CN116412053A - 一种混动车控制方法、系统和混动车 - Google Patents

一种混动车控制方法、系统和混动车 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种混动车控制方法、系统和混动车，确保了低压启动的安全性。该方法包括：响应于断开混动车的隔离开关的指令，调节所述隔离开关一端的电压；其中，所述隔离开关用于接通或分断混动车的直流转直流电源模块的低压侧与混动车的低压电池之间的电气连接，混动车的启动电机接在所述低压电池两端；根据所述隔离开关的电气参数判断所述隔离开关是否成功断开；若所述隔离开关成功断开，则向所述启动电机发送启动请求；若所述隔离开关未断开，则控制所述启动电机继续保持在非运行状态。

Description

一种混动车控制方法、系统和混动车
技术领域
本发明涉及混合动力技术领域，更具体地说，涉及一种混动车控制方法、系统和混动车。
背景技术
混动车是指同时装备两种动力来源——热动力源(传统的发动机)与电动力源(动力电池与驱动电机)的汽车。混动车的一种控制逻辑是车辆通过低压启动方式进入直驱模式。所谓直驱模式，就是发动机启动直接驱动车辆。所谓低压启动，就是用低压电池(低压电池由动力电池通过直流转直流电源模块进行充电)做电源，由启动电机拖动发动机启动。
但是，低压启动方式在发动机启动瞬间会产生大电流，拉低低压电池的电压，这会影响其他低压负载的正常工作，存在安全隐患。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种混动车控制方法、系统和混动车，以确保低压启动的安全性。
一种混动车控制方法，包括：
响应于断开混动车的隔离开关的指令，调节所述隔离开关一端的电压；其中，所述隔离开关用于接通或分断混动车的直流转直流电源模块的低压侧与混动车的低压电池之间的电气连接，混动车的启动电机接在所述低压电池两端；
根据所述隔离开关的电气参数判断所述隔离开关是否成功断开；
若所述隔离开关成功断开，则向所述启动电机发送启动请求；
若所述隔离开关未断开，则控制所述启动电机继续保持在非运行状态。
可选的，所述调节所述隔离开关一端的电压，包括：将所述低压侧的电压从当前值增大到第一预设值。
可选的，所述将所述低压侧的电压从当前值增大到第一预设值，包括：以所述第一预设值作为给定值，对所述低压侧的电压进行闭环控制，直至所述闭环控制达到稳态。
可选的，根据所述隔离开关的电气参数判断所述隔离开关是否成功断开，包括：判断所述隔离开关两端的压差是否超过第二预设值，若是，判定所述隔离开关成功断开，若否，判定所述隔离开关未断开。
可选的，根据所述隔离开关的电气参数判断所述隔离开关是否成功断开，包括：判断所述隔离开关另一端的电压的变化量的绝对值是否超过第三预设值，若是，判定所述隔离开关未断开，若否，判定所述隔离开关成功断开。
可选的，所述控制所述启动电机继续保持在非运行状态后，还包括：
将所述隔离开关未断开的统计次数加一，当所述统计次数达到预设次数时，记录故障码。
可选的，所述控制所述启动电机继续保持在非运行状态后，还包括：将被调节的电压恢复到初始值；
所述向所述启动电机发送启动请求后，还包括：在混动车的发动机启动后，将被调节的电压恢复到初始值，并闭合所述隔离开关。
可选的，所述闭合所述隔离开关后，还包括：
根据所述隔离开关的电气参数判断所述隔离开关是否成功闭合，若否，报出故障。
一种混动车控制系统，包括：处理器和存储器，所述存储器上存储有程序，所述程序被所述处理器执行时实现如上述公开的任一种混动车控制方法。
一种混动车，包括：如上述公开的混动车控制系统。
