蔡英鳳，竇 磊，陳 龍，施德華，汪少華，朱 鎮(zhèn)

（1.江蘇大學(xué)汽車工程研究院，鎮(zhèn)江 212000； 2.江蘇大學(xué)汽車與交通工程學(xué)院，鎮(zhèn)江 212000）

前言

近年來(lái)隨著汽車工業(yè)迅速發(fā)展，汽車保有量持續(xù)攀升，能源及環(huán)境問(wèn)題日益凸顯。為應(yīng)對(duì)能源環(huán)境問(wèn)題，各大汽車廠商不斷探索降低油耗、減少排放的新技術(shù)，通過(guò)一系列發(fā)動(dòng)機(jī)改進(jìn)技術(shù)［1－2］、變速器技術(shù)［3］、車身設(shè)計(jì)［4－5］等手段來(lái)實(shí)現(xiàn)不同程度的整車節(jié)油效果。而混合動(dòng)力汽車具有多個(gè)行駛模式，低速時(shí)可以在純電動(dòng)模式下行駛，中高速可以在發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式或者混合驅(qū)動(dòng)模式下行駛，可以減少發(fā)動(dòng)機(jī)在非經(jīng)濟(jì)油耗區(qū)工作的機(jī)會(huì)，進(jìn)而減少油耗和排放［6］，被認(rèn)為是當(dāng)前最具有發(fā)展?jié)摿Φ墓?jié)能汽車。

混合動(dòng)力汽車在純電動(dòng)和混合驅(qū)動(dòng)兩個(gè)穩(wěn)態(tài)工作模式之間的過(guò)渡過(guò)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)響應(yīng)過(guò)程［7］，該過(guò)程涉及離合器接合、發(fā)動(dòng)機(jī)快速起動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)轉(zhuǎn)矩切換。由于發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的響應(yīng)速度不同以及離合器的非線性特性，導(dǎo)致動(dòng)力系統(tǒng)輸出的轉(zhuǎn)矩會(huì)有較大波動(dòng)，從而產(chǎn)生沖擊，影響汽車行駛平順性。

針對(duì)上述問(wèn)題，清華大學(xué)的童毅［8］最先將混合動(dòng)力汽車的控制分為轉(zhuǎn)矩管理和動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制，前者是控制混合動(dòng)力汽車在什么時(shí)候進(jìn)行狀態(tài)切換以及各個(gè)狀態(tài)下發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩；后者對(duì)狀態(tài)切換過(guò)程進(jìn)行控制。文獻(xiàn)［9］中利用最優(yōu)控制原理，對(duì)單軸并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車模式切換的各階段發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制，但是忽略了發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)瞬態(tài)響應(yīng)的差異。文獻(xiàn)［10］中以單軸混聯(lián)式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象，提出了以純電動(dòng)模式下（離合器鎖死）的電機(jī)轉(zhuǎn)速為參考，通過(guò)設(shè)計(jì)相應(yīng)的模型參考控制器，成功地控制了滑摩階段的離合器兩端轉(zhuǎn)速跟蹤參考轉(zhuǎn)速，明顯提升了切換平順性。文獻(xiàn)［11］中針對(duì)一種雙模功率分流混合動(dòng)力系統(tǒng)，探討了其從輸入功率分流模式切換到復(fù)合功率分流模式過(guò)程中變速器輸出端轉(zhuǎn)矩波動(dòng)問(wèn)題，并采用電機(jī)予以補(bǔ)償，有效抑制了其轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。文獻(xiàn)［12］中采用模型預(yù)測(cè)控制方法，根據(jù)算法原理和適用性特征設(shè)計(jì)了面向離合器控制的模型預(yù)測(cè)控制器，基于控制目標(biāo)分別選取了參考模型、預(yù)測(cè)模型和優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)。文獻(xiàn)［13］中設(shè)計(jì)了基于H∞的魯棒控制器，進(jìn)行分層協(xié)調(diào)控制，發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)控制器輸入為發(fā)動(dòng)機(jī)需求轉(zhuǎn)矩，輸出為發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該策略能夠較好地改善平順性，具有較強(qiáng)的實(shí)用性和魯棒性。

現(xiàn)有的協(xié)調(diào)控制方法大多數(shù)是通過(guò)對(duì)離合器接合過(guò)程的控制以達(dá)到協(xié)調(diào)控制的目的，但是離合器接合過(guò)程有較強(qiáng)的非線性，不可控制因素較多?？刂七^(guò)程中模型簡(jiǎn)化嚴(yán)重，都會(huì)建立理想的發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器轉(zhuǎn)矩輸出模型，但實(shí)際轉(zhuǎn)矩控制、估計(jì)過(guò)程中存在很多時(shí)滯、超調(diào)、誤差等情況，這就導(dǎo)致協(xié)調(diào)控制策略在實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須做出一定的修改和校正。

