CN111559368B - 插电式混合动力汽车的功率控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及汽车控制技术领域，具体涉及一种插电式混合动力汽车的功率控制方法，包括检测剩余油量和剩余电量；若剩余油量小于第二油量设定阈值，或剩余电量小于第二电量设定阈值，则进入限功率模式；反之，则进入正常模式；正常模式下，若剩余油量小于第一油量设定阈值，则进行低油量提醒；若剩余电量小于第一电量设定阈值，则进行低电量提醒；第一油量设定阈值大于第二油量设定阈值，第一电量设定阈值大于第二电量设定阈值；正常模式下，PReq_Final等于PReq；限功率模式下，PReq_Final为PReq与PMax中的较小值。本方案能减小车辆燃油耗尽、电量耗尽断电停在危险区域的几率。解决燃油耗尽电量耗尽后再加油后无法启动发动机问题，同时降低能量损失，提高经济性。

Description

插电式混合动力汽车的功率控制方法
技术领域
本发明涉及汽车控制技术领域，具体涉及一种插电式混合动力汽车的功率控制方法。
背景技术
现有的插电式混合动力车可以外部充电，其通常优先使用纯电模式行驶，电池电量耗至平衡值后再以混合动力模式行驶，并适时向电池充电，该控制策略存在以下缺陷：
1、当燃油耗尽后，驾驶员如果继续驱动车辆行驶，在混合动力模式下仍然会启动发动机，从而会继续消耗动力电池电量，继而导致动力电池电量的浪费；
2、在燃油耗尽时继续行驶车辆会使电量持续下降，直到电量耗尽，当动力电池的电量完全耗尽后，即使补充燃油也无法再通过强电启动车辆。
3、车辆行驶过程中若出现燃油和电量都耗尽，会使车辆行驶失去动力，使车辆可能停在危险区域导致安全问题。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种插电式混合动力汽车的功率控制方法，它能减小车辆燃油耗尽、电量耗尽断电停在危险区域的几率，解决燃油耗尽电量耗尽后再加油仍然无法启动发动机问题，同时降低能量损失，提高经济性。
本发明技术方案的技术方案为：一种插电式混合动力汽车的功率控制方法，包括
检测剩余油量和剩余电量；
若剩余油量小于第二油量设定阈值Y2，或剩余电量小于第二电量设定阈值X2，则进入限功率模式；反之，则进入正常模式；
所述正常模式下，若剩余油量小于第一油量设定阈值Y1，则进行低油量提醒；若剩余电量小于第一电量设定阈值X1，则进行低电量提醒；
所述第一油量设定阈值大于第二油量设定阈值，所述第一电量设定阈值大于第二电量设定阈值；
所述正常模式下，输出功率PReq_Final等于当前工况下的请求功率PReq；
所述限功率模式下，输出功率PReq_Final为当前工况下的请求功率PReq与当前工况下的动力系统最大允许功率PMax中的较小值。
较为优选的，所述PMax＝PEng_Max-PGen_Max+PMot_Max，其中，PEng_Max为当前工况下发动机最大允许功率，PGen_Max为当前工况下发电机最大允许功率，PMot_Max为当前工况下驱动电机最大允许功率。
较为优选的，所述PEng_Max＝fEng(nEng)×KEng，其中nEng为发动机转速，fEng(nEng)为不同转速下的发动机最大功率，KEng为根据剩余油量得到的发动机功率系数。
较为优选的，所述PMot_Max＝fMot(nMot)×KMot；
当车辆处于驱动状态时，KMot＝KMot1；
当车辆处于能量回收状态时，KMot＝KMot2；
其中nMot为驱动电机转速，fMot(nMot)为不同转速下的驱动电机最大功率，KMot为根据剩余电量得到的驱动电机功率系数，KMot1为根据剩余电量得到的驱动电机功率在驱动状态的功率系数，KMot2为根据剩余电量得到的驱动电机功率在能量回收状态的功率系数。
较为优选的，所述PGen_Max＝fGen(nGen)×KGen_E×KGen_F；
当车辆在启动发动机时，KGen_E＝KGen_E1，KGen_F＝KGen_F1；
当车辆在进行发动机发电时，KGen_E＝KGen_E2,KGen_F＝KGen_F2；
其中nGen为发电机转速，fGen(nGen)为不同转速下的发电机最大功率，KGen_E为根据剩余电量得到的发电机功率系数，KGen_F为根据剩余油量得到的发电机功率系数，KGen_E1为根据剩余电量得到的发电机功率在启动发动机时的功率系数，KGen_F2为根据剩余油量得到的发电机功率在启动发动机时的功率系数，KGen_E2为根据剩余电量得到的发电机功率在发动机发电时的功率系数，KGen_F2为根据剩余油量得到的发电机功率在发动机发电时的功率系数。
较为优选的，所述低油量提醒为点亮油量提示灯，并在仪表上进行低油量弹窗提醒。
较为优选的，所述低电量提醒为点亮电量提示灯，并在仪表上进行低电量弹窗提醒。
较为优选的，所述第一电量设定阈值X1为23％，第二电量设定阈值X2为19％。
