CN105730447B - 一种混合动力车整车模式切换控制方法及*** - Google Patents

Abstract

一种混合动力车整车模式切换控制方法及***，包括以下步骤：整车的实际模式为纯电动模式时，检测到驾驶员的需求扭矩大于纯电动‑串联模式切换标定值，整车的期望模式变为串联模式；控制汽车起动发电一体机来起动发动机，此时整车的实际模式仍为纯电动模式；检测到发动机起动完成，整车的实际模式从纯电动模式切换为串联模式。解决了现有整车控制模式切换方法中整车控制模式多、模式切换条件复杂的技术问题。可以在控制逻辑简单清晰的基础上，实现整车的各种模式的及时、合理、平顺切换，以及实现电能和燃料能量的合理分配，从而在大幅降低能耗的同时保证良好的起停性能以及驾驶性。

Description

一种混合动力车整车模式切换控制方法及***

技术领域

本发明涉及车辆控制技术领域。具体地说，涉及一种混合动力车整车模式切换控制方法及***。

背景技术

如图1所示，为现有的汽车混合动力***结构，实线表示机械连接，虚线表示控制信号，包括发动机、离合器、离合器执行机构、ISG电机、驱动电机、AMT变速箱及主减速器。该混合动力***为双电机单离合器模式，控制***复杂，但可以实现纯电动、串联、并联、起停等各种模式的切换。

上述混合动力***中，整车控制模式的切换为关键技术之一，通过各整车控制模式的切换，能实现良好的起停性能、电能和燃料能量的合理分配，从而实现大幅降低能耗的同时保证驾驶性。

现有的整车控制模式切换方法的缺点有：1)现有的整车控制模式切换方法较复杂，整车控制模式数量多，分为纯电动、发动机起动、发动机停机、串联模式、并联模式、模式离合器闭合、模式离合器分离、回馈制动模式等，模式切换条件较复杂，使得整车控制模式的切换很容易出现问题；2)软件的兼容性不足，增加一个功能，必须增加一种模式，使得软件***的改动量很大。

在纯电动模式下，车辆依靠电动机以及使用来自驱动电池供应的电力来行驶；在串联模式中，ISG电机启动并发电，与驱动电池同时供应电动机驱动车辆行驶；并联模式中，车辆依靠发动机、电动机和ISG电机共同驱动车辆行驶，可以发挥整个动力***的最大值。因此，在车辆刚开始起步时，需要在纯电动模式下行驶，当其加速到一定速度时需要切换到串联模式行驶，在驾驶员深踏油门踏板，希望车辆在高速状态下行驶时，则需要将整车模式切换到并联模式。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于现有整车控制模式切换方法中整车控制模式多、模式切换条件复杂，从而提出一种整车控制模式只有三种、可以在控制逻辑简单清晰的基础上实现各种模式及时合理切换的混合动力车整车模式切换控制方法及***。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：

一种混合动力车整车模式切换控制方法，包括以下步骤：

整车的实际模式为纯电动模式时，检测到驾驶员的需求扭矩大于纯电动-串联模式切换标定值，整车的期望模式变为串联模式，驾驶员的需求扭矩通过油门踏板的踩踏量来判断；

控制汽车起动发电一体机来起动发动机，此时整车的实际模式仍为纯电动模式；

检测到发动机起动完成，整车的实际模式从纯电动模式切换为串联模式。

作为优化，整车的实际模式为纯电动模式时，检测到驾驶员的需求扭矩大于纯电动-串联模式切换标定值，整车的期望模式变为串联模式的步骤之前还包括：

整车处于上高压停车状态时，检测到驾驶员的需求扭矩大于0且小于纯电动-串联模式切换标定值，整车的期望模式和实际模式为纯电动模式。

作为优化，整车处于上高压停车状态时，其驾驶员的需求扭矩为0、车速和发动机转速为0、离合器为分离状态、整车的期望模式和实际模式均为纯电动模式。

作为优化，检测到发动机起动完成，整车的实际模式从纯电动模式切换为串联模式的步骤之后还包括：

检测到驾驶员的需求扭矩小于串联-纯电动模式切换标定值，整车的期望模式变为纯电动模式，串联-纯电动模式切换标定值小于纯电动-串联模式切换标定值；

控制发动机停机；

检测到发动机已经停机，整车的实际模式从串联模式切换为纯电动模式。

作为优化，检测到发动机起动完成，整车的实际模式从纯电动模式切换为串联模式的步骤之后还包括：

检测到驾驶员的需求扭矩大于串联-并联模式切换标定值，整车的期望模式变为并联模式，串联-并联模式切换标定值大于纯电动-串联模式切换标定值；

控制离合器开始闭合，此时整车的实际模式仍为串联模式；

检测到离合器闭合完成，整车的实际模式从串联模式切换为并联模式。

作为优化，检测到离合器闭合完成，整车的实际模式从串联模式切换为并联模式的步骤之后还包括：

检测到驾驶员的需求扭矩小于并联-串联模式切换标定值，整车的期望模式变为串联模式，并联-串联模式切换标定值小于串联-并联模式切换标定值，且大于纯电动-串联模式切换标定值；

