CN112977407B - 一种汽车混动控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种汽车混动控制方法及装置，所述方法包括：实时采集并记录车辆的车况数据；所述车况数据包括车速、油门开度和电池电量；当根据历史记录的车况数据判断车辆处于长时间堵车状态时，判断当前电池电量是否小于预设的第一电量阈值；当判断当前电池电量小于预设的第一电量阈值时，计算燃油模式的油耗以及发电模式的实际油耗；当判断所述燃油模式的油耗大于所述发电模式的实际油耗时，控制车辆采用所述发电模式进行驱动。本发明通过比较燃油模式与发电模式的油耗，继而选择油耗较低的运行模式进行控制，从而能够在长时间堵车的情况下降低混动汽车的油耗。
Description
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其是涉及一种汽车混动控制方法及装置。
背景技术
在长时间堵车时，车辆行驶模式为停车ENG怠速和缓慢蠕行这两种工况交替进行，这是发动机效率比较低的工况。现有混动控制系统(HCU、TCU、ECM等)根据行驶工况(车速，油门等)来确定挡位、发动机喷油量、电机转速扭矩等。一旦工况阈值锁定(变速线、电机控制律等)，对某一工况的控制输出(例如挡位、发动机喷油量、电机输出扭矩)就固定了。而目前系统硬件具有电池电量低以及低功率电驱系统充放电效率低的特点，因此现有控制方案具有以下问题：①不能长时间运行纯电模式②能量回收主要靠制动回收。
综上所述，对于长时间堵车的情况，车辆处于停车与低速蠕行的交替过程中，如果按照现有的控制方案，会在初期使用纯电工况，等到电池电量下降到某阈值以下时，就会发动机驱动，长期处于油耗较高的状态。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种汽车混动控制方法及装置，能够在长时间堵车的情况下降低混动汽车的油耗。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种汽车混动控制方法，包括：
实时采集并记录车辆的车况数据；所述车况数据包括车速、油门开度和电池电量；
当根据历史记录的车况数据判断车辆处于长时间堵车状态时，判断当前电池电量是否小于预设的第一电量阈值；
当判断当前电池电量小于预设的第一电量阈值时，计算燃油模式的油耗以及发电模式的实际油耗；其中，所述燃油模式为仅采用燃油挡进行怠速和蠕行，所述发电模式为在燃油怠速蠕行的同时进行电池充电，并在电池电量达到预设的第二电量阈值时进行纯电驱动；
当判断所述燃油模式的油耗大于所述发电模式的实际油耗时，控制车辆采用所述发电模式进行驱动。
进一步地，所述燃油模式的油耗计算方式包括：
根据预设的发动机燃油图谱与预设的燃油挡怠速时间进行计算得到所述燃油模式的油耗；其中，所述发动机燃油图谱中记录有车况数据与油耗的对应关系。
进一步地，所述发电模式的实际油耗的计算方式包括：
计算发电模式总油耗；
计算与所述发电模式所充电池电量相对应的油耗节省量；
计算所述发电模式总油耗与所述油耗节省量的差值得到所述发电模式的实际油耗。
进一步地，所述计算发电模式总油耗，具体为：
根据所述发动机燃油图谱与预设的发电怠速时间进行计算得到所述发电模式总油耗。
进一步地，所述计算与所述发电模式所充电池电量相对应的油耗节省量，具体为：
根据预设的发动机功率图谱与所述发电怠速时间进行计算得到发动机所做功；其中，所述发动机功率图谱中记录有车况数据与发动机功率的对应关系；
根据所述发动机所做功和电机电池充放电总效率进行计算得到电池转化能量；
根据所述电池转化能量和所述发动机功率图谱进行计算得到电池折算时间；
根据所述电池折算时间和所述发动机燃油图谱进行计算得到油耗节省量。
进一步地，所述根据历史记录的车况数据判断车辆处于长时间堵车状态，具体为：
根据历史记录的车况数据，当在预设的时间内，油门开度处于预设油门开度阈值范围内的时间超过预设的第一时间比例，且车速处于预设车速阈值范围内的时间超过预设的第二时间比例时，判定为车辆处于长时间堵车状态。
进一步地，所述第二电量阈值大于所述第一电量阈值。
为了解决相同的技术问题，本发明还提供了一种汽车混动控制装置，包括控制器，所述控制器用于：
实时采集并记录车辆的车况数据；所述车况数据包括车速、油门开度和电池电量；
当根据历史记录的车况数据判断车辆处于长时间堵车状态时，判断当前电池电量是否小于预设的第一电量阈值；
