CN110979307B - 一种双电机动力系统串并联模式切换的控制方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种双电机动力系统串并联模式切换的控制方法及装置，所述方法包括：当接收到双电机由串联模式切换至并联模式的请求时，执行离合器的充油和调节发动机的转速均达到预设条件，其中，所述双电机包括第一电机和第二电机；当执行离合器的充油和调节发动机的转速均达到预设条件时，判断离合器的当前工作状态是否满足锁止状态；如果所述当前工作状态满足锁止状态时，离合器开始锁止并同时对第一电机或者第二电机进行扭矩补偿，直到离合器完成锁止，离合器锁止后，通过第一电机和第二电机之间的扭矩交换，驱动系统由串联模式切换至并联模式；本发明采用双电机的扭矩补偿，能够抵消因离合器两端角加速度不一致产生的惯性扭矩差值，减小离合器锁止冲击，使串并联模式切换的平滑过渡，提高驾驶性。

Description

一种双电机动力系统串并联模式切换的控制方法及装置
技术领域
本发明涉及混合动力技术领域，特别涉及一种双电机动力系统串并联模式切换的控制方法及装置。
背景技术
随着经济的发展和传统能源的减少，越来越多的汽车制造商研发混合动力汽车用于代替传统的能源汽车，能够解决传统的能源减少，也满足日常人们的出行需求。
目前，市场上混合动力系统中主流产品为单电机的混合动力架构，但是单电机混合动力系统在中低车速下发动机介入时，会由于发动机不能工作在高效区间，使整车的效率降低，许多汽车制造商开发了双电机架构的混合动力系统，可以解决中低车速下发动机无法工作在高效区间的问题，提升整车效率。
但是在双电机架构相近的架构中，串联模式(Serial Mode)和并联模式(ParallelMode)之间的切换是通过控制一个离合器开闭来进行切换的，在串联模式下，当中低车速电池SOC不足或者电池输出功率达不到需求时，发动机启动，将发动机转速调到一个最佳工况用P1电机进行发电，发电主要用于给P2电机驱动，电池多充少补保证P2电机的电量需求，此工况由于离合器打开，因此发动机转速可以自由调整；在并联模式下，应用在车辆高速行驶中，通过离合器贴合，发动机动力通过变速箱直接输出，此时发动机转速很高，可以轻易到达最佳效率工作区间；在串联模式切换到并联模式时，需要结合离合器，一般情况下是先通过调速(电机调速或者离合器滑摩调速)使得离合器两端的转速差达到一定值之后锁止离合器，实现串并联之间的切换，但是，现有技术中在调速结束时，如果离合器两端轴的角加速度有差异，锁止离合器会产生惯量冲击，影响驾驶性。
因此，现有技术中因离合器两端轴的角加速度有差异，导致离合器产生惯量冲击是本领域技术人所亟需解决的。
发明内容
针对现有技术的上述问题，本发明的目的在于提供一种双电机动力系统串并联模式切换的控制方法及装置，采用双电机的扭矩补偿，能够抵消因离合器两端角加速度不一致产生的惯性扭矩差值，减小离合器锁止冲击，使串并联模式切换的平滑过渡，提高驾驶性。
为了解决上述问题，本发明提供一种双电机动力系统串并联模式切换的控制方法，包括如下步骤：
当接收到双电机由串联模式切换至并联模式的请求时，执行离合器的充油和调节发动机的转速均达到预设条件，其中，所述双电机包括第一电机和第二电机；
当执行离合器的充油和调节发动机的转速均达到预设条件时，锁止离合器；
在离合器锁止过程中，计算出扭矩补偿值，根据所述扭矩补偿值在离合器锁上过程中对第一电机或者第二电机进行扭矩补偿；
在离合器完成锁止过程后，扭矩补偿取消，所述第一电机和所述第二电机之间进行扭矩交换，直到所述第一电机的输出扭矩达到目标扭矩，使双电机由串联模式切换至并联模式。
进一步地，所述第一电机设置在所述离合器的一端，所述第二电机设置在所述离合器的另一端。
