CN112572403B - 混合动力汽车及其发电控制方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种混合动力汽车及其发电控制方法和系统，所述方法包括以下步骤：在发动机暖机过程中，当确定所述发动机处于怠速工况时，控制所述发动机以恒定的第一扭矩进行扭矩输出，以驱动电机进行发电；获取所述发动机的暖机系数；当所述暖机系数达到目标暖机系数时，获取目标扭矩；控制所述发动机以所述目标扭矩进行扭矩输出，以驱动所述电机进行发电，从而，在一定程度上避免了怠速发电时，发动机的转速波动，提升了用户体验。

Description

混合动力汽车及其发电控制方法和系统

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种混合动力汽车及其发电控制方法和系统。

背景技术

相关技术中的混合动力汽车在发动机启动后，如果动力电池的电量较低，则进入原地发电模式，在原地发电模式下，控制发动机驱动电机进行发电，给动力电池充电。但是，本申请发明人发现相关技术存在如下问题，怠速发电时，发动机的转速会产生剧烈波动，引起用户的不适。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种混合动力汽车的发电控制方法，以实现原地发电，同时优化了发动机的启动过程，减小启动过程中的转速波动。

本发明的第二个目的在于提出一种混合动力汽车的发电控制系统。

本发明的第三个目的在于提出一种混合动力汽车。

本发明的第四个目的在于提出一种可读存储介质。

为达上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种混合动力汽车的发电控制方法，包括以下步骤：在发动机暖机过程中，当确定所述发动机处于怠速工况时，控制所述发动机以恒定的第一扭矩进行扭矩输出，以驱动电机进行发电；获取所述发动机的暖机系数；当所述暖机系数达到目标暖机系数时，获取目标扭矩；控制所述发动机以所述目标扭矩进行扭矩输出，以驱动所述电机进行发电。

根据本发明实施例提出的混合动力汽车的发电控制方法，先控制发动机以恒定的第一扭矩进行扭矩输出，然后在暖机系数达到目标暖机系数时，控制发动机以目标扭矩进行扭矩输出，以驱动电机进行发电，从而在一定程度上避免了怠速发电时，发动机的转速波动，提升了用户体验。

为达上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种混合动力汽车的发电控制系统，包括：电机；发动机，所述发动机与所述电机相连；控制模块，所述控制模块用于在所述发动机暖机过程中，当确定所述发动机处于怠速工况时，控制所述发动机以恒定的第一扭矩进行扭矩输出，以驱动所述电机进行发电，并获取所述发动机的暖机系数，以及在所述暖机系数达到目标暖机系数时，获取目标扭矩，并控制所述发动机以所述目标扭矩进行扭矩输出，以驱动所述电机进行发电。

根据本发明实施例提出的混合动力汽车的发电控制系统，先控制发动机以恒定的第一扭矩进行扭矩输出，然后在暖机系数达到目标暖机系数时，控制发动机以目标扭矩进行扭矩输出，以驱动电机进行发电，从而，在一定程度上避免了怠速发电时，发动机的转速波动，提升了用户体验。

为达上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种混合动力汽车，包所述的混合动力汽车的发电控制系统。

根据本发明实施例提出的混合动力汽车，通过上述实施例的混合动力汽车的发电控制系统，在一定程度上避免了怠速发电时，发动机的转速波动，提升了用户体验。

为达上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种可读存储介质，其上存储有混合动力汽车的发电控制程序，当该程序被处理器执行时，实现如前述实施例所述的混合动力汽车的发电控制方法。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例的混合动力汽车的发电控制方法的流程示意图；

图2为根据本发明实施例的混合动力汽车的部分结构示意图；

图3为根据本发明一个实施例的混合动力汽车的发电控制方法的流程示意图。

图4为根据本发明实施例的混合动力汽车的发电控制系统的方框示意图；以及

图5为根据本发明实施例的混合动力汽车的方框示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例的混合动力汽车及其发电控制方法和系统。

其中，在本发明实施例中，如图2所示，混合动力汽车包括电机100和发动机200，电机100与发动机200相连，例如，电机100可通过发动机200的轮系端与发动机200相连。电机100可以分别与DC-DC变换器10和/或动力电池相连，电机100在发动机200的带动下进行发电时以实现给动力电池和DC-DC变换器10中的至少一个供电。换言之，发动机200可带动电机100发电，电机100产生的电能可提供至动力电池和DC-DC变换器10中的至少一个。

