CN115333415A - 一种功率分流式混动变速箱发电机转速过零的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种功率分流式混动变速箱发电机转速过零的控制方法，属于发电机技术领域。本发明根据发电机的初始目标转速，将发电机的转速划分为4个转速区间，4个转速区间中设置一个过零区间和一个过零防范区间；根据发电机的当前转速所处的转速区间，判断发电机当前转速是否处于过零区间或过零防范区间，若发电机当前转速处于过零区间或过零防范区间，则改变发电机的目标转速，使发电机的转速在第一预设时间内过零；否则发电机的目标转速不变。本发明对于发电机转速在过零区间和过零保护区间进行发电机目标转速设定，使发电机迅速过零，避免了发电机转速过零堵转的问题。
Description
技术领域
本发明涉及发电机技术领域，尤其涉及一种功率分流式混动变速箱发电机转速过零的控制方法。
背景技术
燃油汽车具有加油方便，技术成熟的优点，但是燃油汽车的尾气对大气造成了非常严重的污染。因此，随着人们对环境污染越来越多的重视，新能源汽车逐渐出现，而混合动力汽车作为新能源汽车的一种，兼具汽车和电车的优点，逐渐进入市场，且占有份额也逐渐增加，因此，如何提升混合动力汽车的性能成为业内越来越关心的问题。
混合动力汽车采用混合动力变速箱，而功率分流式混合动力变速箱，又是市场上普遍使用的一种。功率分流式混合动力变速箱主要是基于行星排作为能量分配构件，行星排将发电机和发动机耦合在一起，对能量进行最优匹配。功率分流式混合动力变速箱的行星排结构形式中，发动机连接行星架，发电机(M1)连接太阳轮，驱动电机(M2)通过齿轮组连接齿圈。通常，功率分流式混合动力变速箱的控制逻辑如下：
a）当发动机提供的能量不足以克服车辆前进时，电池放电驱动电机，助力发动机；
b）当发动机提供的能量超过车辆需要的驱动力时，储存能量；
c）当发动机提供的能量和驱动车辆需要的能量相当时，发动机直驱
上述控制逻辑使发动机始终稳定地工作在高效区间。
功率分流式混合动力变速箱虽然具有如上优点，但是在特定工况下，比如汽车在某一恒定车速下持续爬坡时，此时，需要发电机M1在0转速附近持续大扭矩输出。发电机M1在0转速附近大扭矩输出，相当于发电机M1处于堵转状态，此状态是不可持续状态(若持续此状态，会造成电机控制器过热烧毁)。该状态不可持续，就意味着汽车不能长时间以恒定速度爬坡，进而影响变速箱或整车的动力性。因此急需解决该问题，以提高恒定车速下持续爬坡时的整车动力。常用的方法是在某一恒定车速下持续爬坡的工况下，调整发动机和发电机M1的工作点，使发电机M1的转速偏离零点。但是在实际的执行过程中，由于控制精度和发动机扭矩的影响，难以达到预期的效果。
现有技术至少存在以下不足：
1.扭矩波动大；
对于桨叶或齿轮箱中的齿轮寿命产生严重影响。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种功率分流式混动变速箱发电机转速过零的控制方法，包括：根据发电机的初始目标转速，将发电机的转速划分为4个转速区间，4个转速区间中设置一个过零区间和一个过零防范区间；其中过零防范区间为发电机当前转速已偏离过零区间，而由发动机对发电机产生的正向旋转扭矩导致发电机当前转速偏离目标转速并向零点靠近，使得发电机在过零区间内和过零区间外波动的区间；根据发电机的当前转速所处的转速区间，判断发电机当前转速是否处于过零区间或过零防范区间，若发电机当前转速处于过零区间或过零防范区间，则改变发电机的目标转速，使发电机的转速在第一预设时间内过零；否则发电机的目标转速不变。本发明对于发电机转速在过零区间和过零保护区间进行发电机目标转速设定，使发电机迅速过零，避免了发电机转速过零堵转的问题。
本发明提供了一种功率分流式混动变速箱发电机转速过零的控制方法，包括：
根据发电机的初始目标转速，将发电机的转速划分为4个转速区间，4个转速区间中设置一个过零区间和一个过零防范区间；其中过零防范区间为发电机当前转速已偏离过零区间，而由发动机对发电机产生的正向旋转扭矩导致发电机当前转速偏离目标转速并向零点靠近，使得发电机在过零区间内和过零区间外波动的区间；
