CN101042182A - 一种机动车混合动力驱动控制方法和系统 - Google Patents
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Abstract
一种涉及机动车的机动车混合动力驱动控制方法和系统，该方法包：A.采集机动车信号，B.至少根据机动车信号中的电池荷电状态值SOC判断是否进入四驱控制状态，C.在四驱控制状态中，根据电池工作状态作进一步判断，确定四驱行驶的执行，该系统包括前驱单元、后驱单元、发动机、发电机和电池，前驱单元和后驱单元分别驱动机动车前轮和后轮，发动机向发电机和前驱单元提供动力，发电机向电池提供电能，由电池向后驱单元直接提供动力，其特征在于：包括管理单元，管理单元通过采集机动车信号，至少根据机动车信号中的电池荷电状态值SOC，确定四驱控制状态及其执行，本发明能对电池进行及时、有效地保护，有助于延长寿命、降低成本、提高稳定性和安全性。
Description
技术领域
本发明涉及机动车，尤其涉及一种机动车混合动力驱动控制方法和系统。
背景技术
在现有的应用四驱混合动力驱动系统中，往往采用电池向后轮提供动力，在实际的应用中，由于使用者不能及时地了解电池的工作状态，或系统内部控制无法根据电池的工作状态对电池进行及时、有效的保护，因此，在使用过程中极易对电池造成损害，提高了机动车维护成本，也给机动车带来安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种对电池保护性强的机动车混合动力驱动控制方法和系统，以克服现有技术中不能对电池进行及时、有效保护的问题。
本发明所采用的机动车混合动力驱动控制方法包括如下步骤：
A、采集机动车信号；
B、至少根据机动车信号中的电池荷电状态值SOC判断是否进入四驱控制状态；
C、在所述的四驱控制状态中，根据电池工作状态作进一步判断，确定四驱行驶的执行。
在所述的步骤A中：所采集的机动车信号至少包括车速值V、电池荷电状态值SOC和功率值P。
所述的功率值P根据油门开度、车重和车速值V取得。
所述的步骤B包括如下步骤：
B1、根据车速值V和一设定的车速阀值V0，进行如下操作：
B11、若V＜V0，根据电池荷电状态信号值SOC和荷电状态信号低限阀值SOCL进行如下操作：
B111、若SOC＞SOCL，进入四驱控制状态；
B112、否则，继续如下步骤B2；
B12、否则，根据电池荷电状态信号值SOC和荷电状态信号低限阀值SOCL进行如下操作：
B121、若SOC≥SOCL，根据功率值P和设定的功率阀值P0进行如下操作：
B1211、若P≤P0，继续如下步骤B2；
B1212、否则，进入四驱控制状态；
B122、否则，继续如下步骤B2；
B2、进入常规行驶控制状态。
所述的步骤C中，根据电池工作状态对电池条件作进一步判断，满足电池条件时执行四驱行驶。
所述的电池工作状态包括电池荷电状态信号值SOC、电池温度值T和电池湿度值H。
所述的步骤C包括如下步骤：
C1、根据电池荷电状态信号值SOC和荷电状态信号低限阀值SOCL，进行如下操作：
C11、若SOC＞SOCL，根据电池温度值T和设定的电池温度低限阀值Tmin进行如下操作：
C111、若T＞Tmin，根据电池温度值T和设定的电池温度高限阀值Tmax进行如下操作：
C1111、若T＜Tmax，根据电池湿度值H和设定的电池湿度阀值H0进行如下操作：
C11111、若H＜H0，执行四驱行驶；
C11112、否则，继续如下步骤C2；
C1112、否则，继续如下步骤C2；
C112、否则，继续如下步骤C2；
C12、否则，继续如下步骤C2；
C2、进入常规行驶控制状态。
所述的执行四驱行驶中，包括如下步骤：
D1、进行功率预测计算；
D2、进行功率分配，取得发动机和电池的工作参数；
D3、根据工作参数操作驱动机构。
