1.一种单电机并联式混合动力车辆模式切换的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:在车辆以纯电动模式行驶过程中,当驾驶员急踩加速踏板或者电池电量不足时,整车控制器发出模式切换指令;
根据从纯电动驱动模式向混合驱动/发动机驱动/发动机驱动且充电模式切换过程中发动机和离合器元件的不同运行状态,将整个模式切换过程划分为发动机启动、发动机-电机转速同步、离合器接合和发动机-电机转矩调节四个阶段;
在发动机启动阶段,离合器开始接合,利用产生的摩擦转矩来启动发动机,电机通过主动控制来保证车辆的动力性,同时抑制模由于离合器摩擦转矩波动、车辆参数摄动以及行驶阻力变化对车辆行驶造成的纵向冲击;
在发动机-电机转速同步阶段,发动机点火启动,湿式离合器迅速分离,发动机进行转速控制,电机通过主动控制来保证车辆的动力性,同时抑制车辆参数摄动以及行驶阻力变化对车辆行驶造成的纵向冲击;
在离合器接合阶段,当发动机转速与电机转速之差小于100rpm时,湿式离合器再次接合,发动机采用转速控制,电机通过主动控制来保证车辆的动力性,同时抑制由于离合器摩擦转矩波动、车辆参数摄动以及行驶阻力变化对车辆行驶造成的纵向冲击;
在发动机-电机转矩调节阶段,当离合器锁止后,发动机采用转矩控制,电机采用主动控制来保证车辆的动力性,同时抑制由于发动机动态转矩波动、车辆参数摄动以及行驶阻力变化对车辆行驶造成的纵向冲击;
当发动机转矩达到预先指定的目标转矩时,模式切换过程结束。
2.如权利要求1所述的一种单电机并联式混合动力车辆模式切换的控制方法,其特征在于,电机主动控制采用基于前馈-线性二次型反馈控制与鲁棒补偿控制相结合的复合控制方法。
3.如权利要求2所述的一种单电机并联式混合动力车辆模式切换的控制方法,其特征在于,首先,将模式切换过程的系统动力学模型转化成标称模型和不确定项之和的形式,其中,不确定项包括车辆参数摄动、发动机/离合器转矩波动以及车辆外部行驶阻力变化;
其次,忽略不确定项的影响,针对标称模型设计前馈控制器和线性二次型反馈控制器;
然后,将不确定性项视为等价干扰,设计鲁棒补偿器抑制等价干扰。
4.如权利要求2或3所述的一种单电机并联式混合动力车辆模式切换的控制方法,其特征在于,在发动机启动阶段,电机控制输入转矩表示为:前馈输入: 式中,R为一常数,Ni为常系
数,i=1~4, 为车轮角速度及其各阶导数, 为估计的车辆行驶阻力矩, 为估计的离合器摩擦转矩;
LQR反馈控制输入: 式中,K为状态反馈增益,Xe(t)为状态变量;
鲁棒补偿输入: 式中,f1和f2为常系数,Ae,Be为误差矩阵,I为单位矩阵,ye(s)表示状态变量的线性组合,s为复变量;
LQR
此阶段,电机控制输入转矩为前馈控制输入转矩 LQR反馈控制输入转矩Tm 和鲁棒补偿输入转矩 之和。
5.如权利要求4所述的一种单电机并联式混合动力车辆模式切换的控制方法,其特征在于,在发动机-电机转速同步阶段,此阶段由于离合器已分离,电机不再对离合器转矩进行补偿,即在公式 中 此阶段,电机控制输入转矩为前馈控制输入转矩 LQR反馈控制输入转矩TmLQR和鲁棒补偿输入转矩 之和。
6.如权利要求5所述的一种单电机并联式混合动力车辆模式切换的控制方法,其特征在于,在离合器接合阶段,发动机和电机角加速度相等时,即 得离合器目标转矩为: 式中,Te,Tm为发动机和电机转矩, 分别为整车等效转动惯量、电机转子等效转动惯量和发动机等效转动惯量,ig为变速器速比;
LQR
此阶段,电机控制输入转矩为前馈控制输入转矩 LQR反馈控制输入转矩Tm 和鲁棒补偿输入转矩 之和。
7.如权利要求6所述的一种单电机并联式混合动力车辆模式切换的控制方法,其特征在于,在发动机-电机转矩调节阶段,电机控制输入转矩表示为:前馈输入: 式中,R′,N′为常系数,Tmr为能量管理策略分配的电机目标转矩, 为估计的车辆行驶阻力矩,为估计的发动机转矩;
LQR反馈控制输入: 式中,K′为状态反馈增益,Xe(t)为状态变量;
鲁棒补偿输入: 式中,f1,f2为常系数,Ae,
Be为误差矩阵,I为单位矩阵,ye(s)表示状态变量的线性组合,s为复变量;
LQR
此阶段,电机控制输入转矩为前馈控制输入转矩 LQR反馈控制输入转矩Tm 和鲁棒补偿输入转矩 之和。