CN102556047A

CN102556047A - 混合动力系统的纯电动怠速模式退出控制方法

Info

Publication number: CN102556047A
Application number: CN2010106197354A
Authority: CN
Inventors: 张君鸿; 周宇星; 鲁连军; 王帅宇
Original assignee: SAIC Motor Corp Ltd
Current assignee: SAIC Motor Corp Ltd
Priority date: 2010-12-28
Filing date: 2010-12-28
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2030-12-28
Also published as: CN102556047B

Abstract

本发明涉及一种包括混合动力电机、混合动力系统控制单元HCU和高压电池的混合动力系统的纯电动怠速模式退出控制方法：通过车载网络从发动机控制器ECU、变速箱控制器TCU、混合动力电机控制器MCU和/或高压电池管理系统BMS获取信号；在HCU从所得信号判定需退出纯电动怠速模式后，判断在混合动力系统后续工作模式中是否需恢复发动机供油并正常工作：如果是，由HCU向ECU发送恢复发动机供油请求，并由混合动力电机进行转速闭环控制直至发动机恢复正常工作后切换工作模式以退出纯电动怠速模式；否则由HCU向ECU发送维持发动机断油请求，并由混合动力电机直接响应后续工作模式转矩请求来切换工作模式以退出纯电动怠速模式。

Description

混合动力系统的纯电动怠速模式退出控制方法

【技术领域】

本发明属于汽车控制技术领域，尤其涉及一种混合动力系统的纯电动怠速模式退出控制方法。

【背景技术】

随着科技进步以及人们环保意识的不断增强，特别是面临传统能源逐渐枯竭的现实问题，现在应用混合动力技术的新型汽车正不断增多，并且可以利用电能来实现纯电动怠速功能。然而，在现有技术中，针对纯电动怠速模式的退出控制方面还存在着一些不足之处，例如为了维持系统稳定将使得发动机的断油时间受到一定限制而不利于改善整车油耗状况、难以将发动机的恢复供油过程控制得足够平顺、电机和发动机在纯电动怠速工作模式退出过程中不能很好地协同工作而影响系统稳定性等。

在公开号为CN101121406的中国专利文献中，它公开了一种混合动力汽车的纯电动驱动控制方法来减小进入和退出纯电动模式时动力总成输出扭矩的不连续性。此外，在公开号为CN101161523的中国专利文献中公开了一种混合动力车辆的模式切换控制装置来用于进行模式切换。然而，在以上专利文献所记载的这些技术方案都不能克服上述的涉及纯电动怠速模式的退出控制方面的不足。

【发明内容】

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种混合动力系统的纯电动怠速模式退出控制方法，采用其能实现从纯电动怠速模式到混合动力系统其他工作模式的平顺切换，尽可能地延长发动机的断油时间以降低油耗，提高退出纯电动怠速模式过程时的稳定性和平顺性，从而可以有效地解决现有技术中存在的上述诸多问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种混合动力系统的纯电动怠速模式退出控制方法，所述混合动力系统包括混合动力电机、混合动力系统控制单元HCU和高压电池，所述方法包括如下步骤：

A、通过车载网络从发动机控制器ECU、变速箱控制器TCU、混合动力电机控制器MCU、和/或高压电池管理系统BMS获取信号；以及

B、在由混合动力系统控制单元HCU根据所获取信号判定需要退出纯电动怠速模式后，由其进一步判断在混合动力系统的后续工作模式中是否需要恢复发动机供油并应使其正常工作：如果是，则由混合动力系统控制单元HCU向发动机控制器ECU发送恢复发动机供油请求，并由所述混合动力电机进行转速闭环控制直至由混合动力系统单元HCU确认发动机恢复正常工作后完成工作模式切换，以退出纯电动怠速模式；否则，由混合动力系统控制单元HCU向发动机控制器ECU发送维持发动机断油请求，并由所述混合动力电机直接响应所述后续工作模式的转矩请求来切换工作模式，以退出纯电动怠速模式。

在上述的混合动力系统的纯电动怠速模式退出控制方法中，优选地，所述步骤A中判定需要退出纯电动怠速模式的条件至少包括以下条件之

A1、混合动力系统状态不满足纯电动怠速模式的要求；

A2、混合动力系统处于纯电动怠速模式下已经超时；

A3、控制混合动力系统处于纯电动怠速模式下的变量信号无效；

A4、因为驾驶者操作而需要退出纯电动怠速模式；

A5、因为混合动力系统发生故障而需要禁止纯电动怠速模式。

在上述的混合动力系统的纯电动怠速模式退出控制方法中，优选地，所述条件A1中的混合动力系统状态包括混合动力电机驱动能力状态、高压电池荷电状态(SOC)。

在上述的混合动力系统的纯电动怠速模式退出控制方法中，优选地，所述条件A3中的变量信号包括油门踏板信号、高压电池可用放电功率信号、高压电池荷电状态(SOC)信号、混合动力电机实际转矩信号。

