TW201914848A - 混合動力汽車及其發電控制方法和發電控制器 - Google Patents

混合動力汽車及其發電控制方法和發電控制器 Download PDF

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Abstract

本發明揭露了一種混合動力汽車及其發電控制方法和系統,該混合動力汽車包括發動機、動力電動機、動力電池、DC-DC變換器、與發動機相連的輔助電動機,該方法包括以下步驟:獲取動力電池的當前電量,並獲取混合動力汽車的當前擋位,以及獲取混合動力汽車的當前車速;根據當前電量、當前擋位和當前車速控制輔助電動機進入相應的發電模式,其中,輔助電動機的發電模式包括原地發電模式、原地踩油門發電模式、串聯發電模式和混聯發電模式。根據本發明的方法,能夠減小混合動力汽車的發電噪音和振動,提高整車平順性,並能夠提高發電效率,降低整車能耗。

Description

混合動力汽車及其發電控制方法和發電控制器
本發明涉及混合動力汽車技術領域,特別涉及一種混合動力汽車的發電控制方法、一種非臨時性電腦可讀儲存媒體、一種混合動力汽車的發電控制器和一種混合動力汽車。
隨著能源的不斷消耗,新能源車型的開發和利用已逐漸成為一種趨勢。混合動力汽車作為新能源車型中的一種,通過發動機和/或電動機進行驅動。
但是,在相關技術中,混合動力汽車的前電動機在充當驅動電動機的同時還充當發電動機,結構複雜而且發電時噪音和振動均較大,導致整車平順性也較差。並且,如果驅動電動機參與整車驅動,在發電時發電效率和整車動力均難以達到較佳的狀態,整車能耗也會相對增加。
本發明旨在至少在一定程度上解決上述技術中的技術問題之一。為此,本發明的一目的在於提出一種混合動力汽車的發電控制方法,能夠減小混合動力汽車的發電噪音和振動,提高整車平順性,並能夠提高發電效率,降低整車能耗。
本發明的第二個目的在於提出一種非臨時性電腦可讀儲存媒體。
本發明的第三個目的在於提出一種混合動力汽車的發電控制器。
本發明的第四個目的在於提出一種混合動力汽車。
為達到上述目的,本發明第一方面實施例提出了一種混合動力汽車的發電控制方法,其中,該混合動力汽車包括發動機、動力電動機、動力電池、DC-DC變換器、與該發動機相連的輔助電動機,該發動機通過離合器將動力輸出到該混合動力汽車的車輪,該動力電動機用於輸出驅動力至該混合動力汽車的車輪,該動力電池用於給該動力電動機供電,該輔助電動機分別與該動力電動機、該DC-DC變換器和該動力電池相連,該輔助電動機在該發動機的帶動下進行發電,該發電控制方法包括以下步驟:獲取該動力電池的當前電量,並獲取該混合動力汽車的當前擋位,以及獲取該混合動力汽車的當前車速;根據該當前電量、該當前擋位和該當前車速控制該輔助電動機進入相應的發電模式,其中,該輔助電動機的發電模式包括原地發電模式、原地踩油門發電模式、串聯發電模式和混聯發電模式。
根據本發明實施例的混合動力汽車的發電控制方法,通過獲取動力電池的電量、混合動力汽車的擋位元和車速,並根據動力電池的電量、混合動力汽車的擋位和車速控制輔助電動機進入原地發電模式、原地踩油門發電模式、串聯發電模式或混聯發電模式,由此,通過輔助電動機發電,能夠減小發電噪音和振動,提高整車平順性,另外,能夠通過較為簡單的結構實現串聯發電,並能夠在不影響驅動電動機的前提下實現混聯發電,從而能夠提高發電效率,降低整車能耗。
為達到上述目的,本發明第二方面實施例提出了一種非臨時性電腦可讀儲存媒體,其上儲存有電腦程式,該程式被處理器執行時實現本發明第一方面實施例提出的混合動力汽車的發電控制方法。
根據本發明實施例的非臨時性電腦可讀儲存媒體,通過執行其儲存的電腦程式,能夠減小混合動力汽車的發電噪音和振動,提高整車平順性,並能夠提高發電效率,降低整車能耗。
為達到上述目的,本發明第三方面實施例提出了一種混合動力汽車的發電控制器,其中,該混合動力汽車包括發動機、動力電動機、動力電池、DC-DC變換器、與該發動機相連的輔助電動機,該發動機通過離合器將動力輸出到該混合動力汽車的車輪,該動力電動機用於輸出驅動力至該混合動力汽車的車輪,該動力電池用於給該動力電動機供電,該輔助電動機分別與該動力電動機、該DC-DC變換器和該動力電池相連,該輔助電動機在該發動機的帶動下進行發電,該發電控制器與該輔助電動機相連,該發電控制器用於:獲取該動力電池的當前電量;獲取該混合動力汽車的當前擋位;獲取該混合動力汽車的當前車速;根據該當前電量、該當前擋位和該當前車速控制該輔助電動機進入相應的發電模式,其中,該輔助電動機的發電模式包括原地發電模式、原地踩油門發電模式、串聯發電模式和混聯發電模式。
根據本發明實施例的混合動力汽車的發電控制器,在獲取動力電池的電量、混合動力汽車的擋位和車速後,可根據動力電池的電量、混合動力汽車的擋位和車速控制輔助電動機進入原地發電模式、原地踩油門發電模式、串聯發電模式或混聯發電模式,由此,通過輔助電動機發電,能夠減小發電噪音和振動,提高整車平順性,另外,能夠通過較為簡單的結構實現串聯發電,並能夠在不影響驅動電動機的前提下實現混聯發電,從而能夠提高發電效率,降低整車能耗。
為達到上述目的,本發明第四方面實施例提出了一種混合動力汽車,其包括本發明第三方面實施例提出的混合動力汽車的發電控制器。
