CN108791271A - 一种基于干扰补偿的phev模式切换协调控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种基于干扰补偿的PHEV模式切换协调控制系统及其控制方法，该控制系统包括驱动模块、控制模块和干扰观测器，简单高效、逻辑紧密；该控制方法综合考虑发动机、电机扭矩误差，离合器摩擦扭矩误差，系统动力学模型不确定性，系统建模误差，各部件弹性常数、阻尼系数等各种因素，对模式切换过程设计了基于干扰补偿的模式切换控制系统及其控制方法，并将干扰观测器简化为低通滤波器进行干扰补偿，精确度高、简单高效，更适合推广。

Description

一种基于干扰补偿的PHEV模式切换协调控制系统及其控制 方法

技术领域

本发明属于混合动力汽车动态协调控制技术领域，尤其涉及混合动力汽车模式切换过程中防止动力中断或扭矩波动的协调控制技术，具体涉及一种基于干扰补偿的PHEV模式切换协调控制系统及其控制方法。

背景技术

众所周知，近年来，资源和环境问题日益严重，国家对乘用车的油耗法规和排放标准也持续加严，尤其是近日全球多个国家明确了禁售燃油车的时间表，传统汽车受到强烈冲击。混合动力汽车既继承了传统燃油汽车的动力性，又增加了纯电动汽车的清洁、环保性，是由传统汽车到纯电动汽车的良好过渡。

并联式混合动力汽车(Parallel Hybrid Electric Vehicle,PHEV)由于具有较好的动力性、较高的发动机运行效率、良好的节能减排性能，受到了国内外学者广泛关注。PHEV由于包含发动机、电机两种动力源，能够实现多种工作模式，因而可以根据汽车行驶工况进行模式间的切换。但由于发动机、电机两动力源的动态特性不同，且切换过程存在离合器的分离、接合，容易引起传动系统动力中断或扭矩波动，造成车辆抖动，影响乘坐舒适性和驾驶性能。

现有技术中，一般先通过能量管理策略得到动力源的目标扭矩，然后根据发动机扭矩估计、最优控制和预测模型等方法获得发动机实时扭矩，最后采用电机补偿发动机扭矩误差。采用这些方法所设计的协调控制，在一定程度上抑制了切换过程的扭矩波动，实现了切换平顺性，但也存在不足之处：

其一，由于PHEV系统结构并非理想的刚性联接，在系统建模时，发动机、电机侧轴以及驱动轴阻尼的影响不可忽视；

其二，发动机、电机、离合器并非理想化模型，在控制器设计时忽略其不确定性和实际物理约束，例如发动机和离合器扭矩动态特性，将降低控制精度；

其三，单纯采用电机扭矩补偿发动机扭矩响应不足的方法，容易导致电机扭矩突变，影响整车平顺性。

发明内容

有鉴于此，为解决上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于干扰补偿的PHEV模式切换协调控制系统及其控制方法，综合考虑发动机、电机扭矩误差，离合器摩擦扭矩误差，系统动力学模型不确定性，系统建模误差，各部件弹性常数、阻尼系数等各种因素，对模式切换过程设计了基于干扰补偿的模式切换控制系统及其控制方法，并将干扰观测器简化为低通滤波器进行干扰补偿，精确度高、简单高效，更适合推广。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种基于干扰补偿的PHEV模式切换协调控制系统，包括驱动模块、控制模块和干扰观测器；所述控制模块与驱动模块连接，所述干扰观测器分别与所述驱动模块、控制模块连接，所述驱动模块包括发动机、离合器、电机、变速器、主减速器、逆变器和电池，所述控制模块包括发动机控制器、离合器控制器、电机控制器、储能装置控制器和整车控制器；

