CN112061112A - 控制方法、混合动力系统和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种控制方法、混合动力系统和车辆，其中，控制方法包括：获取车速、加速信号、制动信号和剩余电量；根据车速、加速信号、制动信号确定需求功率；根据需求功率、剩余电量和/或车速，确定驱动模式；根据驱动模式和剩余电量，确定发动机的输出功率和电驱装置的输出功率；根据输出功率，确定无级变速器的速比、发动机的转速或扭矩、电驱装置的扭矩；根据速比、发动机的转速或扭矩、电驱装置的扭矩，控制车辆行驶。通过本发明的技术方案，有效地提升了混合动力系统的节油率，降低了能耗，有利于使车辆的混合动力系统以最佳性能进行工作。

Description

控制方法、混合动力系统和车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，具体而言，涉及一种控制方法、一种混合动力系统、一种车辆。

背景技术

一般来讲，在混合动力车辆中安装有驱动电机和发动机。驱动电机和发动机的工作都会根据设定的控制方法来进行协调工作，一般是发动机驱动车辆效率不高的工况会使用电机来驱动或者电机辅助确保发动机避开低效率工作情况，当发动机驱动车辆高效的工况会用发动机来驱动，同时在发动机高效情况下发电储存部分能量，储存的电能用来在发动机工作效率不高的工况下用电机来驱动车辆或辅助驱动。当然由于混合动力系统架构的差异性，为了确保系统的效率最优，在不同混合动力系统中电机和发动机的控制方法会有很大差异。

特别地，由于系统架构的差异，会导致功能模式的部分缺失或部分工况下无法覆盖，或者由于系统的局限性导致部分模式下无法发挥系统最高效率，对应的控制方法也会受到局限而无法实现，所以混合动力系统的控制方法都是在对应的系统架构下尽可能实现系统的最高效率。并且现有技术的混合动力系统架构都有一些局限性，对应的控制方法也有很大的局限性，例如在一些现有的混合动力系统中，整个传动系统只有一个固定传动速比，在中低车速的时候，发动机不能直接通过传动系统将动力传递到车轮，驱动力只能是驱动电机输出到车轮的动力，发动机要进行驱动，只能通过发电电机发电再提供动力给到驱动电机，在中间能量转换过程中损失增加，使得燃油经济性受到限制，降低节油率，另外在该工况下，由于电机和发动机的动力没法叠加而同时驱动车辆，为了确保车辆在该工况下的动力性，必须要加大电机的扭矩和功率，不利于电机和发动机高效工作，也不利于提升发动机的节油率。

发明内容

本发明旨在至少改善现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种控制方法。

本发明的另一个目的在于提供一种混合动力系统。

本发明的又一个目的在于提供一种车辆。

为了实现上述目的，本发明第一方面的技术方案提供了一种控制方法，用于车辆的混合动力系统，混合动力系统包括发动机和电驱装置，控制方法包括：获取车速、加速信号、制动信号和剩余电量；根据车速、加速信号、制动信号确定需求功率；根据需求功率、剩余电量和/或车速，确定驱动模式；根据驱动模式和剩余电量，确定发动机的输出功率和电驱装置的输出功率；根据输出功率，确定无级变速器的速比、发动机的转速或扭矩、电驱装置的扭矩；根据速比、发动机的转速或扭矩、电驱装置的扭矩，控制车辆行驶。

在该技术方案中，通过综合考虑车速、加速情况、制动情况以及剩余电量情况，再确定车辆的驱动模式，并根据车辆的驱动模式和剩余电量，分别确定发动机的输出功率和电驱装置的输出功率，还根据输出功率确定速比、发动机转速以及电驱装置的扭矩，这样较为综合全面地考虑了车辆驱动的多种影响因素，有利于减少该控制方法的局限性，提升控制方法的适用范围，并在保证车辆正常驱动的情况下，有利于提升车辆的节油率，使车辆的混合动力系统以最佳性能进行工作。

具体地，通过车速、加速信号和制动信号，可以确定车辆驱动的需求功率，并根据需求功率的大小、剩余电量和/或车速，确定驱动模式，这样在需求功率大时，可以采用发动机和电驱装置共同驱动，以便于降低燃油消耗，提升节油率，而在需求功率小时，则可以电驱装置驱动为主，避免或者减少燃油消耗，提升节油率；进一步地，在确定驱动模式时，还根据剩余电量和车速进行判断，这样在剩余电量高、车速快时，可以向电驱装置分配更多的输出功率，减少发动机的输出功率，从而降低燃油消耗，提升节油率；根据输出功率确定无级变速器的速比、发动机的转速或扭矩、电渠装置的扭矩，有利于发动机和电驱装置都工作在最高效的转速区域内，确保整个混合动力系统的高效运行。