所述的常规行驶控制状态包含如下操作步骤：
根据电池荷电状态信号值SOC和荷电状态信号低限阀值SOCL进行如下操作：
E1、若SOC＞SOCL，返回；
E2、否则，对电池充电。
所述电池被充电至电池荷电状态信号值SOC大于或等于一设定的荷电状态信号高限阀值SOCH。
这种机动车混合动力驱动控制系统，包括前驱单元、后驱单元、发动机、发电机和电池，所述的前驱单元和后驱单元分别驱动机动车前轮和后轮，所述的发动机向发电机和前驱单元提供动力，所述发电机向电池提供电能，由电池向后驱单元直接提供动力，其特征在于：包括管理单元，所述的管理单元通过采集机动车信号，至少根据机动车信号中的电池荷电状态值SOC，确定四驱控制状态及其执行。
所述的管理单元包括采集模块、第一判断模块、四驱控制模块和常规行驶控制模块，其中，
所述的采集模块采集机动车信号，包括车速值V、电池工作状态数据和功率值P，并将机动车信号传递至第一判断模块和四驱控制模块；
所述的第一判断模块根据采集模块所采集到的电池荷电状态信号值SOC确定采用四驱控制模块或常规行驶控制模块的控制；
所述的四驱控制模块对电池工作状态作进一步判断，确定四驱行驶的执行；
所述的常规行驶控制模块执行机动车的常规操作。
所述的四驱控制模块包括第二判断模组、功率预算模组、动力分配模组和驱动执行模组，其中，
所述的第二判断模组根据电池荷电状态信号值SOC、电池温度值T和电池湿度值H对电池作进一步电池条件判断，将判断结果以触发信号发送至功率预算模组或常规行驶控制模块；
所述的功率预算模组根据第二判断模组所发的触发信号，依据预先设定的油门开度和系统动力输出的匹配曲线，以及当前的车辆状态和即时的油门开度信号，来计算下一时刻所需功率，并将预算出的功率发送至动力分配模组；
所述的动力分配模组根据机动车前、后轴的驱动扭矩和相应的轴荷关系，计算前驱单元和后驱单元所应负担的功率，取得发动机和电池的工作参数，并将工作参数发送至驱动执行模组；
所述的驱动执行模组对工作参数进行转换处理，产生执行信号，并将执行信号分别发送至发动机和电池，相应地驱动前驱单元和后驱单元。
所述的常规行驶控制模块中包括第三判断模块，所述的第三判断模块根据电池荷电状态信号值SOC控制发电机工作，向电池充电。
本发明的有益效果为：本发明中，通过采集机动车信号，根据机动车信号中的电池荷电状态值SOC判断是否进入四驱控制状态，以及根据电池工作状态作进一步判断，确定四驱行驶的执行，就在系统内部控制中根据电池的工作状态对电池进行及时、有效的保护，本发明采用了一种“电池管理优先”的策略，在机动车的使用过程中以保护电池为条件，使电池得到了较强的保护，有助于延长电池的使用寿命，降低了机动车维护成本，也在总体上提高了机动车稳定性和安全性。
附图说明
图1为本发明系统总体结构示意图；
图2为本发明中管理单元结构示意图；
图3为本发明基本控制流程示意图；
图4为本发明具体控制流程示意图；
图5为本发明中常规行驶控制模块的内部控制流程。
具体实施方式
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明：
根据图1所示，本发明包括前驱单元1、后驱单元2、发动机3、发电机4、电池5和管理单元6，如图1所示，前驱单元1包括变速箱11、前轴12和前轮13，后驱单元2包括驱动电机21、传动装置22、后轴23和后轮24。
如图1所示，前驱单元1和后驱单元2分别驱动机动车前轮13和后轮24，发动机3向发电机4和前驱单元1提供动力，发动机3使前驱单元1的变速箱11工作，驱动前轮13，发电机4向电池5提供电能，由电池5向后驱单元2中的驱动电机21直接提供动力。
管理单元6通过采集机动车信号，至少根据机动车信号中的电池荷电状态值SOC，确定四驱控制状态及其执行。
如图2所示，管理单元6包括采集模块61、第一判断模块62、四驱控制模块63和常规行驶控制模块64。
