双行星排混合动力汽车起动协调控制方法与流程

技术特征：

1.一种双行星排混合动力汽车起动协调控制方法，其特征在于：按以下步骤进行：

Ⅰ轮边需求转矩计算子模块根据当前的车速和油门踏板开度计算得到轮边期望转矩；起动需求决策子模块根据当前的动力电池电量、发动机冷却水温和轮边期望转矩获得起动需求，若起动需求为是，则进行步骤Ⅱ和步骤Ⅲ，否则车辆维持纯电动模式运行；

Ⅱ当前的发动机实际转速经滤波器处理后得到滤波后发动机转速，期望发动机喷油转速查表子模块根据当前的发动机冷却水温查发动机冷却水温与期望发动机喷油转速的对应表得到期望发动机喷油转速，若滤波后发动机转速大于期望发动机喷油转速，则整车控制器发出发动机喷油指令至发动机控制器执行，否则整车控制器发出发动机不喷油指令至发动机控制器执行；期望发动机转速/转矩查表子模块根据当前的车速和油门踏板开度查车速和油门踏板开度与期望发动机转速和期望发动机转矩的对应表分别得到期望发动机转速和期望发动机转矩并将期望发动机转矩输入发动机控制器执行，期望发动机转速与滤波后发动机转速的差值经PI控制器处理后得到第一期望发动机角加速度；期望发动机角加速度查表子模块根据当前的发动机冷却水温查发动机冷却水温与第二期望发动机角加速度的对应表得到第二期望发动机角加速度；切换开关子模块根据滤波后发动机转速的大小在第一期望发动机角加速度和第二期望发动机角加速度之间进行切换得到最终期望发动机角加速度；轮边转矩限制子模块根据当前的动力电池实际功率、动力电池最大允许功率、大电机许用转矩、小电机许用转矩、大电机实际转速、小电机实际转速、发动机实际转矩、最终期望发动机角加速度和步骤I中得到的轮边期望转矩计算得到限制后的轮边期望转矩；

Ⅲ驱动转矩计算子模块根据步骤Ⅱ中得到的限制后的轮边期望转矩分别计算得到大电机驱动转矩和小电机驱动转矩；起动转矩计算子模块根据步骤Ⅱ中得到的最终期望发动机角加速度分别计算得到大电机起动转矩和小电机起动转矩；行星架转矩估计子模块根据当前的大电机实际转速、大电机实际转矩、小电机实际转速和小电机实际转矩得到行星架估计转矩，修正系数查表子模块根据当前的发动机实际转速查发动机实际转速与修正系数的对应表得到修正系数，修正系数与行星架估计转矩相乘后得到修正后的行星架估计转矩；输出端转速计算子模块根据当前的电机实际转速计算得到输出端转速，将输出端转速与输出端参考转速的差值经PD控制器处理后得到期望输出端补偿转矩；阻尼转矩计算子模块根据期望输出端补偿转矩和修正后的行星架估计转矩分别计算得到大电机补偿转矩和小电机补偿转矩；大电机驱动转矩、大电机起动转矩和大电机补偿转矩累加后得到大电机期望转矩，小电机驱动转矩、小电机起动转矩和小电机补偿转矩累加后得到小电机期望转矩，将大电机期望转矩和小电机期望转矩输入电机控制器执行；

Ⅳ循环步骤Ⅰ至步骤Ⅲ直至汽车起动完成。

2.如权利要求1所述的双行星排混合动力汽车起动协调控制方法，其特征在于：所述步骤Ⅲ中的输出端参考转速由轮速估计子模块根据输出端转速估算得到的估计轮速除以主减速器速比得到。

3.如权利要求1所述的双行星排混合动力汽车起动协调控制方法，其特征在于：所述步骤Ⅰ中，轮边转矩限制子模块中，小电机允许轮边转矩T_{WH_MG1}按公式(1)计算获得，大电机允许轮边转矩T_{WH_MG2}按公式(2)计算获得，限制后的轮边期望转矩T_{WH_MG_LIM}与小电机允许轮边转矩T_{WH_MG1}和大电机允许轮边转矩T_{WH_MG2}之间的关系为：Max(T_{WH_MG1_min}，T_{WH_MG2_min})≤T_{WH_MG_LIM}≤Min(T_{WH_MG1_max}，T_{WH_MG2_max})；

