CN115771500B - 一种混合动力系统发动机启动条件判定的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合动力系统发动机启动条件判定的控制方法，涉及混合动力系统控制技术领域，步骤包括：设置功率偏移量，并确定原始启动阈值；根据当前车速以及油门踏板开度，通过需求计算模块计算需求功率；当需求功率满足大于低启动阈值的条件时，则进行下一步；否则启动关闭指令；当需求功率满足大于高启动阈值的条件时，则启动开启指令；否则进行下一步；当需求功率不满足大于高启动阈值的条件时，计算功率积分；当计算的功率积分大于积分阈值时，则启动开启指令；否则启动关闭指令；结束操作。本发明的控制方法将启动阈值分设高启动阈值和低启动阈值两段，提高了动力的实时响应性，并且节省了油耗。

Description

一种混合动力系统发动机启动条件判定的控制方法

技术领域

本发明涉及混合动力系统控制技术领域，具体涉及一种混合动力系统发动机启动条件判定的控制方法。

背景技术

传统的混合动力系统有纯电行驶、混动行驶、滑行发电等工作模式，采用行星排的结构形式，其中，发动机连接行星架，发电机连接太阳轮，驱动电机连接齿圈，齿圈输出动力，经过第二个行星排传递给车轮。当驾驶员深踩油门，纯电行驶无法满足其需求功率，此时需要启动发动机进入混动行驶工作模式，否则需尽可能地关闭发动机以降低油耗。而在行驶过程中,混合动力系统控制器HCU要根据驾驶员的踏板操作频繁地启动和关闭发动机。而启动和关闭发动机与驾驶员的踏板操作有关。当驾驶员踩下油门踏板时，若需求功率大于发动机的启动阈值，则启动发动机；若需求功率小于停止阈值，则关闭发动机。而此操作则会产生如下几个问题，第一个问题是：当驾驶员的油门踩踏操作不平滑时，会造成需求功率波动大，瞬态地超过启动阈值或低于停止阈值，这样会造成发动机频繁的启停。针对该问题，一般的做法是对油门踏板或需求功率进行平滑滤波处理，但这样做会降低动力的实时响应性，影响驾驶感受。第二个问题是：当需求扭矩长时间地接近但低于启动阈值时，此时需求功率较大但不会启动发动机，一直处于纯电行驶状态，造成电气损失变大，电池电量消耗过快。针对该问题，一般的做法是将启动阈值适当下移，但是不利于油耗。

公开号为CN115384481A的中国专利公开了提供一种驱动模式的控制方法、装置和计算机可读存储介质。其中，方法包括根据车辆油门踏板开度及实时车速，确定驱动牵引力；根据所述驱动牵引力和所述实时车速，确定所述车辆的行驶需求功率；在所述车辆的发动机达到启机条件的情况下，比较所述行驶需求功率与并联驱动模式的进入功率阈值，且比较所述行驶需求功率与所述并联驱动模式的退出功率阈值，确定所述车辆的驱动模式，所述进入功率阈值大于所述退出功率阈值；输出与所述车辆的所述驱动模式相应的控制指令，控制相应的执行部件在所述驱动模式下工作。但是该专利并不涉及启动阈值分为高、低两段的方案，且无法有效地将变量的积分量作为一个判定依据，降低了动力的实时响应性以及不利于驾驶的体验感。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提供了一种混合动力系统发动机启动条件判定的控制方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种混合动力系统发动机启动条件判定的控制方法，包括以下步骤：

步骤S1：设置功率偏移量，并确定原始启动阈值；

步骤S2：根据当前车速以及油门踏板开度，通过需求计算模块计算需求功率；当需求功率满足大于低启动阈值的条件时，则进行步骤S3；当需求功率不满足大于低启动阈值的条件时，则启动关闭指令；

