CN112277728A - 一种增程式汽车动力控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种增程式汽车动力控制系统及方法，车辆行驶过程中实时采集车辆参数及车辆总需求功率，根据动力电池的剩余电量及总需求功率确定采用纯电驱动模式或电与燃油组合的驱动模式或纯燃油的驱动模式，实现车辆的动力控制；确定采用电与燃油组合的驱动模式时，基于车辆参数确定车辆工况，根据所述车辆工况通过查找工况‑功率分配模型确定电机和发动机的实际输出功率大小。本发明的控制策略能进行最优动态动力系统控制，降低了油耗和电耗，保护了环境，并降低了顾客使用成本，提高了顾客用车体验。

Description

一种增程式汽车动力控制系统及方法
技术领域
本发明属于汽车电子技术领域，具体涉及一种增程式汽车动力控制系统及方法。
背景技术
降低车辆油耗、电耗对于环境保护有很大的作用，对于顾客使用成本也可以降低，可以提高顾客购车的意愿。
目前各个车企都是针对国家规定的标准工况(NEDC、WLTC、CLTC)做油耗、电耗的动力系统控制策略优化，但在车辆实际使用过程中的路况信息比较复杂，最后的结果是在国家标准工况下测试得到的值比较低，顾客在实际车辆使用过程中的油耗、电耗比较高。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种增程式汽车动力控制系统及方法。
本发明采用的技术方案是：一种增程式汽车动力控制系统及方法，车辆行驶过程中实时采集车辆参数及车辆总需求功率，根据动力电池的剩余电量及总需求功率确定采用纯电驱动模式或电与燃油组合的驱动模式或纯燃油的驱动模式，实现车辆的动力控制；确定采用电与燃油组合的驱动模式时，基于车辆参数确定车辆工况，根据所述车辆工况通过查找工况-功率分配模型确定电机和发动机的实际输出功率大小。
进一步地，当动力电池的剩余电量大于剩余电量下限值，且动力电池的剩余电量所提供的理论输出功率大于等于总需求功率时，采用纯电驱动模式；
当动力电池的剩余电量大于剩余电量下限值，且动力电池的剩余电量所提供的理论输出功率小于总需求功率时采用电与燃油组合的驱动模式；
当动力电池的剩余电量小于等于剩余电量下限值时，采用纯燃油的驱动模式；
所述动力电池的剩余电量所提供的理论输出功率为动力电池电量降到下限值之前能提供的总功率。
进一步地，采用电与燃油组合的驱动模式时，分别计算电机和发动机理论输出功率：
若电机理论输出功率小于等于动力电池的剩余电量所提供的理论输出功率，则电机和发动机的实际输出功率分别为所述电机和发动机理论输出功率；
若电机理论输出功率大于动力电池的剩余电量所提供的理论输出功率，则电机的实际输出功率为动力电池的剩余电量所提供的理论输出功率，发动机的实际输出功率为发动机理论输出功率+电机理论输出功率－动力电池的剩余电量所提供的理论输出功率。
进一步地，通过以下方式分别计算电机和发动机理论输出功率
电机理论输出功率＝总需求功率*第一功率分配系数；
发动机理论输出功率＝总需求功率*第二率分配系数。
进一步地，车辆行驶过程中，实时获取导航定位信息，根据导航定位信息确定实时路况信息，包括车辆所在道路的最高允许车速、周边车辆位置及车速信息、红绿灯位置信息等，基于实时路况信息控制油门开度自动变化，能提高自动驾驶车辆的控制精准性。
进一步地，所述车辆参数包括车速和油门开度，通过车速和油门开度确定车辆工况。
进一步地，所述车辆工况为起步工况、急加速工况、缓加速工况、匀速工况、高速工况、缓减速工况、急减速工况中的任意一种。
进一步地，
当车速v等于零时，确定车辆工况为起步工况；
当车速v大于等于第一设定车速v1、油门开度在一定时间t内递增且变化大于等于第一设定值时，确定车辆工况为急加速工况；
当车速v大于等于第一设定车速v1、油门开度在一定时间t内递增且变化大于等于第二设定值小于第一设定值时，确定车辆工况为缓加速工况；
当车速v小于第二设定车速v2、油门开度无变化时，确定车辆工况为匀速工况；
当车速v大于等于第二设定车速v2、油门开度无变化时，确定车辆工况为高速工况；
当车速v大于等于第一设定车速v1、油门开度在一定时间t内递减且变化大于等于第一设定值时，确定车辆工况为急减速工况；
当车速v大于等于第一设定车速v1、油门开度在一定时间t内递减且变化大于等于第二设定值小于第一设定值时，确定车辆工况为缓减速工况。
更进一步地，所述工况-功率分配模型为：针对每一种车辆工况，根据总需求功率的不同分别设定电机和发动机的不同功率分配系数。
一种增程式汽车动力控制系统，包括
需求功率检测模块，用于检测车辆总需求功率，发送至整车控制器；
车辆参数检测模块，用于采集车辆参数发送至整车控制器；
动力电池剩余电量检测模块，用于检测电池的剩余电量发送至整车控制器；
导航定位模块，用于确定车辆导航定位信息发送至整车控制器；