控制离合器开始分离，此时整车的实际模式仍为并联模式；

检测到离合器分离完成，整车的实际模式从并联模式切换为串联模式。

作为优化，整车的期望模式和实际模式均为串联模式时，整车控制器控制发动机做扭矩控制、电机做转速闭环控制。

一种混合动力车整车模式切换控制***，包括：

第一需求扭矩检测模块：整车的实际模式为纯电动模式时，检测到驾驶员的需求扭矩大于纯电动-串联模式切换标定值，整车的期望模式变为串联模式；

发动机起动控制模块：控制汽车起动发电一体机来起动发动机，此时整车的实际模式仍为纯电动模式；

第一发动机检测模块：检测到发动机起动完成，整车的实际模式从纯电动模式切换为串联模式。

作为优化，第一需求扭矩检测模块之前还包括：

第二需求扭矩检测模块：整车处于上高压停车状态时，检测到驾驶员的需求扭矩大于0且小于纯电动-串联模式切换标定值，整车的期望模式和实际模式为纯电动模式。

作为优化，还包括：

第三需求扭矩检测模块：整车的期望模式和实际模式均为串联模式时，检测到驾驶员的需求扭矩小于串联-纯电动模式切换标定值，整车的期望模式变为纯电动模式；

发动机停机控制模块：控制发动机停机；

第二发动机检测模块：检测到发动机已经停机，整车的实际模式从串联模式切换为纯电动模式。

作为优化，还包括：

第四需求扭矩检测模块：整车的期望模式和实际模式均为串联模式时，检测到驾驶员的需求扭矩大于串联-并联模式切换标定值，整车的期望模式变为并联模式；

离合器闭合控制模块：控制离合器开始闭合，此时整车的实际模式仍为串联模式；

第一离合器检测模块：检测到离合器闭合完成，整车的实际模式从串联模式切换为并联模式。

作为优化，还包括：

第五需求扭矩检测模块：当整车的期望模式和实际模式均为并联模式时，检测到驾驶员的需求扭矩小于并联-串联模式切换标定值，整车的期望模式变为串联模式；

离合器分离控制模块：控制离合器开始分离，此时整车的实际模式仍为并联模式；

第二离合器检测模块：检测到离合器分离完成，整车的实际模式从并联模式切换为串联模式。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明提供的一种混合动力车整车模式切换控制方法及***，其整车控制模式只有三种，为纯电动模式、串联模式和并联模式，同时引入了整车的期望模式和实际模式的概念。在某一个电池SOC下，整车的期望模式由驾驶员的期望扭矩和车速确定。整车的实际模式由发动机转速和离合器的状态确定。可以在控制逻辑简单清晰的基础上，实现整车的各种模式的及时、合理、平顺切换，以及实现电能和燃料能量的合理分配，从而在大幅降低能耗的同时保证良好的起停性能以及驾驶性。

附图说明

图1是现有技术中的一种混合动力***结构示意图；

图2是本发明一个实施例的一种混合动力车整车模式切换控制方法流程图；

图3是本发明一个实施例的整车的期望模式切换示意图；

图4是本发明一个实施例的整车的实际模式切换示意图；

图5是本发明另一个实施例的一种纯电动、串联、并联模式依次切换时序图；

图6是本发明一个实施例的一种混合动力车整车模式切换控制***。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的内容，下面结合附图和实施例对本发明所提供的技术方案作进一步的详细描述。

实施例1

如图2-4所示，本实施例提供了一种混合动力车整车模式切换控制方法，包括以下步骤：

S1:整车的实际模式为纯电动模式时，检测到驾驶员的需求扭矩大于纯电动-串联模式切换标定值，整车的期望模式变为串联模式，驾驶员的需求扭矩通过油门踏板的踩踏量来判断，一辆车的纯电动-串联模式切换标定值是在出厂前已经预设好的，具体数值可以通过一个二维表查询得到；

