CN110588627B - 一种避开混合动力汽车调速电机低效率区的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车控制技术领域，尤其涉及一种避开混合动力汽车调速电机低效率区的控制方法，包括如下步骤：S1、计算调速电机处于充电状态时，发动机的转速下限n_{ec_dwn}；S2、计算调速电机处于驱动状态时，发动机的转速上限n_{ed_up}；S3、计算发动机的目标需求转速n_dem，若发动机的目标需求转速n_dem大于发动机的转速下限n_{ec_dwn}，或者发动机的目标需求转速n_dem小于发动机的转速上限n_{ed_up}，则进入S4；否则，进入S5；S4、控制发动机的转速到发动机的目标需求转速n_dem；S5、修正发动机的目标需求转速n_dem，调速电机避开低效率区，并控制发动机的转速到修正后的发动机的目标需求转速n_dem1。本发明避免调速电机处于低效率区，从而防止电功率全部转换为热功率，保证调速电机正常工作。

Description

一种避开混合动力汽车调速电机低效率区的控制方法

技术领域

本发明涉及汽车控制技术领域，尤其涉及一种避开混合动力汽车调速电机低效率区的控制方法。

背景技术

随着汽车工业的发展，人们越来越注意汽车的环保。为了保证汽车具有充足动力的同时，兼顾环境保护，混合动力汽车成为当前清洁能源汽车的发展主流。混合动力汽车可以弥补纯电动汽车续驶里程短的不足，同时相对传统汽车又可大幅减少燃油消耗与尾气排放。混合动力汽车的动力源有内燃机和电机，如何同时有效地对动力源进行能量管理是发挥混合动力汽车节能环保优势的关键。

现有技术中，由调速电机对发动机目标转速进行调节，保证发动机始终工作在最优工作曲线上。随着车速增加，调速电机工作转速将由正转速区间过渡到负转速区间，即由充电过程转变为驱动过程，此时，调速电机处于低效率区。当调速电机穿过机械点(零点)时，由于转速接近0rpm，调速电机的效率将严重降低，此时电功率全部转换为热功率，电机水温会明显增加，影响调速电机的性能，甚至会造成调速电机损坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种避开混合动力汽车调速电机低效率区的控制方法，能够避免调速电机处于低效率区，从而防止电功率全部转换为热功率，保证调速电机正常工作。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种避开混合动力汽车调速电机低效率区的控制方法，包括如下步骤：

S1、计算调速电机处于充电状态时，发动机的转速下限n_{ec_dwn}；

S2、计算所述调速电机处于驱动状态时，发动机的转速上限n_{ed_up}；

S3、计算发动机的目标需求转速n_dem，若所述发动机的目标需求转速n_dem大于所述发动机的转速下限n_{ec_dwn}，或者所述发动机的目标需求转速n_dem小于所述发动机的转速上限n_{ed_up}，则进入步骤S4；否则，进入步骤S5；

S4、控制发动机的转速到所述发动机的目标需求转速n_dem；

S5、修正所述发动机的目标需求转速n_dem，使得所述调速电机避开低效率区，并控制发动机的转速到修正后的发动机的目标需求转速n_dem1。

可选地，所述步骤S1包括如下步骤：

S1.1、设定所述调速电机处于充电状态时最低转速n_{1c_dwnlim}；

S1.2、由汽车的车速v_i计算行星排齿圈转速n_ring，公式如下：

n_ring＝(60×v_i×i_g)/(2×π×r)，其中，i_g为驱动电机的主减速比，r为车轮半径；

S1.3、计算所述调速电机处于充电状态时，发动机的转速下限n_{ec_dwn}，公式如下：

n_{ec_dwn}＝(n_{1c_dwnlim}+k×n_ring)/(1+k)，其中k为行星排特征参数。

可选地，所述调速电机处于充电状态时最低转速n_{1c_dwnlim}能够进行标定。

可选地，所述步骤S2包括如下步骤：

S2.1、设定所述调速电机处于驱动状态时的最高转速n_{1d_uplim}；

S2.2、由汽车的车速v_i计算行星排齿圈转速n_ring1，公式如下：

n_ring1＝(60×v_i×i_g)/(2×π×r)，其中，i_g为驱动电机的主减速比，r为车轮半径；

S2.3、计算所述调速电机处于驱动状态时，发动机的转速上限n_{ed_up}，公式如下：

n_{ed_up}＝(n_{1d_uplim}+k×n_ring1)/(1+k)，其中k为行星排特征参数。

可选地，所述调速电机处于驱动状态时的最高转速n_{1d_uplim}能够进行标定。

可选地，所述步骤S5包括如下步骤：

S5.1、增加发动机的转速下限为n_{ec_dwn}+Δn_up,减少发动机的转速上限为n_{ed_up}-Δn_dwn；

S5.2、若SOC高于设定阈值，则发动机的目标转速设为n_{ed_up}-Δn_dwn，若SOC低于设定阈值，则发动机的目标转速设为n_{ec_dwn}+Δn_up。

