CN104648378B - 混合动力汽车动力系统的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合动力汽车动力系统的控制方法，该混合动力汽车的发动机(3)和驱动电机(4)通过耦合机构离合器(2)连接，在混合动力汽车行进过程中判断预定的行进间停止条件是否满足，如果满足，则降低分配给发动机(3)的扭矩至预定需求扭矩，将目标需求扭矩分配给驱动电机(4)，目标需求扭矩具体为当前的整车驱动需求扭矩减去发动机(3)的净输出扭矩，并判断净输出扭矩是否低于预定输出扭矩，如果是，则断开耦合机构离合器(2)。通过这种方式，使发动机(3)在行进间即可停止提供动力，由驱动电机(4)单独驱动，发挥纯电动行驶的节能环保优势。使发动机(3)在彻底熄火前能够重新提供动力，进而提高整车的动态响应能力。

Description

混合动力汽车动力系统的控制方法

技术领域

本发明涉及混合动力汽车领域，特别是涉及一种混合动力汽车动力系统的控制方法。

背景技术

随着汽车制造技术的发展，且石油能源的枯竭和环境污染的日益严重，混合动力汽车具有了更大的应用空间。混合动力汽车在通过石油能源提供动力的同时，还通过电能提供动力，电能作为清洁能源能够减少污染、降低能耗及降低排放。因此混合动力汽车既具有电动汽车环保节能的优点，又具有传统汽车续航能力强的优点，并且在技术和成本两个方面得以均衡。

混合动力汽车的两个动力源，分别为发动机和驱动电机。发动机和驱动电机可分别单独驱动车辆，也可以联合驱动车辆。驱动电机能够调节发动机的工作点，进而使发动机运行于高效区。并且在较低负荷区域关闭发动机而单独采用纯电动行驶能够进一步降低能耗和排放。

而在现有技术中，只有在车速低于一定值和/或驾驶员完全松开加速踏板等条件发生时，才会控制发动机停机，这就使驱动电机单独驱动仅应用于减速阶段。严苛的激活条件，不能充分改善发动机工作在中负荷区和低负荷区时的系统效率，进而不能发挥纯电动行驶的节能环保优势。

因此，如何使发动机能够在混合动力汽车行进过程中停止提供动力，只通过驱动电机提供驱动力，进而节能环保是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种混合动力汽车动力系统的控制方法，使发动机能够在混合动力汽车行进过程中停止提供动力，只通过驱动电机提供驱动力，进而节能环保。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种混合动力汽车动力系统的控制方法，该混合动力汽车的发动机和驱动电机通过耦合机构离合器连接，在所述混合动力汽车行进过程中判断预定的行进间停止条件是否满足，如果满足，则降低分配给所述发动机的扭矩至预定需求扭矩，将目标需求扭矩分配给所述驱动电机，所述目标需求扭矩具体为当前的整车驱动需求扭矩减去所述发动机的净输出扭矩，并判断所述净输出扭矩是否低于预定输出扭矩，如果是，则断开所述耦合机构离合器；

满足所述预定的行进间停止条件后，还判断预定的所述发动机的重起条件是否满足，如果满足，则连接所述耦合机构离合器，并提高分配给所述发动机的扭矩；

断开所述耦合机构离合器之后，判断所述净输出扭矩低于所述预定输出扭矩的持续时间是否达到预定时间，如果达到，则关闭所述发动机。

优选地，所述预定需求扭矩为所述发动机用于克服自身摩擦损失并维持自身转速与所述驱动电机当前转速保持一致的需求扭矩，所述预定输出扭矩为撤销后不对整车造成冲击的最大净输出扭矩。

优选地，所述行进间停止条件包括：

判断档位是否处于前进挡；和/或，

判断动力电池电量是否高于第一预设值；和/或，

判断所述发动机持续运行时间是否超过第二预设值；和/或，

判断所述发动机冷却液温度是否高于第三预设值；和/或，

判断整车驱动需求是否小于第四预设值；

如果判断结果有部分为是或全部为是，则满足所述行进间停止条件。

优选地，所述重启条件包括：

判断整车驱动需求是否大于第五预设值；和/或，

判断所述动力电池电量是否低于第六预设值；

如果判断结果有部分为是或全部为是，则满足所述重起条件。

本发明提供的控制方法，在混合动力汽车正常行驶时，发动机正常运行，并与驱动电机并联驱动混合动力汽车。此时对发动机是否满足在行进间停止的条件进行判断，如果满足条件，则发动机停止提供动力，由驱动电机单独驱动混合动力汽车。通过这种方式，使发动机在混合动力汽车行进间即可停止提供动力，由驱动电机单独驱动，能够充分改善发动机工作在中负荷区和低负荷区的系统效率，发挥纯电动行驶的节能环保优势。