进一步地，当接收到双电机由串联模式切换至并联模式的请求时，执行离合器的充油和调节发动机的转速均达到预设条件，包括：
向离合器进行充油至预设控点值；
当完成离合器的充油时，调节发动机的转速，使发动机的转速与第二电机的转速差满足预设的转速差值。
进一步地，所述调节发动机的转速包括：通过调节发动机的输出扭矩，对发动机的转速进行调节，或者，通过调节第一电机调节的输出扭矩，对发动机的转速进行调节。
进一步地，所述目标扭矩值为0Nm。
进一步地，所述进行双电机的扭矩补偿还包括：
获取第一电机的轴角加速度和第二电机的轴角加速度；
对所述第一电机的轴角加速度和所述第二电机的轴角加速度之间的大小进行判断；
当所述第一电机的轴角加速度大于所述第二电机的轴角加速度时，计算出扭矩补偿值；
根据所述扭矩补偿值，通过增加所述第一电机的输出扭矩和/或减少所述第二电机的输出扭矩进行扭矩补偿；
当所述第一电机的轴角加速度小于所述第二电机的轴角加速度时，计算出扭矩补偿值；
根据所述扭矩补偿值，通过减少所述第一电机的输出扭矩和/或增加所述第二电机的输出扭矩进行扭矩补偿。
进一步地，当所述第一电机的轴角加速度大于所述第二电机的轴角加速度时，扭矩补偿值计算公式为：扭矩补偿值＝第一电机扭矩请求值+惯性扭矩差值。
进一步地，当所述第一电机的轴角加速度小于所述第二电机的轴角加速度时，扭矩补偿值计算公式为：所述扭矩补偿值的计算公式为：扭矩补偿值＝第二电机扭矩请求值+惯性扭矩差值。
进一步地，惯性扭矩差值的计算公式为：惯性扭矩差值＝理想状态下双电机扭矩之和-非理想状态下双电机扭矩之和。
本发明还保护了一种双电机动力系统串并联模式切换的控制装置，包括：
执行模块，用于当接收到双电机由串联模式切换至并联模式的请求时，执行离合器的充油和调节发动机的转速均达到预设条件，其中，所述双电机包括第一电机和第二电机；
判断模块，用于当执行离合器的充油和调节发动机的转速均达到预设条件时，判断离合器的当前工作状态是否满足锁止状态；
计算模块，用于在离合器锁止锁止过程中，计算出扭矩补偿值，根据所述扭矩补偿值在离合器锁上过程中对第一电机或者第二电机进行扭矩补偿
扭矩交换模块，用于在离合器完成锁止过程后，扭矩补偿取消，所述第一电机和所述第二电机之间进行扭矩交换，直到所述第一电机的输出扭矩达到目标扭矩，使双电机由串联模式切换至并联模式。
由于上述技术方案，本发明具有以下有益效果：
本发明的一种双电机动力系统串并联模式切换的控制方法及装置，采用双电机的扭矩交换，完成双电机之间的扭矩补偿，在离合器在锁止过程中，能够抵消因离合器两端角加速度不一致产生的惯性扭矩差值，减小离合器锁止冲击，使串并联模式切换的平滑过渡，提高驾驶性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，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的介绍。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它附图。
图1是本发明实施例提供的双电机动力系统串并联模式切换的控制的流程图；
图2是本发明实施例提供的S101步骤的流程图；
图3是本发明实施例提供的S103步骤的流程图。
图4是本发明实施例提供的双电机动力系统串并联模式切换的控制装置的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的执行模块的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的扭矩交换模块的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
实施例一
本实施例一提供一种双电机动力系统串并联模式切换的控制方法，如图1所示，包括如下步骤：