所述发动机通过离合器与所述电机的转子机械连接，所述电池通过逆变器与电机连接，所述电机的输出端通过传动轴经过变速器、主减速器变速和差速后输送给驱动轮；

所述整车控制器的信号输出端分别与发动机控制器、离合器控制器、电机控制器、储能装置控制器相连，发动机控制器的信号输出端与发动机相连，离合控制器的信号输出端与离合器相连，电机控制器的信号输出端与电机相连，储能装置控制器的信号输出端与电池相连。

进一步的，所述发动机、电机为汽车由纯电动向混合驱动模式切换提供动力；

所述干扰观测器对等效干扰信号进行有效的预测，并加以补偿和控制，所述干扰观测器包括低通滤波器。

进一步的，所述离合器包括主动盘和从动盘。

本发明一种基于干扰补偿的PHEV模式切换协调控制系统的控制方法，包括以下步骤：

S1：以电机需求扭矩作为主要控制扭矩，创建包含统一干扰的该控制系统的整车动力学模型；

S2：用电机、发动机的动力学模型反馈，得到统一干扰的估计值，引入干扰观测器的低通滤波器并创建基于干扰补偿的控制器模型，对估计出的干扰进行抑制补偿；

S21：定义参数：定义控制增益为K，电机、发动机侧系统传递函数分别为G_m(s)、G₁(s)，电机、发动机侧系统传递函数的名义值分别为：低通滤波器为Q(s)，电机提供的整车需求扭矩为T′_{m_req}，电机需求扭矩为T_{m_req}，定义干扰补偿后的电机最终需求扭矩为T_{m_req_fnl}，电机实际输出扭矩为T_m，离合器摩擦扭矩为T_c，发动机需求扭矩为T_{e_req}，系统干扰为d，干扰估计为发动机、电机转速分别为测量噪声为ξ；

S22：则低通滤波器(14)为：其中，时间常数τ决定低通滤波器的截止频率；

S23：则系统干扰为：d＝-T_{e_er}+T_c+f₁，电机需求扭矩为：T_{m_req}＝T′_{m_req}+T_c，基于干扰补偿的控制器模型依据公式为：

S24：以电机需求扭矩作为主要控制扭矩，通过控制离合器摩擦扭矩T_c和发动机扭矩误差T_{e_er}，实现对发动机转速的控制，即在该基于干扰补偿的控制器模型的条件下，调节电机需求扭矩T_{m_req}、干扰补偿后电机最终需求扭矩T_{m_req_fnl}，使之满足：T_{m_req_fnl}＝T_{m_req}，使得离合器闭合后，发动机与电机转速完全相等：即进入混合驱动模式的过程。

进一步的，该控制系统对应的模式切换过程如下：

A1：离合器接合前：该控制系统的模式切换过程分为以下两个阶段：

A11：发动机启动阶段：当离合器传递的扭矩大于发动机阻力矩时，发动机转速从零增加到怠速值的过程，此时，离合器处于滑摩状态，发动机、电机的转速不相等，即

A12：转速同步阶段：发动机启动后，电机继续输出扭矩，使发动机与电机转速相等：即离合器从滑摩状态到完全接合的过程；

A2：离合器接合后的扭矩重分配阶段：引入发动机扭矩延迟变量，利用电机扭矩补偿发动机扭矩误差T_{e_er}，使得发动机和电机的实际输出扭矩与需求扭矩相同，此时，离合器处于锁止状态，发动机与电机转速相等：发动机和电机共同驱动整车。

进一步的，所述步骤A12中，该阶段，离合器主、从动盘两侧存在较大的转速差，要求发动机快速达到电机转速，则发动机需求扭矩和实际输出扭矩间存在一定的误差，即发动机扭矩误差T_{e_er}。

进一步的，所述步骤S1中，整车动力学模型的创建方法，包括以下步骤：

S11：定义参数：定义发动机、电机、车轮的转速分别为 电机、车轮的角位移分别为θ₂、θ₃，驱动轴的弹性常数、阻尼系数分别为k₂₃和b₂₃，整车质量为m；车轮半径为r，变速器、主减速器的传动比分别为i_t、i_f，驱动轴传递的扭矩为T₂₃；