在上述的混合动力系统的纯电动怠速模式退出控制方法中，优选地，所述条件A4中的驾驶者操作包括驾驶停车、加速、空调请求、换挡请求。

在上述的混合动力系统的纯电动怠速模式退出控制方法中，优选地，所述车载网络包括CAN网络。

本发明的有益效果在于：应用本发明的混合动力系统的纯电动怠速模式退出控制方法，能够合理判断混合动力系统退出纯电动怠速工作模式的条件，控制电机和发动机在退出纯电动怠速工作模式过程中协同工作，从而能有效提高纯电动怠速模式的节油减排能力，同时可以在退出纯电动怠速模式并切换到混合动力系统的其他工作模式过程中保证系统的稳定性和平顺性，所以非常适于将本发明方法应用于多种混合动力系统构型的纯电动怠速控制。

【附图说明】

以下将结合附图和实施例，对本发明的技术方案作进一步的详细描述。其中：

图1是应用本发明的混合动力系统的纯电动怠速模式退出控制方法的一种混合动力车辆上的混合动力系统的组成结构示意图；

图2是本发明的混合动力系统的纯电动怠速模式退出控制方法的一个较佳实施例的流程图；

图3是在从纯电动怠速模式至发动机断油停机工作模式过程中，应用图2中的较佳实施例与应用现有的其他纯电动怠速模式退出控制方法的控制效果对比示意图；

图4是在从纯电动怠速模式至发动机恢复供油工作模式过程中，应用图2中的较佳实施例与应用现有的其他纯电动怠速模式退出控制方法的控制效果对比示意图。

【具体实施方式】

请参阅图1，在该图中以示意的方式显示出了一种混合动力车辆上的混合动力系统组成情况。如图1所示，该混合动力系统包括混合动力系统控制单元HCU1、发动机10、发动机控制器ECU11、变速箱20、变速箱控制器TCU21、混合动力电机30、混合动力电机控制器MCU31、高压电池40、低压电池60、高压电池管理系统BMS41、高低压逆变器50，以及用于将以上各种控制器以及相关部件进行连接通信的车载网络70。

当然，需要指出并且完全应被本领域技术人员所理解的是，以上所列举的组成情形仅是用来进行示范性地举例之用。本发明所适用的混合动力车辆可以包括少于或多于以上所列组成部件，例如设置于低压电池和高压电池之间的高低压逆变器等可能并不是必须的。此外，对于组成混合动力车辆的各种组成部件，完全可以对其适用任何的布置或实现形式，例如可以通过皮带传动方式将混合动力电机与发动机连接在一起，又如对于上述车载网络而言，它可以采用业内获得广泛应用的CAN网络或者任何其他的可能适用网络类型。

以下首先将通过图1来概括性地说明本发明的混合动力系统的纯电动怠速模式退出控制方法，以便能够在总体上理解本发明方法的工作原理、特点以及优势。

在本发明方法中，先由混合动力系统控制单元HCU1根据通过车载网络70从发动机控制器ECU11、变速箱控制器TCU21、混合动力电机控制器MCU31、和/或高压电池管理系统BMS41获取的信号来判断：是否需要退出纯电动怠速模式？

如果确认无须退出纯电动怠速模式，则继续保持在该模式下；否则，则由该混合动力系统控制单元HCU1根据通过车载网络70从发动机控制器ECU11、变速箱控制器TCU21、混合动力电机控制器MCU31、和/或高压电池管理系统BMS41获取的信号进一步判断：在混合动力系统的后续工作模式中是否需要恢复发动机供油并应使得发动机正常工作？

如果确认需要恢复发动机供油并应使其正常工作，则由混合动力系统控制单元HCU1向发动机控制器ECU11发送恢复发动机供油请求，并由混合动力电机控制器31控制混合动力电机30进行转速闭环控制，直到由混合动力系统单元HCU1确认发动机恢复正常工作之后，结束混合动力电机控制器31的转速闭环控制并完成工作模式的切换，从而退出纯电动怠速模式。

