CN102514568A - 一种四驱混合动力汽车驱动扭矩的控制方法及其驱动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种四驱混合动力汽车驱动扭矩的控制方法及其驱动系统，该方法包括请求后驱动电机扭矩、请求ISG电机驱动扭矩以及请求发动机扭矩的确定，通过后驱电机、ISG电机以及发动机三者都参入到整车驱动中，可以提高四驱混合动力汽车的能量利用率，且提高其恶劣路况下的通过性和可靠性。

Description

一种四驱混合动力汽车驱动扭矩的控制方法及其驱动系统
技术领域
本发明属于四驱混合动力汽车控制技术领域，特别涉及到一种四驱混合动力汽车驱动扭矩的控制方法及其驱动系统。 
背景技术
汽车油耗和排放问题是当今汽车业各个厂商和用户所关注的两大主题，特别是四轮驱动汽车，虽说其具有足够的驱动力和越野能力，但是其油耗和排放较大，违背了绿色环保，低碳出行的社会呼吁，也给车主们增加了较大的经济负担。为了节约能源和改善环境，四驱混合动力汽车成为各大汽车厂商研发的方向，它既有纯电动汽车节油环保的优点，又和普通汽车一样加油方便，无需为续航里程而烦恼。 
目前利用两个电机和发动机实现四驱强混的混合动力系统已被各个汽车厂商所应用。但是在四驱强混驱动模式下对扭矩的不合理分配导致四驱强混合动力车能量利用率低，排放性差，同时也浪费掉很多能量。例如美国专利:US6684970B2中所提到的方法依然使用发动机的动力启动车辆，这样并没有降低起步时燃油的消耗量及提高启动效率。 
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种四驱混合动力汽车驱动扭矩的控制方法，以提高四驱混合动力汽车的能量利用率，且提高其恶劣路况下的通过性和可靠性，具体包括如下步骤： 
A、整车控制单元根据油门踏板深度以及车速，通过查表得到驾驶员请求扭矩，然后乘以前后轴分配驱动扭矩分配比，得到后轴驱动扭矩，若后轴驱动扭矩小于高压电池允许最大放电扭矩和后驱电机最大驱动扭矩中的最小值，请求后驱动电机扭矩为分配到的后轴驱动扭矩，否则，请求后驱动电机扭矩等于高压电池最大允许发电扭矩和后驱电机允许最大驱动扭矩中的最小值；
B、根据发动机转速查表得到初始ISG电机驱动扭矩,若初始ISG电机驱动扭矩小于高压电池允许最大放电扭矩和ISG电机最大驱动扭矩中的最小值,则请求ISG电机驱动扭矩等于初始ISG电机驱动扭矩，否则请求ISG电机驱动扭矩等于高压电池最大允许发电扭矩和ISG电机允许最大驱动扭矩中的最小值；
C、请求发动机扭矩等于驾驶员请求扭矩减去请求后去电机扭矩再减去请求ISG电机驱动扭矩；
D、后驱动电机控制单元接收请求后驱动电机扭矩并输出，前驱动电机控制单元接收请求ISG电机驱动扭矩并输出，发动机管理单元接收请求发动机扭矩并输出。
       本发明的四驱混合动力汽车驱动扭矩的控制方法，通过后驱电机、ISG电机以及发动机三者都参入到整车驱动中，可以提高四驱混合动力汽车的能量利用率，且提高其恶劣路况下的通过性和可靠性。 
       进一步的，所述整车控制单元还设有预设车速，当车速达到预设车速时，后驱电机停止驱动，整车进入其他驱动模式。 
进一步的，所述油门踏板深度通过与整车控制单元相连的制动踏板传感器读出。 
进一步的，所述车速通过与整车控制单元相连的前后轮转速传感器读出，也可以是通过与整车控制单元相连的ABS控制单元读出。 
       本发明的第二个目的是提供一种使用上述方法的驱动系统，包括驱动前轮的发动机、与发动机同轴安装的ISG电机、驱动后轮的驱动电机、高压电池以及和发动机输出轴相连的变速箱，所述的发动机与发动机管理单元相连，所述ISG电机和前电机控制单元相连，后驱动电机与后电机控制单元相连，所述高压电池和电池管理单元相连，变速箱和变速箱控制单元相连，所述发动机管理单元、变速箱控制单元、前/后电机控制单元、电池管理单元以及整车控制单元之间通过CAN总线相连。 
    进一步的，所述发动机管理单元、变速箱控制单元、前/后电机控制单元、电池管理单元以及整车控制单元均通过高压电池降压供电，以保持各控制单元的一致性。 
附图说明
图1：本发明的四驱混合动力汽车驱动扭矩的控制方法的扭矩分配示意图。 
图2：本发明的四驱混合动力汽车结构图。 
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。 
如图1，本发明的四驱混合动力汽车驱动扭矩的控制方法，包括以下步骤： 
A、整车控制单元VMS根据油门踏板深度APO以及车速VSP，通过查表得到驾驶员请求扭矩dTRQ，然后乘以前后轴分配驱动扭矩分配比4wd-ratio，例如（50%），得到后轴驱动扭矩rTRQ_raw,，若后轴驱动扭矩rTRQ_raw,小于高压电池允许最大放电扭矩bTRQ_limit和后驱电机最大驱动扭矩rTRQ_limit中的最小值R_limit，请求后驱动电机扭矩rTRQ为分配到的后轴驱动扭矩rTRQ_raw，否则，请求后驱动电机扭矩rTRQ等于高压电池最大允许发电扭矩bTRQ_limit和后驱电机允许最大驱动扭矩rTRQ_limit中的最小值；
B、根据发动机转速E_rpm查表得到初始ISG电机驱动扭矩fTRQm_raw,若初始ISG电机驱动扭矩fTRQm_raw小于高压电池允许最大放电扭矩bTRQ_limit和ISG电机最大驱动扭矩fTRQ_limit中的最小值F_limit,则请求ISG电机驱动扭矩fTRQm等于初始ISG电机驱动扭矩fTRQm_raw,，否则请求ISG电机驱动扭矩fTRQm等于高压电池最大允许发电扭矩bTRQ_limit和ISG电机允许最大驱动扭矩fTRQ_limit中的最小值F_limit；
C、请求发动机扭矩fTRQe等于驾驶员请求扭矩减去请求后去电机扭矩dTRQ再减去请求ISG电机驱动扭矩fTRQm；
D、后驱动电机控制单元接收请求后驱动电机扭矩rTRQ并输出，前驱动电机控制单元接收请求ISG电机驱动扭矩fTRQm并输出，发动机管理单元接收请求发动机扭矩fTRQe并输出。
其中，油门踏板深度APO通过与整车控制单元相连的制动踏板传感器读出；车速VSP通过与整车控制单元相连的前后轮转速传感器读出，也可以是通过与整车控制单元相连的ABS控制单元读出。 
随着油门踏板位置不断加深，车速VSP越来越高，当车速VSP达到预设车速，整车退出四驱混合驱动模式，进入前驱ISG混动驱动模式。 
如图2所示，本发明的四驱混合动力汽车的驱动结构包括驱动前轮的发动机、与发动机同轴安装的ISG电机、驱动后轮的驱动电机、高压电池以及和发动机输出轴相连的变速箱，所述的发动机与发动机管理单元EMS相连，所述ISG电机和前电机控制单元相连MCU1，后驱动电机与后电机控制单元MCU2相连，所述高压电池和电池管理单元BMS相连，变速箱和变速箱控制单元TCU相连，所述发动机管理单元EMS、变速箱控制单元TCU、前/后电机控制单元MCU1/2、电池管理单元BMS以及整车控制单元VMS之间通过CAN总线相连。 
其中，发动机管理单元EMS、变速箱控制单元TCU、前/后电机控制单元MCU1/2、电池管理单元BMS以及整车控制单元VMS均通过高压电池降压供电，以保持各控制单元的一致性。 

