CN110217222B - 一种混合动力汽车的切换控制方法及*** - Google Patents

一种混合动力汽车的切换控制方法及*** Download PDF

Info

Publication number
CN110217222B
CN110217222B CN201910502251.2A CN201910502251A CN110217222B CN 110217222 B CN110217222 B CN 110217222B CN 201910502251 A CN201910502251 A CN 201910502251A CN 110217222 B CN110217222 B CN 110217222B
Authority
CN
China
Prior art keywords
output
engine system
generator system
torque
generator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910502251.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110217222A (zh
Inventor
楼狄明
王亚馨
徐宁
谭丕强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tongji University
Original Assignee
Tongji University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tongji University filed Critical Tongji University
Priority to CN201910502251.2A priority Critical patent/CN110217222B/zh
Publication of CN110217222A publication Critical patent/CN110217222A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110217222B publication Critical patent/CN110217222B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B60W20/15—Control strategies specially adapted for achieving a particular effect
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W2050/0001—Details of the control system
    • B60W2050/0019—Control system elements or transfer functions
    • B60W2050/0022—Gains, weighting coefficients or weighting functions
    • B60W2050/0025—Transfer function weighting factor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/06—Combustion engines, Gas turbines
    • B60W2710/0644—Engine speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/06—Combustion engines, Gas turbines
    • B60W2710/0666—Engine torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/08—Electric propulsion units
    • B60W2710/081—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/08—Electric propulsion units
    • B60W2710/083—Torque
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

本发明公开一种混合动力汽车的切换控制方法及***，所述混合动力汽车的切换控制方法包括：确认混合动力汽车的发动机***和发电机***的输出轴转速控制过程，根据所述输出轴转速控制过程，确定预设参数，所述预设参数是影响被控发动机***和发电机***的输出变量，根据所述输出变量，计算输出转矩，根据所述输出转矩，选择切换发动机***及发电机***的转矩控制方法。本发明计算过程较为简单，控制效果理想，能够广泛地应用于实车当中，而且本发明采用了一阶自抗干扰技术，对混合动力汽车工况切换过程中输出轴的输出扭矩进行控制，实现了输出轴转速变化较平稳，在保证切换的目标速度不变的同时，转速超调量显著减少。

