CN104276170B - 用于混合动力车的驾驶控制方法 - Google Patents

Abstract

本文公开的是一种用于混合动力车的驾驶控制方法。驾驶控制方法具有包括高SOC（充电状态）范围、正常SOC范围和低SOC范围的SOC范围，以及与各个SOC范围相应的目标发动机扭矩。驾驶控制方法包括：根据当前SOC计算目标发动机扭矩；在当前SOC高于预定范围时降低目标发动机扭矩；以及在当前SOC低于预定范围时增加目标发动机扭矩。

Description

用于混合动力车的驾驶控制方法

技术领域

本发明涉及用于混合动力车的驾驶控制方法，其使用车速和行驶道路坡度来实施混合动力车的可变SOC控制，由此使车辆的能源利用性能更积极、智能和高效，从而进一步增强车辆的燃料效率。

背景技术

在并联式混合动力车中，发动机离合器布置在发动机与驱动电动机之间。因此，很容易控制动力从发动机到车轮的传送。具体地，并联式混合动力车的特征在于，当车辆减速时，其进入再生制动模式，以这样的方式，发动机停止，并且发动机离合器松开，以使制动能量被电动机直接吸收。

术语SOC（充电状态）指的是高电压电池的充电状态，换句话说，指的是电池的充电量。高电压电池起到阻尼器的作用，以这样的方式对电动机充电或放电，以使发动机可以以最佳效率操作。

然而，如果发动机过于频繁地在启动与停止之间交替，则其燃料效率降低，并且施加于整个系统的负荷增加。因此，需要适当控制混合动力系统，充分反映驾驶者的意图，从而可以高效可靠地执行发动机的启动和停止。

近来，为了响应提高车辆燃料效率的连续要求和在不同国家增加的排放规定，环境友好车辆的必要性日益增加。混合动力车被认为是这些需求的现实解决方案而成为焦点。

这样的混合动力车不仅使用作为内燃机的发动机而且使用利用电能的电动机作为动力源。因此，电池的SOC（充电状态）控制是值得注意的且是重要的，其中电池是电能的存储装置。

因此，制造商在努力开发考虑到SOC而使用最佳驾驶控制策略以便提高燃料效率的混合动力车。韩国专利公开第10-2013-0024413A号中提出一种代表性的常规驾驶控制策略。

参考这种常规技术，电池的SOC被分成多个范围，并且在各个SOC范围内使用单独的动力分配策略。也就是，基于动力分配策略，例如相应于各个范围的单独驾驶图，可以确定从发动机产生的扭矩量和从电动机产生的扭矩量。确定当前SOC属于SOC范围中的哪一个，并且在与确定的SOC范围相应的动力分配策略下控制车辆的行驶。

关于动力分配策略，在相对低的SOC范围内，从电动机产生的扭矩降低，以便防止SOC进一步降低，并且使用从发动机产生的动力来驾驶车辆和对电池充电，从而允许或促进SOC的增加。而且，当SOC低时，使用发动机的动力，执行怠速充电。如果SOC非常低，电池与电子部件断开。在高SOC范围内，允许或促进SOC的降低，以使从电动机产生的扭矩的比例增加，由此尽可能抑制发动机的使用，从而可以提高车辆的燃料效率。

近来，由于涉及车辆的IT（信息技术）的快速提高，车辆可以容易地获得车辆行驶道路的各种信息。如果在车辆的驾驶策略中反映该信息，则可以改善驾驶策略，以使车辆的燃料效率可以进一步提高。

前述仅仅是为了帮助理解本发明的背景，而不意在表明本发明落入本领域技术人员已知的相关技术的范围内。

发明内容

因此，本发明考虑了现有技术中出现的上述问题，并且本发明的目的是提供用于混合动力车的驾驶控制方法，其使用车速和行驶道路坡度来实施混合动力车的可变SOC控制，由此使车辆的能源利用性能更积极、智能和高效，从而进一步增强车辆的燃料效率。

为了实现上述目的，本发明提供用于混合动力车的驾驶控制方法，该驾驶控制方法具有包括高SOC（充电状态）范围、正常SOC范围和低SOC范围的SOC范围，以及与各个SOC范围相应的目标发动机扭矩，该驾驶控制方法包括：根据当前SOC计算目标发动机扭矩；在当前SOC高于预定范围时，降低目标发动机扭矩；以及在当前SOC低于预定范围时，增加目标发动机扭矩。

