CN109849889A - 功率分流式混合动力车辆混合动力驱动模式切换控制方法 - Google Patents

功率分流式混合动力车辆混合动力驱动模式切换控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种功率分流式混合动力车辆混合动力驱动模式切换控制方法，预充第二离合器和第二制动器，控制小电机以目标转速为零降低转速，当发动机转速与大电机转速的差值小于A且第二离合器和第二制动器预充完成时，降低第一离合器扭矩，当发动机转速与第一行星架转速的差值大于C时，降低第一离合器扭矩提升发动机转速，当大电机转速大于第一行星架转速时，降低第一离合器扭矩及PID控制第二离合器扭矩维持发动机转速，当第一离合器扭矩下降至0时，PID控制第二离合器扭矩调节发动机转速，当小电机转速绝对值小于F且发动机转速与大电机转速的差值绝对值小于G时，锁止第二制动器，闭合第二离合器。本发明方法简单可行，驾驶安全性、舒适性较好。

Description

功率分流式混合动力车辆混合动力驱动模式切换控制方法
技术领域
本发明涉及混合动力车辆的控制领域，特别涉及一种功率分流式混合动力车辆混合动力驱动模式切换控制方法。
背景技术
混合动力汽车在行驶过程中，会根据不同的情况在混合动力驱动模式之间进行切换或纯电池驱动模式之间进行切换，也可能会从混合动力驱动模式切换至纯电动驱动模式，而对于不同的混合动力传动系统，其模式切换控制方法可能不同，而如何控制，使得车辆在驱动模式切换过程中较为平顺，提高驾驶安全性、舒适性，则成为混合动力汽车的一个研究方向。
发明内容
本发明旨在提供一种简单可行、驱动模式切换过程中车辆较为平顺、驾驶安全性、舒适性较好的功率分流式混合动力车辆混合动力驱动模式切换控制方法。
本发明通过以下方案实现：
一种功率分流式混合动力车辆混合动力驱动模式切换控制方法，在车辆处于HEV-4驱动模式且车速高于45Km/h、油门踏板开度大于等于65％，车辆进行混合动力驱动模式切换，按以下步骤进行：
S1：整车控制器对第二离合器C1和第二制动器B2进行预充，控制小电机E1以目标转速为零降低转速，当发动机转速与大电机E2转速的差值小于设定阈值A且第二离合器C1和第二制动器B2预充完成时，执行步骤S2；
S2：整车控制器控制第一离合器C0扭矩降低至发动机飞轮扭矩减去设定阈值B的值，使第一离合器C0两端出现转速差，当发动机转速与第一行星架PC1转速的差值大于设定阈值C时，执行步骤S3；
S3：通过降低第一离合器C0扭矩控制发动机转速提升至大电机E2转速加上设定阈值D的值，整车控制器控制小电机E1以目标转速为零继续降低转速，此时大电机E2转速提升，当大电机E2转速大于第一行星架PC1转速时，执行步骤S4；
S4：通过按一定梯度△V降低第一离合器C0扭矩及通过PID算法控制第二离合器C1扭矩使得发动机转速维持在大电机E2转速加上设定阈值E的值，E与设定阈值D相同，当第一离合器C0扭矩下降至0时，第一离合器C0完全打开，执行步骤S5；该步骤中，第二离合器C1扭矩分为两部分，一部分是控制发动机转速的，一部分是补偿第一离合器C0扭矩下降的，这是两个离合器交接的过程；
S5：通过PID算法控制第二离合器C1扭矩使得发动机转速以大电机E2转速为目标进行调节，整车控制器继续控制小电机E1以目标转速为零降低转速，当小电机E1转速绝对值小于设定阈值F且发动机转速与大电机E2转速的差值绝对值小于设定阈值G时，执行步骤S6；
S6：锁止第二制动器B2，闭合第二离合器C1，此时车辆混合动力驱动模式切换至HEV-3。
进一步地，所述设定阈值A为2000～2500rpm，所述设定阈值B为30～60Nm，所述设定阈值C为50～100rpm，所述设定阈值D、设定阈值E均为50～150rpm，所述设定阈值F为30～150rpm，所述设定阈值G为50～100rpm。
进一步地，所述梯度△V1为500～1200Nm/s，所述梯度△V2为500～1500Nm/s。
本发明的功率分流式混合动力车辆混合动力驱动模式切换控制方法，简单可行，驱动模式切换过程中，在不同的条件下分别对第一离合器C0、第二离合器C1、第二制动器B2进行相应控制，使得车辆从HEV-4驱动模式平顺切换至HEV-3驱动模式，满足车辆加速要求及动力要求，模式切换过程紧凑连续，缩短了模式切换时间。
附图说明
图1为本发明使用的混合动力传动系统的结构示意图；
图2为本发明使用的混合动力传动系统的HEV-4驱动模式的等效杠杆图；
图3为本发明使用的混合动力传动系统的HEV-3驱动模式的等效杠杆图；
