CN112590758B - 一种基于混合动力系统的发动机附件节油控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于混合动力系统的发动机附件节油控制方法，属于汽车技术领域。它解决了现有的技术成本高和燃油经济性差的问题。本基于混合动力系统的发动机附件节油控制方法包括如下步骤:整车控制器在判断有气泵工作请求时通过查表获得气泵需求扭矩，在判断有液压泵工作请求时通过查表获得液压泵需求扭矩；在纯电动驱动模式下，整车控制器控制离合器结合并输出气泵需求扭矩和/或液压泵需求扭矩；发动机控制器控制发动机不进行喷油点火；电机控制器将电机驱动需求扭矩与接收到的气泵需求扭矩和/或液压泵需求扭矩进行相加求得电机实际输出扭矩，从而控制电机以电机实际输出扭矩工作。本发明能够在纯电驱动模式下提升转向和制动的燃油经济性。

Description

一种基于混合动力系统的发动机附件节油控制方法

技术领域

本发明属于汽车技术领域，涉及一种基于混合动力系统的发动机附件节油控制方法。

背景技术

混合动力汽车，一般是指油电混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle,HEV)。现有混合动力车辆多为传统燃油车增加电驱动系统、动力电池系统等演变而来，由于原发动机总成系统的工业体系与配套的附件已非常成熟，且其配套的附件(如机械式气泵、液压泵等)价格也相对低廉，发动机总成多数沿用原燃油车的系统，同时会沿用发动机附件，如由皮带带动的机械式气泵、液压泵等装置。

目前的混合动力系统很多都是由传统内燃机动力系统改制而来。为了使制动系统与转向系统有效工作，则需启动发动机进行带动，尤其在无需发动机参与驱动的纯电动模式下，发动机还需在低载荷与低转速的工况下工作，以实现车辆的制动与转向，从发动机的万有特性曲线可以获悉此种工况下发动机的燃效与排放均较差，从而导致车辆的经济性较差，不能达成节能减排的目的。

为了使整车经济性能更优，对混合动力系统进行改进，引入电控高压气泵与电控高压液压泵装置代替传统机械式的泵体及其相关装置。气泵与液压泵电控高压控制装置虽然提高了控制灵活性与便利性、提升燃油经济性能，但是也带来了更加复杂的高压系统架构，以及更高成本的动力系统，从而抬高了整车成本，降低产品的竞争力。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种基于混合动力系统的发动机附件节油控制方法，其所要解决的技术问题是：如何在纯电驱动模式下提升转向和制动的燃油经济性。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种基于混合动力系统的发动机附件节油控制方法，混合动力系统包括电机、发动机、气泵和液压泵，所述电机与发动机通过离合器连接，发动机通过皮带带动气泵和液压泵工作，其特征在于，所述发动机附件节油控制方法包括如下步骤:

整车控制器在车辆处于纯电驱动模式下且判断有气泵工作请求时通过查表获得气泵需求扭矩，在判断有液压泵工作请求时通过查表获得液压泵需求扭矩；整车控制器发出控制指令控制离合器结合并输出气泵需求扭矩和/或液压泵需求扭矩给电机控制器；同时，发动机控制器发出停机指令控制发动机不进行喷油点火；电机控制器将电机驱动需求扭矩与接收到的气泵需求扭矩和/或液压泵需求扭矩进行相加求得电机实际输出扭矩，从而控制电机以电机实际输出扭矩工作。

本基于混合动力系统的发动机附件节油控制方法的工作原理为：气泵在有工作请求时，会将此气泵工作请求发送给整车控制器；液压泵在有工作请求时，会将此液压泵工作请求发送给整车控制器，整车控制器在判断有气泵工作请求时，如需要多少气压值时，通过查表获得气泵需求扭矩；整车控制器在判断有液压泵工作请求时，如需要多少压力值时，通过查表获得液压泵需求扭矩；车辆当前如果处于纯电驱动模式下，整车控制器发出控制指令控制离合器结合，同时输出气泵需求扭矩和/或液压泵需求扭矩给电机控制器，与此同时，发动机控制器会发出停机指令控制发动机不进行喷油点火，电机控制器在接收到的气泵需求扭矩和/或液压泵需求扭矩时，对电机驱动需求扭矩与气泵需求扭矩进行相加求得电机实际输出扭矩、或对电机驱动需求扭矩与液压泵需求扭矩进行相加求得电机实际输出扭矩、或将电机驱动需求扭矩、气泵需求扭矩和液压泵需求扭矩进行相加求得电机实际输出扭矩，电机控制器控制电机以电机实际输出扭矩进行工作，此时电机在驱动车辆前行的同时，会在离合器的作用下，拖动发动机自由旋转，进而带动气泵和/或液压泵工作，通过本方法的控制策略有效避开了发动机的低效运行工况，有效提升了纯电驱动模式下车辆进行转向和制动的燃油经济性。