从上述的技术方案可以看出，本发明在低压启动前首先通过断开隔离开关K1来切断一些低压负载与低压电池间的电气连接，以避免这些低压负载受到低压电池电压下降的影响；又考虑到在实际应用时可能存在隔离断开K1断开失败的情况，因此本发明还在断开隔离开关K1的指令发出后，判断隔离开关K1真正断开与否，具体为：由于隔离开关K1断开前后，改变隔离开关K1一端的电压，可使隔离开关K1的同一项电气参数处于不同值，所以本发明响应于断开隔离开关K1的指令，改变隔离开关K1一端的电压，然后根据所述电气参数判断隔离开关K1真正断开与否，根据判断结果决定是否继续进行低压启动，确保了低压启动的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种混动车控制方法流程图；
图2为本发明实施例公开的一种混动车低压系统结构示意图；
图3为本发明实施例公开的又一种混动车控制方法流程图；
图4为本发明实施例公开的又一种混动车控制方法流程图；
图5为本发明实施例公开的又一种混动车低压系统结构示意图。
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、完整地描述，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做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。
参见图1，本发明实施例公开了一种混动车控制方法，包括：
步骤S01：响应于断开混动车的隔离开关K1的指令，调节隔离开关K1一端的电压，之后进入步骤S02；其中，参见图2，隔离开关K1(一般采用隔离继电器)用于接通或分断混动车的直流转直流电源模块的低压侧与混动车的低压电池之间的电气连接，混动车的启动电机M接在所述低压电池两端。
步骤S02：根据隔离开关K1的电气参数判断隔离开关K1是否成功断开；若是，进入步骤S03；若否，进入步骤S04。
步骤S03：向启动电机M发送启动请求，至此本轮控制结束。
步骤S04：控制启动电机M继续保持在非运行状态，至此本轮控制结束。
具体的，混动车常见的驾驶模式有纯电动模式、串联模式和直驱模式等，在驾车时可根据实际情况人为或自动选择进入哪种驾驶模式。其中，所谓纯电动模式，就是发动机不启动，动力电池提供的直流电经逆变器转换成交流电供驱动电机使用，驱动电机将电能转换为机械能从而驱动车辆。所谓串联模式，就是发动机启动，但发动机此时不直接驱动车辆而是带动发电机发电，发电机的发电和动力电池输出的电能可共同输出到驱动电机来驱动汽车行驶。所谓直驱模式，就是发动机启动直接驱动车辆。
混动车可通过滑膜启动方式或者低压启动方式进入直驱模式，具体采用哪种方式进入直驱模式可以是混动车控制系统根据实际情况自动选择。其中，所谓低压启动，就是用低压电池(混动车有两类电池，一是高压电池也即动力电池，二是低压电池，该低压电池由动力电池通过直流转直流电源模块进行充电)做电源，由启动电机拖动发动机启动。由于目前混动车中使用的低压电池普遍为12V蓄电池，所以低压启动方式一般又称为12V启动方式。本文主要以通过低压启动方式进入直驱模式为例进行分析。
在现有技术中，直流转直流电源模块的低压侧与低压电池、启动电机M及其他低压负载并联，低压启动方式在发动机启动瞬间会产生大电流，拉低低压电池的电压，这会影响其他一些低压负载的正常工作，存在安全隐患，故本发明实施例增加了隔离开关K1，例如图2所示：在不进行低压启动时，保持隔离开关K1闭合，此时直流转直流电源模块的低压侧与低压电池、启动电机M及其他低压负载并联；在需要进行低压启动时，断开隔离开关K1，使低压电池独立支撑启动电机M拖动发动机启动，其他一些低压负载由直流转直流电源模块的低压侧供电所以不会受到低压电池电压下降的影响。
又考虑到如果在发送断开隔离开关K1的指令后，延时一定时间即开始控制启动电机M拖动发动机启动，而并无对隔离开关K1真正断开与否的检测，那么一旦出现隔离开关K1实际并未断开(例如隔离开关K1触点粘连)的情况，则此时隔离开关K1形同虚设，混动车仍是存在安全隐患。
对此，本发明实施例在进行低压启动前，响应于断开隔离开关K1的指令，增加了一个针对隔离开关K1真正断开与否的检测过程，若隔离开关K1成功断开，则向启动电机M发送启动请求，继续进行低压启动，进入直驱模式；若隔离开关K1实际并未断开，则控制启动电机M继续保持在非运行状态，此时车辆不再采用低压启动方式进入直驱模式，但仍可以采用其他合适的方式进入直驱模式。