整车控制器，根据动力电池的剩余电量及总需求功率确定采用纯电驱动模式或电与燃油组合的驱动模式或纯燃油的驱动模式，实现车辆的动力控制；确定采用电与燃油组合的驱动模式时，基于车辆参数和导航定位信息确定车辆工况，根据所述车辆工况通过查找工况-功率分配模型确定电机和发动机的实际输出功率大小。
本发明根据总需求功率及动力电池电量之间的对应关系分别采用不同的驱动模式，根据确定的驱动模式结合车辆参数及导航定位信息确定车辆实时工况，不同工况下基于设定的工况-功率分配模型确定实际输出功率，从而实现车辆的动力控制。本发明的控制策略能进行最优动态动力系统控制，降低了油耗和电耗，保护了环境，并降低了顾客使用成本，提高了顾客用车体验。
附图说明
图1为本发明动力控制系统的原理图。
图2为本发明车辆工况的分类示意图。
图3为本发明工况-功率分配模型的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。
如图1所示，本发明提供一种增程式汽车动力控制系统，包括
需求功率检测模块，用于检测车辆总需求功率，发送至整车控制器；
车辆参数检测模块，用于采集车辆参数发送至整车控制器；
动力电池剩余电量检测模块，用于检测电池的剩余电量发送至整车控制器；
导航定位模块，用于确定车辆导航定位信息发送至整车控制器；
整车控制器，根据动力电池的剩余电量及总需求功率确定采用纯电驱动模式或电与燃油组合的驱动模式或纯燃油的驱动模式，实现车辆的动力控制；确定采用电与燃油组合的驱动模式时，基于车辆参数和导航定位信息确定车辆工况，根据所述车辆工况通过查找工况-功率分配模型确定电机和发动机的实际输出功率大小。
基于上述的汽车动力控制系统，本发明还提供一种汽车动力控制方法，车辆行驶过程中实时采集车辆参数及车辆总需求功率，根据动力电池的剩余电量及总需求功率确定采用纯电驱动模式或电与燃油组合的驱动模式或纯燃油的驱动模式，实现车辆的动力控制；确定采用电与燃油组合的驱动模式时，基于车辆参数确定车辆工况，根据所述车辆工况通过查找工况-功率分配模型确定电机和发动机的实际输出功率大小。
上述方案中，当动力电池的剩余电量大于剩余电量下限值，且动力电池的剩余电量所提供的理论输出功率大于等于总需求功率时，采用纯电驱动模式；
当动力电池的剩余电量大于剩余电量下限值，且动力电池的剩余电量所提供的理论输出功率小于总需求功率时采用电与燃油组合的驱动模式；
当动力电池的剩余电量小于等于剩余电量下限值时，采用纯燃油的驱动模式；
所述动力电池的剩余电量所提供的理论输出功率为动力电池电量降到下限值之前能提供的总功率。
上述方案中，采用电与燃油组合的驱动模式时，分别计算电机和发动机理论输出功率：
若电机理论输出功率小于等于动力电池的剩余电量所提供的理论输出功率，则电机和发动机的实际输出功率分别为所述电机和发动机理论输出功率；
若电机理论输出功率大于动力电池的剩余电量所提供的理论输出功率，则电机的实际输出功率为动力电池的剩余电量所提供的理论输出功率，发动机的实际输出功率为发动机理论输出功率+电机理论输出功率－动力电池的剩余电量所提供的理论输出功率。
上述方案中，通过以下方式分别计算电机和发动机理论输出功率
电机理论输出功率＝总需求功率*第一功率分配系数；
发动机理论输出功率＝总需求功率*第二率分配系数。
上述方案中，车辆行驶过程中，实时获取导航定位信息，根据导航定位信息确定实时路况信息，基于实时路况信息控制油门开度自动变化，车辆参数包括车速和油门开度，通过车速和油门开度确定车辆工况。
上述方案中，车辆工况为起步工况、急加速工况、缓加速工况、匀速工况、高速工况、缓减速工况、急减速工况中的任意一种，如图2所示。
当车速v等于零时，确定车辆工况为起步工况。
当车速v大于等于第一设定车速v1、油门开度在一定时间t内递增且变化大于等于第一设定值时，确定车辆工况为急加速工况。
当车速v大于等于第一设定车速v1、油门开度在一定时间t内递增且变化大于等于第二设定值小于第一设定值时，确定车辆工况为缓加速工况。
当车速v小于第二设定车速v2、油门开度无变化时，确定车辆工况为匀速工况。
当车速v大于等于第二设定车速v2、油门开度无变化时，确定车辆工况为高速工况。
当车速v大于等于第一设定车速v1、油门开度在一定时间t内递减且变化大于等于第一设定值时，确定车辆工况为急减速工况。
当车速v大于等于第一设定车速v1、油门开度在一定时间t内递减且变化大于等于第二设定值小于第一设定值时，确定车辆工况为缓减速工况。
上述，第一设定车速v1、第二设定车速v2、时间t、第一设定值和第二设定值均可以根据实际需求标定，如第一设定车速v1、第二设定车速v2可以分别设定为30km/h、100km/h，时间t可以设为1-3s，第一设定值和第二设定值可以分别设定为20％和5％。