根據本發明實施例的混合動力汽車,能夠減小發電噪音和振動,提高整車平順性,並能夠提高發電效率,降低整車能耗。
本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出,部分將從下面的描述中變得明顯,或通過對本發明的實踐瞭解到。
下面詳細描述本發明的實施例,該實施例的示例在附圖中示出,其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的,旨在用於解釋本發明,而不能理解為對本發明的限制。
下面結合附圖來描述本發明實施例的混合動力汽車及其發電控制方法和發電控制器。
在本發明的實施例中,如第1圖所示,混合動力汽車包括發動機1、動力電動機2、動力電池3、DC-DC變換器4、與發動機相連的輔助電動機5,發動機1通過離合器6將動力輸出到混合動力汽車的車輪,動力電動機2用於輸出驅動力至混合動力汽車的車輪,動力電池3用於給動力電動機供電,輔助電動機5分別與動力電動機、DC-DC變換器和動力電池相連,輔助電動機5在發動機的帶動下進行發電,輔助電動機5產生的電能可提供至動力電池3、動力電動機2和DC-DC變換器4中的至少一個。
由此,動力電動機2和輔助電動機5分別對應充當驅動電動機和發電動機,由於低速時輔助電動機5具有較高的發電功率和發電效率,從而可以滿足低速行駛的用電需求,可以維持整車低速電平衡,維持整車低速平順性,提升整車的動力性能。
在一些實施例中,輔助電動機5可為BSG(Belt-driven Starter Generator,皮帶傳動啟動/發電一體化電動機)電動機。需要說明的是,輔助電動機5屬於高壓電動機,例如輔助電動機5的發電電壓與動力電池3的電壓相當,從而輔助電動機5產生的電能可以不經過電壓變換直接給動力電池3充電,還可直接給動力電動機2和/或DC-DC變換器4供電。並且輔助電動機5也屬於高效發電動機,例如在發動機1怠速轉速下帶動輔助電動機5發電即可實現97%以上的發電效率。
進一步地,如第1圖所示,DC-DC變換器4還分別與混合動力汽車中的低壓負載7和低壓蓄電池8相連以給低壓負載7和低壓蓄電池8供電,且低壓蓄電池8還與低壓負載7相連。
第2圖為根據本發明實施例的混合動力汽車的發電控制方法的流程圖。
如第2圖所示,本發明實施例的混合動力汽車的發電控制方法,包括以下步驟: S1,獲取動力電池的當前電量,並獲取混合動力汽車的當前擋位,以及獲取混合動力汽車的當前車速。
在本發明的一實施例中,可通過電池管理系統獲取動力電池的SOC(State of Charge,荷電狀態,也叫剩餘電量)值,並通過變速箱控制單元獲取混合動力汽車的當前擋位,以及通過車速感測器獲取混合動力汽車的當前車速。
S2,根據當前電量、當前擋位和當前車速控制輔助電動機進入相應的發電模式,其中,輔助電動機的發電模式包括原地發電模式、原地踩油門發電模式、串聯發電模式和混聯發電模式。
在本發明的一實施例中,當動力電池的當前電量小於第一電量且當前擋位為P擋(泊車擋)時,控制輔助電動機進入原地發電模式。其中,在原地發電模式下,混合動力汽車的油門踏板未被踩下,動力電動機不輸出驅動力,離合器分離以斷開發動機向車輪輸出的動力,發動機帶動輔助電動機運轉以進行發電。
其中,第一電量低於動力電池充放電的平衡點,當動力電池的當前電量小於第一電量時,即便是在行駛的過程中通過控制輔助電動機發電以給動力電池充電,在短時間內也難以使動力電池的電量滿足混合動力汽車行駛時動力電動機的用電需求,因而無法使動力電動機根據整車需求輸出驅動力。
當混合動力汽車掛P擋時,動力電動機和發動機均不向車輪輸出驅動力,混合動力汽車的車速一般為零。此時,通過發動機向輔助電動機輸出動力,使輔助電動機負扭矩運轉以起到發電動機的作用,從而可為動力電池充電。隨著發電和充電的進行,在動力電池的當前電量大於第五電量時,可控制輔助電動機停止發電。其中,第五電量大於動力電池充放電的平衡點。在動力電池的當前電量大於第五電量時,動力電池可為動力電動機單獨驅動車輪提供足夠的電量,在混合動力汽車行駛時,可根據動力電池的即時電量控制發動機帶動輔助電動機進行發電或不帶動輔助電動機進行發電,而離合器可不結合,即發動機可不向車輪直接輸出動力。
在本發明的一實施例中,當動力電池的當前電量小於第二電量且當前擋位為P擋時,控制輔助電動機進入原地踩油門發電模式。其中,在原地踩油門發電模式下,混合動力汽車的油門踏板被踩下,動力電動機不輸出驅動力,離合器分離以斷開發動機向車輪輸出的動力,發動機帶動輔助電動機運轉以進行發電。
其中,第二電量大於第一電量,與上述的原地發電模式相比,通過踩下油門踏板,能夠提高發電功率,加快對動力電池的充電。隨著發電和充電的進行,在動力電池的當前電量大於第六電量時,可控制輔助電動機停止發電,其中,第六電量大於第二電量。
在本發明的一實施例中,當動力電池的當前電量小於第三電量、當前擋位為非P擋且當前車速小於第一車速時,控制輔助電動機進入串聯發電模式。其中,在串聯發電模式下,動力電動機輸出驅動力,離合器分離以斷開發動機向車輪輸出的動力,發動機帶動輔助電動機運轉以進行發電。
