CN113733932B - 混合动力模式切换扭矩控制方法、混合动力系统及汽车 - Google Patents

混合动力模式切换扭矩控制方法、混合动力系统及汽车 Download PDF

Info

Publication number
CN113733932B
CN113733932B CN202111127562.9A CN202111127562A CN113733932B CN 113733932 B CN113733932 B CN 113733932B CN 202111127562 A CN202111127562 A CN 202111127562A CN 113733932 B CN113733932 B CN 113733932B
Authority
CN
China
Prior art keywords
torque
control mode
vehicle
driving motor
mode switching
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111127562.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113733932A (zh
Inventor
庄晓
李明震
王勤猛
于淼尧
史涛
孙毅
徐贞森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FAW Jiefang Automotive Co Ltd
FAW Jiefang Qingdao Automobile Co Ltd
Original Assignee
FAW Jiefang Automotive Co Ltd
FAW Jiefang Qingdao Automobile Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by FAW Jiefang Automotive Co Ltd, FAW Jiefang Qingdao Automobile Co Ltd filed Critical FAW Jiefang Automotive Co Ltd
Priority to CN202111127562.9A priority Critical patent/CN113733932B/zh
Publication of CN113733932A publication Critical patent/CN113733932A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113733932B publication Critical patent/CN113733932B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/24Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the combustion engines
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/26Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/36Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings
    • B60K6/365Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings with the gears having orbital motion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10Vehicle control parameters
    • B60L2240/12Speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/42Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/423Torque
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

本发明属于交通工具技术领域,公开了混合动力模式切换扭矩控制方法、混合动力系统及汽车。该方法包括以下步骤:判断车辆当前的控制模式,如果车辆当前的控制模式由扭矩控制模式切换为功率控制模式,获取模式切换实际时间t,当模式切换实际时间t小于等于第一预设时间t1,确定驱动电机设定扭矩Tout为T,其中T=α×T2+(1‑α)×T‑1,T的初始值为T‑1=T1;如果车辆当前的控制模式由功率控制模式切换为扭矩控制模式,获取模式切换实际时间t,当模式切换实际时间t小于等于第二预设时间t2,确定驱动电机设定扭矩Tout为T,其中T=α×T1+(1‑α)×T‑1,T的初始值为T‑1=T2,α为控制模式切换过程中扭矩平滑系数。该方法进行控制模式转换时,保证驱动电机扭矩的平顺性。