可以将SOC范围的高SOC范围、正常SOC范围和低SOC范围根据车速细分为详细范围，并且可以在各个详细范围内设定目标发动机扭矩。

可以在考虑当前SOC和车速两者的情况下计算目标发动机扭矩。

当行驶道路是上坡道路并且当前SOC是预定值或更大时，可以降低目标发动机扭矩，其中随着行驶道路的坡度增加，使目标发动机扭矩的降低率增加。

当行驶道路是下坡道路时，随着行驶道路的坡度增加，使发动机停止的时间可变得更早。

在加速踏板和制动踏板均未被踩踏的惯性行驶状态中，随着车速增加，使电动机的蠕变扭矩可在负方向增加。

在加速踏板和制动踏板均未被踩踏的惯性行驶状态中，随着车速增加，使电动机的蠕变扭矩可在负方向增加，其中当行驶道路是上坡道路时，电动机的蠕变扭矩在负方向的增加率可比当行驶道路是平地时的蠕变扭矩的增加率更小，并且当行驶道路是下坡道路时，电动机的蠕变扭矩在负方向的增加率可比当行驶道路是平地时的蠕变扭矩的增加率更大。

在加速踏板和制动踏板均未被踩踏的惯性行驶状态中，在当前SOC是预定SOC值或更大时，设置在发动机与电动机之间的离合器可以进入分离状态，其中随着车速增加，可以使作为离合器分离状态的标准的预定SOC值降低。

在加速踏板和制动踏板均未被踩踏的惯性行驶状态中，在当前SOC是预定SOC值或更大时，设置在发动机与电动机之间的离合器可以进入分离状态，其中作为离合器分离状态的标准的预定SOC值在行驶道路是上坡道路时可以最高，并且在行驶道路是下坡道路时可以最低。

另一方面，本发明提供用于混合动力车的驾驶控制方法，包括：随着SOC（充电状态）增加，使目标发动机扭矩降低；以及随着SOC降低，使目标发动机扭矩增加，其中当行驶道路是上坡道路时，目标发动机扭矩的降低率大于当行驶道路是平地或下坡道路时的目标发动机扭矩的降低率。

在根据本发明的用于混合动力车的驾驶控制方法中，可以防止发动机过于频繁地交替启动与停止，从而提高车辆的燃料效率。

而且，本发明可以防止过多的负荷被施加于发动机和离合器。此外，可以有效确保电池的充电量。而且，具有根据车速和行驶道路坡度而确定的各种驾驶策略的数据图被用于执行动力控制。因此，可以提高燃料效率、驾驶感觉和车辆的耐久性。

附图说明

根据结合附图的以下具体实施方式，可以更清楚地理解本发明的上述和其他目的、特征和优势，其中：

图1是根据本发明实施方式的用于混合动力车的驾驶控制方法的框图；

图2是示出根据本发明实施方式的驾驶控制方法的行驶模式的视图；

图3是根据本发明实施方式的驾驶控制方法的另一个框图；并且

图4～7是示出根据本发明实施方式的驾驶控制方法的效果的图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述根据本发明优选实施方式的用于混合动力车的驾驶控制方法。

图1是根据本发明实施方式的用于混合动力车的驾驶控制方法的框图。图2是示出根据本发明实施方式的驾驶控制方法的行驶模式的视图。图3是根据本发明实施方式的驾驶控制方法的另一个框图。

根据本发明的驾驶控制方法具有SOC范围以及与各个SOC范围相应的目标发动机扭矩，其中SOC范围包括高SOC范围/正常SOC范围/低SOC范围。驾驶控制方法根据当前SOC计算目标发动机扭矩。如果当前SOC高于预定范围，则降低目标发动机扭矩。如果当前SOC低于预定范围，则增加目标发动机扭矩。