根据发电机的当前转速所处的转速区间，判断发电机当前转速是否处于过零区间或过零防范区间，若发电机当前转速处于过零区间或过零防范区间，则改变发电机的目标转速，使发电机的转速在第一预设时间内过零；否则发电机的目标转速不变。
优选地，发电机的初始目标转速采用如下方法计算得到：
根据车辆状态计算出发动机的需求功率；
根据发动机的效率map图，通过在线查表的方式，得出发动机效率最高的目标工作转速Ne_tag；
根据当前车速v、传动系统速比λ和齿轮箱行星排的特征参数k，通过如下公式计算发电机的初始目标转速Ng_tag；
Ng_tag = Ne_tag * (k+1) – v * k *λ。
优选地，车辆状态包括车速、踏板开度、车载电器附件用电需求和动力电池充放电需求。
优选地，转速大于等于第一阈值a的区间为第一转速区间，转速小于第一阈值a且大于等于第二阈值b的区间为第二转速区间，转速小于第二阈值b且大于等于第三阈值c的区间为第三转速区间，转速小于等于第三阈值c的区间为第四转速区间；第一阈值>第二阈值>第三阈值。
优选地，第一阈值、第二阈值和第三阈值通过如下方法设置：
第一阈值在实车标定前设置为默认值，再经过实车的标定最终确定，默认值的大小通过经验值结合发电机台架测试获得，具体方法包括如下步骤：
步骤1：在发电机测试台架上，拖动发电机以经验值转速运转，通过上位机指令，使发电机输出峰值扭矩；
步骤2：在第二预设时间内，若电机控制器的温升低于第一预设温度阈值，则将经验值降低第一幅度值；
步骤3：重复步骤1-2，直至找到在第二预设时间内电机控制器的温升大于等于第一预设温度阈值时的转速，将此时的转速设置为第一阈值的默认值，为正；
第二阈值为第一阈值的相反数，为负；
第三阈值=第二阈值-第二幅度值，为负。
优选地，第二预设时间为60秒，第一预设温度阈值为20摄氏度，第一幅度值为10rpm，第二幅度值为50rpm。
优选地，若发电机的当前转速处于第二转速区间，则发动机处于过零区间；
若发电机的当前转速处于第三转速区间，则发动机处于过零防范区间。
优选地，若发电机的当前转速处于第二转速区间，将发电机的目标转速设置为第一阈值a；
若发电机的当前转速处于第三转速区间，将发电机的目标转速设置为第三阈值c。
优选地，若发电机的当前转速处于第一转速区间，将发电机的目标转速设置为初始目标转速；
若发电机的当前转速处于第四转速区间，将发电机的目标转速设置为初始目标转速。
优选地，若对发电机的目标转速重新进行设置后，发电机的当前转速处于第二转速区间，则还包括：
实时监测发电机的当前转速；
若监测到当前转速在第五转速区间内驻留超过第三预设时间时，减小发动机扭矩。
优选地，减少发动机扭矩的同时，主动增加驱动电机的扭矩，维持变速箱总输出扭矩不变。
优选地，第五转速区间为0±10rpm，第三预设时间为3秒。
优选地，减少发动机扭矩，使发动机扭矩为零。
与现有技术相对比，本发明的有益效果如下：
（1）本发明对于发电机转速在过零区间和过零保护区间进行发电机目标转速设定，使发电机迅速过零，避免了发电机转速过零堵转的问题。
（2）本发明根据发电机台架测试获得第一阈值的默认值，再通过实车标定最终确定第一阈值的值，并基于第一阈值设置第二阈值和第三阈值的获得4个转速区间的方法，实现了过零区间和过零保护区间的精确设置，更有效地解决发电机转速过零堵转的问题。
（3）本发明先根据车速、踏板开度、车载电器附件用电需求和动力电池充放电需求等车辆状态计算出发动机的需求功率，再通过在线查表的方式，得出发动机效率最高的目标工作转速，最后再依据当前车速v、传动系统速比λ、齿轮箱行星排的特征参数计算发电机初始目标转速，得到的初始目标转速更准确，为有效解决发电机转速过零堵转的问题提供了基础。
附图说明
图1是功率分流式混合动力变速箱连接示意图；
图2是本发明的一个实施例划分的4个转速区间的示意图，其中a为第一阈值，b为第二阈值，c为第三阈值；
图3是功率分流式混合动力变速箱动力输出杠杆示意图；
