CN104554241A - 一种多模式相对独立的油电混合动力系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种多模式相对独立的油电混合动力系统，包括发动机、发动机控制器、变速箱和系统控制器，所述发动机通过离合器与所述变速箱连接，所述变速箱通过第一差速器与第一驱动桥连接，所述发动机与所述发动机控制器连接，所述发动机控制器和所述第一驱动桥的转速传感器均与所述系统控制器连接，所述驱动系统还包括兼具驱动功能和发电功能的电机、电机控制器和蓄电池组，所述电机通过第二差速器与第二驱动桥连接，充电装置与所述蓄电池组连接，所述蓄电池组与所述电机控制器连接，所述第二驱动桥的转速传感器、所述电机控制器和所述蓄电池组均与所述系统控制器连接。本发明提供一种高效降耗、环保低排、制造和使用成本较低的多模式相对独立的油电混合动力系统及其控制方法。

Description

一种多模式相对独立的油电混合动力系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及汽车工业技术领域，尤其是一种油电混合动力系统及其控制方法。
背景技术
随着全球能源的紧缺和环境的日益恶化，各种节能环保的新能源汽车不断涌现，比如电动汽车和混合动力汽车，由于电动汽车通常续驶里程短，同时还需自备替换电源或是行驶到充电站才能进行充电，如果在找到充电装置之前就没有了电，会给使用者带来诸多不便，因此混合动力汽车越来越受到人们的关注和青睐。
现有的混合动力汽车系统一般是通过动力耦合装置将纯油系统与纯电系统进行衔接，而动力耦合装置在大规模制造中精度上通常难以控制，如齿轮之间啮合的精度等，且制造成本较高，控制难度较大，从而导致汽车在驾驶性能，舒适性，以及效率方面往往不能满足要求。发明内容
为了克服已有混合动力汽车的能耗较高、排放较高、使用成本较高的不足，本发明提供了一种高效降耗、环保低排、制造和使用成本较低的多模式相对独立的油电混合动力系统及其控制方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种多模式相对独立的油电混合动力系统，包括发动机、发动机控制器、变速箱和系统控制器，所述发动机通过离合器与所述变速箱连接，所述变速箱通过第一差速器与第一驱动桥连接，所述发动机与所述发动机控制器连接，制动助力泵和空调器均与所述发动机连接， 所述制动助力泵与所述系统控制器连接，所述系统控制器与所述空调器连接，所述发动机控制器和所述第一驱动桥的转速传感器均与所述系统控制器连接，所述驱动系统还包括兼具驱动功能和发电功能的电机、电机控制器和蓄电池组，所述电机通过第二差速器与第二驱动桥连接，充电装置与所述蓄电池组连接，所述蓄电池组与所述电机控制器连接，所述第二驱动桥的转速传感器、所述电机控制器和所述蓄电池组均与所述系统控制器连接。
进一步，所述变速箱为手动变速箱。
再进一步，所述第一差速器为前差速器，所述第一驱动桥为前驱动桥，所述前差速器与所述前驱动桥连接；所述第二差速器为后差速器，所述第二驱动桥为后驱动桥，所述后差速器与所述后驱动桥连接。上述方案属于常用的方案，根据不同的设计需要，当然，所述第一差速器也可以为后差速器，所述第一驱动桥也可以为后驱动桥，所述第二差速器也可以为前差速器，所述第二驱动桥也可以为前驱动桥。
一种多模式相对独立的油电混合动力系统的控制方法，所述控制方法包括如下步骤：
(1)系统控制
在系统启动时，首先进行系统初始化，调集前次驱动模式为默认模式，同时采集蓄电池组电量、车速、电机状态和发动机状态，所述驱动模式包括纯电模式、混动模式和纯油模式，等待驾驶员的选择输入，所述驾驶员的选择输入通过驾驶员的指令来实现；
若驾驶员没有输入指令，则启动默认模式运行；
(2)纯电模式
