CN109538752A - 一种离合器控制在p2混动架构上的应用方法 - Google Patents

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赵志旭
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Abstract

一种离合器控制在P2混动架构上的应用方法，属于一种离合器控制的应用方法。本发明针对现有的缺陷，提供了一种输入轴转速曲线平顺性好、控制效果好、波动小、冲击力小和速差小的离合器控制方法。本发明中，发动机、K0离合器、电机、变速器和车轮依次连接，驾驶员根据不同的常规工况选择不同的K0离合器控制方式，根据发动机或电机的介入、退出和输入轴转速的波动情况来判断所选择的K0离合器控制方式的合理性和完整性。本发明主要应用于通过改变离合器的控制方式得到平顺的输入轴转速曲线。

Description

一种离合器控制在P2混动架构上的应用方法
技术领域
本发明属于一种离合器控制的应用方法。
背景技术
目前，随着环境污染的日益严重，油耗法规及排放日益严格，石油资源有限，混合动力车的研制成为了传统汽车向新型能源汽车的有效过度。P2架构(电机的位置在发动机和变速器之间)的混动车结构改动量小，前景十分明朗，K0离合器是其中控制的关键部件，其影响着发动机的介入退出、工作，很大程度上决定了整个混动架构的经济性及驾驶性。因此，研发一种P2混动架构离合器的控制方法势在必行。
因此，就需要一种输入轴转速曲线平顺性好、控制效果好、波动小、冲击力小和速差小的离合器控制的应用方法。
发明内容
本发明针对现有的离合器控制方法输入轴转速曲线不平顺、控制效果差、波动大、冲击力大和速差大的缺陷，提供了一种输入轴转速曲线平顺性好、控制效果好、波动小、冲击力小和速差小的离合器控制的应用方法。
本发明所涉及的一种离合器控制在P2混动架构上的应用方法的技术方案如下：
本发明所涉及的一种离合器控制在P2混动架构上的应用方法，它包括发动机、K0离合器、电机、变速器和车轮，所述发动机、K0离合器、电机、变速器和车轮依次连接，驾驶员根据不同的常规工况选择不同的K0离合器控制方式，根据发动机或电机的介入、退出和输入轴转速的波动情况来判断所选择的K0离合器控制方式的合理性和完整性；所述K0离合器控制方式包括直接结合、滑摩结合和断开，当发动机转速与电机转速的速差小于标定值时，K0离合器选择直接结合方式进行控制；当发动机转速与电机转速的速差大于等于标定值时，K0离合器选择滑摩结合方式进行控制；当输入转速低于发动机的最低转速，K0离合器选择断开的控制方式。
进一步地：所述常规工况包括待机工况、行驶工况、滑行工况和NEDC循环工况。
进一步地：当车辆处于所述待机工况时，电池电量SOC值小于10％，发动机通过电机发电起动，K0离合器结合，发动机和电机转速均为0，此时发动机转速与电机转速的速差小于标定值，K0离合器选择直接结合的控制方式结合；
当车辆处于所述行驶工况时，根据需求扭矩选择驱动模式，根据发动机是否介入确定发动机和电机的转速差，从而选择对应的K0离合器控制方式；若需求扭矩处于发动机高效区，则选择发动机单独驱动；若需求扭矩在发动机高效区以下，则根据电池电量SOC值和车速选择纯电驱动或发动机驱动并同时发电；若需求扭矩在发动机高效区以上，则根据电池电量SOC值和车速选择发动机单独驱动或电和发动机同时驱动；
当车辆处于所述滑行工况时，当电池电量SOC低于30％时，K0离合器滞后断开，当输入转速低于发动机的最低转速，K0离合器选择断开的控制方式；
当车辆处于所述NEDC循环工况时，根据发动机转速和电机转速的速差与标定值作比较，根据比较结果选择K0离合器的控制方式。
进一步地：所述行驶工况包括怠速工况、匀速工况、加速工况和制动工况，当车辆处于所述制动工况时，当电池电量SOC低于30％时，K0离合器滞后断开，当输入转速低于发动机的最低转速，K0离合器选择断开的控制方式。
进一步地：所述标定值根据K0离合器的滑膜率和硬件承受的速差确定。
进一步地：所述常规工况根据不同的加速踏板开度、制动踏板开度和车速实现。
本发明所涉及的一种离合器控制在P2混动架构上的应用方法的有益效果是：
本发明所涉及的一种离合器控制在P2混动架构上的应用方法，通过在不同的常规工况下输入不同的油门(加速踏板开度)、刹车(制动踏板开度)和车速，得到较为平顺的输入轴转速曲线，所选择的控制方法控制效果好、波动小、冲击力小和速差小。
附图说明
图1为P2架构的装置简图；
图2为K0离合器直接结合控制的曲线示意图；
图3为K0离合器滑摩结合控制的曲线示意图；
图4为K0离合器断开控制的曲线示意图；
图5为发动机万有特性示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
实施例1
结合图1-5说明本实施例，在本实施例中，本发明所涉及的一种离合器控制在P2混动架构上的应用方法，它包括发动机、K0离合器、电机、变速器和车轮，所述发动机、K0离合器、电机、变速器和车轮依次连接，驾驶员根据不同的常规工况选择不同的K0离合器控制方式，根据发动机或电机的介入、退出和输入轴转速的波动情况来判断所选择的K0离合器控制方式的合理性和完整性；所述K0离合器控制方式包括直接结合、滑摩结合和断开，当发动机转速与电机转速的速差小于标定值时，K0离合器选择直接结合方式进行控制；当发动机转速与电机转速的速差大于等于标定值时，K0离合器选择滑摩结合方式进行控制；当输入转速低于发动机的最低转速，K0离合器选择断开的控制方式。
更为具体地：所述常规工况包括待机工况、行驶工况、滑行工况和NEDC循环工况。
更为具体地：当车辆处于所述待机工况时，电池电量SOC值小于10％，发动机通过电机发电起动，K0离合器结合，发动机和电机转速均为0，此时发动机转速与电机转速的速差小于标定值，K0离合器选择直接结合的控制方式结合；
