一种混合动力车辆大加速过程动态协调控制方法技术

本发明专利技术公开了一种混合动力车辆大加速过程的动态协调控制方法，其包括以下步骤：1)确定稳态分配的发动机目标转矩Te′(m)、电机系统目标转矩Tm′(m)；2)判断是否进入大加速动态协调过程：如果需要进行大加速动态协调，则进入步骤3)，否则返回步骤1)；3)进入大加速过程后，根据能量管理策略得到的发动机目标转矩Te′(m)、电机系统目标转矩Tm′(m)、前一时刻的发动机转矩命令Te(m-1)进行动态协调，得到发动机转矩命令值Te(m)和电机系统转矩命令值Tm(m)；本方法充分利用了电机的补偿能力，保证了大加速过程的动力性，并且有效减少了发动机加浓，提高了大加速过程的经济性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及混合动力车辆控制
，特别是一种混合动力车辆在大加速过程的动态协调控制方法。
技术介绍
混合动力车辆包括混合动力乘用车、混合动力客车以及混合动力工程机械等，是使用两种或以上能源的车辆，所使用的动力来源有内燃机、电动机、电池、氢气、燃料电池等的技术，是提高车辆节能、环保性能的重要途径之一。目前的混合动力车多数以内燃机及电动机推动，能源来自汽油及电池，此类混合动力车叫油电混合动力车(Hybridelectric vehicle 简称 HEV)。目前的混合动力车辆在大加速过程中，需要发动机提供主要的驱动力，发动机驱动转矩命令值可能突然增加，由于发动机加速过程需要加浓，会恶化整车经济性；如果发动机转矩命令值上升过慢，虽能有较好的经济性，但无法满足整车的动力性要求。电机转矩可以快速调整，并具有过载能力，所以在大加速过程中，可以利用电机的补偿能力，减小发动机转矩上升斜率，对混合动力车辆进行协调控制，既能保证动力性，又能提高经济性。大加速过程中，现有的控制方法有两种方法I :限制发动机转矩命令值以较小的斜率上升；方法2 :不对发动机转矩命令值上升斜率进行限制。但是，这两种方法都存在固有的缺陷。限制发动机转矩命令值以较小的斜率上升的控制方法(方法I)，可以改善发动机转矩上升过程的燃油经济性，但整车动力性较差。不限制发动机转矩命令值上升斜率的控制方法(方法2)，虽可以保证整车动力性，但由于发动机需要加速加浓，燃油经济性较差。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种能够在保证动力性的同时改善经济性的混合动力车辆大加速过程的动态协调控制方法。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案一种混合动力车辆大加速过程的动态协调控制方法，其包括以下步骤I)整车能量管理策略根据驾驶员操作、当前车辆状态确定稳态分配的发动机目标转矩IV (m)、电机系统目标转矩T/ (m)，其中m代表控制步长的计数；2)判断是否进入大加速动态协调控制过程如果需要进行大加速动态协调控制过程，则进入步骤3)，否则将整车能量管理策略的转矩分配结果作为各部件的控制命令，返回步骤I);步骤2)具体包括以下内容确定是否进入大加速动态协调控制过程a.如果1 > Ic1，则进入大加速动态协调控制过程，即执行步骤3)，b.如果1 ( Ic1，则按整车能量管理策略的转矩分配结果进行控制，返回步骤I)，即 Te (m) = Te' (m) ；Tm (m) = Tm' (m)；其中1 为按照整车能量管理策略制定的转矩分配结果进行控制时的发动机转矩上升斜率，即为kQ= OV (rn)-Te(m-l)}/At，其中At是控制周期；Ic1是根据发动机特性确定的发动机动力性和经济性综合最优的发动机转矩上升斜率，确定h的方法如下首先给定发动机转矩命令值T、转速η及转矩命令值上升斜率k，可以得到对应的燃油经济性变化幅度和整车加速度变化幅度Aa/a，其中是发动机转矩命令值T 和转速η对应的稳态燃油经济性，Abe是转矩命令值以一定斜率上升引起的燃油经济性的变化幅度，a是发动机转矩命令值T和转速η对应的整车加速度，△ a是转矩命令值以一定斜率上升引起的整车加速度变化幅度，Abybe可以反映转矩命令值上升斜率k对整车经济性的影响，Δ a/a可以反映转矩命令值上升斜率k对整车动力性的影响；则可以确定经济性和动力性综合最优的转矩上升斜率kjT，η)为':.1:':=[工1 二:〕: b: + ■ ' & ' :其中a用来反映动力性与经济性的相对重要程度；离线确定Ii1随转矩命令值T和转速η变化的规律，制成数据表格，实时工作时，通过前一时刻发动机转矩命令TJm-I)和当前发动机转速η查表确定Ic1 ；3)进入大加速动态协调控制过程后，根据整车能量管理策略得到的发动机目标转矩IV (m)、电机系统目标转矩Tm' (m)、前一时刻的发动机转矩命令TJm-I)进行动态协调控制，从而得到发动机转矩命令值TJm)和电机系统转矩命令值Tm(m)；步骤3)具体包括以下内容电机能提供的最大转矩由电机转速和电池荷电状态(SOC)确定，根据电机转速确定当前时刻的电机系统额定转矩I；(m)和电机系统最大转矩Tmax(Hi)，电池荷电状态的影响用函数f (SOC)表示，可得此时电机系统能持续提供最大转矩为T' r(m) = Tr(m) ·f (SOC), 电机系统能瞬时提供的最大转矩为Tmax' (m) = TmaxOn) · f (SOC)；由电机的工作能力可以得到，电机系统可以持续补偿的最大转矩为ATml(Hi)，即电机系统目标转矩与其能持续提供的最大转矩之差，即Δ Tml(m) =T/ (Hi)-Tn/ (m);电机系统可以瞬时补偿的最大转矩为ATm2(Hi)，即电机系统目标转矩与其能瞬时提供的最大转矩之差，BP Δ Tm2 (m) =Tmax' (Hi)-Tn/ (m)；同时，可以得到发动机转矩突变量Λ TJm)，即当前发动机目标转矩IV (m)与前一时刻发动机转矩命令值Te(Hi-I)之差，S卩ATe(Hi) = IV (m)-Te(m-l)；然后通过Λ Te (m)与Λ Tffll (m)、Δ Tffl2 (m)的关系调整发动机转矩命令值，分为如下三种模式a.当 O < Δ Te (m) ^ Δ Tml (m)时此时需要补偿的转矩在电机持续工作范围内，发动机转矩调整的控制目标是保证经济性，使发动机转矩以小斜率上升，该斜率为k1;斜率Ic1即上述根据发动机特性确定的发动机动力性和经济性综合最优的发动机转矩上升斜率，由此得到发动机转矩命令值为 Te (m) = TeOn-IHk1 Δ t ；b.当 ATml(m) < Δ Te (m) ( Δ Tm2 (m)时此时虽然需要补偿的转矩仍在电机工作范围内，但需要电机过载，由于电机过载有时间限制，所以需要发动机转矩在一定时间内上升到整车能量管理策略制定的目标转矩，故使发动机转矩以大于h的斜率上升，设该斜率为k2，由此得到发动机转矩命令值为 Te (m) = Te (m-l)+k2 Δ t ；此时可以利用电机的过载能力减小发动机的加速加浓，同时要保证整车动力性， 斜率k2是根据电机过载能力确定的，即k2 = {T/ (Hi)-Tn/ (m)}/(t0-p Δ t) = Δ Tml (m)/ (t0-p Λ t)，其中h是允许的最长过载时间，由电机的温度、发热量和散热量等因素决定，P 是电机已经过载工作的步长数；c.当 Δ Te (m) > Δ Tm2 (m)时此时发动机转矩突变超出了电机补偿能力，为了在保证动力性的前提下尽量提高经济性，需要电机尽量满负荷工作，发动机转矩命令值以小幅度进行突变，同时，为了保留一定的电机调节裕量，发动机转矩命令值突变幅度稍大于所需的最小发动机转矩命令值突变幅度，所以发动机转矩命令值为Te(m) =b*{T' e(m)-ATm2(m)}，其中b是大于I的裕量系数；最后，根据调整得到的发动机转矩命令值确定电机系统转矩命令值，即Tm(m)= T' m (m) +T' e (m) -Te (m)。返回步骤I),即Te(m) =Te' (m) ；Tm(m) =Tm' (m),往复进行上述步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉新，王继新，罗国鹏，蔡云光，张宁，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：