S2:控制汽车起动发电一体机来起动发动机，此时整车的实际模式仍为纯电动模式；

S3:检测到发动机起动完成，整车的实际模式从纯电动模式切换为串联模式。此时整车的期望模式也是串联模式，整车控制器控制发动机做扭矩控制、电机做转速闭环控制。

优选地，在上述步骤之前还包括：

整车处于上高压停车状态时，检测到驾驶员的需求扭矩大于0且小于纯电动-串联模式切换标定值，整车的期望模式和实际模式为纯电动模式。整车处于上高压停车状态时，其驾驶员的需求扭矩为0、车速和发动机转速为0、离合器为分离状态、整车的期望模式和实际模式均为纯电动模式。

优选地，检测到发动机起动完成，整车的实际模式从纯电动模式切换为串联模式的步骤之后还包括：

S10:检测到驾驶员的需求扭矩小于串联-纯电动模式切换标定值，整车的期望模式变为纯电动模式，串联-纯电动模式切换标定值小于纯电动-串联模式切换标定值，串联-纯电动模式切换标定值是一个预设的值；

S11:控制发动机停机；

S12:检测到发动机已经停机，整车的实际模式从串联模式切换为纯电动模式。

优选地，检测到发动机起动完成，整车的实际模式从纯电动模式切换为串联模式的步骤之后还包括：

S4:检测到驾驶员的需求扭矩大于串联-并联模式切换标定值，整车的期望模式变为并联模式，串联-并联模式切换标定值大于纯电动-串联模式切换标定值，一辆车的串联-并联模式切换标定值是在出厂前已经预设好的，具体数值可以通过一个二维表查询得到；

S5:控制离合器开始闭合，此时整车的实际模式仍为串联模式；

S6:检测到离合器闭合完成，整车的实际模式从串联模式切换为并联模式，在并联模式下，车辆的驱动转矩由驱动电机扭矩、ISG电机扭矩、发动机扭矩共同提供，可以发挥整个混合动力***的最大能力。

优选地，检测到离合器闭合完成，整车的实际模式从串联模式切换为并联模式的步骤之后还包括：

S7:检测到驾驶员的需求扭矩小于并联-串联模式切换标定值，整车的期望模式变为串联模式，并联-串联模式切换标定值小于串联-并联模式切换标定值，且大于纯电动-串联模式切换标定值，并联-串联模式切换标定值是一个预设的值；

S8:控制离合器开始分离，此时整车的实际模式仍为并联模式；

S9:检测到离合器分离完成，整车的实际模式从并联模式切换为串联模式。此时整车的期望模式也是串联模式，整车控制器控制发动机做扭矩控制、电机做转速闭环控制。

本实施例提供的混合动力车整车模式切换控制方法，其整车控制模式只有三种，为纯电动模式、串联模式和并联模式，同时引入了整车的实际模式和期望模式的概念，在某一个电池SOC下，整车的期望模式由驾驶员的期望扭矩和车速确定。整车的实际模式由发动机转速和离合器的状态确定。该控制方法能够实现整车各模式的平顺切换、能量分配合理，从而能够在大幅降低能耗的同时保证良好的起停性以及驾驶性。

实施例2

如图2-5示，本实施例提供了一种混合动力车整车模式切换方法，其中，从纯电动模式依次切换到串联模式、并联模式的具体过程如下：

在T1时刻前，整车处于上高压停车状态，车辆油门踏板的踩踏量为0，驾驶员的需求扭矩为0，车速和发动机转速也为0，离合器为分离状态。整车的期望模式和实际模式均为纯电动。

在T1时刻，驾驶员踩下油门踏板到一较小的踩踏量，驾驶员的需求扭矩为一较小值，即大于0小于纯电动-串联模式切换标定值，此时车速开始逐步上升，整车的期望模式和实际模式仍为纯电动模式。在纯电动模式下，由驱动电机提供行驶驱动力，满足驾驶员的需求扭矩。

在T2时刻，检测到驾驶员的需求扭矩超过纯电动-串联模式切换标定值，整车的期望模式变为串联模式，纯电动-串联模式切换标定值是一个预设值。在该时刻，发动机由汽车起动发电一体机(ISG电机)进行起动，达到某一个转速后发动机进行喷油点火。但此时整车的实际模式仍为纯电动模式。

在T3时刻，发动机转速达到一定转速，整车控制器判断发动机起动完成，整车的实际模式切换为串联模式。

从T3时刻到T4时刻，驾驶员维持油门踏板不变，驾驶员的需求扭矩基本也不变化，车速逐步上升到一定值后维持不变。离合器的状态仍为分离状态。此时，整车的实际模式和期望模式均为串联模式。在串联模式下整车控制器(HCU)控制发动机做扭矩控制、电机做转速闭环控制。