其中,第三電量等於第一電量。當前擋位為非P擋時,混合動力汽車可處於行駛狀態,例如可以是D擋(前進擋)、R擋(倒擋)或N擋(空擋)等。車速小於第一車速時,不必要控制發動機向車輪輸出動力,然而由於動力電池的前電量小於第三電量,動力電池無法為動力電動機單獨驅動車輪提供足夠的電量。此時,可通過發動機向輔助電動機輸出動力,使輔助電動機負扭矩運轉以起到發電動機的作用,從而可為動力電池充電,使動力電池為動力電動機單獨驅動車輪提供足夠的電量,而發動機不向車輪直接輸出動力。
隨著發電和充電的進行,在動力電池的當前電量大於第七電量時,可控制輔助電動機停止發電,其中,第七電量大於第三電量。另外,在混合動力汽車的車速大於第二車速時,可控制發動機向車輪輸出動力。因此,在動力電池的當前電量大於第七電量,或混合動力汽車的車速大於第二車速時,可退出串聯發電模式,其中,第二車速大於第一車速。
在本發明的一實施例中,當動力電池的當前電量小於第四電量、當前擋位為非P擋且當前車速大於第二車速時,控制輔助電動機進入混聯發電模式。其中,在混聯發電模式下,混合動力汽車的油門踏板被踩下,離合器結合以將發動機的動力輸出到車輪以驅動混合動力汽車,發動機帶動輔助電動機運轉以進行發電。
其中,第四電量大於第一電量且小於第二電量。如上面所描述的,在混合動力汽車的車速大於第二車速時,可控制發動機向車輪輸出動力。此時動力電動機和發動機均直接向車輪輸出驅動力,參與整車的驅動,而由於動力電池的前電量小於第四電量,動力電池無法為動力電動機輸出驅動力提供足夠的電量。因而,可控制發動機在向車輪輸出動力的同時,向輔助電動機輸出動力,使輔助電動機負扭矩運轉以起到發電動機的作用,從而可為動力電池充電。
隨著發電和充電的進行,在動力電池的當前電量大於第八電量時,可控制輔助電動機停止發電,其中,第八電量大於第四電量。
當然,在輔助電動機處於串聯發電模式時,如果車速達到第二車速,則可由串聯發電模式直接切換至混聯發電模式。
需要說明的是,第六電量、第七電量和第八電量的設定和第五電量類似,均是以能夠滿足混合動力汽車的運行需求為標準而設定的。第一至第八電量的大小取決於動力電池、驅動電動機等的規格和性能,在此不便設定為具體數值。
在本發明的一實施例中,還可判斷動力電池是否發生故障,如果動力電池發生故障,則控制輔助電動機進入供電發電模式。其中,在供電發電模式下,發動機帶動輔助電動機運轉以進行發電,並進行穩壓控制,以為混合動力汽車的低壓負載和高壓負載進行供電。
其中,可在輔助電動機的輸出端處連接穩壓電路,以對輔助電動機的輸出進行穩壓控制。
在一些實施例中,DC-DC變換器可將動力電池輸出的高壓直流電和/或輔助電動機輸出的高壓直流電轉換為低壓直流電,並向低壓負載輸出該低壓直流電。其中,低壓負載可包括但不限於車燈、收音機等。DC-DC變換器還可與低壓蓄電池相連,以給低壓蓄電池充電。
如上,當動力電池發生故障(主接觸器斷開)時,輔助電動機可進行發電以給低壓負載供電和/或給低壓蓄電池充電,從而保證整車的低壓用電,確保整車可實現純燃油模式行駛,從而滿足行駛需求。輔助電動機輸出的高壓直流電還可直接為高壓負載進行供電,由此,可在動力電池發生故障的情況下保證整車的高壓用電。其中,高壓負載可包括但不限於車載空調等,通過為車載空調供電,保障混合動力汽車的舒適性。
需要說明的是,基於上述DC-DC變換器與低壓負載、低壓蓄電池之間,以及輔助電動機與高壓負載之間的連接關係,當輔助電動機處於原地發電模式、原地踩油門發電模式、串聯發電模式和混聯發電模式時,不僅可為動力電池充電,還可為低壓電池充電、為低壓負載和高壓負載進行供電。當然,在供電發電模式下,由於動力電池出現故障,輔助電動機發電可用於為低壓電池充電、為低壓負載和高壓負載進行供電,而不用於對動力電池充電。
需要說明的是,在本發明的實施例中,低壓可指12V或24V的電壓,即低壓蓄電池的輸出電壓為12V,低壓負載的額定電壓為12V,高壓可指600V的電壓,即高壓負載的額定電壓為600V。
另外,在本發明的一實施例中,輔助電動機還可用於實現發動機的啟動。具體地,可判斷發動機是否有啟動需求,如果發動機有啟動需求,則控制輔助電動機運轉以對發動機進行反拖啟動。輔助電動機可正扭矩運轉以起到電動機的作用,從而可帶動發動機的曲軸轉動,以使發動機的活塞達到點火位置,實現發動機的啟動,由此輔助電動機可實現相關技術中啟動機的功能。
綜上所述,根據本發明實施例的混合動力汽車的發電控制方法,通過獲取動力電池的電量、混合動力汽車的擋位元和車速,並根據動力電池的電量、混合動力汽車的擋位和車速控制輔助電動機進入原地發電模式、原地踩油門發電模式、串聯發電模式或混聯發電模式,由此,通過輔助電動機發電,能夠減小發電噪音和振動,提高整車平順性,另外,能夠通過較為簡單的結構實現串聯發電,並能夠在不影響驅動電動機的前提下實現混聯發電,從而能夠提高發電效率,降低整車能耗。
在本發明的一具體實施例中,如第3圖所示,控制輔助電動機進入原地發電模式可包括: S101,判斷是否滿足進行原地發電的條件。其中,進行原地發電的條件可包括但不限於(1)整車控制器、發動機管理系統等電子控制系統通電;(2)整車當前選擇的模式為混合動力模式,即發動機和動力電動機均要參與整車驅動;(3)當前擋位為P擋;(4)動力電池的SOC處於預設範圍,SOC≤A時滿足,SOC≥B時不滿足,A、B均為預設的值;(5)BSG電動機發電功能正常;(6)動力電池充電功能正常;(7)車速小於預設車速,具體可以為零車速。
