一种行星多档混合动力车辆行星架端转速控制方法

文献发布时间：2024-04-18 19:52:40

技术领域

本发明属于汽车控制技术领域，具体为一种行星多档混合动力车辆行星架端转速控制方法

背景技术

混合动力汽车在模式切换过程中产生的冲击，抖震，共振是影响汽车驾驶舒适性和汽车寿命的关键因素之一，不仅影响驾驶员的驾驶体验，甚至还会对汽车器件造成一定的损害。虽然有扭转减震器的减震作用，但由于扭转减震器分布在发动机后面，传动系统前面，对于减少此类现象的效果不大。通过控制行星齿轮结构的转速和转矩，使之可以平稳的输出，则可以达到减少冲击，共振等现象，进而提高驾驶员的驾驶体验，满足驾驶员和乘客对高品质汽车的需求。

现有的专利，如专利号为CN 113306379 A的发明专利提出了一种基于控制系统控制第二电机调速，且与第一电机通过拉维纳行星齿轮机构协同工作进行高低模式切换，消除了单电机多档AMT在换挡过程中动力中断的问题，优化了车辆的动力性能。这种方法的适用对象是纯电动汽车，不存在混动汽车的模式切换功能，且此方法注重解决的是动力中断的问题，没有考虑换挡及模式切换过程中的冲击问题。

发明内容

本发明旨在解决行星多档混合动力车辆模式切换初期和终止时刻产生的冲击问题，提出一种利用模糊自适应滑模控制算法求解太阳轮端控制转矩，从而对行星架均值转矩进行调控的方法，使行星架可以按预定的参考轨迹运行，从而避免了模式切换过程中的冲击问题。

为解决以上技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：

.一种行星多档混合动力车辆行星架端转速控制方法，包括以下步骤：

S1：建立行星混合动力传动系统五自由度模型；

式(1)中，I

S2：由五自由度传动系统模型和行星齿轮机构的转速转矩关系，建立以行星架转速ω

S3：设计行星架转速参考轨迹ω

S4:采用等效控制量u

S5:采用模糊控制算法优化切换增益系数以提高滑膜面的稳定性，得到模糊切换增益

优选的技术方案中，所述步骤S2的行星混合动力传动系统状态方程生成过程具体为：

S21：推导出行星齿轮机构的转速转矩关系；

S22：结合公式(1)和(2)，建立以行星架转速ω

式中，A

优选的技术方案中，所述步骤S3的滑模面函数生成过程具体为：

S31：利用设计的行星架参考轨迹得到参考轨迹的计算式；

式中，各项系数分别为

其中t

S32:以实际行星架转速ω

式中c

优选的技术方案中，所述步骤S4的滑模控制率生成过程具体为：

S41:采用等效控制和到达控制结合的方式设计滑模控制律u

式中u

优选的技术方案中，所述步骤S5的模糊切换增益生成过程具体为：

S51：设置输入变量

输入变量

模糊控制的设计规则：当

R1:If

R2:If

R3:If

R4:If

R5:If

S52:对模糊推理规则的输出量通过重心法进行反模糊化得到去模糊化的切换增益增量，再积分得到模糊切换增益：

式中，

积分得到模糊切换增益为：

与现有技术相比，本发明的优点是：

1.本发明所述的一种行星多档混合动力车辆行星架端转速控制方法采用滑模控制的形式，具有可设计，调节的参数少，响应速度快，对扰动不灵敏的优点。

2.本发明采用模糊控制对滑模控制率中的固定的切换增益进行了优化，提升了控制算法的转速跟踪效果并消除了滑模控制带来的抖振问题。

3.在到达控制率的表达式，采用双曲正切函数代替了传统的符号函数，避免了由于符号函数的不连续性导致控制率的高频抖振问题。

附图说明

下面结合附图及实例对本发明做进一步的说明：

图1为本发明的所述的一种行星多档混合动力车辆行星架端转速控制方法中流程图；

图2为本发明的所述的一种行星多档混合动力车辆行星架端转速控制方法中传动系统的五自由度模型示意图；

图3为本发明的所述的一种行星多档混合动力车辆行星架端转速控制方法中行星架的参考轨迹；

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

下面结合附图对本发明进行进一步说明。

参阅图1，本发明提供了一种行星多档混合动力车辆行星架端转速控制方法，具体包括以下步骤：