CN114954453A - 一种混合动力车辆巡航控制方法、装置及车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明属于车辆技术领域，公开了一种混合动力车辆巡航控制方法、装置及车辆，混合动力车辆巡航控制方法包括：如果车辆处于巡航过程，则进行巡航控制，巡航控制包括：监测车辆电池的SOC，并判断车辆当前能量模式；如果车辆当前处于纯电模式，则判断SOC是否大于第一设定值，如果是，则控制车辆维持纯电模式，如果否，则控制车辆进入混动模式并进行行车发电；如果车辆当前处于混动模式，则判断SOC是否小于第二设定值，如果是，则控制车辆维持混动模式并进行行车发电，如果否，则判断电机可输出扭矩是否小于发动机基准扭矩，如果是，则控制车辆维持混动模式并停止行车发电，如果否，则进行油耗判断。
Description
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车辆巡航控制方法、装置及车辆。
背景技术
现有混合动力车辆巡航过程需求能量模式判断条件与行车过程一致，高车速下混动行驶，空载或巡航等工况下驱动扭矩小，所以一开始采用行车发电将发动机落点提到高效区，但SOC高于设定值后无法继续行车发电，发动机只能工作在高转速、小扭矩的低效区，不利于整车经济性。
因此，亟需一种混合动力车辆巡航控制方法、装置及车辆，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种混合动力车辆巡航控制方法、装置及车辆，降低车辆油耗，提升整车经济性。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种混合动力车辆巡航控制方法，包括：
如果车辆处于巡航过程，则进行巡航控制，巡航控制包括：
监测车辆电池的SOC，并判断车辆当前能量模式；
如果车辆当前处于纯电模式，则判断SOC是否大于第一设定值，如果是，则控制车辆维持纯电模式，如果否，则控制车辆进入混动模式并进行行车发电；
如果车辆当前处于混动模式，则判断SOC是否小于第二设定值，如果是，则控制车辆维持混动模式并进行行车发电，如果否，则判断电机可输出扭矩是否小于发动机基准扭矩，如果是，则控制车辆维持混动模式并停止行车发电，如果否，则进行油耗判断，第二设定值大于第一设定值，发动机基准扭矩为车辆维持当前车速所需要的动力系统的输出扭矩，车辆维持混动模式并停止行车发电时电机的输出扭矩为零；
油耗判断包括：
以车辆在纯电模式下SOC从第二设定值下降到第一设定值，并在混动模式行车发电状态下SOC从第一设定值上升到第二设定值为一个判断周期，计算一个判断周期内车辆的第一预期累计油耗，并计算与一个判断周期相同时长内，车辆维持混动模式并停止行车发电的第二预期累计油耗，判断第一预期累计油耗是否小于第二预期累计油耗，如果是，则控制车辆进入纯电模式，如果否，则控制车辆维持混动模式并停止行车发电。
作为优选，计算与一个判断周期相同时长内，车辆维持混动模式并停止行车发电的第二预期累计油耗包括：
计算一个判断周期的时长，并根据发动机基准扭矩和发动机当前转速确定车辆维持混动模式并停止行车发电的第二油耗，第二预期累计油耗等于第二油耗与一个判断周期的时长的乘积。
作为优选，计算一个判断周期的时长包括：
计算一个判断周期内车辆处于混动模式的时长，并计算一个判断周期内车辆处于纯电模式的时长，一个判断周期的时长等于一个判断周期内车辆处于混动模式的时长与处于纯电模式的时长之和。
作为优选，计算一个判断周期内车辆处于纯电模式的时长包括：