进一步地，在控制发动机行进间停止提供动力的基础上，增加了对重起条件的判断，使发动机在彻底熄火前能够重新提供动力，防止由于完全停机后再重起发动机造成的预期动力需求与实际动力情况存在较大程度的差异导致响应延迟，进而提高整车的动态响应能力。

附图说明

图1为本发明所提供的混合动力汽车动力结构示意图；

图2为本发明所提供的控制方法的一种具体实施方式的流程图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种混合动力汽车动力系统的控制方法，使发动机能够在混合动力汽车行进过程中停止提供动力，只通过驱动电机提供驱动力，进而节能环保。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1和图2，图1为本发明所提供的混合动力汽车动力结构示意图；图2为本发明所提供的控制方法的一种具体实施方式的流程图。

本发明具体实施方式所提供的混合动力汽车的动力系统包括发动机3和驱动电机4，两者通过耦合机构离合器2实现连接和断开。驱动电机4连接变速箱离合器1，通过变速箱离合器1实现驱动电机4与变速箱的连接和断开。最终通过一系列装置驱动车轮5转动，实现混合动力汽车的行驶。

当耦合机构离合器2结合的时候，动力系统进行并联驱动，即发 动机3与驱动电机4一起驱动车辆行驶；当耦合机构离合器2断开时，动力系统进行纯电动行驶，即驱动电机4单独驱动车辆行驶。驱动电机4除通过变速箱离合器1驱动车轮外，还可以通过耦合机构离合器2拖动发动机3，辅助发动机3的起动。

混合动力汽车正常运行时，发动机3和驱动电机4通过耦合机构离合器2连接，发动机3正常运行且与驱动电机4并联驱动混合动力汽车。此时由发动机3作为主要动力源，提供混合动力汽车行驶的大部分动力。在正常行驶的过程中，判断预定的行进间停止条件是否满足，如果满足，则降低分配给发动机3的扭矩至预定需求扭矩，并通过当前的整车驱动需求扭矩减去发动机3的净输出扭矩得到目标需求扭矩，将目标需求扭矩分配给驱动电机4，以保证整车的驱动需求扭矩得以满足。并判断净输出扭矩是否低于预定输出扭矩，如果是，则断开耦合机构离合器2。对净输出扭矩的判断是作为对发动机3运行情况反馈信息的判断，以确认发动机3是否退出整车的驱动。

通过这种方式，使发动机3在混合动力汽车行进间即可停止提供动力，由驱动电机4单独驱动，能够充分改善发动机3工作在中负荷区和低负荷区的系统效率，发挥纯电动行驶的节能环保优势。

在本发明具体实施方式提供的控制方法中，需要将分配给发动机3的扭矩降至预定需求扭矩，预定需求扭矩可以为发动机3用于克服自身摩擦损失并维持自身转速与驱动电机4当前转速保持一致的需求扭矩。由于此时耦合机构离合器2还未断开，为了不使发动机3成为驱动电机4的负载，需要使两者的转速相同。预定需求扭矩也可根据实际情况设定为其他值，只要能够降低发动机3所提供的动力，均在本发明的保护范围之内。

在本发明具体实施方式提供的控制方法中，需要判断净输出扭矩是否低于预定输出扭矩，预定输出扭矩可以为撤销后不对整车造成冲击的最大净输出扭矩。当净输出扭矩较大时，直接撤销会造成明显的冲击，因此需要判断净输出扭矩是否为较小值，以确认发动机3已经退出了整车的驱动，整车的主动力源已经由发动机3切换至驱动电机 2。在本具体实施方式中，预定输出扭矩的值小于10N·m，可取5N·m。预定输出扭矩也可根据实际情况设定为其他值，只要能够降低发动机3所提供的动力，均在本发明的保护范围之内。