当车辆处于所述行驶工况时，根据需求扭矩选择驱动模式，根据发动机是否介入确定发动机和电机的转速差，从而选择对应的K0离合器控制方式；若需求扭矩处于发动机高效区，则选择发动机单独驱动；若需求扭矩在发动机高效区以下，则根据电池电量SOC值和车速选择纯电驱动或发动机驱动并同时发电；若需求扭矩在发动机高效区以上，则根据电池电量SOC值和车速选择发动机单独驱动或电和发动机同时驱动；
当车辆处于所述滑行工况时，当电池电量SOC低于30％时，K0离合器滞后断开，当输入转速低于发动机的最低转速，K0离合器选择断开的控制方式；
当车辆处于所述NEDC循环工况时，根据发动机转速和电机转速的速差与标定值作比较，根据比较结果选择K0离合器的控制方式。
更为具体地：所述行驶工况包括怠速工况、匀速工况、加速工况和制动工况，当车辆处于所述制动工况时，当电池电量SOC低于30％时，K0离合器滞后断开，当输入转速低于发动机的最低转速，K0离合器选择断开的控制方式。
更为具体地：所述标定值根据K0离合器的滑膜率和硬件承受的速差确定。
更为具体地：所述常规工况根据不同的加速踏板开度、制动踏板开度和车速实现。
本发明的目的：针对驾驶员常规的驾驶工况，设计K0离合器结合及断开的控制方法。K0离合器结合的控制方式为直接结合、滑摩结合两种控制方式，断开则直接断开即可。针对控制方法进行待机工况(车辆Ready，静止状态，通过SOC判断发动机的起动及停机，其起动及停机伴随着K0的结合及断开)，怠速工况(车辆D挡位，松开刹车踏板，车辆怠速工况)，匀速工况(一定车速下稳定运行)、加速工况(不同油门开度下加速工况)，制动工况(不同制动度车辆减速工况)、滑行工况(一定车速下松开油门踏板，制动踏板不介入，车辆滑行工况)及NEDC循环工况对方法进行验证，通过改变车速、油门、刹车，(将车速从20千米/小时以20为一档升至120千米/小时，将油门(即加速踏板开度)从5％以5为一档升至100％，将刹车(即制动踏板开度)从5％以5为一档升至100％)，依次随机组合执行常规工况，观察测试数据发动机起动介入以及发动机停机，K0离合器结合及断开的过程中，输入轴转速曲线平顺性来判断K0离合器的控制策略的合理及完整性。得到输入轴转速曲线平顺性好、波动小、冲击力小和速差小的目标控制方式，该控制方式即为合理和完整。
结合图2-图4介绍该控制方法实现K0离合器结合、断开及各常规工况下K0离合器的具体实现控制方式：结合附图介绍该控制策略实现K0结合、断开及各工况下K0离合器的具体实现控制方式。其两种控制方式与AT自动变速器内部挡位离合器控制策略相似，但其中的控制时长、控制时机、控制油压等需要设置、标定，才会达到预期的控制目标。
1、K0离合器结合的控制方式有两种，第一种为发动机转速与ISG电机转速的速差在标定值n转/分钟(rpm)以内，此时K0离合器选择直接结合方式控制，第二种发动机转速与ISG电机转速的速差在标定值n转/分钟(rpm)以上，此时K0离合器选择滑摩结合的控制方式。(标定值根据硬件配置标定得出，具体要根据选取的K0离合器滑膜率及硬件承受的速差来定，经验值100rpm左右)。
2、针对不同的常规工况K0离合器结合、断开的条件有所不同。待机工况时，当电池电量SOC值较低时，发动机需通过ISG电机发电起动，初始发动机和ISG电机的转速均为0，所以K0离合器选择直接结合的控制方式结合。
3、驱动行驶工况时，取决于需求扭矩大小(即驾驶员油门大小)，若在发动机高效区附近，则选择发动机单独驱动(发动机输出扭矩，ISG电机空转)的能量流模式；需求扭矩在发动机高效区域以下，根据电池电量SOC值和车速判断选择纯电驱动(发动机停机，K0离合器断开，ISG电机输出扭矩)或发动机驱动并同时发电(发动机输出扭矩，K0离合器结合，ISG电机负扭矩充电)的能量流模式；需求扭矩在发动机高效区以上，根据电池电量SOC值和车速来选择发动机单独驱动或双驱(发动机输出扭矩，K0离合器结合，ISG电机正扭矩)的能量流模式。其中需要发动机介入的常规工况，需判断发动机和ISG电机的转速差，从而选择两种K0离合器的结合控制方式进行控制。
4、滑行工况和制动工况，K0离合器的断开受电池电量SOC值及车速的影响，需要标定表格curve(二维表格，参量为车速和SOC)实现，除此条件外，还要考虑发动机的最低转速(发动机怠速最低转速，其与发动机的水温及本体特性有关)，由于硬件配置，当SOC较低时，为保证发动机能够很快的充电，滑行及制动工况K0的断开时机滞后，但发动机转速过低会导致熄火，影响驾驶性，所以当输入转速低于发动机的最低转速，K0离合器选择直接断开的控制方式。
在图2-图4中，横坐标为时间变量T，单位为秒(s)，纵坐标“--------------”为K0离合器控制电流变量I，单位为毫安(mA)，纵坐标“--------------”为转速变量n，单位为转/分钟(rpm)，图中曲线“--------------”为K0离合器随时间变化的控制电流曲线，图中曲线“----”为发动机随时间变化的转速曲线，图中曲线“-·-·-”为ISG电机随时间变化的转速曲线。
图2在虚线“--------------”的横坐标所对应的控制电流下，K0离合器即结合，K0离合器两端转速基本一致。
图3在曲线“--------------”所围成的区域，此阶段，K0离合器为分离到结合中间的滑摩阶段，此阶段为同步离合器两端转速，此阶段只能传递部分扭矩。
图4在曲线“--------------”所对应的控制电流大小为0mA，离合器完全断开，离合器两端分离，发动机脱开传动链。
图5中，横坐标为输入转速n，单位为转/分钟(rpm)，纵坐标为扭矩，单位为牛米(Nm)，图中曲线“----”所围成的区域为发动机高效区，图中曲线“---------------”为燃油消耗率，单位为克/千瓦时(g/kW·h)。