在上述技术方案中，驱动模式包括：第一混动模式，由发动机和电驱装置共同驱动；第二混动模式，由发动机驱动，电驱装置进行发电；第三混动模式，电驱装置包括第一电机和第二电机，第三混动模式由发动机驱动第一电机发电，第二电机进行驱动；电动模式，电驱装置进行驱动；发电模式，电驱装置回收车辆动能进行发电。

在该技术方案中，提供了多种驱动模式，有利于提升控制方法的适用范围，减少局限性，使得车辆既能够同时被发动机和电驱装置驱动，也可以由电驱装置单独驱动，还可以由发动机驱动电驱装置发电，再由电驱装置对车辆进行驱动；具体地，第一混动模式可以通过电驱装置分担一部分输出功率，降低发动机的输出功率，从而提升节油率；第二混动模式中，可以通过电驱装置发电为电池补充电能；第三混动模式中，第一电机用于发电以补充电池的电能，同时第二电机进行驱动，这样既可以驱动车辆行驶，且发动机仅用于驱动第一电机发电，从而可以减少燃油消耗，提升节油率；在电动模式中，发动机不参与驱动，仅由电驱装置进行驱动，从而可以避免或减少燃油消耗，提升节油率；在发电模式中，电驱装置通过回收车辆的动能进行发电，而不是由发动机驱动发电，使得发动机不需要消耗燃油，进一步提升了节油率，还有利于减少燃油消耗产生的废气排放问题，提升了车辆使用的环保性。

在上述技术方案中，根据需求功率、剩余电量和/或车速，确定驱动模式，具体包括：比较需求功率和功率阈值，并判断需求功率的范围；若需求功率大于功率阈值，根据剩余电量确定驱动模式；若需求功率小于等于功率阈值，且大于零，根据剩余电量和车速确定驱动模式；若需求功率小于等于零，确定驱动模式为电动模式或发电模式。

在该技术方案中，在需求功率大于功率阈值时，一般都需要发动机参与驱动，同时电驱装置辅助驱动，因此只需要判断剩余电量是否足够即可，以确定是否要电驱装置参与驱动，或者是仅发电以便补充剩余电量，这样控制逻辑简单，易于操作；需求功率大于零但小于功率阈值时，根据剩余电量和车速确定驱动模式，以确定电驱装置参与驱动的程度；在需求功率小于等于零时，不需要发动机驱动，或者说此时发动机参与驱动的话，燃油消耗相对较高，因此采取电动模式或发电模式，从而有利于减少或避免燃油消耗，提升节油率，还可以减少废气排放。

在上述技术方案中，在需求功率大于功率阈值时，根据剩余电量确定驱动模式，具体包括：比较电池的剩余电量和第一电量阈值、第二电量阈值；若剩余电量大于第一电量阈值，确定驱动模式为第一混动模式；若剩余电量小于等于第一电量阈值，且剩余电量大于等于第二电量阈值，确定驱动模式为第一混动模式或第二混动模式；若剩余电量小于第二电量阈值，确定驱动模式为第二混动模式；第一电量阈值大于第二电量阈值。

在该技术方案中，剩余电量大于第一电量阈值，采用第一混动模式，电驱装置可以最大程度地参与驱动，从而减少发动机的输出功率，减少燃油消耗，进而提升节油率；剩余电量小于等于第一电量阈值，并大于等于第二电量阈值，此时采用第一混动模式或第二混动模式，有利于系统再根据电池剩余电量的具体情况，以及其它影响因素，灵活地选择第一混动模式和第二混动模式中的一个，并修正驱动或发电的功率，以提升了驱动模式选择的灵活性，也就是说，在电池的剩余电量在中间区域时，可以灵活地选择电驱装置进行发电，或者参与驱动车辆，且在电量偏低时增大发电功率，电量偏高时增大驱动功率；剩余电量小于第二电量阈值时，采用第二混动模式，也就是电驱装置为电池进行充电，确保车辆的各个用电设备正常工作，保证整个系统工作的稳定性和工作效率，例如需求功率远大于功率阈值，并且剩余电量远大于第二电量阈值的情况下，会采用第一混动模式，优先确保整车功率需求，该处所指的远大于，是指10％以上，也就是需求功率大于功率阈值超过10％，剩余电量大于第二电量阈值超过10％；而需求功率接近功率阈值，并且剩余电量接近第二电量阈值的情况下，会采用第二混动模式，优先确保整车节油率和效率需求，该处的接近，是指20％以下，也就是需求功率接近功率阈值在20％以内，剩余电量接近第二电量阈值在20％以内；而当需求功率远大于功率阈值，并且剩余电量接近第二电量阈值时，会根据工况来进行调整，比如在爬坡过程中，会采用第一混动模式，优先确保整车动力需求，比如在正常道路行驶，会采用第二混动模式，优先确保整车的节油率需求，适当限制整车动力性。