本发明实施例给出的针对隔离开关K1真正断开与否的检测过程，可以是：调节隔离开关K1一端的电压，然后根据隔离开关K1的电气参数判断隔离开关K1是否真正断开。其原理分析如下：在隔离开关K1断开前后，改变隔离开关K1一端的电压(例如将直流转直流电源模块的低压侧电压从当前值增大到第一预设值T1)，可使隔离开关K1的同一项电气参数(例如隔离开关K1两端的压差或隔离开关K1另一端的电压等)处于不同值，那么根据所述电气参数即可判断出隔离开关K1真正断开与否。
综上所述，本发明实施例在低压启动前首先通过断开隔离开关K1来切断一些低压负载与低压电池间的电气连接，以避免这些低压负载受到低压电池电压下降的影响；又考虑到在实际应用时可能存在隔离断开K1断开失败的情况，因此本发明实施例还在断开隔离开关K1的指令发出后，判断隔离开关K1真正断开与否，具体为：由于隔离开关K1断开前后，改变隔离开关K1一端的电压，可使隔离开关K1的同一项电气参数处于不同值，所以本发明实施例响应于在进行低压启动前预先下发的断开隔离开关K1的指令，改变隔离开关K1一端的电压，然后根据所述电气参数判断隔离开关K1真正断开与否，根据判断结果决定是否继续进行低压启动，确保了低压启动的安全性，解决了现有技术存在的问题。
其中，调节隔离开关K1一端的电压，然后根据隔离开关K1两端的压差判断隔离开关K1真正断开与否，其原理分析如下：
在隔离开关K1断开前，不论是否改变隔离开关K1一端的电压，隔离开关K1两端电压都始终相等；而在隔离开关K1断开后，直流转直流电源模块与低压电池之间断开连接，此时直流转直流电源模块的低压侧电压保持当前值，低压电池电压保持当前值或略有下降，此时如果不去改变隔离开关K1一端的电压，则隔离开关K1两端并无压差或无明显压差，而通过改变隔离开关K1一端的电压可使隔离开关K1两端出现明显压差；基于此，本发明实施例响应于在进行低压启动前预先下发的断开隔离开关K1的指令，改变隔离开关K1一端的电压，然后根据隔离开关K1两端有无明显压差判断隔离开关K1真正断开与否。
例如，根据隔离开关K1两端有无明显压差判断隔离开关K1真正断开与否，可以是：判断隔离开关K1两端的压差是否超过第二预设值T2，若是，判定隔离开关K1成功断开，若否，判定隔离开关K1未断开。此示例下对应的一种混动车控制方法例如图3所示，包括：
步骤S11：响应于断开混动车的隔离开关K1的指令，将直流转直流电源模块的低压侧电压从当前值增大到第一预设值T1，之后进入步骤S12。
步骤S12：判断隔离开关K1两端的压差是否超过第二预设值T2；若是，进入步骤S13；若否，进入步骤S14。
步骤S13：向启动电机M发送启动请求，至此本轮控制结束。
步骤S14：控制启动电机M继续保持在非运行状态，至此本轮控制结束。
其中，调节隔离开关K1一端的电压，然后根据隔离开关K1另一端的电压判断隔离开关K1真正断开与否，其原理分析如下：
在隔离开关K1断开前，改变隔离开关K1一端的电压，隔离开关K1另一端电压也会随之改变，隔离开关K1两端电压始终相等；而在隔离开关K1断开后，直流转直流电源模块与低压电池之间断开连接，此时直流转直流电源模块的低压侧电压保持当前值，低压电池电压保持当前值或略有下降，此时改变改变隔离开关K1一端的电压，隔离开关K1另一端电压并不会随之改变；基于此，本发明实施例响应于在进行低压启动前预先下发的断开隔离开关K1的指令，改变隔离开关K1一端的电压，然后根据隔离开关K1另一端电压是否会随之发生明显的变化判断隔离开关K1真正断开与否。
例如，根据隔离开关K1另一端电压是否会随之发生明显的变化判断隔离开关K1真正断开与否，可以是：判断隔离开关K1另一端的电压的变化量的绝对值是否超过第三预设值T3，若是，判定隔离开关K1未断开，若否，判定隔离开关K1成功断开。此示例下对应的一种混动车控制方法例如图4所示，包括：
步骤S21：响应于断开混动车的隔离开关K1的指令，将直流转直流电源模块的低压侧电压从当前值增大到第一预设值T1，之后进入步骤S22。
