CN102114765B - 一种混合动力驱动***及控制方法及具有该***的车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种混合动力驱动***及控制方法及车辆，包括发动机、第一电机、离合器、第二电机、减速机构、储能装置、电机控制器、电源管理器以及主接触器，所述发动机、第一电机、离合器、第二电机以及减速机构顺序相连，所述储能装置通过所述主接触器分别与第一电机和第二电机电连接，所述电机控制器分别与所述第一电机和所述第二电机电连接；所述电源管理器，用于检测所述主接触器的状态，并发送给所述电机控制器；所述电机控制器，用于根据电源管理器发送的信息，控制所述驱动***处于故障模式。该混合动力驱动***及控制方法及车辆，当单体电池的电压差过大或电池采样线损坏时可以控制车辆继续行驶。
Description
技术领域
本发明属于混合动力领域，涉及一种混合动力驱动***及控制方法及具有该***的车辆。
背景技术
随着社会的发展，为了解决能源缺乏的问题，混合动力车和纯电动车随之产生，现有的混合动力驱动***，包括发动机、第一电机、离合器、第二电机、减速机构、储能装置、电机控制器、电源管理器以及主接触器，所述发动机、第一电机、离合器、第二电机以及减速机构顺序相连，所述储能装置通过所述主接触器分别与第一电机和第二电机电连接，所述电机控制器分别与所述第一电机和所述第二电机电连接。混合动力车和纯电动车的动力主要来源于动力电池组，混合动力车上的电池组中每节电池间存在差异，造成车载电池在工作时，每节电池的电压和电量也会出现差异。当单体电池的电压差过大或电池采样线损坏时，本着保护电池的原则，现有混合动力***的电源管理器就会直接控制主接触器断开，不让电池继续馈电，从而造成车辆无法行驶。这时用户只能叫拖车，不但给用户带来困扰，还会让用户花费一笔不小的拖车费用。
发明内容
本发明为解决现有技术中存在的当单体电池的电压差过大或电池采样线损坏时，混合动力***会直接控制主接触器断开而使车辆无法行驶的问题，提供一种当单体电池的电压差过大或电池采样线损坏时可以控制车辆继续行驶的混合动力驱动***及控制方法及车辆。
本发明提供一种混合动力驱动***，包括发动机、第一电机、离合器、第二电机、减速机构、储能装置、电机控制器、电源管理器以及主接触器，所述发动机、第一电机、离合器、第二电机以及减速机构顺序相连，所述储能装置通过所述主接触器分别与第一电机和第二电机电连接，所述电机控制器分别与所述第一电机和所述第二电机电连接，
所述电源管理器，用于检测所述主接触器的状态，并发送给所述电机控制器；
所述电机控制器，用于根据电源管理器发送的信息，控制所述驱动***处于故障模式。
本发明还提供一种混合动力驱动***的控制方法，包括以下步骤：
电源管理器检测主接触器的状态，并发送给电机控制器；
所述电机控制器根据所述电源管理器发送的信息，控制所述驱动***进入故障模式。
本发明还提供一种车辆，包括上述混合动力驱动***。
本发明提供的混合动力驱动***及控制方法及车辆相对于现有技术，当单体电池的电压差过大或电池采样线损坏时，主接触器断开后，电机控制器通过电源管理器检测到主接触器断开后，电机控制器控制驱动***进入故障模式，即电机控制器发送报文给电源管理器，通过电源管理器控制主接触器的强制闭合，同时限制第二电机的输出功率，使车辆能继续行驶。
附图说明
图1为本发明混合动力驱动***的一种实施例的结构框图；
图2为本发明电机控制器的一种实施例的结构框图；