电机100可为BSG(Belt-driven Starter Generator，皮带传动启动/发电一体化电机)电机。需要说明的是，电机100属于高压电机，例如电机100的发电电压可以与动力电池的电压相当，从而电机100产生的电能可以不经过DC-DC变换器10直接给动力电池充电，还可提供给DC-DC变换器200供电，经DC-DC变换器200变换后再给动力电池充电。

图1为根据本发明实施例的混合动力汽车的发电控制方法的流程示意图。如图1所示，混合动力汽车的发电控制方法包括以下步骤：

S1：在发动机暖机过程中，当确定发动机处于怠速工况时，控制发动机以恒定的第一扭矩进行扭矩输出，以驱动电机进行发电。

需要说明的是，在发动机以恒定的第一扭矩进行扭矩输出时，由于发动机的输出扭矩维持恒定，因此，输出到电机的扭矩也是恒定的，进而可维持电机处于发电过程。具体地，在发动机暖机过程中，整车控制单元VCU(Vehicle Control Unit)可以输出第一控制指令给发动机控制单元ECU(Engine Control Unit)，第一控制指令包括用于指示第一扭矩的扭矩信息，ECU根据接收到第一控制指令控制发动机以恒定的第一扭矩进行扭矩输出。

还需说明的是，第一扭矩可根据发动机的特征预先设置。

根据本发明的一个实施例，当发动机处于怠速工况时，获取发动机的目标怠速转速，并以目标怠速转速控制发动机怠速运转。

可理解，在发动机原地冷机启动过程中，发动机控制单元可以获取发动机的目标怠速转速，在发动机启动成功后，进入暖机过程中，并进行怠速接管，即根据目标怠速转速来调节发动机的实际转速以使发动机怠速运转。

具体地，获取发动机的目标怠速转速包括：

获取发动机的当前水温；

获取大气压力；

根据发动机的当前水温和大气压力确定发动机的目标怠速转速。

其中，可通过水温传感器检测发动机的水温，可通过大气压力传感器检测外部环境的大气压力。

需要说明的是，可以预先设定水温和大气压力与怠速转速之间的关系，例如关系表或关系式，由此，在获取水温和大气压力之后，通过比对关系表或计算关系式即可确定发动机的目标怠速转速。

具体而言，在发动机启动过程中，发动机控制单元ECU可以水温传感器检测的水温以及大气压力传感器检测的外部环境的大气压力计算目标怠速转速。在启动成功后，发动机控制单元ECU根据目标怠速转速来调节发动机的实际转速。同时，整车控制单元VCU还判断发动机是否处于怠速工况，如果发动机处于怠速工况，则输出第一控制指令给控制发动机控制单元ECU，发动机控制单元ECU控制发动机以恒定的第一扭矩进行扭矩输出，从而，驱动电机进行稳定的发电，一定程度上避免了发动机的转速波动，提升了用户的实际体验。

S2：获取发动机的暖机系数。

具体地，获取发动机的暖机系数包括：

获取发动机的外特征，并获取发动机的当前水温；

根据发动机的外特征以及发动机的当前水温确定发动机的暖机系数。

需要说明的是，可以预先设定水温和外特征与怠速转速之间的关系，例如关系表或关系式，由此，在获取发动机的水温和外特征之后，发动机控制单元ECU通过比对关系表或计算关系式即可确定发动机的暖机系数。

其中，暖机系数大于等于0且小于等于1，例如暖机系数可为在0％到100％之间(包括0％和100％)取值。

S3：当暖机系数达到目标暖机系数时，获取目标扭矩。

其中，目标暖机系数可根据发动机所处的环境调整，不同环境下获取不同的暖机系数。

整车控制单元VCU可以根据发动机控制单元ECU发出的暖机系数判断暖机状态，当暖机系数达到目标暖机系数时，获取发动机的目标扭矩。

根据本发明的一个实施例，获取目标扭矩包括：

获取发动机的扭矩损失；

获取需求发电扭矩；

根据发动机的扭矩损失和需求发电扭矩确定目标扭矩。

具体来说，整车控制单元VCU可以根据需求发电功率确定需求发动扭矩，并获取发动机的扭矩损失，发动机的扭矩损失可以包括克服发动机阻力所需的扭矩，然后，整车控制单元VCU根据发动机的扭矩损失和需求发电扭矩计算目标扭矩。其中，目标扭矩等于发动机的扭矩损失和需求发电扭矩之和。

S4：控制发动机以目标扭矩进行扭矩输出，以驱动电机进行发电。

具体地，整车控制单元VCU在计算出目标扭矩之后，可以发出第二控制指令给发动机控制单元ECU，第二控制指令包括用于指示目标扭矩的扭矩信息，发动机控制单元ECU根据接收到第二控制指令控制发动机以目标扭矩进行扭矩输出。

由于发动机的扭矩发生变化，导致发动机的转动发速变化，因此，还通过控制电机的转速以控制发动机的转速。可理解，发动机控制单元ECU以目标扭矩进行扭矩输出，但是发动机的转速可能会出现较大波动，例如，在低温下，因发动机摩擦损失比较大，此时可能会引起发动机转速振荡。在本发明实施例中，为了保证发动机的转速保持温度，通过电机控制器控制电机的转速，进而控制发动机的转速，具体地，发动机与电机相连，例如发动机与电机可以通过皮带连接，进而，如果调整了电机转速，那么发动机的转速也将随之调整，即言，，通过电机控制器控制电机的转速保持温度，即可保证发动机的转速稳定，从而有效减小发动机启动过程中的转速波动。

根据本发明的一个实施例，控制电机的转速，包括：

获取电机的目标转速，其中，电机的目标转速与发动机的目标转速成比例关系；

根据电机的目标转速对电机的转速进行控制，以使发动机的转速维持在发动机的目标转速。需要说明的是，电机的目标转速可以预先设定，或者发动机的目标转速可以预先设定，然后基于电机的目标转速与发动机的目标转速成比例关系，可以得到电机的目标转速。

可理解，在原地发电工况下，当机控制器介入调整发动机转速时，电机控制器获取电机的目标转速，并根据电机的目标转速对电机的转速进行调整，以使电机的转速维持在电机的目标转速，进而使得发动机的转速维持在发动机的目标转速。

如上所述，结合附图3，本发明实施例的混合动力汽车的发电控制方法包括以下步骤：

S101：判断发动机是否处于怠速工况，并判断暖机系数是否达到目标暖机系数。

如果发动机处于怠速工况且暖机系数未达到目标暖机系数，则执行步骤S102；如果发动机处于怠速工况且暖机系数达到目标暖机系数，则执行步骤S104。

S102：控制发动机以恒定的第一扭矩进行扭矩输出。

S103：根据目标怠速转速调节发动机的转速。

S104：控制发动机以目标扭矩进行扭矩输出。

S105：通过控制电机的转速以控制发动机的转速。

综上，根据本发明实施例提出的混合动力汽车的发电控制方法，先控制发动机以恒定的第一扭矩进行扭矩输出，然后在暖机系数达到目标暖机系数时，控制发动机以目标扭矩进行扭矩输出，以驱动电机进行发电，从而，在一定程度上避免了怠速发电时，发动机的转速波动，提升了用户体验。

为实现上述实施例的混合动力汽车的发电控制方法，本发明还提出了一种混合动力汽车的发电控制系统。

图4为根据本发明实施例的混合动力汽车的发电控制系统的方框示意图。如图4所示，混合动力汽车的发电控制系统包括：电机100、发动机200和控制模块300。

其中，发动机200与电机100相连；控制模块300用于在发动机200暖机过程中，当确定发动机200处于怠速工况时，控制发动机200以恒定的第一扭矩进行扭矩输出，以驱动电机100进行发电，并获取发动机200的暖机系数，以及在暖机系数达到目标暖机系数时，获取目标扭矩，并控制发动机200以目标扭矩进行扭矩输出，以驱动电机100进行发电。

其中，在本发明实施例中，控制模块300可以包括整车控制单元、发动机控制单元、电机控制单元等能够实现控制功能的模块。例如，发动机控制单元可以控制发动机200进行扭矩输出，电机控制单元可以控制电机的转速，而整车控制单元可对发动机控制单元和电机控制单元进行控制。

根据本发明的一个实施例，控制模块300还用于当发动机200处于怠速工况时，获取发动机200的目标怠速转速，并以目标怠速转速控制发动机200怠速运转。

根据本发明的一个实施例，控制模块300还用于获取发动机200的当前水温，并获取大气压力，以及根据发动机200的当前水温和大气压力确定发动机200的目标怠速转速。

根据本发明的一个实施例，控制模块300还用于获取发动机200的外特征，并获取发动机200的当前水温，以及根据发动机200的外特征以及发动机200的当前水温确定发动机200的暖机系数。

