CN102009651B - 一种ev-at深度混合动力汽车控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种EV-AT深度混合动力汽车控制方法包括：整车控制逻辑：判断钥匙开关信号；对各控制器进行自检，如果自检发现故障，则报警，退出；正常则继续运行；钥匙开关在START位置，则判断档位信号，如果在P档，则返回，如果不在P档，则液晶显示屏显示可以驱动，并进行各驱动系统自检，并根据故障A类型、B类型或无故障类型进行相应操作；驱动控制逻辑：先判断是否为纯电动驱动模式；如果不是纯电动模式，则判断车速；进行相应控制。能够实现基于EV-AT的整车控制，通过调速控制将发动机运行点优化到其最佳经济性区间或工作点，从而实现良好的节油率。通过以上控制算法，能够将发动机工作区域优化到经济区间运行，从而实现良好的节油效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种EV-AT深度混合动力汽车控制方法，属于混合动力和电动汽车技术领域。
背景技术
混合动力和电动汽车是当前新能源汽车发展的重要方向，电动汽车以零排放和低噪声，以及电能来源的多样化被誉为未来的发展趋势，但是当前受制于续驶里程的限制，短期难以实现产业化，而混合动力汽车在传统内燃机汽车的基础上改制，保留原车发动机，通过增加电池电机等电力驱动系统，并通过整车优化控制实现对发动机的运行工况优化，从而实现良好的节油率和排放。目前国外混合动力技术研究以日本最为先进，其深混轿车prius可实现百公里5L以下的油耗，节油效果明显，国内在进行混合动力系统研发过程中，或受制于国外专利技术的限制，或受制于集成控制技术的薄弱，难以形成具备产业化的深度混合动力系统，因此发展国内新能源汽车产业，开发原创深度混合动力系统变得尤为重要，对于缩短与国外新能源汽车差距，发展电动汽车产业的作用巨大。
“EV-AT”(Electrical Variable Automatic Transmission)是指电子无级自动变速装置；内转子和定子上都安装有电枢绕组，外转子上安装有两组磁钢，第一组磁钢位于外转子外侧，为嵌入式结构，第二组位于为外转子内侧，为表贴式结构，内转子和外转子内侧构成具有独立电机特征的内电机系统(简称内电机)，外转子外侧和定子构成具有独立电机特征的外电机系统(简称外电机)，整体即构成嵌套式双电机系统。在应用于混合动力系统中，发动机连接到内转子，外转子连接到驱动桥，发动机转矩通过内外转子之间的电磁耦合作用输出到驱动桥。为了提高系统效率，将发动机输出端与外电机输出端通过齿轮耦合，并采用同步器进行换档控制，可以实现多驱动模式切换。通过整车集成控制，将发动机工作点灵活控制在其最佳油耗工作区域，能最大限度地提高整车经济性能。
发明内容
鉴于上述问题，本发明基于原创深度混合动力系统EV-AT结构，进行基于EV-AT的整车控制策略开发，实现整车良好的动力性和经济性，以及排放性能。本发明的目的在于提供一种EV-AT深度混合动力汽车控制方法。
一种EV-AT深度混合动力汽车整车结构，包含EV-AT动力系统总成、EV-AT控制器、发动机、电池组及管理系统、整车控制器(VCU)以及相关辅助系统，如EPS(电动助力转向系统)、制动真空助力系统、冷却系统、电子油门、电子制动踏板、液晶显示屏。
其中EV-AT动力系统总成有发动机和双转子电机组成，发动机输出轴与内转子电机输入轴连接，外转子电机输出轴与主减速器连接，作为输出端，另外为了增加系统输出模式，优化驱动效率，将发动机与内电机轴采用换档同步器与输出端连接，采用换档同步器进行模式切换控制。
整车控制器(VCU)接受电子油门和电子制动踏板信号，对EV-AT控制器、发动机控制器、电池管理系统以及辅助系统进行控制，以优化控制算法协调各部件运行，优化驱动系统效率，达到良好的整车性能，实现节油效果。
一种EV-AT深度混合动力汽车控制方法，包括以下步骤：
整车控制逻辑：