具体地，根据本发明的驾驶控制方法包括高SOC范围、正常SOC范围和低SOC范围。包括高SOC范围、正常SOC范围和低SOC范围的SOC范围被细分为详细范围。在各个详细范围内设定目标发动机扭矩。图1是根据本发明实施方式的驾驶控制方法的框图。目标发动机扭矩图被划分为包括高SOC范围、正常SOC范围和低SOC范围的SOC范围。SOC范围被细分为非常高SOC范围、高SOC范围、正常高SOC范围、正常低SOC范围、低SOC范围和非常低SOC范围。根据车速，再细分各个范围（正常、高速、市区等）。

也就是，可以考虑当前SOC和车速来计算目标发动机扭矩。基于具有SOC和车速作为输入且具有与各个范围相应的目标发动机扭矩作为输出的数据图，可以获得在当前条件下的最佳发动机扭矩。

同时，虽然使用考虑了当前SOC和车速的目标发动机扭矩图来计算目标发动机扭矩，但是需要更具体地调整目标发动机扭矩。如果当前SOC高于预定范围，则降低目标发动机扭矩。如果当前SOC低于预定范围，则增加目标发动机扭矩。

也就是，如果尽管SOC变化但目标发动机扭矩保持在相同值，则存在如下可能性，即在SOC高的情况下，虽然输出预优化的目标发动机扭矩，但SOC可能进入高SOC范围，因为行驶负荷根据车辆的耐久性、驾驶风格的偏差或车内乘客数量的变化而改变。而且，在SOC低的情况下，如果根据车辆的耐久性、驾驶风格的偏差或车内乘客数量的变化在高负荷条件下过分增加行驶负荷，则与目标发动机扭矩相比过分使用动力，使得SOC可能显著降低。

因此，本发明执行可变的控制，其中，确定基于平均车速和坡度的行驶负荷条件，并且根据SOC补偿发动机扭矩。在当前SOC高于预定范围的高SOC的情况下，根据行驶负荷可变地控制和降低发动机扭矩，以使电池不被充电，从而可以提高车辆的燃料效率。在当前SOC低于预定范围的低SOC的情况下，当SOC根据行驶负荷进入低SOC范围时，抢先执行用于补偿发动机扭矩的控制，以便可以防止SOC迅速降低。图4示出这样的用于目标发动机扭矩的控制。在当前SOC高于45%～70%的预定范围时，逐渐降低目标发动机扭矩。在当前SOC低于预定范围时，逐渐增加目标发动机扭矩。

同时，如果行驶道路是上坡且SOC高于预定范围时，降低目标发动机扭矩，其中随着行驶道路的坡度增加，使目标发动机扭矩的降低率增加。在行驶道路是下坡的情况下，行驶道路的坡度越大，发动机停止的时间越早。

在这样的上坡或下坡行驶道路的情况下，可以使用由行驶负荷确定的预设行驶模式作为参考。具体地，图2是示出根据本发明实施方式的驾驶控制方法的行驶模式的视图。考虑到车速和行驶道路的坡度，提供多个详细的行驶模式。在每个行驶模式中，可以预设优先级。

具体地，行驶模式包括根据车速分类的模式和根据行驶道路的坡度分类的模式。提供具有车速和行驶道路的坡度作为输入且具有行驶模式作为输出的数据图。在数据图中，将根据车速分类的模式或根据道路的坡度分类的模式之中的一个存储为，在通过将车速水平与坡度水平结合而形成的各种情况下的优先级结果。

在附图中示出的实施例中，在车速非常低的极度拥塞和在没有坡度的平地的情况下，选择根据车速分类的行驶模式并将其用于控制车辆行驶。在其他情况下，选择根据道路坡度分类的行驶模式并将其用于控制车辆行驶。

同时，可以参考行驶模式确定坡度。鉴于此，当行驶道路是上坡且SOC高于预定范围时，降低目标发动机扭矩，其中坡度越大，目标发动机扭矩的降低率越大。图5示出这样的控制状态。在SOC是55%或更大的情况下，当车辆在上坡道路上时，逐渐降低目标发动机扭矩。当坡度增加时，换句话说，随着上坡道路的坡度增加，使目标发动机扭矩进一步降低。