如图2所示，采集模块61采集机动车信号，包括车速值V、电池工作状态数据和功率值P，并将机动车信号传递至第一判断模块62和四驱控制模块63。
如图2所示，第一判断模块62根据采集模块61所采集到的机动车信号确定采用四驱控制模块63或常规行驶控制模块64的控制。
如图2所示，四驱控制模块63根据电池工作状态对电池条件作进一步判断，确定四驱行驶的执行，具体地，四驱控制模块63包括第二判断模组631、功率预算模组632、动力分配模组633和驱动执行模组634。
如图2所示，第二判断模组631根据电池荷电状态信号值SOC、电池温度值T和电池湿度值H对电池作进一步电池条件判断，将判断结果以触发信号发送至功率预算模组632或常规行驶控制模块64。
如图2所示，功率预算模组632根据第二判断模组631所发的触发信号，依据预先设定的油门开度和系统动力输出的匹配曲线，以及当前的车辆状态和即时的油门开度信号，来计算下一时刻所需功率，并将预算出的功率发送至动力分配模组633；
如图2所示，动力分配模组633根据机动车前、后轴的驱动扭矩和相应的轴荷关系，计算前驱单元1和后驱单元2所应负担的功率，取得发动机3和电池5的工作参数，并将工作参数发送至驱动执行模组634。
如图2所示，驱动执行模组634对工作参数进行转换处理，产生执行信号，并将执行信号分别发送至发动机3和电池5，相应地驱动前驱单元1和后驱单元2。
如图2所示，常规行驶控制模块64执行机动车的常规操作，在本实施例中，常规行驶控制模块64中包括第三判断模块641，第三判断模块641根据电池荷电状态信号值SOC控制发电机4工作，向电池5充电。
根据图1、图2和图3，本发明基本控制流程如下：
1)采集模块61采集机动车信号，机动车信号包括车速值V、电池工作状态数据，如电池荷电状态信号值SOC、电池温度值T和电池湿度值H，以及油门开度、车重、功率值P等，功率值P根据油门开度、车重和车速值V取得，采集模块61将机动车信号传递至第一判断模块62和四驱控制模块63。
2)第一判断模块62根据车速值V和一设定的车速阀值V0，进行如下操作：
21)若V＜V0，根据电池荷电状态信号值SOC和荷电状态信号低限阀值SOCL进行如下操作：
211)若SOC＞SOCL，继续如下步骤4)。
212)否则，继续如下步骤3)。
22)否则，根据电池荷电状态信号值SOC和荷电状态信号低限阀值SOCL进行如下操作：
221)若SOC≥SOCL，根据功率值P和设定的功率阀值P0进行如下操作：
B1211、若P≤P0，继续如下步骤3)。
B1212、否则，继续如下步骤4)。
222)否则，继续如下步骤3)。
3)进入常规行驶控制模块64中的常规行驶控制状态。
4)在四驱控制模块63中，根据电池工作状态对电池条件作进一步判断，进行如下操作：
41)若电池条件允许，则执行四驱行驶。
42)若电池条件不允许，则返回上述步骤3)。
根据图1、图2和图4，本发明具体控制流程如下：
1、采集模块61采集机动车信号，机动车信号包括车速值V、电池工作状态数据，如电池荷电状态信号值SOC、电池温度值T和电池湿度值H，以及油门开度、车重、功率值P等，功率值P根据油门开度、车重和车速值V取得，采集模块61将机动车信号传递至第一判断模块62和四驱控制模块63。
2、第一判断模块62根据车速值V和一设定的车速阀值V0，进行如下操作：
21、若V＜V0，根据电池荷电状态信号值SOC和荷电状态信号低限阀值SOCL进行如下操作：
211、若SOC＞SOCL，继续如下步骤4。
212、否则，继续如下步骤3。
22、否则，根据电池荷电状态信号值SOC和荷电状态信号低限阀值SOCL进行如下操作：
221、若SOC≥SOCL，根据功率值P和设定的功率阀值P0进行如下操作：
B1211、若P≤P0，继续如下步骤3。
B1212、否则，继续如下步骤4。
222、否则，继续如下步骤3。
