CN111038484B - 一种混合动力车辆动力输出控制方法、系统和机动车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及混合动力车领域，尤其涉及一种混合动力车辆动力输出控制方法、系统和机动车。本发明所述的混合动力车辆动力输出控制方法包括：判断车辆的当前海拔高度；根据发动机的发电功率、发电效率和余量系数确定功率需求区间；根据所述当前海拔高度、标定参数表和所述功率需求区间确定发电机的标定转速。根据不同的海拔高度，制定不同的动力输出模式，改变动力需求与转速标定的对应关系，以保证整车的动力需求。通过判断车辆的当前海拔高度，根据发动机功率变化，确定功率需求区间，再根据当前海拔高度、标定参数表和功率需求区间确定发电机的标定转速，使发电机有针对性的选取标定转速，在高海拔地区也能够保证整车的动力需求。

Description

一种混合动力车辆动力输出控制方法、系统和机动车

技术领域

本申请涉及混合动力车领域，尤其涉及一种混合动力车辆动力输出控制方法、系统和机动车。

背景技术

混合动力包括：发动机、发电机和电动机三部分。发动机直接驱动发电机发电，电能通过控制器输送到电池或电动机，由电动机通过变速机构驱动汽车。电池调节发动机输出和电动机需求功率间关系。混合动力的动力输出，通过发电机控制器进行转速控制，随着海拔升高，大气压力和空气密度相对下降，各转速下的动力性都会下降，但是各转速下降幅不同。以柴油发动机为例，其在高原地区使用时，随着海高度的升高，柴油机相应发出的功率和扭矩将持续较大幅度下降。

综上所述，需要提供一种在高海拔地区也能够保证整车的动力需求的混合动力车辆动力输出控制方法、系统和机动车。

发明内容

为解决以上问题，本申请提出了一种混合动力车辆动力输出控制方法、系统和机动车。

一方面，本申请提出一种混合动力车辆动力输出控制方法，包括：

判断车辆的当前海拔高度；

根据发动机的发电功率、发电效率和余量系数确定功率需求区间；

根据所述当前海拔高度、标定参数表和所述功率需求区间确定发电机的标定转速。

进一步地，如上所述的混合动力车辆动力输出控制方法，

所述标定参数表包括：海拔高度、功率需求和标定转速。

进一步地，如上所述的混合动力车辆动力输出控制方法，

所述余量系数大于1。

进一步地，如上所述的混合动力车辆动力输出控制方法，在所述判断车辆的当前海拔高度之前，还包括：

根据海拔高度确定标定参数表。

进一步地，如上所述的混合动力车辆动力输出控制方法，所述根据发动机的发电功率、发电效率和余量系数确定功率需求区间，包括：

使用发电功率除以发电效率，得到第一功率值；

使用第一功率乘以余量系数，得到第二功率值；

所述第一功率值至第二功率值之间的数值范围作为功率需求区间。

进一步地，如上所述的混合动力车辆动力输出控制方法，所述根据所述当前海拔高度、标定参数表和所述功率需求区间确定发电机的标定转速，包括：

在标定参数表中与当前海拔高度对应的区域中，根据所述功率需求区间查找发动机的转速，作为发电机的标定转速。

进一步地，如上所述的混合动力车辆动力输出控制方法，

若查找到的所述标定转速包括多个，则选择功率降低的标定转速。

第二方面，本申请提出一种混合动力车辆动力输出控制系统，包括：

发电机控制器，用于判断车辆的当前海拔高度，根据发动机的发电功率、发电效率和余量系数确定功率需求区间，根据所述当前海拔高度、标定参数表和所述功率需求区间确定发动机的转速。

第三方面，本申请提出一种混合动力机动车，包括：发动机、发电机、机组协调控制器和所述的混合动力车辆动力输出控制系统；

所述机组协调控制器用于向混合动力车辆动力输出控制系统发送动力指令；

所述混合动力车辆动力输出控制系统用于根据接收到的动力指令确定对应的发动机转速，控制发动机按照所述发动机转速进行运转；

所述发电机用于根据发动机转速发电。

本申请的优点在于：通过判断车辆的当前海拔高度，确定功率需求区间，再根据当前海拔高度、标定参数表和功率需求区间确定发电机的标定转速，在高海拔地区也能够保证整车的动力需求。

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事实方案的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用同样的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是本申请提供的一种混合动力车辆动力输出控制方法的步骤示意图；