Description

混合动力模式切换扭矩控制方法、混合动力系统及汽车
技术领域
本发明涉及交通工具技术领域,尤其涉及混合动力模式切换扭矩控制方法、混合动力系统及汽车。
背景技术
混合动力汽车作为传统燃油车和纯电动汽车的过渡,异军突起,成为研究热点。混合动力汽车的动力系统由多个动力源构成,通过合理的传动系统结构设计和能量管理策略,可以实现需求功率在各动力源之间的合理分配以及动力系统部件之间的协调控制,在保证动力性的前提下,改善整车经济性。
现有混合动力汽车具体分为串联式、并联式、混联式及插电式等,在混合动力汽车需要进行车辆换挡和模式切换,混合动力汽车的控制系统将模式切换和换档协调视为两个相互独立的过程,对两者之间的冲突无有效的协调方法,影响车辆的动力性和经济性。同时,现有混合动力系统只能缩短了换挡时间,但是未提及模式切换过程中扭矩计算的方法过程以及模式切换过程的识别逻辑,不具有通用性,且在模式切换过程中容易造成较大冲击,平顺性不好,影响用户体验。
发明内容
本发明的目的在于提供混合动力模式切换扭矩控制方法、混合动力系统及汽车,实现模式切换过程驱动电机扭矩的平滑过渡。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
混合动力模式切换扭矩控制方法,用于对混合动力系统在模式切换过程中对驱动电机的扭矩进行控制,所述混合动力模式切换扭矩控制方法包括以下步骤:
获取车辆当前车速v,并比较车辆当前车速v、第一预设车速v1及第二预设车速v2,其中第一预设车速v1<第二预设车速v2
如果车辆当前车速v小于第一预设车速v1,车辆当前的控制模式为扭矩控制模式,并确定驱动电机的第一理论输出扭矩T1
如果车辆当前车速v大于第二预设车速v2,车辆当前的控制模式为功率控制模式,并确定驱动电机的第二理论输出扭矩T2
如果车辆当前的控制模式为扭矩控制模式,驱动电机设定扭矩Tout为驱动电机的第一理论输出扭矩T1
如果车辆当前的控制模式为功率控制模式,驱动电机设定扭矩Tout为驱动电机的第二理论输出扭矩T2
如果车辆当前的控制模式由扭矩控制模式切换为功率控制模式,获取模式切换实际时间t,当模式切换实际时间t小于等于第一预设时间t1,确定驱动电机设定扭矩Tout为T,其中T=α×T2+(1-α)×T-1,T的初始值为T-1=T1
如果车辆当前的控制模式由功率控制模式切换为扭矩控制模式,获取模式切换实际时间t,当模式切换实际时间t小于等于第二预设时间t2,确定驱动电机设定扭矩Tout为T,其中T=α×T1+(1-α)×T-1,T的初始值为T-1=T2,α为控制模式切换过程中扭矩平滑系数。
作为优选,驱动电机的第一理论输出扭矩T1为驾驶员需求扭矩。
作为优选,驱动电机的第二理论输出扭矩
Figure BDA0003279148420000021
其中n为传动轴转速,P为整车需求功率。
作为优选,第一预设时间t1和第二预设时间t2相同或不同。
作为优选,第一预设车速v1=5km/h,第二预设车速v2=8km/h。
为达上述目的,本发明还提供了混合动力系统,采用上述的混合动力模式切换扭矩控制方法进行控制,所述混合动力系统包括:
发动机、第一行星架及第一行星轮,所述发动机的输出端连接于所述第一行星架,在所述第一行星架上转动设置有所述第一行星轮;
发电机和第一太阳轮,所述发电机的输出端连接于所述第一太阳轮,所述第一太阳轮位于所述第一行星架内部并与所述第一行星轮相啮合;
驱动电机和第一齿圈,所述驱动电机的输出端连接于所述第一齿圈,所述第一齿圈套设于所述第一行星架的外部并与所述第一行星轮相啮合;
输出轴,连接于所述第一齿圈。
作为优选,所述混合动力系统还包括:
第二太阳轮,连接于所述驱动电机的输出端;
第二行星架和第二行星轮,在所述第二行星架上转动设置有所述第二行星轮,所述第二行星轮和所述第二太阳轮相啮合,所述输出轴分别穿设于所述第二太阳轮、所述第二行星架;
第二齿圈,套设于所述第二行星架的外部并和所述第二行星轮相啮合。
作为优选,所述混合动力系统还包括主减速齿轮组件,所述主减速齿轮组件设置于所述输出轴远离所述第一齿圈的一端并连接于差速器。
作为优选,在所述第一行星架内设置有中心孔,所述第一太阳轮设置于所述中心孔内。
为达上述目的,本发明还提供了汽车,包括上述混合动力系统。
本发明的有益效果:
