CN112550268A - 一种混联式混合动力汽车的动力***控制方法 - Google Patents

一种混联式混合动力汽车的动力***控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种混联式混合动力汽车的动力***控制方法，VCU接收人机交互指令，驾驶人员通过EGS、加速踏板、制动踏板将行驶需求信号输入动力***；VCU接收到EGS输入的信号后，判断驾驶人员的意愿，并转化为控制指令，结合加速踏板指令，向PCU、EMS发送扭矩需求；PCU及EMS控制驱动电机及发动机输出扭矩，通过混合动力变速箱的齿轮机构将动力传递到车轮端，驱动车辆行驶。采用上述技术方案，使得车辆在模式切换，动力分配时可以做到平顺且动力强劲，而且能耗低；动力***的控制更简单、更安全；有效降低油耗，提升整车的驾驶性和燃油经济性，环境的友好型的动力***控制方法更有利于能源的节约。

Description

一种混联式混合动力汽车的动力***控制方法
技术领域
本发明属于新能源汽车动力***的技术领域。更具体地，本发明涉及一种混联式混合动力汽车的动力***控制方法。
背景技术
汽车作为主要的日常出行交通工具之一，随着汽车保有量的猛增，消耗能源占比大，CO2的排放占比高，对于温室效应的贡献大，针对全球变暖的问题，各国制定了汽车油耗及排放法规。
目前，我国已开始实施国六B标准，且油耗标准也在不断的提高要求，传统的燃油车已经无法满足国家2020年实施的5L/100km的油耗标准。开发低油耗低排放的环境友好型，符合国家法规的新形势车辆十分迫切。混合动力汽车的出线可以解决油耗及排放的问题，同时可以消除纯电动汽车带来的里程焦虑。
就目前的混合动力架构主要为功率分流或串并联，但为了实现不同模式之间的有效平顺切换需要一种控制方法。
目前市场上存在的混合动力***已基本具备混合动力相关的纯电行驶、混动模式行驶的功能，但是模式切换的平顺，驾驶感受还存在一定的不足。如某些多挡位混动方案的控制过于复杂，易产生控制逻辑漏洞，进而造成整车控制的不安全性。
发明内容
本发明提供一种混联式混合动力汽车的动力***控制方法，其目的是使得动力***的控制更简单、更安全。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
本发明的混联式混合动力汽车的动力***控制方法，所述的混合动力汽车包括VCU、 EGS、加速踏板、制动踏板、BCU、EMS、PCU、BMS以及三合一电源；所述的VCU接收人机交互指令，驾驶人员通过EGS、加速踏板、制动踏板将行驶需求信号输入动力***；所述的VCU接收到EGS输入的信号后，判断驾驶人员的意愿，并转化为控制指令，结合加速踏板指令，向PCU、EMS发送扭矩需求；所述的PCU及EMS控制驱动电机及发动机输出扭矩，通过混合动力变速箱的齿轮机构将动力传递到车轮端，驱动车辆行驶。
所述的动力***的运行状态包括高压上电、混动模式、纯电动模式、纯电动切换至混动模式、增程模式。
所述的高压上电的控制方式是：
所述的VCU接收到钥匙信号，分别向三合一电源、BMS发送 VCU_DC_sModeReq＝Standby，HVPwrModeRqst＝Default信号；
所述的三合一电源、BMS分别自检并向VCU分别反馈DC_stMode＝Standby，HVSystemState＝Standby信号；
所述的VCU向PCU发送VCU_TM_stModeReq＝Standby信号，PCU向VCU反馈 PCU_stMode＝Standby信号，VCU向BMS发送HVPwrModeRqst＝PowerUp信号，BMS向VCU 反馈HVSystemState＝Precharge，闭合主副继电器和预充继电器；
所述的VCU向PCU发送VCU_TM_stModeReq＝Standby信号，PCU向VCU反馈 PCU_stModer＝Standby信号；VCU向PCU发送VCU_TM_stModeReq＝Enable信号，PCU向 VCU反馈PCU_stMode＝Operational，此时，BMS向VCU反馈HVsystemState＝Operational，高压上电完成。
所述的混动模式的控制方式是：
所述的EGS的挡位信号通过CAN线输入到VCU，判断挡位前进，或后退，或驻车，或空挡；判断BMS发出的电量信息，并对PCU、EMS发出扭矩请求；PCU、EMS接收到请求指令后，判断自身是否有故障；如果无故障，则分别控制驱动电机、发动机提供需求扭矩。
所述的纯电动模式控制方式是：