其中，ρ₁为双行星排前排速比，ρ₂为双行星排后排速比；T_ENG为发动机实际转矩，T_{MG1_许}为小电机许用转矩，T_{MG2_许}为大电机许用转矩；I_ENG为发动机转动惯量，I_MG1为小电机转动惯量，I_MG2为大电机转动惯量；为最终期望发动机角加速度，为轮边角加速度设定值；i_a为主减速器速比。

4.如权利要求1所述的双行星排混合动力汽车起动协调控制方法，其特征在于：所述步骤Ⅲ中，驱动转矩计算子模块中的小电机驱动转矩T_{MG1_DR}按公式(3)计算获得，大电机驱动转矩T_{MG2_DR}按公式(4)计算获得；起动转矩计算子模块中的小电机起动转矩T_{MG1_ES}按公式(5)计算获得，大电机起动转矩T_{MG2_ES}按公式(6)计算获得：

$T_{MG1\_DR}=\frac{T_{WH\_DES}({\mathrm{\ρ}}_2-1)}{-i_a({\mathrm{\ρ}}_2+{\mathrm{\ρ}}_1)}+\frac{{\mathrm{\ρ}}_2{T}_{ENG}}{-({\mathrm{\ρ}}_2+{\mathrm{\ρ}}_1)}-I_{MG1}{\mathrm{\ρ}}_1{i}_a{\stackrel{\·\·}{\mathrm{\θ}}}_{WH\_DES}\mathrm{...}\left(3\right)$

$T_{MG2\_DR}=\frac{T_{WH\_DES}({\mathrm{\ρ}}_1+1)}{-i_a({\mathrm{\ρ}}_2+{\mathrm{\ρ}}_1)}+\frac{{\mathrm{\ρ}}_1{T}_{ENG}}{-({\mathrm{\ρ}}_2+{\mathrm{\ρ}}_1)}+I_{MG2}{\mathrm{\ρ}}_2{i}_a{\stackrel{\·\·}{\mathrm{\θ}}}_{WH\_DES}\mathrm{...}\left(4\right)$

$T_{MG1\_ES}=\frac{{\mathrm{\ρ}}_2(T_{ENG}-I_{ENG}{\stackrel{\·\·}{\mathrm{\θ}}}_{ENG\_DES})}{-({\mathrm{\ρ}}_2+{\mathrm{\ρ}}_1)}+I_{MG1}{\stackrel{\·\·}{\mathrm{\θ}}}_{ENG\_DES}(1+{\mathrm{\ρ}}_1)\mathrm{...}\left(5\right)$

$T_{MG2\_ES}=\frac{{\mathrm{\ρ}}_1(T_{ENG}-I_{ENG}{\stackrel{\·\·}{\mathrm{\θ}}}_{ENG\_DES})}{-({\mathrm{\ρ}}_2+{\mathrm{\ρ}}_1)}+I_{MG2}{\stackrel{\·\·}{\mathrm{\θ}}}_{ENG\_DES}(1-{\mathrm{\ρ}}_2)\mathrm{...}\left(6\right)$

其中，ρ₁为双行星排前排速比，ρ₂为双行星排后排速比；T_{WH_DES}为限制后的轮边期望转矩；T_ENG为发动机实际转矩；I_ENG为发动机转动惯量，I_MG1为小电机转动惯量，I_MG2为大电机转动惯量；为最终期望发动机角加速度，为轮边角加速度设定值；i_a为主减速器速比。

5.如权利要求2所述的双行星排混合动力汽车起动协调控制方法，其特征在于：所述输出端转速计算子模块中，输出端转速按公式(7)计算获得：

${\stackrel{\·}{\mathrm{\θ}}}_R=\frac{(1+{\mathrm{\ρ}}_1){\stackrel{\·}{\mathrm{\θ}}}_{MG2}-(1-{\mathrm{\ρ}}_2){\stackrel{\·}{\mathrm{\θ}}}_{MG1}}{({\mathrm{\ρ}}_1+{\mathrm{\ρ}}_2)}\mathrm{...}\left(7\right)$