本文中以雙行星排功率分流式混合動(dòng)力汽車為研究對(duì)象，由于行星排結(jié)構(gòu)的特殊性，可以通過(guò)調(diào)節(jié)任意兩個(gè)構(gòu)件的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，使另一個(gè)構(gòu)件轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩為0。因此結(jié)構(gòu)上無(wú)需使用離合器，通過(guò)調(diào)節(jié)行星排轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩來(lái)起到發(fā)動(dòng)機(jī)平穩(wěn)起步的效果。由于傳動(dòng)系統(tǒng)中沒(méi)有離合器，簡(jiǎn)化了模型，省去了在建模過(guò)程中的諸多不確定因素。通過(guò)對(duì)切換過(guò)程進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，建立基于滑模補(bǔ)償?shù)膮f(xié)調(diào)控制方法。確定模式切換過(guò)程中4個(gè)階段：模式1，純電動(dòng)階段1（制動(dòng)器鎖止）；模式2，純電動(dòng)階段2（制動(dòng)器斷開(kāi)）；模式3，發(fā)動(dòng)機(jī)拖轉(zhuǎn)；模式4，混合驅(qū)動(dòng)。最后在Matlab／Simulink平臺(tái)進(jìn)行仿真驗(yàn)證，對(duì)該控制方法進(jìn)行有效性分析。

1 功率分流式混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及動(dòng)力學(xué)分析

1.1 功率分流式混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本文中研究的功率分流式動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖1所示，由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī) MG1、電動(dòng)機(jī) MG2、制動(dòng)器CB1／CB2和兩個(gè)行星排組成。其中發(fā)動(dòng)機(jī)與前行星排行星架相連，發(fā)電機(jī)MG1與前行星排太陽(yáng)輪相連，電動(dòng)機(jī)MG2與后行星排太陽(yáng)輪相連。另外前行星排行星架與后行星排齒圈相連，前行星排齒圈、后行星排行星架、輸出軸3者相連［14］。制動(dòng)器CB1保證低速純電動(dòng)行駛時(shí)的效率，同時(shí)防止發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)轉(zhuǎn)速產(chǎn)生擾動(dòng)；高速時(shí)制動(dòng)器CB2鎖死發(fā)電機(jī)MG1，提高效率，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)［14］。

圖1 動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

通過(guò)調(diào)節(jié)制動(dòng)器分離和接合狀態(tài)，純電動(dòng)到混合動(dòng)力切換過(guò)程分為4個(gè)過(guò)程，各部件狀態(tài)如表1所示。

表1 功率分流式混合動(dòng)力汽車模式劃分

汽車以純電動(dòng)模式起步，當(dāng)運(yùn)行負(fù)荷較小，轉(zhuǎn)速較低時(shí)，保持純電動(dòng)模式運(yùn)行；運(yùn)行一段時(shí)間后由于加速或者爬坡導(dǎo)致運(yùn)行負(fù)荷增大，需要切換到混合驅(qū)動(dòng)模式。在此過(guò)程中，MG2持續(xù)輸出需求轉(zhuǎn)矩，制動(dòng)器CB1斷開(kāi)，使發(fā)動(dòng)機(jī)在0.4 s內(nèi)點(diǎn)火起動(dòng)，隨后輸出需求轉(zhuǎn)矩。由于發(fā)動(dòng)機(jī)的響應(yīng)過(guò)程較慢，電動(dòng)機(jī)響應(yīng)速度快，因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)響應(yīng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的波動(dòng)，這就需要MG1、MG2對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償，保證車輛平穩(wěn)運(yùn)行。

1.2 模式切換過(guò)程動(dòng)力學(xué)模型

1.2.1 車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型［15］

根據(jù)牛頓力學(xué)方程建立整車縱向動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型，汽車驅(qū)動(dòng)力-行駛阻力平衡方程為

式中：Ftrac為驅(qū)動(dòng)力；Ff為滾動(dòng)阻力；Fw為空氣阻力；Fi為坡度阻力；Fa為加速阻力。

滾動(dòng)阻力、空氣阻力、坡度阻力、加速阻力分別為

式中：m為整車質(zhì)量；g為重力加速度；α為路面傾角；ρ為空氣密度；CD為空氣阻力系數(shù)；AV為迎風(fēng)面積；v為車速；f為路面摩擦因數(shù)；δ為旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)為行駛加速度。