S101.当接收到双电机由串联模式切换至并联模式的请求时，执行离合器的充油和调节发动机的转速均达到预设条件，其中，所述双电机包括第一电机和第二电机；
S102.当执行离合器的充油和调节发动机的转速均达到预设条件时，锁止离合器；
S103.在离合器锁止过程中，计算出扭矩补偿值，根据所述扭矩补偿值在离合器锁上过程中对第一电机或者第二电机进行扭矩补偿；
S104.在离合器完成锁止过程后，补偿取消，所述第一电机和所述第二电机之间进行扭矩交换，直到所述第一电机的输出扭矩达到目标扭矩，使双电机由串联模式切换至并联模式。
具体地，所述第一电机设置在所述离合器的一端，所述第二电机设置在所述离合器的另一端。
如图2所示，所述S101步骤中，接收到双电机由串联模式切换至并联模式的请求时，执行离合器的充油和调节发动机的转速均达到预设条件，包括：
S202.向离合器进行充油至预设控点值；
S203.当完成离合器的充油时，调节发动机的转速，使发动机的转速与第二电机的转速差满足预设的转速差值。
进一步地，所述调节发动机的转速包括：通过调节发动机的输出扭矩，对发动机的转速进行调节，或者，通过调节第一电机调节的输出扭矩，对发动机的转速进行调节。
具体地，所述目标扭矩值为0Nm。
如图3所示，所述S103步骤中，所述进行双电机的扭矩补偿还包括：
S301.获取第一电机的轴角加速度和第二电机的轴角加速度；
S302.对所述第一电机的轴角加速度和所述第二电机的轴角加速度之间的大小进行判断；
S303.当所述第一电机的轴角加速度大于所述第二电机的轴角加速度时，计算出扭矩补偿值；
S304.根据所述扭矩补偿值，通过增加所述第一电机的输出扭矩和/或减少所述第二电机的输出扭矩进行扭矩补偿；
S305.当所述第一电机的轴角加速度小于所述第二电机的轴角加速度时，计算出扭矩补偿值；
S306.根据所述扭矩补偿值，通过减少所述第一电机的输出扭矩和/或增加所述第二电机的输出扭矩进行扭矩补偿。
一些实施例中，如果所述当前工作状态满足锁止状态时，当所述第一电机的轴角加速度大于所述第二电机的轴角加速度时，增加所述第一电机的输出扭矩，能够降低离合器一端所述第一电机的转动惯性扭矩，同时减少所述第二电机的输出扭矩，能够保证给变速箱的输入扭矩不受离合器锁止的惯性扭矩影响；当所述第一电机的轴角加速度小于所述第二电机的轴角加速度时，减少所述第一电机的输出扭矩，能够降低离合器一端所述第一电机的转动惯性扭矩，同时增加所述第二电机的输出扭矩，能够保证给变速箱的输入扭矩不受离合器锁止的惯性扭矩影响。
具体地，当所述第一电机的轴角加速度大于所述第二电机的轴角加速度时，扭矩补偿值计算公式为：扭矩补偿值＝第一电机扭矩请求值+惯性扭矩差值。
具体地，当所述第一电机的轴角加速度小于所述第二电机的轴角加速度时，扭矩补偿值计算公式为：所述扭矩补偿值的计算公式为：扭矩补偿值＝第二电机扭矩请求值+惯性扭矩差值。
进一步地，扭矩上升和下降速率可以标定，防止扭矩突变。
进一步地，惯性扭矩差值的计算公式为：惯性扭矩差值＝理想状态下双电机扭矩之和-非理想状态下双电机扭矩之和。
具体地，获取惯性扭矩差值的计算过程为：
当离合器打开时，
第一电机的惯性扭矩为：J(ICE+P1)W1＝T_Eng+T_P1-Tc0_In；
第二电机的惯性扭矩为：J(P2)W2＝T_P2+Tc0_out-T_Out；
其中，Tc0_out等于Tc0_In，两者均为0；
当离合器锁止时，
Tc0_out等于Tc0_In，两者均不为0，其中，理想状态下双电机扭矩之和是：在理想状态下W1等于W2，第一电机的惯性扭矩和第二电机的惯性扭矩相加获取的，即T_Eng+T_P1+T_P2-T_Out＝J(ICE+P1+P2)W2；非理想状态下双电机扭矩之和是：在非理想状态下W1一定不等于W2，T_Eng+T_P1+T_P2-T_Out＝J(ICE+P1)W1+J(P2)W2，通过两者之差获取得到惯性扭矩差值。