在上述的基于混合动力系统的发动机附件节油控制方法中，判断有气泵工作请求的操作为：

通过气压传感器采集气泵储气罐内的气压值并通过整车控制器对该气压值进行判断，在该气压值为正值时，判断气压值小于启动气泵正阈值时为有气泵工作请求。

在上述的基于混合动力系统的发动机附件节油控制方法中，判断有气泵工作请求的操作为：

通过气压传感器采集真空泵内的气压值并通过整车控制器对该气压值进行判断，在该气压值为负值时，判断气压值大于启动气泵负阈值时为有气泵工作请求。

根据车型，气压传感器采集的气压值有可能是正压信号，也可能是负压信号，如商用车，气压传感器采集的气压值为正值，如轿车，气压传感器采集的气压值则为负值，即真空状态下的气压信号，对不同车型进行区分判断，能更有效的获取气泵工作请求信号。

在上述的基于混合动力系统的发动机附件节油控制方法中，获得气泵需求扭矩的操作为：

整车控制器预先对气压值与气泵需求扭矩进行一一对应的气泵扭矩控制表进行存储，整车控制器在判断为有气泵工作请求时，根据气压传感器采集到的气压值进行查询气泵扭矩控制表来获得气泵需求扭矩。气泵扭矩控制表通过多次实验进行获得，能够提高气泵需求扭矩获得地精确性。

在上述的基于混合动力系统的发动机附件节油控制方法中，所述发动机附件节油控制方法还包括对气泵需求扭矩进行修正的步骤，通过查询气泵扭矩控制表获得气泵需求扭矩后，通过GPRS导航系统对车辆的当前行车路况进行判断并根据当前行车路况来对气泵需求扭矩进行修正从而获得修正的气泵需求扭矩。根据当前行车路况对气泵需求扭矩进行修正，如当前行车路况为畅通路况时，不对气泵需求扭矩进行修正，在当前行车路况为堵车路况时，则提高气泵需求扭矩，使气泵储气罐内的气压值能尽快达到要求，满足纯电动模式下制动的需求，提高燃油经济性。

在上述的基于混合动力系统的发动机附件节油控制方法中，整车控制器还预先设置有最高气泵阈值，整车控制器实时将气压传感器采集到的气压值与最高气泵阈值进行比较，在采集到的气压值等于最高气泵阈值时发出指令控制离合器分离。

在上述的基于混合动力系统的发动机附件节油控制方法中，判断有液压泵工作请求的操作为：

通过液压泵传感器采集液压泵压力信号，整车控制器对该液压泵压力信号进行判断，在液压泵压力信号满足转向条件时判断为有液压泵工作请求。是否满足转向条件的判断，可在整车控制器内预设压力阈值，通过将液压泵压力信号与预设压力阈值进行比较，在液压泵压力信号大于预设压力阈值时判断为满足转向条件。

在上述的基于混合动力系统的发动机附件节油控制方法中，获得液压泵需求扭矩的操作为：

整车控制器预先对液压泵压力与液压泵需求扭矩进行一一对应的液压泵扭矩控制表进行存储，整车控制器在判断为有液压泵工作请求时，根据液压泵传感器采集到的液压泵压力进行查询液压泵扭矩控制表来获得液压泵需求扭矩。液压泵扭矩控制表通过多次实验获得，能够使车辆在进行转向时保证提供精确的转向助力，即提高车辆的燃油经济性，又保证车辆转向的安全性。

在上述的基于混合动力系统的发动机附件节油控制方法中，所述发动机附件节油控制方法还包括对液压泵需求扭矩进行修正的步骤，整车控制器在查询液压泵扭矩控制表获得液压泵需求扭矩后还对车辆当前行驶速度进行采集，并根据车辆当前行驶速度对查表获得的液压泵需求扭矩进行修正，获得修正的液压泵需求扭矩。增加车辆当前行驶速度对液压泵需求扭矩进行修正，进一步提高车辆转向的安全性。

