本發(fā)明涉及一種汽車齒輪敲擊噪音消除控制方法，特別涉及一種四軸動(dòng)力分流式混合動(dòng)力汽車齒輪敲擊噪音消除控制方法。

背景技術(shù)：

混合動(dòng)力汽車憑借節(jié)油、無(wú)續(xù)駛里程限制且與傳統(tǒng)車駕駛性差異小的優(yōu)點(diǎn)，在近幾年呈現(xiàn)出蓬勃的發(fā)展態(tài)勢(shì)。同時(shí)消費(fèi)者對(duì)汽車的舒適性要求越來(lái)越高，其中汽車的NVH(Noise,Vibration and Harshness)品質(zhì)越來(lái)越受到重視，并已成衡量汽車制造工藝的一個(gè)重要標(biāo)志。

然而由于發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)和變速箱工藝等造成的齒輪敲擊噪音(Ratt l e)，嚴(yán)重影響車輛的乘坐舒適性。在實(shí)際應(yīng)用中，受技術(shù)條件和工藝等方面的影響，齒輪間隙無(wú)法消除，同時(shí)由于發(fā)動(dòng)機(jī)控制的響應(yīng)慢、精度差等，使其轉(zhuǎn)速波動(dòng)也很難避免。這些因素導(dǎo)致傳統(tǒng)齒輪變速箱的齒與齒在傳動(dòng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生令乘員不愉快的Ratt l e，該問(wèn)題一直無(wú)法很好的解決。

專利名稱為混合動(dòng)力車的控制裝置和控制方法(申請(qǐng)?zhí)枺?01110037648.2)中提到，利用電機(jī)來(lái)調(diào)節(jié)使齒輪避開Ratt l e，但該方案主要是針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)和熄火時(shí)波動(dòng)較大的情況，且只能應(yīng)用在四驅(qū)的車型中，因此受限較多。

目前針對(duì)由于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)和齒輪間隙而產(chǎn)生Ratt l e的問(wèn)題，有一些專利，但大多解決方案不是成本太高，就是技術(shù)上有局限。其中應(yīng)用較多的是通過(guò)減小扭轉(zhuǎn)減震器的剛度或采用雙質(zhì)量飛輪(或離合器)，使輸入端的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)降至一個(gè)可接受的范圍，但扭轉(zhuǎn)剛度越小整車的動(dòng)力響應(yīng)就越慢，這兩者是一個(gè)相反的關(guān)系，很難從中求平衡。還有方法通過(guò)將輪齒設(shè)計(jì)為兩片，一片帶有扭簧裝置與非工作面接觸，以消除齒輪間隙，但該方法不適用于傳遞大轉(zhuǎn)矩且存在裝配困難的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)和齒輪間隙很難避免的問(wèn)題，本發(fā)明結(jié)合四軸動(dòng)力分流式混合動(dòng)力汽車使用的現(xiàn)有系統(tǒng)即雙行星排混合動(dòng)力變速箱，在不增加成本和影響駕駛性情況下，旨在提供一種簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)的四軸動(dòng)力分流式混合動(dòng)力汽車齒輪敲擊噪音消除控制方法。

本發(fā)明通過(guò)以下方案實(shí)現(xiàn)：

一種四軸動(dòng)力分流式混合動(dòng)力汽車齒輪敲擊噪音消除控制方法，首先確定不同發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)矩下齒輪敲擊噪音產(chǎn)生的齒圈轉(zhuǎn)矩范圍，之后根據(jù)車速和油門踏板開度查表得到齒圈需求轉(zhuǎn)矩，結(jié)合當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)矩，判斷齒圈需求轉(zhuǎn)矩是否在齒輪敲擊噪音產(chǎn)生的齒圈轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)，如果是，則將根據(jù)車速和油門踏板開度查表得到的齒圈需求轉(zhuǎn)矩最靠近的齒輪敲擊噪音產(chǎn)生的齒圈轉(zhuǎn)矩邊界值作為T_R代入轉(zhuǎn)矩解耦算法公式(1)和公式(2)分別獲得小電機(jī)和大電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩并控制輸出；如果否，則將根據(jù)車速和油門踏板開度查表得到的齒圈需求轉(zhuǎn)矩作為T_R代入轉(zhuǎn)矩解耦算法按公式(1)和公式(2)分別獲得小電機(jī)和大電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩并控制輸出；

其中，T_E1為小電機(jī)E1的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，T_E2為大電機(jī)E2的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，T_Eng為發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際扭矩，J_S1為小太陽(yáng)輪S1的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，J_S2為大太陽(yáng)輪S2的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，J_PC為行星架的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，i₀₁為前排輪系的傳動(dòng)比，i₀₂為后排輪系的傳動(dòng)比，a_R為齒圈的角速度，a_pc為行星架的角速度，T_R為齒圈需求轉(zhuǎn)矩。

不同發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)矩下齒輪敲擊噪音產(chǎn)生的齒圈轉(zhuǎn)矩范圍按以下步驟進(jìn)行確定：

Ⅰ在一定發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)矩下，讓其中一個(gè)太陽(yáng)輪不受力，此時(shí)若有齒輪敲擊噪音則通過(guò)該不受力太陽(yáng)輪相連接的電機(jī)開始增加或減小轉(zhuǎn)矩使該不受力太陽(yáng)輪受力，直至齒輪敲擊噪音消除，記錄此時(shí)該不受力太陽(yáng)輪相連接的電機(jī)的轉(zhuǎn)矩值，以增加轉(zhuǎn)矩方式消除齒輪敲擊噪音得到的電機(jī)轉(zhuǎn)矩值作為該發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)矩下產(chǎn)生齒輪敲擊噪音的該不受力太陽(yáng)輪相連接的電機(jī)的轉(zhuǎn)矩最大邊界值，以減小轉(zhuǎn)矩方式消除齒輪敲擊噪音得到的電機(jī)轉(zhuǎn)矩值作為該發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)矩下產(chǎn)生齒輪敲擊噪音的該不受力太陽(yáng)輪相連接的電機(jī)轉(zhuǎn)矩最小邊界值；

Ⅱ使用步驟Ⅰ中的方法獲取產(chǎn)生齒輪敲擊噪音的另一個(gè)太陽(yáng)輪相連接的電機(jī)的轉(zhuǎn)矩最大邊界值和最小邊界值；

Ⅲ以一定的增長(zhǎng)速度增加發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)矩，依次使用步驟Ⅰ、步驟Ⅱ中的方法獲得該發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)矩下產(chǎn)生齒輪敲擊噪音的大電機(jī)和小電機(jī)的轉(zhuǎn)矩最大邊界值和最小邊界值；直至獲得一定范圍發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)矩下產(chǎn)生齒輪敲擊噪音的大電機(jī)和小電機(jī)的轉(zhuǎn)矩最大邊界值和最小邊界值；

Ⅴ將發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)矩與對(duì)應(yīng)的產(chǎn)生齒輪敲擊噪音的小電機(jī)的轉(zhuǎn)矩最大邊界值、最小邊界值分別根據(jù)轉(zhuǎn)矩解耦算法公式(3)、公式(4)得到產(chǎn)生齒輪敲擊噪音的齒圈轉(zhuǎn)矩邊界值T_{R_edg1}、T_{R_edg2}；將發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)矩與對(duì)應(yīng)的產(chǎn)生齒輪敲擊噪音的大電機(jī)的轉(zhuǎn)矩最大邊界值、最小邊界值分別根據(jù)轉(zhuǎn)矩解耦算法公式(5)、公式(6)得到產(chǎn)生齒輪敲擊噪音的齒圈轉(zhuǎn)矩邊界值T_{R_edg3}、T_{R_edg4}，其中T_{R_edg1}與T_{R_edg2}之間、T_{R_edg3}與T_{R_edg4}之間為產(chǎn)生齒輪敲擊噪音的齒圈轉(zhuǎn)矩范圍；

其中，T_{E1_max}為產(chǎn)生齒輪敲擊噪音的小電機(jī)的轉(zhuǎn)矩最大邊界值，T_{E1_min}為產(chǎn)生齒輪敲擊噪音的小電機(jī)的轉(zhuǎn)矩最小邊界值，T_{E2_max}為產(chǎn)生齒輪敲擊噪音的大電機(jī)的轉(zhuǎn)矩最大邊界值，T_{E2_min}為產(chǎn)生齒輪敲擊噪音的大電機(jī)的轉(zhuǎn)矩最小邊界值，T_Eng為發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際扭矩，J_S1為小太陽(yáng)輪S1的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，J_S2為大太陽(yáng)輪S2的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，J_PC為行星架的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，i₀₁為前排輪系的傳動(dòng)比，i₀₂為后排輪系的傳動(dòng)比，a_R為齒圈的角速度，a_pc為行星架的角速度。

所述步驟Ⅲ中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)矩的范圍為10～90Nm，發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)矩的增長(zhǎng)速度為3～8Nm。

實(shí)際使用過(guò)程中，車速和油門踏板開度與齒圈需求轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)表一般都是通過(guò)內(nèi)插值外邊界查表法查表。車速和油門踏板開度與齒圈需求轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)表可以通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)獲得，其獲取方法也比較簡(jiǎn)單，屬于常規(guī)現(xiàn)有技術(shù)，其獲取方法一般為：在一定車速下，先根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)、大電機(jī)和小電機(jī)外特性曲線計(jì)算出該車速下的齒圈扭矩的最大能力值，再根據(jù)該車速下駕駛員的意圖即油門踏板開度來(lái)初步設(shè)計(jì)齒圈的需求扭矩從而得到該車速下各種油門踏板開度對(duì)應(yīng)的齒圈需求扭矩；按相同的方法依次初步確定各車速下各油門踏板開度對(duì)應(yīng)的齒圈需求扭矩；最后在實(shí)車上進(jìn)行標(biāo)定調(diào)整并最終確定各車速下各油門踏板開度對(duì)應(yīng)的齒圈需求扭矩。在標(biāo)定過(guò)程中需要考慮駕駛平順性和油門響應(yīng)速度等等因素的影響。對(duì)于車速、油門踏板開度的選擇，可根據(jù)實(shí)際情況確定若干個(gè)數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的四軸動(dòng)力分流式混合動(dòng)力汽車齒輪敲擊噪音消除控制方法，不需改變現(xiàn)有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)等，不影響發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)，即不影響整車油耗；本發(fā)明方法，簡(jiǎn)單易于實(shí)現(xiàn)，無(wú)需額外增加成本，可覆蓋多種工況。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明中的四軸動(dòng)力分流式混合動(dòng)力汽車上使用的變速箱及其與車身等相連接的示意圖；

圖2為不同發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)矩下產(chǎn)生齒輪敲擊噪音的大電機(jī)和小電機(jī)的轉(zhuǎn)矩最大邊界值和最小邊界值的分布圖；

圖3為不同發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)矩下產(chǎn)生齒輪敲擊噪音的齒圈轉(zhuǎn)矩邊界值的分布圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明并不局限于實(shí)施例之表述。

本發(fā)明中的四軸動(dòng)力分流式混合動(dòng)力汽車上使用的變速箱及其與車身等相連接的示意圖如圖1所示，其主要部件包括：發(fā)動(dòng)機(jī)ENG、扭轉(zhuǎn)減振器1、小電機(jī)E1、大電機(jī)E2、雙行星排2、第一制動(dòng)器3、第二制動(dòng)器4、傳動(dòng)軸及輪胎5以及車身6。發(fā)動(dòng)機(jī)ENG經(jīng)扭轉(zhuǎn)減振器1與雙行星排2的行星架PC相連，雙行星排2中的小太陽(yáng)輪S1和小電機(jī)E1相連，大太陽(yáng)輪S2和大電機(jī)E2相連，第一制動(dòng)器3和行星架PC相連，第二制動(dòng)器4和小電機(jī)E1轉(zhuǎn)子相連，雙行星排的齒圈R與傳動(dòng)軸及輪胎5及車身6相連。該變速箱中，小電機(jī)E1、大電機(jī)E2和發(fā)動(dòng)機(jī)三者的動(dòng)力經(jīng)共用齒圈功率復(fù)合后傳遞至輸出端。

實(shí)施例1

一種四軸動(dòng)力分流式混合動(dòng)力汽車齒輪敲擊噪音消除控制方法，首先確定不同發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)矩下齒輪敲擊噪音產(chǎn)生的齒圈轉(zhuǎn)矩范圍，之后根據(jù)車速和油門踏板開度查表得到齒圈需求轉(zhuǎn)矩，結(jié)合當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)矩，判斷齒圈需求轉(zhuǎn)矩是否在齒輪敲擊噪音產(chǎn)生的齒圈轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)，如果是，則將根據(jù)車速和油門踏板開度查表得到的齒圈需求轉(zhuǎn)矩最靠近的齒輪敲擊噪音產(chǎn)生的齒圈轉(zhuǎn)矩邊界值作為T_R代入轉(zhuǎn)矩解耦算法公式(1)和公式(2)分別獲得小電機(jī)和大電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩并控制輸出；如果否，則將根據(jù)車速和油門踏板開度查表得到的齒圈需求轉(zhuǎn)矩作為T_R代入轉(zhuǎn)矩解耦算法按公式(1)和公式(2)分別獲得小電機(jī)和大電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩并控制輸出；

其中，T_E1為小電機(jī)E1的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，T_E2為大電機(jī)E2的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，T_Eng為發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際扭矩，J_S1為小太陽(yáng)輪S1的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，J_S2為大太陽(yáng)輪S2的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，J_PC為行星架的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，i₀₁為前排輪系的傳動(dòng)比，i₀₂為后排輪系的傳動(dòng)比，a_R為齒圈的角速度，a_pc為行星架的角速度，T_R為齒圈需求轉(zhuǎn)矩。

不同發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)矩下齒輪敲擊噪音產(chǎn)生的齒圈轉(zhuǎn)矩范圍按以下步驟進(jìn)行確定：

Ⅰ在一定發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)矩下，讓其中一個(gè)太陽(yáng)輪不受力，此時(shí)若有齒輪敲擊噪音則通過(guò)該不受力太陽(yáng)輪相連接的電機(jī)開始增加或減小轉(zhuǎn)矩使該不受力太陽(yáng)輪受力，直至齒輪敲擊噪音消除，記錄此時(shí)該不受力太陽(yáng)輪相連接的電機(jī)的轉(zhuǎn)矩值，以增加轉(zhuǎn)矩方式消除齒輪敲擊噪音得到的電機(jī)轉(zhuǎn)矩值作為該發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)矩下產(chǎn)生齒輪敲擊噪音的該不受力太陽(yáng)輪相連接的電機(jī)的轉(zhuǎn)矩最大邊界值，以減小轉(zhuǎn)矩方式消除齒輪敲擊噪音得到的電機(jī)轉(zhuǎn)矩值作為該發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)矩下產(chǎn)生齒輪敲擊噪音的該不受力太陽(yáng)輪相連接的電機(jī)轉(zhuǎn)矩最小邊界值；

Ⅱ使用步驟Ⅰ中的方法獲取產(chǎn)生齒輪敲擊噪音的另一個(gè)太陽(yáng)輪相連接的電機(jī)的轉(zhuǎn)矩最大邊界值和最小邊界值；

Ⅲ以一定的增長(zhǎng)速度增加發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)矩，依次使用步驟Ⅰ、步驟Ⅱ中的方法獲得該發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)矩下產(chǎn)生齒輪敲擊噪音的大電機(jī)和小電機(jī)的轉(zhuǎn)矩最大邊界值和最小邊界值；直至獲得一定范圍發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)矩下產(chǎn)生齒輪敲擊噪音的大電機(jī)和小電機(jī)的轉(zhuǎn)矩最大邊界值和最小邊界值；

Ⅴ將發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)矩與對(duì)應(yīng)的產(chǎn)生齒輪敲擊噪音的小電機(jī)的轉(zhuǎn)矩最大邊界值、最小邊界值分別根據(jù)轉(zhuǎn)矩解耦算法公式(3)、公式(4)得到產(chǎn)生齒輪敲擊噪音的齒圈轉(zhuǎn)矩邊界值T_{R_edg1}、T_{R_edg2}；將發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)矩與對(duì)應(yīng)的產(chǎn)生齒輪敲擊噪音的大電機(jī)的轉(zhuǎn)矩最大邊界值、最小邊界值分別根據(jù)轉(zhuǎn)矩解耦算法公式(5)、公式(6)得到產(chǎn)生齒輪敲擊噪音的齒圈轉(zhuǎn)矩邊界值T_{R_edg3}、T_{R_edg4}，其中T_{R_edg1}與T_{R_edg2}之間、T_{R_edg3}與T_{R_edg4}之間為產(chǎn)生齒輪敲擊噪音的齒圈轉(zhuǎn)矩范圍；

其中，T_{E1_max}為產(chǎn)生齒輪敲擊噪音的小電機(jī)的轉(zhuǎn)矩最大邊界值，T_{E1_min}為產(chǎn)生齒輪敲擊噪音的小電機(jī)的轉(zhuǎn)矩最小邊界值，T_{E2_max}為產(chǎn)生齒輪敲擊噪音的大電機(jī)的轉(zhuǎn)矩最大邊界值，T_{E2_min}為產(chǎn)生齒輪敲擊噪音的大電機(jī)的轉(zhuǎn)矩最小邊界值，T_Eng為發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際扭矩，J_S1為小太陽(yáng)輪S1的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，J_S2為大太陽(yáng)輪S2的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，J_PC為行星架的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，i₀₁為前排輪系的傳動(dòng)比，i₀₂為后排輪系的傳動(dòng)比，a_R為齒圈的角速度，a_pc為行星架的角速度。

步驟Ⅲ中，發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)矩的范圍為10～90Nm，發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)矩的增長(zhǎng)速度為3～8Nm。

假設(shè)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)矩的增長(zhǎng)速度為5Nm，根據(jù)上述步驟得到在不同發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)矩下產(chǎn)生齒輪敲擊噪音的大電機(jī)和小電機(jī)的轉(zhuǎn)矩最大邊界值和最小邊界值，具體數(shù)據(jù)值分布如圖1所示；將發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)矩與對(duì)應(yīng)的產(chǎn)生齒輪敲擊噪音的小電機(jī)的轉(zhuǎn)矩最大邊界值、最小邊界值等數(shù)據(jù)代入公式(3)、公式(4)中分別得到產(chǎn)生齒輪敲擊噪音的齒圈轉(zhuǎn)矩邊界值T_{R_edg1}、T_{R_edg2}；將發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)矩與對(duì)應(yīng)的產(chǎn)生齒輪敲擊噪音的大電機(jī)的轉(zhuǎn)矩最大邊界值、最小邊界值等數(shù)據(jù)代入公式(5)、公式(6)中分別得到產(chǎn)生齒輪敲擊噪音的齒圈轉(zhuǎn)矩邊界值T_{R_edg3}、T_{R_edg4}，具體數(shù)據(jù)值分布如圖2所示，其中T_{R_edg1}與T_{R_edg2}之間、T_{R_edg3}與T_{R_edg4}之間為產(chǎn)生齒輪敲擊噪音的齒圈轉(zhuǎn)矩范圍。

假設(shè)根據(jù)車速和油門踏板開度查表得到的齒圈需求轉(zhuǎn)矩位于T_{R_edg1}與T_{R_edg2}之間且最靠近T_{R_edg1}，則將T_{R_edg1}作為T_R代入公式(1)、公式(2)中計(jì)算得到小電機(jī)和大電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩并控制輸出；假設(shè)根據(jù)車速和油門踏板開度查表得到的齒圈需求轉(zhuǎn)矩不在齒輪敲擊噪音產(chǎn)生的齒圈轉(zhuǎn)矩范圍即T_{R_edg1}與T_{R_edg2}之間或T_{R_edg3}與T_{R_edg4}之間，則將根據(jù)車速和油門踏板開度查表得到的齒圈需求轉(zhuǎn)矩作為T_R代入公式(1)、公式(2)中計(jì)算得到小電機(jī)和大電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩并控制輸出。