Description

一种混合动力汽车的切换控制方法及***
技术领域
本发明涉及混合动力汽车控制技术领域，特别是涉及一种混合动力汽车的切换控制方法及***。
背景技术
现有技术是多采用基于经典控制理论的PID控制，其特点在于不需要了解被控制对象的控制模型，只要根据经验调节控制器参数，便可获得结果。转速和功率的实际测量值被反馈到输入端，与期望值比较后的偏差加给数字PID控制器调节控制量，向被控对象输出，通过相应的执行机构产生动作，使控制目标接近期望值。但是单纯依靠闭环反馈控制并不能达到非常理想的效果。而基于先进控制理论和算法在解决动力协调控制问题中主要涉及变量的选取及定义、不同子域的划分及限值和控制目标的选取等问题，使用动态规划等优化计算方法进行控制，这类方法计算过程较为复杂，在进行实车应用方面有一定困难。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种混合动力汽车的切换控制方法及***，用于解决现有技术中计算过程较为复杂，控制效果不理想，在进行实车应用方面有一定困难的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种混合动力汽车的切换控制方法，所述混合动力汽车的切换控制方法包括：
确认混合动力汽车的发动机***和发电机***的输出轴转速控制过程；
根据所述输出轴转速控制过程，确定预设参数，所述预设参数是影响被控发动机***和发电机***的输出变量；
根据所述输出变量，计算输出转矩；
根据所述输出转矩，选择切换发动机***及发电机***的转矩控制方法。
在本发明的一实施例中，所述影响被控发动机***和发电机***的输出变量分别为参数和扰动。
在本发明的一实施例中，所述确认混合动力汽车的发动机***和发电机***的输出轴转速控制过程的步骤包括：根据所述发动机***和发电机***传动的基本公式，得到混合动力汽车的发动机***和发电机***的输出轴转速控制过程。
在本发明的一实施例中，所述根据所述发动机***和发电机***传动的基本公式，得到混合动力汽车的发动机***和发电机***的输出轴转速控制过程包括：
所述发动机***和发电机***传动的基本公式为：
Figure GDA0002479768940000021
其中，Tengine_out表示发动机***的输出扭矩，Tgenerator_out表示发电机***的输出扭矩，Tfriction表示传动***阻力和，JAPU表示发动机***、发电机***与传动轴总的转动惯量，
Figure GDA0002479768940000022
表示输出轴的角加速度；
简化所述发动机***和发电机***传动的基本公式，得到：
Figure GDA0002479768940000023
其中，TAPU表示所能控制的发动机***转矩和发电机***转矩之和，Tothers表示需求转矩与实际转矩的差值。
在本发明的一实施例中，所述根据所述输出轴转速控制过程，确定预设参数的步骤包括：
确定被控发动机***和发电机***输出变量的参数b，参数
Figure GDA0002479768940000024
确定被控发动机***和发电机***输出变量的扰动eturb，扰动
Figure GDA0002479768940000025
则所述输出轴转速为：
Figure GDA0002479768940000026
其中，nAPU_shaft表示输出轴转速，
Figure GDA0002479768940000027
表示输出轴转速加速度。
在本发明的一实施例中，所述根据所述输出变量，计算输出转矩的步骤包括：
根据一阶自抗扰控制器，得到
Figure GDA0002479768940000028
被控发动机***和发电机***满足：
Figure GDA0002479768940000029
其中，
Figure GDA00024797689400000210
表示被控发动机***和发电机***的输出的变化率，TAPU，0表示***控制量，
Figure GDA00024797689400000211
表示扰动的观测值；
所述一阶自抗扰控制器中的状态观测器的公式为：
Figure GDA00024797689400000212
所述一阶自抗扰控制器中的扩张观测器的公式为：
Figure GDA00024797689400000213
其中，
Figure GDA0002479768940000031
表示平滑过渡过程，n*表示给定参考输入，a0和δ0均表示常数，γ表示状态观测器的加速度因子，
Figure GDA0002479768940000032
表示被控发动机***和发电机***的输出的观测值；n表示被控发动机***和发电机***的输出；
则
Figure GDA0002479768940000033
其中，
Figure GDA0002479768940000034
表示被控发动机***和发电机***的输出的观测值的变化率，β1、β2均表示扩张观测器的增益；
根据非线性状态误差反馈的过程
Figure GDA0002479768940000035
和
Figure GDA0002479768940000036
求出u0，u0的值与TAPU，0的值相等；