在上述的基于混合动力系统的发动机附件节油控制方法中，电机驱动需求扭矩通过油门踏板位置信号来计算获得。电机驱动需求扭矩通过现有的扭矩计算公式获得，或者整车控制器预先存储电机驱动需求扭矩与油门踏板位置相对应的控制表，通过查表获得。

与现有技术相比，本基于混合动力系统的发动机附件节油控制方法具有以下优点：

1、本发明能够在车辆进入纯电动驱动模式时，在车辆有制动和转向需求时，控制离合器结合，同时控制发动机进入不喷油不点火的状态，使发动机处于自由旋转状态，即发动机不做功，通过电机拖动发动机自由旋转，进而带动气泵与液压泵工作，有效避开了发动机低效运行工况，保证车辆在发动机不工作的情况下，也能实现车辆的安全制动和转向，同时也提升了车辆的燃油经济性。

2、本发明的应用，能够减少对车辆的改进，使车辆继续沿用当前成熟的气泵和液压泵，即转向泵系统、发动机辅助制动泵或空压机，使车辆在纯电驱动模式下实现转向和制动的燃油经济性的同时，有效降低了混合动力系统的复杂度以及混合动力系统的成本。

附图说明

图1是本发明的控制流程图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一：

如图1所示，本基于混合动力系统的发动机附件节油控制方法是基于混合动力系统进行实现的，混合动力系统包括电机、发动机、气泵和液压泵，电机与发动机通过离合器连接，发动机通过皮带带动气泵和液压泵工作，本发动机附件节油控制方法包括如下步骤:

整车控制器在车辆处于纯电驱动模式下且判断有气泵工作请求时通过查表获得气泵需求扭矩，在判断有液压泵工作请求时通过查表获得液压泵需求扭矩；整车控制器发出控制指令控制离合器结合并输出气泵需求扭矩和/或液压泵需求扭矩给电机控制器；

发动机控制器发出停机指令控制发动机不进行喷油点火；电机控制器将电机驱动需求扭矩与接收到的气泵需求扭矩和/或液压泵需求扭矩进行相加求得电机实际输出扭矩，从而控制电机以电机实际输出扭矩工作。

作为优选方案，判断有气泵工作请求的操作为：

通过气压传感器采集气泵储气罐内的气压值并通过整车控制器对该气压值进行判断，在该气压值为正值时，判断气压值小于启动气泵正阈值时为有气泵工作请求。在车型为商用车时，气压传感器采集的气压值为正压信号，整车控制器内预先设定启动气泵正阈值，对不同车型进行区分判断，能更有效的获取气泵工作请求信号。

作为另一种优选方案，气泵工作请求由气泵装置自身判断发出。

作为优选方案，获得气泵需求扭矩的操作为：

整车控制器预先对气压值与气泵需求扭矩进行一一对应的气泵扭矩控制表进行存储，整车控制器在判断为有气泵工作请求时，根据气压传感器采集到的气压值进行查询气泵扭矩控制表来获得气泵需求扭矩。气泵扭矩控制表通过多次实验进行获得，能够提高气泵需求扭矩获得地精确性。

作为优选方案，本发动机附件节油控制方法还包括对气泵需求扭矩进行修正的步骤，通过查询气泵扭矩控制表获得气泵需求扭矩后，通过GPRS导航系统对车辆的当前行车路况进行判断并根据当前行车路况来对气泵需求扭矩进行修正从而获得修正的气泵需求扭矩。根据当前行车路况对气泵需求扭矩进行修正，如当前行车路况为畅通路况时，不对气泵需求扭矩进行修正，在当前行车路况为堵车路况时，则提高气泵需求扭矩，使气泵储气罐内的气压值能尽快达到要求，满足纯电动模式下制动的需求，提高燃油经济性。

作为优选方案，整车控制器还预先设置有最高气泵阈值，整车控制器实时将气压传感器采集到的气压值与最高气泵阈值进行比较，在采集到的气压值等于最高气泵阈值时发出指令控制离合器分离。

作为优选方案，判断有液压泵工作请求的操作为：

通过液压泵传感器采集液压泵压力信号，整车控制器对该液压泵压力信号进行判断，在液压泵压力信号满足转向条件，如在液压泵压力信号大于预设压力阈值时判断为有液压泵工作请求。

作为另一种优选方案，液压泵工作请求由液压泵装置自身判断发出。

作为优选方案，获得液压泵需求扭矩的操作为：

整车控制器预先对液压泵压力与液压泵需求扭矩进行一一对应的液压泵扭矩控制表进行存储，整车控制器在判断为有液压泵工作请求时，根据液压泵传感器采集到的液压泵压力进行查询液压泵扭矩控制表来获得液压泵需求扭矩。液压泵扭矩控制表通过多次实验获得，能够使车辆在进行转向时保证提供精确的转向助力，即提高车辆的燃油经济性，又保证车辆转向的安全性。

