CN106347352B - 混合动力能量管理系统及其控制方法 - Google Patents
混合动力能量管理系统及其控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106347352B CN106347352B CN201510410562.8A CN201510410562A CN106347352B CN 106347352 B CN106347352 B CN 106347352B CN 201510410562 A CN201510410562 A CN 201510410562A CN 106347352 B CN106347352 B CN 106347352B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- torque
- engine
- motor
- demand
- crank
- 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
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
- B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
- B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
-
- 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
- B60W10/04—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
- B60W2540/00—Input parameters relating to occupants
- B60W2540/10—Accelerator 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
- 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
- B60W2540/00—Input parameters relating to occupants
- B60W2540/14—Clutch 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
- B60W2710/0666—Engine torque
-
- 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
- B60W2710/083—Torque
-
- 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
- Y02T10/84—Data processing systems or methods, management, administration
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
本申请公开了一种混合动力能量管理系统,所述系统包括:驾驶员扭矩需求模块、需求扭矩处理模块、扭矩管理策略模块、以及动力系统扭矩处理模块。本申请还公开了一种整车控制器、分布式混合动力控制系统以及对应的控制方法。
Description
技术领域
本申请涉及混合动力优化的能量管理策略,尤其涉及一种混合动力能量管理系统及其控制方法。
背景技术
随着环境污染日益加重,汽车排放法规越来越严厉,新能源汽车具有诸多优势,使其成为汽车节能减排有效途径。因此全球对不同形式的新能源汽车已有较为广泛的研究,相对于传统内燃机汽车和纯电动汽车,混合动力汽车既继承了石油燃料发动机高的比能量的长处,弥补了纯电动汽车续驶里程短的不足,又发扬了纯电动汽车作为“绿色汽车”节能和低排放的优点,显著改善了整车燃油经济性能和排放性能。混合动力系统按照动力系统的结构形式可以分为串联,并联和混联三类。在不同的结构形式中,需要根据车辆行驶工况的变化,实现发动机、电机和传动系统的最佳配合,并且使电池运行状态的优化,从而达到整车性能的最佳状态。
混合动力汽车能量管理策略的设计是影响混合动力汽车各项性能的关键因素,目前根据不同的混合动力构型,一般采用基于规则的能量管理策略,可以保证整车稳定运行,但是在部分工况中,混合动力系统并不是在优化的状态下运行,影响整车性能。