步骤S3：当需求功率满足大于高启动阈值的条件时，则启动开启指令；否则，进行步骤S4；

步骤S4：当需求功率不满足大于高启动阈值的条件时，计算功率积分；

步骤S5：当计算的功率积分大于积分阈值时，则启动开启指令；否则启动关闭指令；

步骤S6：结束操作。

基于上述技术方案，更进一步地，步骤S2中计算需求功率的过程，包括以下步骤：

步骤S21：根据当前车速、油门踏板开度，通过驱动力map查表的方式得到驱动扭矩；

步骤S22：驱动功率=驱动扭矩当前车速/ 9550，驱动功率的单位为kW；

步骤S23：需求功率=驱动功率+系统损失功率+电池充放电功率×充放电效率，需求功率的单位为kW。

基于上述技术方案，更进一步地，步骤S1中的原始启动阈值由启动阈值计算模块根据当前车速，并查表获得，且原始启动阈值包括高启动阈值和低启动阈值。

基于上述技术方案，更进一步地，低启动阈值=原始启动阈值-偏移量；

高启动阈值=原始启动阈值+偏移量。

基于上述技术方案，更进一步地，步骤S4中功率积分由积分计算模块进行计算，且计算之前，需要对积分数值进行清零处理，以消除上次积分计算对本次计算结果的影响。

基于上述技术方案，更进一步地，功率积分的计算公式为：

功率积分=

。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明的控制方法将启动阈值分设高启动阈值和低启动阈值两段，在原启动阈值的基础上，向下偏移一定量，设为低启动阈值；向上偏移一定量，设为高启动阈值。当需求功率超过低启动阈值时，不会立即启动发动机，而是开始对需求功率进行积分计算，只有当积分值达到一定量之后，方可启动发动机。当需求功率超过高启动阈值时，则认为驾驶员的功率需求强烈，直接启动发动机；提高了动力的实时响应性，并且节省了油耗。

附图说明

图1为本发明控制方法的简易流程图；

图2为本发明控制方法的模块框图；

图3为本发明原始启动阈值的示意图；

图4为本发明的控制过程示意图；

图5为本发明结合油门踏板开度和车速参数查询驱动扭矩大小的map图；

图6为本发明系统损失功率map图；

图7为本发明电池充放电功率map图。

具体实施方式

为使本发明的目的和技术方案更加清楚，下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1

如图1和图2所示，一种混合动力系统发动机启动条件判定的控制方法，涉及需求功率计算模块、启动阈值计算模块、发动机启动判定模块和启动指令输出模块，其中，发动机启动判定模块又包括功率积分计算模块和功率积分判断模块。具体的，包括以下步骤：

步骤S1：设置功率偏移量，并确定原始启动阈值；

其中，如图3所示，原始启动阈值由启动阈值计算模块根据当前车速，并查表获得，是通过一张一维表格查表获得，横坐标为车速，纵坐标为原始启动阈值，且该表格根据试验得到的发动机万有特性图和发电机以及电动机的系统效率图来初步确定；且原始启动阈值包括高启动阈值和低启动阈值，低启动阈值=原始启动阈值-偏移量；高启动阈值=原始启动阈值+偏移量，具体的偏移量是一个标定值，需要根据实车的测试标定来最终确定。而在标定之前，一般会根据经验设置一个初始的默认值，该默认值根据车型的不同而不同，比如设置为5kW。

步骤S2：根据当前车速以及油门踏板开度，通过需求计算模块计算需求功率；当需求功率满足大于低启动阈值的条件时，则进行步骤S3；当需求功率不满足大于低启动阈值的条件时，则启动关闭指令；其中，该启动关闭指令也即是指代的启动保持默认值0，进入启动指令输出模块；

具体的，计算需求功率的过程，包括以下步骤：

步骤S21：根据当前车速、油门踏板开度，通过驱动力map查表的方式得到驱动扭矩；具体的，如图5所示，通过一张二维的map图，根据油门踏板开度和车速这两个参数，查表得出驱动扭矩的大小。

步骤S22：驱动功率=驱动扭矩×当前车速/9550；

步骤S23：需求功率=驱动功率+系统损失功率+电池充放电功率×充放电效率。具体的，步骤S22和步骤S23中涉及的所有功率的单位均为kW，系统损失功率是通过一张二维的map图查表所得，如图6所示，根据车速和步骤S21中的驱动扭矩这两个因素，通过查表获得系统损失功率的大小，该map图中的数据是通过实车试验测得的；电池充放电功率是通过一张车速和SOC的二维map图查表所得，如图7所示，在该二维map图中，以SOC=50%为控制中心点，此时充放电功率为0，当SOC高于50%时，处于放电状态；当SOC低于50%时，处于充电状态；同时，车速越高，放电功率也越大，这是因为高速时更易于制动能量回收，也更易于电池过充电。此时主动地增大放电功率，尽量减少电池过充的可能性。

步骤S3：当需求功率满足大于高启动阈值的条件时，则启动开启指令；否则，进行步骤S4；其中，该启动开启指令也即是指代的启动指令置1，进入启动指令输出模块；

步骤S4：当需求功率不满足大于高启动阈值的条件时，计算功率积分；也即是，当需求功率在低启动阈值和高启动阈值之间时，则进入积分计算模块进行功率积分的计算；其中，功率积分由积分计算模块进行计算，且计算之前，需要对积分数值进行清零处理，以消除上次积分计算对本次计算结果的影响，该功率积分的计算公式为：