本发明还保护了一种双电机动力系统串并联模式切换的控制装置，如图4所示，包括：
执行模块10，用于当接收到双电机由串联模式切换至并联模式的请求时，执行离合器的充油和调节发动机的转速均达到预设条件，其中，所述双电机包括第一电机和第二电机；
锁止模块20，用于当执行离合器的充油和调节发动机的转速均达到预设条件时，锁止离合器；
计算模块30，用于在离合器锁止至解锁过程时，计算出扭矩补偿值，根据所述扭矩补偿值在离合器锁上过程中对第一电机或者第二电机进行扭矩补偿；
扭矩交换模块40，用于在离合器完成锁止过程后，扭矩补偿取消，所述第一电机和所述第二电机之间进行扭矩交换，直到所述第一电机的输出扭矩达到目标扭矩，使双电机由串联模式切换至并联模式。
如图5所示，所述执行模块10还包括：
充油执行单元101，用于向离合器进行充油至预设控点值；
转速调节单元102，用于当完成离合器的充油时，调节发动机的转速，使发动机的转速与第二电机的转速差满足预设的转速差值。
如图6所述，所述扭矩交换模块40还包括：
轴角加速度获取单元401，用于获取第一电机的轴角加速度和第二电机的轴角加速度；
轴角加速度判断单元402，用于对所述第一电机的轴角加速度和所述第二电机的轴角加速度之间的大小进行判断；
第一计算单元403，用于当所述第一电机的轴角加速度大于所述第二电机的轴角加速度时，计算出扭矩补偿值；
第一交换单元404，用于根据所述扭矩补偿值，通过增加所述第一电机的输出扭矩和/或减少所述第二电机的输出扭矩进行扭矩补偿；
第二计算单元405，用于当所述第一电机的轴角加速度小于所述第二电机的轴角加速度时，计算出扭矩补偿值；
第二交换单元406，用于根据所述扭矩补偿值，通过减少所述第一电机的输出扭矩和/或增加所述第二电机的输出扭矩进行扭矩补偿。
实施例一提供了一种双电机动力系统串并联模式切换的控制方法及装置，采用双电机的扭矩交换，完成双电机之间的扭矩补偿，在离合器在锁止过程中，能够抵消因离合器两端角加速度不一致产生的惯性扭矩差值，减小离合器锁止冲击，使串并联模式切换的平滑过渡，提高驾驶性。
要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，将其都表述为二系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。同样地，上述中双电机动力系统串并联模式切换的控制装置的各模块是指计算机程序或者程序段，用于执行某一项或多项特定的功能，此外，上述各模块的区分并不代表实际的程序代码也必须是分开的。此外，还可对上述实施例进行任意组合，得到其他的实施例。
在上述实施例中，对各实施例的描述都各有侧重，某各实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。本领域技术人员还可以了解到本发明实施例列出的各种说明性逻辑块(illustrative logical block)，单元，和步骤可以通过电子硬件、电脑软件，或两者的结合进行实现。为清楚展示硬件和软件的可替换性(interchangeability)，上述的各种说明性部件(illustrative components)，单元和步骤已经通用地描述了它们的功能。这样的功能是通过硬件还是软件来实现取决于特定的应用和整个系统的设计要求。本领域技术人员可以对于每种特定的应用，可以使用各种方法实现所述的功能，但这种实现不应被理解为超出本发明实施例保护的范围。
上述说明已经充分揭露了本发明的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。

Claims (9)

1.一种双电机动力系统串并联模式切换的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
当接收到双电机由串联模式切换至并联模式的请求时，执行离合器的充油达到预设条件和调节发动机的输出扭矩或第一电机的输出扭矩，以使发动机的转速达到预设条件；其中，所述双电机包括第一电机和第二电机；
当执行离合器的充油和调节发动机的转速均达到预设条件时，锁止离合器；
在离合器锁止过程中，计算出扭矩补偿值，根据所述扭矩补偿值在离合器锁上过程中对第一电机或者第二电机进行扭矩补偿；
在离合器完成锁止过程后，扭矩补偿取消，所述第一电机和所述第二电机之间进行扭矩交换，直到所述第一电机的输出扭矩达到目标扭矩，使双电机由串联模式切换至并联模式。
2.根据权利要求1所述的一种双电机动力系统串并联模式切换的控制方法，其特征在于，所述第一电机设置在所述离合器的一端，所述第二电机设置在所述离合器的另一端。
3.根据权利要求1所述的一种双电机动力系统串并联模式切换的控制方法，其特征在于，当接收到双电机由串联模式切换至并联模式的请求时，执行离合器的充油和调节发动机的转速均达到预设条件，包括：
向离合器进行充油至预设控点值；
当完成离合器的充油时，调节发动机的转速，使发动机的转速与第二电机的转速差满足预设的转速差值。
4.根据权利要求1所述的一种双电机动力系统串并联模式切换的控制方法，其特征在于，所述目标扭矩值为0Nm。
5.根据权利要求1所述的一种双电机动力系统串并联模式切换的控制方法，其特征在于，进行双电机的扭矩交换还包括：
获取第一电机的轴角加速度和第二电机的轴角加速度；
对所述第一电机的轴角加速度和所述第二电机的轴角加速度之间的大小进行判断；
当所述第一电机的轴角加速度大于所述第二电机的轴角加速度时，计算出扭矩补偿值；
根据所述扭矩补偿值，通过增加所述第一电机的输出扭矩和/或减少所述第二电机的输出扭矩进行扭矩补偿；
当所述第一电机的轴角加速度小于所述第二电机的轴角加速度时，计算出扭矩补偿值；
根据所述扭矩补偿值，通过减少所述第一电机的输出扭矩和/或增加所述第二电机的输出扭矩进行扭矩补偿。
6.根据权利要求5所述的一种双电机动力系统串并联模式切换的控制方法，其特征在于，当所述第一电机的轴角加速度大于所述第二电机的轴角加速度时，扭矩补偿值计算公式为：扭矩补偿值＝第一电机扭矩请求值+惯性扭矩差值。
7.根据权利要求5所述的一种双电机动力系统串并联模式切换的控制方法，其特征在于，当所述第一电机的轴角加速度小于所述第二电机的轴角加速度时，扭矩补偿值计算公式为：所述扭矩补偿值的计算公式为：扭矩补偿值＝第二电机扭矩请求值+惯性扭矩差值。
8.根据权利要求6或7项中所述的一种双电机动力系统串并联模式切换的控制方法，其特征在于，惯性扭矩差值的计算公式为：惯性扭矩差值＝理想状态下双电机扭矩之和—非理想状态下双电机扭矩之和。
9.一种双电机动力系统串并联模式切换的控制装置，其特征在于，包括：
执行模块，用于当接收到双电机由串联模式切换至并联模式的请求时，执行离合器的充油达到预设条件和调节发动机的输出扭矩或第一电机的输出扭矩，以使发动机的转速均达到预设条件，其中，所述双电机包括第一电机和第二电机；
锁止模块，用于当执行离合器的充油和调节发动机的转速均达到预设条件时，锁止离合器；
计算模块，用于在离合器锁止过程中，计算出扭矩补偿值，根据所述扭矩补偿值在离合器锁上过程中对第一电机或者第二电机进行扭矩补偿；
扭矩交换模块，用于根据所述扭矩补偿值，所述第一电机和所述第二电机之间进行扭矩交换，直到所述第一电机的输出扭矩达到目标扭矩，使双电机由串联模式切换至并联模式。
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