u0＝kifal(ε0，a21，δ21)+kpfal(ε，a21，δ21)
其中，ki、kp均表示非线性状态误差反馈的增益；
定义通用函数
Figure GDA0002479768940000037
其中，a为0～1之间的常数，δ表示影响滤波效果的常数；
根据实际发动机***及发电机***特性进行试验验证选择最优参数。
在本发明的一实施例中，所述发动机***及发电机***的转矩控制方法包括发电机转速模式、发动机转速模式以及调整发动机工作曲线后的发动机转速模式。
为实现上述目的，本发明还提供一种混合动力汽车的切换控制***，所述混合动力汽车的切换控制***包括：
输出轴转速控制过程确认器，用于确认混合动力汽车的发动机***和发电机***的输出轴转速控制过程；
输出变量的参数和扰动定义模块，用于根据所述输出轴转速控制过程，确定预设参数，所述预设参数是影响被控发动机***和发电机***的输出变量；
输出转矩计算器，用于根据所述输出变量，计算输出转矩；
转矩控制方法选择器，用于根据所述输出转矩，选择切换发动机***及发电机***的转矩控制方法。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行上述的混合动力汽车的切换控制方法。
如上所述，本发明的一种混合动力汽车的切换控制方法及***，具有以下有益效果：
本发明首先确认混合动力汽车的发动机***和发电机***的输出轴转速控制过程，根据所述输出轴转速控制过程，确定预设参数，所述预设参数是影响被控发动机***和发电机***的输出变量，根据所述输出变量，计算输出转矩，根据所述输出转矩，选择切换发动机***及发电机***的转矩控制方法。本发明计算过程较为简单，控制效果理想，能够广泛地应用于实车当中，而且本发明采用了一阶自抗干扰技术，对混合动力汽车工况切换过程中输出轴的输出扭矩进行控制，实现了输出轴转速变化较平稳，在保证切换的目标速度不变的同时，转速超调量显著减少。
本发明利用自抗扰控制器自身的性能与结构特点，观测出***的实时扰动，并利用扰动去补偿扰动，抵消扰动的影响，同时自抗扰控制器能观测并补偿***的总扰动，当被控对象的参数发生较大变化或出现较大的外扰时，自抗扰控制器都能够表现出较强的适应性和鲁棒性。
附图说明
图1显示为本发明的一个实施例的一种混合动力汽车的切换控制方法的流程示意图。
图2显示为本发明的一个实施例的一种混合动力汽车的切换控制***的结构框图。
图3显示为本发明的一个实施例的一阶自抗扰控制器的结构示意图。
图4显示为本发明的一个实施例的发动机转速模式的示意图。
图5显示为本发明的一个实施例的发电机转速模式的示意图。
图6显示为本发明的一个实施例的调整发动机工作曲线后的发动机转速模式示意图。
图7显示为本发明的一个实施例的转速模式选择流程图。
元件标号说明
1 一种混合动力汽车的切换控制***
10 输出轴转速控制过程确认器
20 输出变量的参数和扰动定义模块
30 输出转矩计算器
40 转矩控制方法选择器
S1～S4 步骤
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
具体的，请参阅图1，图1显示为本发明的一个实施例的一种混合动力汽车的切换控制方法的流程示意图，本实施例提供一种混合动力汽车的切换控制方法，所述混合动力汽车的切换控制方法包括：
S1、确认混合动力汽车的发动机***和发电机***的输出轴转速控制过程。
S2、根据所述输出轴转速控制过程，确定预设参数，所述预设参数是影响被控发动机***和发电机***的输出变量。
S3、根据所述输出变量，计算输出转矩。
S4、根据所述输出转矩，选择切换发动机***及发电机***的转矩控制方法。
具体的，所述影响被控发动机***和发电机***的输出变量分别为参数和扰动。
具体的，所述确认混合动力汽车的发动机***和发电机***的输出轴转速控制过程的步骤包括：根据所述发动机***和发电机***传动的基本公式，得到混合动力汽车的发动机***和发电机***的输出轴转速控制过程。
具体的，所述根据所述发动机***和发电机***传动的基本公式，得到混合动力汽车的发动机***和发电机***的输出轴转速控制过程包括：
所述发动机***和发电机***传动的基本公式为：
Figure GDA0002479768940000051
其中，Tengine_out表示发动机***的输出扭矩，Tgenerator_out表示发电机***的输出扭矩，Tfriction表示传动***阻力和，JAPU表示发动机***、发电机***与传动轴总的转动惯量，
Figure GDA0002479768940000052
表示输出轴的角加速度；
简化所述发动机***和发电机***传动的基本公式，得到：
Figure GDA0002479768940000053
其中，TAPU表示所能控制的发动机***转矩和发电机***转矩之和，Tothers表示需求转矩与实际转矩的差值。
具体的，所述根据所述输出轴转速控制过程，确定预设参数的步骤包括：
确定被控发动机***和发电机***输出变量的参数b，参数
Figure GDA0002479768940000061
确定被控发动机***和发电机***输出变量的扰动eturb，扰动
Figure GDA0002479768940000062
则所述输出轴转速为：
Figure GDA0002479768940000063
其中，nAPU_shaft表示输出轴转速，
Figure GDA0002479768940000064
表示输出轴转速加速度。
具体的，请参阅3，图3显示为本发明的一个实施例的一阶自抗扰控制器的结构示意图。图3中的u、b分别代表被控发动机***和发电机***中的控制输入TAPU和扰动eturb，n*为给定参考输入，即目标转速，TD为微分***，作用是对参考输入安排平滑过渡过程
Figure GDA0002479768940000065
即控制转速，NLSEF为非线性状态误差反馈，它借助非线性函数的特点，实现对大误差小增益，小误差大增益的数学拟合；它对误差ε和误差的积分ε0进行非线性组合，计算出***控制量TAPU,0，ESO为扩张观测器，是ADRC的核心部分，作用是根据被控***的输出n及被控***的控制输入TAPU，进行***输出和扰动的实时观测，使得观测值能够更趋近实际值，即
Figure GDA0002479768940000066
所述所述根据所述输出变量，计算输出转矩的步骤包括：
根据一阶自抗扰控制器，得到
Figure GDA0002479768940000067
被控发动机***和发电机***满足：
Figure GDA0002479768940000068
其中，
Figure GDA0002479768940000069
表示被控发动机***和发电机***的输出的变化率，TAPU，0表示***控制量，
Figure GDA00024797689400000610
表示扰动的观测值；
所述一阶自抗扰控制器中的状态观测器的公式为：
Figure GDA00024797689400000611
所述一阶自抗扰控制器中的扩张观测器的公式为：
Figure GDA00024797689400000612
其中，
Figure GDA00024797689400000613
表示平滑过渡过程，n*表示给定参考输入，a0和δ0均表示常数，γ表示状态观测器的加速度因子，
Figure GDA00024797689400000614
表示被控发动机***和发电机***的输出的观测值；n表示被控发动机***和发电机***的输出；
则
Figure GDA0002479768940000071
其中，
Figure GDA0002479768940000072
表示被控发动机***和发电机***的输出的观测值的变化率，β1、β2均表示扩张观测器的增益；
根据非线性状态误差反馈的过程
Figure GDA0002479768940000073
和
Figure GDA0002479768940000074
求出u0，u0的值与TAPU，0的值相等；
u0＝kifal(ε0，a21，δ21)+kpfal(ε，a21，δ21)
其中，ki、kp均表示非线性状态误差反馈的增益；
定义通用函数
Figure GDA0002479768940000075
其中，a为0～1之间的常数，δ表示影响滤波效果的常数；
根据实际发动机***及发电机***特性进行试验验证选择最优参数。
具体的，其中，β1、β2可以分别取50和1；ki、kp可以分别取0.3和6，h是影响滤波效果的常数，h越大，滤波效果越好，但跟踪延迟随之增加，最终h在TD选择为0.01，其他为0.1，a通常选在0～1之间的常数，a越小，跟踪越快，但滤波效果随之变差，最终根据实际试验进行确定；δ是影响滤波效果的常数，δ越大，滤波效果越好，但跟踪延迟随之增加，最终根据实际发动机及发电机特性进行试验验证选择最优参数。
所述发动机***和发电机***的转矩控制方法包括发电机转速模式、发动机转速模式以及调整发动机工作曲线后的发动机转速模式。
请参阅4和图5，图4显示为本发明的一个实施例的发动机转速模式的示意图，图5显示为本发明的一个实施例的发电机转速模式的示意图。
方法一：发电机转速模式即为发电机转速控制发动机转矩/功率控制模式，在工况切换过程中，通过电机调整发动机转速，从而达到调整APU输出轴转速转矩的目的。
方法二：发动机转速模式即为发动机转速控制发电机转矩/功率控制模式，在工况切换过程中，通过发动机调整电机转速，从而达到调整APU输出轴转速转矩的目的。
方法三：当发动机最佳工作曲线在高速时对应转矩接近外特性曲线时，发动机储备转矩无法支撑转速调节所需，容易出现提速缓慢甚至无法提速现象，所以不适于采用发动机转速模式。将发动机转速模式进行适当调整，将最佳工作曲线高转速时对应的转矩略微减小，形成新的一条调整后工作曲线。具体的，请参阅图6，图6显示为本发明的一个实施例的调整发动机工作曲线后的发动机转速模式示意图。发动机调速模式相对发电机调速模式，功率输出更加平缓，工况切换过程更加柔和，输出的电功率更为稳定，有利于提高电机的耐久性。同时适当调整发动机工作曲线，提升了发动机调速模式的可靠性，在实际应用中优先考虑。
发电机转速模式下先进行转速调节再进行转矩调节，具有瞬态响应好，切换时间较短的优点，适用于对加速等工况切换过程速度要求高，电机性能较好的情况。在实际应用中，通过试验比较工况切换时间及电机性能，在保证电机耐久性的情况下，可以选择发电机转速模式。
请参阅图7，图7显示为本发明的一个实施例的转速模式选择流程图。最终的选择思路如图7所示，通过试验判断电机耐久性能是否满足发电机转速模式需求，如果满足，则选择发电机转速模式即为方法一；如果不满足，则选择发动机转速模式即为方法二，同时判断发动机最佳工作曲线在高速时转矩是否接近外特性曲线，如果是，则对发动机工作曲线进行调整，使用方法三。
请参阅图2，图2显示为本发明的一个实施例的一种混合动力汽车的切换控制***的结构框图。
输出轴转速控制过程确认器10，用于确认混合动力汽车的发动机***和发电机***的输出轴转速控制过程；
输出变量的参数和扰动定义模块20，用于根据所述输出轴转速控制过程，确定预设参数，所述预设参数是影响被控发动机***和发电机***的输出变量；
输出转矩计算器30，用于根据所述输出变量，计算输出转矩；
转矩控制方法选择器40，用于根据所述输出转矩，选择切换发动机***及发电机***的转矩控制方法。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行上述的混合动力汽车的切换控制方法。
综上所述，本发明首先确认混合动力汽车的发动机***和发电机***的输出轴转速控制过程，根据所述输出轴转速控制过程，确定预设参数，所述预设参数是影响被控发动机***和发电机***的输出变量，根据所述输出变量，计算输出转矩，根据所述输出转矩，选择切换发动机***及发电机***的转矩控制方法。本发明计算过程较为简单，控制效果理想，能够广泛地应用于实车当中，而且本发明采用了一阶自抗干扰技术，对混合动力汽车工况切换过程中输出轴的输出扭矩进行控制，实现了输出轴转速变化较平稳，在保证切换的目标速度不变的同时，转速超调量显著减少。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.一种混合动力汽车的切换控制方法，其特征在于，所述混合动力汽车的切换控制方法包括：
确认混合动力汽车的发动机***和发电机***的输出轴转速控制过程；
根据所述输出轴转速控制过程，确定预设参数，所述预设参数是影响被控发动机***和发电机***的输出变量；
根据所述输出变量，计算输出转矩；
根据所述输出转矩，选择切换发动机***及发电机***的转矩控制方法；
所述影响被控发动机***和发电机***的输出变量分别为参数和扰动；
所述确认混合动力汽车的发动机***和发电机***的输出轴转速控制过程的步骤包括：
根据所述发动机***和发电机***传动的基本公式，得到混合动力汽车的发动机***和发电机***的输出轴转速控制过程；
所述根据所述发动机***和发电机***传动的基本公式，得到混合动力汽车的发动机***和发电机***的输出轴转速控制过程包括：
所述发动机***和发电机***传动的基本公式为：
Figure FDA0002479768930000011
其中，Tengine_out表示发动机***的输出扭矩，Tgenerator_out表示发电机***的输出扭矩，Tfriction表示传动***阻力和，JAPU表示发动机***、发电机***与传动轴总的转动惯量，
Figure FDA0002479768930000012
表示输出轴的角加速度；
简化所述发动机***和发电机***传动的基本公式，得到：
Figure FDA0002479768930000013
其中，TAPU表示所能控制的发动机***转矩和发电机***转矩之和，Tothers表示需求转矩与实际转矩的差值；
所述根据所述输出轴转速控制过程，确定预设参数的步骤包括：
确定被控发动机***和发电机***输出变量的参数b，参数
Figure FDA0002479768930000014
确定被控发动机***和发电机***输出变量的扰动eturb，扰动
Figure FDA0002479768930000015
则所述输出轴转速控制过程为：
Figure FDA0002479768930000016
其中，nAPU_shaft表示输出轴转速，
Figure FDA0002479768930000017
表示输出轴转速加速度；
所述根据所述输出变量，计算输出转矩的步骤包括：
根据一阶自抗扰控制器，得到
Figure FDA0002479768930000021
被控发动机***和发电机***满足：
Figure FDA0002479768930000022
其中，
Figure FDA0002479768930000023
表示被控发动机***和发电机***的输出的变化率，TAPU，0表示***控制量，
Figure FDA0002479768930000024
表示扰动的观测值；
所述一阶自抗扰控制器中的状态观测器的公式为：
Figure FDA0002479768930000025
所述一阶自抗扰控制器中的扩张观测器的公式为：
Figure FDA0002479768930000026
其中，
Figure FDA0002479768930000027
表示平滑过渡过程，n*表示给定参考输入，a0和δ0均表示常数，γ表示状态观测器的加速度因子，
Figure FDA0002479768930000028
表示被控发动机***和发电机***的输出的观测值；n表示被控发动机***和发电机***的输出；
则
Figure FDA0002479768930000029
其中，
Figure FDA00024797689300000210
表示被控发动机***和发电机***的输出的观测值的变化率，β1、β2均表示扩张观测器的增益；
根据非线性状态误差反馈的过程
Figure FDA00024797689300000211
和
Figure FDA00024797689300000212
求出u0，u0的值与TAPU，0的值相等；
u0＝kifal(ε0，a21，δ21)+kpfal(ε，a21，δ21)
其中，ki、kp均表示非线性状态误差反馈的增益；
定义通用函数
Figure FDA00024797689300000213
其中，a为0～1之间的常数，δ表示影响滤波效果的常数，a11、a12、δ11、δ12分别为公式中根据实际***特征设定的常数项；a21、δ21分别为公式中根据实际***特征设定的常数项；
根据实际发动机***及发电机***特性进行试验验证选择最优参数。
2.根据权利要求1所述的一种混合动力汽车的切换控制方法，其特征在于：所述发动机***及发电机***的转矩控制方法包括发电机转速模式、发动机转速模式以及调整发动机工作曲线后的发动机转速模式。
3.一种用于实现权利要求1至权利要求2任一项所述的混合动力汽车的切换控制方法的混合动力汽车的切换控制***，其特征在于，所述混合动力汽车的切换控制***包括：
输出轴转速控制过程确认器，用于确认混合动力汽车的发动机***和发电机***的输出轴转速控制过程；
输出变量的参数和扰动定义模块，用于根据所述输出轴转速控制过程，确定预设参数，所述预设参数是影响被控发动机***和发电机***的输出变量；
输出转矩计算器，用于根据所述输出变量，计算输出转矩；
转矩控制方法选择器，用于根据所述输出转矩，选择切换发动机***及发电机***的转矩控制方法。
4.一种计算机可读存储介质，其特征在于：所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1至权利要求2任一项所述的混合动力汽车的切换控制方法。
CN201910502251.2A 2019-06-11 2019-06-11 一种混合动力汽车的切换控制方法及*** Active CN110217222B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910502251.2A CN110217222B (zh) 2019-06-11 2019-06-11 一种混合动力汽车的切换控制方法及***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910502251.2A CN110217222B (zh) 2019-06-11 2019-06-11 一种混合动力汽车的切换控制方法及***

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110217222A CN110217222A (zh) 2019-09-10
CN110217222B true CN110217222B (zh) 2020-10-27

Family

ID=67816560

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910502251.2A Active CN110217222B (zh) 2019-06-11 2019-06-11 一种混合动力汽车的切换控制方法及***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110217222B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111169459B (zh) * 2019-10-11 2021-04-09 中国第一汽车股份有限公司 混合动力车辆爬行控制方法、装置、车辆及存储介质
CN113859221B (zh) * 2020-06-30 2023-10-17 比亚迪股份有限公司 混合动力车辆的动力控制方法、装置及车辆

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1927612A (zh) * 2005-09-08 2007-03-14 日产自动车株式会社 用于混合动力车辆的发动机启动控制装置
US20120215390A1 (en) * 2011-02-17 2012-08-23 Shiuan-Sheng Wang Control method for automatically raising operational speed of engine or motor for energy saving and extension of automobile lifespan
CN102811015A (zh) * 2012-08-22 2012-12-05 电子科技大学 一种基于自抗扰控制的交流感应电机控制***
CN108791271A (zh) * 2018-03-22 2018-11-13 河南科技大学 一种基于干扰补偿的phev模式切换协调控制***及其控制方法
CN109257001A (zh) * 2018-10-29 2019-01-22 江苏大学 一种开关磁阻bsg电机自抗扰转矩预测控制器构造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1927612A (zh) * 2005-09-08 2007-03-14 日产自动车株式会社 用于混合动力车辆的发动机启动控制装置
US20120215390A1 (en) * 2011-02-17 2012-08-23 Shiuan-Sheng Wang Control method for automatically raising operational speed of engine or motor for energy saving and extension of automobile lifespan
CN102811015A (zh) * 2012-08-22 2012-12-05 电子科技大学 一种基于自抗扰控制的交流感应电机控制***
CN108791271A (zh) * 2018-03-22 2018-11-13 河南科技大学 一种基于干扰补偿的phev模式切换协调控制***及其控制方法
CN109257001A (zh) * 2018-10-29 2019-01-22 江苏大学 一种开关磁阻bsg电机自抗扰转矩预测控制器构造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110217222A (zh) 2019-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110217222B (zh) 一种混合动力汽车的切换控制方法及***
CN115313524B (zh) 一种基于构网型变流器的光伏发电并网控制方法及***
US10302067B2 (en) Model based controller for a wind turbine generator
CN108454607B (zh) 基于模型预测控制(mpc)的动力系控制的转矩保护
CN106817058B (zh) 电动叉车的驱动控制方法、装置以及电动叉车
US8532852B2 (en) Control device and method for controlling a hybrid drive
CN103701368A (zh) 双电机节能消隙控制方法
Rodrigues et al. Simultaneous tuning of the AVR and PSS parameters using particle swarm optimization with oscillating exponential decay
CN104300863A (zh) 一种变负载永磁同步电机调速的自适应滑模控制方法
CN106094510A (zh) 一种基于干扰补偿器的pid参数调节方法
Kamarzarrin et al. Intelligent sliding mode adaptive controller design for wind turbine pitch control system using PSO-SVM in presence of disturbance
CN111976708A (zh) 发电机控制方法、装置、车辆及计算机可读存储介质
CN113883008A (zh) 一种可抑制多扰动因素的风机模糊自适应变桨距控制方法
CN116632866B (zh) 一种液流超容锂电池混合储能自适应惯量vsg控制方法
Cvok et al. An LQR approach of automatic transmission upshift control including use of off-going clutch within inertia phase
Vašak et al. Identification of a discrete-time piecewise affine model of a pitch-controlled wind turbine
CN115306634A (zh) 一种两自由度的风电机组有功功率控制方法
CN114844417A (zh) 一种永磁同步电机模型预测的速度控制方法及***
CN111237116B (zh) 非线性隐极水轮发电机水门与励磁联合调节方法和***
US10889284B2 (en) Electric vehicle and control apparatus for the same
CN113872477A (zh) 一种低速大转矩直驱电机抗扰动复合控制器设计
CN108599646B (zh) 直驱型pmsm风电***mppt的准pi扰动感知控制方法
CN107733307B (zh) 电动汽车amt换挡下驱动电机速度调节器优化方法
CN115143276B (zh) 双离合自动变速器起步控制方法、装置、设备及存储介质
CN109308008B (zh) 具有异常应对能力的自抗扰控制装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant