CN1895942A - 双电机混合动力汽车动力系统控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种双电机混合动力汽车动力系统控制方法，包括混合动力汽车动力控制系统，其通过整车控制器(VCU－vehicle control unit)对混合动力系统进行控制；整车控制器综合处理相关传感器的信息包括驾驶员指令、动力系统工作状态参数等，根据加速踏板开度、制动踏板位置、车速、电池电量状态SOC等将驱动扭矩通过有关总成控制器及其相关的促动器合理分配给发动机和电机，实现了多种行驶模式间的合理切换，达到能量的高效转换、传递的目的，从而大幅度地降低整车的燃料消耗和废气排放。

Description

双电机混合动力汽车动力系统控制方法
技术领域
本发明涉及一种双电机混合动力汽车动力系统的控制方法。
背景技术
目前，人们日益重视对环境的保护和能源的有效、合理使用。因而，高效、节能、环保的混合动力汽车就成为汽车技术的主要发展趋势。混合动力汽车技术集成了当今许多有关汽车、能源、电子、计算机、控制等领域的高新技术。在国外，混合动力汽车的研制和开发已经历了十几年的时间，而比较成熟并形成产业化的只有日本的丰田和本田公司。在国内，从政府、科研单位、大专院校到汽车企业都开始重视并着手开展对混合动力汽车的研制和开发。
混合动力系统的结构型式和混合动力系统的控制方法是混合动力汽车整车2项核心技术，直接决定整车动力性、燃料经济性、排放性和整车成本等。本发明主要针对图1所示的“双电机混合动力汽车动力系统”(ZL02251127.X)的控制方法。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种双电机混合动力汽车动力系统控制方法，解决双电机混合动力汽车动力系统在发动机怠速停机或发电、纯电动行驶、串联行驶、发动机独立驱动、并联行驶、整车制动能量回收等多种行驶模式间的合理切换，达到能量的高效转换、传递的目的，从而大幅度地降低整车的燃料消耗和废气排放。
本发明的技术方案是这样实现的：双电机混合动力汽车动力系统控制方法，是以整车控制器(VCU-vehicle control unit)为载体，通过包括整车控制器在内的混合动力控制系统实现的。该系统还包括：
各总成控制器，如发动机控制单元、离合器控制器、变速器控制器、主电机控制器、副电机控制器、电池管理单元等；
相关的促动器，如发动机节气门促动装置、离合器促动装置、变速器选换档促动装置等；
相关的传感器，如车速传感器、加速踏板开度传感器、制动踏板位置传感器、变速器操纵杆位置开关、电池电压/电流/温度传感器等；
整车控制器为控制系统的上层主控制器，它负责采集和处理混合动力系统工作状态参数，并向低层子控制器发出操作指令要求。各总成控制器为控制系统的低层子控制器，它们负责采集、处理、调节其总成参数、控制相关促动器以满足整车控制器指令要求，并将有关信息发送给整车控制器。发动机控制单元为控制系统的一个低层子控制器，它负责调节发动机的输出扭矩和转速，使之满足整车控制器指令要求，并将有关信息发送给整车控制器。电池管理单元为控制系统的一个低层子控制器，它负责检测电池的电压、电流和温度等参数，计算SOC电量参数，并将这些参数发送给整车控制器。整车控制器采集处理相关传感器的信息包括驾驶员指令、动力系统工作状态参数等，根据加速踏板开度、制动踏板位置、车速、电池电量状态(SOC)等将驱动扭矩分配给发动机和电机，使整车混合动力系统在发动机怠速停机或发电、纯电动行驶、串联行驶、发动机独立驱动、并联行驶、整车制动能量回收等多种行驶模式间的合理切换；
1、在车辆处于静止状态，且加速踏板开度为零，当电池SOC达到规定值，发动机怠速停止，即发动机怠速停机行驶模式；当电池SOC低于规定值，让发动机工作驱动副电机发电，即发动机怠速发电行驶模式；