在公开号为CN102785575A、名称为“基于在线优化逻辑门限值的公交车能量管理方法及装置”的现有技术中,提供一种基于在线优化逻辑门限值的公交车能量管理方法。在混合动力公交客车的运行过程中,可以根据不同逻辑门限值参数在相同工况下的不同油耗值,使逻辑门限值参数朝着降低油耗的方向进化,最终达到在任一特定工况下油耗最低的目的。该方法的缺点是:该混合动力能量管理策略采用种群管理的优化算法优化逻辑门限的参数,优化的结果与种群的数量和初始值相关性很大,并且计算量较大,对微处理器的硬件要求较高,适合理论策略的开发,很难在实际产品中应用。
在公开号为CN103112450A、名称为“一种插电式并联混合动力汽车的实时优化控制方法”的现有技术中,提供了一种插电式并联混合动力汽车的实时优化控制方法。该方法从全局优化的角度,考虑用户出行里程的长短,利用庞氏原理,通过对动力系统优化控制,使得车辆按照指定工况运行,达到减小整车燃油消耗的目的。但是,该方法存在如下问题:该方法采用全局优化的思想,因此对于车辆的行驶路线部分已知的情况下运行,对于车辆出行线路部分已知的公交车等比较适用,而对于行驶线路自由的乘用车不是很实用。
在公开号为CN202703576U、名称为“一种混合动力车辆能量管理系统”的现有技术中,提出采用单轴并联的混合动力结构的混合动力系统。整车控制单元HCU通过GPRS模块与远端服务器通信,并提供一种远程工况数据采集与分析及参数标定功能,克服现有技术中混合动力车辆能量管理策略系统无法适应车辆实际工况动态变化不足的缺点,提高整车的燃油经济性和排放性能。但,由于整车控制对实时性要求较高,而GPRS无线通信实时性较慢,会影响整车的整体性能。另外,该能量管理方法主要应用于固定行驶线路的车辆,而对于行驶线路自由的乘用车不是很实用,且产业化的可能性较小。
有鉴于此,需要一种改进的混合动力汽车系统控制方法。
发明内容
根据本申请的一个方面,提供了一种混合动力能量管理系统,所述系统包括:驾驶员扭矩需求模块,所述驾驶员扭矩需求模块配置成获取驾驶员操作信息并计算驾驶员需求的驱动轴扭矩;需求扭矩处理模块,所述需求扭矩处理模块配置成消除底盘系统对所述驱动轴扭矩的干扰,并基于所述驱动轴扭矩确定曲轴扭矩;扭矩管理策略模块,所述扭矩管理策略模块配置成确定整车优化性能目标的代价函数,并基于所述代价函数来确定发动机需求扭矩和电机需求扭矩的分配;以及动力系统扭矩处理模块,所述动力系统扭矩处理模块配置成根据发动机和电机扭矩输出能力对所述发动机需求扭矩和电机需求扭矩进行限制,并将最终确定的发动机扭矩和电机扭矩分别发送给发动机和电机。
在上述系统中,所述驾驶员操作信息包括加速踏板和制动踏板信息。
在上述系统中,所述需求扭矩处理模块配置成将所述驱动轴扭矩通过变速箱速比来计算所述曲轴扭矩,并协调所述驱动轴扭矩与所述曲轴扭矩。
在上述系统中,所述代价函数至少基于下列因素中的一个或多个来进行确定:平衡燃油经济性能、排放性能以及整车振动和噪声。
在上述系统中,所述电机扭矩和所述发动机扭矩之间满足如下公式:电机扭矩=(曲轴扭矩-发动机扭矩)/传动比。
在上述系统中,所述扭矩管理策略模块配置成按顺序执行如下步骤:(1)比较所述曲轴扭矩与发动机最小维持扭矩,如果所述曲轴扭矩小于所述发动机最小维持扭矩,则将发动机需求扭矩设定为等于所述发动机最小维持扭矩;否则,执行步骤(2);(2)计算滑行最小扭矩并比较所述曲轴扭矩与所述滑行最小扭矩,其中所述滑行最小扭矩等于发动机最小运行扭矩与实际滑行扭矩的最大值;如果所述曲轴扭矩小于所述滑行最小扭矩,则将所述发动机需求扭矩设定为等于所述发动机最小运行扭矩,并将电机需求扭矩设定为所述曲轴扭矩与所述发动机需求扭矩之差;否则,执行步骤(3);(3)比较所述曲轴扭矩与发动机最大扭矩,如果所述曲轴扭矩大于所述发动机最大扭矩,则将所述发动机需求扭矩设定为等于所述发动机最大扭矩,并将所述电机需求扭矩设定为所述曲轴扭矩与所述发动机需求扭矩之差;否则,执行步骤(4);(4)判断当前系统是否处于制动能量回收模式;如果是,则将所述发动机需求扭矩设定为等于电机制动扭矩并将所述电机需求扭矩设定为所述曲轴扭矩与所述发动机需求扭矩之差;否则,执行步骤(5);以及(5)基于所述代价函数来确定发动机需求扭矩和电机需求扭矩的分配。
在上述系统中,所述扭矩管理策略模块还配置成将所述发动机需求扭矩限制在发动机最大扭矩与发动机最小扭矩之间,并将所述电机需求扭矩限制在电机最大扭矩与电机最小扭矩之间。
在上述系统中,所述扭矩管理策略模块还配置成对经过限制的电机需求扭矩进行滤波处理。
在上述系统中,所述动力系统扭矩处理模块配置成按顺序执行如下步骤:(1)确定曲轴快速需求扭矩是否使能;如果使能,则将所述曲轴快速需求扭矩赋值给电机快速需求扭矩,并将所述电机快速需求扭矩限制在电机最小扭矩与电机最大扭矩之间,然后使得最终确定的电机扭矩等于经过限制的该电机快速需求扭矩的值;如果否,则执行步骤(2);以及(2)如果没有使能,则将最终确定的电机扭矩设定为等于所述电机需求扭矩,同时将发动机快速需求扭矩设定为无效。