所述的VCU接收到挡位信号、加速踏板请求加速信号，判断BMS发出的电量信息为高 SOC，此时，电机扭矩可以满足驾驶员加速需求，PCU控制驱动电机提供请求扭矩动力，通过传动***传递到轮端，驱动车辆行驶。
所述的纯电动切换至混动模式的控制方式是：
所述的EGS发出前进挡请求，加速踏板发出加速请求；此时，需求更大的扭矩，驱动电机不足以提供，因此，VCU分别向PCU、EMS发出扭矩请求，判断BMS发出的电量信息为低SOC，此时，发动机成为主要扭矩提供装置，驱动电机进行辅助驱动。
所述的增程模式的控制方式是：
所述的VCU请求EMS启动发动机，PCU控制发电机处于发电工作模式，PCU控制驱动电机提供驱动扭矩。
所述的三合一电源包括PDU、DC/DC以及OBC。
本发明采用上述技术方案，使得车辆在模式切换，动力分配时可以做到平顺且动力强劲，而且能耗低；动力***的控制更简单、更安全；有效降低油耗，提升整车的驾驶性和燃油经济性，环境的友好型的动力***控制方法更有利于能源的节约。
附图说明
附图所示内容及图中的标记简要说明如下：
图1为本发明的混联式混合动力控制***的结构示意图；
图2为本发明的驱动控制方式示意图。
图中标记为：
1、VCU，2、EGS，3、加速踏板，4、制动踏板，5、BCU，6、EMS，7、PCU，8、BMS， 9、三合一电源。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
缩略语及名词说明：
VCU——混合动力整车控制及变速控制器；
EGS——换挡控制器；
加速踏板——Accelerator pedal；
制动踏板——Brake pedal；
BCU——制动控制器；
EMS——发动机控制单元；
PCU——双电机控制器；
BMS——电池控制单元；
PDU——电动汽车高压配电盒；
DC/DC——直流变换器；
OBC——车载充电器；
TM——驱动电机控制器；
DC——直流电源。
本发明的混联式混合动力汽车用混动变速箱的控制方法，运用于混合动力专用变速箱的插电式混合动力汽车，以及内燃机和电动机动力并存的车辆，通过混合动力整车控制及变速控制器，实现整车的能量流分配、动力源的协调分配、扭矩管理、功率管理、高压管理、行驶模式管理、驱动模式管理等。
如图1、图2所表达的本发明的结构及控制方法，为一种混联式混合动力汽车的动力***控制方法，所述的混合动力汽车包括VCU1、EGS2、加速踏板、制动踏板4、BCU5、EMS6、PCU7、BMS8以及三合一电源9。
为了解决现有技术存在的问题并克服其缺陷，实现使得动力***的控制更简单、更安全的发明目的，本发明采取的技术方案为：
如图1、图2所示，本发明的混联式混合动力汽车的动力***控制方法，所述的VCU1接收人机交互指令，驾驶人员通过EGS2、加速踏板3、制动踏板4将行驶需求信号输入动力***；所述的VCU1接收到EGS2输入的信号后，判断驾驶人员的意愿，并转化为控制指令，结合加速踏板3指令，向PCU7、EMS6发送扭矩需求；所述的PCU7及EMS6控制驱动电机及发动机输出扭矩，通过混合动力变速箱的齿轮机构将动力传递到车轮端，驱动车辆行驶。
本发明可以控制车辆实现纯电动模式、怠速充电模式、增程模式、并联模式、发动机直驱模式，多种模式的切换，有效降低油耗，提升整车的驾驶性和燃油经济性，对于能源的节约、环境的友好型提供了具有创造性的技术方案。
本发明提出的控制方法适用于双电机、三离合器、单速比、混动方案、混合动力整车控制器负责整车控制，负责人机交互指令的搜集，处理，控制指令的下发。
所述的动力***的运行状态包括高压上电、混动模式、纯电动模式、纯电动切换至混动模式、增程模式。
所述的高压上电的控制方式是：
所述的VCU1接收到钥匙信号，分别向三合一电源9、BMS8发送 VCU_DC_sModeReq＝Standby，HVPwrModeRqst＝Default信号；
所述的三合一电源9、BMS8分别自检并分别反馈DC_stMode＝Standby，HVSystemState＝Standby信号；
所述的VCU1向PCU7发送VCU_TM_stModeReq＝Standby信号，PCU7反馈 PCU_stMode＝Standby信号，VCU1向BMS8发送HVPwrModeRqst＝PowerUp信号，BMS8反馈HVSystemState＝Precharge，闭合主副继电器和预充继电器；
