CN107901904B - 混合动力车辆跛行回家的控制方法及混合动力车辆 - Google Patents

混合动力车辆跛行回家的控制方法及混合动力车辆 Download PDF

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Abstract

本发明属于新能源车辆控制技术领域，具体涉及混合动力车辆跛行回家的控制方法及混合动力车辆。该控制方法用于当车辆行驶过程中动力电池发生故障时，包括以下步骤：整车控制器分别向发电机和驱动电机发送跛行回家模式需求，整车控制器控制发动机达到标定转速，并保持发动机在标定转速下进行转动，发电机随发动机的转动产生感应电动势，整车控制器将扭矩需求指令发送至驱动电机，驱动电机响应扭矩需求指令并输出相应的需求扭矩，驱动车辆进行起步。通过使用本发明所述的混合动力车辆跛行回家的控制方法及混合动力车辆，能够在不改变发动机现有输出功率的基础上有效地避免混合动力车辆在动力电池不能够使用的情况下造成的车辆抛锚并引起交通堵塞。

Description

混合动力车辆跛行回家的控制方法及混合动力车辆
技术领域
本发明属于新能源车辆控制技术领域，具体涉及一种混合动力车辆跛行回家的控制方法及混合动力车辆。
背景技术
目前市场上新能源公交车越来越多，相对于传统车辆，结构上的不同之处在于新能源公交车的发动机后端安装了减震器与ISG发电机，离合器后端取消了变速箱，增加了TM驱动电机，另外增加了动力电池。正常情况下TM驱动电机是由动力电池供电进行驱动，但是当公交车辆在市场上正常运营，而动力电池发生严重故障无法使用时，车辆会发生抛锚，造成交通堵塞。
现有车辆如果动力电池不能使用，则需要使用纯发动机模式进行运行，即发动机起动后，通过离合器慢慢滑磨带动车辆运行。但此种运行方式对发动机本身的输出功率要求很高，需要匹配大马力的发动机才有可能直接驱动车辆运行。但缺点在于这样既增加了发动机的重量也增加了发动机的成本、油耗、排放等等，同时对离合器的精准控制也需要更高的要求和更大难度。另外如果车辆负载大也会对离合器本身的磨损较大，缩短离合器的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述存在的至少一个问题，该目的是通过以下技术方案实现的。
本发明提出了一种混合动力车辆跛行回家的控制方法，用于当车辆行驶过程中动力电池发生故障时使车辆能够跛行回家，其中包括以下步骤：
判断车辆的动力电池是否发生故障；
若动力电池发生故障，提示司机停车；
在停车后车辆再次上电后，整车控制器分别向发电机和驱动电机发送跛行回家模式的需求，所述发电机和所述驱动电机进入跛行回家模式的响应状态；
所述整车控制器控制发动机达到标定转速，并保持所述发动机在所述标定转速下进行转动；
所述发电机随所述发动机的转动产生感应电动势，所述感应电动势能够为所述驱动电机提供电压；
控制油门，所述整车控制器将扭矩需求指令发送至所述驱动电机；
所述驱动电机响应所述扭矩需求指令，并输出相应的需求扭矩，驱动车辆进行起步。
进一步地，该方法还包括：
车辆起步后，当车辆速度高于第一速度时，调整离合器前端的转速，待所述离合器的前后端的转速相同时，控制所述离合器进行吸合；
单独采用所述发动机对车辆进行驱动，此时，所述发动机的输出转矩随油门的变化而变化，所述驱动电机的驱动扭矩为零。
进一步地，该方法还包括：
车辆起步后，当车辆速度低于比所述第一速度低的第二速度时，控制所述离合器断开，将所述发动机的转速重新升至所述标定转速，并保持所述发动机在所述标定转速下进行转动。
进一步地，所述标定转速为2300r/min。
进一步地，所述感应电动势的大小为420V。
进一步地，所述需求扭矩的大小为400～500NM。
进一步地，所述第一速度的大小为22km/h。
进一步地，所述第二速度的大小为20km/h。
进一步地，当车辆在跛行回家过程中通过机械制动进行停车后，车辆再次上电时，车辆系统通过电池故障降级处理，自动触发车辆跛行回家模式。
本发明还提出了一种混合动力车辆，其中，所述混合动力车辆包括整车控制器，所述整车控制器能够执行上述所述的混合动力车辆跛行回家的控制方法。
通过使用本发明所述的混合动力车辆跛行回家的控制方法及混合动力车辆，能够在不改变发动机现有输出功率的基础上有效地避免混合动力车辆在动力电池不能够使用的情况下造成的车辆抛锚，引起交通堵塞，减少了由于车辆无法运行引起的拖车、堵车以及紧急抢修等费用。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例的混合动力系统的结构示意图；
图2为利用本发明实施例进行车辆跛行回家的控制方法的流程图。
附图中各标记表示如下：
10：发电机、20：驱动电机、30：发动机、40：离合器、50：减震器、
60：ISG电机控制器、70：TM电机控制器、80：动力电池。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
图1为本发明实施例的混合动力系统的结构示意图。该混合动力系统包括发电机10、驱动电机20以及发动机30。发电机10与发动机30之间设有减震器50，发电机10与驱动电机20之间设有离合器40，驱动电机20与车辆动力系统的输出轴相连，通过设置离合器40的吸合和断开能够进行不同方式的车辆动力系统的切换。当离合器40断开时，车辆采用驱动电机驱动模式，当离合器40吸合时，车辆采用纯发动机驱动模式。其中，本实施例中的发电机10采用ISG发电机，发电机10通过ISG电机控制器60进行控制，驱动电机20通过TM电机控制器70进行控制。当车辆电池正常运行时，动力电池80分别向ISG电机控制器60和TM电机控制器70进行供电，通过电机控制车辆进行启动。
图2为利用本发明实施例进行车辆跛行回家的控制方法的流程图。如图2所示，该控制方法包括以下步骤：
判断车辆的动力电池80是否发生故障。当车辆行驶过程中动力电池80发生故障时，车辆系统提示司机进行停车。当车辆停车后再次上电时，车辆系统通过电池故障降级处理，自动触发车辆跛行回家模式。
整车控制器分别向发电机10和驱动电机20发送跛行回家模式的需求，发电机10和驱动电机20进入跛行回家模式的响应状态。
整车控制器控制发动机30达到标定转速，并保持发动机30在标定转速下进行转动。
其中，标定转速能够根据车辆类型及使用者的需要进行设定。本实施例中，发动机30的标定转速设置为2300r/min。
发电机10随发动机30的转动产生感应电动势，感应电动势能够为驱动电机20提供电压。
发动机30在转动过程中发电机10随发动机30共同转动。高速旋转中的发电机10会产生一定的感应电动势，发电机10产生的感应电动势通过电子线路连接能够传递给驱动电机20，从而为驱动电机20提供一定的电压。本实施例中，发动机10在2300r/min的转速下能够为驱动电机20提供420V的感应电动势。
控制油门，整车控制器将扭矩需求指令发送至驱动电机20。
由于动力电池80发生故障，车辆动力系统不能够通过TM电机控制器70控制驱动电机20改变车辆的输出扭矩。通过司机控制油门，将驱动车辆所需要的扭矩通过整车控制器传递给驱动电机20，以用来完成对车辆的驱动。
驱动电机20响应扭矩需求指令，并输出相应的需求扭矩，驱动车辆进行起步。
驱动电机20接收由整车控制器发来的扭矩需求指令，并根据相应的需求指令输出相应的扭矩，从而满足对车辆的驱动起步。
此时，驱动电机20的扭矩随油门而变化，发动机30以最高转速运转，车辆以串联模式进行运转。
本实施例中，车辆起步时的需求扭矩为400～500NM。
进一步地，车辆起步后，当车辆速度高于第一速度时，调整离合器40前端的转速，待离合器40的前后端的转速相同时，控制离合器40进行吸合。
为确保行车安全，在车辆跛行回家过程中对车辆的速度需进行限制。当车辆的速度高于第一速度时，调整离合器40前端的转速，即发动机30的转速。当离合器40的前后端的转速相同时，即发动机30的转速和驱动电机20的转速相同时，控制离合器40进行吸合。其中，第一速度可根据具体使用需求进行设定，本实施例中，第一速度的大小为22km/h。
当离合器40吸合后，单独采用发动机30对车辆进行驱动，驱动电机20的转速与发动机30的转速一致。此时，发动机30的输出转矩随油门的变化而变化，驱动电机20的驱动扭矩为零，发电机10不再运行，车辆采用纯发动机驱动模式。
进一步地，车辆起步后，当车辆速度低于第二速度时，控制离合器40断开，将发动机30的转速重新升至标定转速，并保持发动机30在标定转速下进行转动。
当车辆速度低于第二速度时，需对车辆进行提速，此时控制离合器40断开。离合器40断开后，发动机30不能够直接通过驱动电机20对车辆进行驱动，还需通过发动机30的转动使发电机10产生感应电动势，从而作用于驱动电机，以用来对车辆进行驱动。将发动机30的转速重新升至标定转速，并保持发动机30在标定转速下进行转动，使发电机10产生感应电动势，并作用于驱动电机20。通过控制油门向驱动电机20发出扭矩需求指令，从而完成对车辆的驱动。
其中，第二速度可根据具体使用需求进行设定，本实施例中，第二速度的大小为20km/h。
重复上述过程，直至车辆行驶至目标地点。
在车辆跛行回家的过程中，当需要进行临时停车时，可通过刹车等机械制动对车辆进行停车。当车辆再次上电时，车辆系统通过电池故障降级处理，自动触发车辆跛行回家模式。
本发明还提出了一种混合动力车辆，所述混合动力车辆包括整车控制器，所述整车控制器能够执行上述所述的混合动力车辆跛行回家的控制方法。
通过使用本发明所述的混合动力车辆跛行回家的控制方法及混合动力车辆，能够在不改变发动机现有输出功率的基础上有效地避免混合动力车辆在动力电池不能够使用的情况下造成的车辆抛锚，引起交通堵塞，减少了由于车辆无法运行引起的拖车、堵车以及紧急抢修等费用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.混合动力车辆跛行回家的控制方法，用于当车辆行驶过程中动力电池发生故障时使车辆能够跛行回家，其特征在于，包括以下步骤：
判断车辆的动力电池是否发生故障；
若动力电池发生故障，提示司机停车；
在停车后车辆再次上电后，整车控制器分别向发电机和驱动电机发送跛行回家模式的需求，所述发电机和所述驱动电机进入跛行回家模式的响应状态；
所述整车控制器控制发动机达到标定转速，并保持所述发动机在所述标定转速下进行转动；
所述发电机随所述发动机的转动产生感应电动势，所述感应电动势能够为所述驱动电机提供电压；
控制油门，所述整车控制器将扭矩需求指令发送至所述驱动电机；
所述驱动电机响应所述扭矩需求指令，并输出相应的需求扭矩，驱动车辆进行起步；
车辆起步后，当车辆速度高于第一速度时，调整离合器前端的转速，待所述离合器的前后端的转速相同时，控制所述离合器进行吸合；
单独采用所述发动机对车辆进行驱动，此时，所述发动机的输出转矩随油门的变化而变化，所述驱动电机的驱动扭矩为零。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆跛行回家的控制方法，其特征在于，还包括：
车辆起步后，当车辆速度低于比所述第一速度低的第二速度时，控制所述离合器断开，将所述发动机的转速重新升至所述标定转速，并保持所述发动机在所述标定转速下进行转动。
3.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆跛行回家的控制方法，其特征在于，所述标定转速为2300r/min。
4.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆跛行回家的控制方法，其特征在于，所述感应电动势的大小为420V。
5.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆跛行回家的控制方法，其特征在于，所述需求扭矩的大小为400～500NM。
6.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆跛行回家的控制方法，其特征在于，所述第一速度的大小为22km/h。
7.根据权利要求2所述的混合动力车辆跛行回家的控制方法，其特征在于，所述第二速度的大小为20km/h。
8.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆跛行回家的控制方法，其特征在于，当车辆在跛行回家过程中通过机械制动进行停车后，车辆再次上电时，车辆系统通过电池故障降级处理，自动触发车辆跛行回家模式。
9.混合动力车辆，其特征在于，所述混合动力车辆包括整车控制器，所述整车控制器能够执行根据权利要求1至8中的任一项所述的混合动力车辆跛行回家的控制方法。
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