CN103144629B - 一种混合动力车辆的动力控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合动力车辆的动力控制系统，包括检测装置(11)和控制装置(12)，所述检测装置(11)用于检测车辆的动力系统的故障信息；所述控制装置(12)设有根据动力系统中至少一个动力部件的故障信息输出控制命令至其他动力部件、以使车辆正常运行的协调处理模块(121)；所述协调处理模块(121)的输入端连接所述检测装置(11)，其输出端连接所述动力系统。该动力控制系统考虑了各动力部件的故障对其他动力部件可能造成的影响，并通过控制其他部件的运行状态，实现了不同动力部件之间的相互协调控制，使动力系统在故障情况下正常运行。本发明还提供一种与上述动力控制系统对应的动力控制方法，具有相同的效果。

Description

一种混合动力车辆的动力控制系统

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种用于混合动力车辆的动力控制系统和动力控制方法。

背景技术

对于混合动力车辆来说，通常包括动力系统和动力控制系统，动力系统包括发动机、变速箱、电机和电池等动力部件，动力控制系统通过对各动力部件进行检测和控制，实现故障识别、故障管理和故障处理，以保证整车在故障状态下正常运行。

请参考图1，图1为现有技术中混合动力车辆的动力控制系统的结构示意图。

如图1所示，现有技术中的混合动力车辆的动力控制系统包括检测装置11′和控制装置12′，检测装置11′包括发动机检测部件、变速箱检测部件、电机检测部件和电池检测部件，控制装置12′具有包括发动机控制模块ECU(ElectronicControlUnit)、变速箱控制模块TCU(TransmissionControlUnit)、电机控制模块MCU(MotorControlUnit)和电池控制模块BMS(BatteryManagementSystem)。上述每个动力部件的控制模块连接于该动力部件、该动力部件的检测部件之间，且每个检测部件与动力部件连接。

工作过程中，每个动力部件、其对应的检测部件和其对应的控制模块三者形成一个控制循环，下面以发动机的控制循环为例介绍其控制过程：

发动机检测部件检测发动机的运行情况，如果检测到发动机的故障，将该故障信息输出至发动机控制模块，发动机控制模块根据检测结果和预先设定的控制程序进行分析或计算，获取解决该故障的控制命令，并将该控制命令输出至发动机，然后发动机根据该控制命令执行相应的动作，消除车辆发动机的故障。

相应地，上述变速箱检测部件和变速箱控制模块也通过同样的方式实现对变速箱运行状态的控制。以此类推，电机和电池的控制方式也相同，在此不再赘述。

然而，上述动力控制系统在控制过程中仅仅考虑单个动力部件产生故障时的应对策略，没有考虑其他动力部件的运行情况，导致动力控制效果不理想。

另外，现有技术中的动力控制系统通常只适用于一种动力类型的车辆，例如仅适用于并联式混合动力系统，或者仅适用于串联式混合动力系统，此外，上述动力控制系统通常仅适用于一种动力源的车辆，例如仅适用于电容为动力源的车辆或电池组为动力源的车辆。总之，现有技术中混合动力车辆的动力控制系统的适用范围较小，可移植性差。

有鉴于此，亟待针对上述技术问题，对现有的混合动力车辆的动力控制系统做进一步的优化设计，增强其协调处理故障的能力，并且扩大其适用范围。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的为提供一种混合动力车辆的动力控制系统，该动力控制系统具有较好的协调处理能力，并且适用范围广泛，可移植性较好。此外，本发明的另一目的为提供一种混合动力车辆的动力控制方法。

本发明提供一种混合动力车辆的动力控制系统，包括检测装置和控制装置，所述检测装置用于检测车辆的动力系统的故障信息；所述控制装置设有根据动力系统中至少一个动力部件的故障信息输出控制命令至其他动力部件、以使车辆正常运行的协调处理模块；所述协调处理模块的输入端连接所述检测装置，其输出端连接所述动力系统。

