CN105292108A - 混合动力汽车、控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合动力汽车、控制系统及其控制方法。其中，该混合动力汽车控制系统包括：电池管理器，用于检测动力电池的电量剩余值；混合动力控制器，与电池管理器连接，用于根据电池管理器检测到的动力电池的电量剩余值确定运行模式，其中，运行模式包括：纯电动模式、混合动力模式和紧急发电模式；发电机控制器，与动力电池和混合动力控制器连接，用于在混合动力控制器控制混合动力汽车控制系统进入紧急发电模式之后，接收混合动力控制器发送的用于发电的扭矩信息；发电机，与发电机控制器连接，用于根据用于发电的扭矩信息向动力电池充电。本发明解决了现有技术中在电池电量过低的情况下，混合动力系统无法正常工作的技术问题。

Description

混合动力汽车、控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及汽车控制领域，具体而言，涉及一种混合动力汽车、控制系统及其控制方法。

背景技术

混合动力电动汽车包含发动机和电机两个主要的动力源，相比于传统的发动机汽车能量利用效率较高，排放性能较好，成为一种新型汽车，具有广泛的应用前景。

但是，当前混合动力系统多采用传统起动电机方案，包含发动机系统和电机驱动系统，两个系统可以同时协调工作，也可以各自单独工作驱动汽车，但是不能满足紧急情况的发电问题；或者采用串联方式，由发动机带动发电机发电，产生的电能通过控制单元传到电池，再由电池传输给电机转化为动能，最后通过变速机构驱动电车，由于发动机、发电机、电池和电机串联，导致动力总成空间布置受到限制。

针对现有技术中在电池电量过低的情况下，混合动力系统无法正常工作的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种混合动力汽车、控制系统及其控制方法，以至少解决现有技术中在电池电量过低的情况下，混合动力系统无法正常工作的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种混合动力汽车控制系统，包括：电池管理器，用于检测动力电池的电量剩余值；混合动力控制器，与电池管理器连接，用于根据电池管理器检测到的动力电池的电量剩余值确定运行模式，其中，运行模式包括：纯电动模式、混合动力模式和紧急发电模式；发电机控制器，与动力电池和混合动力控制器连接，用于在混合动力控制器控制混合动力汽车控制系统进入紧急发电模式之后，接收混合动力控制器发送的用于发电的扭矩信息；发电机，与发电机控制器连接，用于根据用于发电的扭矩信息向动力电池充电。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种混合动力汽车控制系统的控制方法，包括：混合动力控制器接收电池管理器检测到的动力电池的电量剩余值；混合动力控制器根据动力电池的电量剩余值确定运行模式，其中，运行模式包括：纯电动模式、混合动力模式和紧急发电模式；其中，在动力电池的电量剩余值小于等于第一预定值的情况下，混合动力控制器控制混合动力汽车控制系统进入紧急发电模式，其中，紧急发电模式用于控制发动机驱动发电机进行发电，以向动力电池充电。

根据本发明实施例的又一方面，还提供了一种混合动力汽车，包括：上述混合动力汽车控制系统。

在本发明实施例中，通过混合动力控制器接收电池管理器检测到的动力电池的电量剩余值，并根据动力电池的电量剩余值确定运行模式，在动力电池的电量剩余值小于等于第一预定值的情况下，控制混合动力汽车控制系统进入紧急发电模式，控制发动机驱动发电机进行发电，以向动力电池充电。由于发电机和动力电池通过高压线传输电量，从而实现了发电机向动力电池快速充电，进一步保证了混合动力控制系统在动力电池的电量剩余值过低的情况下也可以正常工作，解决了现有技术中在电池电量过低的情况下，混合动力系统无法正常工作的技术问题。因此，通过上述方案，可以满足用户在不同情况下使用混合动力控制系统，提高用户的体验感和好感度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的一种混合动力汽车控制系统的示意图；

图2是根据本发明实施例的一种可选的混合动力汽车控制系统的示意图；

图3是根据本发明实施例的一种混合动力汽车控制系统的控制方法的流程图；以及

图4是根据本发明实施例的一种可选的混合动力汽车控制系统的控制方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

根据本发明实施例，提供了一种混合动力汽车控制系统实施例。

图1是根据本发明实施例的一种混合动力汽车控制系统的示意图，如图1所示，该系统包括：

电池管理器11，用于检测动力电池13的电量剩余值。

具体地，现有技术中传统起动电机由蓄电池供电，功率小，本申请中采用功率较大的动力电池供电。

在一种可选的方案中，电池管理器可以实时检测动力电池的电量剩余值，并将检测到的电量剩余值发送给混合动力控制器。

混合动力控制器15，与电池管理器11连接，用于根据电池管理器检测到的动力电池的电量剩余值确定运行模式，其中，运行模式包括：纯电动模式、混合动力模式和紧急发电模式。

在一种可选的方案中，混合动力控制器接收电池管理器实时检测到的动力电池的电量，切换混合动力汽车的运行模式并转换动力输出装置，例如，在动力电池电量很低的情况下，切换混合动力汽车的运行模式为紧急发电模式，转换动力输出装置为发动机；在动力电池电量较低的情况下，切换混合动力汽车的运行模式为混合动力模式，转换动力输出装置为发动机和驱动电机。

发电机控制器17，与动力电池13和混合动力控制器15连接，用于在混合动力控制器控制混合动力汽车控制系统进入紧急发电模式之后，接收混合动力控制器发送的用于发电的扭矩信息。

