[发明专利]一种混合动力系统汽车的动态转矩协调方法

说明书

技术领域

本发明涉及混合动力系统汽车的控制领域，具体的涉及一种混合动力系统汽车的动态转矩协调方法。

背景技术

在应用混合动力系统的汽车中，电动机和发电机的输出状态切换时，有可能造成电动机和发电机各自输出转矩的突变，进而造成总的输出转矩的突变。例如，混合动力系统的工作状态从纯电动向发动机驱动状态切换时，根据“稳态能量管理策略”，此时电机关闭、发动机起动，电机的输出转矩由状态切换前的驱动转矩瞬间变为零，发动机的输出转矩由零变为驱动转矩；在瞬态工况如急加速和急减速时也将引起发动机和电动机输出转矩的大幅度变化。

当发动机和电动机目标转矩发生大幅度变化或突变时，在它们达到各自目标转矩之前，需要动态地协调发动机和电动机的转矩输出。一方面满足驾驶员的转矩需求，另一方面使发动机和电动机输出的转矩之和不产生较大幅度的波动。因此动态转矩协调是一个从车辆动力性和驾驶舒适性角度考虑的一个控制问题。

日本丰田公司混合动力汽车通过采用一个机械式的动力分配机构来解决混合动力系统的动态转矩协调问题。丰田混合动力系统动态转矩协调控制问题的解决完全取决于巧妙的纯机械式的动力分配机构。因此，只有安装机械式的动力分配机构的混合动力汽车才能解决转矩协调问题，这样会大大增加整车布置的难度、成本。

电子控制系统已经在汽车上普遍采用了，开发一种能够通过电子控制系统来解决动态转矩协调问题的方法很具有应用价值。

美国西南研究院曾对等速工况下状态切换对混合动力汽车驾驶性能的影响做了研究，只是描述了混合动力状态切换时车速变化和扭矩变化过程，但没有提出解决转矩协调问题的具体方法。

发明内容

为克服现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种混合动力系统汽车的动态转矩协调方法，以获得整车最大的燃油经济性和平稳的整车驾驶性能。

为解决上述技术问题，本发明的混合动力系统汽车的动态转矩协调方法，其包括以下步骤：

步骤1)转矩控制策略判断混合动力系统是否满足状态切换条件；

步骤2)如果所述混合动力系统满足状态切换条件，则向总成控制器发送动态转矩协调控制请求，所述总成控制器收到回复后，所述混合动力系统改变运行状态并根据动态转矩协调算法确定电动机和发动机的目标转矩；

步骤3)如果所述混合动力系统不满足状态切换条件，则所述混合动力系统根据转矩控制策略确定发动机和电动机的目标转矩；

步骤4)如果所述总成控制器没有收到回复，则所述混合动力系统根据转矩控制策略确定发动机和电动机的目标转矩。

稳定工况下驾驶员的需求转矩即发动机的输出转矩，其由发动机的转速和油门位置决定，如下式所示：

T_{d_req}＝f(n，σ％)

式中：T_{d_req}表示发动机的输出转矩即驾驶员的需求转矩；n表示发动机的转速；δ％表示油门位置；f(n，δ％)表示驾驶特性脉谱函数。

上式表明：通过精确台架标定后，稳定工况时，根据发动机转速和油门位置可以获知发动机的转矩输出大小。而在过渡工况时(加速，减速等)，由于废气涡轮增压器叶轮的惯性使得空气进气有着明显的滞后性，以及高压共轨系统中各种限制量的存在，使过渡工况时发动机实时发出的转矩和发动机的目标转矩不一致，因此发动机不能实现直接的转矩控制。

通过上面分析可知发动机转矩是不能直接控制的，因此，通过电动机转矩补偿的方式来弥补发动机转矩不能直接控制的问题。

本发明的汽车混合动力系统的动态转矩协调方法中，将发动机的实时转矩与发动机的目标转矩之间的差值由电动机的转矩进行补偿。

因此，电动机的最终目标转矩T_tar由两部分组成：

①发动机的目标转矩与发动机的实时转矩之差：

式中：为发动机的目标转矩；T_e为发动机的实时转矩。

②电动机的目标转矩：