如果滿足進行原地發電的條件,則執行步驟S102;否則執行步驟S105。
S102,整車控制器發出BSG電動機發電開始命令同時給定BSG電動機的目標轉速和目標扭矩。
S103,判斷BSG電動機是否收到並執行發電開始命令,並判斷BSG電動機的轉速是否穩定在目標轉速。
如果是,則執行步驟S104;如果否,則執行步驟S105。
S104,對BSG電動機進行穩定轉速發電控制。
S105,退出原地發電模式。
在本發明的一具體實施例中,如第4圖所示,控制輔助電動機進入原地踩油門發電模式可包括: S201,判斷是否滿足進行原地踩油門發電的條件。其中,進行原地踩油門發電的條件可包括但不限於(1)整車控制器、發動機管理系統等的電子控制系統通電;(2)整車當前選擇的模式為混合動力模式,即發動機和動力電動機均要參與整車驅動;(3)當前擋位為P擋;(4)動力電池的SOC處於預設範圍,SOC≤E時滿足,SOC≥F時不滿足,E、F均為預設的值;(5)BSG電動機發電功能正常;(6)動力電池充電功能正常;(7)車速小於預設車速,具體可以為零車速;(8)油門功能正常;(9)刹車功能正常。
如果滿足進行原地踩油門發電的條件,則執行步驟S202;否則執行步驟S205。
S202,整車控制器發出BSG電動機發電開始命令同時給定BSG電動機的目標轉速和目標扭矩。
S203,判斷BSG電動機是否收到並執行發電開始命令,並判斷BSG電動機的轉速是否穩定在目標轉速。
如果是,則執行步驟S204;如果否,則執行步驟S205。
S204,對BSG電動機進行穩定轉速發電控制。
S205,退出原地踩油門發電模式。
在本發明的一具體實施例中,如第5圖所示,控制輔助電動機進入串聯發電模式可包括: S301,判斷是否滿足進行串聯發電的條件。其中,進行串聯發電的條件可包括但不限於(1)整車控制器、發動機管理系統、變速箱控制單元等的電子控制系統通電;(2)整車當前選擇的模式為混合動力模式,即發動機和動力電動機均要參與整車驅動;(3)當前擋位為非P擋;(4)動力電池的SOC處於預設範圍,SOC≤A時滿足,SOC≥B時不滿足,A、B均為預設的值;(5)BSG電動機發電功能正常;(6)動力電池最大允許充電功率、最大允許放電功率均處於預設範圍,動力電池最大允許充電功率大於等於目標發電功率滿足、小於目標發電功率不滿足,動力電池最大允許放電功率大於等於目標放電功率滿足、小於目標放電功率不滿足;(7)車速處於預設範圍,車速小於wkm/h滿足,車速大於ykm/h不滿足,w、y均為預設的值;(8)驅動電動機功能正常;(9)驅動電動機扭矩處於預設範圍,驅動電動機扭矩大於等於目標驅動扭矩滿足、小於目標驅動扭矩不滿足;(10)油門踏板深度處於預設範圍;(11)混合動力汽車當前所處路面的坡度處於預設範圍,坡度小於等於h滿足、大於等於i不滿足,h、i均為預設的值。
如果滿足進行串聯發電的條件,則執行步驟S302;否則執行步驟S307。
S302,整車控制器向變速箱控制單元發出串聯請求。
S303,判斷離合器是否分離。如果是,則執行步驟S304;如果否,則執行步驟S307。
S304,整車控制器發出BSG電動機發電開始命令同時給定BSG電動機的目標轉速和目標扭矩。
S305,判斷BSG電動機是否收到並執行發電開始命令,並判斷BSG電動機的轉速是否穩定在目標轉速。
如果是,則執行步驟S306;如果否,則執行步驟S307。
S306,對BSG電動機進行穩定轉速發電控制。
S307,退出串聯發電模式。
在本發明的一具體實施例中,如第6圖所示,控制輔助電動機進入混聯發電模式可包括: S401,判斷是否滿足進行混聯發電的條件。其中,進行混聯發電的條件可包括但不限於(1)整車控制器、發動機管理系統、變速箱控制單元等的電子控制系統通電;(2)發動機無暖機請求;(3)當前擋位為D擋或R擋;(4)動力電池的SOC處於預設範圍,SOC≤A時滿足;(5)BSG電動機發電功能正常;(6)動力電池充電功能正常;(7)當前不處於串聯發電模式;(8)未觸發車身穩定控制系統;(9)發動機轉速大於900轉/分,且發動機響應目標扭矩;(10)油門踏板深度大於零;(11)離合器結合;(12)整車需求扭矩不為零;(13)未觸發15工況。
如果滿足進行混聯發電的條件,則執行步驟S402;否則執行步驟S405。
S402,整車控制器發出BSG電動機發電開始命令同時給定BSG電動機的目標轉速和目標扭矩。
S403,判斷BSG電動機是否收到並執行發電開始命令,並判斷BSG電動機的轉速是否穩定在目標轉速。
如果是,則執行步驟S404;如果否,則執行步驟S405。
S404,對BSG電動機進行穩定轉速發電控制。
S405,退出混聯發電模式。
在本發明的一具體實施例中,如第7圖所示,控制輔助電動機進入供電發電模式可包括: S501,整車控制器判斷電池管理系統主接觸器是否斷開。如果是,則執行步驟S502;如果否,則執行步驟S513。
S502,判斷發動機是否正常運行。如果是,則執行步驟S503;如果否,則執行步驟S513。
S503,判斷DC-DC變換器和BSG電動機的功能是否正常。如果是,則執行步驟S504;如果否,則執行步驟S514。