所述的VCU1向PCU7发送VCU_TM_stModeReq＝Standby信号，PCU7反馈 PCU_stModer＝Standby信号；VCU1向PCU7发送VCU_TM_stModeReq＝Enable信号，PCU7 反馈PCU_stMode＝Operational，此时，BMS8反馈HVsystemState＝Operational，高压上电完成。
其中的信号的意义分别为：
VCU_DC_sModeReq＝Standby：VCU向DC发出DC状态模式请求信号为待命；为VCU 应用层软件发出信号；
HVPwrModeRqst＝Default：VCU向BMS发出高压***状态模式请求信号为***默认；为VCU应用层软件发出信号；
DC_stMode＝Standby：DC向VCU反馈状态模式信号为待命；为三合一电源应用层软件发出信号；
HVSystemState＝Standby：BMS向VCU反馈高压***状态信号为待命，为BMS应用层软件发出信号；
VCU_TM_stModeReq＝Standby：VCU向PCU发出TM电机控制器状态模式请求信号为待命；为VCU应用层软件发出信号；
PCU_stMode＝Standby：PCU向VCU反馈TM电机控制器状态模式信号为待命，为PCU应用层软件发出信号；
HVPwrModeRqst＝PowerUp：VCU向BMS发出高压***状态模式请求信号为高压上电；为VCU应用层软件发出信号；
HVSystemState＝Precharge：BMS向VCU反馈高压***状态信号为预充，为BMS应用层软件发出信号；
VCU_TM_stModeReq＝Enable：VCU向PCU发出TM电机控制器状态模式请求信号为使能；为VCU应用层软件发出信号；
PCU_stMode＝Operational：PCU向VCU反馈TM电机控制器状态模式信号为运行状态，为PCU应用层软件发出信号；
HVsystemState＝Operational：BMS向VCU反馈高压***状态信号为运行状态，为BMS 应用层软件发出信号。
所述的混动模式的控制方式是：
所述的EGS2的挡位信号通过CAN线输入到VCU1，判断挡位前进，或后退，或驻车，或空挡；判断BMS8发出的电量信息，并对PCU7、EMS6发出扭矩请求；PCU7、EMS6接收到请求指令后，判断自身是否有故障；如果无故障，则分别控制驱动电机、发动机提供需求扭矩。
所述的纯电动模式控制方式是：
所述的VCU1接收到挡位信号、加速踏板3请求加速信号，判断BMS8发出的电量信息为高SOC，此时，电机扭矩可以满足驾驶员加速需求，PCU7控制驱动电机提供请求扭矩动力，通过传动***传递到轮端，驱动车辆行驶。
所述的纯电动切换至混动模式的控制方式是：
所述的EGS2发出前进挡请求，加速踏板3发出加速请求；此时，需求更大的扭矩，驱动电机不足以提供，因此，VCU1分别向PCU7、EMS6发出扭矩请求，判断BMS8发出的电量信息为低SOC，此时，发动机成为主要扭矩提供装置，驱动电机进行辅助驱动。
所述的增程模式的控制方式是：
所述的VCU1请求EMS6启动发动机，PCU7控制发电机处于发电工作模式，PCU7控制驱动电机提供驱动扭矩。
所述的三合一电源9包括PDU、DC/DC以及OBC。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种混联式混合动力汽车的动力***控制方法，所述的混合动力汽车包括VCU(1)、EGS(2)、加速踏板、制动踏板(4)、BCU(5)、EMS(6)、PCU(7)、BMS(8)以及三合一电源(9)，其特征在于：所述的VCU(1)接收人机交互指令，驾驶人员通过EGS(2)、加速踏板(3)、制动踏板(4)将行驶需求信号输入动力***；所述的VCU(1)接收到EGS(2)输入的信号后，判断驾驶人员的意愿，并转化为控制指令，结合加速踏板(3)指令，向PCU(7)、EMS(6)发送扭矩需求；所述的PCU(7)及EMS(6)控制驱动电机及发动机输出扭矩，通过混合动力变速箱的齿轮机构将动力传递到车轮端，驱动车辆行驶。
2.按照权利要求1所述的混联式混合动力汽车的动力***控制方法，其特征在于：所述的动力***的运行状态包括高压上电、混动模式、纯电动模式、纯电动切换至混动模式、增程模式。
3.按照权利要求2所述的混联式混合动力汽车的动力***控制方法，其特征在于：所述的高压上电的控制方式是：
所述的VCU(1)接收到钥匙信号，分别向三合一电源(9)、BMS(8)发送VCU_DC_sModeReq＝Standby，HVPwrModeRqst＝Default信号；
所述的三合一电源(9)、BMS(8)分别自检并向VCU(1)分别反馈DC_stMode＝Standby，HVSystemState＝Standby信号；