3、进入常规行驶控制模块64中的常规行驶控制状态。
4、四驱控制模块63中的第二判断模组631根据电池荷电状态信号值SOC和荷电状态信号低限阀值SOCL，进行如下操作：
41、若SOC＞SOCL，根据电池温度值T和设定的电池温度低限阀值Tmin进行如下操作：
411、若T＞Tmin，根据电池温度值T和设定的电池温度高限阀值Tmax进行如下操作：
4111、若T＜Tmax，根据电池湿度值H和设定的电池湿度阀值H0进行如下操作：
41111、若H＜H0，第二判断模组631将判断结果(即电池条件允许)以触发信号发送至功率预算模组632，继续如下步骤5。
41112、否则，返回上述步骤3。
4112、否则，返回上述步骤3。
412、否则，返回上述步骤3。
42、否则，返回上述步骤3。
5、功率预算模组632依据预先设定的油门开度和系统动力输出的匹配曲线，以及当前的车辆状态和即时的油门开度信号，来计算下一时刻所需功率，并将预算出的功率发送至动力分配模组633。
6、动力分配模组633根据机动车前、后轴的驱动扭矩和相应的轴荷关系，计算前驱单元1和后驱单元2所应负担的功率，取得发动机3和电池5的工作参数，并将工作参数发送至驱动执行模组634。
7、驱动执行模组634对工作参数进行转换处理，产生执行信号，并将执行信号分别发送至发动机3和电池5，相应地驱动前驱单元1和后驱单元2。
在本发明中，常规行驶控制模块64中的第三判断模块641根据电池荷电状态信号值SOC控制发电机4工作，向电池5充电，其控制流程如下：
如图5所示，第三判断模块641根据电池荷电状态信号值SOC和荷电状态信号低限阀值SOCL进行如下操作：
a)若SOC＞SOCL，则流程返回，在这里的返回实际上相当于使电池脱离了第三判断模块641，例如可以返回上述步骤1)或步骤1。
b)否则，对电池充电，电池被充电至电池荷电状态信号值SOC于或等于一设定的荷电状态信号高限阀值SOCH，在这里，对电池的充电的可视作为一相对内部控制，在充电期间，可以不允许其它流程对电池的操作，直至充电完毕后，则可退出充电控制。
Claims (14)
1.一种机动车混合动力驱动控制方法，其特征在于：它包括如下步骤：
A、采集机动车信号；
B、至少根据机动车信号中的电池荷电状态值SOC判断是否进入四驱控制状态；
C、在所述的四驱控制状态中，根据电池工作状态作进一步判断，确定四驱行驶的执行。
2.根据权利要求1所述的机动车混合动力驱动控制方法，其特征在于：在所述的步骤A中：所采集的机动车信号至少包括车速值V、电池荷电状态值SOC和功率值P。
3.根据权利要求2所述的机动车混合动力驱动控制方法，其特征在于：所述的功率值P根据油门开度、车重和车速值V取得。
4.根据权利要求1所述的机动车混合动力驱动控制方法，其特征在于：所述的步骤B包括如下步骤：
B1、根据车速值V和一设定的车速阀值V0，进行如下操作：
B11、若V＜V0，根据电池荷电状态信号值SOC和荷电状态信号低限阀值SOCL进行如下操作：
B111、若SOC＞SOCL，进入四驱控制状态；
B112、否则，继续如下步骤B2；
B12、否则，根据电池荷电状态信号值SOC和荷电状态信号低限阀值SOCL进行如下操作：
B121、若SOC≥SOCL，根据功率值P和设定的功率阀值P0进行如下操作：
B1211、若P≤P0，继续如下步骤B2；
B1212、否则，进入四驱控制状态；
B122、否则，继续如下步骤B2；
B2、进入常规行驶控制状态。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的机动车混合动力驱动控制方法，其特征在于：所述的步骤C中，根据电池工作状态对电池条件作进一步判断，满足电池条件时执行四驱行驶。
6.根据权利要求5所述的机动车混合动力驱动控制方法，其特征在于：所述的电池工作状态包括电池荷电状态信号值SOC、电池温度值T和电池湿度值H。