根据本发明的一个实施例，暖机系数大于等于0且小于等于1。

根据本发明的一个实施例，控制模块300还用于获取发动机200的扭矩损失，获取需求发电扭矩，并根据发动机200的扭矩损失和需求发电扭矩确定目标扭矩。

需要说明的是，前述对混合动力汽车的发电控制方法实施例的解释说明也适用于该实施例的混合动力汽车的发电控制装置，此处不再赘述。

综上，根据本发明实施例提出的混合动力汽车的发电控制系统，先控制发动机以恒定的第一扭矩进行扭矩输出，然后在暖机系数达到目标暖机系数时，控制发动机以目标扭矩进行扭矩输出，以驱动电机进行发电，从而，在一定程度上避免了怠速发电时，发动机的转速波动，提升了用户体验。

基于上述实施例的混合动力汽车的发电控制系统，本发明还提出了一种混合动力汽车。

图5为根据本发明实施例的混合动力汽车的方框示意图。如5图所示，混合动力汽车2包括混合动力汽车的发电控制系统1。

根据本发明实施例提出的混合动力汽车，通过上述实施例的混合动力汽车的发电控制系统，在一定程度上避免了怠速发电时，发动机的转速波动，提升了用户体验。

为实现上述实施例的混合动力汽车的发电控制方法，本发明还提出了一种可读存储介质，其上存储有混合动力汽车的发电控制程序，当该程序被处理器执行时，实现前述实施例所述的混合动力汽车的发电控制方法。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者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必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种混合动力汽车的发电控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

在发动机暖机过程中，当确定所述发动机处于怠速工况时，控制所述发动机以恒定的第一扭矩进行扭矩输出，以驱动电机进行发电；

获取所述发动机的暖机系数；

当所述暖机系数达到目标暖机系数时，获取目标扭矩；

控制所述发动机以所述目标扭矩进行扭矩输出，以驱动所述电机进行发电；

所述获取所述发动机的暖机系数包括：获取发动机的外特征，并获取所述发动机的当前水温；根据所述发动机的外特征以及所述发动机的当前水温确定所述发动机的暖机系数。

2.根据权利要求1所述的混合动力汽车的发电控制方法，在所述发动机处于怠速工况时，还获取所述发动机的目标怠速转速，并以所述目标怠速转速控制所述发动机怠速运转。

3.根据权利要求2所述的混合动力汽车的发电控制方法，其特征在于，所述获取所述发动机的目标怠速转速包括：

获取所述发动机的当前水温；

获取大气压力；

根据所述发动机的当前水温和大气压力确定所述发动机的目标怠速转速。

4.根据权利要求3所述的混合动力汽车的发电控制方法，其特征在于，其中，所述暖机系数大于等于0且小于等于1。

5.根据权利要求1所述的混合动力汽车的发电控制方法，其特征在于，所述获取目标扭矩包括：

获取所述发动机的扭矩损失；

获取需求发电扭矩；

根据所述发动机的扭矩损失和所述需求发电扭矩确定所述目标扭矩。

6.一种混合动力汽车的发电控制系统，其特征在于，包括：

电机；

发动机，所述发动机与所述电机相连；

控制模块，所述控制模块用于在所述发动机暖机过程中，当确定所述发动机处于怠速工况时，控制所述发动机以恒定的第一扭矩进行扭矩输出，以驱动所述电机进行发电，并获取所述发动机的暖机系数，以及在所述暖机系数达到目标暖机系数时，获取目标扭矩，并控制所述发动机以所述目标扭矩进行扭矩输出，以驱动所述电机进行发电；

其中，所述控制模块还用于：获取发动机的外特征，并获取所述发动机的当前水温；根据所述发动机的外特征以及所述发动机的当前水温确定所述发动机的暖机系数。

7.一种混合动力汽车，其特征在于，包括根据权利要求6所述的混合动力汽车的发电控制系统。

8.一种可读存储介质，其特征在于，其上存储有混合动力汽车的发电控制程序，当该程序被处理器执行时，实现如权利要求1-5中任一项所述的混合动力汽车的发电控制方法。

Images