S12：则驱动轴传递的扭矩为T₂₃为：

S13：继续定义发动机、电机的转动惯量分别为J_e、J_m，离合器主、从动盘的转动惯量分别为J_ce、J_cm，变速器、主减速器、车轮的转动惯量分别为J_t、J_f、J_w，发动机侧、电机侧、车轮和车身的集中有效转动惯量分别为J₁、J₂、J₃，发动机侧轴、电机侧轴、驱动轴的阻尼系数分别为b₁、b₂、b₃，发动机的实际扭矩、电机的实际扭矩、离合器摩擦扭矩分别为T_e、T_m、T_c，整车负载扭矩为T_l；

S14：则J₁＝J_e+J_ce，J₂＝J_cm+J_m+J_t/i_t ²+J_f/i_t ²i_f ²，J₃＝J_w+mr²，该控制系统的整车动力学模型为：

进一步的，所述步骤S21中，控制增益K的值由PID控制器确定。

进一步的，所述统一干扰包括发动机、电机扭矩误差，离合器摩擦扭矩误差，系统动力学模型不确定性，系统建模误差，各部件弹性常数、阻尼系数。

本发明的有益效果是：

1、与现有技术相比，本发明克服了现有研究把传动系统各部件视为刚性联接的不足，将各传动轴阻尼系数和弹性常数纳入到系统建模中，同时综合考虑系统建模不确定性、离合器摩擦扭矩、发动机扭矩误差等各种因素，利用干扰观测器能观测出等效的统一干扰，并实现对统一干扰的完全控制的特性，实现对模式切换过程中统一干扰的估计以及对低频干扰的有效补偿和高频噪声的有效滤除，降低了扭矩突变和整车冲击度；

2、干扰观测器在对统一干扰进行估计时，不需要对于干扰信号建立准确的数学模型，而且它本身的结构也比较简单，因此在预测干扰信号时避免了大量的数学计算，有利于满足实时性的要求。在系统设计时，考虑到系统的干扰可以归结为外部扰动以及由于执行机构和其理想数学模型之间的参数变化而产生的误差，因此，如果能够利用干扰观测器对干扰信号进行有效的预测并加以补偿，那么在一定的误差范围内就可以将实际执行机构的模型用其参考模型来等价；

另外，引入低通滤波器，实现对整车动力学模型逆的物理实现，进而将干扰观测器的设计简化为低通滤波器的设计，从而消除了干扰，达到抑制扭矩波动、平滑切换的目的，以实现发动机的快速起动、同步。

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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明系统的原理框图；

图2为本发明系统的整车动力学模型的示意图；

图3为本发明方法的流程框图；

图中标记：1、发动机，2、离合器，3、电机，4、变速器，5、主减速器，6、逆变器，7、电池，8、发动机控制器，9、离合器控制器，10、电机控制器，11、储能装置控制器，12、整车控制器，13、干扰观测器，14、低通滤波器。

具体实施方式

下面给出具体实施例，对本发明的技术方案作进一步清楚、完整、详细地说明。本实施例是以本发明技术方案为前提的最佳实施例，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

本实施例以一种单轴并联混合动力汽车为主要研究对象，以由纯电动向混合驱动模式切换过程为例，详细分析本发明的技术方案：

如图1所示，一种基于干扰补偿的PHEV模式切换协调控制系统，包括驱动模块、控制模块和干扰观测器13；所述控制模块与驱动模块连接，所述干扰观测器13分别与所述驱动模块、控制模块连接，所述驱动模块包括发动机1、离合器2、电机3、变速器4、主减速器5、逆变器6和电池7，所述控制模块包括发动机控制器8、离合器控制器9、电机控制器10、储能装置控制器11和整车控制器12；

所述发动机1通过离合器2与所述电机3的转子机械连接，所述电池7通过逆变器6与电机3连接，实现了纯电动模式或混合驱动模式的放电，或者是再生制动模式或行车充电模式的充电；所述电机3的输出端通过传动轴经过变速器4、主减速器5变速和差速后输送给驱动轮，驱动车辆行驶；

