CN111775928A - 混动车辆的跛行控制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种混动车辆的跛行控制方法及系统，包括如下步骤：判断车辆的动力电池是否发生供电故障，如果有，则进入跛行模式；确保车辆的发动机处于运行状态；根据ISG电机或驱动电机是否发生故障，采取不同的控制方式，包括：如果ISG电机和驱动电机均无故障，则将离合器处于打开状态，将发动机控制模式设定为转速模式，将ISG电机控制模式设定为不控制，通过ISG电机产生的电动势带动驱动电机驱动车辆行驶；如果ISG电机或驱动电机有故障，则结合离合器，发动机通过离合器直接驱动车辆行驶。本发明所述混动车辆的跛行控制方法，根据不同的情况进行不同的处理，让车辆在动力电池发生故障时均能够平稳行驶到安全区域，保障了车辆和乘员的安全。

Description

混动车辆的跛行控制方法及系统
技术领域
本发明涉及混合动力汽车技术领域，特别涉及一种混动车辆的跛行控制方法。
背景技术
新能源汽车的快速发展使新能源汽车的安全性面临着重大考验，因此，新能源汽车对关键故障的处理备受关注，尤其是当动力电池出现供电故障后，如何保障车辆能够继续可靠的行驶到安全区域，成为本领域技术人员关注的重点。
混合动力汽车通常有两个能量来源：动力电池和燃油发动机。当动力电池出现供电故障后，只能由燃油发动机提供驱动车辆所需能量。现有技术中在出现动力电池供电故障后大多需要驾驶员通过下电重启的方式进入跛行模式，并未针对不同情况进行区分处理，此非为最优的跛行控制方法，对车辆和乘员的安全没有太高的保障。
发明内容
鉴于目前现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种混动车辆的跛行控制方法，针对不同的情况进行不同的处理，使车辆出现动力电池供电故障后，更好的完成跛行功能，保证车辆及乘员的安全。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一种混动车辆的跛行控制方法，所述方法包括如下步骤：
步骤S1，判断车辆的动力电池是否发生供电故障，如果有，则进入跛行模式；
步骤S2，确保车辆的发动机处于运行状态；
步骤S3，根据ISG电机或驱动电机是否发生故障，采取不同的控制方式，包括：如果ISG电机和驱动电机均无故障，则将离合器处于打开状态，将发动机控制模式设定为转速模式，将ISG电机控制模式设定为不控制，通过ISG电机产生的电动势带动驱动电机驱动车辆行驶；如果ISG电机或驱动电机有故障，则结合离合器，发动机通过离合器直接驱动车辆行驶。
进一步，其中所述步骤S1，判断车辆的动力电池是否发生供电故障，如果有，则进入跛行模式，包括：
判断车辆的动力电池是否发生供电故障，如果有，则进一步判断是否是下电可恢复故障，如果是下电可恢复故障则通过仪表盘提示驾驶员重启车辆，如果不是则进入跛行模式并通过仪表盘提示驾驶员进入跛行模式。
进一步，其中所述步骤S1，判断车辆的动力电池是否发生供电故障，如果有，则进入跛行模式，包括：如果重启车辆后故障未能恢复则进入跛行模式并通过仪表盘提示驾驶员进入跛行模式。
进一步，其中所述步骤S1，判断车辆的动力电池是否发生供电故障，如果有，则进入跛行模式，包括：
判断车辆的动力电池是否发生供电故障，如果无，则按当前状态继续运行。
进一步，所述步骤S2，确保车辆的发动机处于运行状态，包括：
判断发动机是否正在运行，如果发动机正在运行则设定禁止发动机停机，如果发动机未运行则启动发动机并设定禁止发动机停机。
进一步，所述启动发动机，包括：判断车速是否足够为发动机提供倒拖启动的扭矩，如果扭矩足够则结合离合器倒拖发动机启动；如果扭矩不足，则通过DCDC双向转换器将蓄电池的低压转换为高压，通过ISG电机带动发动机启动；且启动发动机的过程中，设定禁止其他用电附件运行。
