[发明专利]基于有限时间状态扩张观测器与时滞补偿控制器的混合动力汽车模式切换协调控制方法

权利要求书

1.基于有限时间状态扩张观测器与时滞补偿控制器的混合动力汽车模式切换协调控制方法，其特征在于，包括依次相连的模式判别模块、复合控制模块以及转矩控制分配模块；所述模式判别模块根据制动器、离合器状态、车速信号和发动机转速判断车辆运行模式，并将求得的模式信号传递给复合控制模块和转矩控制分配模块；复合控制模块由前馈补偿和反馈控制构成，其中前馈补偿是采用有限时间状态扩张观测器对由传感器噪声、路面附着系数变化和系统内部参数的摄动等干扰进行实时观测估计补偿，反馈控制是构建时滞补偿控制器对系统时滞进行预估补偿；转矩控制分配模块进一步根据复合控制模块求得的不同部件转矩以及模式判别模块确定的车辆工作模式信号求解其他部件的输出转矩。

2.根据权利要求1所述的基于有限时间状态扩张观测器与时滞补偿控制器的混合动力汽车模式切换协调控制方法，其特征在于，所述模式判别模块包括以下过程：

步骤1，混合动力汽车初始状态以纯电动模式行驶，此时离合器CR1、CR2分离，制动器CB1、CB2锁止，发动机和电机MG1关闭，车辆仅由电机MG2提供动力驱动车辆行驶；车辆控制器VCU根据实时车速和已设定的切换车速阈值v₁判断是否进行模式切换；

步骤2，当车速v≥v₁时，v₁为设定的切换车速阈值，混合动力汽车满足切换条件，进行模式切换，车辆由纯电动模式进入发动机启动模式，此阶段电机MG1需要在短时间内拖转发动机直至怠速转速w_idle；

步骤3，当发动机转速w_e≥w_idle时，此时车辆进入制动器CB1分离阶段，VCU控制制动器CB1迅速断开，同时发动机开始点火；

步骤4，当制动器CB1完全分离时，此时离合器CR1进入滑摩阶段，使得离合器两端转速差︱w_in－w_out︱逐渐减小至设定阈值ε，实现离合器的完全结合，其中w_in为离合器输入盘转速，w_out为离合器输出盘转速；

步骤5，当︱w_in－w_out︱≤ε时，此时离合器两端转速差足够小，认为离合器完全结合，车辆进入混合驱动模式，整车由发动机、电机MG1和电机MG2共同驱动，且通过电机调节发动机于最优转速，模式切换结束。

3.根据权利要求2所述的基于有限时间状态扩张观测器与时滞补偿控制器的混合动力汽车模式切换协调控制方法，其特征在于，v₁为5m/s。

4.根据权利要求2所述的基于有限时间状态扩张观测器与时滞补偿控制器的混合动力汽车模式切换协调控制方法，其特征在于，w_idle为900r/min，阈值ε设定为15r/min。