所述整车控制器12的信号输出端分别与发动机控制器8、离合器控制器9、电机控制器10、储能装置控制器11相连，该技术方案中，通过整车控制器12协调控制发动机控制器8、离合器控制器9、电机控制器10、储能装置控制器11等部件控制器，以使整车燃油经济性达到最优；发动机控制器8的信号输出端与发动机1相连，离合控制器9的信号输出端与离合器2相连，电机控制器10的信号输出端与电机3相连，储能装置控制器11的信号输出端与电池7相连，分别实现部件的控制，简单高效，分工明确。

进一步的，所述发动机1、电机3为汽车由纯电动向混合驱动模式切换提供动力；

所述干扰观测器13对等效干扰信号进行有效的预测，并加以补偿和控制，所述干扰观测器13包括低通滤波器14。

进一步的，本发明中，所述电机3为ISG电机，所述电机控制器10为ISG电机控制器。ISG电机是汽车起动发电一体机，直接集成在发动机主轴上，就是直接以某种瞬态功率较大的电机替代传统的启动电机，在起步阶段短时替代发动机驱动汽车，并同时起到启动发动机的作用，减少发动机的怠速损耗和污染，正常行驶时，发动机驱动车辆，该电机断开或者起到发电机的作用，刹车时，该电机还可以起到再生发电，回收制动能量的节能效果。ISG电机是一种介于混合动力和传统汽车之间的一种成本低廉的节能和环保方案。

进一步的，所述离合器2包括主动盘和从动盘。

如图3所示，本发明一种基于干扰补偿的PHEV模式切换协调控制系统的控制方法，包括以下步骤：

S1：以电机需求扭矩作为主要控制扭矩，创建包含统一干扰的该控制系统的整车动力学模型，为整车动力学分析、模式切换控制做准备；进一步的，定义发动机1、电机3扭矩误差，离合器2摩擦扭矩误差，系统动力学模型不确定性，系统建模误差，各部件弹性常数、阻尼系数为统一干扰；

S2：用电机3、发动机1的动力学模型反馈，得到统一干扰的估计值，引入干扰观测器13的低通滤波器14并创建基于干扰补偿的控制器模型，对估计出的干扰进行抑制补偿；本发明中，引入低通滤波器14，实现对整车动力学模型逆的物理实现，进而将干扰观测器13的设计简化为低通滤波器14的设计，从而消除了干扰，达到抑制扭矩波动、平滑切换的目的，以实现发动机的快速起动、同步；

S21：定义参数：定义控制增益为K，电机3、发动机1侧系统传递函数分别为G_m(s)、G₁(s)，电机3、发动机1侧系统传递函数的名义值分别为：低通滤波器14为Q(s)，电机3提供的整车需求扭矩为T′_{m_req}，电机需求扭矩为T_{m_req}，定义干扰补偿后的电机最终需求扭矩为T_{m_req_rnl}，电机3实际输出扭矩为T_m，离合器2摩擦扭矩为T_c，发动机1需求扭矩为T_{e_req}，系统干扰为d，干扰估计为发动机1、电机3转速分别为测量噪声为ξ；

S22：则低通滤波器14为：其中，时间常数τ决定低通滤波器的截止频率；进一步的，为了既抑制干扰又消除测量噪声，在设计低通滤波器14时，在低频范围内应使低通滤波器14满足Q(s)≈1，此时干扰d≈0；在高频范围内应使低通滤波器(14)满足Q(s)≈0，此时测量噪声ξ≈0；

S23：则系统干扰为：d＝-T_{e_er}+T_c+f₁，电机需求扭矩为：T_{m_req}＝T′_{m_req}+T_c，基于干扰补偿的控制器模型依据公式为：

