CN103707889A - 一种控制混合动力汽车动力的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种控制混合动力汽车动力的方法，其包括：采集车辆行驶时的车速、加速度、需求扭矩和电池电量信息；根据车速、加速度、需求扭矩和电池电量决定使用的动力模式。优选地，当所述加速度和所述需求扭矩均大于等于零时，根据车速、电池电量和需求扭矩决定使用的动力模式；当加速度或者需求扭矩小于零时，仅根据电池电量决定使用的动力模式。应用本发明的控制混合动力汽车动力的方法，能更准确判断车辆行驶的实时状况并且能基于全面监测到的车辆行驶实行状况，控制两种驱动动力更好地配合，从而更省油、更低地排放并获得更好的驱动性能。

Description

一种控制混合动力汽车动力的方法

技术领域

本发明涉及一种控制汽车动力的方法，特别是涉及一种控制混合动力汽车动力的方法。

背景技术

在20世纪的最后十几年，研制开发更节能、更环保、使用替代能源的新型汽车，成为各大汽车公司的当务之急。混合动力汽车兼顾了电动汽车和传统汽车优点，因其具有低油耗、低排放的潜力，动力性接近于传统汽车，而生产成本低于纯电动汽车，最近几年来其研究开发成为世界上各大汽车公司、研究机构和大学的一个研究热点。

混合动力电动汽车一般至少有两种车载能量源，其中一种为具有高功率密度的能量源。利用两种能量源的特性互补，实现整车***性能的改善和提高。要实现两者之间相互协调工作，这就需要有良好的控制方法。控制方法不仅仅要实现整车最佳的燃油经济性，而且还要兼顾发动机排放、蓄电池寿命、驾驶性能、各部件可靠性及整车成本等多方面要求，并针对混合动力汽车各部件的特性和汽车的运行工况，使发动机、电动机、蓄电池和传动***实现最佳匹配。当前混合动力汽车的控制方法不十分完善，一方面表面在对车辆的行驶的实时状况中的变量采集不充分导致对行驶实时状况判断不准确。另一方面，对采集到的车辆行驶实时数据利用不充分不合理，比如现有技术中常见的控制方法有两种，一种是根据车速，当车速大于阀值时，使用发动机驱动；当车速小于阀值时，使用电池驱动。另一种是根据电池电量，当电池电量小于某一阀值时，使用发动机驱动；当电池电量大于阀值时使用电池驱动。现有的控制方法均无法使两种动力更好地配合，进而浪费燃料，引起更多排放并且驱动性能不好。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种混合动力汽车的控制方法，用于解决现有控制方法中对驾驶状态判断不准，多动力配合、匹配不佳等问题。本发明的控制方法更充分地监测汽车行驶过程中的实时状况和对动力***的能量要求，并且能合理地动态分配发动机和电动机***的输出功率，达到更好的燃油经济性、更低的排放、更低的***成本和更佳的驱动性能。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种控制混合动力汽车动力的方法，包括：采集车辆行驶时的车速、加速度、需求扭矩和电池电量信息；根据车速、加速度、需求扭矩和电池电量决定使用的动力模式。

优选地，上述控制混合动力汽车动力的方法中，当加速度和需求扭矩均大于等于零时，根据车速、电池电量和需求扭矩决定使用的动力模式；当加速度或者需求扭矩小于零时，根据电池电量决定使用的动力模式。

如上所述，本发明的控制混合动力汽车动力的方法，具有以下有益效果：对车辆行驶的实时状况判断更全面更准确。

并且根据本发明的优选实施方式，能基于全面监测到的车辆行驶实行状况，控制两种驱动动力更好地配合，从而更省油、更低地排放并获得更好的驱动性能。

附图说明

图1显示为混合动力汽车动力***的框图；

图2显示为本发明实施例的流程图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

先参阅图1，图1所示为混合动力汽车的动力***框图。图中，感应器包括车速感应器、加速度感应器、扭矩感应器和电池电量感应器，分别用于监测并采集车速、加速度、需要的扭矩及电池电量等信息，并将采集到的信息传递给控制模块。控制模块根据采集到信息和设定的控制策略，控制发动机、电池（包括驱动电机）配合为驱动轮提供动力，并控制热电转换器和机电转换器为电池进行充电。其中，发动机可以为任何内燃机；电池（包括驱动电机）表示任何适用于混合动力汽车的电力驱动***；热电转换器用于热能转换为电能；机电转换器用于将机械能转换成电能。

再参阅图2，根据本发明的控制混合动力汽车动力的方法，步骤S1表示通过感应器，实时地采集车速、加速度、需要的扭矩及电池电量信息，步骤S2表示根据车速、加速度、需要的扭矩及电池电量信息决定使用何种动力模式。

下面详细介绍步骤S2中，根据车速、加速度、需要的扭矩及电池电量信息决定动力模式的一种优选实施方式。

为使介绍方便、清楚，下文对标记和术语约定如表1：

表1

其中，一般地：

（1）V_min<V_low;

（2）SOC_min<SOC_low<SOC_high。

下面结合表2根据车速、加速度、需要的扭矩及电池电量信息决定动力模式的一种优选实施方式，表2如下所示：

本例中，采集到车速、加速度、需要的扭矩及电池电量信息后，先判断加速度及需求扭矩，如果加速度dv/dt和需求扭矩T_req均大于等于零，则根据车速V、电池电量SOC和需求扭矩T_req决定使用的动力模式，表2中第1-3行给出了一种决定的方法；如果加速度dv/dt或者需求扭矩T_req小于零，则只根据电池电量SOC决定使用的动力模式，表2中第4行给出了一种决定的方法。

参阅表2中第1行，当判断出加速度dv/dt及需求扭矩T_req均大于等于零时，判断车速V，如果车速V小于等于阀值V_min，则执行第1行的条件判断1，进一步判断电池电量SOC，否则转到第2行判断。如果需要执行第1行的条件判断1，执行结果为电池电量SOC大于等于SOC_low，则决定使用纯电动模式；如果电池电量SOC小于阀值SOC_low，则决定使用纯发动机模式。

而当加速度dv/dt及需求扭矩T_req均大于等于零，但车速V大于阀值V_min时，则根据需求扭矩T_req和电池电量SOC决定使用的动力模式，表2中第2-3行给出了一种决定的方法。

参阅表2中第2行，当加速度dv/dt及需求扭矩T_req均大于等于零，但车速V大于阀值V_min时，进一步判断车速V是否小于等于第二阀值V_low，如果车速V小于等于第二阀值V_low，则执行第2行中的条件判断1，判断需求扭矩T_req，否则转到第3行判断。如果需要执行第2行的条件判断1，并且得出需求扭矩T_req小于等于驱动电机最大扭矩T_{em_max}，则判断电池电量SOC，如果电池电量SOC大于等于阀值SOC_low，则决定使用纯电动模式；如果电池电量SOC小于所述阀值SOC_low，则决定使用纯发动机模式；如果需求扭矩T_req大于驱动电机最大扭矩T_{em_max}，则判断电池电量SOC，如果电池电量SOC大于等于所述阀值SOC_low，则决定使用混合动力模式；如果电池电量SOC小于阀值SOC_low，则决定使用纯发动机模式。

参阅表2中第3行，第3行表示当加速度dv/dt及需求扭矩T_req均大于等于零，车速大于第二阀值V_low的情况，此时需要判断需求扭矩T_req是否属于发动机最优工作扭矩范围，如果需求扭矩T_req属于发动机最优工作扭矩范围（包括端点值），则直接执行第3行的条件判断3，判断电池电量SOC，如果电池电量SOC大于等于阀值SOC_min，则决定使用纯发动机模式；如果电池电量SOC小于阀值SOC_min，则决定使用发动机充电模式。

如果需求扭矩T_req不属于发动机最优工作扭矩范围，则执行第3行的条件判断2和3。具体地，如果需求扭矩T_req小于发动机最优工作扭矩范围低值T_{ICE_opt_low}，判断电池电量SOC，如果电池电量SOC小于电池电量高限值SOC_high，则决定使用发动机充电模式；如果电池电量SOC大于等于电池电量高限值SOC_high，则决定使用纯电动模式。如果需求扭矩T_req大于发动机最优工作扭矩范围高值T_{ICE_opt_high}且小于发动机扭矩最大值T_{ICT_max}，判断电池电量SOC，如果电池电量SOC大于等于电池电量低限值SOC_low，则决定使用混合动力模式；如果电池电量SOC小于电池电量低限值SOC_low，则决定使用纯发动机模式。如果需求扭矩T_req大于发动机最大扭矩，判断电池电量SOC，如果电池电量SOC大于等于电池电量低限值SOC_low，则决定使用混合动力模式；如果电池电量SOC小于电池电量低限值SOC_low，则决定使用纯发动机模式。

表2中第4行是当加速度dv/dt或者需求扭矩T_req小于零时，根据电池电量SOC决定使用何种动力模式的方法。具体地，当加速度dv/dt或者需求扭矩T_req小于零时，表示汽车处于制动状态。此时，如果电池电量SOC小于电池电量高限值SOC_high，则决定使用能量回收模式，即由热电转换装置将汽车制动装置产生的热能转换成电能为电池充电；如果电池电量SOC大于等于电池电量高限值SOC_high，则使用普通的制动模式。