2、在车辆处于行驶状态，加速踏板开度较小，当电池SOC高于规定值，让离合器分离，车辆以主电机驱动行驶，即纯电动行驶模式；当电池SOC低于规定值，让发动机工作驱动副电机发电，车辆以主电机驱动行驶，即串联行驶模式；
3、在车辆处于行驶状态，加速踏板开度处中等位置。确定的发动机高效工作区内的扭矩可以满足驱动扭矩要求，让发动机单独驱动，当电池SOC低于规定值，让副电机发电，所发出的电量应使发动机仍能保持在确定的高效工作区范围内，即发动机独立驱动行驶模式；
4、在车辆处于行驶状态，加速踏板开度较大，确定的发动机高效工作区内的扭矩不能满足驱动扭矩要求，让主电机辅助驱动，当主电机达到了由电池SOC决定的最大驱动扭矩时，再让发动机节气门逐渐全部打开(并联行驶模式)。
5、在车辆处于行驶状态，加速踏板开度为零，若车速高于某规定值，让主电机发电回收制动能量，即制动能量回收行驶模式。
6、在车辆处于行驶状态，加速踏板开度为零，若车速低于某规定值，让离合器分离，车辆以主电机驱动低速行驶即纯电动行驶模式；当电池SOC低于规定值，让发动机工作驱动副电机发电，车辆以主电机驱动低速行驶即串联行驶模式。
本发明的积极效果在于多种行驶模式间的合理切换，达到能量的高效转换、传递的目的，从而大幅度地降低整车的燃料消耗和废气排放。
附图说明
图1是双电机混合动力汽车动力系统基本结构型式示意图。
图2是混合动力控制系统结构示意图。
图3是混合动力系统扭矩分配示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述：如图2所示，双电机混合动力汽车动力系统控制方法，是以整车控制器(VCU-vehicle controlunit)为载体，通过包括整车控制器在内的混合动力控制系统实现的。该系统还包括：
各总成控制器，如发动机控制单元、离合器控制器、变速器控制器、主电机控制器、副电机控制器、电池管理单元等；
相关的促动器，如发动机节气门促动装置、离合器促动装置、变速器选换档促动装置等；
相关的传感器，如车速传感器、加速踏板开度传感器、制动踏板位置传感器、变速器操纵开关、电池电压/电流/温度传感器等。
整车控制器采集处理相关传感器的信息(驾驶员指令、动力系统工作状态参数等)，根据加速踏板开度、制动踏板位置、车速、电池电量状态(SOC)等计算出发动机和电机的分担扭矩，并指令发动机ECU和电机控制器等进行调节和控制，从而实现扭矩要求，如图3所示，具体方法如下：
1、在标注①处，车辆处于静止状态，且加速踏板开度为零。当电池SOC达到规定值，发动机怠速停止(发动机怠速停机行驶模式)；当电池SOC低于规定值，让发动机工作驱动副电机发电(发动机怠速发电行驶模式)。
2、在标注②处，车辆处于行驶状态，加速踏板开度较小。当电池SOC高于规定值，让离合器分离，车辆以主电机驱动行驶(纯电动行驶模式)；当电池SOC低于规定值，让发动机工作驱动副电机发电，车辆以主电机驱动行驶(串联行驶模式)。
3、在标注③处，车辆处于行驶状态，加速踏板开度处中等位置。确定的发动机高效工作区内的扭矩可以满足驱动扭矩要求，让发动机单独驱动，当电池SOC低于规定值，让副电机发电，所发出的电量应使发动机仍能保持在确定的高效工作区范围内(发动机独立驱动行驶模式)。
4、在标注④处，车辆处于行驶状态，加速踏板开度较大。确定的发动机高效工作区内的扭矩不能满足驱动扭矩要求，让主电机辅助驱动，当主电机达到了由电池SOC决定的最大驱动扭矩时，再让发动机节气门逐渐全部打开(并联行驶模式)。
5、在标注⑤处，车辆处于行驶状态，加速踏板开度为零。若车速高于某规定值，让主电机发电回收制动能量(制动能量回收行驶模式)。
6、在标注⑥处，车辆处于行驶状态，加速踏板开度为零。若车速低于某规定值，让离合器分离，车辆以主电机驱动低速行驶(纯电动行驶模式)；当电池SOC低于规定值，让发动机工作驱动副电机发电，车辆以主电机驱动低速行驶(串联行驶模式)。该行驶模式与上述2相似，但车速很低，旨在模拟自动变速器的爬行(Creeping)功能。