先判断钥匙开关信号，如果钥匙开关在ACC档，低压系统上电，钥匙开关在ON档，则高压系统上电，并判断上电是否完成，如果没有完成，则返回继续上电，直到上电完成；
然后对各控制器进行自检，如果自检发现故障，则报警，退出；正常则继续运行；
钥匙开关在START位置，则判断档位信号，如果在P档，则返回，如果不在P档，则液晶显示屏显示可以驱动，并进行各驱动系统自检，并根据故障A类型、B类型或无故障类型进行相应操作；
驱动控制逻辑：
先判断是否为纯电动驱动模式；
如果不是纯电动模式，则判断车速；进行相应控制。
本发明的优点：该控制策略是EV-AT动力系统控制的核心，能够实现基于EV-AT的整车控制，通过调速控制将发动机运行点优化到其最佳经济性区间或工作点，从而实现良好的节油率。
通过以上控制算法，能够将发动机工作区域优化到经济区间运行，从而实现良好的节油效果。
附图说明
当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，其中：
图1是整车控制流程逻辑图；
图2是驱动控制扭矩分配示意图；
图3是驱动控制流程逻辑图。
具体实施方式
参照图1至图3对本发明的实施例进行说明。
显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。
一种EV-AT深度混合动力汽车控制方法，包括以下步骤：
整车控制逻辑：
先判断钥匙开关信号，如果钥匙开关在ACC档，低压系统上电，钥匙开关在ON档，则高压系统上电，并判断上电是否完成，如果没有完成，则返回继续上电，直到上电完成；
然后对各控制器进行自检，如果自检发现故障，则报警，退出；正常则继续运行；
钥匙开关在START位置，则判断档位信号，如果在P档，则返回，如果不在P档，则液晶显示屏显示可以驱动，并进行各驱动系统自检，并根据故障类型进行相应操作：
如果为A类故障，则进入跛行模式，并报警，退出；
如果为B类故障，则报警，直接返回；
如果无故障，则进入档位判断：
(注：档位分为P、N、R、D档，分别表示停车、空挡、倒车、前进；)
如果为P档和N档，则进行SOC(荷电状态)判断：
如果SOC＜0.8，且SOC＜0.3，则停车充电；
SOC＞0.3，则维持上一运行工况；
如果SOC＞＞0.8，则返回；
如果在R档，则判断SOC：
如果SOC＜0.6，且SOC＜0.3，则停车充电；
SOC＞0.3，则维持上一运行工况；
如果SOC＞＞0.6，则进入倒车工况；
如果在D档，则判断SOC：
如果SOC＜0.2，则为B类故障，返回；
如果SOC＞＞0.2，则判断制动踏板开度：
如果制动踏板不为0，则进入制动工况；
如果制动踏板为0，则判断电子油门踏板：
如果电子油门踏板＜10％，且车速＜10，则进入爬行工况；
否则进入驱动工况；
驱动控制逻辑：
先判断是否为纯电动驱动模式：
如果是，则同步器挂1档，并判断SOC：
如果SOC＞0.4，则进入纯电动模式，外电机纯电动驱动，发动机关闭；
如果SOC＜＜0.4，则进入调速驱动模式，EV-AT混联驱动，将发动机优化到2000rpm以上运行；
如果不是纯电动模式，则判断车速：
如果车速＜50，则判断需求扭矩：
如果需求扭矩＜120，则同步器挂1档，判断SOC：
如果SOC＞0.4，则进入纯电动驱动模式；
如果SOC＜＜0.4，则进入调速驱动模式，EV-AT混联驱动，将发动机优化到2000rpm以上运行；
如果需求扭矩＞＞120，则同步器挂1档，进入调速驱动模式，EV-AT混联驱动；
如果车速＜＜50，则判断需求扭矩：
如果需求扭矩＜120，则判断车速：
如果车速＜110，则同步器挂2档，并联驱动模式；
如果车速＞＞110，则同步器挂1档，调速驱动模式；
如果需求扭矩＞＞120，同步器挂1档，调速驱动模式，EV-AT混联驱动。
一种EV-AT深度混合动力汽车整车结构，包括：基于EV-AT的整车结构，包含EV-AT动力系统总成、EV-AT控制器、发动机、电池组及管理系统、整车控制器(VCU)以及相关辅助系统，如EPS、制动真空助力系统、冷却系统、电子油门、电子制动踏板、液晶显示屏。