若纯电模式被选择，判断蓄电池组电量是否大于纯电动模式的蓄电池组电量的设定值，若蓄电池组电量大于纯电动模式的蓄电池组电量的设定值，电机在与档位相应的速度区间驱动；
若蓄电池组电量小于纯电动模式的蓄电池组电量的设定值，或车速超过纯电模式的最高车速，转为混动模式；
(3)混动模式
所述混动模式包括低速电驱动模式和高速发动机直驱模式；
如果混动模式被选择，在混动模式启动时，判断蓄电池组电量是否大于混动模式的蓄电池组电量的设定值，若蓄电池组电量大于混动模式的蓄电池组电量的设定值，向电机控制器发出指令，电机控制器控制电机按照低速电驱动模式运行；若蓄电池组电量小于混动模式的蓄电池组电量的设定值，转为纯油模式；
当进入低速电驱动模式时，电机在与档位相应的速度区间驱动，当车速大于混动电驱动车速设定值时，向发动机控制器发出指令，发动机控制器控制发动机转换到高速发动机直驱模式；
当进入高速发动机直驱模式时，向发动机控制器发出执行指令，发动机起动机带动发动机空转至当时车速对应转速后启动发动机后，向发动机控制器发出执行指令，由发动机直接驱动车辆运行；
在高速发动机直驱模式下，在车速小于混动电驱动车速设定值，同时此状态持续低速运行设定时间以上，并且发动机运转时间大于等于发动机持续运转时间设定值，检测蓄电池组的电量，若蓄电池组电量大于混动模式的蓄电池组电量的设定值，返回低速电驱动模式运行；若蓄电池组电量小于混动模式的蓄电池组电量的设定值，转为纯油模 式运行；在车速小于混动电驱动车速设定值，同时此状态持续低速运行设定时间以上，并且发动机运转时间小于持续发动机运转时间设定值，保持发动机驱动过程；
(4)纯油模式
若纯油模式被选择，向发动机控制器发出执行指令，控制发动机启动，由发动机驱动车辆运行；
检测油门踏板的下压角度和蓄电池组电量，若油门踏板的下压角度大于油门踏板角度设定值，同时蓄电池组电量大于纯油模式的蓄电池组电量的设定值，向电机控制器发出加速信号，由电机和发动机共同驱动车辆高速加速运行；
若油门踏板的下压角度大于油门踏板角度设定值，同时蓄电池组电量小于纯油模式的蓄电池组电量的设定值，或是油门踏板的下压角度小于油门踏板角度设定值，由发动机单独驱动车辆运行。
再进一步，在所述步骤(3)中，所述混动模式还包括高速加速模式，
检测油门踏板的下压角度和蓄电池组电量，若油门踏板的下压角度大于油门踏板角度设定值同时蓄电池组电量大于混动模式的蓄电池组电量的设定值，向电机控制器发出电机加速信号，由电机和发动机共同驱动车辆高速加速模式运行；
若油门踏板的下压角度大于油门踏板角度设定值同时蓄电池组电量小于混动模式的蓄电池组电量的设定值，或是油门踏板的下压角度小于油门踏板角度设定值，继续保持发动机驱动过程。
再进一步，所述控制方法还包括如下步骤，检测所述空调器的启 闭状态和所述制动助力泵的压力，当所述空调器开启或是所述制动助力泵压力不足时，无论驾驶员选择哪种驱动模式，发动机均自动开启。
再进一步，在所述步骤(2)纯电模式和所述步骤(3)混动模式中，由电机进行驱动时，档位进行转换时还包括如下空挡控制过程:
判断车辆是否进入空挡，若车辆没有进入空挡，电机继续在与档位相应的速度区间驱动，若车辆进入空挡，检测档位转换时间和电机驱动电流，若未接受到非空挡档位信号，电机继续在与空档前档位相应的速度区间以递减驱动电流的方式驱动，若接受到非空挡档位信号，驱动状态下的电机继续在与档位相应的速度区间驱动。
再进一步，在所述步骤(3)混动模式和所述步骤(4)纯油模式中，当处于发动机驱动状态时，同时进行行车发电过程，所述行车发电过程，检测发动机的热效率、蓄电池组电量、油门踏板的下压角度和车速，当发动机热效率小于发动机经济效率临界值时，若蓄电池组电量小于行车发电的上限值同时油门踏板的下压角度大于油门踏板角度设定值，则向发动机控制器发出执行指令，由发动机直接驱动车辆运行；若蓄电池组电量小于行车发电的上限值同时油门的下压角度小于油门踏板角度设定值，则向电机控制器发出执行指令，由电机为蓄电池组补充发电；若蓄电池组电量大于行车发电的上限值时，由发动机直接驱动车辆运行；当发动机热效率大于发动机经济效率临界值时，则向发动机控制器发出执行指令，由发动机直接驱动车辆运行。