图3为本发明混合动力驱动***的控制方法的一种实施例的流程图。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明的实施例提供了一种混合动力驱动***，包括发动机10、第一电机20、离合器30、第二电机40、减速机构50、储能装置60、电机控制器1、电源管理器2以及主接触器3，所述发动机10、第一电机20、离合器30、第二电机40以及减速机构50顺序相连，所述储能装置60通过所述主接触器3分别与第一电机20和第二电机40电连接，所述电机控制器1分别与所述第一电机20和所述第二电机40电连接，
所述电源管理器2，用于检测所述主接触器3的状态，并发送给所述电机控制器1；
所述电机控制器1，用于根据电源管理器2发送的信息，控制所述驱动***进入故障模式。当电源管理器2检测到主接触器断开时，便控制所述驱动***进入故障模式。
当所述驱动***进入故障模式时，所述电机控制器1发送控制信号给所述电源管理器2以控制所述主接触器3闭合，以及限制第二电机40的输出功率。所述电机控制器1发送关闭报文给电源管理器2，电源管理器2控制所述主接触器3闭合，主接触器3闭合使得储能装置60可以继续给第一电机20和第二电机40提供电能，从而第一电机20和第二电机40可以输出动力给减速机构50，车辆便可以行驶，限制第二电机40的输出功率即降低第二电机40的输出功率，使得车辆无法快速行驶。第二电机40的最大输出功率为50KW，驱动***进入故障模式时，第二电机40的输出功率为12-15KW。
进一步改进，所述混合动力驱动***还包括用于启动驱动***进入故障模式的开关单元4，所述开关单元4与所述电机控制器1电连接。
进一步改进，图2所示，所述电机控制器1包括检测单元11和控制单元12；
所述检测单元11，用于检测开关单元4的状态信号；
所述控制单元12，用于当接收到开关单元4的导通信号时，根据电源管理器2发送的信息，控制所述驱动***进入故障模式。当车辆正常停止不关电时，主接触器3不会断开，但是当车辆正常停止关电时，主接触器3会断开。车辆正常停止后重新启动时，主接触器3还没有闭合，电源管理器2检测到主接触器3断开时，便控制所述驱动***进入故障模式，使得车辆在正常情况时也会使驱动***进入故障模式，因此增加开关单元4，由用户自己操作或者由其他方式控制其导通时，电机控制器1才会控制驱动***进入故障模式，可以避免驱动***自身的误操作。控制开关单元4导通的方式可以是手动，也可是通过其他方式导通，比如增加一段判断车辆故障的程序，当车辆出现的故障满足条件时，控制开关单元4导通，启动驱动***进入故障模式的程序。控制开关单元4导通的方式是本领域技术人员公知，此处也就不一一描述了。
进一步改进，所述电机控制器包括检测单元11、控制单元12、第一计时单元13、第二计时单元14和判断单元15；
所述检测单元11，用于检测开关单元4的状态信号；
所述第一计时单元13，用于在车辆上电后开始计时，在第一时间段内接收到开关单元4的导通信号时发送第一计时信号给所述第二计时单元14；
所述第二计时单元14，用于在开关单元4导通时开始计时，当导通时间达到第二时间段且接收到第一计时信号时发送第二计时信号给所述控制单元12；
所述判断单元15，用于判断车辆当前的档位是否在P档或N档，并发送判断结果给所述控制单元12；
所述控制单元12，用于当接收到车辆当前的档位在P档或N档和第二计时信号时，根据电源管理器2发送的信息，控制所述驱动***进入故障模式。
在车辆上电后的20s内为车辆启动的自检时间，开关单元4要在车辆启动的自检时间导通和对开关单元4的导通时间的计时，是为了防止在车辆正常行驶时，用户手动使开关单元4导通，使驱动***进入故障模式，从而使车辆无法快速行驶。优选情况下：第一时间段为0s-20s，第二时间段为3s-4s。
而要求车辆的当前档位在P档或N档，是从车辆的安全性上面考虑的，防止车辆在高速行驶时，驱动***突然进入故障模式。
进一步改进，所述开关单元4包括EV按钮(即纯电动开关按钮)和HEV按钮(即混合动力开关按钮)。当然也可以重新设置一个按钮启动驱动***进入故障模式的程序，但是为了不增加车辆上的零部件，直接采用车辆上原有的EV按钮和HEV按钮以启动驱动***进入故障模式。
进一步改进，所述电机控制器1为型号TMS320F2812的单片机。
本发明还提供一种混合动力驱动***的控制方法，包括以下步骤：
电源管理器2检测主接触器3的状态，并发送给电机控制器1；
所述电机控制器1根据所述电源管理器2发送的信息，控制所述驱动***进入故障模式。
进一步改进，当所述电机控制器1控制所述驱动***进入故障模式时，所述电机控制器1发送控制信号给所述电源管理器2以控制所述主接触器3闭合，以及限制第二电机40的输出功率。只要当电机控制器1接收到主接触器3断开的信息，才控制所述驱动***进入故障模式，当所述驱动***进入故障模式时，所述电机控制器1发送控制信号给所述电源管理器2以控制所述主接触器3闭合，以及限制第二电机40的输出功率。当所述主接触器3闭合，便可以提供动力给第一电机20和第二电机40，车辆便可以行驶，限制第二电机40的输出功率，使车辆不能高速行驶以防止储能装置不要快速地馈电。
进一步改进，该控制方法还包括以下步骤：
检测开关单元4的状态信号；
当开关单元4导通时，所述电机控制器1根据所述电源管理器2发送的信息，控制所述驱动***进入故障模式。
进一步改进，该控制方法包括以下步骤：
当开关单元4导通时，判断开关单元4是否在车辆上电后的第一时间段内导通；
当开关单元4在车辆上电后的第一时间段内导通时，判断开关单元4的导通时间是否达到第二时间段；
当开关单元4的导通时间达到第二时间段时，所述电机控制器1根据所述电源管理器2发送的信息，控制所述驱动***进入故障模式。
进一步改进，该控制方法包括以下步骤：
判断车辆当前的档位是否在P档或N档
当车辆当前的档位在P档或N档，且开关单元4的导通时间达到第二时间段时，所述电机控制器1根据所述电源管理器2发送的信息，控制所述驱动***进入故障模式。
如图3所示，本发明的实施例中一种混合动力驱动***的控制方法，包括以下步骤：
步骤S01，检测启动按下EV按钮和HEV按钮是否都导通，如果否，则程序结束；如果都导通，则进入步骤S02；
步骤S02，判断EV按钮和HEV按钮是否在车辆上电后的第一时间段T1
内导通，如果否，则程序结束，如果是，则***进入步骤S03；
步骤S03，判断EV按钮和HEV按钮的导通时间是否达到第二时间段T2，如果否，则程序结束，如果是，则***进入步骤S04；
步骤S04，判断车辆当前的档位是否为P档或N档，如果否，则程序结束，如果是，则***进入步骤S05；
步骤S05，判断电源管理器1是否检测主接触器2断开，如果否，则程序结束，如果是，则***进入步骤S06；
步骤S06，电机控制器1控制驱动***进入故障模式，***进入步骤S07；
步骤S07，所述电机控制器1发送控制信号给所述电源管理器2以控制所述主接触器3闭合，以及限制第二电机40的输出功率。
对于步骤S01中，如果只采用EV按钮或HEV按钮作为启动驱动***进入故障模式的开关时，在车辆启动时只按下EV按钮或HEV按钮，***就进入纯电动模式或混合动力模式，而不是故障模式，因此采用EV按钮和HEV按钮同时作为启动驱动***进入故障模式的开关，不增加车辆上的零部件，同时能有效地启动驱动***在需要时进入故障模式。
对于上述的步骤S02和步骤S03的顺序是可以调换的，可以当满足步骤S03时，在对步骤S02中第一时间段进行计时，但是由于如果EV按钮和HEV按钮没有在车辆上电后的第一时间段T1内导通时，对于EV按钮和HEV按钮的导通时间计时是没有意义的，反而增加程序的复杂度，因此优选情况：在满足步骤S02情况下再进入步骤S03，第一时间段T1为0s-20s，第二时间段T2为3s-4s。
对于上述的步骤S04中，步骤S04和上述的步骤S02、步骤S03的顺序是可以调换的，可以当开关单元4导通时，先判断车辆当前的档位是否满足条件再进行步骤S02、步骤S03中的判断，或是步骤S04和步骤S02、步骤S03同时进行都是可以，但是只要上述的任何一个条件不满足，驱动***都无法进入故障模式。
本发明还提供一种车辆，包括上述的混合动力驱动***。
为了更进一步的说明本发明实施例提供的混合动力驱动***和工作方法，现结合具体实施例详述如下：
当单体电池的电压差过大或电池采样线损坏等电池故障时，混合动力***会直接控制主接触器3断开，车辆也就无法行驶。此时用户想让车辆进入故障模式，用户让车辆重新启动，在车辆启动的第一时间段T1内按下EV按钮和HEV按钮，而且EV按钮和HEV按钮的导通时间到第二时间段T2，例如第一时间段T1为20s，第二时间段T2为3s，在车辆启动的20s内按下EV按钮和HEV按钮，且EV按钮和HEV按钮的导通时间为3s时，继续判断车辆当前的档位是否为P档或N档，P档为驻车档，N档为空档以防止车辆在行驶时突然进入故障模式，当车辆当前的档位为P档或N档时，继续判断电源管理器2是否检测到主接触器3断开，即判断车辆无法行驶是不是因为主接触器3断开造成的，由于当混合动力***会直接控制主接触器3断开，即使车辆再次重新启动时，但在没有进入故障模式前，主接触器3也是无法被控制闭合的。当电源管理器2检测到主接触器3断开时，电机控制器1控制驱动***进入故障模式，即电机控制器1发送控制信号给电源管理器2，由电源管理器2根据电机控制器1的信号控制主接触器3闭合，此时车辆可以行驶，电机控制器1限制第二电机40的输出功率，由于一般在车辆启动时，离合器30都是断开的，车辆的动力都是第二电机40提供的，因此限制第二电机40的输出功率，也就限制了车辆的行驶速度。当然在车辆出现其他故障时，比如第一电机20或第二电机40出现损坏时，主接触器3是不会断开的，因此在车辆出现重大故障时，车辆还是无法行驶的。
本发明提供的混合动力驱动***和控制方法以及车辆，单体电池的电压差过大或电池采样线损坏等电池故障，混合动力***会接控制主接触器3断开时，电机控制器1可以发送控制信号给电源管理器2，通过电源管理器2控制主接触器3闭合，同时电机控制器1限制第二电机40的输出功率以限制车辆的行驶速度，使得当车辆出现单体电池的电压差过大或电池采样线损坏等电池故障时，车辆可以继续行驶。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (16)
1.一种混合动力驱动***，包括发动机（10）、第一电机（20）、离合器（30）、第二电机（40）、减速机构（50）、储能装置（60）、电机控制器（1）、电源管理器（2）以及主接触器（3），所述发动机（10）、第一电机（20）、离合器（30）、第二电机（40）以及减速机构（50）顺序相连，所述储能装置（60）通过所述主接触器（3）分别与第一电机（20）和第二电机（40）电连接，所述电机控制器分别与所述第一电机（20）和所述第二电机（40）电连接，其特征在于：
所述电源管理器（2），用于检测所述主接触器（3）的状态，并发送给所述电机控制器（1）；
所述电机控制器（1），用于根据电源管理器（2）发送的信息，控制所述驱动***进入故障模式；
所述电机控制器（1）控制所述主接触器（3）闭合，所述储能装置（60）对所述第一电机（20）和所述第二电机（40）供电。
2.如权利要求1所述的混合动力驱动***，其特征在于：所述混合动力驱动***还包括用于启动驱动***进入故障模式的开关单元（4），所述开关单元（4）与所述电机控制器（1）电连接。
3.如权利要求2所述的混合动力驱动***，其特征在于：所述电机控制器（1）包括检测单元（11）和控制单元（12）；
所述检测单元（11），用于检测开关单元（4）的状态信号；
所述控制单元（12），用于当开关单元（4）的导通信号时，根据电源管理器（2）发送的信息，控制所述驱动***进入故障模式。
4.如权利要求2所述的混合动力驱动***，其特征在于：所述电机控制器包括检测单元（11）、控制单元（12）、第一计时单元（13）、第二计时单元（14）和判断单元（15）；
所述检测单元（11），用于检测开关单元（4）的状态信号；
所述第一计时单元（13），用于在车辆上电后开始计时，在第一时间段内接收到开关单元（4）的导通信号时发送第一计时信号给所述第二计时单元（14）；
所述第二计时单元（14），用于在开关单元（4）导通时开始计时，当导通时间达到第二时间段且接收到第一计时信号时发送第二计时信号给所述控制单元（12）；
所述判断单元（15），用于判断车辆当前的档位是否在P档或N档，并发送判断结果给所述控制单元（12）；
所述控制单元（12），用于当接收到车辆当前的档位在P档或N档和第二计时信号时，根据电源管理器（2）发送的信息，控制所述驱动***进入故障模式。
5.如权利要求4所述的混合动力驱动***，其特征在于：第一时间段为0s-20s。
6.如权利要求4所述的混合动力驱动***，其特征在于：第二时间段为3s-4s。
7.如权利要求2所述的混合动力驱动***，其特征在于：所述开关单元包括纯电动开关按钮和混合动力开关按钮。
8.如权利要求1所述的混合动力驱动***，其特征在于：所述电机控制器（1）为型号TMS320F2812的单片机。
9.如权利要求1-8任意一项所述的混合动力驱动***的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
电源管理器（2）检测主接触器（3）的状态，并发送给电机控制器（1）；
所述电机控制器（1）根据所述电源管理器（2）发送的信息，控制所述驱动***进入故障模式；
当所述电机控制器（1）控制所述驱动***进入故障模式时，所述电机控制器（1）发送控制信号给所述电源管理器（2）以控制所述主接触器（3）闭合。
10.如权利要求9所述的混合动力驱动***的控制方法，其特征在于：还包括以下步骤：
检测开关单元（4）的状态信号；
当开关单元（4）导通时，所述电机控制器（1）根据所述电源管理器（2）发送的信息，控制所述驱动***进入故障模式。
11.如权利要求9所述的混合动力驱动***的控制方法，其特征在于：还包括以下步骤：
检测开关单元（4）的状态信号；
当开关单元（4）导通时，判断开关单元（4）是否在车辆上电后的第一时间段内导通；
当开关单元（4）在车辆上电后的第一时间段内导通时，判断开关单元（4）的导通时间是否达到第二时间段；
当开关单元（4）的导通时间达到第二时间段时，所述电机控制器（1）根据所述电源管理器（2）发送的信息，控制所述驱动***进入故障模式。
12.如权利要求11所述的混合动力驱动***的控制方法，其特征在于：还包括以下步骤：
判断车辆当前的档位是否在P档或N档
当车辆当前的档位在P档或N档，且开关单元（4）的导通时间达到第二时间段时，所述电机控制器（1）根据所述电源管理器（2）发送的信息，控制所述驱动***进入故障模式。
13.如权利要求11所述的混合动力驱动***的控制方法，其特征在于：第一时间段为0s-20s。
14.如权利要求11所述的混合动力驱动***的控制方法，其特征在于：第二时间段为3s-4s。
15.如权利要求9-14任意一项所述的混合动力驱动***的控制方法，其特征在于：还包括以下步骤：
当所述电机控制器（1）控制所述驱动***进入故障模式时，所述电机控制器（1）发送控制信号给所述电源管理器（2）以控制所述主接触器（3）闭合，以及限制第二电机（40）的输出功率。
16.一种车辆，其特征在于：包括如权利要求1-8任意一项所述的混合动力驱动***。
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