【摘要】：為改善功率分流式混合動(dòng)力系統(tǒng)純電動(dòng)至混合動(dòng)力模式切換性能設(shè)計(jì)了一套控制算法。通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸位置和拖轉(zhuǎn)扭矩預(yù)估行星架輸入端的阻力,在轉(zhuǎn)矩分配時(shí)將該扭矩作為輸入條件,從而消除因發(fā)動(dòng)機(jī)拖轉(zhuǎn)扭矩波動(dòng)導(dǎo)致的整車(chē)抖動(dòng);根據(jù)整車(chē)動(dòng)力學(xué)模型設(shè)計(jì)狀態(tài)觀測(cè)器,以輸出軸轉(zhuǎn)速和輪邊轉(zhuǎn)速之差為反饋進(jìn)行閉環(huán)控制,以減少輸出軸轉(zhuǎn)速波動(dòng)。通過(guò)模型仿真和實(shí)車(chē)試驗(yàn)對(duì)該控制算法的有效性進(jìn)行驗(yàn)證。
【圖文】：

起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)怠速發(fā)電；在急加速時(shí)，兩個(gè)電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)共同驅(qū)動(dòng)行駛，滿足大扭矩需求；在中高速行駛時(shí)，通過(guò)離合器鎖止小電機(jī)，實(shí)現(xiàn)定速比驅(qū)動(dòng)，降低中高速油耗[5]。圖1雙行星排單�；旌蟿�(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖2.2發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程該系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程與傳統(tǒng)的起動(dòng)方式不同，在靜止或行駛過(guò)程中，，整車(chē)控制器（HCU）根據(jù)當(dāng)前剩余電量（SOC）、電池允許充放電功率、車(chē)速及加速踏板等信號(hào)判斷起動(dòng)條件。當(dāng)整車(chē)控制認(rèn)為需要起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，控制電機(jī)MG1將發(fā)動(dòng)機(jī)以設(shè)定的扭矩曲線拖轉(zhuǎn)到滿足點(diǎn)火的轉(zhuǎn)速，同時(shí)協(xié)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)完成起動(dòng)過(guò)程，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)完成后立即進(jìn)入扭矩模式。在整個(gè)起動(dòng)過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)倒拖到點(diǎn)火過(guò)程的扭矩沖擊將被完全傳遞到輸出軸上，處理不當(dāng)將引起扭矩波動(dòng)。加入控制算法前的波動(dòng)數(shù)據(jù)如圖2所示。（a）發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（b）外齒圈轉(zhuǎn)速圖2加入控制算法前發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程抖動(dòng)數(shù)據(jù)可以看出，車(chē)輛抖動(dòng)由兩部分組成，剛開(kāi)始拖轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)倒拖阻力會(huì)隨著曲軸位置和轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，經(jīng)過(guò)扭轉(zhuǎn)減振器過(guò)濾后傳遞到行星架輸入軸上；另一部分則發(fā)生在發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火瞬間，由于發(fā)動(dòng)機(jī)從負(fù)扭矩到正扭矩發(fā)生跳變，也將扭矩波動(dòng)傳遞過(guò)來(lái)，整車(chē)出現(xiàn)聳車(chē)現(xiàn)象。3數(shù)學(xué)模型的建立3.1發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火前控制算法通過(guò)動(dòng)力學(xué)原理和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特性，可以將混合動(dòng)力系統(tǒng)簡(jiǎn)化成圖3所示的數(shù)學(xué)模型，其中Je為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，Jst為行星架轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，Js1為電機(jī)1轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，Js2為電機(jī)2轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，Jbd為整車(chē)等效到輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，Jti為輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，Jrg為差速器總成轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，Kd為扭轉(zhuǎn)減振器彈簧剛度，Cd為扭轉(zhuǎn)減振器等效阻尼。根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)模型及動(dòng)力學(xué)原理可得：Jeωe=Te-Tf（1）Jstωst=Tf-Tst

星排單�；旌蟿�(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖2.2發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程該系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程與傳統(tǒng)的起動(dòng)方式不同，在靜止或行駛過(guò)程中，整車(chē)控制器（HCU）根據(jù)當(dāng)前剩余電量（SOC）、電池允許充放電功率、車(chē)速及加速踏板等信號(hào)判斷起動(dòng)條件。當(dāng)整車(chē)控制認(rèn)為需要起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，控制電機(jī)MG1將發(fā)動(dòng)機(jī)以設(shè)定的扭矩曲線拖轉(zhuǎn)到滿足點(diǎn)火的轉(zhuǎn)速，同時(shí)協(xié)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)完成起動(dòng)過(guò)程，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)完成后立即進(jìn)入扭矩模式。在整個(gè)起動(dòng)過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)倒拖到點(diǎn)火過(guò)程的扭矩沖擊將被完全傳遞到輸出軸上，處理不當(dāng)將引起扭矩波動(dòng)。加入控制算法前的波動(dòng)數(shù)據(jù)如圖2所示。（a）發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（b）外齒圈轉(zhuǎn)速圖2加入控制算法前發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程抖動(dòng)數(shù)據(jù)可以看出，車(chē)輛抖動(dòng)由兩部分組成，剛開(kāi)始拖轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)倒拖阻力會(huì)隨著曲軸位置和轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，經(jīng)過(guò)扭轉(zhuǎn)減振器過(guò)濾后傳遞到行星架輸入軸上；另一部分則發(fā)生在發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火瞬間，由于發(fā)動(dòng)機(jī)從負(fù)扭矩到正扭矩發(fā)生跳變，也將扭矩波動(dòng)傳遞過(guò)來(lái)，整車(chē)出現(xiàn)聳車(chē)現(xiàn)象。3數(shù)學(xué)模型的建立3.1發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火前控制算法通過(guò)動(dòng)力學(xué)原理和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特性，可以將混合動(dòng)力系統(tǒng)簡(jiǎn)化成圖3所示的數(shù)學(xué)模型，其中Je為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，Jst為行星架轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，Js1為電機(jī)1轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，Js2為電機(jī)2轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，Jbd為整車(chē)等效到輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，Jti為輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，Jrg為差速器總成轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，Kd為扭轉(zhuǎn)減振器彈簧剛度，Cd為扭轉(zhuǎn)減振器等效阻尼。根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)模型及動(dòng)力學(xué)原理可得：Jeωe=Te-Tf（1）Jstωst=Tf-Tst（2）式中，Tf為扭轉(zhuǎn)減振器兩端受到的彈簧力；Te為發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩；Tst為行星架上輸出扭矩；ωst為行星架角速度；ωe為發(fā)動(dòng)機(jī)角速度；θst為行星架轉(zhuǎn)過(guò)的
【作者單位】： 上海交通大學(xué);科力遠(yuǎn)混合動(dòng)力技術(shù)有限公司;
【基金】：國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(2011AA11A20) 國(guó)家自然科學(xué)基金(51275355)資助
【分類(lèi)號(hào)】：U469.7

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本文編號(hào)：2519369