S504,判斷發動機轉速是否小於等於第一預設轉速。其中,第一預設轉速為根據是否進行穩壓保護而確定的轉速。如果是,則執行步驟S505;如果否,則執行步驟S515。
S505,判斷發動機轉速是否大於等於第二預設轉速。其中,第二預設轉速為穩壓控制時所限制的最低轉速。如果是,則執行步驟S506;如果否,則返回步驟S503。
S506,判斷BSG電動機的反電動勢是否大於BSG電動機的母線電壓。如果是,則執行步驟S516;如果否,則執行步驟S507。
S507,整車控制器發出BSG發電啟動命令,並進入穩壓控制模式。接下來執行步驟S508至S512。
S508,BSG電動機啟動發電。
S509,低壓負載限制用電功率。
S510,判斷DC-DC變換器是否接收到整車控制器發出的發電啟動命令,且當前是否處於穩壓控制模式。如果是,則執行步驟S511;如果否,則執行步驟S512。
S511,DC-DC變換器啟動並限制啟動電流。
S512,DC-DC變換器維持預設的啟動方式。即DC-DC變換器不限制啟動電流,進行正常啟動。
S513,不進行穩壓控制。
S514,不進行穩壓控制,並對DC-DC變換器和BSG電動機進行故障處理。
S515,執行提前換擋策略。
S516,執行高轉速下的提前換擋策略。
在本發明的一具體實施例中,如第8圖所示,控制輔助電動機運轉以對發動機進行反拖啟動可包括: S601,判斷發動機是否有啟動需求,並判斷發動機和BSG電動機是否均無故障。如果是,則執行步驟S602;如果否,則結束當前控制流程。
S602,整車控制器向變速箱控制單元發出離合器強制分離命令。
S603,變速箱控制單元判斷離合器是否成功分離。如果是,則執行步驟S604;如果否,則返回步驟S602。
S604,整車控制器發出反拖控制命令、發動機啟動命令以及給定的發動機目標轉速。
S605,BSG電動機接收反拖控制命令,並開始運轉以反拖發動機。
S606,整車控制器判斷發動機轉速是否達到目標轉速。如果是,則執行步驟S607;如果否,則返回步驟S605。
S607,整車控制器發出反拖停止命令、將目標轉速設為0並清除離合器強制分離命令。
S608,BSG電動機接收反拖停止命令,並停止反拖發動機。
對應上述實施例,本發明還提出一種非臨時性電腦可讀儲存媒體。
本發明實施例的非臨時性電腦可讀儲存媒體,其上儲存有電腦程式,當該程式被處理器執行時,可實現本發明上述實施例提出的混合動力汽車的發電控制方法。
根據本發明實施例的非臨時性電腦可讀儲存媒體,通過執行其儲存的電腦程式,能夠減小混合動力汽車的發電噪音和振動,提高整車平順性,並能夠提高發電效率,降低整車能耗。
對應上述實施例,本發明還提出一種混合動力汽車的發電控制器。
本發明實施例的混合動力汽車的發電控制器與輔助電動機相連。
其中,該發電控制器用於獲取動力電池的當前電量,並獲取混合動力汽車的當前擋位,以及獲取混合動力汽車的當前車速,並根據當前電量、當前擋位和當前車速控制輔助電動機進入相應的發電模式,其中,輔助電動機的發電模式包括原地發電模式、原地踩油門發電模式、串聯發電模式和混聯發電模式。
在本發明的一實施例中,發電控制器可通過電池管理系統獲取動力電池的SOC值,以得到動力電池的當前電量,其中,發電控制器可包括電池管理系統,或者,可與電池管理系統進行通訊。發電控制器可通過變速箱控制單元獲取混合動力汽車的當前擋位,其中,發電控制器可包括變速箱控制單元,或者,可與變速箱控制單元進行通訊。發電控制器可通過車速感測器獲取混合動力汽車的當前車速,其中,發電控制器可包括車速感測器,舉例而言,發電控制器可通過車速感測器獲取車輪轉速,並根據車輪轉速計算獲取當前車速。
在本發明的一實施例中,發電控制器在當前電量小於第一電量且當前擋位為P擋時,可控制輔助電動機進入原地發電模式。其中,在原地發電模式下,混合動力汽車的油門踏板未被踩下,動力電動機不輸出驅動力,離合器分離以斷開發動機向車輪輸出的動力,發動機帶動輔助電動機運轉以進行發電。
其中,第一電量低於動力電池充放電的平衡點,當動力電池的當前電量小於第一電量時,即便是在行駛的過程中通過控制輔助電動機發電以給動力電池充電,在短時間內也難以使動力電池的電量滿足混合動力汽車行駛時動力電動機的用電需求,因而無法使動力電動機根據整車需求輸出驅動力。
當混合動力汽車掛P擋時,動力電動機和發動機均不向車輪輸出驅動力,混合動力汽車的車速一般為零。此時,通過發動機向輔助電動機輸出動力,使輔助電動機負扭矩運轉以起到發電動機的作用,從而可為動力電池充電。隨著發電和充電的進行,在動力電池的當前電量大於第五電量時,發電控制器可控制輔助電動機停止發電。其中,第五電量大於動力電池充放電的平衡點。在動力電池的當前電量大於第五電量時,動力電池可為動力電動機單獨驅動車輪提供足夠的電量,在混合動力汽車行駛時,可根據動力電池的即時電量控制發動機帶動輔助電動機進行發電或不帶動輔助電動機進行發電,而離合器可不結合,即發動機可不向車輪直接輸出動力。
在本發明的一實施例中,發電控制器在當前電量小於第二電量且當前擋位為P擋時,控制輔助電動機進入原地踩油門發電模式。其中,在原地踩油門發電模式下,混合動力汽車的油門踏板被踩下,動力電動機不輸出驅動力,離合器分離以斷開發動機向車輪輸出的動力,發動機帶動輔助電動機運轉以進行發電。