优选地，所述控制装置为根据母线电流过高的故障信息，通过所述协调处理模块输出停止发动机工作的控制命令的控制装置。

优选地，所述控制装置还设有根据任一所述动力部件的故障信息控制该动力部件的工作状态的单独处理模块；所述单独处理模块的输入端连接所述检测装置，其输出端连接所述动力系统。

优选地，所述控制装置为根据电机功率降低的故障信息，通过所述单独处理模块输出降低电机的扭矩的控制命令，通过所述协调处理模块输出增大发动机的扭矩，且发动机扭矩增大量等于电机扭矩减小量的控制命令的控制装置。

优选地，所述协调处理模块包括与并联式动力系统适配的并联式协调处理模块和与串联式动力系统适配的串联式协调处理模块。

优选地，所述单独处理模块包括与并联式动力系统适配的并联式单独处理模块和与串联式动力系统适配的串联式单独处理模块。

优选地，所述协调处理模块包括与电容式动力系统适配的电容式协调处理模块和与电池组式动力系统适配的电池组式协调处理模块。

优选地，所述单独处理模块包括与电容式动力系统适配的电容式单独处理模块和与电池组式动力系统适配的电池组式单独处理模块。

优选地，所述协调处理模块、所述单独处理模块均按照所述动力部件的故障严重程度将故障信息划分为至少两个等级，并按照各个不同等级设置有对应的控制命令。

优选地，所述控制装置为根据一级故障输出停止电机运行的控制命令，根据二级故障输出大幅降低电机功率的控制命令，根据三级故障输出小幅降低电机功率的控制命令的控制装置。

本发明提供一种混合动力车辆的动力控制系统，其控制装置设有根据动力系统中至少一个动力部件的故障信息输出控制命令至其他动力部件、以使车辆正常运行的协调处理模块；所述协调处理模块的输入端连接所述检测装置，其输出端连接所述动力系统。

上述动力控制系统充分考虑了各动力部件的故障对其他动力部件可能造成的影响，并通过控制其他部件的运行状态，实现了不同动力部件之间的相互协调控制，使得动力系统能够在故障存在的情况下整体处于正常运行的状态。

此外，本发明提供一种混合动力车辆的动力控制方法，包括如下步骤：

1)检测所述车辆的各个动力部件的故障信息，并输出检测结果；

2)根据至少一个动力部件的故障信息输出控制命令至其他动力部件，以保证车辆正常运行。

优选地，所述步骤2)中，当接收到电机母线电流过高的故障信息时，输出停止发动机工作的控制命令。

优选地，所述步骤2)中还包括：

根据任一所述动力部件的所述故障信息控制该动力部件的工作状态，以保证车辆正常运行。

优选地，所述步骤2)中，当接收到电机功率降低的故障信息时，输出降低电机的扭矩、增大发动机的扭矩、且发动机扭矩增大量等于电机扭矩减小量的控制命令。

优选地，所述步骤2)具体为：

21)判断所述故障信息所属的故障等级；

22)输出所述故障等级所对应的控制命令。

优选地，当接收到电机功率减小的故障信息时，所述步骤2)具体为：

211)判断所述电机功率减小的故障信息所述的故障等级；若属于第一等级，则执行步骤221)；若属于第二等级，则执行步骤222)；若属于第三等级，则执行步骤223)；

221)输出停止电机运行的控制命令；

222)输出大幅降低电机功率的控制命令；

223)输出小幅降低电机功率的控制命令。

由于上述发动机停机相位的控制系统具有如上技术效果，因此，与该控制系统对应设置的控制方法也应当具有相同的技术效果，在此不再赘述。

附图说明

图1为现有技术中混合动力车辆的动力控制系统的结构示意图；

图2为本发明所提供动力控制系统的一种具体实施方式的结构示意图；

图3为图2的详细结构示意图；

图4为本发明所提供动力控制方法的一种具体实施方式的流程框图；

图5为本发明所提供动力控制方法的另一种具体实施方式的流程框图。

其中，图1中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

检测装置11′；控制装置12′；动力系统100′；

图2和图3中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

检测装置11；控制装置12；协调处理模块121；单独处理模块122；动力系统100。

具体实施方式

本发明的核心为提供一种混合动力车辆的动力控制系统，该动力控制系统通过其协调处理模块实现了各个动力部件之间的统一协调控制，保证车辆的正常运行。此外，本发明的另一核心为提供一种混合动力车辆的动力控制方法。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图2和图3，图2为本发明所提供动力控制系统的一种具体实施方式的结构示意图，图3为图2的详细结构示意图。