具体地，上述用于发电的扭矩信息为发电机进行发电需要的扭矩。混合动力控制器给出一定的发电功率，并转换成用于发电的扭矩信息。

在一种可选的方案中，混合动力控制器将发动机扭矩和用于发电的扭矩信息都发送至发动机控制器，并将用于发电的扭矩信息发送至发电机控制器，发动机控制器接收到混合动力控制器发送的发电指令，控制发动机输出足够的扭矩，从而驱动发电机工作。

发电机19，与发电机控制器17连接，用于根据用于发电的扭矩信息向动力电池充电。

具体地，发电机可以是高压发电机，发电机和动力电池可以通过高压线传输电量。

在一种可选的方案中，发电机控制器接收到控制用于发电的扭矩信息之后，控制发电机产生于用于发电的扭矩信息对应的发电功率，以向动力电池快速充电。

本申请上述实施例中，通过混合动力控制器接收电池管理器检测到的动力电池的电量剩余值，并根据动力电池的电量剩余值确定运行模式，在动力电池的电量剩余值小于等于第一预定值的情况下，控制混合动力汽车控制系统进入紧急发电模式，控制发动机驱动发电机进行发电，以向动力电池充电。由于发电机和动力电池通过高压线传输电量，从而实现了发电机向动力电池快速充电，进一步保证了混合动力控制系统在动力电池的电量剩余值过低的情况下也可以正常工作，解决了现有技术中在电池电量过低的情况下，混合动力系统无法正常工作的技术问题。因此，通过上述方案，可以满足用户在不同情况下使用混合动力控制系统，提高用户的体验感和好感度。

可选地，本申请上述实施例中，混合动力控制器包括：

处理器，用于在动力电池的电量剩余值小于等于第一预定值的情况下，确定混合动力汽车控制系统进入紧急发电模式。

处理器还用于在动力电池的电量剩余值大于第一预定值，且小于等于第二预定值的情况下，确定混合动力汽车控制系统进入混合动力模式。

处理器还用于在动力电池的电量剩余值大于第二预定值的情况下，确定混合动力汽车控制系统进入纯电动模式。

具体地，上述第一预定值可以是5％，上述第二预定值可以是30％。例如，当动力电池的电量剩余值小于等于5％时，说明动力电池电量过低，需要使用发动机驱动发电机进行发电，以向动力电池充电；当动力电池的电量剩余值大于30％时，说明动力电池电量充足，可以使用驱动电机驱动混合动力汽车。

在一种可选的方案中，当动力电池的电量剩余值小于等于时，确定混合动力汽车控制系统进入紧急发电模式，从而控制发动机驱动发电机进行发电，通过高压线向动力电池充电。当动力电池的电量剩余值大于5％，且小于等于30％时，确定混合动力汽车控制系统进入混合动力模式，发动机和驱动电机一起工作，混合驱动混合动力汽车。当动力电池的电量剩余值大于30％时，控制混合动力汽车控制系统进入纯电动模式，驱动电机单独驱动混合动力汽车。

通过上述方案，处理器根据动力电池的电量剩余值与第一预定值和第二预定值的关系，确定混合动力汽车控制系统进入紧急发电模式、混合动力模式或者纯电动模式，从而实现混合动力控制器根据电池电量自动切换动力输出模式的目的。

可选地，如图2所示，本申请上述实施例中，上述系统还包括：

发动机21，与发电机19通过电磁离合器连接。

发动机控制器25，与混合动力控制器15连接，用于在混合动力控制器控制混合动力汽车控制系统进入紧急发电模式之后，根据发电指令控制发动机驱动发电机执行发电。

具体地，上述发电指令包括：发动机扭矩和用于发电的扭矩信息，发动机扭矩为发动机驱动混合动力汽车需要的扭矩，用于发电的扭矩信息为发电机进行发电需要的扭矩。混合动力控制器给出一定的发电功率，并转换成用于发电的扭矩信息。

在一种可选的方案中，混合动力控制器将发动机扭矩和用于发电的扭矩信息发送至发动机控制器，发动机控制器控制发动机输出发动机扭矩和用于发电的扭矩信息，保证发电机能获得发电需要的足够能量。发动机控制器接收到混合动力控制器发送的发电指令，控制发动机输出足够的扭矩，从而驱动发电机工作。

通过上述方案，混合动力控制器将发电指令发送至发动机控制器，发动机控制器根据发电指令控制发动机驱动发电机工作，发电机根据用于发电的扭矩信息向动力电池充电。因此，上述方案可以实现在紧急发电模式下，向动力电池充电的目的，进一步还可以实现驱动混合动力汽车前进的目的。