上述方案中，工况-功率分配模型为：针对每一种车辆工况，根据总需求功率的不同分别设定电机和发动机的不同功率分配系数，如图3所示，即每一种工况下，总需求功率不同，电机的第一功率分配系数不同，发动机的第二功率分配系数也不相同。
以上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，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本说明书中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 (10)

1.一种增程式汽车动力控制方法，其特征在于：车辆行驶过程中实时采集车辆参数及车辆总需求功率，根据动力电池的剩余电量及总需求功率确定采用纯电驱动模式或电与燃油组合的驱动模式或纯燃油的驱动模式，实现车辆的动力控制；确定采用电与燃油组合的驱动模式时，基于车辆参数确定车辆工况，根据所述车辆工况通过查找工况-功率分配模型确定电机和发动机的实际输出功率大小。
2.根据权利要求1所述的增程式汽车动力控制方法，其特征在于：
当动力电池的剩余电量大于剩余电量下限值，且动力电池的剩余电量所提供的理论输出功率大于等于总需求功率时，采用纯电驱动模式；
当动力电池的剩余电量大于剩余电量下限值，且动力电池的剩余电量所提供的理论输出功率小于总需求功率时采用电与燃油组合的驱动模式；
当动力电池的剩余电量小于等于剩余电量下限值时，采用纯燃油的驱动模式；
所述动力电池的剩余电量所提供的理论输出功率为动力电池电量降到下限值之前能提供的总功率。
3.根据权利要求2所述的增程式汽车动力控制方法，其特征在于：采用电与燃油组合的驱动模式时，分别计算电机和发动机理论输出功率：
若电机理论输出功率小于等于动力电池的剩余电量所提供的理论输出功率，则电机和发动机的实际输出功率分别为所述电机和发动机理论输出功率；
若电机理论输出功率大于动力电池的剩余电量所提供的理论输出功率，则电机的实际输出功率为动力电池的剩余电量所提供的理论输出功率，发动机的实际输出功率为发动机理论输出功率+电机理论输出功率－动力电池的剩余电量所提供的理论输出功率。
4.根据权利要求3所述的增程式汽车动力控制方法，其特征在于：通过以下方式分别计算电机和发动机理论输出功率
电机理论输出功率＝总需求功率*第一功率分配系数；
发动机理论输出功率＝总需求功率*第二率分配系数。
5.根据权利要求1所述的增程式汽车动力控制方法，其特征在于：车辆行驶过程中，实时获取导航定位信息，根据导航定位信息确定实时路况信息，基于实时路况信息控制油门开度自动变化。
6.根据权利要求1所述的增程式汽车动力控制方法，其特征在于：所述车辆参数包括车速和油门开度，通过车速和油门开度确定车辆工况。
7.根据权利要求1所述的增程式汽车动力控制方法，其特征在于：所述车辆工况为起步工况、急加速工况、缓加速工况、匀速工况、高速工况、缓减速工况、急减速工况中的任意一种。
8.根据权利要求7所述的增程式汽车动力控制方法，其特征在于：
当车速v等于零时，确定车辆工况为起步工况；
当车速v大于等于第一设定车速v1、油门开度在一定时间t内递增且变化大于等于第一设定值时，确定车辆工况为急加速工况；
当车速v大于等于第一设定车速v1、油门开度在一定时间t内递增且变化大于等于第二设定值小于第一设定值时，确定车辆工况为缓加速工况；
当车速v小于第二设定车速v2、油门开度无变化时，确定车辆工况为匀速工况；
当车速v大于等于第二设定车速v2、油门开度无变化时，确定车辆工况为高速工况；
当车速v大于等于第一设定车速v1、油门开度在一定时间t内递减且变化大于等于第一设定值时，确定车辆工况为急减速工况；
当车速v大于等于第一设定车速v1、油门开度在一定时间t内递减且变化大于等于第二设定值小于第一设定值时，确定车辆工况为缓减速工况。
9.根据权利要求1所述的增程式汽车动力控制方法，其特征在于：所述工况-功率分配模型为：针对每一种车辆工况，根据总需求功率的不同分别设定电机和发动机的不同功率分配系数。
10.一种增程式汽车动力控制系统，其特征在于：包括
需求功率检测模块，用于检测车辆总需求功率，发送至整车控制器；
车辆参数检测模块，用于采集车辆参数发送至整车控制器；
动力电池剩余电量检测模块，用于检测电池的剩余电量发送至整车控制器；
导航定位模块，用于确定车辆导航定位信息发送至整车控制器；
整车控制器，根据动力电池的剩余电量及总需求功率确定采用纯电驱动模式或电与燃油组合的驱动模式或纯燃油的驱动模式，实现车辆的动力控制；确定采用电与燃油组合的驱动模式时，基于车辆参数和导航定位信息确定车辆工况，根据所述车辆工况通过查找工况-功率分配模型确定电机和发动机的实际输出功率大小。
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