步骤S22：判断隔离开关K1另一端的电压的变化量是否超过第三预设值T3；若是，进入步骤S23；若否，进入步骤S24。
步骤S23：向启动电机M发送启动请求，至此本轮控制结束。
步骤S24：控制启动电机M继续保持在非运行状态，至此本轮控制结束。
其中，将直流转直流电源模块的低压侧电压从当前值增大到第一预设值T1，可采取的方法如下：以第一预设值T1作为给定值，对直流转直流电源模块的低压侧电压进行闭环控制，直至所述闭环控制达到稳态。具体分析如下：
混动车控制系统的组成部件包括：HCU(Hybrid ControlUnit，混合动力整车控制器)和CEM(Central Electronic Module，中央电子模块，又称中央汽车配置控制器)等。其中，HCU是混动车的整个混合动力系统的主控制器，承担了整个系统的能量分配、扭矩管理、错误诊断等功能。CEM的功能相当于中央控制网关，连接着车内所有的总线拓扑结构。
在现有技术中，在发动机不启动时，直流转直流电源模块低压侧电压请求信号V1就等于CEM向HCU发送的电压请求值V4，V1和V4均为电压值，HCU利用闭环控制原理，根据直流转直流电源模块的低压侧电压V2(实际值)与直流转直流电源模块低压侧电压请求信号V1(给定值)之间的偏差去调节电压V2，直至该偏差减小到允许范围内也即闭环控制达到稳态；在此期间，不论隔离开关K1确实断开与否，电压V2都始终跟随电压V1变化。
基于此，本发明实施例为将低压侧电压V2从当前值增大到第一预设值T1，可以以所述第一预设值T1作为给定值(即将直流转直流电源模块低压侧电压请求信号V1设置为第一预设值T1)，对所述低压侧的电压V2进行闭环控制，直至所述闭环控制达到稳态。
上述增大低压侧电压V2的方式由纯软件方式实现，无需硬件投入，节省成本；而且，由于隔离开关K1断开后，低压电池的电压V3可能会略有下降，通过增大低压侧电压V2可以使电压V2与电压V3之间产生更明显的压差，更利于检测。
需要说明的是，在混动车中，直流转直流电源模块的低压侧电压V2有允许范围，一般是13V～15V，所以第一预设值T1不能超过电压V2的上限值，例如可以设置为14.9V，此时第二预设值T2例如可设置为0.5V。
此外，考虑到电压V2有上下限值，如果增大低压侧电压V2前，低压侧电压V2已无增大空间，则本方案将无法正常执行，所以增大低压侧电压V2的前提条件是：直流转直流电源模块的低压侧电压V2小于第四预设值T4，以保证低压侧电压V2有足够的上升空间。举个例子，当直流转直流电源模块低压侧电压V2的上下限值分别为13V、15V，第一预设值T1为14.9V，第二预设值T2为0.5V时，第四预设值T4可设置为14.3V。
可选的，基于上述公开的任一实施例，在控制启动电机M继续保持在非运行状态后，还包括：将隔离开关K1未断开的统计次数加一，当所述统计次数达到预设次数n(n≥1)时，不报故障但记录故障码，以便于车辆维修人员进行维修。本发明实施例推荐设置n＝3，在连续三次未能成功断开隔离开关K1时，认为隔离开关K1确实断开有问题、并非偶然现象，记录故障码。
可选的，基于上述公开的任一实施例，向启动电机M发送启动请求后，还包括：在混动车的发动机启动后也即完成低压启动后，将被调节的电压恢复到初始值，并闭合隔离开关K1。其中，当被调节的电压为电压V2且调节电压V2是采用前文给出的纯软件方式实现时，恢复电压V2也对应采用下述纯软件方式实现，即：恢复直流转直流电源模块低压侧电压请求信号V1到初始值也即CEM向HCU发送的电压请求值V4。当然，在控制启动电机M继续保持在非运行状态后，也还包括：将被调节的电压恢复到初始值。
可选的，基于上一实施例，闭合隔离开关K1后，还包括：根据隔离开关K1的电气参数判断隔离开关K1是否成功闭合，若否，报出故障。例如，可通过检测电压V2与电压V3之差是否小于第五预设值T5来判断，若小于第五预设值T5，判定隔离开关K1已闭合，反之，判定隔离开关K1未闭合(例如隔离开关K1触点卡滞导致无法闭合)。举个例子，当直流转直流电源模块低压侧电压V2的上下限值分别为13V、15V，第一预设值T1为14.9V，第二预设值T2为0.5V，第四预设值T4可设置为14.3V时，第五预设值T5可设置为0.1V。