可选地，如图2所示，本申请上述实施例中，上述系统还包括：发动机21和发动机控制器25，其中，

发动机控制器25，用于在混合动力控制器控制混合动力汽车控制系统进入混合动力模式之后，控制发动机按照发动机经济扭矩工作。

具体地，在驱动状态下,上述发动机经济扭矩对应的扭矩范围是100-140Nm。

在一种可选的方案中，混合动力控制器控制发动机启动，发动机控制器直接根据预先设定的经济扭矩，控制发动机按照经济扭矩工作，驱动混合动力汽车。

通过上述方案，发动机控制器控制发动机按照发动机经济扭矩工作，从而实现发动机一直工作在经济区间，降低燃油消耗。

可选地，如图2所示，本申请上述实施例中，混合动力控制器15还用于根据发动机经济扭矩和当前接收到的需求扭矩，来控制发动机和驱动电机来混合驱动混合动力汽车。

具体地，上述需求扭矩可以是驾驶员的需求扭矩。

在一种可选的方案中，当发动机经济扭矩小于当前接收到的需求扭矩时，确定发动机输出的扭矩无法满足驾驶员的需求，因此可以启动驱动电机作为补偿，满足驾驶员的需求。

通过上述方案，混合动力控制器根据发动机经济扭矩和当前接收到的需求扭矩，来控制发动机和驱动电机混合驱动混合动力汽车，从而实现发动机和驱动电机的混合驱动。

可选地，如图2所示，本申请上述实施例中，上述系统还包括：

变速箱控制器27，与混合动力控制器15连接，用于控制变速箱29的离合器打开或者关闭。

具体地，上述变速箱可以是无极变速箱。

驱动电机211，位于变速箱29的输出端，与发动机21通过变速箱29耦合。

具体地，上述驱动电机可以是永磁同步电机，驱动电机与动力电池通过高压线连接。

驱动电机控制器213，与驱动电机211、动力电池13和混合动力控制器15连接，用于当发动机经济扭矩大于等于当前接收到的需求扭矩时，根据过剩扭矩控制驱动电机进行发电，以向动力电池充电，其中，过剩扭矩为经济扭矩与当前接收到的需求扭矩的差值。

具体地，在发动机经济扭矩大于等于驾驶员的需求扭矩，说明发动机输出功率过大。

在一种可选的方案中，当发动机经济扭矩大于等于当前接收到的需求扭矩时，混合动力控制器判断发动机输出功率过剩，计算经济扭矩与驾驶员的需求扭矩的差值得到过剩扭矩，将过剩扭矩发送给驱动电机控制器，驱动电机控制器控制驱动电机发电，迅速向动力电池充电。

通过上述方案，混合动力控制器判断发动机经济扭矩是否大于当前接收到的需求扭矩，当发动机经济扭矩大于等于当前接收到的需求扭矩时，将过剩扭矩发送给驱动电机控制器，驱动电机控制器根据过剩扭矩控制驱动电机进行发电，以向动力电池充电，从而实现在发动机输出扭矩过大的情况下，驱动电机将多余动能转换为电能，避免能量浪费。将发动机和驱动电机进行耦合，使得混合动力模式下，发动机和驱动电机的扭矩输出更加平顺，提高车辆动力性。

可选地，如图2所示，本申请上述实施例中，驱动电机控制器213还用于当发动机经济扭矩小于当前接收到的需求扭矩时，根据发动机需要的补偿扭矩控制驱动电机输出相应的补偿扭矩，其中，补偿扭矩为当前接收到的需求扭矩与经济扭矩的差值。

具体地，在发动机经济扭矩小于驾驶员的需求扭矩，说明发动机输出功率过小，无法满足驾驶员的需求。

在一种可选的方案中，混合动力控制器判断发动机输出扭矩不足，计算驾驶员的需求扭矩与经济扭矩的差值得到补偿扭矩，将补偿扭矩发送给驱动电机控制器，动力电池给驱动电机供电，驱动电机控制器控制驱动电机输出补偿扭矩。

通过上述方案，混合动力控制器判断发动机经济扭矩是否大于当前接收到的需求扭矩，当发动机经济扭矩小于当前接收到的需求扭矩时，将补偿扭矩发送给驱动电机控制器，驱动电机控制器控制驱动电机输出补偿扭矩，从而实现在发动机输出扭矩不足的情况下，驱动电机将电能转换为动能，保证发动机工作在经济区间，并且满足驾驶员的需求。

可选地，如图2所示，本申请上述实施例中，所述系统还包括：驱动电机211和驱动电机控制器213，其中，

驱动电机控制器213，用于在混合动力控制器控制混合动力汽车控制系统进入纯电动模式之后，根据接收到的需求扭矩控制驱动电机工作。

在一种可选的方案中，变速箱控制器将变速箱的离合器打开，发动机不参与工作，驱动电机控制器接收到驾驶员的需求扭矩，控制驱动电机输出需求扭矩，单独驱动混合动力汽车。

通过上述方案，混合动力控制器获取当前接收到的需求扭矩，并将需求扭矩发送给驱动电机控制器，驱动电机控制器根据接收到的需求扭矩控制驱动电机工作，从而实现了在动力电池电量较大时，驱动电机单独驱动混合动力汽车的目的，降低燃油消耗，节约能源。

可选地，如图2所示，本申请上述实施例中，混合动力控制器15、发电机控制器17、发动机控制器25、变速箱控制器27和驱动电机控制器213通过CAN总线通讯。

具体地，混合动力控制器可以和其他控制器通过CAN总线通讯，通讯信号包括硬线信号和CAN信号。

通过上述方案，混合动力控制器通过CAN总线与发电机控制器、发动机控制器、变速箱控制器和驱动电机控制器进行通讯，实现在不同模式下对发电机、发动机、变速箱和驱动电机的控制。

可选地，如图2所示，本申请上述实施例中，混合动力控制器15与发电机控制器17的通讯信号至少包括：起动信号和目标转速。

具体地，上述起动信号用于起动发电机，目标转速用于控制发电机驱动发动机。

可选地，如图2所示，本申请上述实施例中，发电机控制器17还用于根据起动信号吸合电磁离合器，并驱动发电机带动发动机按照目标转速运行。

在一种可选的方案中，发电机控制器吸合电磁离合器，动力电池给发电机供电，发电机将电能转换为动能，带动发动机运行，直至发动机转速达到目标转速，完成发动机启动。

通过上述方案，发电机控制器接收到混合动力控制器发送的起动信号和目标转速，根据起动信号吸合电磁离合器，并驱动发电机带动发动机按照目标转速运行，从而实现发电机作为起动电机，驱动发动机启动的目的。

实施例2

根据本发明实施例，提供了一种混合动力汽车控制系统的控制方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图3是根据本发明实施例的一种混合动力汽车控制系统的控制方法的流程图，如图3所示，结合图2可知，该方法包括如下步骤：

步骤S302，混合动力控制器接收电池管理器检测到的动力电池的电量剩余值。

具体地，现有技术中传统起动电机由蓄电池供电，功率小，本申请中采用功率较大的动力电池供电。

在一种可选的方案中，电池管理器可以实时检测动力电池的电量剩余值，并将检测到的电量剩余值发送给混合动力控制器。

步骤S304，混合动力控制器根据动力电池的电量剩余值确定运行模式，其中，运行模式包括：纯电动模式、混合动力模式和紧急发电模式。

在一种可选的方案中，混合动力控制器接收电池管理器实时检测到的动力电池的电量，切换混合动力汽车的运行模式并转换动力输出装置，例如，在动力电池电量很低的情况下，切换混合动力汽车的运行模式为紧急发电模式，转换动力输出装置为发动机；在动力电池电量较低的情况下，切换混合动力汽车的运行模式为混合动力模式，转换动力输出装置为发动机和驱动电机。

步骤S306，在动力电池的电量剩余值小于等于第一预定值的情况下，混合动力控制器控制混合动力汽车控制系统进入紧急发电模式，其中，紧急发电模式用于控制发动机驱动发电机进行发电，以向动力电池充电。

具体地，上述步骤中的第一预定值可以是5％。发电机和动力电池可以通过高压线传输电量。

在一种可选的方案中，在动力电池的电量剩余值小于等于5％的情况下，混合动力控制器控制混合动力汽车控制系统进入紧急发电模式，从而控制发动机驱动发电机进行发电，通过高压线向动力电池充电。

本申请上述实施例中，基于混合动力汽车控制系统，通过混合动力控制器接收电池管理器检测到的动力电池的电量剩余值，并根据动力电池的电量剩余值确定运行模式，在动力电池的电量剩余值小于等于第一预定值的情况下，控制混合动力汽车控制系统进入紧急发电模式，控制发动机驱动发电机进行发电，以向动力电池充电。由于发电机和动力电池通过高压线传输电量，从而实现了发电机向动力电池快速充电，进一步保证了混合动力控制系统在动力电池的电量剩余值过低的情况下也可以正常工作，解决了现有技术中在电池电量过低的情况下，混合动力系统无法正常工作的技术问题。因此，通过上述方案，可以满足用户在不同情况下使用混合动力控制系统，提高用户的体验感和好感度。

可选地，本申请上述实施例中，在步骤S306混合动力控制器控制混合动力汽车控制系统进入紧急发电模式之后，上述方法还包括：

步骤S312，混合动力控制器生成发电指令，其中，发电指令包括：发动机扭矩和用于发电的扭矩信息。

具体地，上述步骤中发动机扭矩为发动机驱动混合动力汽车需要的扭矩，用于发电的扭矩信息为发电机进行发电需要的扭矩。混合动力控制器给出一定的发电功率，并转换成用于发电的扭矩信息。

步骤S314，混合动力控制器将发动机扭矩和用于发电的扭矩信息都发送至发动机控制器，并将用于发电的扭矩信息发送至发电机控制器。

在一种可选的方案中，混合动力控制器将发动机扭矩和用于发电的扭矩信息发送至发动机控制器，发动机控制器控制发动机输出发动机扭矩和用于发电的扭矩信息，保证发电机能获得发电需要的足够能量。混合动力控制器将用于发电的扭矩信息发送至发电机控制器，发电机控制器控制发电机获得足够的电能向动力电池充电。

步骤S316，发动机控制器根据发电指令控制发动机驱动发电机工作。

在一种可选的方案中，发动机控制器接收到混合动力控制器发送的发电指令，控制发动机输出足够的扭矩，从而驱动发电机工作。

步骤S318，发电机根据发电机控制器接收到的用于发电的扭矩信息向动力电池充电。

具体地，发电机可以是高压发电机，发电机与发动机之间有电磁离合器。

在一种可选的方案中，发电机控制器接收到控制用于发电的扭矩信息之后，控制发电机产生于用于发电的扭矩信息对应的发电功率，以向动力电池快速充电。

通过步骤S312至步骤S318，混合动力控制器将发电指令发送至发动机控制器，将用于发电的扭矩信息发送给发电机控制器，发动机控制器根据发电指令控制发动机驱动发电机工作，发电机根据用于发电的扭矩信息向动力电池充电。因此，上述方案可以实现在紧急发电模式下，向动力电池充电的目的，进一步还可以实现驱动混合动力汽车前进的目的。

本申请还提供了一种优选的方案，将发电机辅助作为发动机的起动电机，从而驱动发动机启动，充分发挥辅助电机功能。

可选地，本申请上述实施例中，在步骤S312混合动力控制器生成发电指令之前，上述方法还包括：

步骤S310，混合动力控制器发送起动信号和目标转速至发电机控制器。

具体地，上述步骤中起动信号用于起动发电机，目标转速用于控制发电机驱动发动机。

步骤S311，发电机控制器根据起动信号吸合电磁离合器，并驱动发电机带动发动机按照目标转速运行。

在一种可选的方案中，发电机控制器吸合电磁离合器，动力电池给发电机供电，发电机将电能转换为动能，带动发动机运行，直至发动机转速达到目标转速，完成发动机启动。

通过上述步骤S310至步骤S311，发电机控制器接收到混合动力控制器发送的起动信号和目标转速，根据起动信号吸合电磁离合器，并驱动发电机带动发动机按照目标转速运行，从而实现发电机作为起动电机，驱动发动机启动的目的。

本申请还提供了一种优选的方案，将发动机和驱动电机进行耦合，使得混合动力模式下，发动机和驱动电机的扭矩输出更加平顺，提高车辆动力性。

可选地，本申请上述实施例中，在步骤S306动力电池的电量剩余值大于第一预定值的情况下，上述方法还包括：

步骤S322，判断动力电池的电量剩余值是否大于第二预定值。

具体地，上述步骤中第二预定值可以是30％。例如，当动力电池的电量剩余值大于30％时，说明动力电池电量充足，可以使用驱动电机驱动混合动力汽车。

步骤S324，在动力电池的电量剩余值大于第一预定值，且小于等于第二预定值的情况下，混合动力控制器控制混合动力汽车控制系统进入混合动力模式，其中，混合动力模式为控制发动机和驱动电机混合驱动混合动力汽车。

在一种可选的方案中，当动力电池的电量剩余值大于5％，且小于等于30％时，混合动力控制器控制混合动力汽车控制系统进入混合动力模式，发动机和驱动电机一起工作，混合驱动混合动力汽车。

步骤S326，在动力电池的电量剩余值大于第二预定值的情况下，混合动力控制器控制混合动力汽车控制系统进入纯电动模式，其中，纯电动模式为控制驱动电机驱动混合动力汽车。

在一种可选的方案中，当动力电池的电量剩余值大于30％时，控制混合动力汽车控制系统进入纯电动模式，驱动电机单独驱动混合动力汽车。

通过上述步骤S322至步骤S326，混合动力控制器判断动力电池的电量剩余值是否大于第二预定值，决定切换混合动力模式或者纯电动模式，进一步确定转换混合动力或者驱动电机动力。

本申请还提供了一种优选的方案，使发动机能够一直工作在经济区间，降低了燃油消耗。

可选地，本申请上述实施例中，在步骤S324混合动力控制器控制混合动力汽车控制系统进入混合动力模式之后，上述方法还包括：

步骤S332，混合动力控制器获取当前接收到的需求扭矩。

具体地，上述步骤中的需求扭矩可以是驾驶员的需求扭矩。

步骤S334，在启动发动机之后，发动机控制器控制发动机按照发动机经济扭矩工作。

具体地，在驱动状态下，上述步骤中发动机经济扭矩对应的扭矩范围是100-140Nm。

在一种可选的方案中，混合动力控制器控制发动机启动，发动机控制器直接根据预先设定的经济扭矩，控制发动机按照经济扭矩工作，驱动混合动力汽车。

步骤S336，混合动力控制器根据发动机经济扭矩和当前接收到的需求扭矩，来控制发动机和驱动电机混合驱动混合动力汽车。

在一种可选的方案中，当发动机经济扭矩小于当前接收到的需求扭矩时，确定发动机输出的扭矩无法满足驾驶员的需求，因此可以启动驱动电机作为补偿，满足驾驶员的需求。

通过上述步骤S332至步骤S336，发动机控制器控制发动机按照发动机经济扭矩工作，混合动力控制器根据发动机经济扭矩和当前接收到的需求扭矩，来控制发动机和驱动电机混合驱动混合动力汽车，从而保证发动机一直工作在经济区间。

可选地，本申请上述实施例中，步骤S336混合动力控制器根据发动机经济扭矩和当前接收到的需求扭矩，来控制发动机和驱动电机混合驱动混合动力汽车包括如下步骤：

步骤S3362，混合动力控制器判断发动机经济扭矩是否大于当前接收到的需求扭矩。

步骤S3364，当发动机经济扭矩大于等于当前接收到的需求扭矩时，获取发动机的过剩扭矩。

具体地，在发动机经济扭矩大于等于驾驶员的需求扭矩，说明发动机输出功率过大。

步骤S3366，将过剩扭矩发送给驱动电机控制器，其中，过剩扭矩为经济扭矩与当前接收到的需求扭矩的差值。

步骤S3368，驱动电机控制器根据过剩扭矩控制驱动电机进行发电，以向动力电池充电。

具体地，上述步骤中驱动电机可以是永磁同步电机，驱动电机与动力电池通过高压线连接。

在一种可选的方案中，混合动力控制器判断发动机输出功率过剩，计算经济扭矩与驾驶员的需求扭矩的差值得到过剩扭矩，将过剩扭矩发送给驱动电机控制器，驱动电机控制器控制驱动电机发电，迅速向动力电池充电。

通过上述步骤S3362至步骤S3368，混合动力控制器判断发动机经济扭矩是否大于当前接收到的需求扭矩，当发动机经济扭矩大于等于当前接收到的需求扭矩时，将过剩扭矩发送给驱动电机控制器，驱动电机控制器根据过剩扭矩控制驱动电机进行发电，以向动力电池充电，从而实现在发动机输出扭矩过大的情况下，驱动电机将多余动能转换为电能，避免能量浪费。

可选地，本申请上述实施例中，在步骤S326混合动力控制器判断发动机经济扭矩是否大于当前接收到的需求扭矩之后，上述方法还包括：

步骤S342，当发动机经济扭矩小于当前接收到的需求扭矩时，获取发动机需要的补偿扭矩。

具体地，在发动机经济扭矩小于驾驶员的需求扭矩，说明发动机输出功率过小，无法满足驾驶员的需求。

步骤S344，将发动机需要的补偿扭矩发送给驱动电机控制器，其中，补偿扭矩为当前接收到的需求扭矩与经济扭矩的差值。

步骤S346，驱动电机控制器根据发动机需要的补偿扭矩控制驱动电机输出相应的补偿扭矩。

在一种可选的方案中，混合动力控制器判断发动机输出扭矩不足，计算驾驶员的需求扭矩与经济扭矩的差值得到补偿扭矩，将补偿扭矩发送给驱动电机控制器，动力电池给驱动电机供电，驱动电机控制器控制驱动电机输出补偿扭矩。

通过上述步骤S3362至步骤S3368，混合动力控制器判断发动机经济扭矩是否大于当前接收到的需求扭矩，当发动机经济扭矩小于当前接收到的需求扭矩时，将补偿扭矩发送给驱动电机控制器，驱动电机控制器控制驱动电机输出补偿扭矩，从而实现在发动机输出扭矩不足的情况下，驱动电机将电能转换为动能，保证发动机工作在经济区间，并且满足驾驶员的需求。

可选地，本申请上述实施例中，步骤S334启动发动机的步骤包括如下步骤：

步骤S3342，混合动力控制器发送起动信号和目标转速至发电机控制器。

具体地，上述步骤中起动信号用于起动发电机，目标转速用于控制发电机驱动发动机。

步骤S3344，发电机控制器根据起动信号吸合电磁离合器，并驱动发电机带动发动机按照目标转速运行。

在一种可选的方案中，发电机控制器吸合电磁离合器，动力电池给发电机供电，发电机将电能转换为动能，带动发动机运行，直至发动机转速达到目标转速，完成发动机启动。

通过上述步骤S3342至步骤S3344，发电机控制器接收到混合动力控制器发送的起动信号和目标转速，根据起动信号吸合电磁离合器，并驱动发电机带动发动机按照目标转速运行，从而实现发电机作为起动电机，驱动发动机启动的目的。

可选地，本申请上述实施例中，在步骤S326混合动力控制器控制混合动力汽车控制系统进入纯电动模式之后，上述方法还包括：

步骤S352，变速箱控制器控制变速箱的离合器打开。

具体地，上述步骤中变速箱可以是无极变速箱，驱动电机可以位于变速箱的输出端。

步骤S353，混合动力控制器获取当前接收到的需求扭矩，并将需求扭矩发送给驱动电机控制器。

步骤S356，驱动电机控制器根据接收到的需求扭矩控制驱动电机工作。

在一种可选的方案中，变速箱控制器将变速箱的离合器打开，发动机不参与工作，驱动电机控制器接收到驾驶员的需求扭矩，控制驱动电机输出需求扭矩，单独驱动混合动力汽车。

通过上述步骤S352至步骤S356，变速箱控制器控制变速箱的离合器打开，混合动力控制器获取当前接收到的需求扭矩，并将需求扭矩发送给驱动电机控制器，驱动电机控制器根据接收到的需求扭矩控制驱动电机工作，从而实现了在动力电池电量较大时，驱动电机单独驱动混合动力汽车的目的，降低燃油消耗，节约能源。

图4为根据本发明实施例的一种可选的混合动力汽车控制系统的控制方法的流程图，结合图2和图4可知，一种可选的应用场景的详细步骤为：

S41:电池管理系统检测动力电池SOC状态。

具体地，上述步骤中SOC状态是上述实施例中动力电池的电量剩余状态。

S42:混合动力控制器接收电池管理器动力电池电量SOC值。

具体地，上述步骤中电池电量SOC值是上述实施例中动力电池的电量剩余值。

S43:判断动力电池SOC是否>30％。

具体地，混合动力控制器判断动力电池的电量剩余值是否大于30％，在动力电池电量剩余值大于30％的情况下，进入步骤S44；在动力电池电量剩余值小于等于30％的情况下，进入步骤S48。

S44:进入纯电动模式。

具体地，混合动力控制器控制混合动力汽车控制系统进入纯电动模式。

S45:将变速箱离合器打开。

具体地，变速箱控制器控制变速箱的离合器打开，发动机不参与工作。

S46:混合动力控制器解析驾驶员扭矩需求。

具体地，上述步骤中驾驶员扭矩需求是上述实施例中的当前接收的需求扭矩，混合动力控制器获取当前接收到的需求扭矩，并将需求扭矩发送给驱动电机控制器。

S47:驱动电机控制器接收扭矩需求，控制驱动电机输出扭矩。

具体地，驱动电机控制器根据接收到的需求扭矩控制驱动电机工作。

S48:判断动力电池SOC是否>5％。

具体地，混合动力控制器判断动力电池的电量剩余值是否大于5％，在动力电池电量剩余值大于5％的情况下，进入步骤S49；在动力电池电量剩余值小于等于5％的情况下，进入步骤S417。

S49:进入混合动力模式。

具体地，混合动力控制器控制混合动力汽车控制系统进入混合动力模式。

S410:混合动力控制器解析驾驶员扭矩需求。

具体地，混合动力控制器获取当前接收到的需求扭矩。

S411:启动发动机，发动机控制器控制其处于经济工况，输出经济扭矩。

具体地，在启动发动机之后，发动机控制器控制发动机按照发动机经济扭矩工作。

S412:判断驾驶员扭矩需求是否>发动机经济扭矩。

具体地，混合动力控制器判断当前接收到的需求扭矩是否大于发动机经济扭矩，在当前接收到的需求扭矩大于发动机经济扭矩的情况下，进入步骤S413；在当前接收到的需求扭矩小于等于发动机经济扭矩的情况下，进入步骤S417

S413:混合动力控制器计算出补偿扭矩，并将补偿扭矩发送给驱动电机控制器。

具体地，当发动机经济扭矩小于当前接收到的需求扭矩时，获取发动机需要的补偿扭矩，其中，补偿扭矩为当前接收到的需求扭矩与经济扭矩的差值。

S414:驱动电机控制器接收扭矩需求，控制驱动电机输出扭矩。

具体地，驱动电机控制器根据发动机需要的补偿扭矩控制驱动电机输出相应的补偿扭矩。

S415:混合动力控制器计算出用于发电的扭矩信息，并将用于发电的扭矩信息发送给驱动电机控制器。

具体地，上述步骤中的发电扭矩是上述实施例中的过剩扭矩，当发动机经济扭矩大于等于当前接收到的需求扭矩时，混合动力控制器获取发动机的过剩扭矩，其中，过剩扭矩为经济扭矩与当前接收到的需求扭矩的差值。

S416:驱动电机控制器接收用于发电的扭矩信息，控制驱动电机发电。

具体地，驱动电机控制器根据过剩扭矩控制驱动电机进行发电，以向动力电池充电。

S417:进入紧急发电模式。

具体地，混合动力控制器控制混合动力汽车控制系统进入紧急发电模式。

S418:混合动力控制器发出一定功率的发电请求给发动机控制器和发电机控制器。

具体地，上述步骤中的发电请求是上述实施例中的用于发电的扭矩信息，混合动力控制器将用于发电的扭矩信息发送至发动机控制器和发电机控制器。

S419:混合动力控制器解析驾驶员扭矩需求。

具体地，混合动力控制器生成发电指令，其中，发电指令包括：发动机扭矩和用于发电的扭矩信息。

S420:混合动力控制器汇总发送机输出功率，并启动发动机。

具体地，上述步骤中的汇总是上述实施例中的发动机扭矩和用于发电的扭矩信息。

S421:发动机控制器控制发动机输出足够的功率。

具体地，发动机控制器根据发电指令控制发动机驱动发电机工作，发电机根据发电机控制器接收到的用于发电的扭矩信息向动力电池充电。

通过上述方案，混合动力控制器根据动力电池电量SOC确定控制混合动力汽车控制系统进入纯电动模式、混合动力模式或者紧急发电模式，在纯电动模式下控制驱动电机输出驾驶员的需求扭矩；在混合动力模式下控制发动机输出经济扭矩，控制驱动电机输出补偿扭矩或者控制驱动电机发电；在紧急发电模式下控制发动机输出足够功率，从而实现根据电池电量自动切换动力输出模式，发动机与驱动电机在不同模式下独立或者混合驱动，以及动力切换过程中的控制。

实施例3

根据本发明实施例，提供了一种混合动力汽车，包括上述实施例1中的任意一种混合动力汽车控制系统。

此处需要说明的是，本申请提供的混合动力汽车包括上述实施例1中提供的混合动力汽车控制系统的各个优选地、可选的实施例，但不限于实施例1所提供的实施例。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (21)

1.一种混合动力汽车控制系统，其特征在于，包括：

电池管理器，用于检测动力电池的电量剩余值；

混合动力控制器，与所述电池管理器连接，用于根据所述电池管理器检测到的所述动力电池的所述电量剩余值确定运行模式，其中，所述运行模式包括：纯电动模式、混合动力模式和紧急发电模式；

发电机控制器，与所述动力电池和所述混合动力控制器连接，用于在所述混合动力控制器控制所述混合动力汽车控制系统进入所述紧急发电模式之后，接收所述混合动力控制器发送的用于发电的扭矩信息；

发电机，与所述发电机控制器连接，用于根据所述用于发电的扭矩信息向所述动力电池充电。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，混合动力控制器包括：

处理器，用于在所述动力电池的所述电量剩余值小于等于第一预定值的情况下，确定所述混合动力汽车控制系统进入所述紧急发电模式；

所述处理器还用于在所述动力电池的所述电量剩余值大于所述第一预定值，且小于等于第二预定值的情况下，确定所述混合动力汽车控制系统进入所述混合动力模式；

所述处理器还用于在所述动力电池的所述电量剩余值大于所述第二预定值的情况下，确定所述混合动力汽车控制系统进入所述纯电动模式。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

发动机，与所述发电机通过电磁离合器连接；

发动机控制器，与所述混合动力控制器连接，用于在所述混合动力控制器控制所述混合动力汽车控制系统进入所述紧急发电模式之后，根据发电指令控制所述发动机驱动所述发电机执行发电。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

发动机；

发动机控制器，用于在所述混合动力控制器控制所述混合动力汽车控制系统进入所述混合动力模式之后，控制所述发动机按照发动机经济扭矩工作。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述混合动力控制器还用于根据所述发动机经济扭矩和当前接收到的需求扭矩，来控制所述发动机和驱动电机来混合驱动所述混合动力汽车。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

变速箱控制器，与所述混合动力控制器连接，用于控制变速箱的离合器打开或者关闭；

所述驱动电机，位于所述变速箱的输出端，与所述发动机通过所述变速箱耦合；

驱动电机控制器，与所述驱动电机、所述动力电池和所述混合动力控制器连接，用于当所述发动机经济扭矩大于等于所述当前接收到的所述需求扭矩时，根据过剩扭矩控制所述驱动电机进行发电，以向所述动力电池充电，其中，所述过剩扭矩为所述经济扭矩与所述当前接收到的所述需求扭矩的差值。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述驱动电机控制器还用于当所述发动机经济扭矩小于所述当前接收到的所述需求扭矩时，根据所述发动机需要的补偿扭矩控制所述驱动电机输出相应的所述补偿扭矩，其中，所述补偿扭矩为所述当前接收到的所述需求扭矩与所述经济扭矩的差值。

8.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

驱动电机；

驱动电机控制器，用于在所述混合动力控制器控制所述混合动力汽车控制系统进入所述纯电动模式之后，根据当前接收到的需求扭矩控制驱动电机工作。

9.根据权利要求6或7所述的系统，其特征在于，所述混合动力控制器、所述发电机控制器、所述发动机控制器、所述变速箱控制器和所述驱动电机控制器通过CAN总线通讯。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述混合动力控制器与所述发电机控制器的通讯信号至少包括：起动信号和目标转速。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述发电机控制器还用于根据所述起动信号吸合电磁离合器，并驱动所述发电机带动所述发动机按照所述目标转速运行。

12.一种混合动力汽车控制系统的控制方法，其特征在于，包括：

混合动力控制器接收电池管理器检测到的动力电池的电量剩余值；

所述混合动力控制器根据所述动力电池的所述电量剩余值确定运行模式，其中，所述运行模式包括：纯电动模式、混合动力模式和紧急发电模式；

其中，在所述动力电池的所述电量剩余值小于等于第一预定值的情况下，所述混合动力控制器控制所述混合动力汽车控制系统进入所述紧急发电模式，其中，所述紧急发电模式用于控制发动机驱动发电机进行发电，以向所述动力电池充电。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在所述混合动力控制器控制所述混合动力汽车控制系统进入所述紧急发电模式之后，所述方法还包括：

所述混合动力控制器生成发电指令，其中，所述发电指令包括：发动机扭矩和用于发电的扭矩信息；

所述混合动力控制器将所述发动机扭矩和所述用于发电的扭矩信息都发送至发动机控制器，并将所述用于发电的扭矩信息发送至发电机控制器；

所述发动机控制器根据所述发电指令控制所述发动机驱动所述发电机工作；

所述发电机根据所述发电机控制器接收到的所述用于发电的扭矩信息向所述动力电池充电。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在所述混合动力控制器生成发电指令之前，所述方法还包括：

所述混合动力控制器发送起动信号和目标转速至所述发电机控制器；

所述发电机控制器根据所述起动信号吸合电磁离合器，并驱动所述发电机带动所述发动机按照所述目标转速运行。

15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在所述动力电池的所述电量剩余值大于所述第一预定值的情况下，所述方法还包括：

判断所述动力电池的所述电量剩余值是否大于第二预定值；

其中，在所述动力电池的所述电量剩余值大于所述第一预定值，且小于等于所述第二预定值的情况下，所述混合动力控制器控制所述混合动力汽车控制系统进入所述混合动力模式，其中，所述混合动力模式为控制所述发动机和驱动电机混合驱动混合动力汽车；

在所述动力电池的所述电量剩余值大于所述第二预定值的情况下，所述混合动力控制器控制所述混合动力汽车控制系统进入所述纯电动模式，其中，所述纯电动模式为控制所述驱动电机驱动所述混合动力汽车。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，在所述混合动力控制器控制所述混合动力汽车控制系统进入所述混合动力模式之后，所述方法还包括：

所述混合动力控制器获取当前接收到的需求扭矩；

在启动所述发动机之后，所述发动机控制器控制所述发动机按照发动机经济扭矩工作；

所述混合动力控制器根据所述发动机经济扭矩和所述当前接收到的所述需求扭矩，来控制所述发动机和驱动电机混合驱动混合动力汽车。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述混合动力控制器根据所述发动机经济扭矩和所述当前接收到的所述需求扭矩，来控制所述发动机和驱动电机混合驱动混合动力汽车的步骤包括：

所述混合动力控制器判断所述发动机经济扭矩是否大于所述当前接收到的所述需求扭矩；

当所述发动机经济扭矩大于等于所述当前接收到的所述需求扭矩时，获取所述发动机的过剩扭矩；

将所述过剩扭矩发送给驱动电机控制器，其中，所述过剩扭矩为所述经济扭矩与所述当前接收到的需求扭矩的差值；

所述驱动电机控制器根据所述过剩扭矩控制所述驱动电机进行发电，以向所述动力电池充电。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，在所述混合动力控制器判断所述发动机经济扭矩是否大于所述当前接收到的需求扭矩之后，所述方法还包括：

当所述发动机经济扭矩小于所述当前接收到的所述需求扭矩时，获取所述发动机需要的补偿扭矩；

将所述发动机需要的所述补偿扭矩发送给所述驱动电机控制器，其中，所述补偿扭矩为所述当前接收到的所述需求扭矩与所述经济扭矩的差值；

所述驱动电机控制器根据所述发动机需要的所述补偿扭矩控制所述驱动电机输出相应的所述补偿扭矩。

19.根据权利要求16至18中任意一项所述的方法，其特征在于，启动所述发动机的步骤包括：

所述混合动力控制器发送起动信号和目标转速至发电机控制器；

所述发电机控制器根据所述起动信号吸合电磁离合器，并驱动所述发电机带动所述发动机按照所述目标转速运行。

20.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，在所述混合动力控制器控制所述混合动力汽车控制系统进入所述纯电动模式之后，所述方法还包括：

变速箱控制器控制变速箱的离合器打开；

所述混合动力控制器获取当前接收到的需求扭矩，并将所述需求扭矩发送给驱动电机控制器；

所述驱动电机控制器根据所述当前接收到的所述需求扭矩控制所述驱动电机工作。

21.一种混合动力汽车，其特征在于，包括：权利要求1至11中任意一项所述的混合动力汽车控制系统。