其中,第二電量大於第一電量,與上述的原地發電模式相比,通過踩下油門踏板,能夠提高發電功率,加快對動力電池的充電。隨著發電和充電的進行,在動力電池的當前電量大於第六電量時,發電控制器可控制輔助電動機停止發電,其中,第六電量大於第二電量。
在本發明的一實施例中,發電控制器在當前電量小於第三電量、當前擋位為非P擋且當前車速小於第一車速時,控制輔助電動機進入串聯發電模式。其中,在串聯發電模式下,動力電動機輸出驅動力,離合器分離以斷開發動機向車輪輸出的動力,發動機帶動輔助電動機運轉以進行發電。
其中,第三電量等於第一電量。當前擋位為非P擋時,混合動力汽車可處於行駛狀態,例如可以是D擋、R擋或N擋等。車速小於第一車速時,不必要控制發動機向車輪輸出動力,然而由於動力電池的前電量小於第三電量,動力電池無法為動力電動機單獨驅動車輪提供足夠的電量。此時,可通過發動機向輔助電動機輸出動力,使輔助電動機負扭矩運轉以起到發電動機的作用,從而可為動力電池充電,使動力電池為動力電動機單獨驅動車輪提供足夠的電量,而發動機不向車輪直接輸出動力。
隨著發電和充電的進行,在動力電池的當前電量大於第七電量時,可控制輔助電動機停止發電,其中,第七電量大於第三電量。另外,在混合動力汽車的車速大於第二車速時,發電控制器可控制發動機向車輪輸出動力。因此,在動力電池的當前電量大於第七電量,或混合動力汽車的車速大於第二車速時,發電控制器可控制輔助電動機退出串聯發電模式,其中,第二車速大於第一車速。
在本發明的一實施例中,發電控制器在當前電量小於第四電量、當前擋位為非P擋且當前車速大於第二車速時,控制輔助電動機進入混聯發電模式。其中,在混聯發電模式下,混合動力汽車的油門踏板被踩下,離合器結合以將發動機的動力輸出到車輪以驅動混合動力汽車,發動機帶動輔助電動機運轉以進行發電。
其中,第四電量大於第一電量且小於第二電量。如上面所描述的,在混合動力汽車的車速大於第二車速時,發電控制器可控制發動機向車輪輸出動力。此時動力電動機和發動機均直接向車輪輸出驅動力,參與整車的驅動,而由於動力電池的當前電量小於第四電量,動力電池無法為動力電動機輸出驅動力提供足夠的電量。因而,發電控制器可控制發動機在向車輪輸出動力的同時,向輔助電動機輸出動力,使輔助電動機負扭矩運轉以起到發電動機的作用,從而可為動力電池充電。
隨著發電和充電的進行,在動力電池的當前電量大於第八電量時,發電控制器可控制輔助電動機停止發電,其中,第八電量大於第四電量。
當然,在輔助電動機處於串聯發電模式時,如果車速達到第二車速,則發電控制器可控制輔助電動機由串聯發電模式直接切換至混聯發電模式。
需要說明的是,第六電量、第七電量和第八電量的設定和第五電量類似,均是以能夠滿足混合動力汽車的運行需求為標準而設定的。第一至第八電量的大小取決於動力電池、驅動電動機等的規格和性能,在此不便設定為具體數值。
另外,本發明實施例的混合動力汽車的發電控制器還可用於判斷動力電池是否發生故障,並在動力電池發生故障時,控制輔助電動機進入供電發電模式,其中,在供電發電模式下,發動機帶動輔助電動機運轉以進行發電,並進行穩壓控制,以為混合動力汽車的低壓負載和高壓負載進行供電。發電控制器還可用於判斷發動機是否有啟動需求,並在發動機有啟動需求時,控制輔助電動機運轉以對發動機進行反拖啟動。
本發明實施例的混合動力汽車的發電控制器中未披露的細節,請參考本發明實施例的混合動力汽車的發電控制方法中所披露的細節,具體這裡不再詳述。
根據本發明實施例的混合動力汽車的發電控制器,在獲取動力電池的電量、混合動力汽車的擋位和車速後,可根據動力電池的電量、混合動力汽車的擋位和車速控制輔助電動機進入原地發電模式、原地踩油門發電模式、串聯發電模式或混聯發電模式,由此,通過輔助電動機發電,能夠減小發電噪音和振動,提高整車平順性,另外,能夠通過較為簡單的結構實現串聯發電,並能夠在不影響驅動電動機的前提下實現混聯發電,從而能夠提高發電效率,降低整車能耗。
對應上述實施例,本發明還提出一種混合動力汽車。
如第9圖所示,本發明實施例的混合動力汽車1000,包括本發明上述實施例提出的混合動力汽車的發電控制器。
根據本發明實施例的混合動力汽車,能夠減小發電噪音和振動,提高整車平順性,並能夠提高發電效率,降低整車能耗。
在本發明的描述中,需要理解的是,術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“後”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”、“順時針”、“逆時針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係,僅是為了便於描述本發明和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作,因此不能理解為對本發明的限制。
此外,術語“第一”、“第二”僅用於描述目的,而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此,限定有“第一”、“第二”的特徵可以明示或者隱含地包括一或者更多個該特徵。在本發明的描述中,“多個”的含義是二或二以上,除非另有明確具體的限定。