进一步的，通过干扰观测器13的低通滤波器14，实施对整车动力学模型逆的物理实现，得到基于干扰补偿的控制器模型，并将得到的统一干扰的估计值反馈到控制输入端；引入低通滤波器14，实现对整车动力学模型逆的物理实现，进而将干扰观测器13的设计简化为低通滤波器14的设计，从而消除了干扰，达到抑制扭矩波动、平滑切换的目的，以实现发动机1的快速起动、同步；一般而言，被控对象的精确数学模型无法得到，且测量噪声会降低系统的控制性能，因此需要在干扰估计后引入低通滤波器14来解决上述问题，进而将干扰观测器13的设计简化为低通滤波器14的设计。低通滤波器14设计时，应使其阶次、相对阶次即指分母的阶数减去分子的阶数尽量小，且时间常数要远小于混合动力系统的时间常数，以保证其较强的干扰抑制能力；一般采用简单的二项式模型设计低通滤波器；

S24：以电机需求扭矩作为主要控制扭矩，通过控制离合器摩擦扭矩T_c和发动机扭矩误差T_{e_er}，实现对发动机转速的控制，即在该基于干扰补偿的控制器模型的条件下，调节电机需求扭矩T_{m_req}、干扰补偿后电机最终需求扭矩T_{m_req_fhl}，使之满足：T_{m_req_fhl}＝T_{m_req}，使得离合器2闭合后，发动机1与电机3转速完全相等：即进入混合驱动模式的过程。

进一步的，步骤S24对应的是离合器2接合后的扭矩重分配阶段：引入发动机1扭矩延迟变量，利用电机3扭矩补偿发动机1扭矩误差T_{e_er}，使得发动机1与电机3转速相等：即进入混合驱动模式的过程；此时，离合器2处于锁止状态，发动机1和电机3共同驱动整车。该步骤S24有效地消除了干扰，达到抑制扭矩波动、平滑切换的目的。

进一步的，该控制系统对应的模式切换过程如下：

A1：离合器2接合前：该控制系统的模式切换过程分为以下两个阶段：

A11：发动机启动阶段：当离合器2传递的扭矩大于发动机1阻力矩时，发动机1转速从零增加到怠速值的过程，此时，离合器2处于滑摩状态，发动机1、电机3的转速不相等，即

A12：转速同步阶段：发动机1启动后，电机3继续输出扭矩，使发动机1与电机3转速相等：即离合器2从滑摩状态到完全接合的过程；该阶段，离合器2主、从动盘两侧存在较大的转速差，为防止产生扭矩波动，要求发动机1快速达到电机3转速，由于发动机动态响应的延迟性，则发动机1需求扭矩和实际输出扭矩间存在一定的误差，即发动机扭矩误差T_{e_er}；

A2：离合器2接合后的扭矩重分配阶段：引入发动机1扭矩延迟变量，利用电机3扭矩补偿发动机1扭矩误差T_{e_er}，使得发动机和电机的实际输出扭矩与需求扭矩相同，此时，离合器2处于锁止状态，发动机1与电机3转速相等：发动机1和电机3共同驱动整车，即进入混合驱动模式的过程。

进一步的需要说明的是，离合器2接合后，发动机1和电机3为刚性联接，进入混合驱动模式。该阶段需要对两动力源扭矩重新分配，增加发动机1扭矩的同时降低电机3扭矩，使主要动力源由电机3变为发动机1。整车动力由电机3和发动机1共同提供。由于发动机1动态响应的延迟性，其实际输出扭矩与目标需求扭矩存在扭矩误差，若立即减小电机3扭矩到目标需求扭矩，整车的实际总输出扭矩将小于总需求扭矩，不能满足动力需求，从而造成传动系统扭矩波动，使整车驾驶性能变差。为抑制电机3扭矩突变，补偿发动机1扭矩误差，引入发动机1扭矩延迟变量，使得电机3、发动机1需求扭矩延迟了一个变量的时间长度。降低了电机3扭矩突变，同时补偿了发动机1扭矩误差。