Claims (6)

1.一种离合器控制在P2混动架构上的应用方法，其特征在于，它包括发动机、K0离合器、电机、变速器和车轮，所述发动机、K0离合器、电机、变速器和车轮依次连接，驾驶员根据不同的常规工况选择不同的K0离合器控制方式，根据发动机或电机的介入、退出和输入轴转速的波动情况来判断所选择的K0离合器控制方式的合理性和完整性；所述K0离合器控制方式包括直接结合、滑摩结合和断开，当发动机转速与电机转速的速差小于标定值时，K0离合器选择直接结合方式进行控制；当发动机转速与电机转速的速差大于等于标定值时，K0离合器选择滑摩结合方式进行控制；当输入转速低于发动机的最低转速，K0离合器选择断开的控制方式。
2.根据权利要求1所述的一种离合器控制在P2混动架构上的应用方法，其特征在于，所述常规工况包括待机工况、行驶工况、滑行工况和NEDC循环工况。
3.根据权利要求2所述的一种离合器控制在P2混动架构上的应用方法，其特征在于，当车辆处于所述待机工况时，电池电量SOC值小于10％，发动机通过电机发电起动，K0离合器结合，发动机和电机转速均为0，此时发动机转速与电机转速的速差小于标定值，K0离合器选择直接结合的控制方式结合；
当车辆处于所述行驶工况时，根据需求扭矩选择驱动模式，根据发动机是否介入确定发动机和电机的转速差，从而选择对应的K0离合器控制方式；若需求扭矩处于发动机高效区，则选择发动机单独驱动；若需求扭矩在发动机高效区以下，则根据电池电量SOC值和车速选择纯电驱动或发动机驱动并同时发电；若需求扭矩在发动机高效区以上，则根据电池电量SOC值和车速选择发动机单独驱动或电和发动机同时驱动；
当车辆处于所述滑行工况时，当电池电量SOC低于30％时，K0离合器滞后断开，当输入转速低于发动机的最低转速，K0离合器选择断开的控制方式；
当车辆处于所述NEDC循环工况时，根据发动机转速和电机转速的速差与标定值作比较，根据比较结果选择K0离合器的控制方式。
4.根据权利要求3所述的一种离合器控制在P2混动架构上的应用方法，其特征在于，所述行驶工况包括怠速工况、匀速工况、加速工况和制动工况，当车辆处于所述制动工况时，当电池电量SOC低于30％时，K0离合器滞后断开，当输入转速低于发动机的最低转速，K0离合器选择断开的控制方式。
5.根据权利要求1所述的一种离合器控制在P2混动架构上的应用方法，其特征在于，所述标定值根据K0离合器的滑膜率和硬件承受的速差确定。
6.根据权利要求1所述的一种离合器控制在P2混动架构上的应用方法，其特征在于，所述常规工况根据不同的加速踏板开度、制动踏板开度和车速实现。
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