[发明专利]基于发动机动态特性识别的混动车电机转矩补偿协调方法

说明书

本发明公开了基于发动机动态特性识别的混动车电机转矩补偿协调方法，该方法针对并联混动汽车模式切换时两动力源和离合器状态变化易引发冲击；实车发动机动态响应影响因素多、响应特性不断变化、滞后及误差明显；各子控制器报文周期不同易导致通讯相对时延、控制滞后等问题，提出发动机动态响应性能识别、响应转矩预估、电机同步补偿的控制方法。在急加速等动态工况，利用发动机实际响应数据识别其动态响应特性、预估未来输出转矩，进行电机同步补偿控制。本方法基于已有响应信息识别发动机动态特性、预估未来响应，从而可由电机同步补偿有效减小发动机工作时动力系统总转矩响应误差，在保证平顺性、舒适性的同时提高整车动力性。

技术领域

本发明属于并联混合动力汽车技术领域，特别涉及基于发动机动态特性识别的混动车电机转矩补偿协调方法。

背景技术

随着能源与环境问题日益严峻，节能与新能源汽车技术成为热点。混合动力汽车由于其经济性好、续驶里程长，成为研究重点方向之一。其中的并联混动车型，因相比混联构型结构简单、易于控制，相比串联构型驱动模式更多、可适应多种工况，无能量二次转换、效率更高，而得到较多发展应用。

并联混动汽车低速时纯电动行驶，可发挥电机低速大扭矩特点，起步平稳快速；高速时发动机参与驱动，可发挥发动机稳态持久功率，保证续驶里程和高速动力性；同时通过电机转矩补偿、变速器变速比控制，实现发动机工作区域调节，降低油耗。但在驾驶员不同操作及各驱动模式间切换时，需求转矩快速变化、动力源及离合器工作状态发生改变，易引发冲击影响舒适性。且发动机动态响应特性受多种因素影响，实际输出误差、滞后明显，尤其各子控制器报文周期不同时，HCU与不同子控制器间通讯存在相对滞后，极易引起电机转矩补偿不及时、不准确，总需求转矩不能得到较好响应。

现有技术中，混合动力汽车的动态协调方法多以电机补偿发动机的转矩突变和离合器优化控制保证车辆平顺舒适。如中国专利公布号为CN102582624A，公布日为2012-07-18，公开了一种混合动力车辆大加速过程动态协调控制方法，该方法在大加速时限制发动机转矩变化率，由电机补偿变化率过大部分，在防止发动机加浓导致的油耗高的同时可保证动力性；又如中国专利公布号为CN104670221A，公布日为2015-06-03，公开了混合动力汽车工作模式切换过程动态协调控制方法，该方法同样限制发动机转矩变化率，并通过电机补偿不足部分，通过需求车速实现电机转速闭环控制；又如中国专利公布号为CN103909925A，公布日为2014-07-09，公开了基于电机转矩补偿的混合动力汽车转矩恢复协调控制方法及系统，该方法由冲击度要求限制发动机转矩变化率，电机补偿需求转矩的不足部分。但上述方法均未考虑发动机的动态响应特性，由于动态过程中实车发动机的实际响应转矩与需求值差别较大，滞后、误差明显，会导致即使电机参与补偿，总输出转矩与需求值差别依然较大。

同时，如中国专利公布号为CN105035079A，公布日为2015-11-11，公开了一种带发动机转矩观测器的同轴并联混合动力汽车动力切换协调控制方法，该方法利用发动机台架试验数据，采用最小二乘、分布估计算法和发动机转矩模型建立转矩观测器，估计发动机输出转矩，在切换时通过分段协调控制实现平顺；又如中国专利公布号为CN106080584A，公布日为2016-11-09，公开了一种基于模型预测控制算法的混合动力汽车模式切换协调控制方法，该方法建立模式切换过程的线性、非线性模型，通过切换时的状态信号预测本周期内的部件需求、通过优化函数保证行驶平顺。但上述方法需要大量实验数据、程序复杂、计算量大、较难实现实车应用。

另外，以上方法均未考虑实车上各动力源子控制器报文周期不同时，HCU与各子控制器间通讯由于相对滞后，引起的电机转矩补偿不及时、不准确，导致总需求转矩不能得到较好响应。