Claims (9)

1、双电机混合动力汽车动力系统控制方法，其特征在于：包括混合动力汽车动力控制系统，其通过整车控制器(VCU-vehicle controlunit)对混合动力系统进行控制；整车控制器综合处理相关传感器的信息，根据加速踏板开度、制动踏板位置、车速、电池电量状态等将驱动扭矩分配给发动机和电机；
2、根据权利要求1所述的双电机混合动力汽车动力系统控制方法，其特征在于，控制系统进一步包括：
各总成控制器，含发动机控制单元、离合器控制器、变速器控制器、主电机控制器、副电机控制器、电池管理单元；
相关的促动器，如发动机节气门促动装置、离合器促动装置、变速器选换档促动装置等；
相关的传感器，含车速传感器、加速踏板开度传感器、制动踏板位置传感器、变速器操纵开关、电池电压/电流/温度传感器等。
整车控制器为控制系统的上层主控制器，它负责采集和处理混合动力系统工作状态参数，并向低层子控制器发出操作指令要求。各总成控制器为控制系统的低层子控制器，它们负责采集、处理、调节其总成参数、控制相关促动器以满足整车控制器指令要求，并将有关信息发送给整车控制器。发动机控制单元为控制系统的一个低层子控制器，它负责调节发动机的输出扭矩和转速，使之满足整车控制器指令要求，并将有关信息发送给整车控制器。电池管理单元为控制系统的一个低层子控制器，它负责检测电池的电压、电流和温度等参数，计算SOC电量参数，并将这些参数发送给整车控制器。
3、根据权利要求1所述的双电机混合动力汽车动力系统控制方法，其特征在于：整车控制器向各总成控制器发出控制指令，通过相关的促动器实现整车混合动力系统在发动机怠速停机或发电、纯电动行驶、串联行驶、发动机独立驱动、并联行驶、整车制动能量回收等多种行驶模式间的合理切换。
4、根据权利要求1所述的双电机混合动力汽车动力系统控制方法，其特征在于在车辆处于静止状态，且加速踏板开度为零，当电池SOC达到规定值，发动机怠速停止，即发动机怠速停机行驶模式；当电池SOC低于规定值，让发动机工作驱动副电机发电，即发动机怠速发电行驶模式。
5、根据权利要求1所述的双电机混合动力汽车动力系统控制方法，其特征在于在车辆处于行驶状态，加速踏板开度较小，当电池SOC高于规定值，让离合器分离，车辆以主电机驱动行驶，即纯电动行驶模式；当电池SOC低于规定值，让发动机工作驱动副电机发电，车辆以主电机驱动行驶，即串联行驶模式；
6、根据权利要求1所述的双电机混合动力汽车动力系统控制方法，其特征在于在车辆处于行驶状态，加速踏板开度处中等位置。确定的发动机高效工作区内的扭矩可以满足驱动扭矩要求，让发动机单独驱动，当电池SOC低于规定值，让副电机发电，所发出的电量应使发动机仍能保持在确定的高效工作区范围内，即发动机独立驱动行驶模式；
7、根据权利要求1所述的双电机混合动力汽车动力系统控制方法，其特征在于在车辆处于行驶状态，加速踏板开度较大，确定的发动机高效工作区内的扭矩不能满足驱动扭矩要求，让主电机辅助驱动，当主电机达到了由电池SOC决定的最大驱动扭矩时，再让发动机节气门逐渐全部打开(并联行驶模式)。
8、根据权利要求1所述的双电机混合动力汽车动力系统控制方法，其特征在于在车辆处于行驶状态，加速踏板开度为零，若车速高于某规定值，让主电机发电回收制动能量，即制动能量回收行驶模式。
9、根据权利要求1所述的双电机混合动力汽车动力系统控制方法，其特征在于在车辆处于行驶状态，加速踏板开度为零，若车速低于某规定值，让离合器分离，车辆以主电机驱动低速行驶即纯电动行驶模式；当电池SOC低于规定值，让发动机工作驱动副电机发电，车辆以主电机驱动低速行驶即串联行驶模式。
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