在上述技术方案中，在需求功率小于等于功率阈值，且大于零时，根据剩余电量和车速确定驱动模式，具体包括：判断车速是否小于车速阈值；若车速小于车速阈值，判断剩余电量是否大于第二电量阈值；若剩余电量大于第二电量阈值，确定驱动模式为电动模式；若剩余电量小于等于第二电量阈值，确定驱动模式为第三混动模式；若车速大于等于车速阈值，比较剩余电量和第一电量阈值、第二电量阈值，并生成比较结果；根据比较结果，确定驱动模式。

在该技术方案中，需求功率小于等于功率阈值，并大于零，也就是需求功率不大时，可以综合考虑车速来确定驱动模式，有利于更为精确地调整发动机的输出功率和电驱装置的输出功率，以便在保证车辆正常行驶的同时，减少发动机燃油消耗，提升节油率；具体而言，车速小于车速阈值，对驱动力需求较小，相应地，对于辅助驱动的要求也降低，也就是电池在剩余电量较低的情况下，也可以由电驱装置进行辅助驱动，或仅由电驱装置进行驱动，因此，在剩余电量大于第二电量阈值时，可以直接采用电驱装置进行驱动，使车辆以较低的车速进行行驶即可，也就是采用电动模式，从而减少了发动机燃油消耗，提升了节油率；在剩余电量小于等于第二电量阈值时，说明剩余电量已经很低，因此采用第三混动模式，利用发动机驱动第一电机进行发电，以便为电池补充电能，确保车辆的用电设备工作的稳定性和可靠性，且因为发动机仅仅是用于驱动第一电机进行发电，因此燃油消耗少，有利于提升节油率，同时，采用第二电机进行车辆驱动，这样与第一电机各自进行不同的工作，避免了冲突影响车辆正常行驶，还可以提升系统工作效率。

进一步地，车速大于车速阈值的情况，需求功率相对于车速低于车速阈值的情况更高，因此需要提升对辅助驱动的要求，相应地需要更高的电池剩余电量，确保用电设备的电力需求。

在上述技术方案中，根据比较结果，确定驱动模式，具体包括：若剩余电量大于第一电量阈值，确定驱动模式为电动模式；若剩余电量小于等于第一电量阈值，且大于等于第二电量阈值，确定驱动模式为第一混动模式或第二混动模式；若剩余电量小于第二电量阈值，确定驱动模式为第二混动模式。

在该技术方案中，车速较高且剩余电量大于第一电量阈值，因此电驱装置可以全部投入到驱动中，不需要进行发电补充电池电能；剩余电量小于等于第一电量阈值，且大于等于第二电量阈值，采用第一混动模式或第二混动模式，可以根据剩余电量和其它影响因素，灵活选用具体地驱动模式，以便提升节油率，确保发动机、电驱装置的高效工作；剩余电量小于第二电量阈值，采用第二混动模式，即电驱装置进行发电，以便为电池补充电能，从而可以确保车辆上的用电设备工作的稳定性和可靠性。

在上述任一项技术方案中，根据驱动模式和剩余电量，确定发动机的输出功率和电驱装置的输出功率，具体包括：

根据驱动模式和剩余电量，在预设功率区域内，确定发动机的输出功率；根据需求功率和发动机的输出功率，确定电驱装置的输出功率。

在该技术方案中，确定需求功率后，先确定发动机的输出功率，再根据发送机的输出功率和需求功率，确定电驱装置的输出功率，这样有利于确保发动机输出功率是发动机最高效工作的功率区域内，从而降低燃油消耗，提升节油率；可以理解，预设功率区域，可以设置为发动机最高效工作的功率区域，从而确保发动机在该区域内工作。

本发明第二方面的技术方案提供了一种混合动力系统，用于车辆，包括：存储器和处理器，其中，存储器上存储有可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上述第一方面中任一项技术方案的的控制方法的步骤。

在该技术方案中，通过采用上述任一项技术方案的控制方法，从而具有了上述技术方案的全部有益效果，在此不再赘述。

本发明第三方面的技术方案提供了一种车辆，具有混合动力系统，包括：存储器和整车控制器，其中，存储器上存储有可在整车控制器上运行的计算机程序，整车控制器执行计算机程序时实现上述第一方面中任一项技术方案的控制方法的步骤。

在该技术方案中，通过采用上述任一项技术方案的控制方法，从而具有了上述技术方案的全部有益效果，在此不再赘述。

在上述技术方案中，车辆还包括：发动机、第一电机、第二电机、离合器、无级变速器、电池、加速踏板、制动踏板、模式挡位、电池管理器、第一电机控制器、第二电机控制器、变速器控制器、发动机控制器；发动机与第一电机连接，且发动机和第一电机通过离合器结合与无级变速器连接，还通过离合器分离与无级变速器分离；第二电机与无级变速器连接，无级变速器用于输出扭矩；第一电机和/或第二电机与电池连接；电池还与电池管理器连接，电池管理器用于获取电池的剩余电量，并生成剩余电量；第一电机控制器与第一电机连接，第二电机控制器与第二电机连接；发动机控制器与发动机连接，变速器控制器与无级变速器连接；加速踏板用于产生加速信号，制动踏板用于产生制动信号，模式挡位用于产生挡位信号，且加速踏板、制动踏板、模式挡位分别与整车控制器连接；整车控制器还与电池管理器、发动机控制器、第一电机控制器、第二电机控制器、变速器控制器连接。