较为优选的，所述第一油量设定阈值Y1为13％，第二油量设定阈值Y2为4％。
本发明的有益效果为：通过油量低、电量低报警提醒驾驶员，在报警提示后，驾驶员若仍然继续驱动车辆行驶，则在油量或电量低于设定阈值时进行限功率控制，从而减小车辆燃油耗尽、电量耗尽断电停在危险区域的几率。解决燃油耗尽电量耗尽后再加油后无法启动发动机问题，同时降低能量损失，提高经济性。本方案限功率模式的PMax基于PEng_Max、PGen_Max和PMot_Max进行计算，并充分考虑车辆的驱动、能量回收、启动发动机、启动发电机等状态，使计算所得的PMax能够在减小功率输出的情况下，最大限度的满足车辆运行。分别在电量低和油量低时，通过功率比例无极可调进行控制，在动力系统功率限制下，通过功率限制平滑过渡，充分发挥电量低和油量低下的驾驶性和舒适性。
附图说明
图1为本发明低电量导致限功率的控制逻辑示意图；
图2为本发明低油量导致限功率的控制逻辑示意图；
图3为实施本发明的系统架构示意图；
图4为发动机功率系数曲线图；
图5为驱动电机功率在驱动时功率系数曲线图；
图6为驱动电机功率在能量回收时功率系数曲线图；
图7为根据剩余电量发电机功率在启动发动机时的功率系数曲线图；
图8为根据剩余油量发电机功率在启动发动机时的功率系数曲线图；
图9为根据剩余电量发电机功率在发动机发电时的功率系数曲线图；
图10为根据剩余油量发电机功率在发动机发电时的功率系数曲线图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
如图1、2所示，本发明一种插电式混合动力汽车的功率控制方法的控制流程如下：
VCU检测剩余油量和剩余电量；
若剩余油量小于第二油量设定阈值Y2，或剩余电量小于第二电量设定阈值X2，则进入限功率模式；反之，则进入正常模式；
正常模式下，若剩余油量小于第一油量设定阈值Y1，则进行低油量提醒；若剩余电量小于第一电量设定阈值X1，则进行低电量提醒；
第一油量设定阈值大于第二油量设定阈值，第一电量设定阈值大于第二电量设定阈值；
正常模式下，输出功率PReq_Final等于当前工况下的请求功率PReq；
限功率模式下，输出功率PReq_Final为当前工况下的请求功率PReq与当前工况下的动力系统最大允许功率PMax中的较小值。
本实施例中，第一电量设定阈值为23％，第二电量设定阈值为19％；第一油量设定阈值为13％，第二油量设定阈值为4％，以上所有阈值的设定均可以根据车型进行标定。
本实施例中，低油量提醒为点亮油量提示灯，并在仪表上进行低油量弹窗提醒。低电量提醒为点亮电量提示灯，并在仪表上进行低电量弹窗提醒。
如图3所示，本方法涉及的主要零部件有：
VCU，整车控制器，控制发电机启动发动机，给EMS发送控制指令间接控制发动机，控制驱动电机驱动车辆；
EMS，控制发动机，接受VCU控制信号进行发动机喷油点火；
GCU，接受VCU控制指令，拖动发动机启动和控制发动机对发电机进行发电；
MCU，接受VCU控制指令，对电机进行控制；
BMS，对高压电池系统进行管理；
IC，仪表信息显示、信息提示及报警提示等；
VCU接受EMS的油量、BMS的电量信息，控制发动机、发电机及驱动电机，并给仪表显示报警信息。
限功率模式中的当前工况下的动力系统最大允许功率PMax根据PEng_Max、PGen_Max和PMot_Max进行计算，其中，PMax＝PEng_Max-PGen_Max+PMot_Max。
根据剩余油量计算发动机最大允许功率PEng_Max方法如下：
PEng_Max＝fEng(nEng)×KEng，其中nEng为发动机转速，fEng(nEng)为不同转速下的发动机最大功率，KEng为根据剩余油量得到的发动机功率系数，范围为0-1，其发动机功率系数曲线图见图4，且其曲线值可根据实际情况进行在线标定。
根据剩余电量计算驱动电机最大允许功率PMot_Max方法如下：
PMot_Max＝fMot(nMot)×KMot，当车辆在驱动时，KMot＝KMot1，当车辆在能量回收时，KMot＝KMot2，其中nMot为驱动电机转速，fMot(nMot)为不同转速下的驱动电机最大功率，KMot为根据剩余电量得到的驱动电机功率系数，范围为0-1，KMot1为根据剩余电量得到的驱动电机功率在驱动时功率系数，范围为0-1，曲线图见图5，KMot2为根据剩余电量得到的驱动电机功率在能量回收时功率系数，范围为0-1，曲线图见图6，且所有曲线值均可根据实际情况进行在线标定。
根据剩余油量和剩余电量双参数计算发电机最大允许功率PGen_Max方法如下：