根据本申请的另一方面,还提供了一种整车控制器,包括如上所述的混合动力能量管理系统。
根据本申请的另一方面,还提供了一种分布式混合动力控制系统,包括发动机管理系统、电机控制器以及如上所述的整车控制器。
根据本申请的又一方面,提供了一种混合动力汽车的控制方法,所述方法包括如下四个步骤:获取驾驶员操作信息并计算驾驶员需求的驱动轴扭矩;消除底盘系统对所述驱动轴扭矩的干扰,并基于所述驱动轴扭矩确定曲轴扭矩;确定整车优化性能目标的代价函数,并基于所述代价函数来确定发动机需求扭矩和电机需求扭矩的分配;以及根据发动机和电机扭矩输出能力对所述发动机需求扭矩和电机需求扭矩进行限制,并将最终确定的发动机扭矩和电机扭矩分别发送给发动机和电机。
附图说明
在参照附图阅读了本申请的具体实施方式以后,本领域技术人员将会更清楚地了解本申请的各个方面。本领域技术人员应当理解的是:这些附图仅仅用于配合具体实施方式说明本申请的技术方案,而并非意在对本申请的保护范围构成限制。
图1是根据本申请的实施例的混合动力传动系统总体结构的示意图;
图2是根据本申请的实施例的混合动力能量管理策略总体示意图;以及
图3是根据本申请的实施例的混合动力整车控制器扭矩管理策略流程图。
具体实施方式
下面介绍的是本申请的多个可能实施例中的一些,旨在提供对本申请的基本了解,并不旨在确认本申请的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。容易理解,根据本申请的技术方案,在不变更本申请的实质精神下,本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的其它实现方式。因此,以下具体实施方式以及附图仅是对本申请的技术方案的示例性说明,而不应当视为本申请的全部或者视为对本申请技术方案的限定或限制。
图1为根据本申请的实施例的混合动力传动系统总体结构示意图。需要指出的是,本申请的混合动力汽车优化能量管理策略可用于多种类型的混合动力传动系统,包括但不限于如图1所示的皮带式的微混结构。为了方便读者理解,在下文中,本申请仅在皮带式的微混结构类型下进行讨论。
如图1所示,混合动力传动系统包括发动机101,电机102和变速箱103,其中电机于发动机通过皮带来接,同时包括电池系统107(包括动力电池和电池管理系统)为电机运行提供能源。混合动力汽车能量管理控制系统采用分布式控制方案,以整车控制器108为核心,通过发动机管理系统104、变速器控制器105(手动变速箱的整车不包括105模块)、电机控制器106、电池管理系统、仪表系统109及车身控制器110等主要控制器控制混合动力总成系统来实现控制功能。整车控制器和其他控制器之间通过CAN总线进行通信,实时管理各个控制器优化的运行。
整车控制器为混合动力控制系统的核心控制器,并且整车控制器中的混合动力能量管理策略直接影响着整车的性能。本申请的整车控制器以111模块为输入信号,其中包括离合器踏板信息(自动变速箱没有此信号),加速踏板信息,制动踏板信息和ACC等开关信息,这些信号可能是硬线信号,也可能是通过车身控制器等其他控制的总线数据获取。整车控制器还需要从总线中获得车速、发动机转速、电池SOC等信息,按照一定的控制规则,通过CAN总线通讯直接或间接协调发动机管理系统,电机控制器及变速箱控制器等子控制单元进行工作。
为了使整车性能达到最佳,混合动力能量管理策略需要通过控制软件协调管理动力系统各个部件的转速、扭矩、功率等参数。图2是根据本申请的一个实施例的混合动力能量管理策略总体示意图,其中加速踏板和制动踏板信息201作为控制系统的输入(Cruise控制轴扭请求,以及其他从驾驶员输入的轴扭请求,不在本申请考虑范围)。根据车型的不同,加速踏板和制动踏板信号的获取方式不尽相同,某些车型通过车身控制器采集,然后通过总线获取;而某些车型则可以在总线上通过发动机控制器获取,甚至有些车型还需要整车控制器直接采集加速踏板和制动踏板传感器的模拟信号。整车控制器108通过获取驾驶员操作信息,首先经过驾驶员扭矩需求模块202,计算驾驶员扭矩需求,其中0%踏板位置时,驾驶员扭矩需求与creep/coast所需的驾驶员意图的扭矩相同,Creep扭矩需求为车辆怠速行车的扭矩需要,Coast的扭矩需求为发动机制动减速的扭矩需求。在100%踏板位置时,驾驶员需求扭矩应为动力总成最大扭矩请求,以保证车辆的全面表现。在0% 和 100% 踏板位置时,根据整车性能需求定义驾驶员需求扭矩与踏板值之间的增益系数,然后再根据工况和环境条件(发动机速度,车辆速度,空气密度等)进行补偿。