在一种具体实施方式中，如图2和图3所示，本发明提供的动力控制系统用于混合动力车辆，该车辆的动力系统100通常包括发动机、变速箱、电机和电池等动力部件，动力控制系统用于对动力系统100进行控制。该控制系统包括检测装置11和控制装置12。检测装置11包括与各动力部件对应设置的检测部件，具体包括发动机检测部件、变速箱检测部件、电机检测部件和电池检测部件等。控制装置12包括协调处理模块121，该协调处理模块121预设有第一控制程序，该第一控制程序包括各个动力部件的多种故障信息、各故障信息给其他动力部件带来的影响，以及其他部件的影响所对应采取的控制策略。

工作过程中，检测装置11的各个检测部件对动力系统100的各个动力部件进行检测，检测到故障信息后，检测部件将故障信息输出给控制装置12的协调处理模块121，协调处理模块121对各个动力部件的故障信息进行统一调度、分析，判断该故障信息对其他动力部件的影响，再根据对应的控制策略向其他部件输出控制命令，改变其运行状态，以保证车辆正常运行。例如，当检测装置11检测到电机母线电流过高的故障时，控制装置12的协调处理模块121分析后输出停止发动机工作的命令，以使车辆平稳运行。

由此可见，上述动力控制系统充分考虑了各动力部件的故障对其他动力部件可能造成的影响，并通过控制其他部件的运行状态，实现了不同动力部件之间的相互协调控制，使得动力系统100能够在故障存在的情况下整体处于正常运行的状态。

进一步的方案中，结合图2和图3所示，上述控制装置12还设有与多个动力部件对应设置的多个单独处理模块122，每个单独处理模块122预设有第二控制程序，第二控制程序包括单个动力部件的多种故障信息，和该动力部件本身针对该故障信息应当采取的控制策略。该单独处理模块122的输入端连接检测装置11，单独处理模块122的输出端连接动力系统100。

工作过程中，检测装置11的各个检测部件对动力系统100的各个动力部件进行检测，检测到故障信息后，检测部件将故障信息输出给控制装置12的协调处理模块121和该动力部件对应的单独处理模块122中，单独处理模块122根据该故障信息确定对应的控制策略，将控制指令输出给该动力部件，协调处理模块121根据该故障信息将控制指令输出给其他动力部件，以确保车辆正常运行。例如，当检测装置11检测到电机内存在电机温度过高的故障时，控制装置12的电机单独处理模块输出降低电机扭矩的控制命令，协调处理模块121分析后输出把电机端降低的扭矩加载到发动机端的控制命令，以保证整车的平稳运行。

由此可见，通过单独控制和协调控制相互结合的控制方式，能够在动力部件发生故障时对动力系统100进行全面的控制。

在另一种具体实施方式中，上述协调处理模块121包括与并联式动力系统适配的并联式协调处理模块和与串联式动力系统适配的串联式协调处理模块。

这样，使得控制装置12既能够针对并联式动力系统进行协调控制，又能针对串联式动力系统进行协调控制，具有较为广泛的适用范围，可移植性较强。具体地，并联式协调处理模块不仅应当包括与并联式动力系统相适配的接口，主要还包括预设的与并联式动力系统相适配的故障信息以及各故障信息所对应的控制策略，以使该动力控制系统与并联式动力系统连接时，并联式协调处理模块能够对其进行协调处理控制。同理，串联式协调处理模块应当包括与串联式动力系统相适配的接口、与串联式动力系统相适配的故障信息以及各故障信息所对应的控制策略。