PGen_Max＝fGen(nGen)×KGen_E×KGen_F，当车辆在启动发动机时，KGen_E＝KGen_E1，KGen_F＝KGen_F1,当车辆在进行发动机发电时，KGen_E＝KGen_E2,KGen_F＝KGen_F2，其中nGen为发电机转速，fGen(nGen)为不同转速下的发电机最大功率，KGen_E为根据剩余电量得到的发电机功率系数，范围为0-1，KGen_F为根据剩余油量得到的发电机功率系数，范围为0-1，KGen_E1为根据剩余电量得到的发电机功率在启动发动机时的功率系数，范围为0-1，曲线图见图6，KGen_F2为根据剩余油量得到的发电机功率在启动发动机时的功率系数，范围为0-1，曲线图见图8，KGen_E2为根据剩余电量得到的发电机功率在发动机发电时的功率系数，范围为0-1，曲线图见图9，KGen_F2为根据剩余油量得到的发电机功率在发动机发电时的功率系数，范围为0-1，曲线图见图10，且所有曲线值均可根据实际情况进行在线标定。
最后，根据请求的需求功率和发动机、发电机、驱动电机最大允许功率，计算最终需求功率(即输出功率)，通过VCU控制发动机、发电机、驱动电机对车辆进行控制：
PReq_Final＝Min(PReq,(PEng_Max-PGen_Max+PMot_Max))，其中PReq为当前工况下的请求功率，PEng_Max为当前工况下发动机最大允许功率，PGen_Max为当前工况下发电机最大允许功率，PMot_Max为当前工况下驱动电机最大允许功率，最终需求功率为请求功率与动力系统最大允许功率取其小值。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (7)

1.一种插电式混合动力汽车的功率控制方法，其特征在于：包括
检测剩余油量和剩余电量；
若剩余油量小于第二油量设定阈值Y2，或剩余电量小于第二电量设定阈值X2，则进入限功率模式；反之，则进入正常模式；
所述正常模式下，若剩余油量小于第一油量设定阈值Y1，则进行低油量提醒；若剩余电量小于第一电量设定阈值X1，则进行低电量提醒；
所述第一油量设定阈值大于第二油量设定阈值，所述第一电量设定阈值大于第二电量设定阈值；
所述正常模式下，输出功率PReq_Final等于当前工况下的请求功率PReq；
所述限功率模式下，输出功率PReq_Final为当前工况下的请求功率PReq与当前工况下的动力系统最大允许功率PMax中的较小值；
所述PMax＝PEng_Max-PGen_Max+PMot_Max，其中，PEng_Max为当前工况下发动机最大允许功率，PGen_Max为当前工况下发电机最大允许功率，PMot_Max为当前工况下驱动电机最大允许功率；
所述PMot_Max＝fMot(nMot)×KMot；
当车辆处于驱动状态时，KMot＝KMo1t；
当车辆处于能量回收状态时，KMot＝KMot2；
其中nMot为驱动电机转速，fMot(nMot)为不同转速下的驱动电机最大功率，KMot为根据剩余电量得到的驱动电机功率系数，KMo1t为根据剩余电量得到的驱动电机功率在驱动状态的功率系数，KMot2为根据剩余电量得到的驱动电机功率在能量回收状态的功率系数。
2.根据权利要求1所述的插电式混合动力汽车的功率控制方法，其特征在于：所述PEng_Max＝fEng(nEng)×KEng，其中nEng为发动机转速，fEng(nEng)为不同转速下的发动机最大功率，KEng为根据剩余油量得到的发动机功率系数。
3.根据权利要求1所述的插电式混合动力汽车的功率控制方法，其特征在于：所述PGen_Max＝fGen(nGen)×KGen_E×KGen_F；
当车辆在启动发动机时，KGen_E＝KGen_E1，KGen_F＝KGen_F1；
当车辆在进行发动机发电时，KGen_E＝KGen_E2,KGen_F＝KGen_F2；
其中nGen为发电机转速，fGen(nGen)为不同转速下的发电机最大功率，KGen_E为根据剩余电量得到的发电机功率系数，KGen_F为根据剩余油量得到的发电机功率系数，KGen_E1为根据剩余电量得到的发电机功率在启动发动机时的功率系数，KGen_F2为根据剩余油量得到的发电机功率在启动发动机时的功率系数，KGen_E2为根据剩余电量得到的发电机功率在发动机发电时的功率系数，KGen_F2为根据剩余油量得到的发电机功率在发动机发电时的功率系数。
4.根据权利要求1所述的插电式混合动力汽车的功率控制方法，其特征在于：所述低油量提醒为点亮油量提示灯，并在仪表上进行低油量弹窗提醒。
5.根据权利要求1所述的插电式混合动力汽车的功率控制方法，其特征在于：所述低电量提醒为点亮电量提示灯，并在仪表上进行低电量弹窗提醒。
6.根据权利要求1所述的插电式混合动力汽车的功率控制方法，其特征在于：所述第一电量设定阈值X1为23％，第二电量设定阈值X2为19％。
7.根据权利要求1所述的插电式混合动力汽车的功率控制方法，其特征在于：所述第一油量设定阈值Y1为13％，第二油量设定阈值Y2为4％。
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