【技術實現步驟摘要】
本申請涉及混合動力汽車，特別是涉及一種靜止工況下發動機啟動控制方法及系統。
技術介紹
1、混合動力車輛主要通過發動機自動啟停、制動能量回收、電機助力、優化發動機的工作效率和純電動行駛等功能達到節能減排的目的。混合動力車輛一般配備有兩個及兩個以上動力源，包含傳統的內燃機、電力驅動裝置和儲能裝置，通過良好的匹配、優化和協調控制，實現最佳能量分配。為提高傳動效率，降低燃油消耗，在混聯式混合動力系統中取消了液力變矩器的使用，使發動機與傳動系統直接耦合，這在提高了傳動系統效率的同時，也大大降低了傳動系統的阻尼。因此，混合動力車輛動力傳動系統更易產生轉矩波動。對混聯式混合動力系統來說，在靜止工況下啟動發動機時，一個電機處于制動模式，另一個電機輸出驅動力矩拖動發動機到達指定轉速進行點火啟動。在這一過程中，傳動軸需要同時承受來自電機的驅動力矩和發動機轉動的阻力矩，易產生較大的轉矩波動，過大的轉矩峰值甚至會導致傳動軸的斷裂。
技術實現思路
1、本申請的目的是提供一種靜止工況下發動機啟動控制方法及系統，在快速啟動發動機的同時，有效地抑制傳動軸上的轉矩波動，降低轉矩峰值，保證傳動軸的使用安全性。
2、為實現上述目的，本申請提供了如下方案：
3、第一方面，本申請提供一靜止工況下發動機啟動控制方法，包括：
4、構建靜止工況下汽車的混合動力系統仿真模型；所述混合動力系統仿真模型內包括電機、傳動軸及發動機；
5、基于所述混合動力系統仿真模型，構建發動機啟動運動學模
6、基于所述發動機啟動運動學模型，計算發動機阻力矩；
7、基于所述發動機啟動動力學模型，將電機轉速、發動機轉速及傳動軸轉矩作為狀態變量，將電機轉矩作為控制變量，將所述發動機阻力矩作為干擾變量，將所述電機轉速及所述發動機轉速還作為輸出變量，構建狀態方程；
8、基于所述狀態方程，構建luenberger型系統狀態觀測器；所述luenberger型系統狀態觀測器用于基于所述電機轉速及所述發動機轉速，對所述傳動軸轉矩進行重構；
9、基于所述luenberger型系統狀態觀測器、預設發動機轉速曲線及預設電機轉速曲線，進行轉速曲線軌跡跟蹤，以得到最優控制律；所述最優控制律表征所述電機在通過所述傳動軸反拖啟動所述發動機過程中的最優轉矩。
10、第二方面，本申請提供一種靜止工況下發動機啟動控制系統，包括：
11、系統仿真模型構建模塊，用于構建靜止工況下汽車的混合動力系統仿真模型；所述混合動力系統仿真模型內包括電機、傳動軸及發動機；
12、運動學模型及動力學模型構建模塊，用于基于所述混合動力系統仿真模型，構建發動機啟動運動學模型及發動機啟動動力學模型；
13、發動機阻力矩確定模塊，用于基于所述發動機啟動運動學模型，計算發動機阻力矩；
14、狀態方程確定模塊，用于基于所述發動機啟動動力學模型，將電機轉速、發動機轉速及傳動軸轉矩作為狀態變量，將電機轉矩作為控制變量，將所述發動機阻力矩作為干擾變量，將所述電機轉速及所述發動機轉速還作為輸出變量，構建狀態方程；
15、觀測器確定模塊，用于基于所述狀態方程，構建luenberger型系統狀態觀測器；所述luenberger型系統狀態觀測器用于基于所述電機轉速及所述發動機轉速，對所述傳動軸轉矩進行重構；
16、最優控制律確定模塊，用于基于所述luenberger型系統狀態觀測器、預設發動機轉速曲線及預設電機轉速曲線，進行轉速曲線軌跡跟蹤，以得到最優控制律；所述最優控制律表征所述電機在通過所述傳動軸反拖啟動所述發動機過程中的最優轉矩。
17、根據本申請提供的具體實施例，本申請公開了以下技術效果：
18、本申請公開一種靜止工況下發動機啟動控制方法及系統，基于發動機啟動運動學模型計算發動機阻力矩；基于發動機啟動動力學模型，將電機轉速、發動機轉速及傳動軸轉矩作為狀態變量，將電機轉矩作為控制變量，將發動機阻力矩作為干擾變量，將電機轉速及所述發動機轉速還作為輸出變量，構建狀態方程；基于狀態方程，構建luenberger型系統狀態觀測器；基于luenberger型系統狀態觀測器、預設發動機轉速曲線及預設電機轉速曲線，進行轉速曲線軌跡跟蹤，以得到最優控制律，而最優控制律表征電機在通過傳動軸反拖啟動發動機過程中的最優轉矩。本申請能夠在快速啟動發動機的同時，有效地抑制傳動軸上的轉矩波動，降低轉矩峰值，保證傳動軸的使用安全性。
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1.一種靜止工況下發動機啟動控制方法，其特征在于，方法包括：
2.根據權利要求1所述的靜止工況下發動機啟動控制方法，其特征在于，所述發動機為曲柄連桿結構，包括氣缸、活塞、曲柄、曲軸箱及連桿；
3.根據權利要求1所述的靜止工況下發動機啟動控制方法，其特征在于，所述發動機啟動動力學模型為：
4.根據權利要求3所述的靜止工況下發動機啟動控制方法，其特征在于，所述狀態方程為：
5.根據權利要求4所述的靜止工況下發動機啟動控制方法，其特征在于，所述Luenberger型系統狀態觀測器為：
6.根據權利要求4所述的靜止工況下發動機啟動控制方法，其特征在于，基于所述Luenberger型系統狀態觀測器、預設發動機轉速曲線及預設電機轉速曲線，進行轉速軌跡跟蹤，求解得到最優控制律，具體包括：
7.根據權利要求6所述的靜止工況下發動機啟動控制方法，其特征在于，所述性能泛函為：
8.根據權利要求7所述的靜止工況下發動機啟動控制方法，其特征在于，最優控制律的計算公式為：
9.一種靜止工況下發動機啟動控制系統，
...【技術特征摘要】
1.一種靜止工況下發動機啟動控制方法，其特征在于，方法包括：
2.根據權利要求1所述的靜止工況下發動機啟動控制方法，其特征在于，所述發動機為曲柄連桿結構，包括氣缸、活塞、曲柄、曲軸箱及連桿；
3.根據權利要求1所述的靜止工況下發動機啟動控制方法，其特征在于，所述發動機啟動動力學模型為：
4.根據權利要求3所述的靜止工況下發動機啟動控制方法，其特征在于，所述狀態方程為：
5.根據權利要求4所述的靜止工況下發動機啟動控制方法，其特征在于，所述luenberge...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉輝，嚴琦，高普，楊殿釗，顏克宇，楊匯斌，陳科，
申請(專利權)人：北京理工大學，
類型：發明
國別省市：
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