如果确认并不需要恢复发动机供油并使其正常工作，则由混合动力系统控制单元HCU1向发动机控制器ECU11发送维持发动机断油请求，并由混合动力电机30直接响应后续工作模式的转矩请求来进行工作模式切换，从而退出纯电动怠速模式。

显然，通过采用以上的合理判断过程，即可以非常平稳地退出纯电动怠速模式并且非常自然连贯地切换到其他工作模式，从而能够实现诸如有效改善燃油经济性、提高操作平顺性、保证整车运行稳定性和安全性等众多优势。

下面将再结合图2所示出的本发明的一个较佳实施例的流程图，来进一步地具体说明混合动力系统的纯电动怠速模式退出控制方法。

如图2所示，在本较佳实施例中，对于前述的根据通过车载网络70从发动机控制器ECU11、变速箱控制器TCU21、混合动力电机控制器MCU31、和/或高压电池管理系统BMS41获取的信号，而由混合动力系统控制单元HCU1判定出需要退出纯电动怠速模式的具体条件，其可以包括以下所列出的条件中的一个或多个：

a、诸如混合动力电机驱动能力状态、高压电池荷电状态(SOC)等的混合动力系统状态已经不能满足纯电动怠速模式的要求；

b、混合动力系统处于纯电动怠速模式下的时间已经超时；

c、控制混合动力系统处于纯电动怠速模式下的诸如油门踏板信号、高压电池可用放电功率信号、高压电池荷电状态(SOC)信号、混合动力电机实际转矩信号等变量信号无效；

d、由于例如驾驶停车、加速、空调请求、换挡请求等的驾驶者操作而需要退出纯电动怠速模式；

f、因为混合动力系统发生故障而需要禁止纯电动怠速模式。

需要指出的是，如果采用其他的控制方法(例如，不是采用上述的通过混合动力电机控制器31来进行混合动力电机30转速闭环控制措施)，则在混合动力系统工作模式转换过渡过程中，非常有可能会形成对发动机不必要恢复供油或者造成发动机转速不平顺。

如图3所示，在该图中分别以实线、虚线相应地示意性图示出了在从纯电动怠速模式至发动机断油停机工作模式过程中采用本发明方法以及其他方法所实现的控制效果。在图3中集中显示了三种信号(即，在图中标示出的系统模式、发动机转速和发动机断油信号)，其中的发动机转速、发动机断油信号在纵向坐标上的对应单位分别是rpm和True/False。通过对比可以发现应用本发明方法的优点主要体现在两处：1)发动机转速变化更为平顺；2)发动机断油信号不会出现反复。

此外，在图4中也分别以实线、虚线相应地示意性图示出了从纯电动怠速模式至发动机恢复供油工作模式过程中采用本发明方法以及其他方法所实现的控制效果。在图4中也集中对比显示出了上述的三种信号，通过该图也清楚、直观地表明如前所述的采用本发明所产生的良好技术效果及其明显优势。

以上列举了若干具体实施例来详细阐明本发明的混合动力系统的纯电动怠速模式退出控制方法，这些个例仅供说明本发明的原理及其实施方式之用，而非对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域的普通技术人员还可以做出各种变形和改进。因此所有等同的技术方案均应属于本发明的范畴并为本发明的各项权利要求所限定。

Claims

1.一种混合动力系统的纯电动怠速模式退出控制方法，所述混合动力系统包括混合动力电机、混合动力系统控制单元HCU和高压电池，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的混合动力系统的纯电动怠速模式退出控制方法，其特征在于，所述步骤A中判定需要退出纯电动怠速模式的条件至少包括以下条件之一：

A1、混合动力系统状态不满足纯电动怠速模式的要求；

A2、混合动力系统处于纯电动怠速模式下已经超时；

A4、因为驾驶者操作而需要退出纯电动怠速模式；

3.根据权利要求2所述的混合动力系统的纯电动怠速模式退出控制方法，其特征在于，所述条件A1中的混合动力系统状态包括混合动力电机驱动能力状态、高压电池荷电状态(SOC)。

4.根据权利要求2所述的混合动力系统的纯电动怠速模式退出控制方法，其特征在于，所述条件A3中的变量信号包括油门踏板信号、高压电池可用放电功率信号、高压电池荷电状态(SOC)信号、混合动力电机实际转矩信号。

5.根据权利要求2所述的混合动力系统的纯电动怠速模式退出控制方法，其特征在于，所述条件A4中的驾驶者操作包括驾驶停车、加速、空调请求、换挡请求。

6.根据权利要求1所述的混合动力系统的纯电动怠速模式退出控制方法，其特征在于，所述车载网络包括CAN网络。