本发明提供的混合动力模式切换扭矩控制方法,在判断车辆当前的控制模式时,车辆当前车速v需要和第一预设车速v1及第二预设车速v2分别进行比较后再确定控制模式,当车辆当前车速v在第一预设车速v1和第二预设车速v2之间时,车辆当前控制模式保持上一个控制模式不变,与现有技术相比,起到了滞缓的作用,减少了在预设车速附近出现震荡摆动的情况。
该混合动力模式切换扭矩控制方法,先判断车辆的当前控制模式,然后确定车辆的控制模式为扭矩控制模式、功率控制模式或者以上两种控制模式之间的转换,当由扭矩控制模式切换为功率控制模式或者由功率控制模式切换为扭矩控制模式时,通过设置模式切换实际时间t小于等于第一预设时间t1,模式切换实际时间t小于等于第二预设时间t2,第一预设时间t1和第二预设时间t2相当于设定一个用于模式切换的扭矩平滑过渡时间,在该扭矩平滑过渡时间内,通过设置T的初始值为T-1,其初值设为上一个控制模式的扭矩值,当超过用于模式切换的扭矩平滑过渡时间后,驱动电机设定扭矩设为当前控制模式下的目标扭矩,从而实现模式切换过程扭矩的平滑过渡。当扭矩控制模式切换和功率控制模式两者进行转换时,利用控制模式切换过程中扭矩平滑系数,保证驱动电机扭矩的平顺性和光滑性,避免产生较大的冲击。
本发明提供的混合动力系统为行星排式结构,采用发动机、发电机及驱动电机三个动力源,共同决定输出轴的动力输出。第一行星架、第一行星轮、第一太阳轮和第一齿圈共同形成传动机构,通过合理布置传动机构,可以实现需求功率在各个动力源之间的合理分配,在保证动力性的前提下,改善整车经济性。
本发明提供的汽车,包括混合动力系统,能够有效控制电池吞吐量,耐疲劳性好。
附图说明
图1是本发明提供的混合动力系统的原理示意图;
图2是本发明提供的混合动力模式切换扭矩控制方法的流程图。
图中:
1、发动机;2、第一行星架;3、第一行星轮;4、第一太阳轮;5、第一齿圈;6、输出轴;7、第二太阳轮;8、第二行星架;9、第二行星轮;10、第二齿圈;11、主减速齿轮组件。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚,下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述,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,本领域技术人员在没有作出创造性劳动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。
在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本实施例提供了一种汽车,具体为混合动力汽车,包括混合动力系统,能够有效控制电池吞吐量,耐疲劳性好。
本实施例提供了一种混合动力系统,具体为混联式和行星式混合动力系统,适用于混合动力汽车技术领域。如图1所示,混合动力系统包括发动机1、第一行星架2、第一行星轮3、发电机(图中未示出)、第一太阳轮4、驱动电机(图中未示出)、第一齿圈5及输出轴6,发动机1的输出端连接于第一行星架2,第一行星架2具体可以为圆环、三角形结构等,第一行星架2为相对其中心对称的结构,第一行星架2通过转轴转动设置有第一行星轮3。发电机的输出端连接于第一太阳轮4,第一太阳轮4位于第一行星架2的中心孔内,中心孔用于容纳第一太阳轮4,第一太阳轮4与第一行星轮3相啮合。驱动电机的输出端连接于第一齿圈5,第一齿圈5不是固定设置,驱动电机能够驱动第一齿圈5进行转动,第一齿圈5套设于第一行星架2的外部并与第一行星轮3相啮合,且第一齿圈5连接于输出轴6,输出轴6用于动力输出。
该混合动力系统为行星排式结构,采用发动机1、发电机及驱动电机三个动力源,共同决定输出轴6的动力输出。第一行星架2、第一行星轮3、第一太阳轮4和第一齿圈5共同形成传动机构,通过合理布置传动机构,可以实现需求功率在各个动力源之间的合理分配,在保证动力性的前提下,改善整车经济性。
可以理解的是,驱动电机的输出端可以直接连接于第一齿圈5,驱动电机还可以通过行星结构间接连接于第一齿圈5。具体地,该混合动力系统还包括第二太阳轮7、第二行星架8、第二行星轮9及第二齿圈10,驱动电机的输出端连接于第二太阳轮7,第二行星架8的中心上设置有安装孔,安装孔用于为第二太阳轮7提供安装空间,在第二行星架8上通过销轴转动设置有第二行星轮9,第二行星轮9和第二太阳轮7相啮合,输出轴6分别穿设于第二太阳轮7、第二行星架8。在第二行星架8的外部套设有第二齿圈10,第二齿圈10为固定设置并和第二行星轮9相啮合。