可选的，本发明实施例预先将除启动电机M外的其他低电负载分为重要负载和一般负载，所述重要负载例如为控制器等，所述一般负载可承受小幅电压波动，可继续维持在与启动电机M并联状态下，那么：
在断开隔离开关后，低压电池可以仅用于启动电机M拖动发动机启动，其他低压负载均由直流转直流电源模块的低压侧供电，例如图2所示；
或者，在断开隔离开关后，低压电池仅用于启动电机M拖动发动机启动和给一般负载供电，重要负载由直流转直流电源模块的低压侧供电，例如图5所示。
此外，本发明实施例还公开了一种混动车控制系统，包括：处理器和存储器，所述存储器上存储有程序，所述程序被所述处理器执行时实现如上述公开的任一种混动车控制方法。
此外，本发明实施例还公开了一种混动车，包括：如上述公开的混动车控制系统。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的不同对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明实施例的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明实施例将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种混动车控制方法，其特征在于，包括：
响应于断开混动车的隔离开关的指令，调节所述隔离开关一端的电压；其中，所述隔离开关用于接通或分断混动车的直流转直流电源模块的低压侧与混动车的低压电池之间的电气连接，混动车的启动电机接在所述低压电池两端；
根据所述隔离开关的电气参数判断所述隔离开关是否成功断开；
若所述隔离开关成功断开，则向所述启动电机发送启动请求；
若所述隔离开关未断开，则控制所述启动电机继续保持在非运行状态。
2.根据权利要求1所述的混动车控制方法，其特征在于，所述调节所述隔离开关一端的电压，包括：将所述低压侧的电压从当前值增大到第一预设值。
3.根据权利要求2所述的混动车控制方法，其特征在于，所述将所述低压侧的电压从当前值增大到第一预设值，包括：以所述第一预设值作为给定值，对所述低压侧的电压进行闭环控制，直至所述闭环控制达到稳态。
4.根据权利要求1、2或3所述的混动车控制方法，其特征在于，根据所述隔离开关的电气参数判断所述隔离开关是否成功断开，包括：判断所述隔离开关两端的压差是否超过第二预设值，若是，判定所述隔离开关成功断开，若否，判定所述隔离开关未断开。
5.根据权利要求1、2或3所述的混动车控制方法，其特征在于，根据所述隔离开关的电气参数判断所述隔离开关是否成功断开，包括：判断所述隔离开关另一端的电压的变化量的绝对值是否超过第三预设值，若是，判定所述隔离开关未断开，若否，判定所述隔离开关成功断开。
6.根据权利要求1、2或3所述的混动车控制方法，其特征在于，所述控制所述启动电机继续保持在非运行状态后，还包括：
将所述隔离开关未断开的统计次数加一，当所述统计次数达到预设次数时，记录故障码。
7.根据权利要求1、2或3所述的混动车控制方法，其特征在于，所述控制所述启动电机继续保持在非运行状态后，还包括：将被调节的电压恢复到初始值；
所述向所述启动电机发送启动请求后，还包括：在混动车的发动机启动后，将被调节的电压恢复到初始值，并闭合所述隔离开关。
8.根据权利要求7所述的混动车控制方法，其特征在于，所述闭合所述隔离开关后，还包括：
根据所述隔离开关的电气参数判断所述隔离开关是否成功闭合，若否，报出故障。
9.一种混动车控制系统，其特征在于，包括：处理器和存储器，所述存储器上存储有程序，所述程序被所述处理器执行时实现如权利要求1～8中任一项所述的混动车控制方法。
10.一种混动车，其特征在于，包括：如权利要求9所述的混动车控制系统。
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