[发明专利]一种混合动力汽车模式切换控制系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种混合动力汽车模式切换控制系统及其控制方法，属于汽车动态控制领域。模式切换识别模块通过汽车行驶速度、电池荷电状态以及整车需求转矩来判断是否进行纯电动模式至混动模式的切换；切换策略选择模块通过加速、制动踏板位置和位置变化率计算选择切换策略；切换策略模块包含三种不同的模式切换策略能够满足不同工况的切换需求；转矩分配模块将切换策略计算出的转矩对各部件进行分配和补偿；时滞预估模块对时滞出现在前向通道这一现象进行预估计算。针对混合动力汽车面对不同工况需求进行模式切换现象，根据实际需求选择不同切换策略，满足不同工况对切换时间、动力性以及平顺性的要求，并能够对前向通道时滞现象进行补偿。

技术领域

本发明涉及一种混合动力汽车模式切换控制系统及其控制方法，属于汽车动态控制领域。

背景技术

我国《节能与新能源汽车技术路线图》明确提出混合动力技术作为汽车节能技术之首值得大力发展。混合动力汽车因为拥有较多的工作模式能够实现节能减排，其驱动模式主要有发动机驱动、纯电驱动以及发动机和电机混合驱动模式，能量管理策略可以保证能量在这些模式下合理地流动。当面对不同的行驶工况进行模式切换以实现良好的燃油经济性和动力性，其不可避免的涉及到模式切换，比较典型的模式切换是由纯电驱动模式至混合驱动的模式切换，由于此切换过程中离合器非连续性以及电机和发动机输出转矩响应差异的问题会造成汽车动力性和平顺性变差，当前的模式切换控制策略主要通过合理协调发动机、离合器以及电机三者之间的输出转矩来提高驾驶时的动力性和舒适性。

但实际的汽车行驶环境复杂多变，不同行驶工况对模式切换的需求不同，如急加速、爬坡等这些需求转矩大幅度变化且要求动力能够快速响应的剧烈工况；而需求转矩变化幅度较小，汽车行驶环境相对稳定的工况，对模式切换的需求与前者有较大的差异。单一的切换控制策略已经无法满足复杂多变的行驶环境需求。并且由于出现网络通信时滞，进行模式切换时，分配出的电机转矩信号不能实时执行，会导致切换过程出现转矩波动影响汽车行驶的动力性和平顺性。

发明内容

为了提高驾驶和乘坐汽车的舒适性，满足汽车在不同行驶工况下对混合动力汽车从纯电驱动至混合驱动模式切换的需求，本发明提出一种混合动力汽车模式切换控制系统及其控制方法其目的是应对复杂汽车行驶环境，进行合适的切换策略选择，满足切换时间、汽车切换过程动力性和平顺性的需求，并且能够对前向通道发生时延现象进行补偿。为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案为：

一种混合动力汽车模式切换控制系统，包括依次相连的模式切换识别模块、切换策略选择模块、切换策略模块、转矩分配模块、混合动力汽车传动系统以及时滞预估模块；模式切换识别模块用来判断是否进行纯电动模式至混动模式的切换；切换策略选择模块用于进行计算选择切换策略；切换策略模块用于根据不同的模式切换策略满足不同工况的切换需求；转矩分配模块用于将切换策略计算出的转矩对各部件进行分配和补偿；时滞预估模块用于对时滞出现在前向通道现象进行预估计算。

进一步，所述模式切换识别模块根据汽车实时车速、电池荷电状态及加速、制动踏板位置与预先设定的车速、电池荷电状态及整车需求转矩阈值来判断是否进行模式切换。

进一步，所述切换策略选择模块，根据加速、制动踏板位置及其位置变化率通过模糊控制计算得到驾驶强度，通过与预先设定驾驶强度阈值进行比较选择相应切换策略，将加速、制动踏板位置传感设备得到的踏板位置α和作为输入进行模糊控制，输出的模糊变量作为驾驶强度记为S。

进一步，所述切换策略模块，包含快速切换策略、过渡切换策略以及平顺切换策略这三种不同分阶段的切换策略，其能够应对不同行驶环境，满足不同的切换需求：快速切换并提供大转矩、兼顾动力性和平顺性、切换过程平顺性。

进一步，所述转矩分配模块，通过切换策略对各个部件转矩进行计算和分配，并且利用电机快速响应特性对离合器传递转矩、发动机响应迟滞转矩以及时滞现象进行转矩补偿。