在该技术方案中，通过设置第一电机和第二电机，便于辅助发动机进行车辆的驱动，以降低燃油消耗，提升节油率；发动机和第一电机连接，并通过离合器与无级变速器连接，便于在离合器分离时，发动机与无级变速器分离，从而发动机可以仅驱动第一电机发电为电池充电，减少燃油消耗，提升节油率；第二电机与电池连接，还便于通过第二电机发电为电池充电，且由于第二电机直接和无级变速器相连，在车辆减速或下坡时，可以利用第二电机回收车辆动能进行发电，进一步地降低发动机的燃油消耗，提升节油率；通过设置第一电机控制器、第二电机控制器、电池管理器、变速器控制器、发动机控制器，并均与整车控制器连接，且整车控制器还与加速踏板、制动踏板、模式挡位连接，从而便于整车控制器获取加速信号、制动信号、车速、电池的剩余电量，进而根据这些信号和信息，分别控制发动机、第一电机、第二电机、变速器等部件的运行，提升了车辆控制的便利性和灵活性，有利于确保车辆的发动机、第一电机、第二电机都能够在高效的转速区域、扭矩区域进行工作，提升整个混合动力系统的能效和工作的稳定性、可靠性。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的控制方法的流程示意图；

图2是本发明的另一个实施例的控制方法的流程示意图；

图3是本发明的一个实施例的混合动力系统的结构示意框图；

图4是本发明的一个实施例的车辆的结构示意图；

图5是本发明的一个具体实施例的控制方法的流程示意图。

其中，图3和图4中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1混合动力系统，10存储器，12处理器，100整车控制器，102发动机，104第一电机，106第二电机，108离合器，110无级变速器，112电池，114加速踏板，116制动踏板，118模式挡位，120电池管理器，122第一电机控制器，124第二电机控制器，126变速器控制器，128发动机控制器，130车轮，132混动变速器。

具体实施方式

为了可以更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图5描述本发明的一些实施例。

实施例1

如图1所示，根据本发明提出的一个实施例的控制方法，用于车辆的混合动力系统，混合动力系统包括发动机和电驱装置，控制方法包括：

步骤S100：获取车速、加速信号、制动信号和剩余电量；

步骤S102：根据车速、加速信号、制动信号确定需求功率；

步骤S104：根据需求功率、剩余电量和/或车速，确定驱动模式；

步骤S106：根据驱动模式和剩余电量，确定发动机的输出功率和电驱装置的输出功率；

步骤S108：根据输出功率，确定无级变速器的速比、发动机的转速或扭矩、电驱装置的扭矩；

步骤S110：根据速比、发动机的转速或扭矩、电驱装置的扭矩，控制车辆行驶。

在该实施例中，通过综合考虑车速、加速情况、制动情况以及剩余电量情况，再确定车辆的驱动模式，并根据车辆的驱动模式和剩余电量，分别确定发动机的输出功率和电驱装置的输出功率，还根据输出功率确定速比、发动机转速以及电驱装置的扭矩，这样较为综合全面地考虑了车辆驱动的多种影响因素，有利于减少该控制方法的局限性，提升控制方法的适用范围，并在保证车辆正常驱动的情况下，有利于提升车辆的节油率，使车辆的混合动力系统以最佳性能进行工作。

实施例2

如图2所示，根据本发明提出的一个实施例的控制方法，包括：

步骤S200：获取车速、加速信号、制动信号和剩余电量SOC；

步骤S202：根据车速、加速信号、制动信号确定需求功率P；

步骤S204：比较需求功率P和功率阈值α，并判断需求功率P的范围；

步骤S206：若需求功率P大于功率阈值α，比较电池的剩余电量SOC和第一电量阈值b、第二电量阈值a；

步骤S208：若剩余电量SOC(state of charge，荷电状态，也可以理解为剩余电量)大于第一电量阈值b，确定驱动模式为第一混动模式，并执行步骤S232；