再进一步，在所述步骤(4)中，若纯油模式是由混动模式转换而来，且检测到蓄电池组电量高于混动模式的蓄电池组电量的设定值，转为混动模式。
更进一步，所述控制方法还包括如下：(5)制动能回收，过程如下：
当驾驶员需要减速时，驾驶员踩下制动踏板，制动踏板闭合，制动踏板与制动传感器连接，由制动传感器检测制动踏板的下压角度，并将角度信号传至系统控制器，由系统控制器向电机控制器发出指令，控制电机发电并向蓄电池组充电；同时电机向后驱动桥提供制动扭矩；
当制动踏板的下压角度达到制动踏板下压角度设定值时，由电机提供的作用于后驱动桥的制动扭矩和作用于四个车轮的机械制动扭矩共同制动车辆。
本发明的有益效果主要表现在：本发明不需要动力耦合箱即可实现车辆的混合动力的驱动，使用成本较低；三种行驶模式向驾驶员提供了节能的选择，也免除了无法充电情况带来的后顾之忧；同时发动机在低负荷下还可以实现纯电动模式行驶，在高负荷下实现纯油模式行驶，从而使得混合动力车的发动机始终工作在高效降耗、环保低排的区域，提高了整车的燃油经济性；该系统既可以用于新车制造，也可以用于现有车辆改造。
附图说明
图1是一种多模式相对独立的油电混合动力系统的系统组成图。
图2是一种多模式相对独立的油电混合动力系统的系统控制框图。
图3是纯电动模式的控制框图。
图4是混动模式的控制框图。
图5是纯油模式的控制框图。
图6是空挡控制过程的控制框图。
图7是行车发电过程的控制框图。
图8是制动能回收的控制框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
参照图1～图8，一种多模式相对独立的油电混合动力系统，如图1所示，包括发动机2、发动机控制器3、变速箱和系统控制器1，所述发动机通过离合器5与所述变速箱连接，所述变速箱通过第一差速器与第一驱动桥连接，所述发动机2与所述发动机控制器3连接，制动助力泵8和空调器9均与所述发动机2连接，所述制动助力泵8与所述系统控制器1连接，所述系统控制器1与所述空调器9连接，所述发动机控制器3和所述第一驱动桥的转速传感器均与所述系统控制器1连接，所述驱动系统还包括兼具驱动功能和发电功能的电机10、电机控制器11和蓄电池组12，所述电机10通过第二差速器与第二驱动桥连接，充电装置15与所述蓄电池组12连接，所述蓄电池组12与所述电机控制器11连接，所述第二驱动桥的转速传感器、所述电机控制器11和所述蓄电池组12均与所述系统控制器1连接；所述变速箱为手动变速箱4。
所述第一差速器为前差速器6，所述第一驱动桥为前驱动桥7，所述前差速器6与所述前驱动桥7连接；所述第二差速器为后差速器13，所述第二驱动桥为后驱动桥14，所述后差速器13与所述后驱动桥14连接。上述方案属于常用的方案，根据不同的设计需要，当然，所述第一差速器也可以为后差速器13，所述第一驱动桥也可以为后驱动桥14，所述第二差速器也可以为前差速器6，所述第二驱动桥也可以为前驱动桥7。
该油电混合动力系统的控制方法，包括如下步骤：
(1)系统控制，如图2所示，
在系统启动时，首先进行系统初始化，使得电机开关点火锁闭合，调集前次驱动模式为默认模式，同时采集蓄电池组电量、车速、电机状态和发动机状态，所述驱动模式包括纯电模式、混动模式和纯油模式，等待驾驶员的选择输入；
驾驶员可根据自己的行车需要进行驱动模式的选择，而系统则根据采集的蓄电池组电量、车速、电机状态和发动机状态的参数等决定实际运行的驱动模式；
若驾驶员没有输入指令，则启动默认模式运行；