图4是本发明的一个实施例的功率分流式混动变速箱发电机转速过零的控制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图1-4，对本发明的具体实施方式作详细的说明。
本发明提供了一种功率分流式混动变速箱发电机转速过零的控制方法，包括：
根据发电机的初始目标转速，将发电机的转速划分为4个转速区间，4个转速区间中设置一个过零区间和一个过零防范区间；其中过零防范区间为发电机当前转速已偏离过零区间，而由发动机对发电机产生的正向旋转扭矩导致发电机当前转速偏离目标转速并向零点靠近，使得发电机在过零区间内和过零区间外波动的区间；
根据发电机的当前转速所处的转速区间，判断发电机当前转速是否处于过零区间或过零防范区间，若发电机当前转速处于过零区间或过零防范区间，则改变发电机的目标转速，使发电机的转速在第一预设时间内过零；否则发电机的目标转速不变。
作为优选实施方式，发电机的初始目标转速采用如下方法计算得到：
根据车辆状态计算出发动机的需求功率；
根据发动机的效率map图，通过在线查表的方式，得出发动机效率最高的目标工作转速Ne_tag；
根据当前车速v、传动系统速比λ和齿轮箱行星排的特征参数k，通过如下公式计算发电机的初始目标转速Ng_tag；
Ng_tag = Ne_tag * (k+1) – v * k *λ。
作为优选实施方式，车辆状态包括车速、踏板开度、车载电器附件用电需求和动力电池充放电需求。
作为优选实施方式，转速大于等于第一阈值a的区间为第一转速区间，转速小于第一阈值a且大于等于第二阈值b的区间为第二转速区间，转速小于第二阈值b且大于等于第三阈值c的区间为第三转速区间，转速小于等于第三阈值c的区间为第四转速区间；第一阈值>第二阈值>第三阈值。
作为优选实施方式，第一阈值、第二阈值和第三阈值通过如下方法设置：
第一阈值在实车标定前设置为默认值，再经过实车的标定最终确定，默认值的大小通过经验值结合发电机台架测试获得，具体方法包括如下步骤：
步骤1：在发电机测试台架上，拖动发电机以经验值转速运转，通过上位机指令，使发电机输出峰值扭矩；
步骤2：在第二预设时间内，若电机控制器的温升低于第一预设温度阈值，则将经验值降低第一幅度值；
步骤3：重复步骤1-2，直至找到在第二预设时间内电机控制器的温升大于等于第一预设温度阈值时的转速，将此时的转速设置为第一阈值的默认值，为正；
第二阈值为第一阈值的相反数，为负；
第三阈值=第二阈值-第二幅度值，为负。
作为优选实施方式，第二预设时间为60秒，第一预设温度阈值为20摄氏度，第一幅度值为10rpm，第二幅度值为50rpm。
作为优选实施方式，若发电机的当前转速处于第二转速区间，则发动机处于过零区间；
若发电机的当前转速处于第三转速区间，则发动机处于过零防范区间。
作为优选实施方式，若发电机的当前转速处于第二转速区间，将发电机的目标转速设置为第一阈值a；
若发电机的当前转速处于第三转速区间，将发电机的目标转速设置为第三阈值c。
作为优选实施方式，若发电机的当前转速处于第一转速区间，将发电机的目标转速设置为初始目标转速；
若发电机的当前转速处于第四转速区间，将发电机的目标转速设置为初始目标转速。
作为优选实施方式，若对发电机的目标转速重新进行设置后，发电机的当前转速处于第二转速区间，则还包括：
实时监测发电机的当前转速；
若监测到当前转速在第五转速区间内驻留超过第三预设时间时，减小发动机扭矩。
作为优选实施方式，减少发动机扭矩的同时，主动增加驱动电机的扭矩，维持变速箱总输出扭矩不变。
作为优选实施方式，第五转速区间为0±10rpm，第三预设时间为3秒。
作为优选实施方式，减少发动机扭矩，使发动机扭矩为零。
实施例1
根据本发明的一个具体实施方案，对本发明的功率分流式混动变速箱发电机转速过零的控制方法进行详细说明。
本发明提供了一种功率分流式混动变速箱发电机转速过零的控制方法，包括：