7.根据权利要求5所述的机动车混合动力驱动控制方法，其特征在于：所述的步骤C包括如下步骤：
C1、根据电池荷电状态信号值SOC和荷电状态信号低限阀值SOCL，进行如下操作：
C11、若SOC＞SOCL，根据电池温度值T和设定的电池温度低限阀值Tmin进行如下操作：
C111、若T＞Tmin，根据电池温度值T和设定的电池温度高限阀值Tmax进行如下操作：
C1111、若T＜Tmax，根据电池湿度值H和设定的电池湿度阀值H0进行如下操作：
C11111、若H＜H0，执行四驱行驶；
C11112、否则，继续如下步骤C2；
C1112、否则，继续如下步骤C2；
C112、否则，继续如下步骤C2；
C12、否则，继续如下步骤C2；
C2、进入常规行驶控制状态。
8.根据权利要求5所述的机动车混合动力驱动控制方法，其特征在于：所述的执行四驱行驶中，包括如下步骤：
D1、进行功率预测计算；
D2、进行功率分配，取得发动机和电池的工作参数；
D3、根据工作参数操作驱动机构。
9.根据权利要求5所述的机动车混合动力驱动控制方法，其特征在于：所述的常规行驶控制状态包含如下操作步骤：
根据电池荷电状态信号值SOC和荷电状态信号低限阀值SOCL进行如下操作：
E1、若SOC＞SOCL，返回；
E2、否则，对电池充电。
10.根据权利要求9所述的机动车混合动力驱动控制方法，其特征在于：所述电池被充电至电池荷电状态信号值SOC大于或等于一设定的荷电状态信号高限阀值SOCH。
11.一种机动车混合动力驱动控制系统，包括前驱单元、后驱单元、发动机、发电机和电池，所述的前驱单元和后驱单元分别驱动机动车前轮和后轮，所述的发动机向发电机和前驱单元提供动力，所述发电机向电池提供电能，由电池向后驱单元直接提供动力，其特征在于：包括管理单元，所述的管理单元通过采集机动车信号，至少根据机动车信号中的电池荷电状态值SOC，确定四驱控制状态及其执行。
12.根据权利要求11所述的机动车混合动力驱动控制系统，其特征在于：所述的管理单元包括采集模块、第一判断模块、四驱控制模块和常规行驶控制模块，其中，
所述的采集模块采集机动车信号，包括车速值V、电池工作状态数据和功率值P，并将机动车信号传递至第一判断模块和四驱控制模块；
所述的第一判断模块根据采集模块所采集到的机动车信号确定采用四驱控制模块或常规行驶控制模块的控制；
所述的四驱控制模块根据电池工作状态对电池条件作进一步判断，确定四驱行驶的执行；
所述的常规行驶控制模块执行机动车的常规操作。
13.根据权利要求12所述的机动车混合动力驱动控制系统，其特征在于：所述的四驱控制模块包括第二判断模组、功率预算模组、动力分配模组和驱动执行模组，其中，
所述的第二判断模组根据电池荷电状态信号值SOC、电池温度值T和电池湿度值H对电池作进一步电池条件判断，将判断结果以触发信号发送至功率预算模组或常规行驶控制模块；
所述的功率预算模组根据第二判断模组所发的触发信号，依据预先设定的油门开度和系统动力输出的匹配曲线，以及当前的车辆状态和即时的油门开度信号，来计算下一时刻所需功率，并将预算出的功率发送至动力分配模组；
所述的动力分配模组根据机动车前、后轴的驱动扭矩和相应的轴荷关系，计算前驱单元和后驱单元所应负担的功率，取得发动机和电池的工作参数，并将工作参数发送至驱动执行模组；
所述的驱动执行模组对工作参数进行转换处理，产生执行信号，并将执行信号分别发送至发动机和电池，相应地驱动前驱单元和后驱单元。
14.根据权利要求12-13中任意一项所述的机动车混合动力驱动控制系统，其特征在于：所述的常规行驶控制模块中包括第三判断模块，所述的第三判断模块根据电池荷电状态信号值SOC控制发电机工作，向电池充电。
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