作为优选方案，本发动机附件节油控制方法还包括对液压泵需求扭矩进行修正的步骤，整车控制器在查询液压泵扭矩控制表获得液压泵需求扭矩后还对车辆当前行驶速度进行采集，并根据车辆当前行驶速度对查表获得的液压泵需求扭矩进行修正，获得修正的液压泵需求扭矩。增加车辆当前行驶速度对液压泵需求扭矩进行修正，进一步提高车辆转向的安全性。

作为优选方案，整车控制器控制液压泵需求扭矩随车辆当前行驶速度的增加而减小的方式进行修正。

作为优选方案，电机驱动需求扭矩通过油门踏板位置信号来计算获得。

本基于混合动力系统的发动机附件节油控制方法的工作原理为：通过气压传感器对储气罐内的气压值进行采集并输送给整车控制器，整车控制器对气压值进行绝对值处理后与启动气泵阈值进行比较，在气压值的绝对值小于启动气泵阈值时判断车辆有气泵工作请求，此时，整车控制器根据采集的气压值进行查询气泵扭矩控制表获得气泵需求扭矩，作为优选方案，还通过GPRS导航系统对车辆当前路况进行采集，并根据采集的车辆当前路况对气泵需求扭矩进行修正，获得修正的气泵需求扭矩，与此同时，当车辆处于纯电动驱动模式下，整车控制器还控制离合器结合；发动机控制器发出停机指令，发动机进入不喷油不点火的状态；电机控制器将修正的气泵需求扭矩和电机驱动需求扭矩进行相加获得电机实际输出扭矩，电机控制器控制电机以此电机实际输出扭矩进行工作，在驱动车辆前进的同时，拖动发动机自由旋转，进而带动气泵工作，使气泵工作向气泵储气罐内储气直到预设的最高气泵阈值。

通过液压泵传感器对液压泵压力信号进行采集并输送给整车控制器，整车控制器对液压泵压力信号进行判断处理，在液压泵压力满足车辆转向条件时判断有液压泵工作请求，此时，整车控制器根据采集的液压泵压力进行查询液压泵扭矩控制表获得液压泵需求扭矩，作为优选方案，还通过车速传感器对车辆当前行驶速度进行采集，并根据采集的车辆当前行驶速度对液压泵需求扭矩进行修正，获得修正的液压泵需求扭矩，与此同时，当车辆处于纯电动驱动模式下，整车控制器还控制离合器结合；发动机控制器发出停机指令，发动机进入不喷油不点火的状态；电机控制器将修正的液压泵需求扭矩和电机驱动需求扭矩进行相加获得电机实际输出扭矩，电机控制器控制电机以此电机实际输出扭矩进行工作，在驱动车辆前进的同时，拖动发动机自由旋转，进而带动液压泵工作，使车辆转动到需求的角度。

整车控制器在判断有气泵工作请求和液压泵工作请求时，且判断车辆处于纯电动驱动模式时，根据储气罐内气压值进行查询气泵扭矩控制表获得气泵需求扭矩并将该获得的气泵需求扭矩输送给电机控制器，根据液压泵压力进行查询液压泵控制表获得液压泵需求扭矩并将该获得的液压泵需求扭矩输送给电机控制器；电机控制器根据油门踏板位置信号对电机驱动需求扭矩进行计算，并将电机驱动需求扭矩与气泵需求扭矩以及液压泵需求扭矩进行累加计算获得电机实际输出扭矩，作为优选，在累加之前，整车控制器对气泵需求扭矩和液压泵需求扭矩进行修正，获得修正的气泵需求扭矩和修正的液压泵需求扭矩；即电机实际输出扭矩为电机驱动需求扭矩加上修正的气泵需求扭矩和修正的液压泵需求扭矩，从而使电机以该电机实际输出扭矩进行工作，使气泵能够更精确更安全地达到预设的最高气泵阈值，使车辆能够实现精确且安全的转向。同时，在纯电驱动模式下，通过本控制方法实现不启动发动机的情况下进行制动和转向，有效提高来燃油经济性。本发明完全避开了电动高压制动与转向系统的高复杂性与高成本的问题，基于不改变传动发动机总成(即由皮带轮带动的转向液压泵与气泵)情况下，在纯电驱动模式下提升了转向和制动助力的燃油经济性。

