CN104340221B - 一种双行星排四轴混合动力系统的能量回收控制方法 - Google Patents

一种双行星排四轴混合动力系统的能量回收控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104340221B
CN104340221B CN201410435855.7A CN201410435855A CN104340221B CN 104340221 B CN104340221 B CN 104340221B CN 201410435855 A CN201410435855 A CN 201410435855A CN 104340221 B CN104340221 B CN 104340221B
Authority
CN
China
Prior art keywords
motor
speed
torque
sun gear
brake
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410435855.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104340221A (zh
Inventor
潘青贵
王晨
焦敏
余才光
于海生
马智涛
张彤
王瑞平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangxi Dingsheng New Material Technology Co ltd
Original Assignee
Corun Hybrid Power Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Corun Hybrid Power Technology Co Ltd filed Critical Corun Hybrid Power Technology Co Ltd
Priority to CN201410435855.7A priority Critical patent/CN104340221B/zh
Publication of CN104340221A publication Critical patent/CN104340221A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104340221B publication Critical patent/CN104340221B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/18—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of braking systems
    • B60W10/196—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of braking systems acting within the driveline, e.g. retarders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/08—Electric propulsion units
    • B60W2510/081—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/10—Longitudinal speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2540/00—Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/12—Brake pedal position
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/06—Combustion engines, Gas turbines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/08—Electric propulsion units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/18—Braking system
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/92—Energy efficient charging or discharging systems for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors specially adapted for vehicles

Abstract

本发明公开了一种双行星排四轴混合动力系统的能量回收控制方法。它包括以下步骤：当汽车制动时，如果制动前处于纯电动运行模式且第一制动器处于打开状态，则进入第一制动器打开的纯电动制动模式，如果制动前处于纯电动运行模式且第一制动器处于锁止状态，则进入第一制动器锁止的纯电动制动模式，如果制动前处于混合动力运行模式且第二制动器处于打开状态，则进入第二制动器打开的混合动力制动模式，如果制动前处于混合动力运行模式且第二制动器处于锁止状态，则进入第二制动器锁止的混合动力制动模式。本发明能够根据汽车在制动前不同的运行模式选择对应的制动模式，能够避免高车速下的电机高转速低扭矩的情况，从而提高能量回收效率。