类似地，上述单独处理模块122也可以包括与并联式动力系统适配的并联式单独处理模块和与串联式动力系统适配的串联式单独处理模块。

这样，使得上述单独处理模块122既能够针对并联式动力系统进行单独控制，又能针对串联式动力系统进行单独控制，具有较为广泛的适用范围，可移植性较强。具体地，并联式单独处理模块不仅应当包括与并联式动力系统相适配的接口，主要包括预设的与并联式动力系统相适配的故障信息以及各故障信息所对应的控制策略，以使该动力控制系统与并联式动力系统连接时，并联式单独处理模块能够对其进行单独控制。同理，串联式单独处理模块应当包括与串联式动力系统相适配的接口、与串联式动力系统相适配的故障信息以及各故障信息所对应的控制策略。

在另一种具体实施方式中，上述协调处理模块121包括与电容式动力系统适配的电容式协调处理模块和与电池组式动力系统适配的电池组式协调处理模块。

这样，使得控制装置12既能够针对电容式动力系统进行协调控制，又能针对电池组式动力系统进行协调控制，具有较为广泛的适用范围，可移植性较强。具体地，电容式协调处理模块不仅应当包括与电容式动力系统相适配的接口，主要还包括预设的与电容式动力系统相适配的故障信息以及各故障信息所对应的控制策略，以使该动力控制系统与电容式动力系统连接时，电容式协调处理模块能够对其进行协调处理控制。同理，电池式协调处理模块121应当包括与电池式动力系统100相适配的接口、与电池式动力系统100相适配的故障信息以及各故障信息所对应的控制策略。

类似地，单独处理模块122可以包括与电容式动力系统适配的电容式单独处理模块和与电池组式动力系统适配的电池组式单独处理模块。

这样，使得控制装置12既能够针对电容式动力系统进行单独控制，又能针对电池组式动力系统进行单独控制，具有较为广泛的适用范围，可移植性较强。具体地，电容式单独处理模块不仅应当包括与电容式动力系统相适配的接口，主要包括预设的与电容式动力系统相适配的故障信息以及各故障信息所对应的控制策略，以使该动力控制系统与电容式动力系统连接时，电容式单独处理模块能够对其进行单独控制。同理，电池式单独处理模块122应当包括与电池式动力系统100相适配的接口、与电池式动力系统100相适配的故障信息以及各故障信息所对应的控制策略。

在另一种具体实施方式中，上述协调处理模块121、单独处理模块122均按照动力部件的故障严重程度将故障信息划分为至少两个等级，并按照各个不同等级设置有对应的控制命令。

采用这种结构，工作过程中，上述协调处理模块121或者单独处理模块122收到动力部件的故障信息后，首先判断该故障信息属于哪种等级，然后输出该故障等级所对应的控制命令。例如，协调处理模块121、单独处理模块122针对电机故障分为三个等级，导致电机停机的故障定义为一级，电机大幅降功率运行的故障定义为二级，电机小幅降功率运行的故障定义为三级。控制过程中，当控制装置12接收到一级故障时，输出停止电机运行的控制命令；当控制装置12接收到二级故障时，输出大幅降低电机功率的控制命令；当控制装置12接收到三级故障时，输出小幅降低电机功率的控制命令。

需要说明的是，可以通过预设一定的功率范围来具体限定“大幅降功率”和“小幅降功率”，例如可以将电机功率降到额定功率的20％～40％设定为大幅降低电机功率，例如降至额定功率的20％；将电机功率降到额定功率的60％～80％设定为小幅降低电机功率，例如降至额定功率的80％。