图2是本申请提供的一种混合动力车辆动力输出控制方法的发电功率与标定转速的关系图；

图3是本申请提供的一种混合动力车辆动力输出控制方法的标定参数表的示意图；

图4是本申请提供的一种混合动力车辆动力输出控制系统的示意图。

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。

根据本申请的实施方式，提出一种混合动力车辆动力输出控制方法，如图1所示，包括：

S101，判断车辆的当前海拔高度；

S102，根据发动机的发电功率、发电效率和余量系数确定功率需求区间；

S103，根据当前海拔高度、标定参数表和功率需求区间确定发电机的标定转速。

标定参数表包括：海拔高度、功率需求和标定转速。

余量系数大于1。

在判断车辆的当前海拔高度之前，还包括：

根据海拔高度确定标定参数表。

根据发动机的发电功率、发电效率和余量系数确定功率需求区间，包括：

使用发电功率除以发电效率，得到第一功率值；

使用第一功率乘以余量系数，得到第二功率值；

第一功率值至第二功率值之间的数值范围作为功率需求区间。

根据当前海拔高度、标定参数表和功率需求区间确定发电机的标定转速，包括：

在标定参数表中与当前海拔高度对应的区域中，根据功率需求区间查找发动机的转速，作为发电机的标定转速。

若查找到的标定转速包括多个，则选择功率降低(较低)的标定转速。

海拔越高，功率降越大，即同样转速输出的功率的下降程度越大。

具体地，标定参数表的确定根据各发电机在各海拔高度运行的实际情况确定。

余量系数可以为多个，其数值可以根据各海拔高度进行具体设定。

如图2所示，为本申请实施方式的一种发电功率与标定转速的关系图，其中，纵轴为标定转速，横轴为发电功率。

发电机的标定转速对应输出功率。由于发动机带动发电机工作，所以不同的发动机转速对应不同的发电机输出功率。查找到的发动机转速就对应发电机的标定转速。发电机控制器控制发电机按照标定转速运行。

标定参数通过对各发电机进行具体的测试获得。

下面，对本申请实施例进行进一步说明。

混合动力系统包括：柴油机(发动机)、发电机、控制器、DCDC转换器、水泵、散热器、电池等。其中混合动力单元的控制系统包括四个部分：发动机控制器(Electronic ControlUnit，ECU)、发电机控制器(Microcontroller Unit，MCU)、DCDC模块控制器和混合动力单元机组协调控制器(Integrated Power Unit，IPU)，系统各部分之间通过CAN总线进行通信连接。

以根据海拔高度划分为例，将动力模式划分为平原模式和高原模式。同时，在高原模式下，按不同海拔进一步细分为2800m、3500m、4100m、4500m、5000m工况，或者以5000m工况覆盖。

平原模式下的控制方法包括：当整车有动力需求时，机组协调控制器向MCU发送动力指令，若混合动力发电功率需求为P，发电效率为a，则选择发动机功率P/a至1.2P/a对应的发动机转速为发电机控制器的标定转速。其中，1.2为平原余量系数，可以根据需要设定。

以平原为例，如表1所示为发电机在平原时的标定参数。

表1

功率需求kW	10	20	30	40	60	80	100	120	140
										标定转速rpm	1100	1100	1100	1100	1200	1200	1200	1200	1200
功率需求kW	160	180	200	220	240	260	280	300	320
										标定转速rpm	1200	1200	1400	1400	1600	1600	1800	1800	1800

假设发电功率需求为80kW，发电效率为80％，则发动机功率为80/80％至1.2×80/80％＝100kW至120kW。则对应的发动机转速为1200rpm，发电机控制器的标定转速为1200rpm。

高原模式下的控制方法包括：当整车有动力需求时，机组协调控制器向MCU发送动力指令，若混合动力发电功率需求为P，发电效率a，则选择发动机功率P/a至1.05P/a对应的发动机转速为发电机控制器的标定转速。由于海拔高度升高，不同海拔不同转速下的功率降各不相同，所以发电机控制器的标定转速会发生变化，需要选取功率降较低的工况点。其中，1.05为高原余量系数，可以根据需要设定。

以高原为例，如表2所示为发电机在高原5000米时的标定参数。

表2

功率需求kW	10	20	30	40	60	80	100	120	140
										标定转速rpm	1100	1100	1100	1100	1200	1200	1200	1200	1200
功率需求kW	160	180	200	210	220	230	240	250	260
										标定转速rpm	1200	1200	1400	1400	1400	1500	1500	1500	1500

