器通过传动轴而驱动车轮转动，还包括动力电池及对应的电池管理单元，以及由动力电池供电的电机，所述电机通过电磁离合器与传动轴连接，并通过所述传动轴而驱动车轮转动；
当车轮转速超过预定门限值时，所述整车控制器控制所述电磁离合器分离，以令所述电机不再驱动所述车轮；
当车轮转速在预定范围内时，所述整车控制器控制所述电机转速与所述传动轴转速同步匹配，并控制所述电磁离合器结合，以令所述电机驱动所述车轮。
本发明所述基于电磁离合器的混合动力汽车离合器控制系统中，所述整车控制器根据电机当前实际转速确定电磁离合器传动轴端的实际转速，根据传动轴当前实际转速确定电磁离合器电机端的目标转速；
根据前述确定出来的电磁离合器传动轴端的实际转速和电磁离合器电机端的目标转速确定所需的电机同步扭矩，并以此电机同步扭矩对电机进行同步匹配。
本发明所述基于电磁离合器的混合动力汽车离合器控制系统中，所述整车控制器将电磁离合器传动轴端的实际转速与电磁离合器电机端的目标转速之差的绝对值与预先设定的电机转速同步门限值相比较，若所述绝对值小于或等于所述电机转速同步门限值，则确定电机完成同步匹配。
本发明还提供一种基于电磁离合器的混合动力汽车离合器控制系统的控制方法，即
若当前电磁离合器状态为结合，则当车轮转速超过预定门限值时，整车控制器控制所述电磁离合器分离，以令电机不再驱动所述车轮；
若当前电磁离合器状态为分离，则整车控制器首先确定当前车轮转速在预定范围内，而后控制电机转速与传动轴转速同步匹配，进而控制所述电磁离合器结合，以令所述电机驱动所述车轮。
本发明所述的基于电磁离合器的混合动力汽车离合器控制方法中，若当前档位为倒挡或者空挡，则整车控制器控制所述电磁离合器分离。
本发明所述的基于电磁离合器的混合动力汽车离合器控制方法中，根据电机当前实际转速确定电磁离合器传动轴端的实际转速，根据传动轴当前实际转速确定电磁离合器电机端的目标转速；
根据前述确定出来的电磁离合器传动轴端的实际转速和电磁离合器电机端的目标转速确定所需的电机同步扭矩，并以此电机同步扭矩对电机进行同步匹配。
本发明所述的基于电磁离合器的混合动力汽车离合器控制方法中，由电机当前实际转速及电机到电磁离合器端的速比确定电磁离合器传动轴端的实际转速。
本发明所述的基于电磁离合器的混合动力汽车离合器控制方法中，由传动轴当前实际转速及传动轴到电磁离合器端的速比确定电磁离合器电机端的目标转速。
本发明所述的基于电磁离合器的混合动力汽车离合器控制方法中，对电磁离合器传动轴端的实际转速和电磁离合器电机端的目标转速进行PID控制而确定所需的电机同步扭矩。
本发明所述的基于电磁离合器的混合动力汽车离合器控制方法中，将电磁离合器传动轴端的实际转速与电磁离合器电机端的目标转速之差的绝对值与预先设定的电机转速同步门限值相比较，若所述绝对值小于或等于所述电机转速同步门限值，则确定电机完成同步匹配。
本发明所述的基于电磁离合器的混合动力汽车离合器控制系统及控制方法中，可以直接控制电机快速准确地实现离合器两端的较小转速差同步结合，从而减小电磁离合器结合过程中的冲击和磨损，提高整车平顺性；也可以控制电机降扭矩从而实现离合器迅速分开。
附图说明
图1为本发明所述基于电磁离合器的混合动力汽车离合器控制系统的结构示意图；
图2为本发明所述基于电磁离合器的混合动力汽车离合器控制方法的流程示意图；
图3为本发明所述基于电磁离合器的混合动力汽车离合器控制方法中的确定电磁离合器传动轴端的实际转速和电磁离合器的电机端的目标转速的示意图；
图4为本发明所述基于电磁离合器的混合动力汽车离合器控制方法中的确定电机同步扭矩的示意图；