在本發明中,除非另有明確的規定和限定,術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或成一體;可以是機械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是二元件內部的連通或二元件的相互作用關係。對於本領域的普通技術人員而言,可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
在本發明中,除非另有明確的規定和限定,第一特徵在第二特徵 “上”或“下”可以是第一和第二特徵直接接觸,或第一和第二特徵通過中間媒介間接接觸。而且,第一特徵在第二特徵“之上”、“上方”和“上面”可是第一特徵在第二特徵正上方或斜上方,或僅僅表示第一特徵水平高度高於第二特徵。第一特徵在第二特徵“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特徵在第二特徵正下方或斜下方,或僅僅表示第一特徵水平高度小於第二特徵。
在本說明書的描述中,參考術語“一實施例”、“一些實施例”、 “示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明的至少一實施例或示例中。在本說明書中,對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且,描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任一或複數實施例或示例中以合適的方式結合。此外,在不相互矛盾的情況下,本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特徵進行結合和組合。
儘管上面已經示出和描述了本發明的實施例,可以理解的是,上述實施例是示例性的,不能理解為對本發明的限制,本領域的普通技術人員在本發明的範圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
1‧‧‧發動機
2‧‧‧動力電動機
3‧‧‧動力電池
4‧‧‧DC-DC變換器
5‧‧‧輔助電動機
6‧‧‧離合器
7‧‧‧低壓負載
8‧‧‧低壓蓄電池
S1、S2、S101、S102、S103、S104、S105、S201、S202、S203、S204、S205、S301、S302、S303、S304、S305、S306、S307、S401、S402、S403、S404、S405、S501、S502、S503、S504、S505、S506、S507、S508、S509、S510、S511、S512、S513、S514、S515、S516、S601、S602、S603、S604、S605、S606、S607、S608‧‧‧步驟
1000‧‧‧混合動力汽車
第1圖為根據本發明實施例的混合動力汽車的結構示意圖; 第2圖為根據本發明實施例的混合動力汽車的發電控制方法的流程圖; 第3圖為根據本發明一具體實施例的原地發電模式的控制方法流程圖 第4圖為根據本發明一具體實施例的原地踩油門發電模式的控制方法流程圖; 第5圖為根據本發明一具體實施例的串聯發電模式的控制方法流程圖; 第6圖為根據本發明一具體實施例的混聯發電模式的控制方法流程圖; 第7圖為根據本發明一具體實施例的供電發電模式的控制方法流程圖; 第8圖為根據本發明一具體實施例的進行反拖啟動的控制方法流程圖; 第9圖為根據本發明實施例的混合動力汽車的方框示意圖。

Claims (12)

  1. 一種混合動力汽車的發電控制方法,其特徵在於,該混合動力汽車包括一發動機、一動力電動機、一動力電池、一DC-DC變換器、與該發動機相連的一輔助電動機,該發動機通過一離合器將動力輸出到該混合動力汽車的車輪,該動力電動機用於輸出一驅動力至該混合動力汽車的車輪,該動力電池用於給該動力電動機供電,該輔助電動機分別與該動力電動機、該DC-DC變換器和該動力電池相連,該輔助電動機在該發動機的帶動下進行發電,該發電控制方法包括以下步驟: 獲取該動力電池的一當前電量,並獲取該混合動力汽車的一當前擋位,以及獲取該混合動力汽車的一當前車速; 根據該當前電量、該當前擋位和該當前車速控制該輔助電動機進入相應的發電模式,其中,該輔助電動機的發電模式包括一原地發電模式、一原地踩油門發電模式、一串聯發電模式和一混聯發電模式。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的混合動力汽車的發電控制方法,其中,根據該當前電量、該當前擋位和該當前車速控制該輔助電動機進入相應的發電模式,包括: 當該當前電量小於一第一電量且該當前擋位為P擋時,控制該輔助電動機進入該原地發電模式,其中,在該原地發電模式下,該混合動力汽車的油門踏板未被踩下,該動力電動機不輸出驅動力,該離合器分離以斷開該發動機向該車輪輸出的動力,該發動機帶動該輔助電動機運轉以進行發電; 當該當前電量小於一第二電量且該當前擋位為P擋時,控制該輔助電動機進入該原地踩油門發電模式,其中,在該原地踩油門發電模式下,該混合動力汽車的油門踏板被踩下,該動力電動機不輸出驅動力,該離合器分離以斷開該發動機向該車輪輸出的動力,該發動機帶動該輔助電動機運轉以進行發電,其中,該第二電量大於該第一電量; 當該當前電量小於一第三電量、該當前擋位為非P擋且該當前車速小於一第一車速時,控制該輔助電動機進入該串聯發電模式,其中,在該串聯發電模式下,該動力電動機輸出驅動力,該離合器分離以斷開該發動機向該車輪輸出的動力,該發動機帶動該輔助電動機運轉以進行發電,其中,該第三電量等於該第一電量; 當該當前電量小於一第四電量、該當前擋位為非P擋且該當前車速大於一第二車速時,控制該輔助電動機進入該混聯發電模式,其中,在該混聯發電模式下,該混合動力汽車的油門踏板被踩下,該離合器結合以將該發動機的動力輸出到該車輪以驅動該混合動力汽車,該發動機帶動該輔助電動機運轉以進行發電,其中,該第四電量大於該第一電量且小於該第二電量,該第二車速大於該第一車速。