在本发明具体实施方式所提供的控制方法中，可以设置多种条件进行判断以控制动力系统。因此，预定条件具体可以包括：

判断档位是否处于前进挡；

判断动力电池电量是否高于第一预设值；

判断发动机3持续运行时间是否超过第二预设值；

判断发动机3冷却液温度是否高于第三预设值；

判断整车驱动需求是否小于第四预设值。

上述条件均与混合动力汽车的状况及发动机3的状态密切相关，满足其中一个或多个条件，即表示可以断开耦合机构离合器2，只通过驱动电机4提供动力。从而能够充分改善发动机工作在中负荷区和低负荷区的系统效率，发挥纯电动行驶的节能环保优势。

上述的判断条件中，可只通过部分条件进行判断，也可通过全部条件进行判断。当通过多于一个或全部条件进行判断时，可以在只有部分条件的判断结果为是的情况下认定行进间停止条件的判断结果为是，也可以在全部条件的判断结果为是的情况下认定进间停止条件的判断结果为是。条件的选择与进间停止条件的判断结果的认定方式，可根据实际情况进行设定，均在本发明的保护范围之内。行进间停止的判断条件优选但不限于上述判断条件，根据实际情况添加或改变判断条件，只要与整车状况或发动机3状态密切相关，均在本发明的保护范围之内。

本发明具体实施方式所提供的控制方法，只是在混合动力汽车行驶时对上述条件进行判断，进而断开耦合机构离合器2，但是在这一过程中驱动需求发生了改变时，则需要重新连接耦合机构离合器2。由此可以得到，满足预定的行进间停止条件后，还判断预定的发动机的重起条件是否满足，如果满足，则连接耦合机构离合器2，并提高分配给发动机3的扭矩，回复到初始的运行状态。对于重起条件的判 断，是在满足预定的行进间停止条件后即进行的，在降低分配给发动机3的扭矩的同时进行重起条件的判断，即在发动机3停止提供动力的过程中同时进行重起条件的判断。

在控制发动机3行进间停止提供动力的基础上，增加了对重起条件的判断，使发动机3在彻底熄火前能够重新提供动力，防止由于完全停机后再重起发动机3造成的预期动力需求与实际动力情况存在较大程度的差异导致响应延迟，进而提高整车的动态响应能力。在不执行上述动作时，仍然能够使发动机3在行进间停止提供动力，也在本发明的保护范围之内。

在本发明具体实施方式所提供的控制方法中，可以对多种条件进行判断以控制发动机3的重起。因此，重起条件具体可以包括：

判断整车驱动需求是否大于第五预设值；

判断动力电池电量是否低于第六预设值；

上述条件均与混合动力汽车状况密切相关，满足其中一个或多个条件，即表示发动机3可以重新提供动力，防止由于完全停机后再重起发动机3造成的预期动力需求与实际动力情况存在较大程度的差异导致响应延迟，进而提高整车的动态响应能力。

上述的判断条件中，可只通过部分条件进行判断，也可通过全部条件进行判断。当通过多于一个或全部条件进行判断时，可以在只有部分条件的判断结果为是的情况下认定重起条件的判断结果为是，也可以在全部条件的判断结果为是的情况下认定重起条件的判断结果为是。条件的选择与整体结果的认定方式，可根据实际情况进行设定，均在本发明的保护范围之内。重起条件优选但不限于上述判断条件，根据实际情况添加或改变判断条件，只要与整车状况或发动机3状态密切相关，均在本发明的保护范围之内。

在本发明具体实施方式所提供的控制方法中，断开耦合机构离合器2之后，发动机3仍会继续运行，为了节省能源，需要关闭发动机3。由此可以得到，断开耦合机构离合器2之后，判断净输出扭矩低于预定输出扭矩的持续时间是否达到预定时间，如果达到，则关闭发动 机3，即发动机3经过一段时间后关闭。在不需要发动机3提供动力的情况下关闭发动机3，进一步地体现混合动力汽车环保节能的优点。

也可通过其他方式关闭发动机3，如根据其他条件的判断结果选择是否关闭发动机3，或不关闭发动机3，使其持续处于低扭矩状态，也能起到环保节能的作用，均在本发明的保护范围之内。且执行关闭发动机3之前可对重起条件进行判断，也可不进行判断，并不影响发动机3在混合动力汽车行进间停止提供动力，均在本发明的保护范围之内。

上述的控制方法，整体可按以下步骤执行：

S1混合动力汽车正常行驶，发动机3正常运行，连接发动机3和驱动电机4之间的耦合机构离合器2，使发动机3与所述驱动电机4并联驱动混合动力汽车。此时混合动力汽车具有较大的动力，在整车驱动需求较大时，仍然能够保证混合动力汽车稳定前进。

S2判断是否满足预定的行进间停止的条件，如果否，进入S1；如果是，进入S3。根据对各种条件的判断结果选择不同的执行方式，如果不满足行进间停止的条件，则发动机3保持正常运行，继续由发动机3和驱动电机4并联驱动混合动力汽车；如果满足行进间停止的条件，则进入S3。

S3降低分配发动机3的扭矩至预定需求扭矩，通过当前的整车驱动需求扭矩减去发动机3的净输出扭矩得到目标需求扭矩，将目标需求扭矩分配给驱动电机4，并判断净输出扭矩是否低于预定输出扭矩，如果是，则断开耦合机构离合器2。断开耦合机构离合器2后，只由驱动电机4单独驱动混合动力汽车，此时混合动力汽车仍处于正常行进阶段，实现了本发明所要实现的技术效果。

S4判断是否满足预定的重起条件，如果否，进入S5；如果是，进入S6。根据对各种条件的判断结果选择不同的执行方式，如果不满足重起条件，则继续由驱动电机4单独驱动混合动力汽车并进入S5；如果满足重起条件，则重新连接耦合机构离合器2并提高分配给发动机3的扭矩，从而再次进入S1。本步骤是在满足预定的行进间停止条 件后即进行的，在降低分配给发动机3的扭矩的同时进行重起条件的判断，即在发动机3停止提供动力的过程中同时进行重起条件的判断。

S5超过预定时间后，关闭发动机3，驱动电机4单独驱动混合动力汽车。

上述步骤只是本发明的一种具体实施方式，在不执行部分步骤和/或调整步骤的执行顺序以及采用其他方式，只要不影响发动机3在混合动力汽车行进间停止提供动力，均在本发明的保护范围之内。

为了对发动机3的运行状况进行监测，还可以在执行上述各步骤时监测发动机3的状态，对发动机3的实时状态进行反馈，也可不监测发动机3的状态，并不影响对发动机3的控制，也在本发明的保护范围之内。

以上对本发明所提供的混合动力汽车动力系统的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 (4)

1.一种混合动力汽车动力系统的控制方法，该混合动力汽车的发动机(3)和驱动电机(4)通过耦合机构离合器(2)连接，其特征在于：

在所述混合动力汽车行进过程中判断预定的行进间停止条件是否满足，如果满足，则降低分配给所述发动机(3)的扭矩至预定需求扭矩，将目标需求扭矩分配给所述驱动电机(4)，所述目标需求扭矩具体为当前的整车驱动需求扭矩减去所述发动机(3)的净输出扭矩，并判断所述净输出扭矩是否低于预定输出扭矩，如果是，则断开所述耦合机构离合器(2)；

满足所述预定的行进间停止条件后，还判断预定的所述发动机(3)的重起条件是否满足，如果满足，则连接所述耦合机构离合器(2)，并提高分配给所述发动机(3)的扭矩；

断开所述耦合机构离合器(2)之后，判断所述净输出扭矩低于所述预定输出扭矩的持续时间是否达到预定时间，如果达到，则关闭所述发动机(3)。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述预定需求扭矩为所述发动机(3)用于克服自身摩擦损失并维持自身转速与所述驱动电机(4)当前转速保持一致的需求扭矩，所述预定输出扭矩为撤销后不对整车造成冲击的最大净输出扭矩。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述行进间停止条件包括：

判断档位是否处于前进挡；和/或，

判断动力电池电量是否高于第一预设值；和/或，

判断所述发动机(3)持续运行时间是否超过第二预设值；和/或，

判断所述发动机(3)冷却液温度是否高于第三预设值；和/或，

判断整车驱动需求是否小于第四预设值；

如果判断结果有部分为是或全部为是，则满足所述行进间停止条件。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述重起条 件包括：

判断整车驱动需求是否大于第五预设值；和/或，

判断所述动力电池电量是否低于第六预设值；

如果判断结果有部分为是或全部为是，则满足所述重起条件。