进一步的，所述步骤A12中，该阶段，离合器2主、从动盘两侧存在较大的转速差，要求发动机1快速达到电机3转速，则发动机1需求扭矩和实际输出扭矩间存在一定的误差，即发动机扭矩误差T_{e_er}。

进一步的，如图2所示，所述步骤S1中，整车动力学模型的创建方法，包括以下步骤：

S11：定义参数：定义发动机1、电机3、车轮的转速分别为 电机3、车轮的角位移分别为θ₂、θ₃，驱动轴的弹性常数、阻尼系数分别为k₂₃和b₂₃，整车质量为m；车轮半径为r，变速器4、主减速器5的传动比分别为i_t、i_f，驱动轴传递的扭矩为T₂₃；

S12：则驱动轴传递的扭矩为T₂₃为：

S13：继续定义发动机1、电机3的转动惯量分别为J_e、J_m，离合器2主、从动盘的转动惯量分别为J_ce、J_cm，变速器4、主减速器5、车轮的转动惯量分别为J_t、J_f、J_w，发动机侧、电机侧、车轮和车身的集中有效转动惯量分别为J₁、J₂、J₃，发动机侧轴、电机侧轴、驱动轴的阻尼系数分别为b₁、b₂、b₃，发动机1的实际扭矩、电机3的实际扭矩、离合器2摩擦扭矩分别为T_e、T_m、T_c，整车负载扭矩为T_l；

S14：：则J₁＝J_e+J_ce，J₂＝J_cm+J_m+J_t/i_t ²+J_f/i_t ²i_f ²，J₃＝J_w+mr²，该控制系统的整车动力学模型为：

进一步的，为简化分析，对整车转动惯量进行整合，分别以离合器和驱动轴为界，将整车系统结构分为发动机侧、电机侧、车轮侧三部分。其中，发动机侧的集中有效转动惯量J₁为：J₁＝J_e+J_ce；

离合器从动盘、电机、传动系统的转动惯量折合到电机侧的集中有效转动惯量J₂为：J₂＝J_cm+J_m+J_t/i_t ²+J_f/i_t ²i_f ²；

车轮和车身的集中有效转动惯量J₃，即车轮侧集中有效转动惯量，即：J₃＝J_w+mr²。

进一步的，所述步骤S21中，控制增益K的值由PID控制器确定，控制增益K为常数。

进一步的，所述统一干扰包括发动机1、电机3扭矩误差，离合器2摩擦扭矩误差，系统动力学模型不确定性，系统建模误差，各部件弹性常数、阻尼系数。

综上所述，与现有技术相比，本发明克服了现有研究把传动系统各部件视为刚性联接的不足，将各传动轴阻尼系数和弹性常数纳入到系统建模中，同时综合考虑系统建模不确定性、离合器摩擦扭矩、发动机扭矩误差等各种因素，利用干扰观测器能观测出等效的统一干扰，并实现对统一干扰的完全控制的特性，实现对模式切换过程中统一干扰的估计以及对低频干扰的有效补偿和高频噪声的有效滤除，降低了扭矩突变和整车冲击度；

另外，干扰观测器13在对统一干扰进行估计时，不需要对于干扰信号建立准确的数学模型，而且它本身的结构也比较简单，因此在预测干扰信号时避免了大量的数学计算，有利于满足实时性的要求。在系统设计时，考虑到系统的干扰可以归结为外部扰动以及由于执行机构和其理想数学模型之间的参数变化而产生的误差，因此，如果能够利用干扰观测器13对干扰信号进行有效的预测并加以补偿，那么在一定的误差范围内就可以将实际执行机构的模型用其参考模型来等价；