在T4时刻，驾驶员深踩下油门踏板，驾驶员的需求扭矩大于串联-并联模式切换标定值，整车的期望模式变为并联模式。串联-并联模式切换标定值是一个预设值。在该时刻离合器开始闭合，由于此时离合器并未完全闭合，因此整车的实际模式仍为串联模式。发动机的转速上升到实际的期望转速，该实际的期望转速为变速箱的输入轴转速，可以通过变速箱输出转轴乘以变速箱变比计算得到。

在T5时刻，离合器闭合完成，变成闭合状态，整车的实际模式切换为并联模式。在并联模式下，车辆的驱动转矩由驱动电机扭矩、ISG电机扭矩、发动机扭矩共同提供，可以发挥整个混合动力***的最大能力。

在T5时刻后，驾驶员维持油门踏板不变，驾驶员需求扭矩基本不变化，整车的期望模式和实际模式均为并联模式，离合器为闭合状态，整车工作在并联模式下，车速上升到一定数值后达到一个稳定值，发动机转速和变速箱输入轴转速一致。

本实施例提供的混合动力车整车模式切换控制方法，能够实现整车各模式的平顺切换、能量分配合理，该控制方法引入了整车的实际模式和期望模式的概念，在某一个电池SOC下，整车的期望模式由驾驶员的期望扭矩和车速确定。整车的实际模式由发动机转速和离合器的状态确定。

实施例3

如图6所示，本实施例提供了一种混合动力车整车模式切换控制***，包括：

第一需求扭矩检测模块M1：整车的实际模式为纯电动模式时，检测到驾驶员的需求扭矩大于纯电动-串联模式切换标定值，整车的期望模式变为串联模式；

发动机起动控制模块M2：控制汽车起动发电一体机来起动发动机，此时整车的实际模式仍为纯电动模式；

第一发动机检测模块M3：检测到发动机起动完成，整车的实际模式从纯电动模式切换为串联模式。

优选地，第一需求扭矩检测模块之前还包括：

第二需求扭矩检测模块：整车处于上高压停车状态时，检测到驾驶员的需求扭矩大于0且小于纯电动-串联模式切换标定值，整车的期望模式和实际模式为纯电动模式。

优选地，还包括：

第三需求扭矩检测模块M10：整车的期望模式和实际模式均为串联模式时，检测到驾驶员的需求扭矩小于串联-纯电动模式切换标定值，整车的期望模式变为纯电动模式；

发动机停机控制模块M11：控制发动机停机；

第二发动机检测模块M12：检测到发动机已经停机，整车的实际模式从串联模式切换为纯电动模式。

优选地，还包括：

第四需求扭矩检测模块M4：整车的期望模式和实际模式均为串联模式时，检测到驾驶员的需求扭矩大于串联-并联模式切换标定值，整车的期望模式变为并联模式；

离合器闭合控制模块M5：控制离合器开始闭合，此时整车的实际模式仍为串联模式；

第一离合器检测模块M6：检测到离合器闭合完成，整车的实际模式从串联模式切换为并联模式。

优选地，还包括：

第五需求扭矩检测模块M7：当整车的期望模式和实际模式均为并联模式时，检测到驾驶员的需求扭矩小于并联-串联模式切换标定值，整车的期望模式变为串联模式；

离合器分离控制模块M8：控制离合器开始分离，此时整车的实际模式仍为并联模式；

第二离合器检测模块M9：检测到离合器分离完成，整车的实际模式从并联模式切换为串联模式。

本实施例提供的一种混合动力车整车模式切换控制***，其整车控制模式只有三种，为纯电动模式、串联模式和并联模式，同时引入了整车的期望模式和实际模式的概念。可以在控制逻辑简单清晰的基础上，实现整车的各种模式的及时、合理、平顺切换，以及实现电能和燃料能量的合理分配，从而在大幅降低能耗的同时保证良好的起停性能以及驾驶性。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种混合动力车整车模式切换控制方法，其特征在于包括以下步骤：

整车的实际模式为纯电动模式时，检测到驾驶员的需求扭矩大于纯电动-串联模式切换标定值，整车的期望模式变为串联模式，所述驾驶员的需求扭矩通过油门踏板的踩踏量来判断；在某一个电池SOC下，整车的期望模式由驾驶员的需求扭矩和车速确定，整车的实际模式由发动机转速和离合器的状态确定；控制汽车起动发电一体机来起动发动机，此时整车的实际模式仍为纯电动模式；检测到所述发动机起动完成，整车的实际模式从纯电动模式切换为串联模式；

检测到所述驾驶员的需求扭矩大于串联-并联模式切换标定值，整车的期望模式变为并联模式，所述串联-并联模式切换标定值大于所述纯电动-串联模式切换标定值；控制离合器开始闭合，此时整车的实际模式仍为串联模式；检测到离合器闭合完成，整车的实际模式从串联模式切换为并联模式。

