汽油机动力传动系统防冲击控制方法与流程

本发明涉及动力系统控制
技术领域：
，具体地指一种汽油机动力传动系统防冲击控制方法。
背景技术：
：发动机燃烧后产生动力，动力通过传动系统将动力传递到驱动轮，而这些具有惯性和弹性的传动系统零部件形成了一个扭矩振动系统。车辆在行驶过程中，传动系统的因为飞轮端输出扭矩的突变会形成一个冲击力，可能会引发动力系统出现扭转振动，甚至出现共振的现象，动力系统在共振时会对激励产生放大作用，扭转的振幅增大，导致传动系统零部件的疲劳受损，影响车辆可靠性和寿命。技术实现要素：本发明的目的就是要克服上述现有技术存在的不足，提供一种汽油机动力传动系统防冲击控制方法，该方法可以对发动机的火路输出扭矩和气路输出扭矩进行补偿，避免了动力系统和传动系统出现扭转振动和共振。为实现上述目的，本发明提供一种汽油机动力传动系统防冲击控制方法，其特征在于，包括如下步骤：1)获取实际发动机转速和目标发动机转速，得到发动机转速差；2)对发动机转速差进微分，然后进行滤波处理，得到防冲击扭矩滤波值；3)根据防冲击扭矩滤波值得到防冲击扭矩初始值；4)将防冲击扭矩初始值与防冲击扭矩阈值对比，确定火路补偿扭矩、气路补偿扭矩和供油状态。进一步地，所述目标发动机转速njerktrgspd为其中，∑v为轮速vvehicleraw(n)n次采样之和，轮速vvehicleraw(n)为轮速传感器采样值，nsample为轮速采样次数，rtranratio为传动系统的传动比，r为车轮半径。进一步地，所述实际发动机转速nmdlengspd(n)为其中，w(n)为飞轮角速度，所述飞轮角速度w(n)为其中，mp1act(n)为飞轮端预估输出扭矩，mwheelp1trq(n-1)为上个采样周期的飞轮端输出扭矩，jp1为发动机转动惯量，δt为采样周期，kmdl_w为飞轮角速度的修正系数，取值范围为(0.08,0.15)，nengspdact(n)为由曲轴转速传感器换算所得的发动机实际转速，w(n-1)为上个采样周期的飞轮角速度。进一步地，飞轮端输出扭矩mwheelp1trq(n)为其中，θwheel(n)为驱动轮角度，f(θwheel(n))为根据驱动轮角度θwheel(n)标定获得。进一步地，为了获得驱动轮角度θwheel(n)，需先确定驱动轮角度初始值，所述驱动轮角度初始值θwheelraw(n)为其中，wwheel(n-1)为上个采样周期的基于驱动轮扭矩的驱动轮角速度，θwheelraw(n-1)为上个采样周期的驱动轮角度；当θwheelraw(n)≥cθpos，θwheel(n)＝θwheelraw(n)-cθpos；当θwheelraw(n)≤cθneg，θwheel(n)＝θwheelraw(n)-cθneg；当cθneg＜θwheelraw(n)＜cθpos，θwheel(n)＝0。进一步地，基于驱动轮扭矩的驱动轮角速度wwheel(n)为其中，kmdl_wheel为计算驱动轮角速度的修正系数，取值范围为(0.02,0.8)，wvehicle(n)为驱动轮角速度。进一步地，所述驱动轮角速度wvehicle(n)为其中，vvehicle(n)为防冲击车速，rwheelradius为驱动轮半径。进一步地，当cvminlim≤vvehicleraw(n)-vvehicle(n-1)≤cvmaxlim时，则vvehicle(n)＝vvehicle(n-1)；否则，vvehicle(n)＝vvehicleraw(n)；其中，vvehicle(n-1)为上个采样周期的防冲击车速，cvminlim的取值范围为0kmph～1kmph，cvmaxlim的取值范围为3kmph～5kmph。进一步地，所述防冲击扭矩初始值mjerkraw(n)为mjerkraw(n)＝f[-bjerkcheckfilt(n)×gain]×(-bjerkcheckfilt(n)×gain)其中，bjerkcheckfilt(n)为防冲击扭矩滤波值，gain为增益系数，f[-bjerkcheckfilt(n)×gain]为根据-bjerkcheckfilt(n)×gain标定所得；所述增益系数gain为gain＝rgain×f(ntargetidle(n)-nengspdact(n))×f(nengspdact(n))×f(mp1act(n))其中，rgain为挡位修正系数，ntargetidle(n)为目标怠速，nengspdact(n)为实际转速，f(ntargetidle(n)-nengspdact(n))为通过目标怠速与实际转速差标定得到，f(nengspdact(n))为通过实际转速标定得到，f(mp1act(n))为通过飞轮端预估输出扭矩mp1act(n)标定得到。