一种单轴并联混合动力商用车行进间启动动力系统协同控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种单轴并联混合动力商用车行进间启动动力系统协同控制方法，属于汽车控制技术领域。本方法根据商用车质量、电机状态、车辆冲击度和离合器滑磨功自动调节离合器控制目标扭矩，无需进行复杂的标定工作，即可实现发动机快速平稳启动，减小离合器接合冲击，本发明专利技术方法具备自适应能力，能够有效地保证不同车辆坡道起步品质。

【技术实现步骤摘要】
一种单轴并联混合动力商用车行进间启动动力系统协同控制方法
本专利技术属于汽车控制
，涉及一种单轴并联混合动力商用车行进间启动动力系统协同控制方法。
技术介绍
在商用车领域，单轴并联混合动力车辆通过发动机、离合器、驱动电机和定轴式机械变速器形成混合动力总成，通常采用驱动电机实现车辆平地起步功能，在行驶过程中当车辆驱动需求功率大于电机功率时，通过离合器逐步接合反拖启动发动机，从而取消启动电机降低成本，实现发动机功率接入，保证车辆行驶功率需求。基于专家知识逻辑判断实现混合动力车辆离合器接合控制。中国专利技术专利申请“用于控制混合动力车辆中离合器接合的系统和方法”(申请号：CN200810171416.4，公告日：2013.6.12)公开了一种通过离合器接合过程中转速差和传递给车辆的扭矩，来调整离合器接合参数从而实现离合器接合控制。这种离合器接合控制方法依赖于标定曲线，不同动力系统参数差异导致难以保证离合器控制品质的一致性，不适合大规模的推广应用。
技术实现思路
本专利技术着重在于提供一种单轴并联混合动力商用车行进间启动离合器接合控制方法，具备自适应能力，能够有效地保证不同车辆坡道起步品质。本专利技术的技术方案如下：本专利技术的单轴并联混合动力商用车行进间启动动力系统协同控制方法，包括如下步骤：S10：车辆行驶阻力识别通过车辆整备质量、电机状态获得车辆当前行驶综合阻力；S20：离合器传递目标扭矩计算通过车辆冲击度和离合器滑磨功作为边界约束条件，实时迭代计算离合器传递目标扭矩值，通过离合器操纵系统实现跟踪控制；S30：驱动电机和发动机目标扭矩计算通过车辆行驶综合阻力、离合器传递的摩擦扭矩和电机当前实际扭矩，实时计算驱动电机目标扭矩，通过CAN总线实现超越控制；S40：以设定的时间周期重复执行S10、S20和S30。如可默认以10毫秒周期执行。作为本专利技术的优选方案，所述的步骤S10具体为：S11：车辆质量估计在车辆后轴安装直线位移传感器，测量商用车辆后轴悬架压缩量的位移δ，按照下式计算获得车辆载货质量mL：mL＝Kδ/g式中：δ单位mm；K为后悬架刚度，单位为N/mm；g为重力加速度，单位为m/s2；则车辆整备质量M为：M＝mV+mL式中：mV为空车总质量单位为kg；S12：车辆加速阻力估计Fa＝M·a式中，车辆加速阻力Fa单位是N，a为车辆纵向加速度，单位是m/s2，通过底盘CAN总线获取；S13：车辆行驶阻力矩识别此时为驱动电机单独驱动车辆，假设变速器传动比为ig，主减速比为io，汽车车轮半径为r，则车辆行驶阻力矩Tr为：Tr＝TM-(Fa·r)/(ig·io)其中车辆行驶阻力矩Tr单位为Nm，驱动电机实际扭矩TM单位为Nm。作为本专利技术的优选方案，所述的步骤S20具体为：S21：首先判断是否接收到发动机启动指令，若没有接收到发动机启动指令，则进入步骤S27；若接收到发动机启动指令，则进入到步骤S22；S22：根据发动机转速we和离合器从动盘转速wc差判断离合器是否同步，若离合器主从动部分处于同步状态，则进入步骤S26；若离合器仍然存在转速差不同步，进入步骤S23；S23：设立离合器接合性能当量指标Ω：式中：a为车辆纵向加速度，单位是m/s2，g为重力加速度，单位为m/s2，we为发动机转速，单位m/s，wc为离合器从动盘转速，也即电机实际转速，单位m/s，Δw为允许最大转速差，单位m/s，其中A，B为加权系数，A+B＝1；当离合器接合性能当量指标Ω小于容忍度阈值Ωa时，进入步骤S24当离合器接合性能当量指标Ω大于等于容忍度阈值Ωa时，进入步骤S25；S24：离合器目标扭矩Tc-target增加：式中ΔTc为离合器目标扭矩调整步长，单位为Nm；S25：离合器目标扭矩Tc-target减小：式中ΔTc为离合器目标扭矩调整步长，单位为Nm；S26：将离合器目标扭矩设置为离合器能够传递的最大扭矩Tc-max，Tc-max即离合器完全接合时传递扭矩；S27：将离合器目标扭矩Tc-target设置为零，即保持离合器不传递扭矩，处于分离状态。作为本专利技术的优选方案，所述的步骤S30具体为：S31：首先判断是否接收到发动机启动指令，若没有接收到发动机启动指令，则进入步骤S37；在步骤S31中若接收到发动机启动指令，则进入步骤S32；S32：当发动机转速we大于等于电机实际转速wc时，则认为发动机启动完成，进入步骤S38，反之则进入步骤S33；S33：发动机目标扭矩设置为摩擦扭矩；S34：若电机当前实际扭矩TM大于车辆行驶阻力矩Tr和离合器传递扭矩Tc之和，则进入步骤S36；若电机当前实际扭矩TM小于等于车辆行驶阻力矩Tr和离合器传递扭矩Tc之和，则进入步骤S35；S35：计算驱动电机目标扭矩TM-target如下：其中ΔTM为驱动电机调整扭矩步长单位Nm；S36：计算驱动电机目标扭矩TM-target如下：S37：驱动电机目标扭矩TM-target：其中，TM-target是驱动电机目标扭矩，单位Nm，TM-target为驱动电机最大扭矩上限，单位是Nm，α是驾驶员油门开度，范围是0到100％，单位是％，T(α)为根据驾驶员油门开度α查表获得的额外加速扭矩T(α)，单位是Nm；步骤S37后进入步骤S39；S38：保持电机目标扭矩不变，发动机目标扭矩不变；S39：将发动机目标扭矩TE-target设置为零。本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：(1)相比较运用车辆动力学计算车辆行驶阻力，本专利技术车辆行驶阻力计算鲁棒性更好，无需繁杂的标定工作，就能准确地完成车辆行驶过程中阻力估计；(2)自适应性好，将冲击度和滑磨功作为反馈条件实时修正离合器传递摩擦扭矩，保证车辆平顺性同时延长了离合器使用寿命。附图说明图1为单轴并联混合动力总成结构示意图；图1中：101-发动机，102-干式膜片弹簧离合器，103-驱动电机，104-机械变速器，105-差速器，106-车轮；图2为本专利技术方法的流程总框图；图3为车辆行驶阻力识别过程流程；图4为离合器目标扭矩计算过程流程；图5驱动电机和发动机目标扭矩计算流程。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术做进一步阐述和说明。本专利技术中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。本专利技术提供用于在单轴并联混合动力商用车(动力总成形式如图1所示)行进间启动发动机的离合器接合控制方法，其中本方法根据商用车质量、电机状态、车辆冲击度和离合器滑磨功自动调节离合器控制目标扭矩，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单轴并联混合动力商用车行进间启动动力系统协同控制方法，其特征在于包括如下步骤：/nS10：车辆行驶阻力识别/n通过车辆整备质量、电机状态获得车辆当前行驶综合阻力；/nS20：离合器传递目标扭矩计算/n通过车辆冲击度和离合器滑磨功作为边界约束条件，实时迭代计算离合器传递目标扭矩值，通过离合器操纵系统实现跟踪控制；/nS30：驱动电机和发动机目标扭矩计算/n通过车辆行驶综合阻力、离合器传递的摩擦扭矩和电机当前实际扭矩，实时计算驱动电机目标扭矩，通过CAN总线实现超越控制；/nS40：以设定的时间周期重复执行S10、S20和S30。/n