当驾驶员选择纯电模式时，使得纯电模式开关闭合同时以纯电模式指示灯开启的方式为提示，系统控制器判断车速是否大于高速设定值，所述高速设定值可设定为80km/h，如果车速大于高速设定值，纯电模式开关断开的同时以纯电模式指示灯关闭的方式为提示，系统控制器判断蓄电池组电量是否大于启动混动模式的蓄电池组电量的设定值，如果蓄电池组电量大于混动模式的蓄电池组电量的设定值，以屏幕显示“超出纯电动速度范围，自动转为混动模式”的方式为提示，闭合混动模式开关同时以混动模式指示灯开启为提示，启动混动模式；如果蓄电池组电量小于混动模式的蓄电池组电量的设定值，以屏幕显示“电池电量不足，自动转为纯油模式”的方式为提示，闭合纯油模式开关同时以纯油模式指示灯开启为提示，启动纯油模式；如果车速小于等于高速设定值，启动纯电模式；
当驾驶员选择混动模式时，使得混动模式开关闭合同时以混动模式指示灯开启的方式为提示，启动混动模式；
当驾驶员选择纯油模式时，使得纯油模式开关闭合同时以纯油模式指示灯开启的方式为提示，启动纯油模式；
(2)纯电模式，如图3所示，
如果纯电模式被选择，纯电模式启动时，系统控制器判断蓄电池组电量是否大于纯电动模式的蓄电池组电量的设定值，若蓄电池组电量大于纯电动模式的蓄电池组电量的设定值，离合器开关闭合，驾驶员踩下离合器，若离合器未处于踩下状态，以屏幕显示“请踩离合器”的方式提示驾驶员踩下离合器，若离合器处于踩下状态，离合器被离合器锁止装置锁止，电机在与档位相应的速度区间驱动，当驾驶员进行换挡时，系统控制器检测蓄电池组电量是否大于纯电动模式的蓄电池组电量的设定值，若蓄电池组电量大于纯电动模式的蓄电池组电量的设定值，系统控制器向电机控制器发出执行指令，电机控制器指使电机继续在与档位相应的速度区间驱动，若蓄电池组电量小于纯电动模式的蓄电池组电量的设定值，或车速超过纯电模式的最高车速，以屏幕显示“电量不足或车速超过纯电范围，已转为混动模式”的方式为提示，关闭纯电模式指示灯，同时开启混动模式指示灯，离合器开关断开，转为混动模式；
在纯电模式启动时，若蓄电池组电量小于纯电动模式的蓄电池组电量的设定值，以屏幕显示“电量不足或车速超过纯电范围，已转为混动模式”的方式为提示，关闭纯电模式指示灯，同时开启混动模式指示灯，离合器开关断开，转为混动模式；即蓄电池组电量不足时自动转为混动模式；
在电机在与档位相应的速度区间驱动时，转换档位时易出现顿挫 感，为了减轻换挡时的顿挫感，增加了空挡控制过程，如图6所示，系统判断车辆是否进入空挡，若车辆没有进入空挡，电机继续在与档位相应的速度区间驱动，若车辆进入空挡，系统测定档位转换时间△t1和电机驱动状态下的输入电流I，电机驱动电流的公式为I＝IO-a△t1,其中IO为空挡换挡开始时的电流，a为试验测试的系数，车辆刚进入空挡时，△t1为0，逐渐增大，而电机驱动电流I一开始为IO，逐渐减小，为平缓换挡过程中冲击的缓冲时间设置为t3，可以设为2秒；系统比较△t1与t3的大小，当△t1>t3时，电机继续在与档位相应的速度区间驱动，此时的档位包括空挡在内；当△t1<t3时，若系统接受到非空挡档位信号，电机继续在与档位相应的速度区间驱动，若系统未接受到非空挡档位信号，系统继续为电机提供驱动电流I和比较△t1与t3的大小。
空挡控制过程是为了减轻换挡及动力转换时的顿挫感，应用于电驱动中的换挡以及电驱动向发动机驱动过程的转换。
纯电模式的最高车速限制在80km/h，纯电模式必须在离合器锁止情况下才能使用，离合器处于踩下的位置等同于挂空挡；档位对应的速度分别为：倒档：无限制；空挡：无限制；一档：0～10km/h；二档：5～20km/h；三档：15～35km/h；四档：30～65km/h；五档：40～80km/h。
(3)混动模式，如图4所示，
所述混动模式包括低速电驱动模式、高速发动机直驱模式和高速加速模式；