当判断当前电池电量小于预设的第一电量阈值时，计算燃油模式的油耗以及发电模式的实际油耗；其中，所述燃油模式为仅采用燃油挡进行怠速和蠕行，所述发电模式为在燃油怠速蠕行的同时进行电池充电，并在电池电量达到预设的第二电量阈值时进行纯电驱动；
当判断所述燃油模式的油耗大于所述发电模式的实际油耗时，控制车辆采用所述发电模式进行驱动。
进一步地，所述燃油模式的油耗计算方式包括：
根据预设的发动机燃油图谱与预设的燃油挡怠速时间进行计算得到所述燃油模式的油耗；其中，所述发动机燃油图谱中记录有车况数据与油耗的对应关系。
进一步地，所述发电模式的实际油耗的计算方式包括：
计算发电模式总油耗；
计算与所述发电模式所充电池电量相对应的油耗节省量；
计算所述发电模式总油耗与所述油耗节省量的差值得到所述发电模式的实际油耗。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明提供了一种汽车混动控制方法及装置，所述方法包括：实时采集并记录车辆的车况数据；所述车况数据包括车速、油门开度和电池电量；当根据历史记录的车况数据判断车辆处于长时间堵车状态时，判断当前电池电量是否小于预设的第一电量阈值；当判断当前电池电量小于预设的第一电量阈值时，计算燃油模式的油耗以及发电模式的实际油耗；当判断所述燃油模式的油耗大于所述发电模式的实际油耗时，控制车辆采用所述发电模式进行驱动。本发明通过比较燃油模式与发电模式的油耗，继而选择油耗较低的运行模式进行控制，从而能够在长时间堵车的情况下降低混动汽车的油耗。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的汽车混动控制方法的流程示意图；
图2是本发明一实施例提供的汽车混动控制方法的另一流程示意图；
图3是本发明一实施例提供的汽车混合动力系统架构示意图；
图4是本发明一实施例提供的某款混动汽车发动机效率图表；
图5是本发明一实施例提供的某款混动汽车发动机单位时间特定燃油消耗量示例图；
图6是本发明一实施例提供的某款混动汽车发动机特定燃油量对应下功率数值示例图。
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、完整的描述，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作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。
请参见图1-2，本发明实施例提供了一种汽车混动控制方法，包括步骤：
S1、实时采集并记录车辆的车况数据；所述车况数据包括车速、油门开度和电池电量。
S2、当根据历史记录的车况数据判断车辆处于长时间堵车状态时，判断当前电池电量是否小于预设的第一电量阈值。
进一步地，所述根据历史记录的车况数据判断车辆处于长时间堵车状态，具体为：
根据历史记录的车况数据，当在预设的时间内，油门开度处于预设油门开度阈值范围内的时间超过预设的第一时间比例，且车速处于预设车速阈值范围内的时间超过预设的第二时间比例时，判定为车辆处于长时间堵车状态。
需要说明的是，步骤S2为根据获取得到的车况数据，识别车辆是否处于长时间堵车状态。作为一种举例，判断的依据可以为：1、过去T1分钟内，P1％的时间里油门开度在A1～A2％之间；2、过去T2分钟内，P2％的时间里车速在0-V1km/h之间。
若识别车辆不处于长时间堵车状态时，则按现有的控制策略进行控制(当电池电量充足则采用纯电驱动，电量不足时转为发动机驱动)；若识别到车辆处于长时间堵车状态时，则进一步判断当前电池电量是否小于预设的第一电量阈值，若否则直接采用纯电驱动，若是则进入下一步。
S3、当判断当前电池电量小于预设的第一电量阈值时，计算燃油模式的油耗以及发电模式的实际油耗；其中，所述燃油模式为仅采用燃油挡进行怠速和蠕行，所述发电模式为在燃油怠速蠕行的同时进行电池充电，并在电池电量达到预设的第二电量阈值时进行纯电驱动。进一步地，所述第二电量阈值大于所述第一电量阈值。
进一步地，所述燃油模式的油耗计算方式包括：
根据预设的发动机燃油图谱与预设的燃油挡怠速时间进行计算得到所述燃油模式的油耗；其中，所述发动机燃油图谱中记录有车况数据与油耗的对应关系。
进一步地，所述发电模式的实际油耗的计算方式包括：
计算发电模式总油耗；
计算与所述发电模式所充电池电量相对应的油耗节省量；
计算所述发电模式总油耗与所述油耗节省量的差值得到所述发电模式的实际油耗。
进一步地，所述计算发电模式总油耗，具体为：
根据所述发动机燃油图谱与预设的发电怠速时间进行计算得到所述发电模式总油耗。