上述实施方式中，V_min、V_low、SOC_low和SOC_high需要根据车型、车况的不同进行设定，以便达到最优化的效果。Matlab仿真实验表明，应用上述本发明实施例对混合动力汽车的动力进行控制，与现有的控制方式相比，在同等加速性能、同等速度条件下，每百公里油耗节省了10%-20%。

需要说明的是上述实施例仅出于说明目的，而不应当理解为对本发明的限制。实际应用中，本领域技术人员可以根据需要，对上述实施方式进行必要的改变或者简化。例如但不限于，省略V_min、V_low、SOC_low和SOC_high值中的一个或者几个，同时对表2中所示的控制逻辑进行相应的简化；或者变换表2中所示的控制逻辑的优先次序，比如优先判断电池电量而非加速度等等。

综上所述，本发明对车辆行驶的实时状况判断更全面更准确。并且根据本发明的优选实施方式，能基于全面监测到的车辆行驶实行状况，控制两种驱动动力更好地配合，从而更省油、更低地排放并获得更好的驱动性能。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种控制混合动力汽车动力的方法，其特征在于，所述方法包括：

采集车辆行驶时的车速、加速度、需求扭矩和电池电量信息；

根据车速、加速度、需求扭矩和电池电量决定动力模式。

2.根据权利要求1所述的控制混合动力汽车动力的方法，其特征在于，所述根据车速、加速度、需求扭矩和电池电量决定使用的动力模式的步骤包括：

当所述加速度和所述需求扭矩均大于等于零时，根据所述车速、所述电池电量和所述需求扭矩决定动力模式；

当所述加速度或者所述需求扭矩小于零时，根据所述电池电量决定动力模式。

3.根据权利要求2所述的控制混合动力汽车动力的方法，其特征在于，所述当加速度和需求扭矩均大于等于零时，判断所述车速：

当所述车速小于等于第一车速阀值时，仅根据所述电池电量决定动力模式；

当所述车速大于所述第一车速阀值时，根据所述需求扭矩和所述电池电量决定动力模式。

4.根据权利要求3所述的控制混合动力汽车动力的方法，其特征在于，所述当所述车速小于等于第一车速阀值时，判断所述电池电量，如果所述电池电量大于等于所述第一电量阀值，则决定使用纯电动模式；如果所述电池电量小于所述第一电量阀值，则决定使用纯发动机模式。

5.根据权利要求4所述的控制混合动力汽车动力的方法，其特征在于，所述当车速大于第一车速阀值时，进一步判断所述车速是否小于等于第二车速阀值；

当所述车速大于所述第一车速阀值且小于等于所述第二车速阀值时，判断所述需求扭矩：如果所述需求扭矩小于等于驱动电机最大扭矩，则判断所述电池电量，如果所述电池电量大于等于所述第一电量阀值，则决定使用纯电动模式；如果所述电池电量小于所述第一电量阀值，则决定使用纯发动机模式；

如果所述需求扭矩大于所述驱动电机最大扭矩，则判断所述电池电量，如果所述电池电量大于等于所述第一电量阀值，则决定使用混合动力模式；如果所述电池电量小于所述第一电量阀值，则决定使用纯发动机模式；

当所述车速大于所述第二车速阀值时，判断所述需求扭矩：

如果所述需求扭矩落入发动机最优工作扭矩范围，则判断所述电池电量，如果所述电池电量大于等于第二电量阀值，则决定使用纯发动机模式；如果所述电池电量小于所述第二电量阀值，则决定使用发动机充电模式；

如果所述需求扭矩未落入所述发动机最优工作扭矩范围，则进一步判断所述需求扭矩：

如果所述需求扭矩小于所述发动机最优工作扭矩范围的低值，则判断所述电池电量，如果所述电池电量大于等于第三电量阀值，则决定使用发动机充电模式；如果所述电池电量小于所述第三电量阀值，则决定使用纯电动模式；如果所述需求扭矩大于所述发动机最优工作扭矩范围的高值且小于发动机最大扭矩，则判断所述电池电量，如果所述电池电量大于等于所述第二电量阀值，则决定使用混合动力模式；如果所述电池电量小于所述第二电量阀值，则决定使用纯发动机模式；如果所述需求扭矩大于所述发动机最大扭矩，则判断所述电池电量，如果所述电池电量大于等于所述第二电量阀值，则决定使用混合动力模式；如果所述电池电量小于所述第二电量阀值，则决定使用纯发动机模式。

6.根据权利要求1所述的控制混合动力汽车动力的方法，其特征在于，所述当所述加速度或者所述需求扭矩小于零时，判断所述电池电量，如果所述电池电量小于所述第三电量阀值，则决定使用能量回收模式；如果所述电池电量大于等于所述第三电量阀值，则决定使用制动模式。

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