如果混动模式被选择，在混动模式启动时，系统控制器判断蓄电池 组电量是否大于混动模式的蓄电池组电量的设定值，若蓄电池组电量大于混动模式的蓄电池组电量的设定值，系统控制器向电机控制器发出指令，电机控制器控制电机按照低速电驱动模式运行；若蓄电池组电量小于混动模式的蓄电池组电量的设定值，关闭混动模式指示灯同时以屏幕显示“电量不足，已转为纯油模式”的方式提示，开启纯油模式指示灯，离合器开关断开，转为纯油模式；
当系统进入低速电驱动模式时，离合器开关闭合，驾驶员踩下离合器，若离合器未处于踩下状态，以屏幕显示“请踩离合器”的方式提示驾驶员踩下离合器，若离合器处于踩下状态，离合器被离合器锁止装置锁止，电机在与档位相应的速度区间驱动，转换档位时易出现顿挫感，为了减轻换挡时的顿挫感，系统会先执行空挡控制过程，当车速大于混动电驱动车速设定值时，系统控制器向发动机控制器发出指令，发动机控制器控制发动机转换到高速发动机直驱模式；
当系统进入高速发动机直驱模式时，系统控制器向发动机控制器发出执行指令，发动机起动机带动发动机空转至当时车速对应转速后启动发动机，离合器锁止装置开关断开，离合器恢复正常工作状态，电机逐渐停止驱动并且发动机逐渐开始驱动，由电机驱动转换为发动机驱动；
当车速达到直驱速度时，系统可以进入行车发电过程，如图7所示，所述行车发电过程为系统控制器检测发动机的热效率、蓄电池组电量、油门踏板的下压角度和车速，当发动机热效率小于发动机经济效率临界值时，若蓄电池组电量小于行车发电的上限值同时油门踏板的下压角度大于油门踏板角度设定值，则系统控制器向发动机控制器 发出执行指令，由发动机直接驱动车辆运行；若蓄电池组电量小于行车发电的上限值同时油门的下压角度小于油门踏板角度设定值，则系统控制器向电机控制器发出执行指令，由发电状态下的电机为蓄电池组补充发电；若蓄电池组电量大于行车发电的上限值时，由发动机直接驱动车辆运行；当发动机效率大于发动机经济效率临界值时，则系统控制器向发动机控制器发出执行指令，由发动机直接驱动车辆运行；
发动机经济效率临界值一般为汽油发动机的最高热效率，通常为35％；
若车速小于混动电驱动车速设定值同时此状态持续低速运行设定时间以上，系统进入低速电驱动过程；若车速小于混动电驱动车速设定值同时此状态未持续低速运行设定时间以上或是车速又大于混动电驱动车速设定值，系统保持发动机驱动过程；
行车发电过程中，检测油门踏板的位置是为了避免高速加速时发电，以保证高速加速的需求得以满足；
当车速达到直驱速度后，则系统控制器向发动机控制器发出执行指令，由发动机直接驱动车辆运行；
直驱速度为车速达到发动机万有特性曲线及排放曲线中的高效、低排放运行区域范围；
在车速小于混动电驱动车速设定值同时此状态持续低速运行设定时间以上，低速运行设定时间是指车速在没有达到混动电驱动车速设定值时车辆运行的时间，混动电驱动车速设定值设定为45km/h，低速运行设定时间为5秒，并且发动机运转时间达到持续发动机运转时间设定值以上，发动机运转时间设定值为30秒，系统控制器检测蓄 电池组的电量，若蓄电池组电量大于混动模式的蓄电池组电量的设定值，系统返回低速电驱动模式运行；具体为离合器锁止开关闭合，驾驶员踩下离合器，若离合器未处于踩下状态，以屏幕显示“请踩离合器”的方式提示驾驶员踩下离合器，若离合器处于踩下状态，电机驱动电流按I＝c△t2，c为试验测试的系数，△t2为发动机驱动状态与电机驱动状态的转换时间，逐渐增加，关闭发动机，系统返回低速电驱动模式运行，驱动电机在与档位相应的速度区间驱动；若蓄电池组电量小于混动模式的蓄电池组电量的设定值，系统运行转为纯油模式；
在车速小于混动电驱动车速设定值同时此状态持续低速运行设定时间以上，并且发动机运转时间未达到持续发动机运转时间设定值以上，系统保持发动机驱动过程；避免发动机频繁启动，损伤发动机；
