CN101691118A - 一种混合动力汽车的电机辅助驱动模式控制方法 - Google Patents

一种混合动力汽车的电机辅助驱动模式控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种混合动力汽车的电机辅助驱动模式控制方法，该方法包括下列顺序的步骤：(1)若整车处于静止状态，则混合动力控制器HCU实时判断整车从静止状态进入电机辅助驱动模式的条件是否成立，若判断结果为是，则电机输出起步和防止发动机熄火的辅助扭矩；否则，返回实时判断；(2)若整车处于行驶过程中，则混合动力控制器HCU实时判断整车从行驶状态进入电机辅助驱动模式的条件是否成立，若判断结果为是，则电机输出加速和爬坡的辅助扭矩；否则，返回实时判断。本发明通过混合动力控制器HCU判断整车的状态，从而判断整车是否进入电机辅助驱动模式，并输出相应的辅助扭矩，转换平稳、提高驾驶的舒适性和驾驶性能。

Description

一种混合动力汽车的电机辅助驱动模式控制方法
技术领域
本发明涉及一种混合动力汽车的电机辅助驱动模式控制方法。
背景技术
混合动力汽车通过电机将动能转化成电能，存储到动力蓄电池等储能装置里；在车辆启动、加速、爬坡等工况下，电机可以利用这些电能来为车辆提供辅助驱动力，从而提高车辆的性能，降低油耗，减少排放。近年来，美国、欧洲、日本各大汽车公司纷纷开始研制混合动力型汽车，未来混合动力汽车有着巨大的发展前景。
现在绝大多数的混合动力乘用车都通过降低发动机排量来实现一定的节油效果，但小排量的发动机在起步时很容易憋死，若再次通过钥匙启动发动机，会导致发动机频繁的喷油点火，影响油耗和排放。目前的混合动力乘用车大都选择串联式的混合动力驱动结构，电机和发动机同轴，串联式混合动力汽车的电机辅助驱动模式可以提供起步、防止发动机熄火的扭矩模式以及加速和爬坡的扭矩模式，与发动机合成驱动车辆行驶的力矩，电机有了这样的工作模式可以让发动机在起步时防止熄火，还可以在加速、爬坡时提供额外的动力，从而提高整车的燃油经济性，降低排放。然而，串联式混合动力汽车的电机辅助驱动模式在和其他模式之间转换时，由于转换过程不平稳，影响整车的舒适性和驾驶性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够确保模式之间转换平稳、提高驾驶的舒适性和驾驶性能的混合动力汽车的电机辅助驱动模式控制方法。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种混合动力汽车的电机辅助驱动模式控制方法，该方法包括下列顺序的步骤：
(1)若整车处于静止状态，则混合动力控制器HCU实时判断整车从静止状态进入电机辅助驱动模式的条件是否成立，若判断结果为是，则电机输出起步和防止发动机熄火的辅助扭矩；否则，返回实时判断；
(2)若整车处于行驶过程中，则混合动力控制器HCU实时判断整车从行驶状态进入电机辅助驱动模式的条件是否成立，若判断结果为是，则电机输出加速和爬坡的辅助扭矩；否则，返回实时判断。
由上述技术方案可知，本发明的混合动力控制器HCU通过判断整车的状态、电子油门踏板的开度、发动机的转速、电子离合器的状态和车速，从而判断整车是否进入电机辅助驱动模式，并输出相应的辅助扭矩，转换平稳、提高驾驶的舒适性和驾驶性能。同时，电机辅助驱动模式能够在起步、爬坡、加速时提供扭矩给整车，满足各种情况下的扭矩辅助，利用电能为车辆提供辅助驱动力，从而提高了车辆的性能，降低了油耗，减少了排放。
附图说明
图1是本发明的机械连接简图；
图2是本发明的电气连接简图；
图3是车辆从静止状态进入起步辅助和防止发动机熄火模式的工作流程图；
图4是车辆在行驶过程中进入加速和爬坡辅助模式的工作流程图。
具体实施方式
一种混合动力汽车的电机辅助驱动模式控制方法，该方法包括下列顺序的步骤：第一，若整车处于静止状态，则混合动力控制器HCU实时判断整车从静止状态进入电机辅助驱动模式的条件是否成立，若判断结果为是，则电机2输出起步和防止发动机熄火的辅助扭矩；否则，返回实时判断；第二，若整车处于行驶过程中，则混合动力控制器HCU实时判断整车从行驶状态进入电机辅助驱动模式的条件是否成立，若判断结果为是，则电机2输出加速和爬坡的辅助扭矩；否则，返回实时判断，如图3、4所示，电机辅助驱动模式分为两种模式：其一是起步辅助和防止发动机熄火模式，其二是加速和爬坡辅助模式，其中，起步辅助和防止发动机熄火模式又分为起步辅助模式和防止发动机熄火模式。因此，需要对车辆的运行状态进行区别判断。
结合图1、2，本发明采用发动机1和电机2同轴的串联式混合动力的驱动方式：所述的电机2与发动机1同轴布置，电机2为驱动和发电一体化的电机，电机2的一端与发动机1的曲轴相连，另一端通过电子离合器3与变速箱4相连，变速箱4通过传动轴6与车轮5连接。所述的混合动力控制器HCU、发动机管理***EMS、电池管理***BMS、电机控制器MCU通过CAN总线与整车CAN总线网络通讯，动力蓄电池7存储的电量一路经驱动电路或逆变器输出至电机2，另一路经直流变换器DC-DC输出至12V低压电池，驱动电路或逆变器、电机2分别与电机控制器MCU相连。整车CAN总线网络和混合动力控制器HCU的CAN网络及发动机管理***EMS的CAN网络是同属于一个CAN网络，通过总线交互；能量从发动机1输出，部分用于供整车前进，部分用于发电和回收制动存在动力蓄电池7里；当需要提供辅助扭矩时，能量从动力蓄电池7流经电机2，再到驱动轮，和发动机1一起驱动车辆前进，正常状态下，动力蓄电池7的电用于提供整车低压负载及给小电池充电使用。
以下结合图1、2、3、4对本发明作进一步的说明。
结合图3，若整车处于静止状态，所述的混合动力控制器HCU首先实时判断整车是否满足整车辅助驱动条件，若不满足，则返回实时判断；若满足，则在起步的过程中，混合动力控制器HCU实时判断驾驶员的请求扭矩是否小于发动机1当前能提供的最大扭矩，若判断结果为是，即驾驶员的请求扭矩小于当前发动机1能提供的最大扭矩，起步辅助和防止发动机熄火模式的起步辅助模式才生效，否则返回实时判断，此处是为了避免驾驶员急加速时电机2还处在起步辅助模式。同时，混合动力控制器HCU实时判断电子离合器3是否一直处于半联动状态或实时判断车速是否过低，若判断结果为是，即车速过低或者离合器一直处在半联动状态，则可以判定驾驶员肯定在起步，起步辅助和防止发动机熄火模式被激活，否则，返回实时判断。
结合图3，所述的混合动力控制器HCU根据当前电子油门踏板8开度解析出起步辅助最大扭矩，同时根据当前的发动机1的转速解析出防止发动机1的熄火最大扭矩，根据发动机的万有曲线图，可以查表得出起步辅助最大扭矩和防止发动机1熄火的最大扭矩，然后比较二个扭矩，取大的扭矩乘以车速比例系数作为当前电机2能提供的最大起步辅助和防止发动机1的熄火扭矩。所述的车速比例系数为：[1-(VEL-VTOP)/(VTOP-VNO)]，其中VEL为当前车速，VTOP为最高提供辅助扭矩车速，VNO为不提供辅助扭矩的车速。可见，车速越接近VTOP，电机2的辅助扭矩就越小。
结合图3，所述的整车辅助驱动条件是指车辆同时满足传动系结合、发动机1运行在非怠速模式、整车无故障、动力蓄电池7的电池容量SOC高于一定值、档位在前进挡且电子离合器3和刹车均未被踩下，以满足整车辅助驱动条件来判定驾驶员具有起步操作的意图。动力蓄电池7的电池容量SOC高于一定值是指动力蓄电池7有足够的电能，即动力蓄电池7的电池容量SOC大于某一阈值，才能允许进入电机辅助驱动模式。
结合图4，若整车处于行驶过程中，所述的混合动力控制器HCU实时判断整车是否满足整车辅助驱动条件、驾驶员请求扭矩是否大于当前发动机1能提供的最大扭矩，若上述判断结果均为是，则整车进入电机辅助驱动模式的加速和爬坡辅助模式，电机2输出加速和爬坡的辅助扭矩；否则，返回实时判断。在这里整车辅助驱动条件同上述整车驱动条件。所述的混合动力控制器HCU根据当前电子油门踏板8开度解析出驾驶员请求的最大扭矩，电机2输出的加速和爬坡辅助扭矩为当前驾驶员请求的最大扭矩减去当前发动机1能够提供的最大扭矩。
综上所述，本发明通过混合动力控制器HCU判断整车的状态、电子油门踏板8的开度、发动机1的转速、电子离合器3的状态和车速，从而判断整车是否进入电机辅助驱动模式，并输出相应的辅助扭矩，转换平稳、提高驾驶的舒适性和驾驶性能。