根据发动机当前转速、发动机基准扭矩、离合器效率和当前工况下电驱系统效率计算车辆处于纯电模式时的电机输出端驱动功率；
根据车辆处于纯电模式时的电机输出端驱动功率以及发动机当前转速计算电池端放电功率，根据SOC的第一设定值、SOC的第二设定值以及电池端放电功率计算一个判断周期内车辆处于纯电模式的时长。
作为优选，计算一个判断周期内车辆处于混动模式的时长包括：
根据发动机当前转速查表确定车辆处于混动模式并进行行车发电时的发动机行车发电设定扭矩；
根据车辆处于混动模式并进行行车发电时的发动机行车发电设定扭矩、发动机基准扭矩、发动机当前转速计算电机端发电功率；
根据电机端发电功率和电池发电效率计算电池端发电功率；
根据SOC的第一设定值、SOC的第二设定值以及电池端发电功率计算一个判断周期内车辆处于混动模式的时长。
作为优选，计算一个判断周期内车辆的第一预期累计油耗包括：
根据发动机当前转速和发动机行车发电设定扭矩确定车辆处于混动模式并进行行车发电的第一油耗，第一预期累计油耗等于第一油耗与一个判断周期内车辆处于混动模式的时长的乘积。
作为优选，判断车辆当前能量模式前还包括：
控制电机输出扭矩为零，计算发动机维持当前车速所需要的输出扭矩，发动机基准扭矩等于发动机维持当前车速所需要的输出扭矩。
作为优选，巡航控制还包括：
如果设定时长内，纯电模式与混动模式切换次数大于设定次数，则本次巡航能量模式锁定为混动模式。
一种混合动力车辆巡航控制装置，使用上述任一项所述的混合动力车辆巡航控制方法进行车辆巡航控制。
一种车辆，使用上述任一项所述的混合动力车辆巡航控制方法进行车辆巡航控制。
本发明的有益效果：
本发明的混合动力车辆巡航控制方法、装置及车辆，在车辆处于巡航过程时，如果车辆电池的SOC不小于第二设定值，说明电池已充满，此时如果电机可输出扭矩不小于发动机基准扭矩，说明纯电驱动能够满足车辆以当前车速巡航的需求，此时以车辆在纯电模式下SOC从第二设定值下降到第一设定值，并在混动模式行车发电状态下SOC从第一设定值上升到第二设定值为一个判断周期，计算一个判断周期内车辆的第一预期累计油耗，并计算与一个判断周期相同时长内，车辆维持混动模式并停止行车发电的第二预期累计油耗，如果第一预期累计油耗小于第二预期累计油耗，说明此时车辆采用由混动模式切换为纯电模式，并在SOC下降到第一设定值时再切换到混动模式进行行车发电的控制方式更为省油，因此控制车辆切换为纯电模式，如果第一预期累计油耗不小于第二预期累计油耗，说明此时车辆维持混动模式更为省油，因此将车辆维持混动模式。上述控制方式使车辆处于巡航过程时，能够有效降低车辆油耗，提升整车经济性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的混合动力车辆巡航控制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
如图1所示，本实施例提供一种混合动力车辆巡航控制方法，例如用于P2构型的混合动力车辆，P2构型为混合动力车辆的常用构型之一，这里不再具体介绍，混合动力车辆巡航控制方法包括：
如果车辆处于巡航过程，则进行巡航控制，巡航控制包括：
监测车辆电池的SOC（荷电状态），并判断车辆当前能量模式；
如果车辆当前处于纯电模式，则判断SOC是否大于第一设定值，如果是，则控制车辆维持纯电模式，如果否，则控制车辆进入混动模式并进行行车发电；
如果车辆当前处于混动模式，则判断SOC是否小于第二设定值，如果是，则控制车辆维持混动模式并进行行车发电，如果否，则判断电机可输出扭矩是否小于发动机基准扭矩，如果是，则控制车辆维持混动模式并停止行车发电，如果否，则进行油耗判断，第二设定值大于第一设定值，发动机基准扭矩为车辆维持当前车速所需要的动力系统的输出扭矩，车辆维持混动模式并停止行车发电时电机的输出扭矩为零；