经过202模块可以获得驾驶员需求的驱动轴扭矩,然后进入需求扭矩处理模块203,模块中包括:扭矩干扰处理策略,轴/曲轴扭矩仲裁策略和扭矩/速度协调策略。由于驱动轴在整车的一些特殊工况受到底盘系统的干涉,比如在车辆产生滑移等情况,因此扭矩干扰处理策略需要整车控制器与底盘系统进行通信,确定驱动轴扭矩是否需要进行干涉,如果发生干涉,则根据底盘的需求,增加或者减小驾驶员需求的驱动轴扭矩,达到汽车安全行驶的目的。而在轴/曲轴扭矩仲裁策略中,整车控制器108根据不同系统的设计需求,需要将驱动轴扭矩通过变速箱速比和传动损失等计算,获取驾驶员需求的曲轴扭矩,然后对所获得的轴/曲轴扭矩通过扭矩仲裁策略进行处理,所谓的仲裁处理实际为限制轴/曲周扭矩的值,边界条件的确定则根据传动系统的部件控制需求、发动机变速箱等部件寿命控制需求和整车速度或者加速度等情况来确定。同时变速箱换挡阶段曲轴扭矩变化速率的仲裁控制策略需要特殊考虑,因为变速箱在混合动力中可能出现曲轴扭矩变化过快,造成的离合器油压欠压,影响换挡过程。扭矩/速度协调策略的功能主要是为了防止发动机失速或速度过低,通过电机扭矩调节发动机的转速。传统产品中,由于驾驶员松开加速踏板,发动机控制器采用怠速控制来保持发动机转动。而在混合动力系统中, 电机输出扭矩可以提供发动机速度控制,用以维持发动机在一个合理的转速。此外,整车控制器108还将提供转速限制功能,将限制发动机转速超速或低速,从而阻止发动机损坏且可以维持发动机转速运行在安全工作的区域,同时整车控制器108还提供电机超速保护的功能。
经过需求扭矩处理模块203后,进入扭矩管理策略204,此模块的主要功能分为扭矩分配和扭矩优化,本申请的扭矩优化策略采用优化的扭矩控制方法,具体来说,扭矩优化策略结合平衡燃油经济性能,排放性能以及整车NVH(振动和噪声)等因素,确定整车优化性能目标的代价函数,曲轴扭矩的分配策略则选择最优的发动机和电机扭矩来保证总体的代价函数最小,在本申请所涉及的微混系统中,发动机和电机扭矩分配满足以下公式:电机扭矩= (曲轴扭矩-发动机扭矩)/传动比。
经过扭矩管理策略204后,得到发动机和电机需求扭矩,随后进入动力系统扭矩处理模块205,此模块根据动力系统部件发动机和电机扭矩输出能力对所需求扭矩进行限制,其中电机驱动能力的极限值包括短期扭矩能力限制和长期扭矩能力限制,并且电机能力选择还要考虑其运行的不同环境因素(温度和电机模式条件等),另外在某些动态工况下,需要电机及发动机快速响应扭矩的需求,发动机和电机对于快速扭矩需求不尽相同,需要根据整车控制器与动力系统部件控制接口确定。
最终将发动机和电机需求的扭矩发送给动力系统部件206(主要为发动机和电机),由各动力系统的部件来响应相应扭矩设定值,协调控制电机和发动机输出实际扭矩,达到优化管理混合动力系统运行的目的。
图3是根据本申请的一个实施例的扭矩管理策略流程图。首先进入301模块,比较总体需求的曲轴扭矩Tcrankshaft Slow(曲轴慢路径的扭矩需求值)与发动机运行的最小扭矩Teng MIN_OFF,如果Tcrankshaft Slow<Teng MIN_OFF,则使得发动机需求扭矩TengSlow(发动机慢路径的扭矩需求值)等于发动机最小维持扭矩Teng MIN_OFF(模块302),否则进入303模块,计算滑行最小扭矩TMIN_coast,TMIN_coast等于发动机最小运行扭矩TengMIN_RUN和实际滑行扭矩Tcoast的最大值,然后进入304模式,比较两个扭矩TcrankshaftSlow与TMIN_coast,如果Tcrankshaft Slow<Teng MIN_coast,则使得Teng Slow=TengMIN_RUN(模块305),在进入306模块后,使得电机需求扭矩(电机慢路径的扭矩需求值)TMotor Slow=Tcrankshaft Slow-Teng Slow。
在模块304中,如果Tcrankshaft Slow>=TMIN_coast,那么进入模块307,比较Tcrankshaft Slow与发动机最大扭矩Teng MAX,如果Tcrankshaft Slow>Teng MAX,则进入308模块,使得Teng Slow=Teng MAX,TMotor Slow=Tcrankshaft Slow-Teng Slow,如果Tcrankshaft Slow<=Teng MAX,然后进入模块309,判断是否为制动能量回收模式,如果判断为制动能量回收模式,则使得TMotor Slow等于电机制动扭矩T charge(模块310),再经过模块311限制电机需求转矩在电机最小输出扭矩Tmotor MIN和电机最大输出扭矩TmotorMAX之间,然后进入模块312,使得Teng Slow=Tcrankshaft Slow-TMotor Slow。
在模块309中,如果不是在制动能量回收模式,则进入扭矩优化模块313(在前文的软件整体架构有所阐述),经过扭矩优化策略可以得到发动机需求扭矩Teng Slow(模块314),那么电机的预测扭矩TMotor Slow=Tcrankshaft Slow-Teng Slow(模块315)。
综合上述计算就可以得到TMotor Slow和Teng Slow,其中发动机需求扭矩满足其区间要求,但是电机需求扭矩不一定满足,因此汇总到模块316,限制TMotor Slow值在电机最小扭矩Tmotor MIN和电机最大扭矩Tmotor MAX之间。
发动机和电机需求扭矩经过发动机和电机扭矩限制后,进入模块317,模块317的功能对电机需求扭矩进行滤波处理,本申请中采用一阶低通滤波器,当前电机需求扭矩值为TMotor Slow(k),上一采样点的电机需求扭矩为TMotor Slow Final(k-1),根据整车动力系统的特性,确定不同的a值,使得最终计算得到当前的电机需求扭矩TMotor SlowFinal(k)= a*TMotor Slow(k)-(1-a)*TMotor Slow Final(k-1)。如果TMotor Slow Final(k-1)的值在计算中不存在,则设置它的值为零。
经过以上计算,就可以获得发动机和电机常规运行状态所需求扭矩,即所谓的慢路径扭矩,但是在某些混合动力状态下(换挡等动态工况),要求电机或发动机快速响应当前的扭矩需求,因此接下来进入模块318,判断曲轴快速需求扭矩Tcrankshaft Fast是否使能,如果Tcrankshaft Fast使能,则进入模块319,将曲轴快速需求扭矩Tcrankshaft Fast赋值给电机快速需求扭矩TMotor Fast,这样处理的主要原因为电机响应速度要比发动机响应速度快很多,并且发动机快速响应扭矩是通过牺牲排放或油耗等方式来达到的,因此在混动系统中应尽量采用电机来响应驾驶员的快转矩的需求,以求达到更佳的整车性能。此后会进入模块320,限制TMotor Fast值在电机最小扭矩Tmotor MIN和电机最大扭矩Tmotor MAX之间。进入321模块,使得电机设定扭矩TM =TMotor Fast,发动机快速需求扭矩Teng Fast=Tcrankshaft Fast-TM。
如果Tcrankshaft Fast没有使能,则进入模块322,使得TM=TMotor Slow,同时将Teng Fast设置为失效(模块323),换言之,在这种情况下,发动机和电机均响应慢扭矩的需求。最终将获得的发动机和电机设定值发送给电机控制器或发动机控制器,控制动力系统部件输出相应的扭矩。
本申请的混合动力优化能量管理策略与现有的专利技术相比,可以应用于多种混合动力整车控制器的实际开发,并且可以达到降低整车油耗,减小排放,达到优化整车性能的目的。
上文中,参照附图描述了本申请的具体实施方式。但是,本领域中的普通技术人员能够理解,在不偏离本申请的精神和范围的情况下,还可以对本申请的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本申请权利要求书所限定的范围内。
Claims (19)
1.一种混合动力能量管理系统,所述系统包括:
驾驶员扭矩需求模块,所述驾驶员扭矩需求模块配置成获取驾驶员操作信息并计算驾驶员需求的驱动轴扭矩;
需求扭矩处理模块,所述需求扭矩处理模块配置成消除底盘系统对所述驱动轴扭矩的干扰,并基于所述驱动轴扭矩确定曲轴扭矩;
扭矩管理策略模块,所述扭矩管理策略模块配置成确定整车优化性能目标的代价函数,并基于所述代价函数来确定发动机需求扭矩和电机需求扭矩的分配;以及
动力系统扭矩处理模块,所述动力系统扭矩处理模块配置成根据发动机和电机扭矩输出能力对所述发动机需求扭矩和电机需求扭矩进行限制,并将最终确定的发动机扭矩和电机扭矩分别发送给发动机和电机,
其中,所述扭矩管理策略模块配置成按顺序执行如下步骤:
(1)比较所述曲轴扭矩与发动机最小维持扭矩,如果所述曲轴扭矩小于所述发动机最小维持扭矩,则将发动机需求扭矩设定为等于所述发动机最小维持扭矩;否则,执行步骤(2);
(2)计算滑行最小扭矩并比较所述曲轴扭矩与所述滑行最小扭矩,其中所述滑行最小扭矩等于发动机最小运行扭矩与实际滑行扭矩的最大值;如果所述曲轴扭矩小于所述滑行最小扭矩,则将所述发动机需求扭矩设定为等于所述发动机最小运行扭矩,并将电机需求扭矩设定为所述曲轴扭矩与所述发动机需求扭矩之差;否则,执行步骤(3);
(3)比较所述曲轴扭矩与发动机最大扭矩,如果所述曲轴扭矩大于所述发动机最大扭矩,则将所述发动机需求扭矩设定为等于所述发动机最大扭矩,并将所述电机需求扭矩设定为所述曲轴扭矩与所述发动机需求扭矩之差;否则,执行步骤(4);
(4)判断当前系统是否处于制动能量回收模式;如果是,则将所述电机需求扭矩设定为等于电机制动扭矩并将所述发动机需求扭矩设定为所述曲轴扭矩与所述电机需求扭矩之差;否则,执行步骤(5);以及
(5)基于所述代价函数来确定发动机需求扭矩和电机需求扭矩的分配。
2.如权利要求1所述的系统,其中,所述驾驶员操作信息包括加速踏板和制动踏板信息。
3.如权利要求1所述的系统,其中,所述需求扭矩处理模块配置成将所述驱动轴扭矩通过变速箱速比来计算所述曲轴扭矩,并协调所述驱动轴扭矩与所述曲轴扭矩。
4.如权利要求1所述的系统,其中,所述代价函数至少基于下列因素中的一个或多个来进行确定:平衡燃油经济性能、排放性能以及整车振动和噪声。
5.如权利要求1所述的系统,其中,所述电机扭矩和所述发动机扭矩之间满足如下公式:电机扭矩= (曲轴扭矩-发动机扭矩)/传动比。
6.如权利要求1所述的系统,其中,所述扭矩管理策略模块还配置成将所述发动机需求扭矩限制在发动机最大扭矩与发动机最小扭矩之间,并将所述电机需求扭矩限制在电机最大扭矩与电机最小扭矩之间。
7.如权利要求6所述的系统,其中,所述扭矩管理策略模块还配置成对经过限制的电机需求扭矩进行滤波处理。
8.如权利要求1所述的系统,其中,所述动力系统扭矩处理模块配置成按顺序执行如下步骤:
(1)确定曲轴快速需求扭矩是否使能;如果使能,则将所述曲轴快速需求扭矩赋值给电机快速需求扭矩,并将所述电机快速需求扭矩限制在电机最小扭矩与电机最大扭矩之间,然后使得最终确定的电机扭矩等于经过限制的该电机快速需求扭矩的值;如果否,则执行步骤(2);以及
(2)如果没有使能,则将最终确定的电机扭矩设定为等于所述电机需求扭矩,同时将发动机快速需求扭矩设定为无效。
9.一种整车控制器,包括如权利要求1至8中任一项所述的混合动力能量管理系统。
10.一种分布式混合动力控制系统,包括发动机管理系统、电机控制器以及如权利要求9所述的整车控制器。
11.如权利要求10所述的分布式混合动力控制系统,其中,所述整车控制器通过CAN总线来与发动机管理系统、电机控制器进行通讯。
12.一种混合动力汽车的控制方法,所述方法包括:
步骤1:获取驾驶员操作信息并计算驾驶员需求的驱动轴扭矩;
步骤2:消除底盘系统对所述驱动轴扭矩的干扰,并基于所述驱动轴扭矩确定曲轴扭矩;
步骤3:确定整车优化性能目标的代价函数,并基于所述代价函数来确定发动机需求扭矩和电机需求扭矩的分配;以及
步骤4:根据发动机和电机扭矩输出能力对所述发动机需求扭矩和电机需求扭矩进行限制,并将最终确定的发动机扭矩和电机扭矩分别发送给发动机和电机,
其中,所述步骤3包括如下顺序执行的子步骤:
(1)比较所述曲轴扭矩与发动机最小维持扭矩,如果所述曲轴扭矩小于所述发动机最小维持扭矩,则将发动机需求扭矩设定为等于所述发动机最小维持扭矩;否则,执行子步骤(2);
(2)计算滑行最小扭矩并比较所述曲轴扭矩与所述滑行最小扭矩,其中所述滑行最小扭矩等于发动机最小运行扭矩与实际滑行扭矩的最大值;如果所述曲轴扭矩小于所述滑行最小扭矩,则将所述发动机需求扭矩设定为等于所述发动机最小运行扭矩,并将电机需求扭矩设定为所述曲轴扭矩与所述发动机需求扭矩之差;否则,执行子步骤(3);
(3)比较所述曲轴扭矩与发动机最大扭矩,如果所述曲轴扭矩大于所述发动机最大扭矩,则将所述发动机需求扭矩设定为等于所述发动机最大扭矩,并将所述电机需求扭矩设定为所述曲轴扭矩与所述发动机需求扭矩之差;否则,执行子步骤(4);
(4)判断当前系统是否处于制动能量回收模式;如果是,则将所述电机需求扭矩设定为等于电机制动扭矩并将所述发动机需求扭矩设定为所述曲轴扭矩与所述电机需求扭矩之差;否则,执行子步骤(5);以及
(5)基于所述代价函数来确定发动机需求扭矩和电机需求扭矩的分配。
13.如权利要求12所述的方法,其中,所述驾驶员操作信息包括加速踏板和制动踏板信息。
14.如权利要求12所述的方法,其中,步骤2包括:将所述驱动轴扭矩通过变速箱速比来计算所述曲轴扭矩,并协调所述驱动轴扭矩与所述曲轴扭矩。
15.如权利要求12所述的方法,其中,所述代价函数至少基于下列因素中的一个或多个来进行确定:平衡燃油经济性能、排放性能以及整车振动和噪声。
16.如权利要求12所述的方法,其中,所述电机扭矩和所述发动机扭矩之间满足如下公式:电机扭矩= (曲轴扭矩-发动机扭矩)/传动比。
17.如权利要求12所述的方法,其中,所述步骤3还包括:将所述发动机需求扭矩限制在发动机最大扭矩与发动机最小扭矩之间,并将所述电机需求扭矩限制在电机最大扭矩与电机最小扭矩之间。
18.如权利要求17所述的方法,其中,所述步骤3还包括:对经过限制的电机需求扭矩进行滤波处理。
19.如权利要求12所述的方法,其中,所述步骤4包括如下按顺序执行的子步骤:
(1)确定曲轴快速需求扭矩是否使能;如果使能,则将所述曲轴快速需求扭矩赋值给电机快速需求扭矩,并将所述电机快速需求扭矩限制在电机最小扭矩与电机最大扭矩之间,然后使得最终确定的电机扭矩等于经过限制的该电机快速需求扭矩的值;如果否,则执行子步骤(2);以及
(2)如果没有使能,则将最终确定的电机扭矩设定为等于所述电机需求扭矩,同时将发动机快速需求扭矩设定为无效。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510410562.8A CN106347352B (zh) | 2015-07-14 | 2015-07-14 | 混合动力能量管理系统及其控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510410562.8A CN106347352B (zh) | 2015-07-14 | 2015-07-14 | 混合动力能量管理系统及其控制方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106347352A CN106347352A (zh) | 2017-01-25 |
CN106347352B true CN106347352B (zh) | 2019-01-22 |
Family
ID=57842136
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510410562.8A Active CN106347352B (zh) | 2015-07-14 | 2015-07-14 | 混合动力能量管理系统及其控制方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106347352B (zh) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107253475B (zh) * | 2017-06-08 | 2020-04-07 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 一种用于混合动力汽车的扭矩分配方法、扭矩分配控制器 |
CN109249927A (zh) * | 2018-08-28 | 2019-01-22 | 阿尔特汽车技术股份有限公司 | 一种模拟加速踏板信号优化控制并联扭矩的系统及方法 |
CN109624965A (zh) * | 2018-12-12 | 2019-04-16 | 湖北文理学院 | 一种插电式混合动力汽车can网络控制系统及其方法 |
CN112758080B (zh) * | 2020-06-12 | 2022-07-05 | 长城汽车股份有限公司 | 车辆的干涉扭矩控制方法、装置、控制器及存储介质 |
CN111946479B (zh) * | 2020-07-31 | 2021-10-15 | 东风汽车集团有限公司 | 汽油机降扭与升扭控制方法 |
CN114454863A (zh) * | 2022-02-23 | 2022-05-10 | 东风康明斯发动机有限公司 | 一种电控发动机输出扭矩的控制方法及系统 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6230496B1 (en) * | 2000-06-20 | 2001-05-15 | Lockheed Martin Control Systems | Energy management system for hybrid electric vehicles |
CN102463986A (zh) * | 2010-11-08 | 2012-05-23 | 申水文 | 四轮驱动混合动力车辆前后轮力矩分配控制方法 |
CN102774374A (zh) * | 2011-05-12 | 2012-11-14 | 上海汽车集团股份有限公司 | 混合动力汽车扭矩监控系统 |
CN102774375A (zh) * | 2011-05-12 | 2012-11-14 | 上海汽车集团股份有限公司 | 混合动力汽车扭矩监控系统 |
JP2013144543A (ja) * | 2007-02-09 | 2013-07-25 | A123 Systems Inc | 再構成可能な多機能電力変換器を有する制御システム及びハイブリッド車両 |
CN104029675A (zh) * | 2013-03-04 | 2014-09-10 | 上海汽车集团股份有限公司 | 混合动力汽车及其动力系统转矩控制方法 |
-
2015
- 2015-07-14 CN CN201510410562.8A patent/CN106347352B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6230496B1 (en) * | 2000-06-20 | 2001-05-15 | Lockheed Martin Control Systems | Energy management system for hybrid electric vehicles |
JP2013144543A (ja) * | 2007-02-09 | 2013-07-25 | A123 Systems Inc | 再構成可能な多機能電力変換器を有する制御システム及びハイブリッド車両 |
CN102463986A (zh) * | 2010-11-08 | 2012-05-23 | 申水文 | 四轮驱动混合动力车辆前后轮力矩分配控制方法 |
CN102774374A (zh) * | 2011-05-12 | 2012-11-14 | 上海汽车集团股份有限公司 | 混合动力汽车扭矩监控系统 |
CN102774375A (zh) * | 2011-05-12 | 2012-11-14 | 上海汽车集团股份有限公司 | 混合动力汽车扭矩监控系统 |
CN104029675A (zh) * | 2013-03-04 | 2014-09-10 | 上海汽车集团股份有限公司 | 混合动力汽车及其动力系统转矩控制方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106347352A (zh) | 2017-01-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106347352B (zh) | 混合动力能量管理系统及其控制方法 | |
CN112092797B (zh) | 一种基于多维度的换挡控制方法、装置、车辆及介质 | |
US20210276528A1 (en) | System and method for controlling hybrid electric vehicle using driving tendency of driver | |
CN108162951B (zh) | 用于混合动力电动车辆的自动巡航控制方法和系统 | |
CN100421983C (zh) | 协同转矩控制安全方法和设备 | |
CN106494383B (zh) | 混合动力车辆的行驶模式改变的控制方法及其控制装置 | |
US9267556B2 (en) | Apparatus and method for determining engine clutch transfer torque of environmentally-friendly vehicle | |
CN107914703B (zh) | 在混合动力车辆中使发动机启动时间适应于驾驶员激进度 | |
CN107893847B (zh) | 用于控制车辆的变速器的方法和设备 | |
CN104842996A (zh) | 一种混合动力汽车换挡方法及系统 | |
CN102069792B (zh) | 用于控制动力系中的输出扭矩的方法 | |
CN103786592A (zh) | 用于控制混合动力车的充电的方法和系统 | |
US20170158204A1 (en) | Control of an combustion engine in a vehicle | |
CN104787033A (zh) | 控制再生制动的方法 | |
CN106627564B (zh) | 学习混合电动车辆的发动机离合器的接触点的装置和方法 | |
CN106335505B (zh) | 学习混合动力电动车辆的发动机离合器的接触点的装置和方法 | |
JP2009018786A (ja) | ハイブリッド車両のアイドルストップモード制御方法 | |
CN103863298A (zh) | 用于控制混合动力车的行驶模式转换的方法和系统 | |
CN108382389B (zh) | 并联混合动力汽车发动机启动方法及系统 | |
CN104554266A (zh) | 具有踏板位置对车轮输出需求的动态映射的混合动力车辆 | |
JP5060076B2 (ja) | 車両内の機関の制御方法 | |
CN109204299A (zh) | 混合动力车辆及其换挡控制方法 | |
KR20160128712A (ko) | 하이브리드 차량의 토크 인터벤션 제어장치 및 제어방법 | |
WO2017075578A1 (en) | Systems and methods for idle coasting management | |
CN109895778A (zh) | 混合动力车辆和该混合动力车辆的换挡控制方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |