專利名稱：一種混合動力汽車的驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輛控制系統(tǒng)及控制方法，特別是關(guān)于一種采用了氣壓制動系統(tǒng)
的混合動力汽車的驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術(shù)：
驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)(ASR， Anti Slip Regulation)、車輛驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)(ATC， Automatic Traction Control)禾口車輛驅(qū)動控制系統(tǒng)(TCS， Traction ControlSystem)最早 由瑞典Volvo汽車公司試制生產(chǎn)，此后發(fā)展迅猛，現(xiàn)今技術(shù)已非常成熟，成為中高檔乘用車 的標準配置。而在采用氣壓制動系統(tǒng)的車輛領(lǐng)域中，自從德國Bosch公司推出氣壓型ABS/ ATC(車輛制動防抱死系統(tǒng)/車輛驅(qū)動防滑控制系統(tǒng))的集成化系統(tǒng)以來，驅(qū)動防滑系統(tǒng)已 在國外采用氣壓制動系統(tǒng)的車輛領(lǐng)域獲得了廣泛的應用。目前，國內(nèi)的一些豪華客車上也 已經(jīng)越來越多地配備有驅(qū)動防滑系統(tǒng)。從車輛行駛安全的角度講，抑制驅(qū)動輪的劇烈滑轉(zhuǎn) 是非常重要的。如圖l所示(圖中A為無側(cè)偏角、縱向附著系數(shù)曲線，B為5。側(cè)偏角、縱 向附著系數(shù)曲線，C為5。側(cè)偏角、側(cè)向附著系數(shù)曲線。)，根據(jù)三條曲線可以看出，隨著滑 轉(zhuǎn)率的增大，縱向附著系數(shù)先增大再減小，側(cè)向附著系數(shù)則一直減小，并且隨著側(cè)偏角的增 大，縱向附著系數(shù)逐漸減小。因此，當驅(qū)動輪發(fā)生嚴重滑轉(zhuǎn)時，輪胎的側(cè)向附著能力將大大 降低，從而在同樣的側(cè)向力下輪胎的側(cè)偏角變大直至達到附著極限出現(xiàn)側(cè)滑，側(cè)偏角的增 大又會減小輪胎的縱向附著能力，即驅(qū)動 滑轉(zhuǎn)既會顯著降低輪胎的側(cè)向附著能力又會對 縱向附著能力造成不利影響。上述結(jié)論反映到整車上為當驅(qū)動輪發(fā)生滑轉(zhuǎn)時驅(qū)動軸容易 出現(xiàn)側(cè)滑現(xiàn)象，車輛行駛的方向穩(wěn)定性降低，加速能力有所下降。 用于傳統(tǒng)汽車的驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)一般采用以下幾種手段抑制驅(qū)動輪的滑轉(zhuǎn)l、 調(diào)節(jié)發(fā)動機的節(jié)氣門開度和點火時間等來調(diào)節(jié)發(fā)動機的輸出驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。2、對滑轉(zhuǎn)的驅(qū)動輪 實施制動力干預。3、采用一些特殊的機械結(jié)構(gòu)，比如防滑差速器、差速器鎖等。在能源危機 和環(huán)境問題的雙重壓力下，經(jīng)濟性更好并且更加環(huán)保的混合動力汽車快速實現(xiàn)商業(yè)化，年 銷量已非?？捎^(2008年全球年銷量約為50萬輛)?；旌蟿恿ζ囈话愣及姍C和蓄電 池，電機既可提供驅(qū)動轉(zhuǎn)矩又可提供制動轉(zhuǎn)矩。 一般來說發(fā)動機由于自身特性的限制，在低 轉(zhuǎn)速條件下能提供的轉(zhuǎn)矩較小，但是電機在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)就可提供較大的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，所以 在低速時混合動力汽車比傳統(tǒng)車輛更有可能出現(xiàn)驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。