根据发电机的初始目标转速，将发电机的转速划分为4个转速区间，4个转速区间中设置一个过零区间和一个过零防范区间；其中过零防范区间为发电机当前转速已偏离过零区间，而由发动机对发电机产生的正向旋转扭矩导致发电机当前转速偏离目标转速并向零点靠近，使得发电机在过零区间内和过零区间外波动的区间；
根据发电机的当前转速所处的转速区间，判断发电机当前转速是否处于过零区间或过零防范区间，若发电机当前转速处于过零区间或过零防范区间，则改变发电机的目标转速，使发电机的转速在第一预设时间内过零；否则发电机的目标转速不变。
实施例2
根据本发明的一个具体实施方案，对本发明的功率分流式混动变速箱发电机转速过零的控制方法进行详细说明。
本发明提供了一种功率分流式混动变速箱发电机转速过零的控制方法，包括：
根据发电机的初始目标转速，将发电机的转速划分为4个转速区间，4个转速区间中设置一个过零区间和一个过零防范区间；其中过零防范区间为发电机当前转速已偏离过零区间，而由发动机对发电机产生的正向旋转扭矩导致发电机当前转速偏离目标转速并向零点靠近，使得发电机在过零区间内和过零区间外波动的区间；转速大于等于第一阈值a的区间为第一转速区间，转速小于第一阈值a且大于等于第二阈值b的区间为第二转速区间，转速小于第二阈值b且大于等于第三阈值c的区间为第三转速区间，转速小于等于第三阈值c的区间为第四转速区间；第一阈值>第二阈值>第三阈值。
根据发电机的当前转速所处的转速区间，判断发电机当前转速是否处于过零区间或过零防范区间，若发电机当前转速处于过零区间或过零防范区间，则改变发电机的目标转速，使发电机的转速在第一预设时间内过零；否则发电机的目标转速不变。
其中，发电机的初始目标转速采用如下方法计算得到：
根据车辆状态计算出发动机的需求功率；车辆状态包括车速、踏板开度、车载电器附件用电需求和动力电池充放电需求；
根据发动机的效率map图，通过在线查表的方式，得出发动机效率最高的目标工作转速Ne_tag；
根据当前车速v、传动系统速比λ和齿轮箱行星排的特征参数k，通过如下公式计算发电机的初始目标转速Ng_tag；
Ng_tag = Ne_tag * (k+1) – v * k *λ。
第一阈值、第二阈值和第三阈值通过如下方法设置：
第一阈值在实车标定前设置为默认值，再经过实车的标定最终确定，默认值的大小通过经验值结合发电机台架测试获得，具体方法包括如下步骤：
步骤1：在发电机测试台架上，拖动发电机以经验值转速运转，通过上位机指令，使发电机输出峰值扭矩；
步骤2：在第二预设时间内，若电机控制器的温升低于第一预设温度阈值，则将经验值降低第一幅度值；
步骤3：重复步骤1-2，直至找到在第二预设时间内电机控制器的温升大于等于第一预设温度阈值时的转速，将此时的转速设置为第一阈值的默认值，为正；
第二阈值为第一阈值的相反数，为负；
第三阈值=第二阈值-第二幅度值，为负。
实施例3
根据本发明的一个具体实施方案，对本发明的功率分流式混动变速箱发电机转速过零的控制方法进行详细说明。
本发明提供了一种功率分流式混动变速箱发电机转速过零的控制方法，包括：
根据发电机的初始目标转速M1_speed_org，将发电机的转速划分为4个转速区间，4个转速区间中设置一个过零区间和一个过零防范区间；其中过零防范区间为发电机当前转速已偏离过零区间，而由发动机对发电机产生的正向旋转扭矩导致发电机当前转速偏离目标转速并向零点靠近，使得发电机在过零区间内和过零区间外波动的区间；转速大于等于第一阈值a的区间为第一转速区间，转速小于第一阈值a且大于等于第二阈值b的区间为第二转速区间，转速小于第二阈值b且大于等于第三阈值c的区间为第三转速区间，转速小于等于第三阈值c的区间为第四转速区间；第一阈值>第二阈值>第三阈值。（如图2所示）
根据发电机的当前转速所处的转速区间，判断发电机当前转速是否处于过零区间或过零防范区间，若发电机当前转速处于过零区间或过零防范区间，则改变发电机的目标转速M1_speed_tag，使发电机的转速在第一预设时间内过零；否则发电机的目标转速不变：
具体为：
若当前转速高于或等于a(M1_speed_org≥a)时，此时不作任何处理，即目标转速等于初始目标转速M1_speed_tag=M1_speed_org；
