专利名称：双离合器式混合动力汽车电机起动发动机的控制方法
技术领域：
本发明涉及汽车制造技术领域，特别涉及一种以单电机双离合器式混合动力汽车为研究对象，提出的一种在汽车行进中通过电机起动发动机的控制方法。
背景技术：
从20世纪90年代以来，日、美、欧各大汽车公司纷纷致力于研制混合动力型汽车。 进入21世纪后，各国加快了混合动力汽车的产业化的进程，相继推出了不同形式的混合动力汽车产品。而混合动力汽车有多种工作模式，就存在工作模式切换的过程，在此过程中， 很有可能会产生大的扭矩波动，就需要对其进行扭矩协调控制，以减小冲击度，提高模式切换过程的平顺性。目前对混合动力汽车的控制主要包括稳态过程控制与动态过程控制。前者主要的目的是燃油经济性与最优的排放，后者主要的目标是整车的动力性与平顺性。在结构上较多的采用了双电机的结构，相比于单电机，它主要的优点是运行平稳，但是成本较高。而对于本文的单电机双离合器式结构强混合动力汽车，结构成本较低，但其动态过程复杂，协调控制就更显重要。若控制不当，就会造成在电机启动发动机的过程中，延长发动机起动时间，产生大的冲击度，恶化汽车行驶的平顺性。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种双离合器式混合动力汽车电机起动发动机的控制方法，利用电机响应迅速的特点，根据控制策略及时增加或减少电机扭矩，来提供行进中起动发动机的需求扭矩或补偿发动机扭矩的不足，减少切换过程的冲击度，提高混合动力汽车的平顺性。本发明的目的是通过以下技术方案实现的
该种双离合器式混合动力汽车电机起动发动机的控制方法，用于单电机双离合器式混合动力汽车的行进中控制，包括以下步骤
步骤1 对其结构组成和工作模式进行分析，通过计算机建立系统动力学模型，划分混合动力汽车的工作区域，制定相应的扭矩管理策略；
步骤2 在纯电动的工作状态下，通过计算需求扭矩、电池SOC值、电机转速来判断是否达到进行电机起动发动机的条件；
当满足电机起动发动机条件时，将进行模式切换，发出限力矩离合器接合指令，通过控制限力矩离合器液压缸油压和制定的扭矩协调控制策略，协调控制电机、发动机扭矩，完成电起机过程。进一步，所述步骤2包括以下步骤
步骤21 汽车在纯电动工况状态下运行，此时
Tm =Ttiltll ,其中Γβ为电机输出扭矩,为驾驶员需求扭矩，此时通过控制器判断电机转速 ，若,界为起动发动机的转速最小值，则进行步骤2，否则继续以纯电动工况运行；
步骤22 判断电池SOC值，若< >则进行步骤3，否则发出限力矩离合器接合指令，进行步骤4 ;其中
权利要求
1.双离合器式混合动力汽车电机起动发动机的控制方法，用于单电机双离合器式混合动力汽车的行进中控制，其特征在于步骤1 对其结构组成和工作模式进行分析，通过计算机建立系统动力学模型，划分混合动力汽车的工作区域，制定相应的扭矩管理策略；步骤2 在纯电动的工作状态下，通过计算需求扭矩、电池SOC值、电机转速来判断是否达到进行电机起动发动机的条件；当满足电机起动发动机条件时，将进行模式切换，发出限力矩离合器接合指令，通过控制限力矩离合器液压缸油压和制定的扭矩协调控制策略，协调控制电机、发动机扭矩，完成电起机过程。
2.根据权利要求1所述的双离合器式混合动力汽车电机起动发动机的控制方法，其特征在于所述步骤2还包括以下具体步骤步骤21 汽车在纯电动工况状态下运行，此时=^L-，其中Γ·为电机输出扭矩，&_ ^为驾驶员需求扭矩，此时通过控制器判断电机转速~，若 >%> , N—由为起动发动机的转速最小值，则进行步骤2，否则继续以纯电动工况运行；步骤22 判断电池SOC值，若1 >JSiOCta ,则进行步骤3，否则发出限力矩离合器接合指令，进行步骤4 ；其中^oqflii为电池高效区下限值；步骤23>Γ 通过控制器发出限力矩离合器接合指令，进行步骤4，否则继续以纯电动工况运行,为发动机工作的转矩最小值；步骤M 在接到限力矩离合器接合指令后，经过一段补偿时间，限力矩离合器开始接合传递扭矩，进行电起机过程，增大电机扭矩，即&^rti3Te m)，开始起动发动机，其中为电机最大扭矩，Ta为限力矩离合器传递扭矩，在限力矩离合器结构确定后，其值与油压成比例关系；步骤25:随着发动机转速的增大，若达到其自行点火运行转速，则发动机点火运行，否则继续起动发动机；步骤沈当发动机自行点火运行后，向发动机控制器发出转矩命令，发动机提速；为防止发动机转矩变化率过大，在前0. 