油耗判断包括：以车辆在纯电模式下SOC从第二设定值下降到第一设定值，并在混动模式行车发电状态下SOC从第一设定值上升到第二设定值为一个判断周期，计算一个判断周期内车辆的第一预期累计油耗，并计算与一个判断周期相同时长内，车辆维持混动模式并停止行车发电的第二预期累计油耗，判断第一预期累计油耗是否小于第二预期累计油耗，如果是，则控制车辆进入纯电模式，如果否，则控制车辆维持混动模式并停止行车发电。
本实施例提供的混合动力车辆巡航控制方法，在车辆处于巡航过程时，如果车辆电池的SOC不小于第二设定值，说明电池已充满，此时如果电机可输出扭矩不小于发动机基准扭矩，说明纯电驱动能够满足车辆以当前车速巡航的需求，此时以车辆在纯电模式下SOC从第二设定值下降到第一设定值，并在混动模式行车发电状态下SOC从第一设定值上升到第二设定值为一个判断周期，计算一个判断周期内车辆的第一预期累计油耗，并计算与一个判断周期相同时长内，车辆维持混动模式并停止行车发电的第二预期累计油耗，如果第一预期累计油耗小于第二预期累计油耗，说明此时车辆采用由混动模式切换为纯电模式，并在SOC下降到第一设定值时再切换到混动模式进行行车发电的控制方式更为省油，因此控制车辆切换为纯电模式，如果第一预期累计油耗不小于第二预期累计油耗，说明此时车辆维持混动模式更为省油，因此将车辆维持混动模式。上述控制方式使车辆处于巡航过程时，能够有效降低车辆油耗，提升整车经济性。
可选地，计算与一个判断周期相同时长内，车辆维持混动模式并停止行车发电的第二预期累计油耗包括：计算一个判断周期的时长，并根据发动机基准扭矩和发动机当前转速确定车辆维持混动模式并停止行车发电的第二油耗，第二预期累计油耗等于第二油耗与一个判断周期的时长的乘积。
进一步地，计算一个判断周期的时长包括：计算一个判断周期内车辆处于混动模式的时长，并计算一个判断周期内车辆处于纯电模式的时长，一个判断周期的时长等于一个判断周期内车辆处于混动模式的时长与处于纯电模式的时长之和。
进一步地，计算一个判断周期内车辆处于纯电模式的时长包括：根据发动机当前转速、发动机基准扭矩、离合器效率和当前工况下电驱系统效率计算车辆处于纯电模式时的电机输出端驱动功率，具体地，由发动机当前转速与发动机基准扭矩的乘积得到车辆处于混动模式下停止行车发电并且电机输出扭矩为零时的发动机功率，由该发动机功率与离合器效率以及当前工况下电驱系统效率的乘积得到车辆处于纯电模式下电机输出端驱动功率。当前工况下，车辆处于混动模式，未进行行车发电，此时电机空转，也即是电机只起到传递发动机转速和扭矩的作用，电机本身并不输出扭矩，此时电驱系统的损耗分为两部分，一部分是电机转动的机械损耗，此数据可以根据发动机当前转速查表得到，另一部分是电机高转速下为了消除弱磁影响而产生的热损耗，这部分可以通过车辆上的实时监测数据得到，根据实时监测的热损耗和根据发动机当前转速查表得到的机械损耗可以计算当前工况下电驱系统效率。根据车辆处于纯电模式时的电机输出端驱动功率以及发动机当前转速计算电池端放电功率，根据SOC的第一设定值、SOC的第二设定值以及电池端放电功率计算一个判断周期内车辆处于纯电模式的时长，具体地，对于P2型混合动力车辆，发动机转速等于电机转速，车辆处于纯电模式时的电机输出端驱动功率除以发动机当前转速可以得到电机输出扭矩，根据发动机当前转速和电机输出扭矩查表可以得到纯电模式下的电驱系统效率，电机输出端驱动功率除以纯电模式下的电驱系统效率即可得到电池端放电功率，SOC的第一设定值与SOC的第二设定值的差值即是纯电模式下的电池耗电量，纯电模式下的电池耗电量除以电池端放电功率即可得到一个判断周期内车辆纯电行驶的时长。