若当前转速在b与a之间(b<M1_speed_org<a)时，此时认为发电机M1处于过零区间，应极力避免；故让处于该区间的目标转速统一偏移设置为a，即M1_speed_tag=a；
若当前转速在c与b之间(c<M1_speed_org<b)时，此时，虽然M1电机当前转速已偏离过零区，但由于发动机的扭矩作用，发动机对M1有一个正向旋转的扭矩，该扭矩可能会使得M1当前转速偏离目标转速并向零点靠近，使得发电机M1进入过零区间。为避免该现象，在该区间内，让目标转速统一偏移设置为c，即M1_speed_tag=c；
若当前转速低于或等于c(M1_speed_org≤c)时，此时不作任何处理，即目标转速等于初始目标转速M1_speed_tag=M1_speed_org；
其中，发电机的初始目标转速采用如下方法计算得到：
根据车辆状态计算出发动机的需求功率；车辆状态包括车速、踏板开度、车载电器附件用电需求和动力电池充放电需求；
根据发动机的效率map图，通过在线查表的方式，得出发动机效率最高的目标工作转速Ne_tag；
根据当前车速v、传动系统速比λ和齿轮箱行星排的特征参数k，通过如下公式计算发电机的初始目标转速Ng_tag；
Ng_tag = Ne_tag * (k+1) – v * k *λ。
第一阈值、第二阈值和第三阈值通过如下方法设置：
第一阈值在实车标定前设置为默认值，再经过实车的标定最终确定，默认值的大小通过经验值结合发电机台架测试获得，具体方法包括如下步骤：
步骤1：在发电机测试台架上，拖动发电机以经验值转速运转，通过上位机指令，使发电机输出峰值扭矩；
步骤2：在第二预设时间内，若电机控制器的温升低于第一预设温度阈值，则将经验值降低第一幅度值；第二预设时间为60秒，第一预设温度阈值为20摄氏度，第一幅度值为10rpm
步骤3：重复步骤1-2，直至找到在第二预设时间内电机控制器的温升大于等于第一预设温度阈值时的转速，将此时的转速设置为第一阈值的默认值，为正；
第二阈值为第一阈值的相反数，为负；
第三阈值=第二阈值-第二幅度值，为负，第二幅度值为50rpm。
实施例4
根据本发明的一个具体实施方案，对本发明的功率分流式混动变速箱发电机转速过零的控制方法进行详细说明。
本发明提供了一种功率分流式混动变速箱发电机转速过零的控制方法，包括：
根据发电机的初始目标转速，将发电机的转速划分为4个转速区间，4个转速区间中设置一个过零区间和一个过零防范区间；其中过零防范区间为发电机当前转速已偏离过零区间，而由发动机对发电机产生的正向旋转扭矩导致发电机当前转速偏离目标转速并向零点靠近，使得发电机在过零区间内和过零区间外波动的区间；转速大于等于第一阈值a的区间为第一转速区间，转速小于第一阈值a且大于等于第二阈值b的区间为第二转速区间，转速小于第二阈值b且大于等于第三阈值c的区间为第三转速区间，转速小于等于第三阈值c的区间为第四转速区间；第一阈值>第二阈值>第三阈值。（如图2所示）
根据发电机的当前转速所处的转速区间，判断发电机当前转速是否处于过零区间或过零防范区间，若发电机当前转速处于过零区间或过零防范区间，则改变发电机的目标转速，使发电机的转速在第一预设时间内过零；否则发电机的目标转速不变：
具体为：
若当前转速高于或等于a(M1_speed_org≥a)时，此时不作任何处理，即目标转速等于初始目标转速M1_speed_tag=M1_speed_org；
若当前转速在b与a之间(b<M1_speed_org<a)时，此时认为发电机M1处于过零区间，应极力避免；故让处于该区间的目标转速统一偏移设置为a，即M1_speed_tag=a；
若当前转速在c与b之间(c<M1_speed_org<b)时，此时，虽然M1电机当前转速已偏离过零区，但由于发动机的扭矩作用，发动机对M1有一个正向旋转的扭矩，该扭矩可能会使得M1当前转速偏离目标转速并向零点靠近，使得发电机M1进入过零区间。为避免该现象，在该区间内，让目标转速统一偏移设置为c，即M1_speed_tag=c；