在车速小于混动电驱动车速设定值同时此状态未达到持续低速运行设定时间以上，若系统运行进入高速加速模式，系统控制器检测油门踏板的下压角度和蓄电池组电量，若油门踏板的下压角度大于油门踏板角度设定值同时蓄电池组电量大于混动模式的蓄电池组电量的设定值，油门踏板角度设定值设定为75％，系统控制器向电机控制器发出电机加速信号，由驱动状态下的电机和发动机共同驱动车辆高速加速运行，系统控制器继续检测油门踏板的下压角度和蓄电池组电量；
若油门踏板的下压角度大于油门踏板角度设定值同时蓄电池组电量小于混动模式的蓄电池组电量的设定值，或是油门踏板的下压角度小于油门踏板角度设定值，系统继续保持发动机驱动过程。
(4)纯油模式，如图5所示，
如果纯油模式被选择，离合器锁止开关断开，系统控制器向发动 机控制器发出执行指令，发动机控制器控制发动机启动，由发动机驱动车辆运行，若发动机未启动，以屏幕显示“启动发动机”的方式为提示，驾驶员输入指令启动发动机，当发动机启动后，系统进入发动机驱动过程；
系统控制器检测油门踏板的下压角度和蓄电池组电量，若油门踏板的下压角度大于油门踏板角度设定值，同时蓄电池组电量大于纯油模式的蓄电池组电量的设定值，系统控制器向电机控制器发出加速信号，由驱动状态下的电机和发动机共同驱动车辆高速加速运行；
若油门踏板的下压角度大于油门踏板角度设定值，同时蓄电池组电量小于纯油模式的蓄电池组电量的设定值，或是油门踏板的下压角度小于油门踏板角度设定值，系统保持发动机驱动状态；
若纯油模式是由混动模式转换而来，且系统控制器检测到蓄电池组电量高于混动模式的蓄电池组电量的设定值，转为混动模式。
当车速达到直驱速度时，系统可以进入行车发电过程，如图7所示，所述行车发电过程为系统控制器检测发动机的热效率、蓄电池组电量、油门踏板的下压角度和车速，当发动机热效率小于发动机经济效率临界值时，若蓄电池组电量小于行车发电的上限值同时油门踏板的下压角度大于油门踏板角度设定值，则系统控制器向发动机控制器发出执行指令，由发动机直接驱动车辆运行；若蓄电池组电量小于行车发电的上限值同时油门的下压角度小于油门踏板角度设定值，则系统控制器向电机控制器发出执行指令，由发电状态下的电机为蓄电池组补充发电；若蓄电池组电量大于行车发电的上限值时，由发动机直接驱动车辆运行；当发动机效率大于发动机经济效率临界值时，则系 统控制器向发动机控制器发出执行指令，由发动机直接驱动车辆运行。
所述控制方法还包括如下步骤，系统控制器检测所述空调器的启闭状态和所述制动助力泵的压力，当所述空调器开启或是所述制动助力泵压力不足时，无论驾驶员选择哪种驱动模式，发动机均自动开启。
所述控制方法还包括如下制动能回收步骤，如图8所示，
当驾驶员需要减速时，驾驶员踩下制动踏板，制动踏板与制动传感器连接，由制动传感器检测制动踏板的下压角度，并将角度信号传至系统控制器，由系统控制器向电机控制器发出指令，电机控制器根据制动传感器角度信号控制发电状态下的电机向蓄电池组充电；同时电机向后驱动桥提供制动扭矩；
当制动踏板的下压角度达到制动踏板下压角度设定值时，由电机提供的作用于后驱动桥的制动扭矩和作用于四个车轮的机械制动扭矩共同制动车辆；制动踏板下压角度设定值根据实际情况而定，可以取为50％。
本实施例中，混动模式的蓄电池组电量的设定值标记为soc_HD，纯电动模式的蓄电池组电量的设定值标记为soc_EV，行车发电的上限值标记为soc_GN，纯油模式的蓄电池组电量的设定值标记为soc_GD；其中，soc_EV>soc_HD,否则当纯电模式转为混动模式时，混动模式将被跳过；soc_GD>＝soc_EV以保护电池；soc_GN是行车发电的上限，小于100％，留有制动能发电的余地。