进一步，所述倒拖发动机启动，包括：缓慢结合离合器，利用车辆惯性带动发动机运转，在发动机达到最低点火转速时点火启动发动机。
进一步，所述步骤S3中，如果ISG电机和驱动电机均无故障，则将离合器处于打开状态，将发动机控制模式设定为转速模式，将ISG电机控制模式设定为不控制，通过ISG电机产生的电动势带动驱动电机驱动车辆行驶，对所有用电附件均不禁止运行；如果ISG电机或驱动电机有故障，则结合离合器，发动机通过离合器直接驱动车辆行驶，对高压用电附件设定禁止运行。
进一步，所述步骤S3中，设定禁止能量回收。
一种混动车辆的跛行控制系统，包括相互连接的动力电池、蓄电池、发动机、DCDC双向转换器、ISG电机、驱动电机、离合器、主控单元，其特征在于，所述主控单元执行上述混动车辆的跛行控制方法。
本发明所述混动车辆的跛行控制方法，根据不同的情况进行不同的处理，让车辆在动力电池发生故障时均能够平稳行驶到安全区域，保障了车辆和乘员的安全，而且能够有效避免车辆在动力电池发生故障的情况下造成的车辆抛锚、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
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所述混动车辆的跛行控制方法所应用的混动车辆的跛行控制系统示意图；
图2为本发明一实施方式一种混动车辆的跛行控制方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请首先参见图1所示，本发明一种混动车辆的跛行控制方法所应用的混动车辆的跛行控制系统，包括相互连接的动力电池10、蓄电池20、发动机30、DCDC双向转换器40、ISG电机50、驱动电机60、离合器70、主控单元80等子模块，所述主控单元80与其他各子模块之间通过CAN总线连接对各子模块进行控制，所述其他各子模块的功能大致与现有技术中相同，例如：所述动力电池10是用于给车辆提供行驶动力的能量来源，其地位与发动机30相当；所述蓄电池20用于给车辆上的各种用电附件提供电源，也用于给发动机点火启动提供能源；所述DCDC双向转换器40根据需要用于将动力电池10的高压电转换为低压电，也可将蓄电池20的低压电转换为高压电；ISG电机50为启动发电一体机，既可用于使发动机30点火启动，也可用于根据发动机30的转动进行发电而对蓄电池20充电；其他子模块的基础功能就不再赘述，所述主控单元80用于执行本发明所述混动车辆的跛行控制方法。在一实施例中，所述各子模块中均分别设有各自的子控制单元，所述各子模块之间根据功能需要进行连接，所述主控单元与其他各子模块的子控制单元之间通过CAN总线连接以进行数据传送进而对各子模块的动作进行控制。在一实例中，所述发动机30与所述ISG电机50之间还设有减震器，以使得所述ISG电机50可以更好的根据发动机30的转动进行发电。
请参见图2所示，本发明一实施方式一种混动车辆的跛行控制方法，所述方法包括如下步骤：
步骤S1，判断车辆的动力电池是否发生供电故障，如果有，则进入跛行模式；
步骤S2，确保车辆的发动机处于运行状态；
步骤S3，根据ISG电机或驱动电机是否发生故障，采取不同的控制方式：如果ISG电机和驱动电机均无故障，则将离合器处于打开状态，将发动机控制模式设定为转速模式，将ISG电机控制模式设定为不控制，通过ISG电机产生的电动势带动驱动电机驱动车辆行驶；如果ISG电机或驱动电机有故障，则结合离合器，发动机通过离合器直接驱动车辆行驶。
车辆在行驶过程中，首先进行步骤S1，判断车辆的动力电池是否发生供电故障，如果有则需要考虑进入跛行模式，如果没有则按当前状态继续运行即可。