可选地，所述Δn_up和所述Δn_dwn均为可标定量。

可选地，所述步骤S5.2中的所述阈值能够进行标定。

可选地，所述步骤S3中，由发动机的需求功率在发动机最优功率曲线上进行插值计算得到发动机的目标需求转速n_dem。

本发明的有益效果：

本发明所提供的避开混合动力汽车调速电机低效率区的控制方法，首先计算得出调速电机处于充电状态时，发动机的转速下限n_{ec_dwn}和调速电机处于驱动状态时，发动机的转速上限n_{ed_up}；然后计算发动机的目标需求转速n_dem；当发动机的目标需求转速n_dem大于发动机的转速下限n_{ec_dwn}，或者发动机的目标需求转速n_dem小于发动机的转速上限n_{ed_up}，调速电机均处于高效区，调整发动机的转速到发动机的目标需求转速n_dem；否则，修正发动机的目标需求转速n_dem，使得调速电机避开低效率区。通过上述方式，使得调速电机避免在低效率区工作，从而防止电功率全部转换为热功率，保证调速电机正常工作。

附图说明

图1是本发明一种避开混合动力汽车调速电机低效率区的控制方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为了避免调速电机工作在低效率区时，调速电机的产热增加，从而影响调速电机正常工作，如图1所示，本发明提供一种避开混合动力汽车调速电机低效率区的控制方法，包括如下步骤：

S1、计算调速电机处于充电状态时，发动机的转速下限n_{ec_dwn}；

S2、计算调速电机处于驱动状态时，发动机的转速上限n_{ed_up}；

S3、计算发动机的目标需求转速n_dem，若发动机的目标需求转速n_dem大于发动机的转速下限n_{ec_dwn}，或者发动机的目标需求转速n_dem小于发动机的转速上限n_{ed_up}，则进入步骤S4；否则，进入步骤S5；

S4、控制发动机的转速到发动机的目标需求转速n_dem；

S5、修正发动机的目标需求转速n_dem，使得调速电机避开低效率区，并控制发动机的转速到修正后的发动机的目标需求转速n_dem1。

其中，步骤S1和步骤S2的先后次序是能够替换的，在此不做过多限制。

本方法根据发动机的转速下限n_{ec_dwn}和发动机的转速上限n_{ed_up}，与发动机的目标需求转速n_dem相比较；当发动机的目标需求转速n_dem大于发动机的转速下限n_{ec_dwn}时，调速电机工作于正转高效区，发动机的目标需求转速n_dem小于发动机的转速上限n_{ed_up}时，调速电机工作于负转高效区；调整发动机的转速到发动机的目标需求转速n_dem；否则，修正发动机的目标需求转速n_dem，使得调速电机避开低效率区。通过上述方式，使得调速电机避免在低效率区工作，从而防止电功率全部转换为热功率造成产热增加，保证调速电机正常工作。

进一步地，步骤S1包括如下步骤：

S1.1、设定调速电机处于充电状态时最低转速n_{1c_dwnlim}；

S1.2、由汽车的车速v_i计算行星排齿圈转速n_ring，公式如下：

n_ring＝(60×v_i×i_g)/(2×π×r)，其中，i_g为驱动电机的主减速比，r为车轮半径；

S1.3、计算调速电机处于充电状态时，发动机的转速下限n_{ec_dwn}，公式如下：

n_{ec_dwn}＝(n_{1c_dwnlim}+k×n_ring)/(1+k)，其中k为行星排特征参数。

在本实施例中，可选地，调速电机处于充电状态时最低转速n_{1c_dwnlim}能够根据实际工况进行标定，保证计算得到的发动机的转速下限n_{ec_dwn}复合实际工况。

进一步地，步骤S2包括如下步骤：

S2.1、设定调速电机处于驱动状态时的最高转速n_{1d_uplim}；在本实施例中，调速电机处于驱动状态时的最高转速n_{1d_uplim}也能够根据实际情况进行标定，保证计算结果复合实际工况；

S2.2、由汽车的车速v_i计算行星排齿圈转速n_ring1，公式如下：

n_ring1＝(60×v_i×i_g)/(2×π×r)，其中，i_g为驱动电机的主减速比，r为车轮半径；

S2.3、计算调速电机处于驱动状态时，发动机的转速上限n_{ed_up}，公式如下：

n_{ed_up}＝(n_{1d_uplim}+k×n_ring1)/(1+k)，其中k为行星排特征参数。

进一步地，步骤S3中，由发动机的需求功率在发动机最优功率曲线上进行插值计算得到发动机的目标需求转速n_dem，通过插值计算使得算出的发动机的目标需求转速n_dem能够贴合最优的功率，从而保证发动机功率输出的稳定性和经济性。

进一步地，步骤S5包括如下步骤：

S5.1、增加发动机的转速下限为n_{ec_dwn}+Δn_up,减少发动机的转速上限为

n_{ed_up}-Δn_dwn；其中，Δn_up和Δn_dwn均为可标定量；

S5.2、若SOC(核电状态)高于设定阈值，则发动机的目标转速设为n_{ed_up}-Δn_dwn；若SOC低于设定阈值，则发动机的目标转速设为n_{ec_dwn}+Δn_up。在本实施例中，阈值能够进行标定。通过调节发动机的目标转速，当SOC高于阈值时，将调速电机设定在驱动区间，当SOC低于阈值时，调速电机工作在发电区间，从而避免了调速电机在发电区间与驱动区间过渡的低效率区，降低调速电机的发热，从而保证调速电机正常工作。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种避开混合动力汽车调速电机低效率区的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、计算调速电机处于充电状态时，发动机的转速下限n_{ec_dwn}；

S2、计算所述调速电机处于驱动状态时，发动机的转速上限n_{ed_up}；

S3、计算发动机的目标需求转速n_dem，若所述发动机的目标需求转速n_dem大于所述发动机的转速下限n_{ec_dwn}，或者所述发动机的目标需求转速n_dem小于所述发动机的转速上限n_{ed_up}，则进入步骤S4；否则，进入步骤S5；

S4、控制发动机的转速到所述发动机的目标需求转速n_dem；

S5、修正所述发动机的目标需求转速n_dem，使得所述调速电机避开低效率区，并控制发动机的转速到修正后的发动机的目标需求转速n_dem1。

2.根据权利要求1所述的避开混合动力汽车调速电机低效率区的控制方法，其特征在于，所述步骤S1包括如下步骤：

S1.1、设定所述调速电机处于充电状态时最低转速n_{1c_dwnlim}；

S1.2、由汽车的车速v_i计算行星排齿圈转速n_ring，公式如下：

n_ring＝(60×v_i×i_g)/(2×π×r)，其中，i_g为驱动电机的主减速比，r为车轮半径；

S1.3、计算所述调速电机处于充电状态时，发动机的转速下限n_{ec_dwn}，公式如下：

n_{ec_dwn}＝(n_{1c_dwnlim}+k×n_ring)/(1+k)，其中k为行星排特征参数。

3.根据权利要求2所述的避开混合动力汽车调速电机低效率区的控制方法，其特征在于，所述调速电机处于充电状态时最低转速n_{1c_dwnlim}能够进行标定。

4.根据权利要求1所述的避开混合动力汽车调速电机低效率区的控制方法，其特征在于，所述步骤S2包括如下步骤：

S2.1、设定所述调速电机处于驱动状态时的最高转速n_{1d_uplim}；

S2.2、由汽车的车速v_i计算行星排齿圈转速n_ring1，公式如下：

n_ring1＝(60×v_i×i_g)/(2×π×r)，其中，i_g为驱动电机的主减速比，r为车轮半径；

S2.3、计算所述调速电机处于驱动状态时，发动机的转速上限n_{ed_up}，公式如下：

n_{ed_up}＝(n_{1d_uplim}+k×n_ring1)/(1+k)，其中k为行星排特征参数。

5.根据权利要求4所述的避开混合动力汽车调速电机低效率区的控制方法，其特征在于，所述调速电机处于驱动状态时的最高转速n_{1d_uplim}能够进行标定。

6.根据权利要求1所述的避开混合动力汽车调速电机低效率区的控制方法，其特征在于，所述步骤S5包括如下步骤：

S5.1、增加发动机的转速下限为n_{ec_dwn}+Δn_up,减少发动机的转速上限为n_{ed_up}-Δn_dwn；

S5.2、若SOC高于设定阈值，则发动机的目标转速设为n_{ed_up}-Δn_dwn，若SOC低于设定阈值，则发动机的目标转速设为n_{ec_dwn}+Δn_up。

7.根据权利要求6所述的避开混合动力汽车调速电机低效率区的控制方法，其特征在于，所述Δn_up和所述Δn_dwn均为可标定量。

8.根据权利要求6所述的避开混合动力汽车调速电机低效率区的控制方法，其特征在于，所述步骤S5.2中的所述阈值能够进行标定。

9.根据权利要求1所述的避开混合动力汽车调速电机低效率区的控制方法，其特征在于，所述步骤S3中，由发动机的需求功率在发动机最优功率曲线上进行插值计算得到发动机的目标需求转速n_dem。

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