在这部分结构中,驱动电机驱动第二太阳轮7转动,为主动输入部分,随着第二太阳轮7的转动,带动第二行星轮9转动。由于第二齿圈10为固定设置,第二行星架8为从动输出部分,第二行星架8通过输出轴6连接于第一齿圈5,实现驱动电机和第一齿圈5的间接连接。
为了保证能够将输出轴6输出的动力分配给各个车轮,以完成整车的正常行驶,混合动力系统还包括主减速齿轮组件11,主减速齿轮组件11设置于输出轴6远离第一齿圈5的一端,主减速齿轮组件11起到了将输出轴6的转速降低的作用。主减速齿轮组件11通过差速器将输出动力分别分配给各个车轮。
现有车辆当前控制模式进行判断时,车辆当前车速v只需要和一个预设速度进行比较,比如车辆当前车速v小于预设速度,则车辆当前控制模式为扭矩控制模式,车辆当前车速v大于预设速度,则车辆当前控制模式为功率控制模式,采用这种方式,车辆当前车速v在预设速度附近会出现扭矩控制模式和功率控制模式两者之间震荡,导致控制模式不稳定的情况。
为了解决这个问题,本实施例还提供了一种混合动力模式切换扭矩控制方法,用于对混合动力系统在模式切换过程中对驱动电机的扭矩进行控制,混合动力模式切换扭矩控制方法包括以下步骤:获取车辆当前车速v,并比较车辆当前车速v、第一预设车速v1及第二预设车速v2,其中第一预设车速v1<第二预设车速v2;如果车辆当前车速v小于第一预设车速v1,车辆当前的控制模式为扭矩控制模式,并确定驱动电机的第一理论输出扭矩T1;如果车辆当前车速v大于第二预设车速v2,车辆当前的控制模式为功率控制模式,并确定驱动电机的第二理论输出扭矩T2
在判断车辆当前的控制模式之后,如果车辆当前车速v处于升速状态,车辆当前车速v小于第一预设车速v1,车辆当前的控制模式为扭矩控制模式,车辆当前车速v超过第一预设车速v1并小于第二预设车速v2,车辆当前的控制模式依旧为扭矩控制模式,只有车辆当前车速v超过第二预设车速v2,车辆当前的控制模式为功率控制模式;如果车辆当前车速v处于降速状态,车辆当前车速v超过第二预设车速v2,车辆当前的控制模式为功率控制模式,车辆当前车速v超过第一预设车速v1并小于第二预设车速v2,车辆当前控制模式依旧为功率控制模式,只有车辆当前车速v小于第一预设车速v1,车辆当前的控制模式为扭矩控制模式。
可选地,第一预设车速v1=5km/h,第二预设车速v2=8km/h。
因此,在判断车辆当前的控制模式时,车辆当前车速v需要和第一预设车速v1及第二预设车速v2分别进行比较后再确定控制模式,当车辆当前车速v在第一预设车速v1和第二预设车速v2之间时,车辆当前控制模式保持上一个控制模式不变,与现有技术相比,起到了滞缓的作用,减少了在预设车速附近出现震荡摆动的情况。
进一步地,在完成车辆当前的控制模式判断之后,如果车辆当前的控制模式就锁定为扭矩控制模式,驱动电机设定扭矩Tout为驱动电机的第一理论输出扭矩T1。驱动电机的第一理论输出扭矩T1为驾驶员需求扭矩,也可以理解为驾驶员踩踏油门所对应的驱动电机的扭矩。
进一步地,在完成车辆当前的控制模式判断之后,如果车辆当前的控制模式就锁定为功率控制模式,驱动电机设定扭矩Tout为驱动电机的第二理论输出扭矩T2;由驾驶员需求功率计算驱动电机的第二理论输出扭矩T2,即驱动电机的第二理论输出扭矩
Figure BDA0003279148420000091
其中n为传动轴转速,P为整车需求功率。
如果车辆当前的控制模式由扭矩控制模式切换为功率控制模式,获取模式切换实际时间t,当模式切换实际时间t小于等于第一预设时间t1,确定驱动电机设定扭矩Tout为T,其中T=α×T2+(1-α)×T-1,T的初始值为T-1=T1
如果车辆当前的控制模式由功率控制模式切换为扭矩控制模式,获取模式切换实际时间t,当模式切换实际时间t小于等于第二预设时间t2,确定驱动电机设定扭矩Tout为T,其中T=α×T1+(1-α)×T-1,T的初始值为T-1=T2,α为控制模式切换过程中扭矩平滑系数。
本实施例提供的混合动力模式切换扭矩控制方法,先判断车辆的当前控制模式,然后确定车辆的控制模式为扭矩控制模式、功率控制模式或者以上两种控制模式之间的转换,当由扭矩控制模式切换为功率控制模式或者由功率控制模式切换为扭矩控制模式时,通过设置模式切换实际时间t小于等于第一预设时间t1,模式切换实际时间t小于等于第二预设时间t2,第一预设时间t1和第二预设时间t2相当于设定一个用于模式切换的扭矩平滑过渡时间,在该扭矩平滑过渡时间内,通过设置T的初始值为T-1,其初值设为上一个控制模式的扭矩值,当超过用于模式切换的扭矩平滑过渡时间后,驱动电机设定扭矩设为当前控制模式下的目标扭矩,从而实现模式切换过程扭矩的平滑过渡。当扭矩控制模式切换和功率控制模式两者进行转换时,利用控制模式切换过程中扭矩平滑系数,保证驱动电机扭矩的平顺性和光滑性,避免产生较大的冲击。
进一步地,第一预设时间t1和第二预设时间t2分别可以进行标定,第一预设时间t1和第二预设时间t2相同或不同,本实施例优选第一预设时间t1和第二预设时间t2均为2s。
本实施例提供的驱动电机设定扭矩Tout计算具体步骤如下:
第一步,判断车辆当前的控制模式;
1.1、车辆当前车速v小于第一预设车速v1,车辆当前的控制模式为扭矩控制模式,驱动电机设定扭矩Tout为驱动电机的第一理论输出扭矩T1=100Nm,其中T1为驾驶员需求扭矩;
1.2、如果车辆当前车速v大于第二预设车速v2,车辆当前的控制模式为功率控制模式,并确定驱动电机的第二理论输出扭矩T2
Figure BDA0003279148420000101
其中,n=2000rpm,P=30Kw。
第二步,计算模式切换过程驱动电机模式切换扭矩T;
2.1、切换扭矩计算公式如下:T=α×T2+(1-α)×T-1,T的初始值为T-1=T1
其中,α=0.3为控制模式切换过程中扭矩平滑系数,T的初始值为T-1=T1=100Nm;
2.1、如果车辆当前的控制模式由功率控制模式切换为扭矩控制模式,驱动电机模式切换扭矩计算公式如下:T=α×T1+(1-α)×T-1,T的初始值为T-1=T2=143.25Nm,α=0.3为控制模式切换过程中扭矩平滑系数。
第三步,确定驱动电机设定扭矩Tout
3.1、若车辆当前的控制模式处于扭矩控制模式,则驱动电机设定扭矩Tout等于驱动电机理论输出扭矩,即Tout=T1=100Nm;
3.2、若车辆当前的控制模式处于功率控制模式,则驱动电机设定扭矩Tout等于驱动电机理论输出扭矩为Tout=T2=143.25Nm;
3.3、若车辆当前的控制模式处于扭矩模式切换为功率模式过程,获取模式切换实际时间t,当模式切换实际时间t小于等于第一预设时间t1,即模式切换时间未超过2s,则驱动电机设定扭矩Tout按2.1步计算;
3.4、若车辆当前的控制模式处于功率模式切换为扭矩模式过程,获取模式切换实际时间t,当模式切换实际时间t小于等于第二预设时间t2,即模式切换时间未超过2s,则驱动电机设定扭矩Tout按2.2步计算。
本实施例提供的混合动力模式切换扭矩控制方法的步骤:
S0、开始;
S1、读入车速的挡位,并获取车辆当前车速v;
S2、判断车辆当前车速v是否小于第一预设车速v1,若是,执行S21,若否,执行S22;
S21、确定车辆当前的控制模式为扭矩控制模式,并执行S3;
S22、判断车辆当前车速v是否大于第二预设车速v2,若是,执行S23,若否,执行S24;
S23、确定车辆当前的控制模式为功率控制模式,并执行S4;
S3、判断车辆当前的控制模式是否需要转换,若是,执行S31,若否,执行S32;
S31、确定驱动电机设定扭矩Tout为T=α×T2+(1-α)×T-1
S32、确定驱动电机设定扭矩Tout为驱动电机的第一理论输出扭矩T1
S4、判断车辆当前的控制模式是否需要转换,若是,执行S41,若否,执行S42;
S41、确定驱动电机设定扭矩Tout为T=α×T1+(1-α)×T-1
S42、确定驱动电机设定扭矩Tout为驱动电机的第二理论输出扭矩T2
S5、结束。
于本文的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述和简化操作,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”,仅仅用于在描述上加以区分,并没有特殊的含义。
在本说明书的描述中,参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
此外,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (8)