图4为实施例1中功率分流式混合动力车辆混合动力驱动模式切换控制方法的控制流程图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于实施例之表述。
本发明使用的混合动力传动系统的结构示意图如图1所示，其主要部件包括小电机E1、大电机E2、第一制动器B1、第一离合器C0、第二离合器C1、第一单行星排PG1和第二单行星排PG2组成的行星齿轮耦合机构和第三单行星排PG3，第一单行星排PG1包括第一行星架PC1、第一行星轮P1、第一太阳轮S1和第一齿圈R1，第二单行星排PG2包括第二行星架PC2、第二行星轮P2、第二太阳轮S2和第二齿圈R2，第一单行星排PG1的第一太阳轮S1与小电机E1的第一转子轴2相连接，第二单行星排PG2的第二太阳轮S2与大电机E2的第二转子轴3相连接，第三单行星排PG3包括第三行星架PC3、第三行星轮P3、第三太阳轮S3和第三齿圈R3，输入轴1与发动机ICE的输出轴相连接，第一离合器C0的一端连接在第一行星架PC1上，第一离合器C0的另一端连接在输入轴1上；第二离合器C1的一端连接在大电机E2的第二转子轴3上，第二离合器C1的另一端连接在输入轴1上，第一制动器B1的一端连接在第一行星架PC1上，第二制动器B2的一端连接在小电机E1的第一转子轴2上。本发明使用的混合动力传动系统，其结构已在专利名称为用于前置前驱混合动力车辆的变速器(公开号CN108105358A)中公开。
本发明使用的混合动力传动系统具有多种工作模式，各工作模式和换挡元件之间的控制关系如表1所示，其中〇表示打开状态，●表示闭合状态。
表1各工作模式和换挡元件之间的控制关系
工作模式 C0 C1 B1 B2
EV-1 〇 〇 ● 〇
EV-2 〇 〇 〇 ●
EV-3 〇 〇 〇 〇
EV-1RD 〇 〇 ● 〇
HEV-1 〇 ● 〇 〇
HEV-2 〇 ● ● 〇
HEV-3 〇 ● 〇 ●
HEV-4 ● 〇 〇 〇
HEV-5 ● 〇 〇 ●
HEV-6 ● ● 〇 〇
其中，第四挡位混合动力驱动模式(简称HEV-4驱动模式)的等效杠杆图如图2所示，第三挡位混合动力驱动模式(简称HEV-3驱动模式)的等效杠杆图如图3所示，图2、图3中，左侧纵坐标表示转速，nS1表示第一太阳轮转速，nS2表示第二太阳轮转速，nPC1表示第一行星架转速，nR1表示第一齿圈转速。
实施例1
一种功率分流式混合动力车辆混合动力驱动模式切换控制方法，在车辆处于HEV-4驱动模式且车速高于45Km/h、油门踏板开度大于等于65％，车辆进行混合动力驱动模式切换，其控制流程图如4所示，按以下步骤进行：
S1：整车控制器对第二离合器C1和第二制动器B2进行预充，控制小电机E1以目标转速为零降低转速，当发动机转速与大电机E2转速的差值小于设定阈值A且第二离合器C1和第二制动器B2预充完成时，设定阈值A在2000～2500rpm中取值，执行步骤S2；
S2：整车控制器控制第一离合器C0扭矩降低至发动机飞轮扭矩减去设定阈值B的值，设定阈值B在30～60Nm中取值，使第一离合器C0两端出现转速差，当发动机转速与第一行星架PC1转速的差值大于设定阈值C时，设定阈值C在50～100rpm中取值，执行步骤S3；
S3：通过降低第一离合器C0扭矩控制发动机转速提升至大电机E2转速加上设定阈值D的值，设定阈值D在50～150rpm中取值，整车控制器控制小电机E1以目标转速为零继续降低转速，此时大电机E2转速提升，当大电机E2转速大于第一行星架PC1转速时，执行步骤S4；
S4：通过按一定梯度△V降低第一离合器C0扭矩及通过PID算法控制第二离合器C1扭矩使得发动机转速维持在大电机E2转速加上设定阈值E的值，E与设定阈值D相同，梯度△V在500～1200Nm/s中取值，设定阈值E在50～150rpm中取值，当第一离合器C0扭矩下降至0时，第一离合器C0完全打开，执行步骤S5；该步骤中，第二离合器C1扭矩分为两部分，一部分是控制发动机转速的，一部分是补偿第一离合器C0扭矩下降的，这是两个离合器交接的过程；
S5：通过PID算法控制第二离合器C1扭矩使得发动机转速以大电机E2转速为目标进行调节，整车控制器继续控制小电机E1以目标转速为零降低转速，当小电机E1转速绝对值小于设定阈值F且发动机转速与大电机E2转速的差值绝对值小于设定阈值G时，设定阈值F在30～150rpm中取值，设定阈值G在50～100rpm中取值，执行步骤S6；
S6：锁止第二制动器B2，闭合第二离合器C1，此时车辆混合动力驱动模式切换至HEV-3。

