[发明专利]一种功率分流混合动力汽车模式切换控制系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种考虑行驶工况的功率分流混合动力汽车模式切换控制系统及控制方法，属于汽车动态控制领域。该方法所采用的模式切换控制系统包括模式切换识别模块、行驶工况识别模块、发动机启动转速优化模块以及转矩控制分配模块。模式切换识别模块判断是否进行纯电模式至混动模式的切换；行驶工况识别模块确定行驶工况；发动机启动转速优化模块根据计算不同工况下的最优发动机启动转速曲线；转矩控制分配模块基于终端滑模与最小二乘控制分配方法进行合理的分配。本发明针对功率分流式混合动力汽车面对不同行驶工况需求进行模式切换现象，根据实际需求选择不同发动机转速优化曲线，满足不同工况对切换时间、动力性以及平顺性的要求。

技术领域

本发明涉及一种考虑行驶工况的功率分流混合动力汽车模式切换控制系统及其控制方法，属于汽车动态控制领域。

背景技术

我国《节能与新能源汽车技术路线图2.0》明确提出要重点发展混合动力汽车，具有高集成度、高性能的功率分流式混合动力汽车目前更是成为热点的研究对象。功率分流式混合动力汽车具有多种动力源，面对不同的驱动环境，根据动力源的最佳工作曲线划分不同的工作模式从而实现节能减排，其主要工作模式有发动机驱动、纯电驱动以及发动机和电机混合驱动模式，通过设计能量管理策略可以保证能量在这些模式下合理地流动。当面对不同的行驶工况，需求在不同的模式之间进行切换以实现良好的燃油经济性和动力性，其不可避免的涉及到模式切换，比较典型的模式切换是由纯电驱动模式至混合驱动的模式切换，由于此切换过程中涉及多个离合器工作的非连续性以及发动机启动的强非线性，很容易造成转矩耦合波动，影响模式切换时驾驶的平顺性。

实际生活中，汽车行驶的环境复杂多变，不同行驶工况对模式切换的需求不同，如急加速、爬坡等这些剧烈的驾驶工况需求动力响应快的大驱动转矩，通常需要在较短的时间内提供较大的转矩，而通常以较小加速度行驶的功率分流式混合动力汽车往往需求转矩变化幅度较小，进而动力源需求响应也比较慢，而且在发动机启动过程中发动机的启动阻力矩也有着较强的非线性。对此，单一的发动机启动转速曲线或直接利用控制方法快速启动很难平衡响应时间及平顺性两者之间的关系。

发明内容

为了改善功率分流式混合动力汽车在面对不同行驶工况时从纯电动模式切换至混合动力模式的模式切换品质，提高面对不同行驶工况下模式切换的动力性和平顺性，本发明提出一种功率分流式混合动力汽车模式切换控制系统及其控制方法，其目的是面对复杂汽车行驶工况，制定合适的发动机启动转速曲线，满足模式切换时间、转矩需求以及平顺性三者之间的需求。为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案为：

一种考虑行驶工况的功率分流混合动力汽车模式切换控制系统，包括依次相连的模式切换识别模块、行驶工况识别模块、发动机启动转速优化模块、转矩控制分配模块以及混合动力汽车传动系统；模式切换识别模块用来判断是否进行纯电动模式至混合驱动模式的切换；行驶工况识别模块用来识别行驶工况选择优化权重；发动机启动转速优化模块用于进行计算选择发动机启动转速优化曲线；转矩控制分配模块用于进行计算具体的控制输入量并合理地分配给各部件。

进一步，所述模式切换识别模块根据汽车实时车速、电池荷电状态及整车需求转矩与预先行车标定的车速、电池荷电状态及整车需求转矩阈值来判断是否进行模式切换。

进一步，所述行驶工况识别模块，根据加速、制动踏板位置及其位置变化率通过模糊控制计算得到驾驶强度，通过与行车标定的驾驶强度阈值进行比较确定行驶工况，将加速、制动踏板位置传感设备得到的踏板位置和踏板位置变化率作为输入进行模糊控制，输出的模糊变量作为驾驶强度记为S。

进一步，所述发动机启动转速优化模块，根据不同行驶工况选择不同的优化函数权重系数，通过动态规划方法计算具有不同权重系数的目标函数，得出不同权重系数下的发动机转速优化曲线。

进一步，所述转矩控制分配模块，根据积分终端滑模控制方法计算转速跟踪需求的虚拟控制律并通过最小二乘控制分配方法将虚拟控制律分配为各零部件需求的真实控制律。