1.混合动力模式切换扭矩控制方法,用于对混合动力系统在模式切换过程中对驱动电机的扭矩进行控制,其特征在于,所述混合动力模式切换扭矩控制方法包括以下步骤:
获取车辆当前车速v,并比较车辆当前车速v、第一预设车速v1及第二预设车速v2,其中第一预设车速v1<第二预设车速v2
如果车辆当前车速v小于第一预设车速v1,车辆当前的控制模式为扭矩控制模式,并确定驱动电机的第一理论输出扭矩T1
如果车辆当前车速v大于第二预设车速v2,车辆当前的控制模式为功率控制模式,并确定驱动电机的第二理论输出扭矩T2
如果车辆当前的控制模式为扭矩控制模式,驱动电机设定扭矩Tout为驱动电机的第一理论输出扭矩T1
如果车辆当前的控制模式为功率控制模式,驱动电机设定扭矩Tout为驱动电机的第二理论输出扭矩T2
如果车辆当前的控制模式由扭矩控制模式切换为功率控制模式,获取模式切换实际时间t,当模式切换实际时间t小于等于第一预设时间t1,确定驱动电机设定扭矩Tout为T,其中T=α×T2+(1-α)×T-1,T-1=T1
如果车辆当前的控制模式由功率控制模式切换为扭矩控制模式,获取模式切换实际时间t,当模式切换实际时间t小于等于第二预设时间t2,确定驱动电机设定扭矩Tout为T,其中T=α×T1+(1-α)×T-1,T-1=T2,α为控制模式切换过程中扭矩平滑系数;
驱动电机的第一理论输出扭矩T1为驾驶员需求扭矩;
驱动电机的第二理论输出扭矩
Figure FDA0004105751840000011
其中n为传动轴转速,P为整车需求功率。
2.根据权利要求1所述的混合动力模式切换扭矩控制方法,其特征在于,第一预设时间t1和第二预设时间t2相同或不同。
3.根据权利要求1所述的混合动力模式切换扭矩控制方法,其特征在于,第一预设车速v1=5km/h,第二预设车速v2=8km/h。
4.混合动力系统,其特征在于,采用权利要求1-3任一项所述的混合动力模式切换扭矩控制方法进行控制,所述混合动力系统包括:
发动机(1)、第一行星架(2)及第一行星轮(3),所述发动机(1)的输出端连接于所述第一行星架(2),在所述第一行星架(2)上转动设置有所述第一行星轮(3);
发电机和第一太阳轮(4),所述发电机的输出端连接于所述第一太阳轮(4),所述第一太阳轮(4)位于所述第一行星架(2)内部并与所述第一行星轮(3)相啮合;
驱动电机和第一齿圈(5),所述驱动电机的输出端连接于所述第一齿圈(5),所述第一齿圈(5)套设于所述第一行星架(2)的外部并与所述第一行星轮(3)相啮合;
输出轴(6),连接于所述第一齿圈(5)。
5.根据权利要求4所述的混合动力系统,其特征在于,所述混合动力系统还包括:
第二太阳轮(7),连接于所述驱动电机的输出端;
第二行星架(8)和第二行星轮(9),在所述第二行星架(8)上转动设置有所述第二行星轮(9),所述第二行星轮(9)和所述第二太阳轮(7)相啮合,所述输出轴(6)分别穿设于所述第二太阳轮(7)、所述第二行星架(8);
第二齿圈(10),套设于所述第二行星架(8)的外部并和所述第二行星轮(9)相啮合。
6.根据权利要求5所述的混合动力系统,其特征在于,所述混合动力系统还包括主减速齿轮组件(11),所述主减速齿轮组件(11)设置于所述输出轴(6)远离所述第一齿圈(5)的一端并连接于差速器。
7.根据权利要求4所述的混合动力系统,其特征在于,在所述第一行星架(2)内设置有中心孔,所述第一太阳轮(4)设置于所述中心孔内。
8.汽车,其特征在于,包括权利要求4-7任一项所述混合动力系统。
CN202111127562.9A 2021-09-26 2021-09-26 混合动力模式切换扭矩控制方法、混合动力系统及汽车 Active CN113733932B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111127562.9A CN113733932B (zh) 2021-09-26 2021-09-26 混合动力模式切换扭矩控制方法、混合动力系统及汽车