所述的VCU(1)向PCU(7)发送VCU_TM_stModeReq＝Standby信号，PCU(7)向VCU(1)反馈PCU_stMode＝Standby信号，VCU(1)向BMS(8)发送HVPwrModeRqst＝PowerUp信号，BMS(8)向VCU(1)反馈HVSystemState＝Precharge，闭合主副继电器和预充继电器；
所述的VCU(1)向PCU(7)发送VCU_TM_stModeReq＝Standby信号，PCU(7)向VCU(1)反馈PCU_stModer＝Standby信号；VCU(1)向PCU(7)发送VCU_TM_stModeReq＝Enable信号，PCU(7)向VCU(1)反馈PCU_stMode＝Operational，此时，BMS(8)向VCU(1)反馈HVsystemState＝Operational，高压上电完成。
4.按照权利要求2所述的混联式混合动力汽车的动力***控制方法，其特征在于：所述的混动模式的控制方式是：所述的EGS(2)的挡位信号通过CAN线输入到VCU(1)，判断挡位前进，或后退，或驻车，或空挡；判断BMS(8)发出的电量信息，并对PCU(7)、EMS(6)发出扭矩请求；PCU(7)、EMS(6)接收到请求指令后，判断自身是否有故障；如果无故障，则分别控制驱动电机、发动机提供需求扭矩。
5.按照权利要求2所述的混联式混合动力汽车的动力***控制方法，其特征在于：所述的纯电动模式控制方式是：所述的VCU(1)接收到挡位信号、加速踏板(3)请求加速信号，判断BMS(8)发出的电量信息为高SOC，此时，电机扭矩可以满足驾驶员加速需求，PCU(7)控制驱动电机提供请求扭矩动力，通过传动***传递到轮端，驱动车辆行驶。
6.按照权利要求2所述的混联式混合动力汽车的动力***控制方法，其特征在于：所述的纯电动切换至混动模式的控制方式是：所述的EGS(2)发出前进挡请求，加速踏板(3)发出加速请求；此时，需求更大的扭矩，驱动电机不足以提供，因此，VCU(1)分别向PCU(7)、EMS(6)发出扭矩请求，判断BMS(8)发出的电量信息为低SOC，此时，发动机成为主要扭矩提供装置，驱动电机进行辅助驱动。
7.按照权利要求2所述的混联式混合动力汽车的动力***控制方法，其特征在于：所述的增程模式的控制方式是：所述的VCU(1)请求EMS(6)启动发动机，PCU(7)控制发电机处于发电工作模式，PCU(7)控制驱动电机提供驱动扭矩。
8.按照权利要求1所述的混联式混合动力汽车的动力***控制方法，其特征在于：所述的三合一电源(9)包括PDU、DC/DC以及OBC。
9.按照权利要求3所述的混联式混合动力汽车的动力***控制方法，其特征在于：其中的信号的意义分别为：
VCU_DC_sModeReq＝Standby：VCU向DC发出DC状态模式请求信号为待命；为VCU应用层软件发出信号；
HVPwrModeRqst＝Default：VCU向BMS发出高压***状态模式请求信号为***默认；为VCU应用层软件发出信号；
DC_stMode＝Standby：DC向VCU反馈状态模式信号为待命；为三合一电源应用层软件发出信号；
HVSystemState＝Standby：BMS向VCU反馈高压***状态信号为待命，为BMS应用层软件发出信号；
VCU_TM_stModeReq＝Standby：VCU向PCU发出TM电机控制器状态模式请求信号为待命；为VCU应用层软件发出信号；
PCU_stMode＝Standby：PCU向VCU反馈TM电机控制器状态模式信号为待命，为PCU应用层软件发出信号；
HVPwrModeRqst＝PowerUp：VCU向BMS发出高压***状态模式请求信号为高压上电；为VCU应用层软件发出信号；
HVSystemState＝Precharge：BMS向VCU反馈高压***状态信号为预充，为BMS应用层软件发出信号；
VCU_TM_stModeReq＝Enable：VCU向PCU发出TM电机控制器状态模式请求信号为使能；为VCU应用层软件发出信号；
PCU_stMode＝Operational：PCU向VCU反馈TM电机控制器状态模式信号为运行状态，为PCU应用层软件发出信号；
HVsystemState＝Operational：BMS向VCU反馈高压***状态信号为运行状态，为BMS应用层软件发出信号。
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