若当前转速低于或等于c(M1_speed_org≤c)时，此时不作任何处理，即目标转速等于初始目标转速M1_speed_tag=M1_speed_org；
若对发电机的目标转速重新进行设置后，发电机的当前转速处于第二转速区间（某些情况下，由于控制精度和外部环境的影响，仅执行上述步骤后，尚不足以完全避免M1在过零区驻留的问题。功率分流型混合动力系统的动力输出杠杆图如附图3所示，发动机出正向扭矩，M1电机出负向扭矩，大扭矩爬坡时，M2电机出正向扭矩。），则此时需要采取方法，强制M1转速脱离过零区间，包括：
实时监测发电机的当前转速；
若监测到当前转速在第五转速区间内驻留超过第三预设时间时，减小发动机扭矩；同时，主动增加驱动电机的扭矩，维持变速箱总输出扭矩不变。
其中，发电机的初始目标转速采用如下方法计算得到：
根据车辆状态计算出发动机的需求功率；车辆状态包括车速、踏板开度、车载电器附件用电需求和动力电池充放电需求；
根据发动机的效率map图，通过在线查表的方式，得出发动机效率最高的目标工作转速Ne_tag；
根据当前车速v、传动系统速比λ和齿轮箱行星排的特征参数k，通过如下公式计算发电机的初始目标转速Ng_tag；
Ng_tag = Ne_tag * (k+1) – v * k *λ。
第一阈值、第二阈值和第三阈值通过如下方法设置：
第一阈值在实车标定前设置为默认值，再经过实车的标定最终确定，默认值的大小通过经验值结合发电机台架测试获得，具体方法包括如下步骤：
步骤1：在发电机测试台架上，拖动发电机以经验值转速运转，通过上位机指令，使发电机输出峰值扭矩；
步骤2：在第二预设时间内，若电机控制器的温升低于第一预设温度阈值，则将经验值降低第一幅度值；第二预设时间为60秒，第一预设温度阈值为20摄氏度，第一幅度值为10rpm
步骤3：重复步骤1-2，直至找到在第二预设时间内电机控制器的温升大于等于第一预设温度阈值时的转速，将此时的转速设置为第一阈值的默认值，为正；
第二阈值为第一阈值的相反数，为负；
第三阈值=第二阈值-第二幅度值，为负，第二幅度值为50rpm。
实施例5
根据本发明的一个具体实施方案，对本发明的功率分流式混动变速箱发电机转速过零的控制方法进行详细说明。
本发明提供了一种功率分流式混动变速箱发电机转速过零的控制方法，包括：
根据发电机的初始目标转速，将发电机的转速划分为4个转速区间，4个转速区间中设置一个过零区间和一个过零防范区间；其中过零防范区间为发电机当前转速已偏离过零区间，而由发动机对发电机产生的正向旋转扭矩导致发电机当前转速偏离目标转速并向零点靠近，使得发电机在过零区间内和过零区间外波动的区间；转速大于等于第一阈值a的区间为第一转速区间，转速小于第一阈值a且大于等于第二阈值b的区间为第二转速区间，转速小于第二阈值b且大于等于第三阈值c的区间为第三转速区间，转速小于等于第三阈值c的区间为第四转速区间；第一阈值>第二阈值>第三阈值。
根据发电机的当前转速所处的转速区间，判断发电机当前转速是否处于过零区间或过零防范区间，若发电机当前转速处于过零区间或过零防范区间，则改变发电机的目标转速，使发电机的转速在第一预设时间内过零；否则发电机的目标转速不变：
具体为：
若当前转速高于或等于a(M1_speed_org≥a)时，此时不作任何处理，即目标转速等于初始目标转速M1_speed_tag=M1_speed_org；
若当前转速在b与a之间(b<M1_speed_org<a)时，此时认为发电机M1处于过零区间，应极力避免；故让处于该区间的目标转速统一偏移设置为a，即M1_speed_tag=a；
若当前转速在c与b之间(c<M1_speed_org<b)时，此时，虽然M1电机当前转速已偏离过零区，但由于发动机的扭矩作用，发动机对M1有一个正向旋转的扭矩，该扭矩可能会使得M1当前转速偏离目标转速并向零点靠近，使得发电机M1进入过零区间。为避免该现象，在该区间内，让目标转速统一偏移设置为c，即M1_speed_tag=c；
若当前转速低于或等于c(M1_speed_org≤c)时，此时不作任何处理，即目标转速等于初始目标转速M1_speed_tag=M1_speed_org；