步骤S210：若剩余电量SOC小于等于第一电量阈值b，且剩余电量SOC大于等于第二电量阈值a，确定驱动模式为第一混动模式或第二混动模式，并执行步骤S232；

步骤S212：若剩余电量SOC小于第二电量阈值a，确定驱动模式为第二混动模式，并执行步骤S232；

步骤S214：若需求功率P小于等于功率阈值α，且大于零，判断车速Vel是否小于车速阈值A；

步骤S216：若车速Vel小于车速阈值A，判断剩余电量SOC是否大于第二电量阈值a；

步骤S218：若剩余电量SOC大于第二电量阈值a，确定驱动模式为电动模式，并执行步骤S232；

步骤S220：若剩余电量SOC小于等于第二电量阈值a，确定驱动模式为第三混动模式，并执行步骤S232；

步骤S222：若车速Vel大于等于车速阈值A，比较剩余电量SOC和第一电量阈值b、第二电量阈值a；

步骤S224：若剩余电量SOC大于第一电量阈值b，确定驱动模式为电动模式，并执行步骤S232；

步骤S226：若剩余电量SOC小于等于第一电量阈值b，且大于等于第二电量阈值a，确定驱动模式为第一混动模式或第二混动模式，并执行步骤S232；

步骤S228：若剩余电量SOC小于第二电量阈值a，确定驱动模式为第二混动模式，并执行步骤S232；

步骤S230：若需求功率P小于等于零，确定驱动模式为电动模式或发电模式，并执行步骤S232；

步骤S232：根据驱动模式和剩余电量SOC，在预设功率区域内，确定发动机的输出功率；

步骤S234：根据需求功率P和发动机的输出功率，确定电驱装置的输出功率；

步骤S236：根据输出功率，确定无级变速器的速比、发动机的转速或扭矩、电驱装置的扭矩；

步骤S238：根据速比、发动机的转速或扭矩、电驱装置的扭矩，控制车辆行驶。

在该实施例中，提供了多种驱动模式，有利于提升控制方法的适用范围，减少局限性，使得车辆既能够同时被发动机和电驱装置驱动，也可以由电驱装置单独驱动，还可以由发动机驱动电驱装置发电，再由电驱装置对车辆进行驱动；并且电驱装置包括两个电机，即第一电机和第二电机，这样可以一个电机发电，另一个进行驱动，进一步地提升了混合动力系统使用的便利性和灵活性，有利于更好地提升节油率。

实施例3

如图3所示，根据本发明提出的一个实施例的混合动力系统1，用于车辆，混合动力系统1包括：存储器10和处理器12，其中，存储器10上存储有可在处理器12上运行的计算机程序，处理器12执行计算机程序时实现如上述第一方面中任一项实施例的的控制方法的步骤。

在该实施例中，通过采用上述任一项实施例的控制方法，从而具有了上述实施例的全部有益效果，在此不再赘述。

实施例4

如图4所示，根据本发明提出的一个实施例的车辆，具有混合动力系统，包括：存储器和整车控制器100，其中，存储器上存储有可在整车控制器100上运行的计算机程序，整车控制器100执行计算机程序时实现上述第一方面中任一项实施例的控制方法的步骤。

在该实施例中，通过采用上述任一项实施例的控制方法，从而具有了上述实施例的全部有益效果，在此不再赘述。

进一步地，车辆还包括：发动机102、第一电机104、第二电机106、离合器108、无级变速器110、电池112、加速踏板114、制动踏板116、模式挡位118、电池管理器120、第一电机控制器122、第二电机控制器124、变速器控制器126、发动机控制器128；发动机102与第一电机104连接，且发动机102和第一电机104通过离合器108结合与无级变速器110连接，还通过离合器108分离与无级变速器110分离；第二电机106与无级变速器110连接，无级变速器110用于输出扭矩；第一电机104和/或第二电机106与电池112连接；电池112还与电池管理器120连接，电池管理器120用于获取电池112的剩余电量，并生成剩余电量；第一电机控制器122与第一电机104连接，第二电机控制器124与第二电机106连接；发动机控制器128与发动机102连接，变速器控制器126与无级变速器110连接；加速踏板114用于产生加速信号，制动踏板116用于产生制动信号，模式挡位118用于产生挡位信号，且加速踏板114、制动踏板116、模式挡位118分别与整车控制器100连接；整车控制器100还与电池管理器120、发动机控制器128、第一电机控制器122、第二电机控制器124、变速器控制器126连接。

在该实施例中，通过设置第一电机104和第二电机106，便于辅助发动机102进行车辆的驱动，以降低燃油消耗，提升节油率；发动机102和第一电机104连接，并通过离合器108与无级变速器110连接，便于在离合器108分离时，发动机102与无级变速器110分离，从而发动机102可以仅驱动第一电机104发电为电池112充电，减少燃油消耗，提升节油率；第二电机106与电池112连接，还便于通过第二电机106发电为电池112充电，且由于第二电机106直接和无级变速器110相连，在车辆减速或下坡时，可以利用第二电机106回收车辆动能进行发电，进一步地降低发动机102的燃油消耗，提升节油率；通过设置第一电机控制器122、第二电机控制器124、电池管理器120、变速器控制器126、发动机控制器128，并均与整车控制器100连接，且整车控制器100还与加速踏板114、制动踏板116、模式挡位118连接，从而便于整车控制器100获取加速信号、制动信号、车速、剩余电量，进而根据这些信号，分别控制发动机102、第一电机104、第二电机106、无级变速器110等部件的运行，提升了车辆控制的便利性和灵活性，有利于确保车辆的发动机102、第一电机104、第二电机106都能够在高效的转速区域、扭矩区域进行工作，提升整个混合动力系统的能效和工作的稳定性、可靠性。