Claims (3)

1.一种功率分流式混合动力车辆混合动力驱动模式切换控制方法，其特征在于：在车辆处于HEV-4驱动模式且车速高于45Km/h、油门踏板开度大于等于65％时，车辆进行混合动力驱动模式切换，按以下步骤进行：
S1：整车控制器对第二离合器(C1)和第二制动器(B2)进行预充，控制小电机(E1)以目标转速为零降低转速，当发动机转速与大电机(E2)转速的差值小于设定阈值A且第二离合器(C1)和第二制动器(B2)预充完成时，执行步骤S2；
S2：整车控制器控制第一离合器(C0)扭矩降低至发动机飞轮扭矩减去设定阈值B的值，当发动机转速与第一行星架转速的差值大于设定阈值C时，执行步骤S3；
S3：通过降低第一离合器(C0)扭矩控制发动机转速提升至大电机(E2)转速加上设定阈值D的值，整车控制器继续控制小电机(E1)以目标转速为零降低转速，当大电机(E2)转速大于第一行星架转速时，执行步骤S4；
S4：通过按一定梯度△V降低第一离合器(C0)扭矩及通过PID算法控制第二离合器(C1)扭矩使得发动机转速维持在大电机(E2)转速加上设定阈值E的值，E与设定阈值D相同，当第一离合器(C0)扭矩下降至0时，第一离合器(C0)完全打开，执行步骤S5；
S5：通过PID算法控制第二离合器(C1)扭矩使得发动机转速以大电机(E2)转速为目标进行调节，整车控制器继续控制小电机(E1)以目标转速为零降低转速，当小电机(E1)转速绝对值小于设定阈值F且发动机转速与大电机(E2)转速的差值绝对值小于设定阈值G时，执行步骤S6；
S6：锁止第二制动器(B2)，闭合第二离合器(C1)，此时车辆混合动力驱动模式切换至HEV-3。
2.如权利要求1所述的功率分流式混合动力车辆混合动力驱动模式切换控制方法，其特征在于：所述设定阈值A为2000～2500rpm，所述设定阈值B为30～60Nm，所述设定阈值C为50～100rpm，所述设定阈值D、设定阈值E均为50～150rpm，所述设定阈值F为30～150rpm，所述设定阈值G为50～100rpm。
3.如权利要求1或2所述的功率分流式混合动力车辆混合动力驱动模式切换控制方法，其特征在于：所述梯度△V为500～1200Nm/s。
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