Description

一种双行星排四轴混合动力系统的能量回收控制方法
技术领域
本发明涉及能量汽车制动能量回收技术领域，尤其涉及一种双行星排四轴混合动力系统的能量回收控制方法。
背景技术
在车辆制动过程中，在车辆惯性作用下，车轮带动外齿圈转动，与外齿圈耦合的电机随之转动，产生电动势，形成充电电流，蓄电池回收这一部分电能并储存在蓄电池里，双电机可以在控制指令下进行单电机制动发电或者是双电机联合制动发电。
现有技术只采用一个电机进行制动能量回收，在车速高的时候，电机转速也高，导致电机能够提供电制动扭矩较小。也就是说，在制动车速较高的时候，车辆惯性动能很高，但提供的充电功率反而降低，能量回收效果差。
发明内容
本发明的目的是克服目前能量回收控制方法在车速高的时候，电机扭矩小，能量回收效果差的技术问题，提供了一种双行星排四轴混合动力系统的能量回收控制方法，其能够根据汽车在制动前不同的运行模式选择对应的制动模式，能够避免高车速下的电机高转速低扭矩的情况，从而提高能量回收效率。
为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案予以实现：
本发明的一种双行星排四轴混合动力系统的能量回收控制方法，包括以下步骤：
S1：当汽车制动时，如果制动前汽车处于纯电动运行模式且第一制动器处于打开状态，则执行步骤S2，如果制动前汽车处于纯电动运行模式且第一制动器处于锁止状态，则执行步骤S3，如果制动前汽车处于混合动力运行模式且第二制动器处于打开状态，则执行步骤S4，如果制动前汽车处于混合动力运行模式且第二制动器处于锁止状态，则执行步骤S5；
S2：制动控制单元根据当前制动踏板开度BPS以及当前车速V查表得到当前汽车需要的制动扭矩TH并发送给整车控制单元，电机控制器设置第一电机驱动、第二电机发电，采集第一电机和第二电机的转速信号，并发送到整车控制单元，整车控制单元根据接收到的转速信号计算出小太阳轮的角速度ω1和大太阳轮的角速度ω2，为了保证发动机始终处于静止状态需要使行星架扭矩Tpc为0、发动机扭矩TEngine为0、输入行星架角加速度apc为0以及外齿圈角加速度ar为0，由双行星排固有的数学关系，计算出当前第一电机需要输出的扭矩TE1和第二电机需要输出的扭矩TE2，并将扭矩值发送到电机控制器，电机控制器控制第一电机和第二电机工作；
S3：制动控制单元根据当前制动踏板开度BPS以及当前车速V查表得到当前汽车需要的制动扭矩TH，并将制动扭矩TH发送给整车控制单元，在该工作模式下，发动机扭矩TEngine为0、输入行星架角加速度apc为0以及外齿圈角加速度ar为0，但由于第一制动器处于锁止状态锁止行星架，行星架将作为等效杠杆的支点，其扭矩Tpc不一定为0，整车控制单元根据车速V和制动扭矩TH在预先设置的电机选择表中查找出需要工作的电机，电机控制器控制对应的电机进行制动发电；
S4：整车控制器向发动机控制器发送零转矩控制需求，当发动机转速nE大于怠速转速时，则发动机断油，发动机转速nE随着车速V的下降而下降，发动机倒拖运转；当发动机转速nE小于等于怠速转速时，则发动机恢复喷油，将发动机转速维持在怠速转；整车制动过程中，制动控制单元读取当前车速V，当车速V大于等于预设值V1时，根据当前车速V查表得到对应的发动机转速nE，并设定该发动机转速nE为发动机目标转速；当车速V小于预设值V1时，设定发动机目标转速为怠速转速；整车控制单元根据当前发动机的实际转速与目标转速的差值查表得到行星架的目标角加速度apc，并设定外齿圈角加速度ar始终为0，制动控制单元根据当前制动踏板开度BPS以及当前车速V查表得到当前汽车需要的制动扭矩TH，并将制动扭矩TH发送给整车控制单元，整车控制单元根据双行星排固有的数学关系，计算得到第一电机的需求扭矩TE1和第二电机的需求扭矩TE2，并将扭矩值发送到电机控制器，电机控制器控制第一电机和第二电机工作；