其中，ρ₁为双行星排前排速比，ρ₂为双行星排后排速比；为小电机角速度，为大电机角速度。

6.如权利要求2所述的双行星排混合动力汽车起动协调控制方法，其特征在于：所述轮速估计子模块中，估计轮速的函数按公式(8)计算获得：

${\stackrel{\·}{\mathrm{\θ}}}_L\left(s\right)=\frac{c_{TI}s+k_{TI}}{I_L{s}^2+c_{TI}s+k_{TI}}{\stackrel{\·}{\mathrm{\θ}}}_R\left(s\right)\mathrm{...}\left(8\right)$

其中，c_TI为传动轴及轮胎等效阻尼,k_TI为传动轴及轮胎等效刚度,s为拉普拉斯算子,I_L为等效整车转动惯量，为输出端转速的函数。

7.如权利要求1～6任一所述的双行星排混合动力汽车起动协调控制方法，其特征在于：所述行星架转矩估计子模块中，行星架估计转矩T_C按公式(9)计算获得：

其中，ρ₁为双行星排前排速比，ρ₂为双行星排后排速比；为小电机角加速度，为大电机角加速度；I_C为行星架转动惯量，I_MG1为小电机转动惯量，I_MG2为大电机转动惯量；T_{MG1_实}为小电机实际转矩，T_{MG2_实}为大电机实际转矩。

8.如权利要求1～6任一所述的双行星排混合动力汽车起动协调控制方法，其特征在于：所述阻尼转矩计算子模块中，小电机补偿转矩T_{MG1_DAMP}按公式(10)计算获得，大电机补偿转矩T_{MG2_DAMP}按公式(11)计算获得：

$\begin{array}{c}{T}_{MG1\_DAMP}=\frac{({\mathrm{\ρ}}_2-1)}{-({\mathrm{\ρ}}_2+{\mathrm{\ρ}}_1)}{T}_{R\_DES}\\ +\frac{{\mathrm{\ρ}}_2}{-({\mathrm{\ρ}}_2+{\mathrm{\ρ}}_1)}(T_{C\_EST}-I_C\frac{{\mathrm{\ρ}}_2{\stackrel{\·\·}{\mathrm{\θ}}}_{MG1}+{\mathrm{\ρ}}_1{\stackrel{\·\·}{\mathrm{\θ}}}_{MG2}}{({\mathrm{\ρ}}_1+{\mathrm{\ρ}}_2)})+I_{MG1}{\stackrel{\·\·}{\mathrm{\θ}}}_{MG1}\end{array}\mathrm{...}\left(10\right)$

$\begin{array}{c}{T}_{MG2\_DAMP}=\frac{({\mathrm{\ρ}}_1+1)}{-({\mathrm{\ρ}}_2+{\mathrm{\ρ}}_1)}{T}_{R\_DES}\\ +\frac{{\mathrm{\ρ}}_1}{-({\mathrm{\ρ}}_2+{\mathrm{\ρ}}_1)}(T_{C\_EST}-I_C\frac{{\mathrm{\ρ}}_2{\stackrel{\·\·}{\mathrm{\θ}}}_{MG1}+{\mathrm{\ρ}}_1{\stackrel{\·\·}{\mathrm{\θ}}}_{MG2}}{({\mathrm{\ρ}}_1+{\mathrm{\ρ}}_2)})+I_{MG2}{\stackrel{\·\·}{\mathrm{\θ}}}_{MG2}\end{array}\mathrm{...}\left(11\right)$

其中，ρ₁为双行星排前排速比，ρ₂为双行星排后排速比；为小电机角加速度，为大电机角加速度；I_C为行星架转动惯量，I_MG1为小电机转动惯量，I_MG2为大电机转动惯量；T_{R_DES}为期望输出端补偿转矩、T_{C_EST}为修正后的行星架估计转矩。