1.2.2 各行星排轉(zhuǎn)矩平衡方程

轉(zhuǎn)速平衡關(guān)系為式中：TS為太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)矩；TC為行星架轉(zhuǎn)矩；T1為行星排1的行星架到行星排2的齒圈的轉(zhuǎn)矩；T2為行星排1的齒圈到輸出軸轉(zhuǎn)矩；TOUT為輸出轉(zhuǎn)矩；JR齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；JC為行星架轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；JS為太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；ωS為太陽(yáng)輪角速度；ωR為齒圈角速度；ωC為行星架角速度；ωMG1為電機(jī)1角速度；ωMG2為電機(jī)2角速度；K1、K2為前后行星排傳動(dòng)系數(shù)。

1.2.3 各模式下的轉(zhuǎn)矩分配公式

純電動(dòng)階段1：

純電動(dòng)階段2：

發(fā)動(dòng)機(jī)拖轉(zhuǎn)階段：

混合動(dòng)力階段：

式中：TMG1為電機(jī)1轉(zhuǎn)矩；TMG2為電機(jī)2轉(zhuǎn)矩；TCB1為制動(dòng)器CB1轉(zhuǎn)矩；TCB1＿2為起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)所需要轉(zhuǎn)矩；JE為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；TE為發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩。

1.2.4 各階段傳動(dòng)系統(tǒng)模型

純電動(dòng)階段1和純電動(dòng)階段2：

發(fā)動(dòng)機(jī)拖轉(zhuǎn)：

其中：

混合驅(qū)動(dòng)階段：

其中：

式中：JMG1、JMG2為電機(jī) MG1、MG2的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；ωE為發(fā)動(dòng)機(jī)角速度；bE為發(fā)動(dòng)機(jī)阻力系數(shù)；ωOUT為輸出軸角速度。

2 模式切換協(xié)調(diào)控制策略

整車模式切換協(xié)調(diào)控制流程如圖2所示。車輛起步后，整車負(fù)荷較小，汽車以純電動(dòng)模式行駛。當(dāng)駕駛員的需求轉(zhuǎn)矩Treq大于純電動(dòng)模式所能輸出的最大轉(zhuǎn)矩 TEV＿max或電池 SOC小于電池最低閾值SOCmin或需求車速v大于純電動(dòng)所提供的最大車速vEV＿max時(shí)，整車控制器接收模式切換信號(hào)，控制制動(dòng)器CB1迅速打開(kāi)，同時(shí)進(jìn)行MG1、MG2的協(xié)調(diào)控制。等制動(dòng)器CB1完全打開(kāi)后，MG1拖轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，同時(shí)MG2對(duì)拖轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)所造成的轉(zhuǎn)矩?fù)p失進(jìn)行補(bǔ)償。當(dāng)拖轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速nICE大于發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速nidle后發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火，進(jìn)入混合驅(qū)動(dòng)模式。此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速迅速?gòu)牡∷俎D(zhuǎn)速增長(zhǎng)到1 500 r／min的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速，但由于發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)轉(zhuǎn)矩反應(yīng)的滯后，使發(fā)動(dòng)機(jī)不能及時(shí)到達(dá)目標(biāo)轉(zhuǎn)速，利用MG1、MG2進(jìn)行轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償，補(bǔ)償值通過(guò)滑?？刂破髑蠼?，以滿足駕駛員的需求轉(zhuǎn)矩，降低輸出端的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，減少車輛沖擊。

圖2 模式切換協(xié)調(diào)控制流程圖

2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)拖轉(zhuǎn)階段的轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償控制［16］

制動(dòng)器CB1完全打開(kāi)后，電動(dòng)機(jī)MG1開(kāi)始拖轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，此時(shí)，MG1的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩TMG1需要在純電動(dòng)模式輸出轉(zhuǎn)矩的基礎(chǔ)上添加拖轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)所需要的轉(zhuǎn)矩T′MG1，同時(shí)電動(dòng)機(jī)MG2的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩TMG2需要在純電動(dòng)模式輸出轉(zhuǎn)矩的基礎(chǔ)上添加補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩T′MG2，用以消除MG1拖轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)輸出軸轉(zhuǎn)矩的影響。此階段系統(tǒng)的控制框圖如圖3所示。