S5：整车控制器向发动机控制器发送零转矩控制需求，当发动机转速nE大于怠速转速时，则发动机断油，发动机转速nE随着车速V的下降而下降，发动机倒拖运转；当发动机转速nE小于等于怠速转速时，则发动机恢复喷油，将发动机转速维持在怠速转；整车制动过程中，制动控制单元读取当前车速V，当车速V大于等于预设值V1时，根据当前车速V查表得到对应的发动机转速nE，并设定该发动机转速nE为发动机目标转速；当车速V小于预设值V1时，设定发动机目标转速为怠速转速；整车控制单元根据当前发动机的实际转速与目标转速的差值查表得到行星架的目标角加速度apc，并设定外齿圈角加速度ar始终为0，制动控制单元根据当前制动踏板开度BPS以及当前车速V查表得到当前汽车需要的制动扭矩TH，并将制动扭矩TH发送给整车控制单元，整车控制单元根据双行星排固有的数学关系，计算得到第一电机的需求扭矩TE1和第二电机的需求扭矩TE2，并将扭矩值发送到电机控制器，电机控制器控制第一电机和第二电机工作，同时，打开第二制动器。
在本技术方案中，本控制方法适用的双行星排四轴混合动力系统包括发动机、第一电机、第二电机、主减速器以及由第一行星排和第二行星排集成为一体的双行星排，第一行星排包括小太阳轮、行星架、短行星轮以及外齿圈，第二行星排包括大太阳轮、长行星轮以及和第一行星排共用的行星架、短行星轮和外齿圈，长行星轮分别与短行星轮和大太阳轮啮合，发动机曲轴与行星架连接，外齿圈通过主减速器输出动力，小太阳轮的转轴与第一电机的转子相连接，小太阳轮转轴的延伸段连接第二制动器，可转动地套设在小太阳轮转轴外的大太阳轮的转轴与第二电机的转子相连接，行星架设有第一制动器。
作为优选，所述步骤S2中小太阳轮的角速度ω1和大太阳轮的角速度ω2的计算包括以下步骤：将第一电机的转速和第二电机的转速转换为对应的角速度，由于小太阳轮的角速度与第一电机的角速度相同，大太阳轮的角速度与第二电机的角速度相同，从而得到小太阳轮的角速度ω1和大太阳轮的角速度ω2。
作为优选，所述双行星排固有的数学关系公式如下：
nSo1＝nHo*i01+nVM*(1-i01)
nSo2＝nHo*i02+nVM*(1-i02)
wSo1＝nSo1*2*pi/60
wSo2＝nSo2*2*pi/60
其中，nSo1为第一电机转速，nSo2为第二电机转速，nHo齿圈转速，i01为小太阳轮与齿圈的传动比，i02为大太阳轮与齿圈的传动比，nVM为发动机转速，wSo1为第一电机的角速度，wSo2为第二电机的角速度，pi为圆周率；
Ts1*i01+Ts2*i02＝Tr*-1
Ts1*i02+Ts2*i02＝-i02*(Tpc+Tr)
Ts1+Ts2＝-(Tpc+Tr)
Ts1*(i02-i01)＝Tr-i02*(Tpc+Tr)
Tpc＝TEngine-Jpc*apc
Ts1＝(Tr-i02*(Tpc+Tr))/(i02-i01)
as1＝ar*i01+apc*(1-i01)
TE1＝Js1*as1+Ts1；
Ts1*i01+Ts2*i02＝Tr*-1
Ts1*i01+Ts2*i01＝-i01*(Tpc+Tr)
Ts1+Ts2＝-(Tpc+Tr)
Ts2(i02-i01)＝i01*(Tpc+Tr)-Tr
Ts2＝(i01*(Tpc+Tr)-Tr)/(i02-i01)
as2＝ar*i02+apc*(1-i02)
TE2＝Js2*as2+Ts2
其中，Ts1为小太阳轮扭矩，Ts2为大太阳轮扭矩，Tr为外齿圈扭矩，Tpc为行星架扭矩，TEngine为发动机扭矩，Jpc发动机转动惯量，Js1为小太阳轮转动惯量，Js2为大太阳轮转动惯量，apc为行星架角加速度，as1为小太阳轮角加速度，as2为大太阳轮角加速度，ar为外齿圈角加速度，TE1为第一电机扭矩，TE2为第二电机扭矩。
作为优选，所述怠速转速为850rpm。
本发明的实质性效果是：能够根据汽车在制动前不同的运行模式选择对应的制动模式，能够避免高车速下的电机高转速低扭矩的情况，从而提高能量回收效率。
附图说明
图1是本发明的一种工作流程图；
图2是双行星排四轴混合动力系统的结构示意图；
图3是本发明的第一制动器打开的纯电动制动模式下各轴转矩模拟杠杆原理图；
图4是本发明的第一制动器锁止的纯电动制动模式下各轴转矩模拟杠杆原理图；
图5是本发明的第二制动器打开的混合动力制动模式下各轴转矩模拟杠杆原理图；