其中，当判断车辆的动力电池发生有供电故障，还进一步判断是否是下电可恢复故障，如果是下电可恢复故障则通过仪表盘提示驾驶员重启车辆，如果不是则进入跛行模式并通过仪表盘提示驾驶员进入跛行模式。
当然，如果重启车辆后故障未能恢复则也进入跛行模式并通过仪表盘提示驾驶员进入跛行模式。
当要进入跛行模式，则需进行步骤S2，确保车辆的发动机处于运行状态，具体包括：判断发动机是否正在运行，如果发动机正在运行则设定禁止发动机停机，如果发动机未运行则启动发动机并设定禁止发动机停机。
其中，所述启动发动机，包括：判断车速是否足够为发动机提供倒拖启动的扭矩，如果扭矩足够则结合离合器倒拖发动机启动；如果扭矩不足，则通过DCDC双向转换器将蓄电池的低压转换为高压，通过ISG电机带动发动机启动。而启动发动机的过程中，需要设定禁止其他用电附件运行，优先保证启动发动机所需功率。
具体的，所述倒拖发动机启动，包括：缓慢结合离合器，利用车辆惯性带动发动机运转，在发动机达到最低点火转速时点火启动发动机。而所述ISG电机带动发动机启动，是ISG电机与发动机串联，ISG电机转动时会带动发动机一起运转，在达到点火转速后点火启动发动机。
当确保车辆的发动机处于运行状态，则进行步骤S3，根据ISG电机和驱动电机是否发生故障，采取不同的控制方式，包括：如果ISG电机和驱动电机均无故障，则将离合器处于打开状态，将发动机控制模式设定为转速模式，将ISG电机控制模式设定为不控制，通过ISG电机产生的电动势带动驱动电机驱动车辆行驶；如果ISG电机或驱动电机有故障，则结合离合器，发动机通过离合器直接驱动车辆行驶。
具体的，如果ISG电机和驱动电机均无故障，则将离合器处于打开状态，将发动机控制模式设定为转速模式，将ISG电机控制模式设定为不控制。车辆所需驱动扭矩由驱动电机提供，发动机与ISG电机组成发电单元，驱动电机所需功率和各用电附件所需功率均由ISG电机产生的感应电动势提供。即，发动机在转动，发电机随发动机共同转动，随发动机高速旋转的发电机会产生感应电动势，产生的感应电动势通过电子线路连接传递给驱动电机，从而为驱动电机提供电压，驱动电机在此驱动电压下对车辆进行驱动。而此时ISG电机处于被动发电模式，所以此时无需对包括高压用电附件内外的任何用电附件进行限制，对驱动电机的扭矩请求受限于ISG电机的发电功率。其中，所述发动机的转速模式为通过主控单元向发动机发送指令控制发动机以特定转速运行。所述特定转速可根据车辆类型、发动机配置、使用者的需要等进行标定。本一具体实例中，发动机的特定转速设置为2300r/min。所述ISG电机产生的感应电动势也可根据车辆类型、发动机配置、跛行模式标定最高车速等的不同进行标定。本一具体实例中，跛行模式下的最高车速限制为60km/h，所述感应电动势大小为360V。
此时驾驶员控制油门，主控单元将扭矩需求指令发送至驱动电机。所述扭矩需求，具体的为扭矩解析模块通过解析加速踏板开度结合当前车速可获取驾驶员需求扭矩，然后根据动力系统能力限制得到最终需要输出的驱动扭矩。而驱动电机响应扭矩需求指令，并输出相应的需求扭矩，驱动车辆行驶。此时，驱动电机扭矩随油门而变化，发动机以标定转速运转，车辆以串联模式进行运转。
而如果ISG电机或驱动电机存在运行故障，则结合离合器，发动机通过离合器直接驱动车辆行驶。由于发动机单独驱动车辆时发动机转速变化较大，此时如果ISG电机无故障则可通过ISG电机发电供车辆用电附件使用，此时需要将ISG电机设置为扭矩控制模式，ISG电机的发电扭矩需要精确控制，发电功率与DCDC双向转换器所需功率相等，由于其他高压用电附件运行时的精确功率难以获得，所以此时需禁止其他高压用电附件的运行，如PTC、电动空调。
最后，在跛行模式下，还需要设定禁止能量回收。