实施例5

根据本申请提出的一个具体实施例的控制方法，可以根据驾驶意图使得整车以最佳经济性方式运行。

具体地，本具体实施例的目的在于提供一种专用于混合动力系统的控制方法，该控制方法能使整车根据驾驶者意图在不同工况下都能实现最佳燃效经济性状态，提高整车的燃油经济性。

本具体实施例第一方面涉及一种用于专用混合动力系统的控制方法，包括：驾驶员需求较大功率来驱动车辆的时候，通过结合离合器，使得发动机和第一电机、第二电机都能实现动力到车轮的输出，当电池的剩余电量较高时，发动机和第一电机、第二电机同时输出功率到车辆来驱动车辆行驶；当电池的剩余电量在中间区域时，发动机输出功率，第一电机、第二电机根据电池的剩余电量的大小来决定发电或者输出功率；当电池的剩余电量较低时，发动机输出功率，同时第一电机或第二电机发电给电池补充电量；在发动机和电机功率的分配过程中，优先确保发动机高效的功率输出(也就是发动机输出功率是发动机最高效工作的功率区域)，同时剩余整车所需的功率分配到电机上，然后无级变速器根据发动机和电机的功率来调整速比，使得发动机和电机工作在最高效的转速区域内，确保整个系统的高效运行。

本具体实施例第二方面涉及一种用于专用混合动力系统的控制方法，包括：驾驶员需求中小功率来驱动车辆的时候，当车速较低时，分离离合器，同时当电池的剩余电量较高时，则发动机不工作，由电机输出功率来驱动车辆行驶，当电池的剩余电量较低时，则发动机驱动其中一个电机发电，发的电通过另外一个电机来输出功率驱动车辆行驶；当车速在中高车速时，同时电池的剩余电量较低时，结合离合器，发动机输出功率驱动车辆行驶，同时电机发电给电池补充电量；当车速在中高车速时，同时电池的剩余电量较高时，分离离合器，发动机不工作，电机输出功率来驱动车辆行驶；当车速在中高车速时，同时电池的剩余电量在中间区域时，结合离合器，发动机输出功率，电机根据电池的剩余电量的大小来决定发电或者输出功率。在发动机和电机功率的分配过程中，优先确保发动机高效的功率输出(也就是发动机输出功率是发动机最高效工作的功率区域)，同时剩余整车所需的功率分配到电机上，然后无级变速器根据发动机和电机的功率来调整速比，使得发动机和电机工作在最高效的转速区域内，确保整个系统的高效运行。

本具体实施例第三方面涉及一种用于专用混合动力系统的控制方法，包括：驾驶员需求功率小于等于零时，也就是在松油门踏板滑行或者踩刹车减速过程中，分离离合器，电机发电来回收车辆减速过程中的能量，或者电机输出很小的功率来维持车辆滑行或低速蠕行，然后无级变速器根据电机功率及车速来调整速比，确保电机工作在高效转速区域，确保整个系统的高效运行。

上述控制方法中，根据驾驶员的动力需求，结合电池的剩余电量情况，始终可以确保整个系统在各种工况下都能高效运行，有效解决了现有混合动力系统只能针对部分工况确保系统高效运行的不足。

具体实施方式如下：

如图4所示，发动机102和混动变速器132连接，混动变速器132内部包含两个电机(第一电机104和第二电机106)、一套离合器108、无级变速器110、减速齿轮、差速器，车轮130分别连接在差速器的两侧，发动机102的动力从发动机102输出经过混动变速器132内部的无级变速器110和差速器后输出到两侧的车轮130上。同时混动变速器132内部的两个电机也分别可以将动力经过无级变速器110和差速器后输出到两侧车轮130；并且发动机102也可以驱动混动变速器132内部的电机来实现发电；这里的无级变速器110包括传动带带轮式和锥轮式或以任何机构实现变速比连续变化的变速器。在下面的说明中，将以传统内燃机发动机102，同时以传统金属带式变速器作为无级变速器110进行说明。

如图4所示，发动机102和电机的动力通过无级变速器110输出到车轮130，驱动车辆行驶，车辆的加减速行驶，通过驾驶员操作加速踏板114，整车控制器100通过采集加速踏板114的加速信号Pd、制动踏板116的制动信号Br、以及电池112的剩余电量SOC(state ofcharge，荷电状态，也可以理解为剩余电量)等，来设定发动机102和电机的动力分配和输出，以及无级变速器110的速比，通过发动机控制器128、第一电机控制器122、第二电机控制器124、变速器控制器126，来实现发动机102和第一电机104或第二电机106的功率输出，以及无级变速器110的速比实现和离合器108的结合分离，变速器控制器126和无级变速器110连接。