进一步地，计算一个判断周期内车辆处于混动模式的时长包括：根据发动机当前转速查表确定车辆处于混动模式并进行行车发电时的发动机行车发电设定扭矩；根据车辆处于混动模式并进行行车发电时的发动机行车发电设定扭矩、发动机基准扭矩、发动机当前转速计算电机端发电功率，具体地，由发动机行车发电设定扭矩与发动机当前转速的乘积可以得到车辆在混动模式下进行行车发电时的发动机功率，车辆在混动模式下进行行车发电时的发动机功率乘以离合器效率以及车辆混动模式下进行行车发电时的电驱系统效率，再减去车辆在混动模式下进行行车发电时电机输出端驱动功率，即可得到电机端发电功率，车辆在混动模式下进行行车发电时电机输出端驱动功率与车辆在纯电模式下的电机输出端驱动功率相等，车辆混动模式下进行行车发电时的电驱系统效率可以根据此时电机的转速和扭矩查表得到。根据电机端发电功率和电池发电效率计算电池端发电功率；根据SOC的第一设定值、SOC的第二设定值以及电池端发电功率计算一个判断周期内车辆处于混动模式的时长。电机端发电功率乘以电池发电效率即可得到电池端发电功率，纯电模式下的电池耗电量除以电池端发电功率即可得到一个判断周期内车辆处于混动模式的时长。
可选地，计算一个判断周期内车辆的第一预期累计油耗包括：根据发动机当前转速和发动机行车发电设定扭矩确定车辆处于混动模式并进行行车发电的第一油耗，第一预期累计油耗等于第一油耗与一个判断周期内车辆处于混动模式的时长的乘积，具体地，根据发动机当前转速和发动机行车发电设定扭矩查表可以获得车辆处于混动模式并进行行车发电的第一油耗。
可选地，判断车辆当前能量模式前还包括：控制电机输出扭矩为零，计算发动机维持当前车速所需要的输出扭矩，发动机基准扭矩等于发动机维持当前车速所需要的输出扭矩。
可选地，巡航控制还包括：如果设定时长内，纯电模式与混动模式切换次数大于设定次数，则本次巡航能量模式锁定为混动模式，混动模式下电池SOC达到第二设定值后，车辆继续保持混动模式并停止行车发电。如果车辆在纯电模式和混动模式之间切换过于频繁，会影响整车舒适性，因此需要限制车辆在设定时长内的切换次数。如果SOC的第一设定值和第二设定值的选择比较合理，车辆在设定时长内的切换次数一般不会超过设定次数，但是当SOC的第一设定值和第二设定值的选择不太合理，或者电池出现故障时，会出现短时间内车辆在纯电模式和混动模式之间不断切换的现象，此时将本次巡航能量模式锁定为混动模式可以保证整车舒适性。
本实施例还提供一种混合动力车辆巡航控制装置，使用上述的混合动力车辆巡航控制方法进行车辆巡航控制。
本实施例还提供一种车辆，使用上述的混合动力车辆巡航控制方法进行车辆巡航控制。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种混合动力车辆巡航控制方法，其特征在于，包括：
如果车辆处于巡航过程，则进行巡航控制，巡航控制包括：
监测车辆电池的SOC，并判断车辆当前能量模式；
如果车辆当前处于纯电模式，则判断SOC是否大于第一设定值，如果是，则控制车辆维持纯电模式，如果否，则控制车辆进入混动模式并进行行车发电；
如果车辆当前处于混动模式，则判断SOC是否小于第二设定值，如果是，则控制车辆维持混动模式并进行行车发电，如果否，则判断电机可输出扭矩是否小于发动机基准扭矩，如果是，则控制车辆维持混动模式并停止行车发电，如果否，则进行油耗判断，第二设定值大于第一设定值，发动机基准扭矩为车辆维持当前车速所需要的动力系统的输出扭矩，车辆维持混动模式并停止行车发电时电机的输出扭矩为零；
油耗判断包括：