进一步地，所述计算与所述发电模式所充电池电量相对应的油耗节省量，具体为：
根据预设的发动机功率图谱与所述发电怠速时间进行计算得到发动机所做功；其中，所述发动机功率图谱中记录有车况数据与发动机功率的对应关系；
根据所述发动机所做功和电机电池充放电总效率进行计算得到电池转化能量；
根据所述电池转化能量和所述发动机功率图谱进行计算得到电池折算时间；
根据所述电池折算时间和所述发动机燃油图谱进行计算得到油耗节省量。
请参见图4至图6，需要说明的是，步骤S3为分别计算两种模式的实际油耗，其中，第一种为燃油模式，即仅采用ENG进行怠速和蠕行而不进行发电的模式，第二种为发电模式，即怠速和蠕行的同时进行发电，待电量充足后再由纯电驱动的方式。
其中，燃油模式的油耗可以采用以下计算方式：
燃油挡怠速和蠕行油耗：
式中，
是燃油模式的油耗；Qi是发动机燃油图谱中，对应的怠速和蠕行区间的数值；t0是燃油挡怠速时间。
发电模式的实际油耗可以采用以下计算方式：
(1)消耗的燃油和做功：
W1＝∑Pjdt1
W2＝W1η1η2η3η4
式中，
为发电模式总油耗；Qj是发动机燃油图谱中，对应的高效率区间燃耗数值；
W1是发动机所做功；Pj是发动机功率图谱中，对应的高效率区间功率数值；
t1是采用发电模式的怠速时间(计算时取值与t0相同)；
W2是电池转化能量；η1、η2、η3、η4分别是电机充电效率、电机放电效率、电池充电效率和电池放电效率，四个参数之和为电机电池充放电总效率；
(2)这些功转化到电量，再次进入纯电模式节约的燃油；
t2＝dW2/dPk
-Pk是发动机功率图谱中，对应的怠速和蠕行区间的数值；
-Qk是发动机燃油图谱中，对应的怠速和蠕行区间的数值；
-t2是燃油挡怠速时间(电池转化能量的折算时间)；
(3)采用B方案整体油耗(发电模式实际油耗)计算：
S4、当判断所述燃油模式的油耗大于所述发电模式的实际油耗时，控制车辆采用所述发电模式进行驱动。
需要说明的是，根据步骤S3的计算结果，若判断
则控制车辆采用所述发电模式进行驱动，若
则控制车辆采用所述燃油模式进行驱动(不同时进行充电)。在电池电量大于预设的第二电量阈值后，采用纯电进行驱动，继而重复执行上述S1-S4。
需要说明的是，由于48V电池容量不够，现有方案中在车辆行驶时又无法给电池充电。车辆开动时多是制动能量回收。本提案考虑到在①停车ENG怠速和②缓慢蠕行这两种工况交替场景，如果48V电量不足，会用发动机启动①停车ENG怠速和②缓慢蠕行，这时会产生多余的能量，本发明方案为考虑将这些多余的能量进行回收的方法。
请参见图3，需要说明的是，本发明方案采用P2.5结构，动力传递路径为DCT奇数挡和偶数挡同时接合，奇数挡驱动车辆，偶数挡充电。
需要说明的是，对于以上方法或流程实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。
为了解决相同的技术问题，本发明还提供了一种汽车混动控制装置，包括控制器，所述控制器用于：
实时采集并记录车辆的车况数据；所述车况数据包括车速、油门开度和电池电量；
当根据历史记录的车况数据判断车辆处于长时间堵车状态时，判断当前电池电量是否小于预设的第一电量阈值；
当判断当前电池电量小于预设的第一电量阈值时，计算燃油模式的油耗以及发电模式的实际油耗；其中，所述燃油模式为仅采用燃油挡进行怠速和蠕行，所述发电模式为在燃油怠速蠕行的同时进行电池充电，并在电池电量达到预设的第二电量阈值时进行纯电驱动；
当判断所述燃油模式的油耗大于所述发电模式的实际油耗时，控制车辆采用所述发电模式进行驱动。
进一步地，所述燃油模式的油耗计算方式包括：
根据预设的发动机燃油图谱与预设的燃油挡怠速时间进行计算得到所述燃油模式的油耗；其中，所述发动机燃油图谱中记录有车况数据与油耗的对应关系。
进一步地，所述发电模式的实际油耗的计算方式包括：
计算发电模式总油耗；
计算与所述发电模式所充电池电量相对应的油耗节省量；
计算所述发电模式总油耗与所述油耗节省量的差值得到所述发电模式的实际油耗。
进一步地，所述计算发电模式总油耗，具体为：
根据所述发动机燃油图谱与预设的发电怠速时间进行计算得到所述发电模式总油耗。
进一步地，所述计算与所述发电模式所充电池电量相对应的油耗节省量，具体为：
根据预设的发动机功率图谱与所述发电怠速时间进行计算得到发动机所做功；其中，所述发动机功率图谱中记录有车况数据与发动机功率的对应关系；
根据所述发动机所做功和电机电池充放电总效率进行计算得到电池转化能量；
根据所述电池转化能量和所述发动机功率图谱进行计算得到电池折算时间；