假设发电功率需求为80kW，发电效率为80％，则发动机功率为80/80％至1.05×80/80％＝100kW至105kW。则对应的发动机转速为1200rpm，发电机控制器的标定转速为1200rpm。

机组协调控制器根据整车使用环境(所在海拔高度)，如图3所示的标定参数表和功率需求区间确定发电机的标定转速，向发电机控制器发送不同的动力输出指令，激活不同的动力输出模式。同一个发动机外特性下，根据发动机在不同海拔各转速下的功率降，在不同的动力输出模式下，通过标定发电机的转速，以达到动力性要求。

第二方面，根据本申请的实施方式，还提出一种混合动力车辆动力输出控制系统，如图4所示，包括：

发电机控制器101，用于判断车辆的当前海拔高度，根据发动机的发电功率、发电效率和余量系数确定功率需求区间，根据当前海拔高度、标定参数表和功率需求区间确定发动机的转速。

第三方面，根据本申请的实施方式，还提出一种混合动力机动车，包括：发动机、发电机、机组协调控制器和混合动力车辆动力输出控制系统；

机组协调控制器用于向混合动力车辆动力输出控制系统发送动力指令；

混合动力车辆动力输出控制系统用于根据接收到的动力指令确定对应的发动机转速，控制发动机按照发动机转速进行运转；

发电机用于根据发动机转速发电。

本申请的方法中，根据不同的海拔高度，制定不同的动力输出模式，改变动力需求与转速标定的对应关系，以保证整车的动力需求。通过判断车辆的当前海拔高度，根据发动机功率变化，确定功率需求区间，再根据当前海拔高度、标定参数表和功率需求区间确定发电机的标定转速，使发电机有针对性的选取标定转速，在高海拔地区也能够保证整车的动力需求。本申请的方法能够对动力输出进行智能化控制，可以在不同海拔高度下有针对性制定动力输出模式。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种混合动力车辆动力输出控制方法，其特征在于，包括：

判断车辆的当前海拔高度；

根据发动机的发电功率、发电效率和余量系数确定功率需求区间；所述根据发动机的发电功率、发电效率和余量系数确定功率需求区间，包括：使用发电功率除以发电效率，得到第一功率值；使用第一功率乘以余量系数，得到第二功率值；所述第一功率值至第二功率值之间的数值范围作为功率需求区间；

根据所述当前海拔高度、标定参数表和所述功率需求区间确定发电机的标定转速。

2.根据权利要求1所述的混合动力车辆动力输出控制方法，其特征在于，

所述标定参数表包括：海拔高度、功率需求和标定转速之间的对应关系。

3.根据权利要求1所述的混合动力车辆动力输出控制方法，其特征在于，

所述余量系数大于1。

4.根据权利要求1所述的混合动力车辆动力输出控制方法，其特征在于，在所述判断车辆的当前海拔高度之前，还包括：

根据海拔高度确定标定参数表。

5.如权利要求1所述的混合动力车辆动力输出控制方法，其特征在于，所述根据所述当前海拔高度、标定参数表和所述功率需求区间确定发电机的标定转速，包括：

在标定参数表中与当前海拔高度对应的区域中，根据所述功率需求区间查找发动机的转速，作为发电机的标定转速。

6.如权利要求5所述的混合动力车辆动力输出控制方法，其特征在于，

若查找到的所述标定转速包括多个，则选择功率降低的标定转速。

7.一种混合动力车辆动力输出控制系统，其特征在于，包括：

发电机控制器，用于判断车辆的当前海拔高度，根据发动机的发电功率、发电效率和余量系数确定功率需求区间，根据所述当前海拔高度、标定参数表和所述功率需求区间确定发动机的转速；所述根据发动机的发电功率、发电效率和余量系数确定功率需求区间，包括：使用发电功率除以发电效率，得到第一功率值；使用第一功率乘以余量系数，得到第二功率值；所述第一功率值至第二功率值之间的数值范围作为功率需求区间。

8.一种混合动力机动车，其特征在于，包括：发动机、发电机、机组协调控制器和权利要求7所述的混合动力车辆动力输出控制系统；

所述机组协调控制器用于向混合动力车辆动力输出控制系统发送动力指令；

所述混合动力车辆动力输出控制系统用于根据接收到的动力指令确定对应的发动机转速，控制发动机按照所述发动机转速进行运转；

所述发电机用于根据发动机转速发电。

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