圖3 發(fā)動(dòng)機(jī)拖轉(zhuǎn)階段控制框圖

轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償前電機(jī)MG1、MG2的轉(zhuǎn)矩分別為穩(wěn)態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)矩分配公式，如式（19）和式（20）所示，沒(méi)有考慮發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的阻力矩和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。考慮補(bǔ)償后，該階段電機(jī)MG1、MG2的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩分別為

2.2 混合驅(qū)動(dòng)階段的滑?？刂?/h3>

發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到怠速后，發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火起動(dòng)，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)、MG1、MG2同時(shí)向傳統(tǒng)系統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)車輛行駛，汽車處于混合驅(qū)動(dòng)階段。但由于發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩瞬態(tài)響應(yīng)較慢，無(wú)法和電機(jī)一樣瞬間到達(dá)理想狀態(tài)，因此需要對(duì)所估算出的發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)矩，利用MG1、MG2對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩不足進(jìn)行補(bǔ)償。文中利用滑?？刂?，計(jì)算出補(bǔ)償量，然后進(jìn)行補(bǔ)償。此階段的控制目標(biāo)是完成模式切換，實(shí)現(xiàn)與純電動(dòng)模式“無(wú)縫”切換。汽車進(jìn)入混合驅(qū)動(dòng)階段后的目標(biāo)行駛狀態(tài)應(yīng)該與車輛保持純電動(dòng)模式的行駛狀態(tài)一致［17］。此階段系統(tǒng)的控制框圖如圖4所示。

圖4 混合驅(qū)動(dòng)階段控制框圖

此階段采用基于固定邊界層的自適應(yīng)滑?？刂疲ㄟ^(guò)建立一個(gè)切換超平面，并構(gòu)造一個(gè)控制規(guī)律，來(lái)使控制目標(biāo)滿足條件，使切換平面以外的點(diǎn)都慢慢到達(dá)切換面并滑向原點(diǎn)。當(dāng)系統(tǒng)到達(dá)滑模狀態(tài)后，跟蹤誤差趨近于零。但是系統(tǒng)狀態(tài)到達(dá)切平面后，難以嚴(yán)格按照指定切平面滑向原點(diǎn)，會(huì)在切平面兩側(cè)來(lái)回穿越，產(chǎn)生顫振，影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。因此，本文中為消除顫振所設(shè)計(jì)的滑?？刂破鞑捎霉潭ㄒ欢ê竦倪吔鐚樱湓谇衅矫娓浇x一個(gè)較薄的邊界層，使得輸入控制在邊界層外部采用切換控制，使系統(tǒng)快速趨于滑動(dòng)模態(tài)，邊界層內(nèi)部采用反饋控制，降低滑動(dòng)模態(tài)迅速切換所導(dǎo)致的顫振。

將車輛需求車速和實(shí)際車速的偏差值和系統(tǒng)參數(shù)的不確定性引起的偏差視做系統(tǒng)的干擾項(xiàng)。混合驅(qū)動(dòng)階段縱向動(dòng)力學(xué)模型為式（27），進(jìn)入混合驅(qū)動(dòng)階段后，通過(guò)調(diào)整MG2的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的控制目標(biāo)。因此，此階段混合動(dòng)力系統(tǒng)輸出軸端的動(dòng)力學(xué)方程可重寫為

式中u為滑?？刂破鞯目刂坡伞?/p>

（1）滑模切換超平面設(shè)計(jì)

定義跟蹤誤差：

式中：ωreq為車輛需求的輸出軸角速度；ωout為車輛實(shí)際輸出軸角速度。

滑模切換超平面：

式中λ為正常數(shù)。

（2）滑?？刂破髟O(shè)計(jì)

當(dāng)系統(tǒng)處于滑模運(yùn)動(dòng)時(shí)，滿足S·（t）＝0，可得

得到此階段滑?？刂频葍r(jià)控制律u為

為消除顫振，滑?？刂频牡竭_(dá)控制采用基于sat函數(shù)的固定邊界層滑?？刂?，sat函數(shù)定義［18］見(jiàn)式（35），式中，k＝1／Δ，Δ為邊界層。

根據(jù)式（34）和式（35），在該模式下的協(xié)調(diào)控制律見(jiàn)式（36），式中η為正常數(shù)。

（3）穩(wěn)定性分析

構(gòu)造Lyapunov函數(shù)：

對(duì)Lyapunov函數(shù)兩邊同時(shí)求導(dǎo)：

將式（36）代入上式得

3 仿真結(jié)果及分析

利用Matlab／simulink仿真平臺(tái)搭建功率分流式混合動(dòng)力汽車前向仿真模型及轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)控制模型進(jìn)行仿真驗(yàn)證。