进一步地，所述防冲击扭矩滤波值bjerkcheckfilt(n)为其中，tfilter为滤波系数，挡位越高，滤波系数越大，在非前进挡位时取0；bjerkcheckraw(n)为防冲击扭矩基准值。进一步地，当为前进挡位时，防冲击扭矩基准值bjerkcheckraw(n)为其中，bjerkcheck(n)为防冲击扭矩前进挡基准值，njerkcheck为采样周期次数。进一步地，当车辆选择防冲击扭矩的控制响应更快速时，防冲击扭矩前进挡基准值bjerkcheck(n)为bjerkcheck(n)＝dnjerkspderr(n)×k(dnjerkspderr(n))其中，dnjerkspderr(n)为发动机转速差的一次微分，发动机转速差为njerkspderr(n)＝njerktrgspd(n)-njerkengspd(n)，k(dnjerkspderr(n))为一次微分修正系数；当车辆选择防冲击扭矩的控制精度更高时，防冲击扭矩前进挡基准值bjerkcheck(n)为bjerkcheck(n)＝d2njerkspderr(n)×k(d2njerkspderr(n))其中，d2njerkspderr(n)为发动机转速差的二次微分，k(d2njerkspderr(n))为二次微分修正系数。进一步地，当挡位为非前进挡时，防冲击扭矩基准值bjerkcheckraw(n)为发动机转速差的二次微分d2njerkspderr(n)与二次微分修正系数k(d2njerkspderr(n))的乘积。进一步地，所述防冲击扭矩阈值包括防冲击扭矩最小阈值、防冲击断油阈值和防冲击扭矩最大阈值，且他们依次增大。进一步地，当防冲击扭矩初始值mjerkraw(n)小于或等于防冲击扭矩最小阈值时，所述火路补偿扭矩和所述气路补偿扭矩均为0；当防冲击扭矩初始值mjerkraw(n)大于或等于防冲击扭矩最大阈值时，所述火路补偿扭矩为防冲击扭矩最大阈值，所述气路补偿扭矩为火路补偿扭矩的滤波值；当防冲击扭矩初始值mjerkraw(n)大于防冲击扭矩最小阈值且小于防冲击扭矩最大阈值时，所述火路补偿扭矩为防冲击扭矩初始值，所述气路补偿扭矩为火路补偿扭矩的滤波值。进一步地，所述气路补偿扭矩为火路补偿扭矩的滤波值时，所述气路补偿扭矩mjerkair(n)为其中，mjerkair(n-1)为上个采样周期的气路补偿扭矩，且mjerkair(0)＝0，tfilterjerkair为气路补偿扭矩滤波系数。进一步地，当防冲击扭矩初始值mjerkraw(n)小于或等于防冲击扭矩断油阈值时，则不请求发动机禁止断油；当防冲击扭矩初始值mjerkraw(n)大于防冲击扭矩断油阈值时，则请求发动机禁止断油。本发明的有益效果是：1、根据不同挡位和运行参数确定火路补偿扭矩和气路补偿扭矩以及供油状态，对发动机的火路输出扭矩和气路输出扭矩进行补偿，避免了动力系统和传动系统出现扭转振动和共振。2、在确定火路补偿扭矩和气路补偿扭矩时考虑了不同车型对防冲击控制的响应速度和控制精度的需求。附图说明图1为汽油机动力传动系统防冲击控制方法的流程图。具体实施方式下面结合附图对本发明作进一步的详细说明，便于更清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。如图1所示，一种汽油机动力传动系统防冲击控制方法，首先确定防冲击控制激活的条件，当同时满足以下六个条件时，激活防冲击控制。这样主要是剔除因为本身发动机燃烧可能造成的传动系不稳定的情况，或者是该工况不会影响对传动系统造成冲击，避免传动系统扭矩振动的误调节。