2.如权利要求1所述的混合动力车整车模式切换控制方法，其特征在于，所述整车的实际模式为纯电动模式时，检测到驾驶员的需求扭矩大于纯电动-串联模式切换标定值，整车的期望模式变为串联模式的步骤之前还包括：

整车处于上高压停车状态时，检测到所述驾驶员的需求扭矩大于0且小于所述纯电动-串联模式切换标定值，整车的期望模式和实际模式为纯电动模式。

3.如权利要求2所述的混合动力车整车模式切换控制方法，其特征在于，所述整车处于上高压停车状态时，其驾驶员的需求扭矩为0、车速和发动机转速为0、离合器为分离状态、整车的期望模式和实际模式均为纯电动模式。

4.如权利要求1所述的混合动力车整车模式切换控制方法，其特征在于，所述检测到所述发动机起动完成，整车的实际模式从纯电动模式切换为串联模式的步骤之后还包括：

检测到所述驾驶员的需求扭矩小于串联-纯电动模式切换标定值，整车的期望模式变为纯电动模式，所述串联-纯电动模式切换标定值小于所述纯电动-串联模式切换标定值；

控制所述发动机停机；

检测到所述发动机已经停机，整车的实际模式从串联模式切换为纯电动模式。

5.如权利要求1所述的混合动力车整车模式切换控制方法，其特征在于，所述检测到离合器闭合完成，整车的实际模式从串联模式切换为并联模式的步骤之后还包括：

检测到所述驾驶员的需求扭矩小于并联-串联模式切换标定值，整车的期望模式变为串联模式，所述并联-串联模式切换标定值小于所述串联-并联模式切换标定值，且大于所述纯电动-串联模式切换标定值；

控制离合器开始分离，此时整车的实际模式仍为并联模式；

检测到离合器分离完成，整车的实际模式从并联模式切换为串联模式。

6.如权利要求1-5中任一项所述的混合动力车整车模式切换控制方法，其特征在于，整车的期望模式和实际模式均为串联模式时，整车控制器控制所述发动机做扭矩控制、电机做转速闭环控制。

7.一种混合动力车整车模式切换控制***，其特征在于包括：

第一需求扭矩检测模块：整车的实际模式为纯电动模式时，检测到驾驶员的需求扭矩大于纯电动-串联模式切换标定值，整车的期望模式变为串联模式；在某一个电池SOC下，整车的期望模式由驾驶员的需求扭矩和车速确定，整车的实际模式由发动机转速和离合器的状态确定；

发动机起动控制模块：控制汽车起动发电一体机来起动发动机，此时整车的实际模式仍为纯电动模式；

第一发动机检测模块：检测到所述发动机起动完成，整车的实际模式从纯电动模式切换为串联模式；

第四需求扭矩检测模块：整车的期望模式和实际模式均为串联模式时，检测到所述驾驶员的需求扭矩大于串联-并联模式切换标定值，整车的期望模式变为并联模式；

离合器闭合控制模块：控制离合器开始闭合，此时整车的实际模式仍为串联模式；

第一离合器检测模块：检测到离合器闭合完成，整车的实际模式从串联模式切换为并联模式。

8.如权利要求7所述的一种混合动力车整车模式切换控制***，其特征在于所述第一需求扭矩检测模块之前还包括：

第二需求扭矩检测模块：整车处于上高压停车状态时，检测到所述驾驶员的需求扭矩大于0且小于所述纯电动-串联模式切换标定值，整车的期望模式和实际模式为纯电动模式。

9.如权利要求7或8所述的一种混合动力车整车模式切换控制***，其特征在于，还包括：

第三需求扭矩检测模块：整车的期望模式和实际模式均为串联模式时，检测到所述驾驶员的需求扭矩小于串联-纯电动模式切换标定值，整车的期望模式变为纯电动模式；

发动机停机控制模块：控制所述发动机停机；

第二发动机检测模块：检测到所述发动机已经停机，整车的实际模式从串联模式切换为纯电动模式。

10.如权利要求9所述的一种混合动力车整车模式切换控制***，其特征在于，还包括：

第五需求扭矩检测模块：当整车的期望模式和实际模式均为并联模式时，检测到所述驾驶员的需求扭矩小于并联-串联模式切换标定值，整车的期望模式变为串联模式；

离合器分离控制模块：控制离合器开始分离，此时整车的实际模式仍为并联模式；

第二离合器检测模块：检测到离合器分离完成，整车的实际模式从并联模式切换为串联模式。