[发明专利]一种用于混合动力汽车的AMT电机控制方法和控制系统

说明书

技术领域

本发明主要应用在混合动力汽车技术领域，提供了一种用于混合动力汽车的AMT电机控制方法和控制系统。

背景技术

当前普遍使用的燃油发动机汽车存在种种弊病，能量利用率低，更为严重的是排放废气污染环境。近些年来各大汽车集团都在进行混合动力电动汽车研发，多数以混合动力电动客车为主。混合动力装置既发挥了发动机持续工作时间长，动力性好的优点，又可以发挥电动机无污染、低噪声的好处，这种研发方向符合我国国情，有利于我国电动汽车的研究发展。但是，混合动力客车档位切换时，由于司机熟练程度和驾驶技术等方面的问题，常使车辆发动机工作在非稳定工作状态，影响整车节油效率。AMT(Automated MechanicalTransmission)自动变速器是在传统固定轴式齿轮变速箱的基本上，把选档、换档、离合器及相应发动机供油操纵用以微处置器为核心的控制器完成的自动变速器，通过自动调节车辆档位，消除不同驾驶员驾驶技术和驾驶熟练程度的差异，减轻驾驶员的疲劳程度，降低油耗。 AMT可以主要可以分为电控气动、电控液动、电控电动几种，电控电动AMT的换挡系统结构相对简单，重量轻，另外由于直接采用易于控制、精度更高的电动机代替液压执行元件，使得系统的动作的误差减少了，控制方法上也更简单。

电控电动AMT 通过两个24V直流电机实现变速箱选、换档操作，当选档或换档操作进行时，电机带动AMT变速器机械结构进行旋转，同时与电机转子轴耦合的角度传感器返回当前旋转的角度信息。不同档位，选、换档电机带动AMT机械结构形成的空间位移不同，返回的角度信息也各不一样。因此，变速箱档位位置与电机旋转角度存在一一映射关系。并联混合动力客车行驶过程中，要想确保档位切换快速、准确，要求选、换档电机角度控制过程的动态性与稳定性较好。

传统客车的AMT自动变速器选、换档控制多采用经典PID控制方式，根据控制复杂程度不同，可分为角度闭环控制，或者角度-角速度双闭环控制。其控制参数取值固定，通过多次尝试或者经验公式获取相对较优的比例-积分-微分参数值来实现电机角度的可靠逼近，整个系统动态性能与静态偏差取决于比例、积分、微分参数的设置。受变速箱内部工艺、变速比影响，不同位置选、换档电机旋转阻力不同，固定的比例、积分、微分参数只能确保某个状态下的控制最优，无法保证电机在任意角度下到达其他任意目标位置的控制都能可靠实现。 

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种基于专家系统的AMT电机控制方法和控制系统，根据当前的角速度、角度偏差信息，实时调整比例、积分、微分参数值，实现针对性的PID控制，通过确保每个状态下对选、换挡电机的良好控制，实现混合动力汽车行驶过程中AMT档位的可靠切换。  

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种用于混合动力汽车的AMT电机控制方法，包括以下几个步骤：

1）给定电机目标角度，通过比较器与角度传感器采集的当前值作比较，产生角度偏差；

2）当前角度值发送给角速度计算模块，获得实时角速度值；

3）将角度偏差与角速度输入到专家系统，专家系统根据角度偏差的大小，确定PID控制所需的增益参数；

4）随着控制过程的进行，角度偏差与角速度值不断更改，专家系统跟随调整控制参数增益，逐步实现整个过程的较优控制。 

具体地，所述一种用于混合动力汽车的AMT电机控制方法中所述专家系统按照以下知识库确定PID控制所需的增益参数：

知识库1：角度偏差                                                时，采用比例控制，控制信号与角度偏差成正比；

知识库2：角度偏差时，采用比例-微分控制，比例控制实现电机角度的逼近，微分功能削弱上个阶段大比例控制导致的较强电机旋转速度惯性；

知识库3：角度偏差时，采用比例-积分控制，当比例控制功能仍无法保证AMT电机角度进入目标范围时，随着角度偏差的多次累计，积分功能迫使控制信号逐步增强，最终到达驱动要求；

知识库4：其他情况，角度偏差进入允许范围，取消比例、积分、微分控制功能，AMT电机由于角速度不足停留在此阶段；

其中：DIFF为选档电机同侧相邻档位的最小距离或者换挡电机各档位到空档的最小距离，为当前时刻的角度；为当前时刻的目标角度。

具体地，所述一种用于混合动力汽车的AMT电机控制方法：

1）比例控制时：当角度偏差较大时，比例控制系数较大，实现角度的快速逼近；当角度偏差减小时，比例控制系数相应缩小，减少超调发生；