1)无外部纵向扭矩请求，如abs、epb、esc、esp、esc、apa,、adas；2)发动机处于运行状态，且超过设定时间；3)水温在设定范围内；4)不处于断油工况；5)发动机转速超过设定转速；6)发动机不处于怠速工况；怠速工况稳定，对传动系统不会造成冲击，该工况下不激活，以避免进行传动系统扭矩误调节。汽油机动力传动系统防冲击控制方法的过程如下：1、获取实际发动机转速和目标发动机转速，得到发动机转速差。目标发动机转速njerktrgspd为其中，∑v为轮速vvehicleraw(n)n次采样之和，轮速vvehicleraw(n)为轮速传感器采样值，nsample为轮速采样次数，rtranratio为传动系统的传动比，r为车轮半径。实际发动机转速nmdlengspd(n)为其中，w(n)为飞轮角速度，飞轮角速度w(n)为其中，mp1act(n)为飞轮端预计输出扭矩，mwheelp1trq(n-1)为上个采样周期由轮域扭矩换算的飞轮端输出扭矩，jp1为发动机转动惯量，δt为采样周期，kmdl_w为飞轮角速度的修正系数，取值范围为(0.08,0.15)，最佳值为0.1，nengspdact(n)为由曲轴转速传感器换算所得的发动机实际转速，w(n-1)为上个采样周期的飞轮角速度。飞轮端输出扭矩mwheelp1trq(n)为其中，θwheel(n)为采样周期的驱动轮角度，f(θwheel(n))为根据驱动轮角度θwheel(n)标定获得，详见表1所示。表1f(θwheel(n))与驱动轮角度θwheel(n)的关系θwheel(n)-0.1-0.0500.050.1f(θwheel(n))30002870280028603000为了获得驱动轮角度θwheel(n)，需先确定驱动轮角度初始值，驱动轮角度初始值θwheelraw(n)为其中，wwheel(n-1)为上个采样周期的基于驱动轮扭矩的驱动轮角速度，θwheelraw(n-1)为上个采样周期的驱动轮角度；当θwheelraw(n)≥cθpos，θwheel(n)＝θwheelraw(n)-cθpos；当θwheelraw(n)≤cθneg，θwheel(n)＝θwheelraw(n)-cθneg；当cθneg＜θwheelraw(n)＜cθpos，θwheel(n)＝0。在驱动轮角度较小，此时驱动轮刚运转很短时间，传动链刚刚结合，本身传动系统本身会存在一定的冲击，此时无需进行防冲击的控制，如果此时进行防冲击调节，可能会造成传动链无法结合的现象。基于驱动轮扭矩的驱动轮角速度wwheel(n)为其中，kmdl_wheel为计算驱动轮角速度的修正系数，取值范围为(0.02,0.8)，wvehicle(n)为驱动轮角速度。驱动轮角速度wvehicle(n)为其中，vvehicle(n)为防冲击车速，rwheelradius为驱动轮半径。当cvminlim≤vvehicleraw(n)-vvehicle(n-1)≤cvmaxlim时，则vvehicle(n)＝vvehicle(n-1)；否则，vvehicle(n)＝vvehicleraw(n)；其中，vvehicle(n-1)为上个采样周期的防冲击车速，cvminlim的取值范围为0kmph～1kmph，cvmaxlim的取值范围为3kmph～5kmph。在车速极小时，表明动力链在处于结合或者断开过程中，此时不能进行防冲击控制，否则可能会无法进行结合或者断开。2、对发动机转速差进行一次微分或二次微分，然后进行滤波处理，得到防冲击扭矩滤波值。防冲击扭矩滤波值bjerkcheckfilt(n)为其中，tfilter为滤波系数，挡位越高，滤波系数越大，在非前进挡位时取0；bjerkcheckraw(n)为防冲击扭矩基准值。当为前进挡位时，防冲击扭矩基准值bjerkcheckraw(n)为其中，bjerkcheck(n)为防冲击扭矩前进挡基准值，njerkcheck为采样周期次数。当车辆选择防冲击扭矩的控制响应更快速时，防冲击扭矩前进挡基准值bjerkcheck(n)为bjerkcheck(n)＝dnjerkspderr(n)×k(dnjerkspderr(n))其中，dnjerkspderr(n)为发动机转速差的一次微分，发动机转速差为njerkspderr(n)＝njerktrgspd(n)-njerkengspd(n)，k(dnjerkspderr(n))为一次微分修正系数，其取值范围为0.2～1.5。