Claims (7)

1.一种四驱混合动力汽车驱动扭矩的控制方法，其特征在于包括如下步骤：
A、整车控制单元根据油门踏板深度以及车速，通过查表得到驾驶员请求扭矩，然后乘以前后轴分配驱动扭矩分配比，得到后轴驱动扭矩，若后轴驱动扭矩小于高压电池允许最大放电扭矩和后驱电机最大驱动扭矩中的最小值，请求后驱动电机扭矩为分配到的后轴驱动扭矩，否则，请求后驱动电机扭矩等于高压电池最大允许发电扭矩和后驱电机允许最大驱动扭矩中的最小值；
B、根据发动机转速查表得到初始ISG电机驱动扭矩,若初始ISG电机驱动扭矩小于高压电池允许最大放电扭矩和ISG电机最大驱动扭矩中的最小值,则请求ISG电机驱动扭矩等于初始ISG电机驱动扭矩，否则请求ISG电机驱动扭矩等于高压电池最大允许发电扭矩和ISG电机允许最大驱动扭矩中的最小值；
C、请求发动机扭矩等于驾驶员请求扭矩减去请求后去电机扭矩再减去请求ISG电机驱动扭矩；
D、后驱动电机控制单元接收请求后驱动电机扭矩并输出，前驱动电机控制单元接收请求ISG电机驱动扭矩并输出，发动机管理单元接收请求发动机扭矩并输出。
2.根据权利要求1所述的四驱混合动力汽车驱动扭矩的控制方法，其特征在于所述整车控制单元还设有预设车速，当车速达到预设车速时，后驱电机停止驱动，整车进入其他驱动模式。
3.根据权利要求1所述的四驱混合动力汽车驱动扭矩的控制方法，其特征在于所述油门踏板深度通过与整车控制单元相连的制动踏板传感器读出。
4.根据权利要求1所述的四驱混合动力汽车驱动扭矩的控制方法，其特征在于所述车速通过与整车控制单元相连的前后轮转速传感器读出。
5.根据权利要求1所述的四驱混合动力汽车驱动扭矩的控制方法，其特征在于所述车速通过与整车控制单元相连的ABS控制单元读出。
6.一种专用于权利要求1所述的控制方法的驱动系统，包括驱动前轮的发动机、与发动机同轴安装的ISG电机、驱动后轮的驱动电机、高压电池以及和发动机输出轴相连的变速箱，所述的发动机与发动机管理单元相连，所述ISG电机和前电机控制单元相连，后驱动电机与后电机控制单元相连，所述高压电池和电池管理单元相连，变速箱和变速箱控制单元相连，所述发动机管理单元、变速箱控制单元、前/后电机控制单元、电池管理单元以及整车控制单元之间通过CAN总线相连。
7.根据权利要求6所述的驱动系统，其特征在于所述发动机管理单元、变速箱控制单元、前/后电机控制单元、电池管理单元以及整车控制单元均通过高压电池降压供电。
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