若对发电机的目标转速重新进行设置后，发电机的当前转速处于第二转速区间（某些情况下，由于控制精度和外部环境的影响，仅执行上述步骤后，尚不足以完全避免M1在过零区驻留的问题。功率分流型混合动力系统的动力输出杠杆图如附图3所示，发动机出正向扭矩，M1电机出负向扭矩，大扭矩爬坡时，M2电机出正向扭矩。），则此时需要采取方法，强制M1转速脱离过零区间，包括：
实时监测发电机的当前转速；
若监测到当前转速在第五转速区间0±10rpm内驻留超过3秒时，减小发动机扭矩为零；同时，主动增加驱动电机的扭矩，维持变速箱总输出扭矩不变。
其中，发电机的初始目标转速采用如下方法计算得到：
根据车辆状态计算出发动机的需求功率；车辆状态包括车速、踏板开度、车载电器附件用电需求和动力电池充放电需求；
根据发动机的效率map图，通过在线查表的方式，得出发动机效率最高的目标工作转速Ne_tag；
根据当前车速v、传动系统速比λ和齿轮箱行星排的特征参数k，通过如下公式计算发电机的初始目标转速Ng_tag；
Ng_tag = Ne_tag * (k+1) – v * k *λ。
第一阈值、第二阈值和第三阈值通过如下方法设置：
第一阈值在实车标定前设置为默认值，再经过实车的标定最终确定，默认值的大小通过经验值结合发电机台架测试获得，具体方法包括如下步骤：
步骤1：在发电机测试台架上，拖动发电机以经验值转速运转，通过上位机指令，使发电机输出峰值扭矩；
步骤2：在第二预设时间内，若电机控制器的温升低于第一预设温度阈值，则将经验值降低第一幅度值；第二预设时间为60秒，第一预设温度阈值为20摄氏度，第一幅度值为10rpm
步骤3：重复步骤1-2，直至找到在第二预设时间内电机控制器的温升大于等于第一预设温度阈值时的转速，将此时的转速设置为第一阈值的默认值，为正；
第二阈值为第一阈值的相反数，为负；
第三阈值=第二阈值-第二幅度值，为负，第二幅度值为50rpm。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化，如36/26极整数倍的极对数等结构也在本发明的保护范围之内。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种功率分流式混动变速箱发电机转速过零的控制方法，其特征在于，包括：
根据发电机的初始目标转速，将发电机的转速划分为4个转速区间，4个转速区间中设置一个过零区间和一个过零防范区间；其中过零防范区间为发电机当前转速已偏离过零区间，而由发动机对发电机产生的正向旋转扭矩导致发电机当前转速偏离目标转速并向零点靠近，使得发电机在过零区间内和过零区间外波动的区间；
根据发电机的当前转速所处的转速区间，判断发电机当前转速是否处于过零区间或过零防范区间，若发电机当前转速处于过零区间或过零防范区间，则改变发电机的目标转速，使发电机的转速在第一预设时间内过零；否则发电机的目标转速不变。
2.根据权利要求1所述的功率分流式混动变速箱发电机转速过零的控制方法，其特征在于，发电机的初始目标转速采用如下方法计算得到：
根据车辆状态计算出发动机的需求功率；
根据发动机的效率map图，通过在线查表的方式，得出发动机效率最高的目标工作转速Ne_tag；
根据当前车速v、传动系统速比λ和齿轮箱行星排的特征参数k，通过如下公式计算发电机的初始目标转速Ng_tag；
Ng_tag = Ne_tag * (k+1) – v * k *λ。
3.根据权利要求2所述的功率分流式混动变速箱发电机转速过零的控制方法，其特征在于，车辆状态包括车速、踏板开度、车载电器附件用电需求和动力电池充放电需求。
4.根据权利要求2所述的功率分流式混动变速箱发电机转速过零的控制方法，其特征在于，转速大于等于第一阈值a的区间为第一转速区间，转速小于第一阈值a且大于等于第二阈值b的区间为第二转速区间，转速小于第二阈值b且大于等于第三阈值c的区间为第三转速区间，转速小于等于第三阈值c的区间为第四转速区间；第一阈值>第二阈值>第三阈值。
5.根据权利要求4所述的功率分流式混动变速箱发电机转速过零的控制方法，其特征在于，第一阈值、第二阈值和第三阈值通过如下方法设置：
第一阈值在实车标定前设置为默认值，再经过实车的标定最终确定，默认值的大小通过经验值结合发电机台架测试获得，具体方法包括如下步骤：
步骤1：在发电机测试台架上，拖动发电机以经验值转速运转，通过上位机指令，使发电机输出峰值扭矩；
步骤2：在第二预设时间内，若电机控制器的温升低于第一预设温度阈值，则将经验值降低第一幅度值；
步骤3：重复步骤1-2，直至找到在第二预设时间内电机控制器的温升大于等于第一预设温度阈值时的转速，将此时的转速设置为第一阈值的默认值，为正；
第二阈值为第一阈值的相反数，为负；
第三阈值=第二阈值-第二幅度值，为负。
6.根据权利要求5所述的功率分流式混动变速箱发电机转速过零的控制方法，其特征在于，第二预设时间为60秒，第一预设温度阈值为20摄氏度，第一幅度值为10rpm，第二幅度值为50rpm。
7.根据权利要求6所述的功率分流式混动变速箱发电机转速过零的控制方法，其特征在于：
若发电机的当前转速处于第二转速区间，则发电机处于过零区间；
若发电机的当前转速处于第三转速区间，则发电机处于过零防范区间。
8.根据权利要求7所述的功率分流式混动变速箱发电机转速过零的控制方法，其特征在于：
若发电机的当前转速处于第二转速区间，将发电机的目标转速设置为第一阈值a；
若发电机的当前转速处于第三转速区间，将发电机的目标转速设置为第三阈值c。
9.根据权利要求6所述的功率分流式混动变速箱发电机转速过零的控制方法，其特征在于：
若发电机的当前转速处于第一转速区间，将发电机的目标转速设置为初始目标转速；
若发电机的当前转速处于第四转速区间，将发电机的目标转速设置为初始目标转速。
10.根据权利要求1-9任一项所述的功率分流式混动变速箱发电机转速过零的控制方法，其特征在于，若对发电机的目标转速重新进行设置后，发电机的当前转速处于第二转速区间，则还包括：
实时监测发电机的当前转速；
若监测到当前转速在第五转速区间内驻留超过第三预设时间时，减小发动机扭矩，第五转速区间位于第二转速区间内。
11.根据权利要求10所述的功率分流式混动变速箱发电机转速过零的控制方法，其特征在于，减少发动机扭矩的同时，主动增加驱动电机的扭矩，维持变速箱总输出扭矩不变。
12.根据权利要求11所述的功率分流式混动变速箱发电机转速过零的控制方法，其特征在于，第五转速区间为0±10rpm，第三预设时间为3秒。
13.根据权利要求12所述的功率分流式混动变速箱发电机转速过零的控制方法，其特征在于，减少发动机扭矩，使发动机扭矩为零。
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| CN102975610A (zh) * | 2011-09-02 | 2013-03-20 | 贺洪平 | 动能混合动力车的动力总成及方法 |
| CN110588627A (zh) * | 2019-09-25 | 2019-12-20 | 一汽解放青岛汽车有限公司 | 一种避开混合动力汽车调速电机低效率区的控制方法 |
| CN112693323A (zh) * | 2020-12-03 | 2021-04-23 | 深圳熙斯特新能源技术有限公司 | 电机转矩的过零控制方法及系统 |
-
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| CN112693323A (zh) * | 2020-12-03 | 2021-04-23 | 深圳熙斯特新能源技术有限公司 | 电机转矩的过零控制方法及系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 刘辉等: "功率分流式HEV电机参数动力性最优匹配", 《哈尔滨工业大学学报》 * |
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