本发明中，由原有的铅酸电池提供所有用电器，包括系统控制器的能量；如果两个模式开关同时按下，以最后按下的开关为准；添加模式状态提示版，显示所选择的模式，或模式转换提示；
离合器状态由电子开关决定：
离合器开关断开时，离合器状态完全由驾驶员决定；
离合器开关闭合时，离合器处于锁断状态；
离合器开关由系统控制器控制，在初始化时固定选择一种状态并记录该状态，以后每输出一次信号即改变一次状态。
离合器开关闭合或断开并不意味着离合器即处于闭合或断开状态，其状态改变是在输出指令后，驾驶员踩下离合器踏板时实现的。

Claims (10)

1.一种多模式相对独立的油电混合动力系统，包括发动机、发动机控制器、变速箱和系统控制器，所述发动机通过离合器与所述变速箱连接，所述变速箱通过第一差速器与第一驱动桥连接，所述发动机与所述发动机控制器连接，制动助力泵和空调器均与所述发动机连接，所述制动助力泵与所述系统控制器连接，所述系统控制器与所述空调器连接，所述发动机控制器和所述第一驱动桥的转速传感器均与所述系统控制器连接，其特征在于：所述驱动系统还包括兼具驱动功能和发电功能的电机、电机控制器和蓄电池组，所述电机通过第二差速器与第二驱动桥连接，充电装置与所述蓄电池组连接，所述蓄电池组与所述电机控制器连接，所述第二驱动桥的转速传感器、所述电机控制器和所述蓄电池组均与所述系统控制器连接。
2.如权利要求1所述的一种多模式相对独立的油电混合动力系统，其特征在于：所述变速箱为手动变速箱。
3.如权利要求1或2所述的一种多模式相对独立的油电混合动力系统，其特征在于：所述第一差速器为前差速器，所述第一驱动桥为前驱动桥，所述前差速器与所述前驱动桥连接；所述第二差速器为后差速器，所述第二驱动桥为后驱动桥，所述后差速器与所述后驱动桥连接。
4.一种如权利要求1或2所述的多模式相对独立的油电混合动力系统的控制方法，其特征在于：所述控制方法包括如下步骤：
(1)系统控制
在系统启动时，首先进行系统初始化，调集前次驱动模式为默认模式，同时采集蓄电池组电量、车速、电机状态和发动机状态，所述驱动模式包括纯电模式、混动模式和纯油模式，等待驾驶员的选择输入，所述驾驶员的选择输入通过驾驶员的指令来实现；
若驾驶员没有输入指令，则启动默认模式运行；
(2)纯电模式
若纯电模式被选择，判断蓄电池组电量是否大于纯电动模式的蓄电池组电量的设定值，若蓄电池组电量大于纯电动模式的蓄电池组电量的设定值，电机在与档位相应的速度区间驱动；
若蓄电池组电量小于纯电动模式的蓄电池组电量的设定值，或车速超过纯电模式的最高车速，转为混动模式；
(3)混动模式
所述混动模式包括低速电驱动模式和高速发动机直驱模式；
如果混动模式被选择，在混动模式启动时，判断蓄电池组电量是否大于混动模式的蓄电池组电量的设定值，若蓄电池组电量大于混动模式的蓄电池组电量的设定值，向电机控制器发出指令，电机控制器控制电机按照低速电驱动模式运行；若蓄电池组电量小于混动模式的蓄电池组电量的设定值，转为纯油模式；
当进入低速电驱动模式时，电机在与档位相应的速度区间驱动，当车速大于混动电驱动车速设定值时，向发动机控制器发出指令，发动机控制器控制发动机转换到高速发动机直驱模式；
当进入高速发动机直驱模式时，向发动机控制器发出执行指令，发动机起动机带动发动机空转至当时车速对应转速后启动发动机后，向发动机控制器发出执行指令，由发动机直接驱动车辆运行；
在高速发动机直驱模式下，在车速小于混动电驱动车速设定值，同时此状态持续低速运行设定时间以上，并且发动机运转时间大于等于发动机持续运转时间设定值，检测蓄电池组的电量，若蓄电池组电量大于混动模式的蓄电池组电量的设定值，返回低速电驱动模式运行；若蓄电池组电量小于混动模式的蓄电池组电量的设定值，转为纯油模式运行；在车速小于混动电驱动车速设定值，同时此状态持续低速运行设定时间以上，并且发动机运转时间小于持续发动机运转时间设定值，保持发动机驱动过程；