  3. 根據申請專利範圍第2項所述的混合動力汽車的發電控制方法,還包括: 判斷該動力電池是否發生故障; 如果該動力電池發生故障,則控制該輔助電動機進入一供電發電模式,其中,在該供電發電模式下,該發動機帶動該輔助電動機運轉以進行發電,並進行一穩壓控制,以為該混合動力汽車的一低壓負載和一高壓負載進行供電。
  4. 根據申請專利範圍第2項所述的混合動力汽車的發電控制方法,還包括: 判斷該發動機是否有啟動需求; 如果該發動機有啟動需求,則控制該輔助電動機運轉以對該發動機進行一反拖啟動。
  5. 根據申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的混合動力汽車的發電控制方法,其中,該輔助電動機為一BSG電動機。
  6. 一種非臨時性電腦可讀儲存媒體,其上儲存有一電腦程式,其特徵在於,該程式被處理器執行時實現根據申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的混合動力汽車的發電控制方法。
  7. 一種混合動力汽車的發電控制器,其特徵在於,該混合動力汽車包括一發動機、一動力電動機、一動力電池、一DC-DC變換器、與該發動機相連的一輔助電動機,該發動機通過一離合器將動力輸出到該混合動力汽車的車輪,該動力電動機用於輸出一驅動力至該混合動力汽車的車輪,該動力電池用於給該動力電動機供電,該輔助電動機分別與該動力電動機、該DC-DC變換器和該動力電池相連,該輔助電動機在該發動機的帶動下進行發電,該發電控制器與該輔助電動機相連,該發電控制器用於: 獲取該動力電池的一當前電量; 獲取該混合動力汽車的一當前擋位; 獲取該混合動力汽車的一當前車速; 根據該當前電量、該當前擋位和該當前車速控制該輔助電動機進入相應的一發電模式,其中,該輔助電動機的發電模式包括一原地發電模式、一原地踩油門發電模式、一串聯發電模式和一混聯發電模式。
  8. 根據申請專利範圍第7項所述的混合動力汽車的發電控制器,其中, 該發電控制器在該當前電量小於一第一電量且該當前擋位為P擋時,控制該輔助電動機進入該原地發電模式,其中,在該原地發電模式下,該混合動力汽車的油門踏板未被踩下,該動力電動機不輸出驅動力,該離合器分離以斷開該發動機向該車輪輸出的動力,該發動機帶動該輔助電動機運轉以進行發電; 該發電控制器在該當前電量小於一第二電量且該當前擋位為P擋時,控制該輔助電動機進入該原地踩油門發電模式,其中,在該原地踩油門發電模式下,該混合動力汽車的油門踏板被踩下,該動力電動機不輸出驅動力,該離合器分離以斷開該發動機向該車輪輸出的動力,該發動機帶動該輔助電動機運轉以進行發電,其中,該第二電量大於該第一電量; 該發電控制器在該當前電量小於一第三電量、該當前擋位為非P擋且該當前車速小於一第一車速時,控制該輔助電動機進入該串聯發電模式,其中,在該串聯發電模式下,該動力電動機輸出驅動力,該離合器分離以斷開該發動機向該車輪輸出的動力,該發動機帶動該輔助電動機運轉以進行發電,其中,該第三電量等於該第一電量; 該發電控制器在該當前電量小於一第四電量、該當前擋位為非P擋且該當前車速大於一第二車速時,控制該輔助電動機進入該混聯發電模式,其中,在該混聯發電模式下,該混合動力汽車的油門踏板被踩下,該離合器結合以將該發動機的動力輸出到該車輪以驅動該混合動力汽車,該發動機帶動該輔助電動機運轉以進行發電,其中,該第四電量大於該第一電量且小於該第二電量,該第二車速大於該第一車速。
  9. 根據申請專利範圍第8項所述的混合動力汽車的發電控制器,其中,該發電控制器還用於判斷該動力電池是否發生故障,並在該動力電池發生故障時,控制該輔助電動機進入一供電發電模式,其中,在該供電發電模式下,該發動機帶動該輔助電動機運轉以進行發電,並進行一穩壓控制,以為該混合動力汽車的一低壓負載和一高壓負載進行供電。
  10. 根據申請專利範圍第8項所述的混合動力汽車的發電控制器,其中,該發電控制器還用於判斷該發動機是否有啟動需求,並在該發動機有啟動需求時,控制該輔助電動機運轉以對該發動機進行一反拖啟動。
  11. 根據申請專利範圍第7項至第10項中任一項所述的混合動力汽車的發電控制器,其中,該輔助電動機為一BSG電動機。
  12. 一種混合動力汽車,其特徵在於,包括根據申請專利範圍第7項至第11項中任一項所述的混合動力汽車的發電控制器。
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