專利名稱：一種用于并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)的換檔控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車行駛控制技術(shù)，適合于采用自動(dòng)機(jī)械式變速器的并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)混合動(dòng)力車輛。
所謂混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(HEV)是將電力驅(qū)動(dòng)與輔助動(dòng)力單元(APU，Auxiliary PowerUnit)合用到一部汽車上。它通過(guò)先進(jìn)的控制系統(tǒng)將現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)與一定能量的儲(chǔ)能器件(主要是高性能電池或超級(jí)電容器)結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)最佳的能量分配，大幅度地降低內(nèi)燃機(jī)的油耗，最大限度地降低廢氣排放。并聯(lián)式結(jié)構(gòu)的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車以形式靈活，結(jié)構(gòu)上相對(duì)簡(jiǎn)單，獲得較多的發(fā)展。目前，開發(fā)的混合動(dòng)力汽車大多采用并聯(lián)式動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。為了使復(fù)合動(dòng)力系統(tǒng)合理地根據(jù)汽車的運(yùn)行情況協(xié)調(diào)的進(jìn)行工作，動(dòng)力總成控制器是實(shí)現(xiàn)HEV低油耗、低排放設(shè)計(jì)目標(biāo)的關(guān)鍵。
作為混合動(dòng)力系統(tǒng)的核心控制器件，動(dòng)力總成控制器的開發(fā)研究成為近年電動(dòng)汽車技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中的重要研究開發(fā)方向。近幾年，國(guó)外相繼推出了應(yīng)用于不同車型的動(dòng)力總成控制器。例如，通用Precept混合動(dòng)力總成系統(tǒng)AIPM(Automotive Integrated PowerModule)可控制電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出能量分配，具有能量管理、再生制動(dòng)、電池狀態(tài)判斷等功能。目前，已有的動(dòng)力總成控制器尚無(wú)用于配合自動(dòng)機(jī)械式變速器完成換檔操作的功能。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是本發(fā)明采用的技術(shù)方案是根據(jù)混合動(dòng)力不同的驅(qū)動(dòng)模式，動(dòng)力總成控制器采用不同的換檔控制步驟，分別有發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)時(shí)總成控制器的換檔控制步驟；電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)時(shí)總成控制器的換檔控制步驟；發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)時(shí)的換檔控制步驟；發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、電機(jī)發(fā)電時(shí)的換檔控制步驟。
換檔過(guò)程的關(guān)鍵是變速齒輪進(jìn)入嚙合前加入變速器輸入軸的調(diào)速控制，離合器在結(jié)合前加入輸入軸的調(diào)速控制。
這種動(dòng)力總成控制器的換檔控制方法能夠使并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的傳動(dòng)系統(tǒng)采用自動(dòng)機(jī)械式變速器，并保證良好的換檔品質(zhì)。
本發(fā)明具有的有益效果能夠?qū)崿F(xiàn)采用自動(dòng)機(jī)械式變速器傳動(dòng)裝置的緊密并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車行駛過(guò)程中，動(dòng)力總成控制器與自動(dòng)機(jī)械式變速器配合的換檔控制過(guò)程，進(jìn)而保證混合動(dòng)力汽車換檔過(guò)程的平順，提高駕駛舒適性。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)時(shí)，總成控制器首先指揮發(fā)動(dòng)機(jī)降低輸出功率，即減小發(fā)動(dòng)機(jī)油門，并將電機(jī)的輸出功率置零，然后等待自動(dòng)機(jī)械式變速器將離合器斷開及檔位信號(hào)的變化；當(dāng)檔位信號(hào)從空檔位變?yōu)榉强諜n位時(shí)，即該非空檔位為自動(dòng)機(jī)械式變速器掛檔操作時(shí)的目標(biāo)檔位，總成控制器則根據(jù)當(dāng)前車速、目標(biāo)檔位傳動(dòng)比、主傳動(dòng)比等參數(shù)計(jì)算變速器輸入軸轉(zhuǎn)速，并以該轉(zhuǎn)速作為目標(biāo)轉(zhuǎn)速首先對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制；當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速滿足掛檔操作時(shí)，總成控制器輸出電機(jī)調(diào)速完成信號(hào)，并等待變速器完成掛檔操作，同時(shí)總成控制器指揮發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制，使離合器輸入輸出軸的轉(zhuǎn)速趨于一致，為自動(dòng)變速器控制離合器平穩(wěn)的結(jié)合創(chuàng)造條件。當(dāng)離合器的狀態(tài)信號(hào)指示離合器已經(jīng)結(jié)合之后，總成控制器恢復(fù)發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的輸出功率，換檔過(guò)程結(jié)束。
當(dāng)動(dòng)力總成處于發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、電機(jī)發(fā)電工作模式時(shí)，換檔過(guò)程與發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)換檔過(guò)程相似。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)時(shí)，換檔過(guò)程無(wú)電機(jī)輸出功率控制過(guò)程，只有變速器掛檔操作前的電機(jī)速度控制過(guò)程。
當(dāng)電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)時(shí)，換檔過(guò)程無(wú)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率控制過(guò)程和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制過(guò)程。
發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的雙轉(zhuǎn)速控制是實(shí)現(xiàn)采用自動(dòng)變速器的并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)換檔控制過(guò)程的關(guān)鍵，是實(shí)現(xiàn)換檔過(guò)程，保證換檔品質(zhì)的必要條件。
權(quán)利要求
1.一種用于并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)的換檔控制方法，包括用于發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)時(shí)，動(dòng)力總成控制器的換檔操作控制步驟；用于電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)時(shí)，動(dòng)力總成控制器的換檔操作控制步驟；用于發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)時(shí)，動(dòng)力總成控制器的換檔操作控制步驟；用于發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、電機(jī)發(fā)電時(shí)，動(dòng)力總成控制器的換檔操作控制步驟；其特征是所述換檔控制方法還包括在自動(dòng)機(jī)械式變速器掛檔操作時(shí)，動(dòng)力總成控制器對(duì)電機(jī)的調(diào)速控制步驟總成控制器首先控制發(fā)動(dòng)機(jī)降低輸出功率，并將電機(jī)的輸出功率置零，等待自動(dòng)機(jī)械式變速器將離合器斷開及檔位信號(hào)變化；當(dāng)檔位信號(hào)從空檔位變?yōu)榉强諜n位時(shí)，總成控制器根據(jù)當(dāng)前車速、目標(biāo)檔位傳動(dòng)比、主傳動(dòng)比計(jì)算變速器輸入軸轉(zhuǎn)速，以該轉(zhuǎn)速作為目標(biāo)轉(zhuǎn)速對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速滿足掛檔條件時(shí)，總成控制器輸出電機(jī)調(diào)速完成信號(hào)；在自動(dòng)機(jī)械式變速器離合器嚙合時(shí)，動(dòng)力總成控制器對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制步驟當(dāng)變速器完成掛檔操作時(shí)，總成控制器根據(jù)當(dāng)前車速、當(dāng)前檔位傳動(dòng)比、主傳動(dòng)比計(jì)算離合器輸入軸轉(zhuǎn)速，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制，使離合器輸入輸出軸的轉(zhuǎn)速趨于一致，當(dāng)離合器狀態(tài)信號(hào)指示離合器已經(jīng)結(jié)合之后，發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)速過(guò)程結(jié)束。
全文摘要
一種用于并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)的換檔控制方法，包括用于發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)、電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)以及發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)電四種狀態(tài)下，動(dòng)力總成控制器的換檔操作控制步驟。其特征是所述換檔控制方法包括在自動(dòng)機(jī)械式變速器掛檔操作時(shí)，動(dòng)力總成控制器對(duì)電機(jī)的調(diào)速控制步驟；在自動(dòng)機(jī)械式變速器離合器嚙合時(shí)，動(dòng)力總成控制器對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制步驟。本方法能夠?qū)崿F(xiàn)采用自動(dòng)機(jī)械式變速器傳動(dòng)裝置的并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車行駛過(guò)程中，動(dòng)力總成控制器與自動(dòng)機(jī)械式變速器配合的換檔控制過(guò)程，進(jìn)而保證混合動(dòng)力汽車換檔過(guò)程的平順，提高駕駛舒適性。
文檔編號(hào)B60L15/32GK1438137SQ0310249
公開日2003年8月27日 申請(qǐng)日期2003年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月27日
發(fā)明者張欣, 李國(guó)岫, 宋建鋒 申請(qǐng)人:北方交通大學(xué)