图6是本发明的第二制动器锁止的混合动力制动模式下各轴转矩模拟杠杆原理图。
图中：1、发动机，2、第一电机，3、第二电机，4、主减速器，5、双行星排，6、小太阳轮，7、行星架，8、短行星轮，9、外齿圈，10、大太阳轮，11、长行星轮，12、发动机曲轴，13、第一制动器，14、第二制动器。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：本实施例的一种双行星排四轴混合动力系统的能量回收控制方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1：当汽车制动时，如果制动前汽车处于纯电动运行模式且第一制动器处于打开状态，则执行步骤S2，如果制动前汽车处于纯电动运行模式且第一制动器处于锁止状态，则执行步骤S3，如果制动前汽车处于混合动力运行模式且第二制动器处于打开状态，则执行步骤S4，如果制动前汽车处于混合动力运行模式且第二制动器处于锁止状态，则执行步骤S5；
S2：制动控制单元根据当前制动踏板开度BPS以及当前车速V查表得到当前汽车需要的制动扭矩TH并发送给整车控制单元，电机控制器设置第一电机驱动、第二电机发电，采集第一电机和第二电机的转速信号，并发送到整车控制单元，整车控制单元根据接收到的转速信号计算出小太阳轮的角速度ω1和大太阳轮的角速度ω2，为了保证发动机始终处于静止状态需要使行星架扭矩Tpc为0、发动机扭矩TEngine为0、输入行星架角加速度apc为0以及外齿圈角加速度ar为0，由双行星排固有的数学关系，计算出当前第一电机需要输出的扭矩TE1和第二电机需要输出的扭矩TE2，并将扭矩值发送到电机控制器，电机控制器控制第一电机和第二电机工作，使发动机始终处于静止状态；
汽车制动前若为纯电动运行模式，且第一制动器处于打开状态，为了保证发动机始终处于零转速静止状态，需要控制第一电机和第二电机共同运行，才能使得作用在行星架上的扭矩Tpc为0，保证等效杠杆的平衡以及发动机的绝对静止状态，如图3所示。由于整车在该运行模式下，必然会有一个电机处于驱动运行状态而另一个电机处于发电运行状态，设置第二电机发电、第一电机驱动。
将第一电机的转速和第二电机的转速转换为对应的角速度，由于小太阳轮的角速度与第一电机的角速度相同，大太阳轮的角速度与第二电机的角速度相同，从而得到小太阳轮的角速度ω1和大太阳轮的角速度ω2。
S3：制动控制单元根据当前制动踏板开度BPS以及当前车速V查表得到当前汽车需要的制动扭矩TH，并将制动扭矩TH发送给整车控制单元，在该工作模式下，发动机扭矩TEngine为0、输入行星架角加速度apc为0以及外齿圈角加速度ar为0，但由于第一制动器处于锁止状态锁止行星架，行星架将作为等效杠杆的支点，其扭矩Tpc不一定为0，整车控制单元根据车速V和制动扭矩TH在预先设置的电机选择表中查找出需要工作的电机，电机控制器控制对应的电机进行制动发电；
该制动模式下各轴转矩模拟杠杆原理图，如图4所示。如果车速V小于K1(低速状态)且扭矩Tpc小于N1(低扭矩)，电机控制器控制第一电机单独制动发电，如果车速V小于K2(中低速状态)且扭矩Tpc大于等于N1小于N2(中等扭矩)，电机控制器控制第二电机单独制动发电，如果车速V大于等于K1小于K2(中速状态)且扭矩Tpc大于N2(大扭矩)，电机控制器控制第一电机和第二电机联合制动发电。在联合发电时，如果当前汽车需要的制动扭矩TH较小，第一电机提供较小的扭矩，如果当前汽车需要的制动扭矩TH较大，第一电机提供较大的扭矩。
S4：整车控制器向发动机控制器发送零转矩控制需求，当发动机转速nE大于怠速转速时，则发动机断油，发动机转速nE随着车速V的下降而下降，发动机倒拖运转；当发动机转速nE小于等于怠速转速时，则发动机恢复喷油，将发动机转速维持在怠速转；整车制动过程中，制动控制单元读取当前车速V，当车速V大于等于预设值V1时，根据当前车速V查表得到对应的发动机转速nE，并设定该发动机转速nE为发动机目标转速；当车速V小于预设值V1时，设定发动机目标转速为怠速转速；整车控制单元根据当前发动机的实际转速与目标转速的差值查表得到行星架的目标角加速度apc，并设定外齿圈角加速度ar始终为0，制动控制单元根据当前制动踏板开度BPS以及当前车速V查表得到当前汽车需要的制动扭矩TH，并将制动扭矩TH发送给整车控制单元，整车控制单元根据双行星排固有的数学关系，计算得到第一电机的需求扭矩TE1和第二电机的需求扭矩TE2，并将扭矩值发送到电机控制器，电机控制器控制第一电机和第二电机工作；
动力系统通过电机的电制动功能进行发电，回收一部分整车动能给动力电池充电，该制动模式下各轴转矩模拟杠杆原理图，如图5所示。
S5：整车控制器向发动机控制器发送零转矩控制需求，当发动机转速nE大于怠速转速时，则发动机断油，发动机转速nE随着车速V的下降而下降，发动机倒拖运转；当发动机转速nE小于等于怠速转速时，则发动机恢复喷油，将发动机转速维持在怠速转；整车制动过程中，制动控制单元读取当前车速V，当车速V大于等于预设值V1时，根据当前车速V查表得到对应的发动机转速nE，并设定该发动机转速nE为发动机目标转速；当车速V小于预设值V1时，设定发动机目标转速为怠速转速；整车控制单元根据当前发动机的实际转速与目标转速的差值查表得到行星架的目标角加速度apc，并设定外齿圈角加速度ar始终为0，制动控制单元根据当前制动踏板开度BPS以及当前车速V查表得到当前汽车需要的制动扭矩TH，并将制动扭矩TH发送给整车控制单元，整车控制单元根据双行星排固有的数学关系，计算得到第一电机的需求扭矩TE1和第二电机的需求扭矩TE2，并将扭矩值发送到电机控制器，电机控制器控制第一电机和第二电机工作，同时，打开第二制动器。
该制动模式下各轴转矩模拟杠杆原理图，如图6所示。
在本技术方案中，怠速转速为850rpm，本控制方法适用的双行星排四轴混合动力系统，如图2所示，包括发动机1、第一电机2、第二电机3、主减速器4以及由第一行星排和第二行星排集成为一体的双行星排5，第一行星排包括小太阳轮6、行星架7、短行星轮8以及外齿圈9，第二行星排包括大太阳轮10、长行星轮11以及和第一行星排共用的行星架7、短行星轮8和外齿圈9，长行星轮11分别与短行星轮8和大太阳轮10啮合，发动机曲轴12与行星架7连接，外齿圈9通过主减速器4输出动力，小太阳轮6的转轴与第一电机2的转子相连接，小太阳轮6转轴的延伸段连接第二制动器14，可转动地套设在小太阳轮6转轴外的大太阳轮10的转轴与第二电机3的转子相连接，行星架7设有第一制动器13。
双行星排固有的数学关系公式如下：
nSo1＝nHo*i01+nVM*(1-i01)
nSo2＝nHo*i02+nVM*(1-i02)
wSo1＝nSo1*2*pi/60
wSo2＝nSo2*2*pi/60
其中，nSo1为第一电机转速，nSo2为第二电机转速，nHo齿圈转速，i01为小太阳轮与齿圈的传动比，i02为大太阳轮与齿圈的传动比，nVM为发动机转速，wSo1为第一电机的角速度，wSo2为第二电机的角速度，pi为圆周率；
Ts1*i01+Ts2*i02＝Tr*-1
Ts1*i02+Ts2*i02＝-i02*(Tpc+Tr)
Ts1+Ts2＝-(Tpc+Tr)
Ts1*(i02-i01)＝Tr-i02*(Tpc+Tr)
Tpc＝TEngine-Jpc*apc
Ts1＝(Tr-i02*(Tpc+Tr))/(i02-i01)
as1＝ar*i01+apc*(1-i01)
TE1＝Js1*as1+Ts1；
Ts1*i01+Ts2*i02＝Tr*-1
Ts1*i01+Ts2*i01＝-i01*(Tpc+Tr)
Ts1+Ts2＝-(Tpc+Tr)
Ts2(i02-i01)＝i01*(Tpc+Tr)-Tr
Ts2＝(i01*(Tpc+Tr)-Tr)/(i02-i01)
as2＝ar*i02+apc*(1-i02)
TE2＝Js2*as2+Ts2
其中，Ts1为小太阳轮扭矩，Ts2为大太阳轮扭矩，Tr为外齿圈扭矩，Tpc为行星架扭矩，TEngine为发动机扭矩，Jpc发动机转动惯量，Js1为小太阳轮转动惯量，Js2为大太阳轮转动惯量，apc为行星架角加速度，as1为小太阳轮角加速度，as2为大太阳轮角加速度，ar为外齿圈角加速度，TE1为第一电机扭矩，TE2为第二电机扭矩。

Claims (4)

1.一种双行星排四轴混合动力系统的能量回收控制方法，双行星排四轴混合动力系统包括发动机、第一电机、第二电机、主减速器以及由第一行星排和第二行星排集成为一体的双行星排，第一行星排包括小太阳轮、行星架、短行星轮以及外齿圈，第二行星排包括大太阳轮、长行星轮以及和第一行星排共用的行星架、短行星轮和外齿圈，长行星轮分别与短行星轮和大太阳轮啮合，发动机曲轴与行星架连接，外齿圈通过主减速器输出动力，小太阳轮的转轴与第一电机的转子相连接，小太阳轮转轴的延伸段连接第二制动器，可转动地套设在小太阳轮转轴外的大太阳轮的转轴与第二电机的转子相连接，行星架设有第一制动器，其特征在于，包括以下步骤：
S1：当汽车制动时，如果制动前汽车处于纯电动运行模式且第一制动器处于打开状态，则执行步骤S2，如果制动前汽车处于纯电动运行模式且第一制动器处于锁止状态，则执行步骤S3，如果制动前汽车处于混合动力运行模式且第二制动器处于打开状态，则执行步骤S4，如果制动前汽车处于混合动力运行模式且第二制动器处于锁止状态，则执行步骤S5；
S2：制动控制单元根据当前制动踏板开度BPS以及当前车速V查表得到当前汽车需要的制动扭矩TH并发送给整车控制单元，电机控制器设置第一电机驱动、第二电机发电，采集第一电机和第二电机的转速信号，并发送到整车控制单元，整车控制单元根据接收到的转速信号计算出小太阳轮的角速度ω1和大太阳轮的角速 度ω2，为了保证发动机始终处于静止状态需要使行星架扭矩Tpc为0、发动机扭矩TEngine为0、输入行星架角加速度apc为0以及外齿圈角加速度ar为0，由双行星排固有的数学关系，计算出当前第一电机需要输出的扭矩TE1和第二电机需要输出的扭矩TE2，并将扭矩值发送到电机控制器，电机控制器控制第一电机和第二电机工作；
S3：制动控制单元根据当前制动踏板开度BPS以及当前车速V查表得到当前汽车需要的制动扭矩TH，并将制动扭矩TH发送给整车控制单元，在该工作模式下，发动机扭矩TEngine为0、输入行星架角加速度apc为0以及外齿圈角加速度ar为0，但由于第一制动器处于锁止状态锁止行星架，行星架将作为等效杠杆的支点，其扭矩Tpc不一定为0，整车控制单元根据车速V和制动扭矩TH在预先设置的电机选择表中查找出需要工作的电机，电机控制器控制对应的电机进行制动发电；
S4：整车控制器向发动机控制器发送零转矩控制需求，当发动机转速nE大于怠速转速时，则发动机断油，发动机转速nE随着车速V的下降而下降，发动机倒拖运转；当发动机转速nE小于等于怠速转速时，则发动机恢复喷油，将发动机转速维持在怠速转；整车制动过程中，制动控制单元读取当前车速V，当车速V大于等于预设值V1时，根据当前车速V查表得到对应的发动机转速nE，并设定该发动机转速nE为发动机目标转速；当车速V小于预设值V1时，设定发动机目标转速为怠速转速；整车控制单元根据当前 发动机的实际转速与目标转速的差值查表得到行星架的目标角加速度apc，并设定外齿圈角加速度ar始终为0，制动控制单元根据当前制动踏板开度BPS以及当前车速V查表得到当前汽车需要的制动扭矩TH，并将制动扭矩TH发送给整车控制单元，整车控制单元根据双行星排固有的数学关系，计算得到第一电机的需求扭矩TE1和第二电机的需求扭矩TE2，并将扭矩值发送到电机控制器，电机控制器控制第一电机和第二电机工作；
S5：整车控制器向发动机控制器发送零转矩控制需求，当发动机转速nE大于怠速转速时，则发动机断油，发动机转速nE随着车速V的下降而下降，发动机倒拖运转；当发动机转速nE小于等于怠速转速时，则发动机恢复喷油，将发动机转速维持在怠速转；整车制动过程中，制动控制单元读取当前车速V，当车速V大于等于预设值V1时，根据当前车速V查表得到对应的发动机转速nE，并设定该发动机转速nE为发动机目标转速；当车速V小于预设值V1时，设定发动机目标转速为怠速转速；整车控制单元根据当前发动机的实际转速与目标转速的差值查表得到行星架的目标角加速度apc，并设定外齿圈角加速度ar始终为0，制动控制单元根据当前制动踏板开度BPS以及当前车速V查表得到当前汽车需要的制动扭矩TH，并将制动扭矩TH发送给整车控制单元，整车控制单元根据双行星排固有的数学关系，计算得到第一电机的需求扭矩TE1和第二电机的需求扭矩TE2，并将扭矩值发送到电机控制器，电机控制器控制第一电机和第二电机工作，同时，打开第二 制动器。
2.根据权利要求1所述的一种双行星排四轴混合动力系统的能量回收控制方法，其特征在于，所述步骤S2中小太阳轮的角速度ω1和大太阳轮的角速度ω2的计算包括以下步骤：将第一电机的转速和第二电机的转速转换为对应的角速度，由于小太阳轮的角速度与第一电机的角速度相同，大太阳轮的角速度与第二电机的角速度相同，从而得到小太阳轮的角速度ω1和大太阳轮的角速度ω2。
3.根据权利要求1或2所述的一种双行星排四轴混合动力系统的能量回收控制方法，其特征在于：所述双行星排固有的数学关系公式如下：
nSo1＝nHo*i01+nVM*(1-i01)
nSo2＝nHo*i02+nVM*(1-i02)
wSo1＝nSo1*2*pi/60
wSo2＝nSo2*2*pi/60
其中，nSo1为第一电机转速，nSo2为第二电机转速，nHo齿圈转速，i01为小太阳轮与齿圈的传动比，i02为大太阳轮与齿圈的传动比，nVM为发动机转速，wSo1为第一电机的角速度，wSo2为第二电机的角速度，pi为圆周率；
Ts1*i01+Ts2*i02＝Tr*-1
Ts1*i02+Ts2*i02＝-i02*(Tpc+Tr)
Ts1+Ts2＝-(Tpc+Tr)
Ts1*(i02-i01)＝Tr-i02*(Tpc+Tr)
Tpc＝TEngine-Jpc*apc
Ts1＝(Tr-i02*(Tpc+Tr))/(i02-i01)
as1＝ar*i01+apc*(1-i01)
TE1＝Js1*as1+Ts1；
Ts1*i01+Ts2*i02＝Tr*-1
Ts1*i01+Ts2*i01＝-i01*(Tpc+Tr)
Ts1+Ts2＝-(Tpc+Tr)
Ts2(i02-i01)＝i01*(Tpc+Tr)-Tr
Ts2＝(i01*(Tpc+Tr)-Tr)/(i02-i01)
as2＝ar*i02+apc*(1-i02)
TE2＝Js2*as2+Ts2
其中，Ts1为小太阳轮扭矩，Ts2为大太阳轮扭矩，Tr为外齿圈扭矩，Tpc为行星架扭矩，TEngine为发动机扭矩，Jpc发动机转动惯量，Js1为小太阳轮转动惯量，Js2为大太阳轮转动惯量，apc为行星架角加速度，as1为小太阳轮角加速度，as2为大太阳轮角加速度，ar为外齿圈角加速度，TE1为第一电机扭矩，TE2为第二电机扭矩。
4.根据权利要求1或2所述的一种双行星排四轴混合动力系统的能量回收控制方法，其特征在于：所述怠速转速为850rpm。
CN201410435855.7A 2014-08-29 2014-08-29 一种双行星排四轴混合动力系统的能量回收控制方法 Active CN104340221B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410435855.7A CN104340221B (zh) 2014-08-29 2014-08-29 一种双行星排四轴混合动力系统的能量回收控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410435855.7A CN104340221B (zh) 2014-08-29 2014-08-29 一种双行星排四轴混合动力系统的能量回收控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104340221A CN104340221A (zh) 2015-02-11
CN104340221B true CN104340221B (zh) 2017-02-08