(4)纯油模式
若纯油模式被选择，向发动机控制器发出执行指令，控制发动机启动，由发动机驱动车辆运行；
检测油门踏板的下压角度和蓄电池组电量，若油门踏板的下压角度大于油门踏板角度设定值，同时蓄电池组电量大于纯油模式的蓄电池组电量的设定值，向电机控制器发出加速信号，由电机和发动机共同驱动车辆高速加速运行；
若油门踏板的下压角度大于油门踏板角度设定值，同时蓄电池组电量小于纯油模式的蓄电池组电量的设定值，或是油门踏板的下压角度小于油门踏板角度设定值，由发动机单独驱动车辆运行。
5.如权利要求4所述的一种油电混合动力多模式驱动系统的控制方法，其特征在于：在所述步骤(3)中，所述混动模式还包括高速加速模式，
检测油门踏板的下压角度和蓄电池组电量，若油门踏板的下压角度大于油门踏板角度设定值同时蓄电池组电量大于混动模式的蓄电池组电量的设定值，向电机控制器发出电机加速信号，由电机和发动机共同驱动车辆高速加速模式运行；
若油门踏板的下压角度大于油门踏板角度设定值同时蓄电池组电量小于混动模式的蓄电池组电量的设定值，或是油门踏板的下压角度小于油门踏板角度设定值，继续保持发动机驱动过程。
6.如权利要求4所述的一种油电混合动力多模式驱动系统的控制方法，其特征在于：所述控制方法还包括如下步骤，检测所述空调器的启闭状态和所述制动助力泵的压力，当所述空调器开启或是所述制动助力泵压力不足时，无论驾驶员选择哪种驱动模式，发动机均自动开启。
7.如权利要求4所述的一种油电混合动力多模式驱动系统的控制方法，其特征在于：在所述步骤(2)纯电模式和所述步骤(3)混动模式中，系统由电机进行驱动时，当档位进行转换时还包括如下空挡控制过程:
判断车辆是否进入空挡，若车辆没有进入空挡，电机继续在与档位相应的速度区间驱动，若车辆进入空挡，检测档位转换时间和电机驱动电流，若未接受到非空挡档位信号，电机继续在与空档前档位相应的速度区间以递减驱动电流的方式驱动，若接受到非空挡档位信号，驱动状态下的电机继续在与档位相应的速度区间驱动。
8.如权利要求4所述的一种油电混合动力多模式驱动系统的控制方法，其特征在于：在所述步骤(3)混动模式和所述步骤(4)纯油模式中，当处于发动机驱动状态时，同时进行行车发电过程，所述行车发电过程，检测发动机的热效率、蓄电池组电量、油门踏板的下压角度和车速，当发动机热效率小于发动机经济效率临界值时，若蓄电池组电量小于行车发电的上限值同时油门踏板的下压角度大于油门踏板角度设定值，则向发动机控制器发出执行指令，由发动机直接驱动车辆运行；若蓄电池组电量小于行车发电的上限值同时油门的下压角度小于油门踏板角度设定值，则向电机控制器发出执行指令，由电机为蓄电池组补充发电；若蓄电池组电量大于行车发电的上限值时，由发动机直接驱动车辆运行；当发动机热效率大于发动机经济效率临界值时，则向发动机控制器发出执行指令，由发动机直接驱动车辆运行。
9.如权利要求4所述的一种油电混合动力多模式驱动系统的控制方法，其特征在于：在所述步骤(4)中，若纯油模式是由混动模式转换而来，且检测到蓄电池组电量高于混动模式的蓄电池组电量的设定值，转为混动模式。
10.如权利要求4所述的一种油电混合动力多模式驱动系统的控制方法，其特征在于：所述控制方法还包括如下：(5)制动能回收，过程如下：
当驾驶员需要减速时，驾驶员踩下制动踏板，制动踏板闭合，制动踏板与制动传感器连接，由制动传感器检测制动踏板的下压角度，并将角度信号传至系统控制器，由系统控制器向电机控制器发出指令，控制电机发电并向蓄电池组充电；同时电机向后驱动桥提供制动扭矩；
当制动踏板的下压角度达到制动踏板下压角度设定值时，由电机提供的作用于后驱动桥的制动扭矩和作用于四个车轮的机械制动扭矩共同制动车辆。
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