CN108909528A - 一种p2架构混动怠速控制方法 - Google Patents

Abstract

一种P2架构混动怠速控制方法，属于一种电机怠速控制的方法。本发明针对现有的怠速方法油耗高、排放污染高、不安全、不稳定的缺陷，提供了一种无耗油、无污染、安全、稳定的P2架构混动怠速控制方法。本发明所涉及的一种P2架构混动怠速控制方法，判断整机系统是否进入怠速状态，若满足，则进入怠速状态，若不满足，则退出怠速状态；进入怠速状态后，通过整车控制器HCU发送电机目标怠速扭矩值给微控制单元MCU，微控制单元MCU执行整车控制器HCU的指令，从而控制电机运行，电机按目标扭矩执行扭矩控制，实现怠速工况行车。本发明主要应用于控制怠速工况油耗和排放水平。

Description

一种P2架构混动怠速控制方法

技术领域

本发明属于一种电机怠速控制的方法。

背景技术

目前，随着环境污染问题严重及油耗法规日趋严格，传统动力总成很难实现法规要求，而混合动力技术是解决此问题发展方向。对于传统动力总成来讲，有效地控制好怠速工况油耗和排放水平是降低整机油耗和排放水平最关键要素，但由于机械结构和对动力需求的约束，很难平衡，无法达到各项需求。

因此，就需要一种无耗油、无污染、安全、稳定的混动怠速控制方法。

发明内容

本发明针对现有的怠速方法油耗高、排放污染高、不安全、不稳定的缺陷，提供了一种无耗油、无污染、安全、稳定的P2架构混动怠速控制方法。

本发明所涉及的一种P2架构混动怠速控制方法的技术方案如下：

本发明所涉及的一种P2架构混动怠速控制方法，它包括以下步骤：

步骤一、判断整机系统是否进入怠速状态，若满足，则进入怠速状态，若不满足，则退出怠速状态；

步骤二、进入怠速状态后，通过整车控制器HCU发送电机目标怠速扭矩值给微控制单元MCU，微控制单元MCU执行整车控制器HCU的指令，从而控制电机运行，电机按目标扭矩执行扭矩控制，实现怠速工况行车。

进一步地：在步骤一中，所述的判断整机系统是否进入怠速状态，同时满足：

1)soc阀值大于25％，

2)松油门或踩下制动踏板且制动压力低于5kpa，

3)档位处于D档或R档，

4)电机故障等级小于3，

5)车速小于10km/h；上述条件若同时满足时，则进入怠速状态；若至少有一项不满足，则退出怠速状态。

进一步地：在步骤二中，所述的电机目标怠速扭矩值的确定是根据制动踏板的开度、制动压力大小、车速大小来决定。

进一步地：所述的电机目标怠速扭矩值的确定具体实现步骤如下：

步骤二一、扭矩系数的确定：根据制动踏板的开度、制动压力标定值，查表1确定扭矩值，扭矩值与怠速状态最大扭矩常数做商，得到扭矩系数；

公式为：扭矩系数＝电机怠速扭矩限值/怠速最大扭矩值；

表1为不同制动开度和压力对应的限扭表(单位：N.M)：

步骤二二、怠速扭矩值的确定：根据怠速车速标定出来的扭矩需求曲线，查表2确定怠速扭矩值；

表2为怠速行车车速对应扭矩表：

车速(km/h)	扭矩(N.m)
		0	50
6	30
		10	10
13	5
		15	0

步骤二三、电机目标怠速扭矩值的确定：怠速扭矩值乘以扭矩系数来决定；

公式为：电机目标怠速扭矩值＝怠速扭矩值×扭矩系数；

步骤二四、扭矩平顺性控制：将电机目标怠速扭矩值带入扭矩滤波控制逻辑方法，通过扭矩滤波来控制电机目标怠速扭矩值的增减幅值变化。

本发明所涉及的一种P2架构混动怠速控制方法的有益效果是：

本发明所涉及的一种P2架构混动怠速控制方法，整个怠速工况均由电机完成，此过程发动机不参与，无油耗和排放产生，则有力改善了传统动力总成缺点。为规避扭矩波动幅度大，影响驾驶性，通过扭矩滤波来控制扭矩增减幅值变化，使扭矩输出更平滑。相比于转速控制，车速变化浮动小，扭矩输出更稳定，更贴切于实际表现。

