混合动力车辆控制器及控制混合动力电动车辆的方法技术

公开了一种混合动力车辆控制器及控制混合动力电动车辆的方法。控制混合动力电动车辆的系统和方法包括响应于临时电动机扭矩控制牵引电动机的扭矩，所述临时电动机扭矩基于所测量的牵引电动机速度和所计算的车辆速度之间的差异而被调节，并且所述临时电动机扭矩被滤波以削弱动力传动系的共振频率。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及混合动力电动车辆中的主动阻尼和瞬时平滑控制。
技术介绍
混合动力电动车辆(HEV)可使用各种类型的动力传动系架构，提供其并联、串联或组合，以将来自两个或多个源的扭矩传递到牵引车轮。动力分流架构按照各种运转模式将由发动机产生的扭矩和由一个或更多个电机产生的扭矩结合。图1中示出了典型的动力分流架构。两个电机(被称为电动机和发电机)可通过具有三相电流输入的永磁AC电机实施。发动机和发电机可通过行星齿轮组连接，其中，发动机曲轴与行星架连接，发电机转子与太阳齿轮连接。电动机输出轴上的齿轮可与具有固定传动比的中间轴啮合。环形齿轮也可按照固定传动比的布置连接到所述中间轴。 在该示例中，电动机通过中间轴按照与来自环形齿轮的源于发动机的扭矩输出并联地连接到动力传动系。电动机的主要功能包括:1.通过供应全部请求的扭矩以电动驱动模式来驱动车辆；2.基于驾驶员命令补偿环形齿轮的扭矩输出；3.向动力传动系的振动施加阻尼。 车辆驾驶性能(包括车辆平稳运转)对于各种类型的汽车实施而言是具有挑战性的问题。动力传动系共振是驾驶员在扭矩快速改变的加速和减速期间所感觉到的不平稳行为的主要原因之一。因此，增加动力传动系共振频率附近的阻尼是针对各种类型的汽车动力传动系控制的典型任务。具有液压变矩器的自动变速器由于在液体中的扭矩传递损耗而具有大的自然粘滞阻尼效应。在不包括变矩器或类似装置的HEV应用中，这种自然阻尼效应被削弱。由于机械动力传动系中的小阻尼比和电机的快速响应，使得共振模式可通过电动机扭矩输入而被激活。瞬时平稳主要取决于精心设计的控制系统。 【专利
技术实现思路
】 一种用于控制混合动力电动车辆的方法，所述方法包括响应于临时电动机扭矩而控制牵引电动机中的扭矩，所述临时电动机扭矩基于所测量的牵引电动机速度和所计算的车辆速度之间的差异而已被调节并且所述临时电动机扭矩已被过滤以消除动力传动系共振频率的极点。所计算的车辆速度可基于平均车轮速度信号，所述车轮速度信号可从防抱死系统控制模块接收。所计算的车辆速度可以选择性地基于已经被低通滤波器滤波的所测量到的电动机速度。所述临时电动机扭矩可响应于车辆起动事件而产生。所述临时电动机扭矩还可响应于驾驶员扭矩请求的改变而产生。 根据本公开的混合动力车辆控制器的一个实施例，所述控制器被配置为接收扭矩请求并输出命令的电动机扭矩。所述控制器包括控制逻辑，所述控制逻辑对目标扭矩进行滤波以削弱动力传动系共振频率、基于所测量的电动机速度和所计算的车辆速度之间的差异调节目标扭矩并基于被滤波的和被调节的扭矩产生命令的电动机扭矩。 在根据本公开的控制器的一些实施例中，对目标扭矩滤波的控制逻辑可包括带阻滤波器。所计算的车辆速度可基于平均车轮速度信号，或者所计算的车辆速度可基于被低通滤波器滤波的所测量的电动机速度计算。如果所计算的车辆速度是基于平均车轮速度信号，那么车轮速度信号可从防抱死制动系统控制模块接收。在一些实施例中，基于所测量的电动机速度和所计算的车辆速度之间的差异而调节所命令的扭矩的控制逻辑可在反馈路径中实施。在这样的实施例中，对命令的电动机扭矩滤波以去除频率成分的控制逻辑可在前馈路径或反馈路径中实施。 根据本公开的混合动力车辆的一个实施例，所述混合动力车辆包括牵引车轮、通过具有共振频率的动力传动系而可驱动地连接到牵引车轮的电动机以及电动机控制器。所述电动机控制器被配置为产生临时电动机扭矩、对所述临时电动机扭矩进行滤波以削弱动力传动系共振频率、根据所测量的电动机速度和所计算的车辆速度之间的差异对临时电动机扭矩施加阻尼、基于被滤波的和被阻尼的电动机扭矩产生命令的扭矩以及将命令的扭矩提供至电动机。对临时电动机扭矩进行滤波可包括使用带阻滤波器来去除动力传动系共振频率的极点并在另一频率处引入一对被良好地阻尼的极点。所计算的车辆速度可基于平均车轮速度信号，或者可基于被低通滤波器滤波的所测量的电动机速度来计算。如果所计算的车辆速度是基于平均车轮速度信号，那么车轮速度信号可从防抱死制动系统控制模块接收。 车轮速度信号从防抱死制动系统控制模块接收。 所计算的车辆速度基于通过被低通滤波器滤波的所测量的电动机速度。 所述控制逻辑包括闭环控制器，所述闭环控制器基于反馈路径中测量到的电动机速度和计算到的车辆速度之间的差异来调节命令的扭矩。 所述控制逻辑包括具有前馈环的闭环控制器，所述闭环控制器对命令的电动机扭矩进行滤波，以去除前馈路径中与动力传动系共振频率相关的频率成分。 所述控制逻辑包括闭环控制器，所述闭环控制器对命令的电动机扭矩进行滤波，以去除反馈路径中与动力传动系共振频率相关的频率成分。 一种混合动力车辆，包括:电动机，通过具有共振频率的动力传动系而可驱动地连接到牵引车轮；电动机控制器，被配置为响应于临时电动机扭矩控制电动机扭矩，所述临时电动机扭矩被滤波以削弱动力传动系共振频率并基于所测量的电动机速度和所计算的车辆速度之间的差异进行阻尼。 所述电动机控制器使用带阻滤波器过对临时电动机扭矩进行滤波，以去除动力传动系共振频率的极点并在另一频率处引入一对被良好地阻尼的极点。 所计算的车辆速度基于平均车轮速度信号。 所述车轮速度信号从防抱死制动系统控制模块接收。 所计算的车辆速度基于被低通滤波器滤波的所测量的电动机速度。 根据本公开的实施例提供多个优点。例如，本公开提供一种用于HEV的控制系统，所述控制系统能够通过从电动机扭矩命令去除动力传动系共振频率来提高电动机扭矩控制的稳健性，以改进驾驶性能。 下面结合附图通过对优选的实施例进行详细的描述，本公开的上述优点和其他优点和特点将显而易见。 【附图说明】 图1以示意性形式示出了用于HEV的动力分流架构。 图2是根据本公开的一个实施例的HEV的框图。 图3是示出根据本公开的一个实施例的用于控制HEV中的电动机扭矩的算法的流程图。 图4示出了根据本公开的一个实施例的用于电动机扭矩的主动阻尼的控制。 图5示出了用于计算车辆速度的方法。 图6示出了用于对电动机扭矩施加阻尼的控制，其中，在前馈路径中设置有滤波器。 图7示出了用于对电动机扭矩施加阻尼的控制，其中，在反馈路径中设置有滤波器。 【具体实施方式】 本领域的普通技术人员将理解，如参照任何一个附图描述和示出的本专利技术的各种特征可与在一个或更多个其他附图中示出的特征相结合，以形成本公开未明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和变型可期望用于特殊应用或实施。 现在，参照图1，HEV可具有如所示出的动力分流架构。在这样的HEV中，与内燃发动机相比，为了进行阻尼，可充分利用电动机扭矩的较高的带宽。期望进行主动阻尼(抗不平稳，反随机)控制，以进行平稳的运转。 在该构造中，可通过电动机扭矩控制器使用环形齿轮扭矩来进行扭矩补偿。在稳态操作下，环形齿轮扭矩相对于发电机扭矩和发动机扭矩具有固定的传动比。因此，环形齿轮扭矩可通过发电机扭矩根据下式直接计算得到:1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制混合动力电动车辆的方法，所述方法包括：响应于临时电动机扭矩来控制牵引电动机扭矩，所述临时电动机扭矩基于所测量的牵引电动机速度和所计算的车辆速度之间的差异而进行调节，并且所述临时电动机扭矩被滤波，以削弱动力传动系共振频率。

【技术特征摘要】
2013.03.15 US 13/837,6801.一种控制混合动力电动车辆的方法，所述方法包括: 响应于临时电动机扭矩来控制牵引电动机扭矩，所述临时电动机扭矩基于所测量的牵引电动机速度和所计算的车辆速度之间的差异而进行调节，并且所述临时电动机扭矩被滤波，以削弱动力传动系共振频率。2.如权利要求1所述的方法，其中，所计算的车辆速度基于平均车轮速度信号。3.如权利要求2所述的方法，其中，车轮速度信号从防抱死制动系统控制模块接收。4.如权利要求1所述的方法，其中，所计算的车辆速度基于被低通滤波器滤波的所测量的电动机速度。5.如权利要求1所述的方法，其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁伟，杰弗里·艾伦·多林，王小勇，托马斯·克劳斯托维斯基，乔纳森·安德鲁·布彻，邝明朗，法扎尔·阿拉曼·塞伊德，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US