可以理解，电机包括第一电机104和/或第二电机106。

本具体实施例的一种混合动力系统的控制方法，通过对加速踏板的加速信号、制动踏板的制动信号等信号的识别，来计算得到整车需求驱动功率，根据不同需求功率，以及不同的电池的剩余电量及车速，通过计算来确定电机和发动机的输出功率情况，并且计算对应的无级变速器的速比，使得整车动力系统始终能工作在最高效的区域。

图5是表示这种控制方法的流程图，如图5所示，该程序在预先设定的时间内反复执行。控制方法的步骤如下：

步骤S1：首先读取：模式档位、车速Vel、加速踏板Pd、制动踏板Br、电池的剩余电量SOC等整车信号。

步骤S2：根据车速Vel、加速踏板Pd、制动踏板Br、计算驱动需求功率P，也就是车辆行驶，加速或减速需要提供的动力。

步骤S3：比较当前计算的驱动需求功率P和预设功率阈值α的大小。

步骤S4：当步骤S3中P>α条件成立时，结合混动变速器内部的离合器，使得发动机和无级变速器输入轴连接成为一体，发动机动力可以通过无级变速器输出到车辆。

步骤S5：比较当前电池的剩余电量SOC值和第一电量阈值b的大小。

步骤S6：当S5中的SOC>b条件成立时，发动机和电机同时输出功率，驱动车辆行驶。

步骤S7：当S5中的SOC>b条件不成立时，同时比较当前电池的剩余电量SOC值和第二电量阈值a的大小。

步骤S8：当S7中的b≥SOC≥a条件成立时，发动机驱动车辆行驶，电机根据SOC的具体值来修正驱动或发电的功率(电量偏低时发电功率加大，电量偏高时驱动功率加大)。

步骤S9：当S7中的b≥SOC≥a条件不成立时，发动机驱动车辆行驶，同时驱动电机发电。

步骤S10：比较当前计算的驱动需求功率P和预设功率阈值α的大小。

步骤S11：当S10中的α≥P>0条件成立时，比较当前车速Vel和预设车速的阈值A的大小。

步骤S12：当S11中的Vel﹤Α条件成立时，分离混动变速器内部的离合器。

步骤S13：比较当前电池的剩余电量SOC值和第二电量阈值a的大小。

步骤S14：当S13中的SOC>a条件成立时，发动机不工作，电池放电，如图4所示混动变速器内部的右侧的电机EM2，也就是第二电机输出功率，驱动车辆行驶。

步骤S15：当S13中的SOC>a条件不成立时，发动机驱动如图2所示混动变速器内部左侧的电机EM1发电，即第一电机发电，发出的电提供给混动变速器内部右侧的电机EM2，也就是第二电机输出功率，驱动车辆行驶。

步骤S16：当S11中的Vel﹤Α条件不成立时，比较当前电池的剩余电量SOC值和第二电量阈值a的大小。

步骤S17：当S16中的SOC﹤a条件成立时，结合混动变速器内部的离合器。

步骤S18：发动机提供动力驱动车辆行驶，同时驱动电机发电。

步骤S19：当S16中的SOC﹤a条件不成立时，比较当前电池的剩余电量SOC值和第一电量阈值b的大小。

步骤S20：当S19中的SOC>b条件成立时，分离混动变速器内部的离合器。

步骤S21：发动机不工作，电池放电，如图4所示，混动变速器内部右侧的第二电机输出功率，驱动车辆行驶。

步骤S22：当S19中的SOC>b条件不成立时，结合混动变速器内部的离合器。

步骤S23：发动机驱动车辆行驶，电机根据SOC的具体值来修正驱动或发电的功率(电量偏低时发电功率加大，电量偏高时驱动功率加大)。

步骤S24：当S10中的α≥P>0条件不成立时，分离混动变速器内部的离合器。

步骤S25：发动机不工作，如图4所示混动变速器内部右侧的第二电机发电，回收车辆减速过程的能量，或驱动车辆低速行驶。

步骤S26：根据工况，计算目标无级变速器速比、发动机转速、电机和发动机扭矩，使得系统处于高效工作区域。

步骤S27：根据S26的目标值，通过变速器控制器来控制无级变速器速比达到目标值及离合器结合或分离、通过控制电机控制器来实现电机目标扭矩输出、通过控制发动机控制器来实现目标发动机扭矩。

通过以上的控制方法，最终使得混合动力系统以最佳的性能工作。

以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，通过本发明的技术方案，有效地提升了混合动力系统的节油率，降低了能耗，有利于使车辆的混合动力系统以最佳性能进行工作。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种控制方法，用于车辆的混合动力系统，所述混合动力系统包括发动机和电驱装置，其特征在于，所述控制方法包括：