在此基礎(chǔ)上，用于混 合動力汽車的驅(qū)動防滑系統(tǒng)可以參照傳統(tǒng)汽車的驅(qū)動防滑系統(tǒng)，同時也有區(qū)別之處，主要 體現(xiàn)在驅(qū)動防滑控制中對電機力矩的控制上。 經(jīng)專利檢索查出，上海燃料電池汽車動力系統(tǒng)有限公司申請了名稱為"四輪驅(qū) 動電動汽車的驅(qū)動防滑系統(tǒng)及方法"的發(fā)明專利(申請?zhí)枮?00610147758. 3，公開號為 CN101024377A，
公開日為2007. 08. 29)，提出了 一種針對四輪驅(qū)動的純電動汽車的驅(qū)動 防滑控制方法，通過調(diào)節(jié)四個車輪上的電機驅(qū)動力矩的大小實現(xiàn)驅(qū)動防滑控制，但由于 是純電動汽車，該專利不涉及到對發(fā)動機的控制，也不涉及對車輪干預制動力的調(diào)節(jié)；美 國專利US005450324A中提出了一種既包括制動防抱死功能又包括驅(qū)動防滑功能的系統(tǒng)及控制方法。是通過調(diào)節(jié)制動輪缸中的制動壓力和電機制動轉(zhuǎn)矩來實現(xiàn)制動防抱死和 驅(qū)動防滑，但同樣不涉及到發(fā)動機的控制，也不涉及對驅(qū)動輪制動壓力的調(diào)節(jié)；美國專利 US006263267B1中提出了一種用于混合動力汽車的驅(qū)動防滑系統(tǒng)，當檢測到車輪滑轉(zhuǎn)時通 過降低電機的輸出轉(zhuǎn)矩來抑制滑轉(zhuǎn)，同樣缺少調(diào)節(jié)發(fā)動機轉(zhuǎn)矩和驅(qū)動輪的制動壓力的內(nèi) 容。從以上檢索可以看到，現(xiàn)有的驅(qū)動防滑系統(tǒng)和控制方法大部分都是用于傳統(tǒng)汽車和純 電動汽車中。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種防滑控制效果較好的混合動力汽車的驅(qū) 動防滑控制系統(tǒng)及其控制方法。 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種混合動力汽車的驅(qū)動防滑控制 系統(tǒng)，其特征在于它包括一制動氣壓管路、一車輛傳動系和一驅(qū)動防滑控制電信號回路； 所述制動氣壓管路包括一空壓機，所述空壓機依次通過一安全閥、一穩(wěn)壓閥連接一制動氣 罐，所述制動氣罐的一個輸出端通過兩個車輛制動防抱死調(diào)節(jié)閥分別連接兩個前輪制動氣 室；所述制動氣罐的另外兩個輸出端分別通過一驅(qū)動防滑調(diào)節(jié)閥和制動管路連接一雙向單 通閥兩輸入端，所述雙向單通閥輸出端分別通過另外兩個車輛制動防抱死調(diào)節(jié)閥連接兩個 后輪制動氣室；所述車輛傳動系包括一發(fā)動機，所述發(fā)動機串聯(lián)連接一電機，所述發(fā)動機的 力矩與所述電機的力矩耦合后經(jīng)所述電機的輸出端傳輸?shù)揭粋鲃訖C構(gòu)總成；所述驅(qū)動防滑 控制電信號回路包括四個分別位于各車輪附近的輪速傳感器，位于前車輪附近的兩個所述 輪速傳感器和兩個所述車輛制動防抱死調(diào)節(jié)閥連接一制動/驅(qū)動控制器，且所述制動/驅(qū) 動控制器還分別連接所述驅(qū)動防滑調(diào)節(jié)閥、一整車控制器、一電子節(jié)氣門、一電機控制器、 兩位于后車輪附近的所述輪速傳感器和另外兩個所述車輛制動防抱死調(diào)節(jié)閥。
—種采用上述控制系統(tǒng)的混合動力汽車的驅(qū)動防滑控制方法，其步驟如下1)根 據(jù)位于前車輪的兩輪速傳感器發(fā)送的輪速信號，計算出車輛的瞬時車速，根據(jù)位于后車輪 的兩輪速傳感器發(fā)送的輪速信號和所述瞬時車速，計算出車輛后車輪的瞬時滑轉(zhuǎn)率；2)根 據(jù)瞬時車速和瞬時滑轉(zhuǎn)率，由制動/驅(qū)動控制器判斷驅(qū)動輪是否出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)現(xiàn)象，當判定驅(qū) 動輪出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)時，根據(jù)瞬時車速v的大小，決定是進入制動力干預階段，還是進入電子節(jié)氣 門與電機轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)階段；當判定驅(qū)動輪沒有出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)時，則確定電子節(jié)氣門的節(jié)氣門開度 命令值和電機轉(zhuǎn)矩命令值；3)所述步驟2)中，當進入制動力干預階段時，滿足S > S+時， 驅(qū)動輪上干預制動力增加；滿足S—《S《S+時，驅(qū)動輪上干預制動力保持不變；滿足S < S—時，驅(qū)動輪上干預制動力降低；當制動力干預階段持續(xù)3s后退出，進入電子節(jié)氣門與 電機轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)階段；其中，S為滑轉(zhuǎn)率，S+為車輪滑轉(zhuǎn)率最大門限值，S—為車輪滑轉(zhuǎn)率最小 門限值；4)所述步驟2)和步驟3)中，進入電子節(jié)氣門與電機轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)階段時，一方面利用 制動/驅(qū)動控制器內(nèi)預置的比例積分微分控制器確定電機驅(qū)動/制動轉(zhuǎn)矩命令值，該電機 轉(zhuǎn)矩命令值由電機控制器發(fā)送至電機；另 一方面通過制動/驅(qū)動控制器控制電子節(jié)氣門的 開度命令值迅速下降；5)所述步驟4)中，將電機轉(zhuǎn)矩命令值和下降后的開度命令值送入邏 輯門限值控制模塊內(nèi)，并將調(diào)整好的電子節(jié)氣門的開度命令值發(fā)送給發(fā)動機；
所述步驟1)中，所述瞬時車速V為V = "f r，所述瞬時滑轉(zhuǎn)率S為=0 .r '式中，S是滑轉(zhuǎn)率，"f是前輪輪速，"r是后輪轉(zhuǎn)速，v是瞬時車速，r是車輪半 徑。 所述步驟2)中，判斷所述驅(qū)動輪發(fā)生滑轉(zhuǎn)的條件為S > S+，其中，S是滑轉(zhuǎn)率，S+ 為車輪滑轉(zhuǎn)率最大門限值。 所述步驟4)中，由所述比例積分微分控制器確定的所述電機轉(zhuǎn)矩命令值tm_cmd 為tm_cmd = PID(S-Sd)，式中，S是滑轉(zhuǎn)率；Sd是目標滑轉(zhuǎn)率，根據(jù)不同的路面附著情況Sd 的范圍為[O.l，O. 2]。 所述步驟4)中，所述電子節(jié)氣門的開度命令值的最佳下降范圍為[25%，40% ]。
所述步驟5)中，由所述電子節(jié)氣門開度增加狀態(tài)跳轉(zhuǎn)至所述電子節(jié)氣門開度減 小狀態(tài)的條件是所述電機轉(zhuǎn)矩命令值tm_cmd為制動轉(zhuǎn)矩，且tm_cmd > Q， S > Dn其中Q 為門限值，與所述電機的驅(qū)動特性有關(guān)A也為門限值，其范圍為
。
所述步驟5)中，由所述電子節(jié)氣門開度減小狀態(tài)跳轉(zhuǎn)至所述電子節(jié)氣門開度增 加狀態(tài)的條件是所述電機轉(zhuǎn)矩命令值tm_cmd為驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，且tm_cmd > C2， S < D2，其中C2 為門限值，與所述電機特性有關(guān)，D2也為門限值，范圍為
。 本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點1、本發(fā)明由于根據(jù)驅(qū)動輪的滑 轉(zhuǎn)率對車輪干預制動力進行邏輯門限值控制，對電機轉(zhuǎn)矩進行PID控制，同時根據(jù)電機轉(zhuǎn) 矩和驅(qū)動輪的滑轉(zhuǎn)率變化對發(fā)動機節(jié)氣門開度進行邏輯門限值控制，因此實現(xiàn)了將驅(qū)動輪 的滑轉(zhuǎn)率控制在最優(yōu)值附近變化。2、本發(fā)明由于在兩前車輪和兩后車輪附近均設置有輪速 傳感器，根據(jù)輪速傳感器測得的輪速信號可以計算出車輛的瞬時車速和瞬時滑轉(zhuǎn)率，并由 制動/驅(qū)動控制器根據(jù)該瞬時車速和瞬時滑轉(zhuǎn)率判斷出驅(qū)動輪是否出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)現(xiàn)象，進而采 用相應的制動力干預和電子節(jié)氣門與電機轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)，以實現(xiàn)對驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)的有效控制。3、 本發(fā)明由于在整車的制動氣壓管路上設置有驅(qū)動防滑調(diào)節(jié)閥和車輛制動防抱死調(diào)節(jié)閥，因 此可以通過這兩種調(diào)節(jié)閥對驅(qū)動輪上的干預制動力大小進行調(diào)節(jié)。4、本發(fā)明由于設置有電 子節(jié)氣門和制動/驅(qū)動控制器，由制動/驅(qū)動控制器控制調(diào)節(jié)電子節(jié)氣門的開度，進而實現(xiàn) 對發(fā)動機的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)。5、本發(fā)明采用的制動/驅(qū)動控制器協(xié)調(diào)控制電機的驅(qū)/制動 轉(zhuǎn)矩，以使驅(qū)動輪的滑轉(zhuǎn)率穩(wěn)定在最優(yōu)值附近。本發(fā)明可以廣泛應用于各種混合動力汽車 防滑控制系統(tǒng)中。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的汽車輪胎附著能力典型曲線示意圖
圖2是本發(fā)明的驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
圖3是本發(fā)明的驅(qū)動防滑控制方法流程示意圖
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。 如圖2所示，本發(fā)明的驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)包括一制動氣壓管路1 (如圖中黑實線所 示)、一車輛傳動系2(如圖中灰色線所示)和一驅(qū)動防滑控制電信號回路3(如圖中虛線所 示)。
制動氣壓管路1是為車輛制動提供能量來源，同時也可以為驅(qū)動防滑控制電信號 回路3所控制的干預制動力提供能量來源，制動氣壓管路l包括一空壓機11、一安全閥12、 一穩(wěn)壓閥13、一制動氣罐14、四個ABS(車輛制動防抱死)調(diào)節(jié)閥15、兩前輪制動氣室16、 一驅(qū)動防滑調(diào)節(jié)閥17、一雙向單通閥18和兩后輪制動氣室19?？諌簷C11依次通過安全閥 12、穩(wěn)壓閥13連接制動氣罐14，制動氣罐14的一個輸出端通過制動管路連接兩個ABS調(diào)節(jié) 閥15輸入端，該ABS調(diào)節(jié)閥15輸出端分別連接一前輪制動氣室16 ;制動氣罐14的另外兩 個輸出端中的一個通過驅(qū)動防滑調(diào)節(jié)閥17連接雙向單通閥18的一輸入端，另一個通過制 動管路連接雙向單通閥18的另一輸入端，雙向單通閥18的輸出端分別連接另外兩ABS調(diào) 節(jié)閥15輸入端，該ABS調(diào)節(jié)閥15的輸出端分別連接一個后輪制動氣室19。
車輛傳動系2為后驅(qū)類型，它包括一發(fā)動機21、一電機22、一傳動機構(gòu)總成23和 兩后車輪24，發(fā)動機21串聯(lián)連接電機22，使發(fā)動機21的力矩與電機22的力矩耦合后的驅(qū) 動轉(zhuǎn)矩，經(jīng)電機22的輸出端傳輸?shù)絺鲃訖C構(gòu)總成23，由傳動機構(gòu)總成23將驅(qū)動轉(zhuǎn)矩通過車 輛后軸傳輸?shù)絻珊筌囕?4上，實現(xiàn)驅(qū)動功能。其中，電機22既能提供驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，又能提供 制動轉(zhuǎn)矩。 驅(qū)動防滑控制電信號回路3包括四個輪速傳感器31、一制動/驅(qū)動控制器32、一 電子節(jié)氣門33、一電機控制器34和一整車控制器35。四個輪速傳感器31分別位于車輛前 后四個車輪的附近，位于前車輪的兩個輪速傳感器31將檢測到的輪速信號傳送到制動/驅(qū) 動控制器32，且兩個前車輪的ABS調(diào)節(jié)閥15從制動/驅(qū)動控制器32接收閥控制信號，同時 制動/驅(qū)動控制器32分別連接驅(qū)動防滑調(diào)節(jié)閥17、整車控制器35、電子節(jié)氣門33、電機控 制器34、兩位于后車輪的輪速傳感器31和兩個ABS調(diào)節(jié)閥15，整車控制器35向制動/驅(qū) 動控制器32發(fā)送電子節(jié)氣門33的開度參考值信號throttle_tgt和電機控制器34的電機 轉(zhuǎn)矩參考值信號tm_tgt，制動/驅(qū)動控制器32根據(jù)兩參考值信號打開驅(qū)動防滑調(diào)節(jié)閥17， 使得制動氣罐14中的氣壓推動雙向單通閥18，使氣壓送達到位于后車輪的兩個ABS調(diào)節(jié)閥 15，通過控制ABS調(diào)節(jié)閥15的開關(guān)頻率，控制作用在驅(qū)動輪(兩后輪)上干預制動力的值； 制動/驅(qū)動控制器32向電子節(jié)氣門33發(fā)送節(jié)氣門開度命令值信號throttle—cmd，控制實 際電子節(jié)氣門33的開度；制動/驅(qū)動控制器32向電機控制器34發(fā)送電機轉(zhuǎn)矩命令值信號 tm_cmd，控制實際電機轉(zhuǎn)矩的大小。 如圖3所示，本發(fā)明驅(qū)動防滑控制方法是當驅(qū)動輪發(fā)生滑轉(zhuǎn)時將滑轉(zhuǎn)率控制在最 優(yōu)滑轉(zhuǎn)率附近。制動/驅(qū)動控制器32根據(jù)驅(qū)動輪輪速和從動輪輪速判斷驅(qū)動輪是否出現(xiàn) 滑轉(zhuǎn)現(xiàn)象。當檢測到驅(qū)動輪發(fā)生滑轉(zhuǎn)時，根據(jù)驅(qū)動輪的滑轉(zhuǎn)率，協(xié)調(diào)控制驅(qū)動輪上的干預制 動力以及發(fā)動機21的電子節(jié)氣門33的開度、電機轉(zhuǎn)矩的大小，以使得驅(qū)動輪的滑轉(zhuǎn)率在最 優(yōu)值附近變化。其步驟如下 1)根據(jù)位于前車輪的兩輪速傳感器發(fā)送的輪速信號，計算出車輛的瞬時車速v 為 <formula>formula see original document page 7</formula>
根據(jù)位于后車輪的兩輪速傳感器發(fā)送的輪速信號和瞬時車速v，計算出車輛后車 輪的瞬時滑轉(zhuǎn)率S為<formula>formula see original document page 7</formula>
上述公式中S是滑轉(zhuǎn)率，"f是前輪輪速，"r是后輪轉(zhuǎn)速，v是瞬時車速，r是車 輪半徑； 2)根據(jù)瞬時車速v和瞬時滑轉(zhuǎn)率S，由制動/驅(qū)動控制器內(nèi)的判定條件判斷驅(qū)動 輪是否出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)現(xiàn)象，當判定驅(qū)動輪出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)時，根據(jù)瞬時車速v的大小，決定是否采用制 動力干預，若此時車速低于40km/h，進入制動力干預階段，若此時車速高于40km/h，進入電 子節(jié)氣門與電機轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)階段；當判定驅(qū)動輪沒有出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)時，則確定電子節(jié)氣門的節(jié)氣 門開度命令值throttle_Cmd與電子節(jié)氣門的開度參考值throttle_tgt相同，電機控制器 的電機轉(zhuǎn)矩命令值tm_cmd與電機控制器的電機轉(zhuǎn)矩參考值tm_tgt相同；
其中，判定條件為S > S+，其中，S是滑轉(zhuǎn)率，S+為車輪滑轉(zhuǎn)率最大門限值；
3)上述步驟2)中，當車速低于40km/h，進入制動力干預階段時，滿足S > S+時， 通過驅(qū)動防滑調(diào)節(jié)閥和ABS調(diào)節(jié)閥的狀態(tài)調(diào)節(jié)驅(qū)動輪上干預制動力增加；滿足S—《S《S+ 時，通過驅(qū)動防滑調(diào)節(jié)閥和ABS調(diào)節(jié)閥的狀態(tài)調(diào)節(jié)驅(qū)動輪上干預制動力保持不變；滿足S < S—時，通過驅(qū)動防滑調(diào)節(jié)閥和ABS調(diào)節(jié)閥的狀態(tài)調(diào)節(jié)驅(qū)動輪上干預制動力降低；當制動 力干預階段持續(xù)3s后退出，進入電子節(jié)氣門與電機轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)階段；其中，S+為車輪滑轉(zhuǎn)率 最大門限值，S—為車輪滑轉(zhuǎn)率最小門限值； 4)上述步驟2)和步驟3)中，進入電子節(jié)氣門與電機轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)階段時，一方面利用 制動/驅(qū)動控制器內(nèi)預置的PID(比例積分微分)控制器確定電機驅(qū)動/制動轉(zhuǎn)矩命令值 tm—cmd，該電機轉(zhuǎn)矩命令值由電機控制器發(fā)送至電機，電機轉(zhuǎn)矩命令值tm_cmd為
tm_cmd = PID(S-S》 (3) 式中，S是滑轉(zhuǎn)率，Sd是目標滑轉(zhuǎn)率，根據(jù)不同的路面附著情況Sd的范圍為
; 另一方面通過制動/驅(qū)動控制器控制電子節(jié)氣門的開度命令值throttle_Cmd迅 速下降，其優(yōu)選的下降范圍為[25%，40%]; 5)上述步驟4)中，將電機轉(zhuǎn)矩命令值tm_cmd和下降后的開度命令值throttle— cmd送入邏輯門限值控制模塊內(nèi)，來控制電子節(jié)氣門開度的增減狀態(tài)，并將調(diào)整好的電子節(jié) 氣門的開度命令值throttle_Cmd發(fā)送給發(fā)動機； 上述步驟5)中，在邏輯門極限值控制模塊內(nèi)，電子節(jié)氣門開度的增減狀態(tài)根據(jù)邏 輯門極限值控制模塊內(nèi)的條件D和條件E進行跳變，其中，由電子節(jié)氣門14開度增加狀態(tài) 跳轉(zhuǎn)至電子節(jié)氣門14開度減小狀態(tài)的條件D是電機轉(zhuǎn)矩命令值為制動轉(zhuǎn)矩，且tm—cmd〉 (;，S〉Dp其中Q為門限值，與電機的驅(qū)動特性有關(guān)A也為門限值，其范圍為
。 由電子節(jié)氣門開度減小狀態(tài)跳轉(zhuǎn)至電子節(jié)氣門開度增加狀態(tài)的條件E是電機轉(zhuǎn)矩命令值 為驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，且tm_cmd > C2并且S < D2，其中C2為門限值，也與電機特性有關(guān)，D2也為門 限值，范圍為
。 在電子節(jié)氣門開度增加狀態(tài)中，電子節(jié)氣門開度隨時間單調(diào)遞增，增加速率為5%
每秒；在節(jié)氣門開度減小狀態(tài)中，節(jié)氣門開度隨時間單調(diào)遞減，減小速率也為5%每秒。 綜上所述，在混合動力汽車上實施驅(qū)動防滑時，需要將傳統(tǒng)汽車和純電動汽車上
的驅(qū)動防滑控制方法結(jié)合起來，即能夠在傳統(tǒng)車驅(qū)動防滑控制方法的基礎(chǔ)上增加對電機力
矩的控制，也可以在較大程度上改善混合動力汽車的驅(qū)動防滑控制效果。 上述各實施例僅用于說明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式等都是可以有所
8變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進行的等同變換和改進，均不應排除在本發(fā)明的 保護范圍之外。
權(quán)利要求
一種混合動力汽車的驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)，其特征在于它包括一制動氣壓管路、一車輛傳動系和一驅(qū)動防滑控制電信號回路；所述制動氣壓管路包括一空壓機，所述空壓機依次通過一安全閥、一穩(wěn)壓閥連接一制動氣罐，所述制動氣罐的一個輸出端通過兩個車輛制動防抱死調(diào)節(jié)閥分別連接兩個前輪制動氣室；所述制動氣罐的另外兩個輸出端分別通過一驅(qū)動防滑調(diào)節(jié)閥和制動管路連接一雙向單通閥兩輸入端，所述雙向單通閥輸出端分別通過另外兩個車輛制動防抱死調(diào)節(jié)閥連接兩個后輪制動氣室；所述車輛傳動系包括一發(fā)動機，所述發(fā)動機串聯(lián)連接一電機，所述發(fā)動機的力矩與所述電機的力矩耦合后經(jīng)所述電機的輸出端傳輸?shù)揭粋鲃訖C構(gòu)總成；所述驅(qū)動防滑控制電信號回路包括四個分別位于各車輪附近的輪速傳感器，位于前車輪附近的兩個所述輪速傳感器和兩個所述車輛制動防抱死調(diào)節(jié)閥連接一制動/驅(qū)動控制器，且所述制動/驅(qū)動控制器還分別連接所述驅(qū)動防滑調(diào)節(jié)閥、一整車控制器、一電子節(jié)氣門、一電機控制器、兩位于后車輪附近的所述輪速傳感器和另外兩個所述車輛制動防抱死調(diào)節(jié)閥。
2. —種采用如權(quán)利要求1所述控制系統(tǒng)的混合動力汽車的驅(qū)動防滑控制方法，其步驟如下1) 根據(jù)位于前車輪的兩輪速傳感器發(fā)送的輪速信號，計算出車輛的瞬時車速，根據(jù)位 于后車輪的兩輪速傳感器發(fā)送的輪速信號和所述瞬時車速，計算出車輛后車輪的瞬時滑轉(zhuǎn)率；2) 根據(jù)瞬時車速和瞬時滑轉(zhuǎn)率，由制動/驅(qū)動控制器判斷驅(qū)動輪是否出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)現(xiàn)象， 當判定驅(qū)動輪出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)時，根據(jù)瞬時車速v的大小，決定是進入制動力干預階段，還是進入 電子節(jié)氣門與電機轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)階段；當判定驅(qū)動輪沒有出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)時，則確定電子節(jié)氣門的節(jié) 氣門開度命令值和電機轉(zhuǎn)矩命令值；3) 所述步驟2)中，當進入制動力干預階段時，滿足S > S+時，驅(qū)動輪上干預制動力增 加；滿足S—《S《S+時，驅(qū)動輪上干預制動力保持不變；滿足S < S—時，驅(qū)動輪上干預制動 力降低；當制動力干預階段持續(xù)3s后退出，進入電子節(jié)氣門與電機轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)階段；其中，S 為滑轉(zhuǎn)率，S+為車輪滑轉(zhuǎn)率最大門限值，S—為車輪滑轉(zhuǎn)率最小門限值；4) 所述步驟2)和步驟3)中，進入電子節(jié)氣門與電機轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)階段時，一方面利用制 動/驅(qū)動控制器內(nèi)預置的比例積分微分控制器確定電機驅(qū)動/制動轉(zhuǎn)矩命令值，該電機轉(zhuǎn) 矩命令值由電機控制器發(fā)送至電機；另一方面通過制動/驅(qū)動控制器控制電子節(jié)氣門的開 度命令值迅速下降；5) 所述步驟4)中，將電機轉(zhuǎn)矩命令值和下降后的開度命令值送入邏輯門限值控制模 塊內(nèi)，并將調(diào)整好的電子節(jié)氣門的開度命令值發(fā)送給發(fā)動機；
3. 如權(quán)利要求2所述的一種混合動力汽車的驅(qū)動防滑控制方法，其特征在于所述步 驟l)中，所述瞬時車速v為v = co f r， 所述瞬時滑轉(zhuǎn)率S為<y , r — v 6 =-，化.廠式中，S是滑轉(zhuǎn)率，"f是前輪輪速，"r是后輪轉(zhuǎn)速，v是瞬時車速，r是車輪半徑。
4. 如權(quán)利要求2所述的一種混合動力汽車的驅(qū)動防滑控制方法，其特征在于所述步 驟2)中，判斷所述驅(qū)動輪發(fā)生滑轉(zhuǎn)的條件為<formula>formula see original document page 3</formula>其中，S是滑轉(zhuǎn)率，S+為車輪滑轉(zhuǎn)率最大門限值。
5. 如權(quán)利要求2所述的一種混合動力汽車的驅(qū)動防滑控制方法，其特征在于所述步 驟4)中，由所述比例積分微分控制器確定的所述電機轉(zhuǎn)矩命令值tm_cmd為tm_cmd = PID(S-Sd)，式中，S是滑轉(zhuǎn)率；Sd是目標滑轉(zhuǎn)率，根據(jù)不同的路面附著情況Sd的范圍為
。
6. 如權(quán)利要求2所述的一種混合動力汽車的驅(qū)動防滑控制方法，其特征在于所述步 驟4)中，所述電子節(jié)氣門的開度命令值的最佳下降范圍為[25%，40% ]。
7. 如權(quán)利要求2所述的一種混合動力汽車的驅(qū)動防滑控制方法，其特征在于所述步 驟5)中，由所述電子節(jié)氣門開度增加狀態(tài)跳轉(zhuǎn)至所述電子節(jié)氣門開度減小狀態(tài)的條件是 所述電機轉(zhuǎn)矩命令值tm_cmd為制動轉(zhuǎn)矩，且tm_cmd > Q， S > D"其中Q為門限值，與所述 電機的驅(qū)動特性有關(guān)A也為門限值，其范圍為
。
8. 如權(quán)利要求2所述的一種混合動力汽車的驅(qū)動防滑控制方法，其特征在于所述步 驟5)中，由所述電子節(jié)氣門開度減小狀態(tài)跳轉(zhuǎn)至所述電子節(jié)氣門開度增加狀態(tài)的條件是 所述電機轉(zhuǎn)矩命令值tm_cmd為驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，且tm_cmd > C2， S < D2，其中C2為門限值，與所述 電機特性有關(guān)，D2也為門限值，范圍為
。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種混合動力汽車的驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)及其控制方法，它包括制動氣壓管路、車輛傳動系和驅(qū)動防滑控制電信號回路；制動氣壓管路包括空壓機，空壓機經(jīng)閥門連接制動氣罐，制動氣罐輸出端經(jīng)兩車輛制動防抱死調(diào)節(jié)閥、驅(qū)動防滑調(diào)節(jié)閥和制動管路連接兩前輪制動氣室、雙向單通閥兩輸入端，輸出端經(jīng)另兩個車輛制動防抱死調(diào)節(jié)閥連接兩后輪制動氣室；車輛傳動系包括發(fā)動機，發(fā)動機經(jīng)電機連接傳動機構(gòu)總成；驅(qū)動防滑控制電信號回路包括四個位于各車輪附近的輪速傳感器，前部兩輪速傳感器和兩車輛制動防抱死調(diào)節(jié)閥連接制動/驅(qū)動控制器，制動/驅(qū)動控制器分別連接驅(qū)動防滑調(diào)節(jié)閥、整車控制器、電子節(jié)氣門、電機控制器、另兩輪速傳感器和兩車輛制動防抱死調(diào)節(jié)閥。本發(fā)明可以廣泛應用于各種混合動力汽車防滑控制系統(tǒng)中。
文檔編號B60T8/1761GK101774372SQ20101011383
公開日2010年7月14日 申請日期2010年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月24日
發(fā)明者張俊智, 張彪, 陳鑫 申請人:清華大學