本发明所述混动车辆的跛行控制方法，根据不同的情况进行不同的处理，让车辆在动力电池发生故障时均能够平稳行驶到安全区域，保障了车辆和乘员的安全，而且能够有效避免车辆在动力电池发生故障的情况下造成的车辆抛锚、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，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，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 (10)

1.一种混动车辆的跛行控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤S1，判断车辆的动力电池是否发生供电故障，如果有，则进入跛行模式；
步骤S2，确保车辆的发动机处于运行状态
步骤S3，根据ISG电机或驱动电机是否发生故障，采取不同的控制方式，包括：如果ISG电机和驱动电机均无故障，则将离合器处于打开状态，将发动机控制模式设定为转速模式，将ISG电机控制模式设定为不控制，通过ISG电机产生的电动势带动驱动电机驱动车辆行驶；如果ISG电机或驱动电机有故障，则结合离合器，发动机通过离合器直接驱动车辆行驶。
2.根据权利要求1所述的混动车辆的跛行控制方法，其特征在于，其中所述步骤S1，判断车辆的动力电池是否发生供电故障，如果有，则进入跛行模式，包括：
判断车辆的动力电池是否发生供电故障，如果有，则进一步判断是否是下电可恢复故障，如果是下电可恢复故障则通过仪表盘提示驾驶员重启车辆，如果不是下电可恢复故障则进入跛行模式并通过仪表盘提示驾驶员进入跛行模式。
3.根据权利要求2所述的混动车辆的跛行控制方法，其特征在于，其中所述步骤S1，判断车辆的动力电池是否发生供电故障，如果有，则进入跛行模式，包括：如果重启车辆后故障未能恢复则进入跛行模式并通过仪表盘提示驾驶员进入跛行模式。
4.根据权利要求1所述的混动车辆的跛行控制方法，其特征在于，其中所述步骤S1，判断车辆的动力电池是否发生供电故障，如果有，则进入跛行模式，包括：
判断车辆的动力电池是否发生供电故障，如果无，则按当前状态继续运行。
5.根据权利要求1所述的混动车辆的跛行控制方法，其特征在于，所述步骤S2，确保车辆的发动机处于运行状态，包括：
判断发动机是否正在运行，如果发动机正在运行则设定禁止发动机停机，如果发动机未运行则启动发动机并设定禁止发动机停机。
6.根据权利要求5所述的混动车辆的跛行控制方法，其特征在于，所述启动发动机，包括：判断车速是否足够为发动机提供倒拖启动的扭矩，如果扭矩足够则结合离合器倒拖发动机启动；如果扭矩不足，则通过DCDC双向转换器将蓄电池的低压转换为高压，通过ISG电机带动发动机启动；且启动发动机的过程中，设定禁止其他高压用电附件运行。
7.根据权利要求6所述的混动车辆的跛行控制方法，其特征在于，所述倒拖发动机启动，包括：缓慢结合离合器，利用车辆惯性带动发动机运转，在发动机达到最低点火转速时点火启动发动机。
8.根据权利要求1所述的混动车辆的跛行控制方法，其特征在于，所述步骤S3中，如果ISG电机和驱动电机均无故障，则将离合器处于打开状态，将发动机控制模式设定为转速模式，将ISG电机控制模式设定为不控制，通过ISG电机产生的电动势带动驱动电机驱动车辆行驶，对所有用电附件均不禁止运行；如果ISG电机或驱动电机有故障，则结合离合器，发动机通过离合器直接驱动车辆行驶，对高压用电附件设定禁止运行。
9.根据权利要求1所述的混动车辆的跛行控制方法，其特征在于，所述步骤S3中，设定禁止能量回收。
10.一种混动车辆的跛行控制系统，包括相互连接的动力电池、蓄电池、发动机、DCDC双向转换器、ISG电机、驱动电机、离合器、主控单元，其特征在于，所述主控单元执行上述权利要求1至9任意一项所述的混动车辆的跛行控制方法。
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