【技术特征摘要】
1.一种单轴并联混合动力商用车行进间启动动力系统协同控制方法，其特征在于包括如下步骤：
S10：车辆行驶阻力识别
通过车辆整备质量、电机状态获得车辆当前行驶综合阻力；
S20：离合器传递目标扭矩计算
通过车辆冲击度和离合器滑磨功作为边界约束条件，实时迭代计算离合器传递目标扭矩值，通过离合器操纵系统实现跟踪控制；
S30：驱动电机和发动机目标扭矩计算
通过车辆行驶综合阻力、离合器传递的摩擦扭矩和电机当前实际扭矩，实时计算驱动电机目标扭矩，通过CAN总线实现超越控制；
S40：以设定的时间周期重复执行S10、S20和S30。


2.根据权利要求1所述的单轴并联混合动力商用车行进间启动动力系统协同控制方法，其特征在于所述的步骤S10具体为：
S11：车辆质量估计
在车辆后轴安装直线位移传感器，测量商用车辆后轴悬架压缩量的位移δ，按照下式计算获得车辆载货质量mL：
mL＝Kδ/g
式中：δ单位mm；K为后悬架刚度，单位为N/mm；g为重力加速度，单位为m/s2；
则车辆整备质量M为：
M＝mv+mL
式中：mV为空车总质量单位为kg；
S12：车辆加速阻力估计
Fa＝M·a
式中，车辆加速阻力Fa单位是N，a为车辆纵向加速度，单位是m/s2，通过底盘CAN总线获取；
S13：车辆行驶阻力矩识别
此时为驱动电机单独驱动车辆，假设变速器传动比为ig，主减速比为io，汽车车轮半径为r，则车辆行驶阻力矩Tr为：
Tr＝TM-(Fa·r)/(ig·io)
其中车辆行驶阻力矩Tr单位为Nm，驱动电机实际扭矩TM单位为Nm。


3.根据权利要求1所述的单轴并联混合动力商用车行进间启动动力系统协同控制方法，其特征在于所述的步骤S20具体为：
S21：首先判断是否接收到发动机启动指令，若没有接收到发动机启动指令，则进入步骤S27；若接收到发动机启动指令，则进入到步骤S22；
S22：根据发动机转速we和离合器从动盘转速wc差判断离合器是否同步，若离合器主从动部分处于同步状态，则进入步骤S26；若离合器仍然存在转速差不同步，进入步骤S23；
S23：设立离合器接合性能当量指标Ω：



式中：a为车辆纵向加速度，单位是m/s2，g为重力加速度，单位为m/s2，we为发动机转速，单位m/...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭建鑫，罗喜伶，郑华荣，张昌明，李云波，
申请(专利权)人：北京航空航天大学杭州创新研究院，
类型：发明
国别省市：浙江;33