2秒内输入的发动机目标转矩为,在ο. 2秒后输入的发动机目标转矩为，其中t为在发动机自行点火运行起所经历的时间，介于O到0. 2之间；步骤27 若电机与发动机转速相等，控制器判定限力矩离合器接合完全； 若电机转速大于发动机转速，则认为限力矩离合器未接合完全，此时，电机的输出转矩为，发动机继续提速，继续接合限力矩离合器，直至判定限力矩离合器接合完全；步骤观当限力矩离合器接合完全后，使用电机补偿发动机扭矩的不足，电机此时的输11朽|_ 1.11、J、j VokaiXa ^+TtJ，其中2^为电机的补偿扭矩，若电机的补偿扭矩小于ΟΛ5 3；,，控制器判定此时发动机稳定，电机退出补偿，只输出其目标扭矩:Γ·,,补偿扭矩即发动机目标扭矩与其实际输出扭矩的差值；否则继续使用电机补偿发动机扭矩的不足，直至发动机的扭矩变化小于；至此，当电机补偿扭矩小&，判定起动发动机过程完成，模式切换过程结束，汽车在新的模式下运行,3； UW—。
3.根据权利要求1所述的双离合器式混合动力汽车电机起动发动机的控制方法，其特征在于在步骤21中，所述驾驶员需求扭矩是通过以下方法得到的将驾驶员施加在车轮上的需求扭矩转化成变速器输出端的需求扭矩，通过计算单元计算出出不同档位下最大驱动转矩曲线的包络线，得到100%加速踏板行程的扭矩需求，进而得到部分踏板行程扭矩需求，其值等于加速踏板行程值乘以100%加速踏板行程的扭矩值， 从而建立驾驶员需求扭矩的计算模型。
4.根据权利要求2所述的双离合器式混合动力汽车电机起动发动机的控制方法，其特征在于在步骤23中，厂__的选取方式如下结合电机的特性曲线、发动机油耗图和发动机万有特性图，得到汽车的工作模式区域划分图，由此可得发动机工作最小扭矩曲线，通过计算单元建立的计算模型得到。
5.根据权利要求2所述的双离合器式混合动力汽车电机起动发动机的控制方法，其特征在于在步骤M中，限力矩离合器的控制采用模糊控制策略，包括初始接合油压控制策略和滑磨阶段油压控制策略；所述初始接合油压控制策略是将采集到的油门踏板位移值及油门踏板位移变化率的精确值分别乘以各自的量化因子和JC,以实现模糊化；然后根据模糊化后的油门踏板位移和油门踏板位移变化率，结合模糊控制表，得到控制量的变化值，再乘以比例因子& ，则可得到在基本论域范围内的可控制量AP，初始接合油压值为预设初始压力与与离合器油压可控制增量AF之和，即母=趕+—；所述滑磨阶段油压控制策略是将采集到的油门踏板位移变化率和离合器主从动盘转速差的精确值分别乘以各自的量化因子t和‘，以实现模糊化；然后根据模糊化后的油门踏板位移变化率和离合器主从动盘转速差，结合模糊控制表，得到控制量的变化值，再乘以比例因子J^ ,则得到在基本论域范围内的可控制量& ,经过积分，再与初始接合油压相加则可得到离合器接合油压值。
6.根据权利要求2所述的双离合器式混合动力汽车电机起动发动机的控制方法，其特征在于在步骤25中，Γ·,的选取方式如下结合电机的特性曲线、发动机油耗图和发动机万有特性图，得到汽车的工作模式区域划分图，由此可得电机功率辅助最小扭矩曲线，通过计算单元建立 的计算模型得到。
全文摘要
本方法以一种新型的单电机、双离合器式混合动力汽车为研究对象，提出其在行进中电机起动发动机(以下简称电起机)过程的控制方法。首先通过对其结构组成和工作模式进行分析，建立了系统动力学模型，划分了混合动力汽车的工作区域，制定了相应的扭矩管理策略；然后在实际应用过程中，通过计算需求扭矩、电池SOC值、电机转速来判断是否达到进行电机起动发动机的条件；当满足电起机条件时，将进行模式切换，发出限力矩离合器接合指令，通过控制限力矩离合器液压缸油压和制定的扭矩协调控制策略，协调控制电机、发动机扭矩以及限力矩离合器的传递扭矩，实现电起机过程。本发明通过利用电机响应迅速的特点，根据控制策略及时增加或减少电机扭矩，来提供行进中起动发动机的需求扭矩或补偿发动机扭矩的不足，减少切换过程的冲击度，提高混合动力汽车的平顺性。
文档编号B60W10/08GK102490718SQ201110389860
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月30日 优先权日2011年11月30日
发明者杨文辉, 杨阳, 段志辉, 秦大同, 黄剑峰 申请人:重庆大学