图5为本发明所述基于电磁离合器的混合动力汽车离合器控制方法中的进行同步匹配验证的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1所示，本发明所述的基于电磁离合器的混合动力汽车离合器控制系统，包括发动机、及对应的自动变速器、发动机控制器、变速器控制器、和整车控制器，所述自动变速器通过传动轴而驱动车轮转动。还包括动力电池及对应的电池管理单元，以及由动力电池供电的电机(该电机为驱动与发电一体，承担助力驱动与能量回收功能)，所述电机通过电磁离合器与传动轴连接，并通过所述传动轴而驱动车轮转动。在日常驾驶时，电磁离合器处于结合状态，在汽车超车和急加速时由电机提供辅助驱动力，此时，电机扭矩通过电磁离合器传递到车轮；而在能量回收和电机被带动发电时，是由电磁离合器结合并将车轮扭矩传递给电机来实现的。
本发明中，对于电磁离合器的控制分两种情况，即控制电磁离合器分离或者控制电磁离合器结合。具体来说，当车轮转速超过预定门限值时，所述整车控制器控制所述电磁离合器分离，以令所述电机不再驱动所述车轮，这样可有保护电机不超速。
而当车轮转速在预定范围内时，所述整车控制器控制所述电机转速与所述传动轴转速同步匹配，并控制所述电磁离合器结合，以令所述电机驱动所述车轮，从而实现电机驱动与发动机驱动相结合的混合动力驱动。
本发明中，所述整车控制器根据电机当前实际转速确定电磁离合器传动轴端的实际转速，根据传动轴当前实际转速确定电磁离合器电机端的目标转速；而后，根据前述确定出来的电磁离合器传动轴端的实际转速和电磁离合器电机端的目标转速确定所需的电机同步扭矩，并以此电机同步扭矩对电机进行同步匹配。对于是否同步匹配成功，本发明是由所述整车控制器将电磁离合器传动轴端的实际转速与电磁离合器电机端的目标转速之差的绝对值与预先设定的电机转速同步门限值相比较，若所述绝对值小于或等于所述电机转速同步门限值，则确定电机完成同步匹配；否则，即为同步匹配不成功，此时，需由整车控制器继续比较判断，直至同步匹配成功为止。
如图2所示，本发明还提供一种基于电磁离合器的混合动力汽车离合器控制系统的控制方法，以对混合动力汽车的电磁离合器进行具体控制。
若当前电磁离合器状态为结合，则当车轮转速超过预定门限值时，整车控制器控制所述电磁离合器分离，以令电机不再驱动所述车轮，此举是为了确保电机不致因超速而损坏。另外，假若当前的档位为倒挡或者空挡，则整车控制器控制所述电磁离合器分离。
若当前电磁离合器状态为分离，则整车控制器首先确定当前车轮转速在预定范围内，而后控制电机转速与传动轴转速同步匹配，进而控制所述电磁离合器结合，以令所述电机驱动所述车轮。
本发明中，对于所述同步匹配是基于如下策略进行的，即如图3所示，根据电机当前实际转速确定电磁离合器传动轴端的实际转速，根据传动轴当前实际转速确定电磁离合器电机端的目标转速。在具体操作中，由电机当前实际转速及电机到电磁离合器端的速比相乘而确定电磁离合器传动轴端的实际转速。由传动轴当前实际转速及传动轴到电磁离合器端的速比相乘确定电磁离合器电机端的目标转速。
进一步的，根据前述确定出来的电磁离合器传动轴端的实际转速和电磁离合器电机端的目标转速确定所需的电机同步扭矩，并以此电机同步扭矩对电机进行同步匹配。如图4所示，在实际操作中，可对电磁离合器传动轴端的实际转速和电磁离合器电机端的目标转速进行PID控制而确定所需的电机同步扭矩。
本发明中，为了确保电磁离合器能够安全的结合，还需对前述的同步匹配进行验证，以确保同步匹配确实完成后，才可控制电磁离合器结合。那么，在具体的判断中，如图5所示，是将电磁离合器传动轴端的实际转速与电磁离合器电机端的目标转速之差的绝对值与预先设定的电机转速同步门限值相比较，若所述绝对值小于或等于所述电机转速同步门限值，则确定电机完成同步匹配。