以车辆在纯电模式下SOC从第二设定值下降到第一设定值，并在混动模式行车发电状态下SOC从第一设定值上升到第二设定值为一个判断周期，计算一个判断周期内车辆的第一预期累计油耗，并计算与一个判断周期相同时长内，车辆维持混动模式并停止行车发电的第二预期累计油耗，判断第一预期累计油耗是否小于第二预期累计油耗，如果是，则控制车辆进入纯电模式，如果否，则控制车辆维持混动模式并停止行车发电。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆巡航控制方法，其特征在于，计算与一个判断周期相同时长内，车辆维持混动模式并停止行车发电的第二预期累计油耗包括：
计算一个判断周期的时长，并根据发动机基准扭矩和发动机当前转速确定车辆维持混动模式并停止行车发电的第二油耗，第二预期累计油耗等于第二油耗与一个判断周期的时长的乘积。
3.根据权利要求2所述的混合动力车辆巡航控制方法，其特征在于，计算一个判断周期的时长包括：
计算一个判断周期内车辆处于混动模式的时长，并计算一个判断周期内车辆处于纯电模式的时长，一个判断周期的时长等于一个判断周期内车辆处于混动模式的时长与处于纯电模式的时长之和。
4.根据权利要求3所述的混合动力车辆巡航控制方法，其特征在于，计算一个判断周期内车辆处于纯电模式的时长包括：
根据发动机当前转速、发动机基准扭矩、离合器效率和当前工况下电驱系统效率计算车辆处于纯电模式时的电机输出端驱动功率；
根据车辆处于纯电模式时的电机输出端驱动功率以及发动机当前转速计算电池端放电功率，根据SOC的第一设定值、SOC的第二设定值以及电池端放电功率计算一个判断周期内车辆处于纯电模式的时长。
5.根据权利要求4所述的混合动力车辆巡航控制方法，其特征在于，计算一个判断周期内车辆处于混动模式的时长包括：
根据发动机当前转速查表确定车辆处于混动模式并进行行车发电时的发动机行车发电设定扭矩；
根据车辆处于混动模式并进行行车发电时的发动机行车发电设定扭矩、发动机基准扭矩、发动机当前转速计算电机端发电功率；
根据电机端发电功率和电池发电效率计算电池端发电功率；
根据SOC的第一设定值、SOC的第二设定值以及电池端发电功率计算一个判断周期内车辆处于混动模式的时长。
6.根据权利要求5所述的混合动力车辆巡航控制方法，其特征在于，计算一个判断周期内车辆的第一预期累计油耗包括：
根据发动机当前转速和发动机行车发电设定扭矩确定车辆处于混动模式并进行行车发电的第一油耗，第一预期累计油耗等于第一油耗与一个判断周期内车辆处于混动模式的时长的乘积。
7.根据权利要求1所述的混合动力车辆巡航控制方法，其特征在于，判断车辆当前能量模式前还包括：
控制电机输出扭矩为零，计算发动机维持当前车速所需要的输出扭矩，发动机基准扭矩等于发动机维持当前车速所需要的输出扭矩。
8.根据权利要求1所述的混合动力车辆巡航控制方法，其特征在于，巡航控制还包括：
如果设定时长内，纯电模式与混动模式切换次数大于设定次数，则本次巡航能量模式锁定为混动模式。
9.一种混合动力车辆巡航控制装置，其特征在于，使用权利要求1-8任一项所述的混合动力车辆巡航控制方法进行车辆巡航控制。
10.一种车辆，其特征在于，使用权利要求1-8任一项所述的混合动力车辆巡航控制方法进行车辆巡航控制。
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2022
- 2022-07-26 CN CN202210881040.6A patent/CN114954453B/zh active Active
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