鉴于SOC即使在驾驶在上坡道路上的车辆的负荷相当低时也可以处于充电状态且尽管在下坡道路上电池的充电率也可能不充足的事实，在检查根据平均车速和坡度的行驶负荷条件之后，根据SOC可变地控制发动机扭矩。当在上坡道路上时，根据SOC可变地控制发动机扭矩，以使SOC可以保持在适当水平（55%），以便准备充电状态，该充电状态在车辆越过上坡道路且驾驶在下坡道路上时被激活。

同时，在下坡道路的情况下，坡度越大，发动机停止的时间越早，从而可以更早开始EV模式。在常规技术中，当车辆在下坡道路上时，如果车辆尽管处于可以进入EV模式的条件而未进入EV模式，则当为了达到最佳发动机驱动点而控制发动机扭矩时，燃料效率降低（也就是，虽然发动机处于最佳发动机驱动点，但由于目标扭矩较高，燃料消耗增加）。然而，在本发明中，以车辆更早进入EV模式的方式执行上述可变控制，由此防止燃料效率下降。

关于根据车速确定包括极度拥塞、市区、正常等的模式，如果车辆不仅考虑车速，而且考虑停止次数，则可以更精确地确定模式。例如，即使车速非常高，但是停止次数超出预设参考值，则认为车辆驾驶在城市中，使得模式被确定为处于市区模式中。即使车速非常低，但是车辆不停止，则车辆被认为驾驶在高速路上，使得行驶模式被确定为处于高速模式。如此，如果在考虑车速和停止次数两者的情况下确定模式，则可以更精确地确定根据车速的行驶模式。

图3是根据本发明实施方式的驾驶控制方法的另一个框图。在加速踏板和制动踏板均未被踩踏的惯性行驶状态的情况下，随着车速增加，使电动机的蠕变扭矩（creeptorque）在负方向增加。

具体地，当加速踏板和制动踏板均未被踩踏时，通过惯性力驾驶以预定速度移动的车辆。在这种情况下，随着车速增加，使电动机的蠕变扭矩在负方向增加。术语“电动机的蠕变扭矩在负方向”表明车辆的速度通过再生制动而降低。鉴于此，随着根据车速的惯性力增加，使电动机的蠕变扭矩在负方向增加，使得再生制动和减速更有效。

如图6所示，如果通过惯性力以更高的速度驾驶车辆，电动机的蠕变扭矩在负方向进一步逐渐增加。具体地，当行驶道路是上坡道路时，与平地的情况相比，电动机的蠕变扭矩在负方向增加得更缓慢。当行驶道路是下坡道路时，与平地的情况相比，电动机的蠕变扭矩在负方向增加得更急剧。因此，在上坡道路的情况下，电动机的蠕变扭矩相对降低，从而减速和再生降低。在下坡道路的情况下，电动机的蠕变扭矩增加，从而制动操作降低，使得对提高车辆的耐久性有利，并且减速和再生增加。结果，当在上坡道路或下坡道路上减速时，驾驶者可感觉到更小的区别。

同时，在加速踏板和制动踏板均未被踩踏的惯性行驶状态的情况下，当SOC是预定的SOC值或更大时，设置在发动机与电动机之间的离合器处于分离状态。随着车速增加，使作为离合器分离的标准的预定SOC值降低。也就是，在典型的混合动力车中，发动机经由离合器连接到电动机，并且电动机直接连接到驱动轴。起动电动机和发电机（HSG）在与离合器相反的一侧设置在发动机上。如果使用未处于分离状态的离合器执行惯性驱动，则以最小的驱动力操作发动机，且电动机和HSG执行电池再生充电。

如此，在加速踏板和制动踏板均未被踩踏的惯性行驶状态的情况下，仅当SOC是预定的SOC值或更大时，设置在在发动机与电动机之间的离合器进入分离状态，由此防止离合器过于频繁地交替接合/分离状态，从而防止动力损失。特别地，随着车速增加，使作为离合器分离的标准的预定SOC值降低，从而当车辆处于高速状态时，离合器处于接合状态的时间可以增加。

而且，在加速踏板和制动踏板均未被踩踏的惯性行驶状态的情况下，当SOC是预定SOC值或更大时，设置在发动机与电动机之间的离合器处于分离状态。作为离合器分离的标准的预定SOC值在行驶道路是上坡道路时最高，并且在行驶道路是下坡道路时最低。