获取车速、加速信号、制动信号和电池的剩余电量；

根据所述车速、所述加速信号、所述制动信号确定需求功率；

根据所述需求功率、所述剩余电量和/或所述车速，确定驱动模式；

根据所述驱动模式和所述剩余电量，确定发动机的输出功率和电驱装置的输出功率；

根据所述输出功率，确定无级变速器的速比、所述发动机的转速或扭矩、所述电驱装置的扭矩；

根据所述速比、所述发动机的转速或扭矩、所述电驱装置的扭矩，控制车辆行驶。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，

所述驱动模式包括：第一混动模式，由所述发动机和所述电驱装置共同驱动；

第二混动模式，由所述发动机驱动，所述电驱装置进行发电；

第三混动模式，所述电驱装置包括第一电机和第二电机，所述第三混动模式由所述发动机驱动所述第一电机发电，所述第二电机进行驱动；

电动模式，所述电驱装置进行驱动；

发电模式，所述电驱装置回收车辆动能进行发电。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，

所述根据所述需求功率、所述剩余电量和/或所述车速，确定驱动模式，具体包括：

比较所述需求功率和功率阈值，并判断所述需求功率的范围；

若所述需求功率大于所述功率阈值，根据所述剩余电量确定驱动模式；

若所述需求功率小于等于所述功率阈值，且大于零，根据所述剩余电量和所述车速确定所述驱动模式；

若所述需求功率小于等于零，确定所述驱动模式为所述电动模式或所述发电模式。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，

在所述需求功率大于功率阈值时，所述根据所述剩余电量确定驱动模式，具体包括：

比较所述电池的剩余电量和第一电量阈值、第二电量阈值；

若所述剩余电量大于第一电量阈值，确定所述驱动模式为所述第一混动模式；

若所述剩余电量小于等于第一电量阈值，且所述剩余电量大于等于第二电量阈值，确定所述驱动模式为所述第一混动模式或所述第二混动模式；

若所述剩余电量小于所述第二电量阈值，确定所述驱动模式为第二混动模式；

所述第一电量阈值大于所述第二电量阈值。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，

在所述需求功率小于等于所述功率阈值，且大于零时，所述根据所述剩余电量和所述车速确定所述驱动模式，具体包括：

判断所述车速是否小于车速阈值；

若所述车速小于车速阈值，判断所述剩余电量是否大于第二电量阈值；

若所述剩余电量大于第二电量阈值，确定所述驱动模式为电动模式；

若所述剩余电量小于等于第二电量阈值，确定所述驱动模式为第三混动模式；

若所述车速大于等于车速阈值，比较所述剩余电量和所述第一电量阈值、所述第二电量阈值，并生成比较结果；

根据所述比较结果，确定所述驱动模式。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，

所述根据所述比较结果，确定所述驱动模式，具体包括：

若所述剩余电量大于第一电量阈值，确定所述驱动模式为电动模式；

若所述剩余电量小于等于第一电量阈值，且大于等于第二电量阈值，确定所述驱动模式为第一混动模式或第二混动模式；

若所述剩余电量小于第二电量阈值，确定所述驱动模式为第二混动模式。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的控制方法，其特征在于，

所述根据所述驱动模式和所述剩余电量，确定发动机的输出功率和电驱装置的输出功率，具体包括：

根据所述驱动模式和所述剩余电量，在预设功率区域内，确定所述发动机的输出功率；

根据所述需求功率和所述发动机的输出功率，确定所述电驱装置的输出功率。

8.一种混合动力系统，用于车辆，其特征在于，包括：

存储器和处理器，其中，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-7中任一项所述的控制方法的步骤。

9.一种车辆，具有混合动力系统，其特征在于，包括：

存储器和整车控制器，其中，所述存储器上存储有可在所述整车控制器上运行的计算机程序，所述整车控制器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-7中任一项所述的控制方法的步骤。

10.根据权利要求9所述的车辆，其特征在于，还包括：

发动机、第一电机、第二电机、离合器、无级变速器、电池、加速踏板、制动踏板、模式挡位、电池管理器、第一电机控制器、第二电机控制器、变速器控制器、发动机控制器；

所述发动机与所述第一电机连接，且所述发动机和所述第一电机通过所述离合器结合与所述无级变速器连接，还通过所述离合器分离与所述无级变速器分离；

所述第二电机与所述无级变速器连接，所述无级变速器用于输出扭矩；

所述第一电机和/或所述第二电机与所述电池连接；

所述电池还与所述电池管理器连接，所述电池管理器用于获取所述电池的剩余电量；

所述第一电机控制器与所述第一电机连接，所述第二电机控制器与所述第二电机连接；

所述发动机控制器与所述发动机连接，所述变速器控制器与所述无级变速器连接；

所述加速踏板用于产生加速信号，所述制动踏板用于产生制动信号，所述模式挡位用于产生挡位信号，且所述加速踏板、所述制动踏板、所述模式挡位分别与所述整车控制器连接；

所述整车控制器还与所述电池管理器、所述发动机控制器、所述第一电机控制器、所述第二电机控制器、所述变速器控制器连接。

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