Claims (9)

1.一种混合动力汽车的电机辅助驱动模式控制方法，该方法包括下列顺序的步骤：
(1)若整车处于静止状态，则混合动力控制器HCU实时判断整车从静止状态进入电机辅助驱动模式的条件是否成立，若判断结果为是，则电机输出起步和防止发动机熄火的辅助扭矩；否则，返回实时判断；
(2)若整车处于行驶过程中，则混合动力控制器HCU实时判断整车从行驶状态进入电机辅助驱动模式的条件是否成立，若判断结果为是，则电机输出加速和爬坡的辅助扭矩；否则，返回实时判断。
2.根据权利要求1所述的混合动力汽车的电机辅助驱动模式控制方法，其特征在于：若整车处于静止状态，所述的混合动力控制器HCU首先实时判断整车是否满足整车辅助驱动条件，若判断结果为是，则在起步的过程中，混合动力控制器HCU实时判断驾驶员的请求扭矩是否小于发动机当前能提供的最大扭矩，并实时判断电子离合器是否一直处于半联动状态或实时判断车速是否过低，若上述判断结果均为是，则整车进入电机辅助驱动模式的起步辅助和防止发动机熄火模式，电机输出起步和防止发动机熄火的辅助扭矩；否则，返回实时判断。
3.根据权利要求1所述的混合动力汽车的电机辅助驱动模式控制方法，其特征在于：若整车处于行驶过程中，所述的混合动力控制器HCU实时判断整车是否满足整车辅助驱动条件、驾驶员请求扭矩是否大于当前发动机能提供的最大扭矩，若上述判断结果均为是，则整车进入电机辅助驱动模式的加速和爬坡辅助模式，电机输出加速和爬坡的辅助扭矩；否则，返回实时判断。
4.根据权利要求1所述的混合动力汽车的电机辅助驱动模式控制方法，其特征在于：所述的电机与发动机同轴布置，电机的一端与发动机曲轴相连，另一端通过电子离合器与变速箱相连，变速箱通过传动轴与车轮连接。
5.根据权利要求1所述的混合动力汽车的电机辅助驱动模式控制方法，其特征在于：所述的混合动力控制器HCU、发动机管理***EMS、电池管理***BMS、电机控制器MCU通过CAN总线与整车CAN总线网络通讯，动力蓄电池存储的电量一路经驱动电路或逆变器输出至电机，另一路经直流变换器DC-DC输出至12V低压电池，驱动电路或逆变器、电机分别与电机控制器MCU相连。
6.根据权利要求2或3所述的混合动力汽车的电机辅助驱动模式控制方法，其特征在于：所述的整车辅助驱动条件是指车辆同时满足传动系结合、发动机运行在非怠速模式、整车无故障、动力蓄电池蓄电池容量SOC高于一定值、档位在前进挡且电子离合器和刹车均未被踩下。
7.根据权利要求2所述的混合动力汽车的电机辅助驱动模式控制方法，其特征在于：所述的混合动力控制器HCU根据当前电子油门踏板开度解析出最大的起步辅助扭矩，同时根据当前的发动机转速解析出最大的防止发动机熄火扭矩，然后比较二个扭矩，取大的扭矩乘以车速比例系数作为当前电机能提供的最大起步辅助和防止发动机熄火扭矩。
8.根据权利要求3所述的混合动力汽车的电机辅助驱动模式控制方法，其特征在于：所述的混合动力控制器HCU根据当前电子油门踏板开度解析出驾驶员请求的最大扭矩，电机输出的加速和爬坡辅助扭矩为当前驾驶员请求的最大扭矩减去当前发动机能够提供的最大扭矩。
9.根据权利要求5所述的混合动力汽车的电机辅助驱动模式控制方法，其特征在于：所述的车速比例系数为：[1-(VEL-VTOP)/(VTOP-VNO)]，其中VEL为当前车速，VTOP为最高提供辅助扭矩车速，VNO为不提供辅助扭矩的车速。
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