这在图7的图中示出。参考图7，可以理解到，在加速踏板和制动踏板均未被踩踏的惯性行驶状态的情况下，当SOC是预定SOC值或更大时，也就是，当SOC高于SOC边界线时，离合器进入分离状态。作为离合器分离的标准的SOC线在上坡道路上时最高且在下坡道路上时最低，以这样的方式，随着车速增加，使SOC线降低。

从而，可以防止离合器或发动机过于频繁地在接合状态与分离状态之间交替。此外，执行利用HSG的电池的额外充电，以使SOC增加。

如上所述，在根据本发明的用于混合动力车的驾驶控制方法中，可以防止发动机过于频繁地交替启动与停止，从而提高燃料效率。

而且，本发明可以防止过量的负荷被施加于发动机和离合器。此外，可以有效确保电池的充电量。进一步地，具有根据车速和坡度而确定的各种驾驶策略的数据图被用于执行动力控制。因此，可以提高燃料效率、驾驶感觉和车辆的耐久性。

尽管为了示例说明的目的公开本发明的优选实施方式，但本领域的技术人员应当明白，在不偏离权利要求中公开的本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、添加和替换。

Claims (9)

1.一种用于混合动力车的驾驶控制方法，具有包括高SOC范围、正常SOC范围和低SOC范围的SOC范围，以及与各个SOC范围相应的目标发动机扭矩，所述驾驶控制方法包括：

根据当前SOC计算目标发动机扭矩；

当所述当前SOC高于所述SOC范围中的预定范围的上限时，降低所述目标发动机扭矩；以及

当所述当前SOC低于所述预定范围的下限时，增加所述目标发动机扭矩，

其中在加速踏板和制动踏板均未被踩踏的惯性行驶状态中，当所述当前SOC是预定SOC值或更大时，设置在发动机与电动机之间的离合器进入分离状态，其中随着车速增加，使作为所述离合器的分离状态的标准的所述预定SOC值降低。

2.根据权利要求1所述的驾驶控制方法，其中将所述SOC范围的高SOC范围、正常SOC范围和低SOC范围根据车速细分为详细范围，并且在各个所述详细范围内设定目标发动机扭矩。

3.根据权利要求2所述的驾驶控制方法，其中在考虑所述当前SOC和所述车速两者的情况下，计算所述目标发动机扭矩。

4.根据权利要求1所述的驾驶控制方法，其中当行驶道路是上坡道路且所述当前SOC是预定值或更大时，降低所述目标发动机扭矩，其中随着所述行驶道路的坡度增加，使所述目标发动机扭矩的降低率增加。

5.根据权利要求1所述的驾驶控制方法，其中当行驶道路是下坡道路时，随着所述行驶道路的坡度增加，使发动机停止的时间变得更早。

6.根据权利要求1所述的驾驶控制方法，其中在加速踏板和制动踏板均未被踩踏的惯性行驶状态中，随着车速增加，电动机的再生制动增加。

7.根据权利要求1所述的驾驶控制方法，其中在加速踏板和制动踏板均未被踩踏的惯性行驶状态中，随着车速增加，电动机的再生制动增加，

其中当行驶道路是上坡道路时，所述电动机的再生制动的增加率小于当所述行驶道路是平地时的所述再生制动的增加率，并且

当行驶道路是下坡道路时，所述电动机的再生制动的增加率大于当所述行驶道路是平地时的所述再生制动的增加率。

8.根据权利要求1所述的驾驶控制方法，其中，作为所述离合器的分离状态的标准的所述预定SOC值在行驶道路是上坡道路时最高，且在所述行驶道路是下坡道路时最低。

9.一种用于混合动力车的驾驶控制方法，包括:

随着SOC增加，使目标发动机扭矩降低；以及

随着所述SOC降低，使所述目标发动机扭矩增加，

其中当行驶道路是上坡道路时，所述目标发动机扭矩的降低率大于当所述行驶道路是平地或下坡道路时的所述目标发动机扭矩的降低率，

其中在加速踏板和制动踏板均未被踩踏的惯性行驶状态中，当当前SOC是预定SOC值或更大时，设置在发动机与电动机之间的离合器进入分离状态，其中随着车速增加，使作为所述离合器的分离状态的标准的所述预定SOC值降低。