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111127562.9A CN113733932B (zh) 2021-09-26 2021-09-26 混合动力模式切换扭矩控制方法、混合动力系统及汽车

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113733932A CN113733932A (zh) 2021-12-03
CN113733932B true CN113733932B (zh) 2023-04-28

Family

ID=78741107

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111127562.9A Active CN113733932B (zh) 2021-09-26 2021-09-26 混合动力模式切换扭矩控制方法、混合动力系统及汽车

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113733932B (zh)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7223200B2 (en) * 2001-10-22 2007-05-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hybrid-vehicle drive system and operation method with a transmission
US8035324B2 (en) * 2007-11-01 2011-10-11 GM Global Technology Operations LLC Method for determining an achievable torque operating region for a transmission
JP5029915B2 (ja) * 2008-07-31 2012-09-19 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 回転電機制御システム及び車両駆動システム
KR101876740B1 (ko) * 2017-04-17 2018-07-10 현대자동차주식회사 하이브리드 자동차 및 그를 모드 전환 방법
JP7163838B2 (ja) * 2019-03-20 2022-11-01 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両およびハイブリッド車両の制御方法
CN111409623B (zh) * 2020-03-10 2022-07-08 科力远混合动力技术有限公司 混合动力汽车模式切换过程中扭矩控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113733932A (zh) 2021-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6867509B1 (en) Control apparatus for transmission-equipped hybrid vehicle, and control method for the same
US20200369258A1 (en) Ecms-based phev four-drive torque distribution method
CN107697063B (zh) 一种智能混合动力汽车能量管理控制方法
CN101951092B (zh) 电动汽车用双转子电机行星齿轮无级变速系统的控制方法
JP5742949B2 (ja) 車両の駆動力制御装置
CN109606348B (zh) 一种插电式行星混联汽车能量管理控制方法
CN110395243B (zh) 一种cvt插电式四驱混合动力汽车的cvt速比优化及能量管理方法
CN104786818A (zh) 混合动力汽车混联式双行星轮系动力耦合装置及方法
CN112659879B (zh) 一种纵置车辆动力总成及车辆动力控制方法
CN101149094A (zh) 基于双行星排的混合动力驱动装置
CN205395752U (zh) 一种并联式混合动力驱动系统及汽车
CN110834549A (zh) 一种电动汽车双电机驱动系统及其功率耦合综合控制方法
CN106864307A (zh) 一种双电机的驱动控制方法、装置、控制器及汽车
US20100240491A1 (en) System for vehicle propulsion having and method of making same
JP5200924B2 (ja) ハイブリッド車およびその制御方法
CN110549838B (zh) 混合动力驱动方法
KR100737003B1 (ko) 직렬 및 병렬 하이브리드 자동차에서의 최적 운전점결정방법
JP4466635B2 (ja) 動力出力装置およびその制御方法並びに車両
CN113733932B (zh) 混合动力模式切换扭矩控制方法、混合动力系统及汽车
CN213082896U (zh) 一种混合动力驱动系统及车辆
CN208216481U (zh) 双电机混合动力驱动系统及车辆
JP2012254688A (ja) ハイブリッド車の変速制御装置
CN210591370U (zh) 一种功率分流-合流式混合动力变速器
CN113306379B (zh) 一种电动车动力系统及电动车辆
JP4135032B2 (ja) 車両の制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant