混合动力电动汽车牵引力分层控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101973267A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN101973267A(43)申请公布日2011.02.16(21)申请号201010286346.4B60W20/00(2006.01)(22)申请日2010.09.17B60W30/18(2006.01)(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区清华园一号清华大学汽车工程系(72)发明人罗禹贡赵峰李克强褚文博韩云武连小珉杨殿阁郑四发王建强(74)专利代理机构北京纪凯知识产权代理有限公司11245代理人徐宁关畅(51)Int.Cl.B60W10/06(2006.01)B60W10/08(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图2页(54)发明名称混合动力电动汽车牵引力分层控制方法(57)摘要本发明涉及一种混合动力电动汽车牵引力分层控制方法，包括以下步骤：1)设置上层期望驱动总力矩计算层、中层动态协调控制层和底层退出机制层；2)根据驾驶员操作输入，得出期望发动机转矩和期望电机转矩；3)将期望发动机转矩和期望电机转矩，驱动轮轮速以及目标滑转率，输入上层期望驱动总力矩计算层，计算整车驱动系统期望的驱动总力矩；4)将实际驱动总力矩、整车驱动系统期望驱动总力矩和期望发动机转矩，输入中层动态协调控制层，计算出发动机和电机目标转矩；5)将发动机和电机目标转矩，期望发动机和电机转矩以及所有驱动轮滑转率，输入底层退出机制层，建立动态补偿的混合动力汽车牵引力分层控制系统退出策略，并计算出发动机转矩命令和电机转矩命令。本发明可以广泛应用于各种混合动力汽车牵引力控制系统中。CN1097326ACCNN110197326701973270A权利要求书1/3页1.一种混合动力电动汽车牵引力分层控制方法，其特征在于包括以下步骤：1)设置一个混合动力汽车牵引力分层控制系统，使其包括上层期望驱动总力矩计算层、中层动态协调控制层和底层退出机制层；2)根据驾驶员操作输入，得出期望发动机转矩TeHEV和期望电机转矩TmHEV；3)将步骤2)中确定的期望发动机转矩TeHEV和期望电机转矩TmHEV，轮速传感器反馈的驱动轮轮速ωw以及目标滑转率λd，输入上层期望驱动总力矩计算层，计算出整车驱动系统期望的驱动总力矩4)将实际驱动总力矩Td、步骤3)中确定的整车驱动系统期望驱动总力矩和步骤2)中确定的期望发动机转矩TeHEV，输入中层动态协调控制层，计算出发动机目标转矩TeTCS和电机目标转矩TmTCS；5)将步骤4)中确定的发动机目标转矩TeTCS和电机目标转矩TmTCS，步骤2)中确定的期望发动机转矩TeHEV和期望电机转矩TmHEV以及所有驱动轮滑转率λ，输入底层退出机制层，建立动态补偿的混合动力汽车牵引力分层控制系统退出策略，并计算出发动机转矩命令和电机转矩命令2.如权利要求1所述的混合动力电动汽车牵引力分层控制方法，其特征在于：在所述步骤3)中，计算整车驱动系统期望的驱动总力矩的步骤如下：①根据目标滑转率λd计算目标轮速ωd为：②根据轮速传感器反馈的驱动轮轮速ωw和①中确定的目标轮速ωd的差值，计算滑模面S：③以1/2车辆为受控对象，则滑模趋近率为：则动态滑模控制器为：上式中，vx为参考车速通过轮速传感器反馈的非驱动轮的轮速计算得到，r为车轮半径，c为一固定的正常数，d为控制器参数，k和ε均为正数。3.如权利要求2所述的混合动力电动汽车牵引力分层控制方法，其特征在于：c＝8，d＝2.5，k＝10，ε＝2.5。4.如权利要求1所述的混合动力电动汽车牵引力分层控制方法，其特征在于：在所述步骤4)中，计算发动机目标转矩TeTCS的内容如下：①采用低通滤波方法让响应速度慢的发动机响应步骤3)中确定的期望驱动总力矩的低频部分，让响应速度快的电机动态补偿期望驱动总力矩的高频部分。该低通滤波方法为：2CCNN110197326701973270A权利要求书2/3页②利用①确定的期望驱动总力矩和步骤2)中确定的期望发动机转矩TeHEV，得到发动机目标转矩TeTCS，发动机目标转矩TeTCS为：上式中，为滤波后的期望驱动总力矩，为滤波前的期望驱动总力矩，Ts为控制周期，Tf为滤波时间常数。5.如权利要求1所述的混合动力电动汽车牵引力分层控制方法，其特征在于：在所述步骤4)中，计算电机目标转矩TmTCS的内容如下：①采用一阶惯性环节表示电机系统的输入输出动态响应特性，即：②通过规范模型Gd(s)，确定一个实际可实现的规范的输入输出特性作为理想控制性能的近似，规范模型Gd(s)为：Gd(s)＝1/(τds+1)③通过前馈控制器Gf(s)，提高控制系统响应速度，前馈控制器Gf(s)为：④通过反馈控制器Gb(s)，减小或消除实际驱动总力矩Td和期望的驱动总力矩的误差E，反馈