圖5 運(yùn)行模式

圖6 駕駛員需求轉(zhuǎn)矩與實(shí)際轉(zhuǎn)矩

圖5 為汽車由純電動(dòng)到混合驅(qū)動(dòng)運(yùn)行模式的切換過(guò)程，由圖可知，整個(gè)切換過(guò)程基本控制在1 s左右，切換過(guò)程能夠迅速完成。圖6為汽車行駛過(guò)程中需求轉(zhuǎn)矩與實(shí)際轉(zhuǎn)矩的對(duì)比，汽車在模式切換過(guò)程中有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩引入過(guò)程，導(dǎo)致需求轉(zhuǎn)矩出現(xiàn)波動(dòng)，為跟蹤目標(biāo)車速，需要調(diào)節(jié)實(shí)際轉(zhuǎn)矩，因此會(huì)出現(xiàn)無(wú)法準(zhǔn)確跟蹤需求轉(zhuǎn)矩的現(xiàn)象，但是在切換完成后能夠及時(shí)調(diào)整，重新跟蹤需求轉(zhuǎn)矩。圖7為實(shí)際車速與需求車速的對(duì)比，由圖可知車速的跟蹤效果良好，基本能夠滿足車速需求。圖8為控制前后發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)比，控制前發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化劇烈，且點(diǎn)火時(shí)出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低的現(xiàn)象，通過(guò)進(jìn)行補(bǔ)償滑模控制，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化過(guò)程趨于平緩，且沒(méi)有轉(zhuǎn)速波動(dòng)現(xiàn)象，達(dá)到經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速1 500 r／min的時(shí)間較短。圖9為控制前后沖擊度對(duì)比，控制前后沖擊度發(fā)生顯著變化，沖擊度改善明顯，整個(gè)過(guò)程沖擊度均沒(méi)有超過(guò)德國(guó)沖擊度限值10 m／s3。圖10為發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際與需求轉(zhuǎn)矩對(duì)比，圖11和圖12為控制前后MG1、MG2的轉(zhuǎn)矩對(duì)比。由圖可見(jiàn)：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩跟蹤效果較好，且時(shí)間較短；MG1、MG2較控制前在切換過(guò)程中轉(zhuǎn)矩變大，這是由于補(bǔ)償滑?？刂仆ㄟ^(guò)MG1、MG2進(jìn)行轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償，變大的部分為補(bǔ)償值。

圖7 駕駛員需求車速與實(shí)際車速

圖8 控制前后發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)比

圖9 控制前后沖擊度對(duì)比

圖10 發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際與需求轉(zhuǎn)矩對(duì)比

圖11 控制前后MG1轉(zhuǎn)矩對(duì)比

圖12 控制前后MG2轉(zhuǎn)矩對(duì)比

仿真結(jié)果表明，基于補(bǔ)償滑?？刂频哪Ｊ角袚Q協(xié)調(diào)控制策略能夠有效地降低輸出端轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，減小沖擊度，能夠在滿足駕駛員行駛需求的前提下，提高駕駛平順性，改善駕駛體驗(yàn)。

4 結(jié)論

（1）建立功率分流式混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)模型，求得每個(gè)模式下理想狀態(tài)的轉(zhuǎn)矩分配，以此來(lái)獲得每個(gè)動(dòng)力源對(duì)應(yīng)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩。

（2）將從純電動(dòng)到混合驅(qū)動(dòng)模式切換過(guò)程中的發(fā)動(dòng)機(jī)拖轉(zhuǎn)和混合驅(qū)動(dòng)模式進(jìn)行單獨(dú)的控制。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)拖轉(zhuǎn)階段采用電機(jī)補(bǔ)償控制，通過(guò)對(duì)MG1、MG2添加補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩，以此來(lái)抑制發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程所引起的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)；混合驅(qū)動(dòng)階段采用基于固定邊界層的自適應(yīng)滑?？刂?，來(lái)消除由于發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩瞬態(tài)響應(yīng)較慢，無(wú)法和電機(jī)一樣瞬間到達(dá)理想狀態(tài)所引起的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，同時(shí)通過(guò)固定一定厚的邊界層，用來(lái)消除滑?？刂七^(guò)程中可能引起的顫振。

（3）整個(gè)切換過(guò)程采用的轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)控制策略能夠有效地減小切換過(guò)程的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)和傳動(dòng)系統(tǒng)的沖擊，提高了車輛行駛的平順性。