[发明专利]一种混合动力汽车纯电起步工况下电机转矩控制方法

说明书

本发明涉及一种混合动力汽车纯电起步工况下电机转矩控制方法，包括：基于混合动力系统工作原理以及传动间隙的非线性特性，构建混合动力系统非线性动力学模型；根据混合动力系统非线性动力学模型，得到系统干扰及其估计值；基于系统干扰及其估计值，构造指数收敛干扰观测器；将混合动力系统可测状态和输入量输入指数收敛干扰观测器，输出得到系统干扰观测值；根据系统干扰观测值，相应控制电机转矩。与现有技术相比，本发明通过对纯电起步工况下间隙干扰进行准确观测，能够有效提高电机转矩的控制精度、减少纯电起步抖动现象。

技术领域

本发明涉及混合动力汽车电机控制技术领域，尤其是涉及一种混合动力汽车纯电起步工况下电机转矩控制方法。

背景技术

混合动力汽车相较于传统汽车，由于其动力系统集成了发动机、电机及传动系统，具有复杂的动力总成振动特性，也就面临着更复杂的NVH问题。

在纯电起步工况下，驾驶员很容易感受到车辆前后方向的低频振动，该振动频率范围一般为2～10Hz。这是由于混合动力汽车在纯电起步时仅由电机提供一个快速响应，电机转矩的突变未经离合器及扭转减震器、就经过半轴传递到车轮，由此造成明显的扭转振动问题。

此外，传动间隙引起的冲击扭矩会使得扭转振动振幅进一步增加，这是因为由齿隙引起的死区效应产生的非线性特性，会使振动水平恶化，而且在闭环控制中，由于非线性间隙对系统带来了干扰，若不对其进行精确观测和补偿，必然会使得控制精度降低，大大影响驾驶的舒适性。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种混合动力汽车纯电起步工况下电机转矩控制方法，通过对纯电起步工况下间隙干扰进行准确观测，以提高电机转矩的控制精度、减少纯电起步抖动现象。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种混合动力汽车纯电起步工况下电机转矩控制方法，包括以下步骤：

S1、基于混合动力系统工作原理以及传动间隙的非线性特性，构建混合动力系统非线性动力学模型；

S2、根据混合动力系统非线性动力学模型，得到系统干扰及其估计值；

S3、基于系统干扰及其估计值，构造指数收敛干扰观测器；

S4、将混合动力系统可测状态和输入量输入指数收敛干扰观测器，输出得到系统干扰观测值；

S5、根据系统干扰观测值，相应控制电机转矩。

进一步地，所述步骤S1中构建的混合系统非线性动力学模型具体为：

其中，J为系统惯量，θ，分别为系统的角度、角速度和角加速度，b为系统的输入矩阵，T为系统可测输入，d为系统干扰。

进一步地，所述系统惯量包括电机端和车轮端的转动惯量。

进一步地，所述系统惯量具体为：

其中，i为电机到车轮的传动比，J₁、J₂分别为电机端和车轮端的等效转动惯量。

进一步地，所述系统可测输入包括电机转矩和车轮端负载转矩。

进一步地，所述步骤S2具体是通过改写混合系统非线性动力学模型中的方程式，以得到系统干扰及其估计值的表达式。

进一步地，所述步骤S2中系统干扰及其估计值具体为：

其中，分别为系统干扰及其微分的估计值，f为θ、的线性函数，K为观测器增益。

进一步地，所述步骤S3具体是通过引入辅助向量给系统干扰及其估计值，以构造指数收敛干扰观测器。