实施例二：

本实施例中的技术方案与实施例一中的技术方案基本相同，不同之处在于，判断有气泵工作请求的操作为：

通过气压传感器采集真空泵内的气压值并通过整车控制器对该气压值进行判断，在该气压值为负值时，判断气压值大于启动气泵负阈值时为有气泵工作请求。车型为轿车时，气压传感器采集的气压值则为负压信号，即真空状态下的气压信号，整车控制器内预先设定启动气泵负阈值，确保能根据不同车型准确地判断出气泵工作请求。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种基于混合动力系统的发动机附件节油控制方法，混合动力系统包括电机、发动机、气泵和液压泵，所述电机与发动机通过离合器连接，发动机通过皮带带动气泵和液压泵工作，其特征在于，所述发动机附件节油控制方法包括如下步骤:

整车控制器在车辆处于纯电驱动模式下且判断有气泵工作请求时通过查表获得气泵需求扭矩，在判断有液压泵工作请求时通过查表获得液压泵需求扭矩；

获得气泵需求扭矩后，通过GPRS导航系统对车辆的当前行车路况进行判断并根据当前行车路况来对气泵需求扭矩进行修正从而获得修正的气泵需求扭矩；

整车控制器发出控制指令控制离合器结合并输出修正的气泵需求扭矩和/或液压泵需求扭矩给电机控制器；同时，发动机控制器发出停机指令控制发动机不进行喷油点火；电机控制器将电机驱动需求扭矩与修正的气泵需求扭矩和/或液压泵需求扭矩进行相加求得电机实际输出扭矩，从而控制电机以电机实际输出扭矩工作。

2.根据权利要求1所述的基于混合动力系统的发动机附件节油控制方法，其特征在于，判断有气泵工作请求的操作为：

通过气压传感器采集气泵储气罐内的气压值并通过整车控制器对该气压值进行判断，在该气压值为正值时，判断气压值小于启动气泵正阈值时为有气泵工作请求。

3.根据权利要求1所述的基于混合动力系统的发动机附件节油控制方法，其特征在于，判断有气泵工作请求的操作为：

通过气压传感器采集真空泵内的气压值并通过整车控制器对该气压值进行判断，在该气压值为负值时，判断气压值大于启动气泵负阈值时为有气泵工作请求。

4.根据权利要求2或3所述的基于混合动力系统的发动机附件节油控制方法，其特征在于，获得气泵需求扭矩的操作为：

整车控制器预先对气压值与气泵需求扭矩进行一一对应的气泵扭矩控制表进行存储，整车控制器在判断为有气泵工作请求时，根据气压传感器采集到的气压值进行查询气泵扭矩控制表来获得气泵需求扭矩。

5.根据权利要求2所述的基于混合动力系统的发动机附件节油控制方法，其特征在于，整车控制器还预先设置有最高气泵阈值，整车控制器实时将气压传感器采集到的气压值与最高气泵阈值进行比较，在采集到的气压值等于最高气泵阈值时发出指令控制离合器分离。

6.根据权利要求1所述的基于混合动力系统的发动机附件节油控制方法，其特征在于，判断有液压泵工作请求的操作为：

通过液压泵传感器采集液压泵压力信号，整车控制器对该液压泵压力信号进行判断，在液压泵压力信号满足转向条件时判断为有液压泵工作请求。

7.根据权利要求6所述的基于混合动力系统的发动机附件节油控制方法，其特征在于，获得液压泵需求扭矩的操作为：

整车控制器预先对液压泵压力与液压泵需求扭矩进行一一对应的液压泵扭矩控制表进行存储，整车控制器在判断为有液压泵工作请求时，根据液压泵传感器采集到的液压泵压力进行查询液压泵扭矩控制表来获得液压泵需求扭矩。

8.根据权利要求7所述的基于混合动力系统的发动机附件节油控制方法，其特征在于，所述发动机附件节油控制方法还包括对液压泵需求扭矩进行修正的步骤，整车控制器在查询液压泵扭矩控制表获得液压泵需求扭矩后还对车辆当前行驶速度进行采集，并根据车辆当前行驶速度对查表获得的液压泵需求扭矩进行修正，获得修正的液压泵需求扭矩。

9.根据权利要求1-3任一项所述的基于混合动力系统的发动机附件节油控制方法，其特征在于，电机驱动需求扭矩通过油门踏板位置信号来计算获得。

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