根据所述电池折算时间和所述发动机燃油图谱进行计算得到油耗节省量。
进一步地，所述根据历史记录的车况数据判断车辆处于长时间堵车状态，具体为：
根据历史记录的车况数据，当在预设的时间内，油门开度处于预设油门开度阈值范围内的时间超过预设的第一时间比例，且车速处于预设车速阈值范围内的时间超过预设的第二时间比例时，判定为车辆处于长时间堵车状态。
进一步地，所述第二电量阈值大于所述第一电量阈值。
可以理解的是上述装置项实施例，是与本发明方法项实施例相对应的，本发明实施例提供的一种汽车混动控制装置，可以实现本发明任意一项方法项实施例提供的汽车混动控制方法。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种汽车混动控制方法，其特征在于，包括：
实时采集并记录车辆的车况数据；所述车况数据包括车速、油门开度和电池电量；
当根据历史记录的车况数据判断车辆处于长时间堵车状态时，判断当前电池电量是否小于预设的第一电量阈值；
当判断当前电池电量小于预设的第一电量阈值时，计算燃油模式的油耗以及发电模式的实际油耗；其中，所述燃油模式为仅采用燃油挡进行怠速和蠕行，所述发电模式为在燃油怠速蠕行的同时进行电池充电，并在电池电量达到预设的第二电量阈值时进行纯电驱动；
当判断所述燃油模式的油耗大于所述发电模式的实际油耗时，控制车辆采用所述发电模式进行驱动。
2.根据权利要求1所述的汽车混动控制方法，其特征在于，所述燃油模式的油耗计算方式包括：
根据预设的发动机燃油图谱与预设的燃油挡怠速时间进行计算得到所述燃油模式的油耗；其中，所述发动机燃油图谱中记录有车况数据与油耗的对应关系。
3.根据权利要求2所述的汽车混动控制方法，其特征在于，所述发电模式的实际油耗的计算方式包括：
计算发电模式总油耗；
计算与所述发电模式所充电池电量相对应的油耗节省量；
计算所述发电模式总油耗与所述油耗节省量的差值得到所述发电模式的实际油耗。
4.根据权利要求3所述的汽车混动控制方法，其特征在于，所述计算发电模式总油耗，具体为：
根据所述发动机燃油图谱与预设的发电怠速时间进行计算得到所述发电模式总油耗。
5.根据权利要求4所述的汽车混动控制方法，其特征在于，所述计算与所述发电模式所充电池电量相对应的油耗节省量，具体为：
根据预设的发动机功率图谱与所述发电怠速时间进行计算得到发动机所做功；其中，所述发动机功率图谱中记录有车况数据与发动机功率的对应关系；
根据所述发动机所做功和电机电池充放电总效率进行计算得到电池转化能量；
根据所述电池转化能量和所述发动机功率图谱进行计算得到电池折算时间；
根据所述电池折算时间和所述发动机燃油图谱进行计算得到油耗节省量。
6.根据权利要求1所述的汽车混动控制方法，其特征在于，所述根据历史记录的车况数据判断车辆处于长时间堵车状态，具体为：
根据历史记录的车况数据，当在预设的时间内，油门开度处于预设油门开度阈值范围内的时间超过预设的第一时间比例，且车速处于预设车速阈值范围内的时间超过预设的第二时间比例时，判定为车辆处于长时间堵车状态。
7.根据权利要求1所述的汽车混动控制方法，其特征在于，所述第二电量阈值大于所述第一电量阈值。
8.一种汽车混动控制装置，其特征在于，包括控制器，所述控制器用于：
实时采集并记录车辆的车况数据；所述车况数据包括车速、油门开度和电池电量；
当根据历史记录的车况数据判断车辆处于长时间堵车状态时，判断当前电池电量是否小于预设的第一电量阈值；
当判断当前电池电量小于预设的第一电量阈值时，计算燃油模式的油耗以及发电模式的实际油耗；其中，所述燃油模式为仅采用燃油挡进行怠速和蠕行，所述发电模式为在燃油怠速蠕行的同时进行电池充电，并在电池电量达到预设的第二电量阈值时进行纯电驱动；
当判断所述燃油模式的油耗大于所述发电模式的实际油耗时，控制车辆采用所述发电模式进行驱动。
9.根据权利要求8所述的汽车混动控制装置，其特征在于，所述燃油模式的油耗计算方式包括：
根据预设的发动机燃油图谱与预设的燃油挡怠速时间进行计算得到所述燃油模式的油耗；其中，所述发动机燃油图谱中记录有车况数据与油耗的对应关系。
10.根据权利要求9所述的汽车混动控制装置，其特征在于，所述发电模式的实际油耗的计算方式包括：
计算发电模式总油耗；
计算与所述发电模式所充电池电量相对应的油耗节省量；
计算所述发电模式总油耗与所述油耗节省量的差值得到所述发电模式的实际油耗。
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