功率积分=

。

步骤S5：当计算的功率积分大于积分阈值时，则启动开启指令；否则启动关闭指令；其中，积分阈值是一个标定值，会根据经验设置一个初始的默认值，一般设为5kW。

步骤S6：结束操作，也即是将相应的指令输出至发动机控制器。

本控制方法将启动阈值分设高启动阈值和低启动阈值两段，在原启动阈值的基础上，向下偏移一定量，设为低启动阈值；向上偏移一定量，设为高启动阈值。当需求功率超过低启动阈值时，不会立即启动发动机，而是开始对需求功率进行积分计算，如图4中的阴影部分A和阴影部分B所示，其中，图4为控制过程示意图，用于说明在某工况下的过程，其横纵坐标数据没有具体的，例如图4中的横坐标t1仅表示，在t1时刻，平滑的油门操作产生的需求功率曲线与低启动阈值相交，具体的，阴影部分A表示的工况为：在驾驶员不平滑地踩踏油门踏板的情况下，需求功率超过低启动阈值，但维持时间较短，积分未达到步骤S5中设定的积分阈值，不会启动发动机，也即是虚线所示；阴影部分B表示的工况为：在驾驶员较为平滑地踩踏油门踏板的情况下，需求功率超过低启动阈值，且维持了较长时间，使得积分达到了步骤S5中设定的积分阈值，此时启动发动机，也即是点划线所示。也即是，只有当积分值达到一定量之后，方可启动发动机。当需求功率超过高启动阈值时，则认为驾驶员的功率需求强烈，直接启动发动机。

最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (3)

1.一种混合动力系统发动机启动条件判定的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：设置功率偏移量，并确定原始启动阈值；原始启动阈值由启动阈值计算模块根据当前车速，并通过查询一维表格获得，且原始启动阈值包括高启动阈值和低启动阈值，其中一维表格的横坐标为车速，纵坐标为原始启动阈值；

低启动阈值=原始启动阈值-偏移量；

高启动阈值=原始启动阈值+偏移量；

步骤S2：根据当前车速以及油门踏板开度，通过需求计算模块计算需求功率；当需求功率满足大于低启动阈值的条件时，则进行步骤S3；当需求功率不满足大于低启动阈值的条件时，则启动关闭指令；

计算需求功率的过程，包括以下步骤：

步骤S21：根据当前车速、油门踏板开度，通过驱动力map查表的方式得到驱动扭矩；

步骤S22：驱动功率=驱动扭矩×当前车速/9550；

步骤S23：需求功率=驱动功率+系统损失功率+电池充放电功率×充放电效率；电池充放电功率是通过一张车速和SOC的二维map图查表所得；且在二维map图中，以SOC=50%为控制中心点，此时充放电功率为0，当SOC高于50%时，处于放电状态；当SOC低于50%时，处于充电状态；

系统损失功率是通过一张二维的map图查表所得，根据车速和步骤S21中的驱动扭矩这两个因素，通过查表获得系统损失功率的大小；

步骤S3：当需求功率满足大于高启动阈值的条件时，则启动开启指令；否则，进行步骤S4；

步骤S4：当需求功率不满足大于高启动阈值的条件时，计算功率积分；功率积分由积分计算模块进行计算，且计算之前，需要对积分数值进行清零处理，以消除上次积分计算对本次计算结果的影响；

功率积分的计算公式为：

功率积分=

步骤S5：当计算的功率积分大于积分阈值时，则启动开启指令；否则启动关闭指令；其中，在驾驶员不平滑地踩踏油门踏板的情况下，需求功率超过低启动阈值，但维持时间较短，积分未达到步骤S5中设定的积分阈值，不会启动发动机；在驾驶员较为平滑地踩踏油门踏板的情况下，需求功率超过低启动阈值，且维持了较长时间，使得积分达到了步骤S5中设定的积分阈值，此时启动发动机；

步骤S6：结束操作。

2.根据权利要求1所述的一种混合动力系统发动机启动条件判定的控制方法，其特征在于，步骤S1中的偏移量是一个标定值，设定偏移量为5kW。

3.根据权利要求1所述的一种混合动力系统发动机启动条件判定的控制方法，其特征在于，步骤S5中的积分阈值是一个标定值，设为5kW。

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