其次，引入低通滤波器14，实现对整车动力学模型逆的物理实现，进而将干扰观测器13的设计简化为低通滤波器14的设计，从而消除了干扰，达到抑制扭矩波动、平滑切换的目的，以实现发动机1的快速起动、同步。一般而言，被控对象的精确数学模型无法得到，且测量噪声会降低系统的控制性能，因此需要在干扰估计后引入低通滤波器14来解决上述问题，进而将干扰观测器13的设计简化为低通滤波器14的设计。低通滤波器14设计时，应使其阶次、相对阶次即指分母的阶数减去分子的阶数尽量小，且时间常数要远小于混合动力系统的时间常数，以保证其较强的干扰抑制能力；一般采用简单的二项式模型设计低通滤波器。

以上显示和描述了本发明的主要特征、基本原理以及本发明的优点。本行业技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会根据实际情况有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种基于干扰补偿的PHEV模式切换协调控制系统，其特征在于：包括驱动模块、控制模块和干扰观测器(13)；所述控制模块与驱动模块连接，所述干扰观测器(13)分别与所述驱动模块、控制模块连接，所述驱动模块包括发动机(1)、离合器(2)、电机(3)、变速器(4)、主减速器(5)、逆变器(6)和电池(7)，所述控制模块包括发动机控制器(8)、离合器控制器(9)、电机控制器(10)、储能装置控制器(11)和整车控制器(12)；

所述发动机(1)通过离合器(2)与所述电机(3)的转子机械连接，所述电池(7)通过逆变器(6)与电机(3)连接，所述电机(3)的输出端通过传动轴经过变速器(4)、主减速器(5)变速和差速后输送给驱动轮；

所述整车控制器(12)的信号输出端分别与发动机控制器(8)、离合器控制器(9)、电机控制器(10)、储能装置控制器(11)相连，发动机控制器(8)的信号输出端与发动机(1)相连，离合控制器(9)的信号输出端与离合器(2)相连，电机控制器(10)的信号输出端与电机(3)相连，储能装置控制器(11)的信号输出端与电池(7)相连。

2.根据权利要求1所述的一种基于干扰补偿的PHEV模式切换协调控制系统，其特征在于：所述发动机(1)、电机(3)为汽车由纯电动向混合驱动模式切换提供动力；

所述干扰观测器(13)对等效干扰信号进行有效的预测，并加以补偿和控制，所述干扰观测器(13)包括低通滤波器(14)。

3.根据权利要求1所述的一种基于干扰补偿的PHEV模式切换协调控制系统，其特征在于：所述离合器(2)包括主动盘和从动盘。

4.一种基于干扰补偿的PHEV模式切换协调控制系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：以电机需求扭矩作为主要控制扭矩，创建包含统一干扰的该控制系统的整车动力学模型；

S2：用电机(3)、发动机(1)的动力学模型反馈，得到统一干扰的估计值，引入干扰观测器(13)的低通滤波器(14)并创建基于干扰补偿的控制器模型，对估计出的干扰进行抑制补偿；

S21：定义参数：定义控制增益为K，电机(3)、发动机(1)侧系统传递函数分别为G_m(s)、G₁(s)，电机(3)、发动机(1)侧系统传递函数的名义值分别为：低通滤波器(14)为Q(s)，电机(3)提供的整车需求扭矩为T′_{m_req}，电机需求扭矩为T_{m_req}，定义干扰补偿后的电机最终需求扭矩为T_{m_req_fni}，电机(3)实际输出扭矩为T_m，离合器(2)摩擦扭矩为T_c，发动机(1)需求扭矩为T_{e_req}，系统干扰为d，干扰估计为发动机(1)、电机(3)转速分别为 测量噪声为ξ；

S22：则低通滤波器(14)为：其中，时间常数τ决定低通滤波器的截止频率；

S23：则系统干扰为：d＝-T_{e_er}+T_c+f₁，电机需求扭矩为：T_{m_req}＝T′_{m_req}+T_c，基于干扰补偿的控制器模型依据公式为：