整车控制流程如图1所示，
为了更好的理解整车驱动需求和驱动力分配要求，图2中标明了驱动特性曲线和阻力特性曲线，将整车驱动区域划分为5大区域：(1)低速行驶区域；(2)中高速行驶区域；(3)低速爬坡或起步加速区域；(4)高速行驶区域；(5)中高速加速区域；
其中低速行驶区域(1)主要用于市区工况行驶，特别是在堵车工况时，但该区域并非发动机的经济运行区域，因此在该区域的驱动力分配优化决定了城市工况燃油经济性能；该区域控制策略可考虑纯电动行驶或EV-AT调速将发动机优化到经济区域；
中高速行驶区域(2)主要用于环线工况，郊区工况和高速工况行驶，为行驶的常用工作区域，也是发动机的经济工作区间；其对整车燃油经济性影响较大；为了提高效率该区域控制策略可考虑EV-AT调速将发动机优化到经济曲线运行或发动机并联输出；
低速爬坡或起步加速区域(3)主要用于整车起步和低速爬坡时，不在发动机经济区域，而且动力输出对整车动力性能有较大影响；由于该区域并非长时工作区域，可不考虑发动机直接驱动，控制策略为EV-AT调速驱动，控制外电机最大输出扭矩为额定扭矩。
高速行驶区域(4)主要用于高速公路工况下超高速行驶，为不常用工况；控制策略可考虑发动机直接驱动；
中高速加速区域(5)主要用于中高速时加速超车行驶，驱动区域不在发动机经济区域，但其动力输出影响到整车动力性能；由于其为短时工况，因此控制算法可根据当前驱动模式予以决定是否发动机直接输出或EV-AT调速驱动，避免算法中的频繁切换现象。
如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种EV-AT深度混合动力汽车控制方法，其特征在于包括：
整车控制逻辑：
先判断钥匙开关信号，如果钥匙开关在ACC档，低压系统上电，钥匙开关在ON档，则高压系统上电，并判断上电是否完成，如果没有完成，则返回继续上电，直到上电完成；
然后对各控制器进行自检，如果自检发现故障，则报警，退出；正常则继续运行；
钥匙开关在START位置，则判断档位信号，如果在P档，则返回，如果不在P档，则液晶显示屏显示可以驱动，并进行各驱动系统自检，并根据故障A类型、B类型或无故障类型进行相应操作；
驱动控制逻辑：
先判断是否为纯电动驱动模式；
如果不是纯电动驱动模式，则判断车速；进行相应控制。
2.根据权利要求1所述的一种EV-AT深度混合动力汽车控制方法，其 特征在于其中如果为A类型故障，则进入跛行模式，并报警，退出；
如果为B类型故障，则报警，直接返回；
如果无故障类型，则进入档位判断：
档位分为P、N、R、D档，分别表示停车、空挡、倒车、前进；
如果为P档和N档，则进行SOC判断：
如果SOC＜0.8，且SOC＜0.3，则停车充电；
SOC＞＝0.3，则维持上一运行工况；
如果SOC＞＝0.8，则返回；
如果在R档，则判断SOC：
如果SOC＜0.6，且SOC＜0.3，则停车充电；
SOC＞＝0.3，则维持上一运行工况；
如果SOC＞＝0.6，则进入倒车工况；
如果在D档，则判断SOC：
如果SOC＜0.2，则为B类型故障，返回；
如果SOC＞＝0.2，则判断制动踏板开度：
如果制动踏板开度不为0，则进入制动工况；
如果制动踏板开度为0，则判断电子油门踏板：
如果电子油门踏板＜10％，且车速＜10km/h，则进入爬行工况；
否则进入驱动工况。
3.根据权利要求1所述的一种EV-AT深度混合动力汽车控制方法，其特征在于其中
判断是否为纯电动驱动模式：
如果是，则同步器挂1档，并判断SOC：
如果SOC＞0.4，则进入纯电动驱动模式，外电机纯电动驱动，发动机关闭；
如果SOC＜＝0.4，则进入调速驱动模式，EV-AT混联驱动，将发动机优化到2000rpm以上运行。
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