本发明所述的基于电磁离合器的混合动力汽车离合器控制系统及控制方法中，可以直接控制电机快速准确地实现离合器两端的较小转速差同步结合，从而减小电磁离合器结合过程中的冲击和磨损，提高整车平顺性；也可以控制电机降扭矩从而实现离合器迅速分开。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种基于电磁离合器的混合动力汽车离合器控制系统，包括发动机、及对应的自动变速器、发动机控制器、变速器控制器、和整车控制器，所述自动变速器通过传动轴而驱动车轮转动，其特征在于，还包括动力电池及对应的电池管理单元，以及由动力电池供电的电机，所述电机通过电磁离合器与传动轴连接，并通过所述传动轴而驱动车轮转动；
当车轮转速超过预定门限值时，所述整车控制器控制所述电磁离合器分离，以令所述电机不再驱动所述车轮；
当车轮转速在预定范围内时，所述整车控制器控制所述电机转速与所述传动轴转速同步匹配，并控制所述电磁离合器结合，以令所述电机驱动所述车轮。
2.如权利要求1所述的基于电磁离合器的混合动力汽车离合器控制系统，其特征在于，所述整车控制器根据电机当前实际转速确定电磁离合器传动轴端的实际转速，根据传动轴当前实际转速确定电磁离合器电机端的目标转速；
根据前述确定出来的电磁离合器传动轴端的实际转速和电磁离合器电机端的目标转速确定所需的电机同步扭矩，并以此电机同步扭矩对电机进行同步匹配。
3.如权利要求2所述的基于电磁离合器的混合动力汽车离合器控制系统，其特征在于，所述整车控制器将电磁离合器传动轴端的实际转速与电磁离合器电机端的目标转速之差的绝对值与预先设定的电机转速同步门限值相比较，若所述绝对值小于或等于所述电机转速同步门限值，则确定电机完成同步匹配。
4.一种利用权利要求1所述的基于电磁离合器的混合动力汽车离合器控制系统的控制方法，其特征在于，
若当前电磁离合器状态为结合，则当车轮转速超过预定门限值时，整车控制器控制所述电磁离合器分离，以令电机不再驱动所述车轮；
若当前电磁离合器状态为分离，则整车控制器首先确定当前车轮转速在预定范围内，而后控制电机转速与传动轴转速同步匹配，进而控制所述电磁离合器结合，以令所述电机驱动所述车轮。
5.如权利要求4所述的基于电磁离合器的混合动力汽车离合器控制方法，其特征在于，若当前档位为倒挡或者空挡，则整车控制器控制所述电磁离合器分离。
6.如权利要求4所述的基于电磁离合器的混合动力汽车离合器控制方法，其特征在于，根据电机当前实际转速确定电磁离合器传动轴端的实际转速，根据传动轴当前实际转速确定电磁离合器电机端的目标转速；
根据前述确定出来的电磁离合器传动轴端的实际转速和电磁离合器电机端的目标转速确定所需的电机同步扭矩，并以此电机同步扭矩对电机进行同步匹配。
7.如权利要求6所述的基于电磁离合器的混合动力汽车离合器控制方法，其特征在于，由电机当前实际转速及电机到电磁离合器端的速比确定电磁离合器传动轴端的实际转速。
8.如权利要求6所述的基于电磁离合器的混合动力汽车离合器控制方法，其特征在于，由传动轴当前实际转速及传动轴到电磁离合器端的速比确定电磁离合器电机端的目标转速。
9.如权利要求6或7或8所述的基于电磁离合器的混合动力汽车离合器控制方法，其特征在于，对电磁离合器传动轴端的实际转速和电磁离合器电机端的目标转速进行PID控制而确定所需的电机同步扭矩。
10.如权利要求6所述的基于电磁离合器的混合动力汽车离合器控制方法，其特征在于，将电磁离合器传动轴端的实际转速与电磁离合器电机端的目标转速之差的绝对值与预先设定的电机转速同步门限值相比较，若所述绝对值小于或等于所述电机转速同步门限值，则确定电机完成同步匹配。
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