附图说明

图1为怠速控制方法流程图；

图2为怠速扭矩分配逻辑图；

图3为扭矩滤波逻辑方法图；

图4为车速回滞控制图；

图5为制动压力回滞控制图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。

实施例1

结合图1、图2和图3说明本实施例，在本实施例中，本发明所涉及的一种P2架构混动怠速控制方法，它包括以下步骤：

步骤一、判断整机系统是否进入怠速状态，若满足，则进入怠速状态，若不满足，则退出怠速状态；

步骤二、进入怠速状态后，通过整车控制器HCU发送电机目标怠速扭矩值给微控制单元MCU，微控制单元MCU执行整车控制器HCU的指令，从而控制电机运行，电机按目标扭矩执行扭矩控制，实现怠速工况行车。

更为具体地：在步骤一中，所述的判断整机系统是否进入怠速状态，同时满足：

1)soc阀值大于25％，

2)松油门或踩下制动踏板且制动压力低于5kpa，

3)档位处于D档或R档，

4)电机故障等级小于3，

5)车速小于10km/h；上述条件若同时满足时，则进入怠速状态；若至少有一项不满足，则退出怠速状态。

更为具体地：在步骤二中，所述的电机目标怠速扭矩值的确定是根据制动踏板的开度、制动压力大小、车速大小来决定。

更为具体地：所述的电机目标怠速扭矩值的确定具体实现步骤如下：

步骤二一、扭矩系数的确定：根据制动踏板的开度、制动压力标定值，查表1确定扭矩值，扭矩值与怠速状态最大扭矩常数做商，得到扭矩系数；

公式为：扭矩系数＝电机怠速扭矩限值/怠速最大扭矩值；

表1为不同制动开度和压力对应的限扭表(单位：N.M)：

步骤二二、怠速扭矩值的确定：根据怠速车速标定出来的扭矩需求曲线，查表2确定怠速扭矩值；

表2为怠速行车车速对应扭矩表：

车速(km/h)	扭矩(N.m)
		0	50
6	30
		10	10
13	5
		15	0

步骤二三、电机目标怠速扭矩值的确定：怠速扭矩值乘以扭矩系数来决定；

公式为：电机目标怠速扭矩值＝怠速扭矩值×扭矩系数；

步骤二四、扭矩平顺性控制：将电机目标怠速扭矩值输入扭矩滤波控制逻辑，通过扭矩滤波来控制电机目标怠速扭矩值的增减幅值变化。

本发明设计一种电机怠速运行工况的扭矩控制方法，采用纯电的驱动方式，发动机不参与，主要解决整机系统怠速过程能耗高问题。该方法包括怠速工况状态判断条件，在电机进入怠速工况下，根据档位、soc(剩余容量)阀值、车速、电机状态等条件综合决策怠速运行电机扭矩输出控制。

系统进入怠速状态判断条件：soc大于25％，松油门或踩下制动踏板且制动压力低于5kpa，档位处于D档或R档，电机故障等级小于3，车速小于10km/h；上述同时满足，则进入怠速状态。

怠速扭矩控制方法：根据制动踏板和制度压力、车速来决定电机怠速扭矩管理策略，具体实现如下：

A、扭矩系数确定：根据制动踏板开度和制动压力标定值，查表确定扭矩数值，此数值与怠速状态最大扭矩常数做商，得到一个扭矩系数。扭矩系数的确定是根据不同制动踏板开度和制动压力标定的限扭表来确定电机怠速扭矩限值，详见表1，此值与怠速状态下允许的最大扭矩值(此值为50)做商，得到一个扭矩系数。

公式：限扭系数＝电机怠速扭矩限值/怠速最大扭矩值。

表1为不同制动开度和压力对应的限扭表(单位：N.M)：

B、怠速扭矩值确定：根据怠速车速标定出来的扭矩需求曲线，查表确定扭矩值。怠速扭矩值确定：根据怠速车速标定的扭矩表，详见表2，通过此表利用插值法(插值法是编程软件自带功能，根据表格特征车速和对应扭矩数据信息，可以计算其他非特征车速点对应的扭矩)确定不同怠速车速下的怠速扭矩值。

表2为怠速行车车速对应扭矩表：

车速(km/h)	扭矩(N.m)
		0	50
6	30
		10	10
13	5
		15	0

C、电机目标怠速扭矩值：怠速扭矩值乘以扭矩系数来决定。

公式：电机目标怠速扭矩值＝怠速扭矩值×扭矩系数。

综上述，通过标定的两个数值，查表法来确定电机目标怠速扭矩值。

扭矩执行：此状态下，整车控制器(以下简称HCU)通过上述计算得到一个电机目标怠速扭矩，HCU将此值发送给电机控制器(以下简称MCU)，即MCU接收到HCU的指令后，控制电机按HCU的发送的电机目标怠速扭矩值执行扭矩输出，实现怠速工况行车。

扭矩平顺性控制：为规避扭矩波动幅度大，影响驾驶性，通过扭矩滤波来控制扭矩增减幅值变化，使扭矩输出更平滑。

此控制优点：相比于转速控制，车速变化浮动小，扭矩输出更稳定，更贴切于实际表现。

扭矩滤波控制逻辑所涉及的updateRateLimter函数是MATLAB软件中自带的Stateflow模型化建模工具编辑的，建模中习惯把常用的控制逻辑用函数形式固化，后续模型搭建中直接调用此函数即可，使整个模型策略看起来整洁、简练、清晰。

进入怠速控制，系统执行怠速控制算法时，执行此函数，每个采用周期循环执行此函数中逻辑输出，目的减小输出的扭矩波动。

此扭矩滤波控制逻辑如下：

首先，进入后将输入值赋予输出；

其次，每个采样周期，均执行updateRateLimter函数一次，此函数逻辑控制如下：

i.如果“[in＝＝out](即输入等于输出)”条件成立，则输出值等于输入值，条件不成立(即输入和输出不相等)则进入第二层条件判断

ii.“[in＞out](即输入大于输出)”条件成立，则输出加1，即输出按1步长递增；否则，输出减1，即输出按1步长递减。

iii.最终达到输出等于输入。

(注：图3中tick这里是采样周期，on every(1，tick)是指每一个采样周期，此处系统1个采用周期时间为10ms。)

结合图4和图5说明本实施例，在本实施例中，车速和制动压力均是通过回滞控制实现，说明如下：

1、车速回滞控制：

1)、当车速从高往低走，低于等于10km/h，输出为1，16-10之间时，继承前面状态输出值，即输出为0。下图4，实线箭头。

2)、当车速从低往高走，高于等于16km/h，输出为0，16-10之间时，继承前面状态输出值，即输出为1。如图4，虚线箭头。

2、制动压力回滞控制：

1)、当压力从高往低走，低于等于5kpa，输出为1，5-10之间时，继承前面状态输出值，即输出为0；如图5，实线箭头。

2)、当压力从低往高走，高于等于10kpa，输出为0，10-5之间时，继承前面状态输出值，即输出为1。如图5，虚线箭头。

Claims (4)

1.一种P2架构混动怠速控制方法，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤一、判断整机系统是否进入怠速状态，若满足，则进入怠速状态，若不满足，则退出怠速状态；

步骤二、进入怠速状态后，通过整车控制器HCU发送电机目标怠速扭矩值给微控制单元MCU，微控制单元MCU执行整车控制器HCU的指令，从而控制电机运行，电机按目标扭矩执行扭矩控制，实现怠速工况行车。

2.根据权利要求1所述的一种P2架构混动怠速控制方法，其特征在于，在步骤一中，所述的判断整机系统是否进入怠速状态，同时满足：

1)soc阀值大于25％，

2)松油门或踩下制动踏板且制动压力低于5kpa，

3)档位处于D档或R档，

4)电机故障等级小于3，

5)车速小于10km/h；上述条件若同时满足时，则进入怠速状态；若至少有一项不满足，则退出怠速状态。

3.根据权利要求1所述的一种P2架构混动怠速控制方法，其特征在于，在步骤二中，所述的电机目标怠速扭矩值的确定是根据制动踏板的开度、制动压力大小、车速大小来决定。

4.根据权利要求3所述的一种P2架构混动怠速控制方法，其特征在于，所述的电机目标怠速扭矩值的确定具体实现步骤如下：

步骤二一、扭矩系数的确定：根据制动踏板的开度、制动压力标定值，查表1确定扭矩值，扭矩值与怠速状态最大扭矩常数做商，得到扭矩系数；

公式为：扭矩系数＝电机怠速扭矩限值/怠速最大扭矩值；

表1为不同制动开度和压力对应的限扭表(单位：N.M)：

步骤二二、怠速扭矩值的确定：根据怠速车速标定出来的扭矩需求曲线，查表2确定怠速扭矩值；

表2为怠速行车车速对应扭矩表：

车速(km/h) 扭矩(N.m) 0 50 6 30 10 10 13 5 15 0

步骤二三、电机目标怠速扭矩值的确定：怠速扭矩值乘以扭矩系数来决定；

公式为：电机目标怠速扭矩值＝怠速扭矩值×扭矩系数；

步骤二四、扭矩平顺性控制：将电机目标怠速扭矩值带入扭矩滤波控制逻辑方法，通过扭矩滤波来控制电机目标怠速扭矩值的增减幅值变化。