[发明专利]一种行星混联混合动力汽车驾驶员需求转矩估计方法

摘要

本发明公开了一种行星混联混合动力汽车驾驶员需求转矩估计方法，该方法综合考虑行星混联混合动力汽车的驱动、制动、蠕行三种不同行驶状态，将对应的驱动需求转矩、蠕行需求转矩、制动需求转矩统一归结为驾驶员需求转矩。由车速信号查表动力系统驱动、制动、蠕行外特性转矩，参考挡杆位置，分别得到动力系统驱动、蠕行、制动转矩，根据驾驶员踏板信号、挡杆位置、车辆状态信号，并考虑三种转矩之间的相互作用，对上述三种转矩进行修正合成，经过斜率限制及滤波处理，最终得到驾驶员需求转矩。为后续行星混联混合动力汽车的模式选择以及动力源转矩分配奠定基础，进一步改善行星混联车辆的动力性及经济性，提升驾驶员的驾驶体验。

主权项

1.一种行星混联混合动力汽车驾驶员需求转矩估计方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1，求解驱动需求转矩；根据车辆挡位的不同，驱动需求转矩分为前进驱动转矩和后退驱动转矩两种，定义前进时车速为正，后退时车速为负，由当前车速的绝对值分别查表车速‑动力系统前进驱动转矩外特性曲线V‑T_{Drv_Fwd_Ext}，和车速‑动力系统后退驱动转矩外特性曲线V‑T_{Drv_Rvs_Ext}，得当前车速绝对值下动力系统所能输出的最大前进驱动转矩T_{Drv_Fwd_Max}和最大后退驱动转矩T_{Drv_Rvs_Max}；根据驾驶员加速踏板开度信号得加速踏板开度系数k_{pos_acc}；为应对车辆行驶过程中驾驶员同时踩下加速踏板与制动踏板的非正常驾驶情形，驱动需求转矩计算过程中引入制动踏板相关系数k_{rel_brk}；制动踏板失效时，驱动需求转矩应为0，根据制动踏板是否失效得制动踏板有效系数k_{val_brk}；将加速踏板开度系数、制动踏板相关系数及制动踏板有效系数相乘，得到驱动驾驶员踏板操作系数k_{drv_ped}，如式(1)所示；k_{drv_ped}＝k_{pos_acc}·k_{rel_brk}·k_{val_brk}        (1)根据挡杆位置，当挡位处于D挡即前进挡时，选择最大前进驱动转矩T_{Drv_Fwd_Max}作为最大驱动转矩T_{Drv_Max}，当挡位处于R挡即后退档时，选择最大后退驱动转矩T_{Drv_Rvs_Max}作为最大驱动转矩T_{Drv_Max}；当挡位处于P挡或N挡时，最大驱动转矩T_{Drv_Max}为0；最大驱动转矩T_{Drv_Max}与驱动驾驶员踏板操作系数k_{drv_ped}相乘，得到当前车速、挡位及踏板操作状态下驱动需求转矩T_Drv，如式(2)所示；T_Drv＝T_{Drv_Max}·k_{drv_ped}                 (2)步骤2，求解蠕行需求转矩；定义驾驶员加速踏板开度信号为0，且车速较小时，车辆处于蠕行状态，根据车辆挡位的不同，蠕行需求转矩分为前进蠕行转矩和后退蠕行转矩两种，由当前车速的绝对值分别查表车速‑动力系统前进蠕行转矩外特性曲线V‑T_{Crp_Fwd_Ext}，和车速‑动力系统后退蠕行转矩外特性曲线V‑T_{Crp_Rvs_Ext}，得当前车速绝对值下动力系统所能输出的最大前进蠕行转矩T_{Crp_Fwd_Max}和最大后退蠕行转矩T_{Crp_Rvs_Max}；引入制动踏板开关系数k_{swi_brk}，蠕行状态下驾驶员踩下制动踏板时，蠕行需求转矩应为0；引入制动踏板有效系数k_{val_brk}，制动踏板失效时，蠕行需求转矩应置为0；制动踏板开关系数k_{swi_brk}及制动踏板有效系数k_{val_brk}相乘，得到蠕行驾驶员踏板操作系数k_{crp_ped}，如式(3)所示；k_{crp_ped}＝k_{swi_brk}·k_{val_brk}                (3)根据挡杆位置，当挡位处于D挡即前进挡时，选择最大前进蠕行转矩T_{Crp_Fwd_Max}作为最大蠕行转矩T_{Crp_Max}，当挡位处于R挡即后退档时，选择最大后退蠕行转矩T_{Crp_Rvs_Max}作为最大蠕行转矩T_{Crp_Max}；当挡位处于P挡或N挡时，最大蠕行转矩T_{Crp_Max}为0；最大蠕行转矩T_{Crp_Max}与蠕行驾驶员踏板操作系数k_{crp_ped}相乘，得到当前车速、挡位及踏板操作状态下蠕行需求转矩T_Crp，如式(4)所示；T_Crp＝T_{Crp_Max}·k_{crp_ped}                 (4)步骤3，求解制动需求转矩；所述制动需求转矩为电动机所产生的再生制动转矩，由当前车速查表车速‑动力系统制动转矩外特性曲线V‑T_{Brk_Ext}，得当前车速下动力系统所能输出的最大制动转矩T_{Brk_Max}；根据驾驶员制动踏板开度信号得制动踏板开度系数k_{pos_brk}，为应对车辆行驶过程中驾驶员同时踩下加速踏板与制动踏板的非正常驾驶情形，制动需求转矩计算过程中引入加速踏板开关系数k_{swi_acc}，将制动踏板开度系数与加速踏板开关系数相乘，得到制动驾驶员踏板操作系数k_{brk_ped}，如式(5)所示；k_{brk_ped}＝k_{pos_brk}·k_{swi_acc}               (5)当ABS系统工作时，屏蔽电动机的再生制动转矩；根据ABS系统是否工作得ABS开关系数k_ABS，根据电池或超级电容SOC得SOC相关系数k_SOC，ABS开关系数与SOC相关系数相乘，得到车辆状态系数k_{veh_sta}，如式(6)所示；k_{veh_sta}＝k_ABS·k_SOC                    (6)最大制动转矩T_{Brk_Max}与制动驾驶员踏板操作系数k_{brk_ped}及车辆状态系数k_{veh_sta}相乘，得到当前车速、挡位及踏板操作状态、车辆状态下制动需求转矩T_Brk，如式(7)所示；T_Brk＝T_{Brk_Max}·k_{brk_ped}·k_{veh_sta}           (7)步骤4，合成驾驶员需求转矩；将步骤1求得的驱动需求转矩T_Drv，步骤2求得的蠕行需求转矩T_Crp相加，得驾驶员广义驱动需求转矩T_Bro，如式(8)所示；T_Bro＝T_Drv+T_Crp                       (8)当挡位处于D挡时，驾驶员广义驱动需求转矩T_Bro保持原值作为驾驶员决策驱动需求转矩T_dec，当挡位处于R挡时，驾驶员广义驱动需求转矩T_Bro乘以‑1作为驾驶员决策驱动需求转矩T_dec；当挡位处于P挡或N挡时，驾驶员决策驱动需求转矩T_dec为0；驾驶员决策驱动需求转矩与步骤3求得的制动需求转矩T_Brk相加，得驾驶员原始需求转矩T_Ori，如式(9)所示；T_Ori＝T_dec+T_Brk                       (9)当动力系统处于高压上电成功状态时，驾驶员需求转矩才有意义，引入高压上电相关系数k_sup，驾驶员原始需求转矩T_Ori与高压上电相关系数k_sup相乘，得驾驶员修正需求转矩T_Fix，如式(10)所示；T_Fix＝T_Ori·k_sup                       (10)最后对驾驶员修正需求转矩进行斜率限制以及滤波处理，最终得驾驶员需求转矩T_Act。