当车辆选择防冲击扭矩的控制精度更高时，防冲击扭矩前进挡基准值bjerkcheck(n)为bjerkcheck(n)＝d2njerkspderr(n)×k(d2njerkspderr(n))其中，d2njerkspderr(n)为发动机转速差的二次微分，k(d2njerkspderr(n))为二次微分修正系数，其取值范围为0.2～1.5。上述过程中，车辆对发动机转速是进行一次微分处理还是二次微分处理是进行防冲击扭矩的设计时已经确定的。对于追求当挡位为非前进挡时，防冲击扭矩基准值bjerkcheckraw(n)为发动机转速差的二次微分d2njerkspderr(n)与二次微分修正系数k(d2njerkspderr(n))的乘积。3、根据防冲击扭矩滤波值得到防冲击扭矩初始值。防冲击扭矩初始值mjerkraw(n)为mjerkraw(n)＝f[-bjerkcheckfilt(n)×gain]×(-bjerkcheckfilt(n)×gain)其中，bjerkcheckfilt(n)为防冲击扭矩滤波值，gain为增益系数，f[-bjerkcheckfilt(n)×gain]为根据-bjerkcheckfilt(n)×gain标定所得；增益系数gain为gain＝rgain×f(ntargetidle(n)-nengspdact(n))×f(nengspdact(n))×f(mp1act(n))其中，rgain为挡位修正系数，ntargetidle(n)为目标怠速，nengspdact(n)为实际转速，f(ntargetidle(n)-nengspdact(n))为通过目标怠速与实际转速差标定得到，考虑的是工况在与怠速切换时刻的防冲击保护，f(nengspdact(n))为通过实际转速标定得到，f(mp1act(n))为通过飞轮端预估输出扭矩mp1act(n)标定得到。表2f(ntargetidle(n)-nengspdact(n))与实际转速差的对应关系表3f(nengspdact(n))与nmdlengspd(n)的对应关系nengspdact(n)800120016002000f(nengspdact(n))10.90.860.82表4f(mp1act(n))与mp1act(n)的对应关系mp1act(n)-504070f(mp1act(n))1.1210.804、将防冲击扭矩初始值与防冲击扭矩阈值对比，确定火路补偿扭矩、气路补偿扭矩和供油状态。防冲击扭矩阈值包括防冲击扭矩最小阈值、防冲击断油阈值和防冲击扭矩最大阈值，且他们依次增大。当防冲击扭矩初始值mjerkraw(n)小于或等于防冲击扭矩最小阈值时，火路补偿扭矩和气路补偿扭矩均为0，防止防冲击扭矩初始值偏小时进行防冲击扭矩控制对动力系统造成干扰；当防冲击扭矩初始值mjerkraw(n)大于或等于防冲击扭矩最大阈值时，火路补偿扭矩为防冲击扭矩最大阈值，气路补偿扭矩为火路补偿扭矩的滤波值，火路补偿扭矩和气路补偿扭矩被限制在一定范围内，避免对整个扭矩系统的控制干扰过大，造成传动系统的干预起到反作用；当防冲击扭矩初始值mjerkraw(n)大于防冲击扭矩最小阈值且小于防冲击扭矩最大阈值时，火路补偿扭矩为防冲击扭矩初始值，气路补偿扭矩为火路补偿扭矩的滤波值。当进行对火路扭矩和气路扭矩进行补偿时，其维持时间需大于设定时间，这是因为即使在防冲击扭矩初始值mjerkraw(n)大于防冲击扭矩最小阈值时，防止控制扭矩的突变对传动系统造成控制不稳定的影响，提高控制系统的稳定性。当气路补偿扭矩为火路补偿扭矩的滤波值时，气路补偿扭矩mjerkair(n)为其中，mjerkair(n-1)为上个采样周期的气路补偿扭矩，且mjerkair(0)＝0，tfilterjerkair为气路补偿扭矩滤波系数。气路扭矩是通过调节气量来实现，气量的变化迟缓，不能入火路扭矩一样请求变化大，因此需要滤波。当防冲击扭矩初始值mjerkraw(n)小于或等于防冲击扭矩断油阈值时，则不请求发动机禁止断油；当防冲击扭矩初始值mjerkraw(n)大于防冲击扭矩断油阈值时，则请求发动机禁止断油，断油工况会造成防冲击控制系统失败，禁止断油以提高防冲击控制系统的快速执行。当前第1页12