Family

ID=52496869

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410435855.7A Active CN104340221B (zh) 2014-08-29 2014-08-29 一种双行星排四轴混合动力系统的能量回收控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104340221B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6252519B2 (ja) * 2015-03-06 2017-12-27 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車の制御装置
CN106427988B (zh) * 2016-10-28 2019-01-29 科力远混合动力技术有限公司 双行星排混合动力汽车起动协调控制方法
CN108556836B (zh) * 2018-05-30 2020-06-09 科力远混合动力技术有限公司 功率分流混合动力汽车制动器辅助起动发动机的控制方法
CN108725427B (zh) * 2018-05-30 2020-06-09 科力远混合动力技术有限公司 无离合器混合动力汽车制动器辅助发动机停机的控制方法
CN108909701B (zh) * 2018-07-11 2019-11-26 科力远混合动力技术有限公司 混合动力汽车在高压电池功率严重受限情况的扭矩控制方法
CN109263629B (zh) * 2018-08-15 2020-03-31 科力远混合动力技术有限公司 混合动力汽车能量回收解耦控制方法
CN110091857B (zh) * 2019-04-25 2020-08-04 科力远混合动力技术有限公司 双行星排深度混合动力汽车制动器辅助换挡控制方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103009994A (zh) * 2012-11-27 2013-04-03 奇瑞汽车股份有限公司 一种混合动力汽车动力耦合装置及变速系统
CN203611727U (zh) * 2013-11-22 2014-05-28 北汽福田汽车股份有限公司 用于混合动力汽车的动力系统及具有其的混合动力汽车
CN103863323A (zh) * 2012-12-11 2014-06-18 重庆长安汽车股份有限公司 一种重度混合动力汽车的能量管理系统及控制方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103009994A (zh) * 2012-11-27 2013-04-03 奇瑞汽车股份有限公司 一种混合动力汽车动力耦合装置及变速系统
CN103863323A (zh) * 2012-12-11 2014-06-18 重庆长安汽车股份有限公司 一种重度混合动力汽车的能量管理系统及控制方法
CN203611727U (zh) * 2013-11-22 2014-05-28 北汽福田汽车股份有限公司 用于混合动力汽车的动力系统及具有其的混合动力汽车

Also Published As

Publication number Publication date
CN104340221A (zh) 2015-02-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104340221B (zh) 一种双行星排四轴混合动力系统的能量回收控制方法
US9950607B2 (en) Powertrain with multi-planetary, single motor drive unit
CN101353043B (zh) 混合动力输出装置中的离合器接合控制方法及控制系统
US7398844B2 (en) Hybrid vehicle
CN104802628B (zh) 混合动力汽车单行星轮系动力耦合装置及方法
US8948949B2 (en) Drive control apparatus for providing drive control to a hybrid electric vehicle, and hybrid electric vehicle
US20140121867A1 (en) Method of controlling a hybrid powertrain with multiple electric motors to reduce electrical power losses and hybrid powertrain configured for same
CN101951092A (zh) 电动汽车用双转子电机及相关行星齿轮无级变速系统和控制方法
CN102019843B (zh) 混合动力输出功率平衡装置及其控制方法
KR20040012769A (ko) 토크변환이 가변적인 차동전기엔진
CN107499110A (zh) 四驱混合动力汽车的动力系统及控制方法
CN102862469B (zh) 混合动力驱动装置、驱动方法及混合动力汽车
CN106696759A (zh) 一种单行星排结构电动汽车动力总成及其控制方法
US20160016577A1 (en) Power-split hybrid powertrain using turbine generator
JP3624774B2 (ja) 車両用駆動力制御装置
US20160009268A1 (en) Hybrid powertrain and method for controlling the same
CN106828068B (zh) 一种用于重型混合动力车辆的储能装置及其控制方法
KR101428078B1 (ko) 차량의 하이브리드 구동장치
CN105564585A (zh) 一种摩托车混合动力系统，及其控制方法
CN101451597A (zh) 混合动力输出装置
CN205890525U (zh) 双电机‑单行星排动力装置及电动汽车
CN101549643B (zh) 车辆电驱动变速系统
CN207241412U (zh) 四驱混合动力汽车的动力系统
CN206501701U (zh) 一种混合动力汽车驱动系统
CN102774263B (zh) 一种混合动力驱动系统的控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: CORUN HYBRID TECHNOLOGY CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: ZHEJIANG GEELY LUOYOU ENGINE CO., LTD.

Effective date: 20150714

Free format text: FORMER OWNER: JINAN GEELY AUTO SPARE PARTS CO., LTD. HUNAN LUOYOU ENGINE PARTS CO., LTD. SHANDONG GEELY TRANSMISSION CO., LTD. NINGBO SHANGZHONGXIA AUTOMATIC TRANSMISSION CO., LTD. HUNAN JISHENG INTERNAT POWER TRANSMISSION SYSTEM CO., LTD. ZHEJIANG GEELY AUTOMOBILE RESEARCH INSTITUTE CO., LTD.

Effective date: 20150714

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20150714

Address after: 410205. 348, 102, west slope, Changsha hi tech Development Zone, Changsha, Hunan, 101, China, Tongzi

Applicant after: CORUN HYBRID POWER TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Address before: 315800 Zhejiang city of Ningbo province Beilun xinqie street Mt. Hengshan Road No. 1528

Applicant before: ZHEJIANG GEELY LUOYOU ENGINE Co.,Ltd.

Applicant before: JI'NAN GEELY AUTO PARTS Co.,Ltd.

Applicant before: HUNAN LUOYOU ENGINE PARTS Co.,Ltd.

Applicant before: SHANDONG JILI TRANSMISSION Co.,Ltd.

Applicant before: NINGBO SHANGZHONGXIA AUTOMATIC TRANSMISSION Co.,Ltd.

Applicant before: HUNAN JISHENG INTERNATIONAL POWER TRANSMISSION SYSTEM Co.,Ltd.

Applicant before: ZHEJIANG GEELY HOLDING GROUP Co.,Ltd.

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP02 Change in the address of a patent holder
CP02 Change in the address of a patent holder

Address after: 528000 room 601-604, building A, block, building 131, Jihua West Road, Chancheng District, Guangdong, Foshan

Patentee after: CORUN HYBRID POWER TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Address before: 410205 No. 348 west slope, Changsha hi tech Development Zone, Hunan, 101, 102, Tongzi

Patentee before: CORUN HYBRID POWER TECHNOLOGY Co.,Ltd.

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20150211

Assignee: WUXI MINGHENG HYBRID POWER TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Assignor: CORUN HYBRID POWER TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Contract record no.: 2018530000001

Denomination of invention: Energy recovery control method of double-planet-row four-axis hybrid power system

Granted publication date: 20170208

License type: Common License

Record date: 20180103

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20220819

Address after: No.16 Gongxin Avenue, industrial park, Yifeng County, Yichun City, Jiangxi Province

Patentee after: Jiangxi Dingsheng New Material Technology Co.,Ltd.

Address before: 528000 601-604 room, block A, 1 floor, 131 Ji Hua Xi Road, Chancheng District, Foshan, Guangdong.

Patentee before: CORUN HYBRID POWER TECHNOLOGY Co.,Ltd.