采用这种结构，能够对各个动力部件的故障进行更全面的分析，并输出更具有针对性的控制命令，从而实现对动力系统100的准确控制。

除此之外，本发明还提供一种混合动力车辆的动力控制方法，该方法包括如下步骤：

S11：检测车辆的各个动力部件的故障信息，并输出检测结果；

S12：根据至少一个动力部件的故障信息确定对其他动力部件的影响，并输出控制命令至其他动力部件，以保证车辆正常运行。

具体的方案中，上述步骤S12中，当接收到电机母线电流过高的故障信息时，输出停止发动机工作的控制命令。

在另一种具体实施方式中，上述混合动力车辆的动力控制方法的步骤S12中还可以包括：

根据任一动力部件的故障信息控制该动力部件的工作状态，以保证车辆正常运行。

具体的方案中，步骤S12中，当接收到电机功率降低的故障信息时，输出降低电机的扭矩、增大发动机的扭矩、且发动机扭矩增大量等于电机扭矩减小量的控制命令。

在另一种具体实施方式中，上述控制方法可以具体为：

S21：检测车辆的各个动力部件的故障信息，并输出检测结果；

S221：判断故障信息所属的故障等级；

S222：输出故障等级所对应的控制命令。

具体的方案中，当接收到电机功率减小的故障信息时，上述步骤S222可以具体为：

若故障信息属于一级故障，输出停止电机运行的控制命令；

若故障信息属于二级故障，输出大幅降低电机功率的控制命令；

若故障信息属于三级故障，输出小幅降低电机功率的控制命令。

由于上述发动机停机相位的控制系统具有如上技术效果，因此，与该控制系统对应设置的控制方法也应当具有相同的技术效果，在此不再赘述。

以上对本发明所提供的一种混合动力车辆的动力控制系统和控制方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种混合动力车辆的动力控制系统，包括检测装置(11)和控制装置(12)，所述检测装置(11)用于检测车辆的动力系统的故障信息；其特征在于，所述控制装置(12)设有根据动力系统中至少一个动力部件的故障信息输出控制命令至其他动力部件、以使车辆正常运行的协调处理模块(121)；所述协调处理模块(121)的输入端连接所述检测装置(11)，其输出端连接所述动力系统；

所述控制装置(12)还设有根据任一所述动力部件的故障信息控制该动力部件的工作状态的单独处理模块(122)；所述单独处理模块(122)的输入端连接所述检测装置(11)，其输出端连接所述动力系统(100)；

所述控制装置(12)为根据电机功率降低的故障信息，通过所述单独处理模块(122)输出降低电机的扭矩的控制命令，通过所述协调处理模块(121)输出增大发动机的扭矩，且发动机扭矩增大量等于电机扭矩减小量的控制命令的控制装置。

2.根据权利要求1所述的混合动力车辆的动力控制系统，其特征在于，所述控制装置(12)为根据电机母线电流过高的故障信息，通过所述协调处理模块(121)输出停止发动机工作的控制命令的控制装置。

3.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆的动力控制系统，其特征在于，所述协调处理模块(121)包括与并联式动力系统适配的并联式协调处理模块和与串联式动力系统适配的串联式协调处理模块。

4.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆的动力控制系统，其特征在于，所述单独处理模块(122)包括与并联式动力系统适配的并联式单独处理模块和与串联式动力系统适配的串联式单独处理模块。

5.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆的动力控制系统，其特征在于，所述协调处理模块(121)包括与电容式动力系统适配的电容式协调处理模块和与电池组式动力系统适配的电池组式协调处理模块。

6.根据权利要求1所述的混合动力车辆的动力控制系统，其特征在于，所述单独处理模块(122)包括与电容式动力系统适配的电容式单独处理模块和与电池组式动力系统适配的电池组式单独处理模块。

7.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆的动力控制系统，其特征在于，所述协调处理模块(121)、所述单独处理模块(122)均按照所述动力部件的故障严重程度将故障信息划分为至少两个等级，并按照各个不同等级设置有对应的控制命令。

8.根据权利要求7所述的混合动力车辆的动力控制系统，其特征在于，所述控制装置(12)为根据一级故障输出停止电机运行的控制命令，根据二级故障输出大幅降低电机功率的控制命令，根据三级故障输出小幅降低电机功率的控制命令的控制装置。