S24：以电机需求扭矩作为主要控制扭矩，通过控制离合器摩擦扭矩T_c和发动机扭矩误差T_{e_er}，实现对发动机转速的控制，即在该基于干扰补偿的控制器模型的条件下，调节电机需求扭矩T_{m_req}、干扰补偿后电机最终需求扭矩T_{m_req_fhl}，使之满足：T_{m_req+fnl}＝T_{m_req}，使得离合器(2)闭合后，发动机(1)与电机(3)转速完全相等：即进入混合驱动模式的过程。

5.根据权利要求4所述的一种基于干扰补偿的PHEV模式切换协调控制系统的控制方法，其特征在于：该控制系统对应的模式切换过程如下：

A1：离合器(2)接合前：该控制系统的模式切换过程分为以下两个阶段：

A11：发动机启动阶段：当离合器(2)传递的扭矩大于发动机(1)阻力矩时，发动机(1)转速从零增加到怠速值的过程，此时，离合器(2)处于滑摩状态，发动机(1)、电机(3)的转速不相等，即

A12：转速同步阶段：发动机(1)启动后，电机(3)继续输出扭矩，使发动机(1)与电机(3)转速相等：即离合器(2)从滑摩状态到完全接合的过程；

A2：离合器(2)接合后的扭矩重分配阶段：引入发动机(1)扭矩延迟变量，利用电机(3)扭矩补偿发动机(1)扭矩误差T_{e_er}，使得发动机和电机的实际输出扭矩与需求扭矩相同，此时，离合器(2)处于锁止状态，发动机(1)与电机(3)转速相等：发动机(1)和电机(3)共同驱动整车。

6.根据权利要求5所述的一种基于干扰补偿的PHEV模式切换协调控制系统及其控制方法，其特征在于：所述步骤A12中，该阶段，离合器(2)主、从动盘两侧存在较大的转速差，要求发动机(1)快速达到电机(3)转速，则发动机(1)需求扭矩和实际输出扭矩间存在一定的误差，即发动机扭矩误差T_{e_er}。

7.根据权利要求4所述的一种基于干扰补偿的PHEV模式切换协调控制系统及其控制方法，其特征在于：所述步骤S1中，整车动力学模型的创建方法，包括以下步骤：

S11：定义参数：定义发动机(1)、电机(3)、车轮的转速分别为电机(3)、车轮的角位移分别为θ₂、θ₃，驱动轴的弹性常数、阻尼系数分别为k₂₃和b₂₃，整车质量为m；车轮半径为r，变速器(4)、主减速器(5)的传动比分别为i_t、i_f，驱动轴传递的扭矩为T₂₃；

S12：则驱动轴传递的扭矩为T₂₃为：

S13：继续定义发动机(1)、电机(3)的转动惯量分别为J_e、J_m，离合器(2)主、从动盘的转动惯量分别为J_ce、J_cm，变速器(4)、主减速器(5)、车轮的转动惯量分别为J_t、J_f、J_w，发动机侧、电机侧、车轮和车身的集中有效转动惯量分别为J₁、J₂、J₃，发动机侧轴、电机侧轴、驱动轴的阻尼系数分别为b₁、b₂、b₃，发动机(1)的实际扭矩、电机(3)的实际扭矩、离合器(2)摩擦扭矩分别为T_e、T_m、T_c，整车负载扭矩为T_l；

S14：则J₁＝J_e+J_ce，J₂＝J_cm+J_m+J_t/i_t ²+J_f/i_t ²i_f ²，J₃＝J_w+mr²，该控制系统的整车动力学模型为：

8.根据权利要求4所述的一种基于干扰补偿的PHEV模式切换协调控制系统及其控制方法，其特征在于：所述步骤S21中，控制增益K的值由PID控制器确定。

9.根据权利要求4所述的一种基于干扰补偿的PHEV模式切换协调控制系统及其控制方法，其特征在于：所述统一干扰包括发动机(1)、电机(3)扭矩误差，离合器(2)摩擦扭矩误差，系统动力学模型不确定性，系统建模误差，各部件弹性常数、阻尼系数。