CN112874507B - 混合动力车辆及其控制方法、装置和*** - Google Patents

混合动力车辆及其控制方法、装置和*** Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种混合动力***的控制方法，包括：判断所述混合动力车辆是否满足进入原地发电工况的条件；如果确定所述混合动力车辆满足进入所述原地发电工况的条件，则在所述混合动力车辆进入所述原地发电工况之前，向所述发动机发送第一指令；控制所述发动机基于所述第一指令控制所述发动机的输出扭矩的增加速度。根据本发明的***，通过在混合动力车辆在进入原地发电工况之前，先向发动机发送指令，发动机根据该指令，在接收到目标扭矩时进入原地发电模式来调节发动机的输出扭矩，保证输出扭矩的缓慢上升，避免发生转速快速上升而无法控制的情况，提高了BSG电机在原地发电工况下的稳定性和鲁棒性。

Description

混合动力车辆及其控制方法、装置和***
技术领域
本发明涉及混合动力车辆领域，更具体地涉及混合动力车辆的控制。
背景技术
在混合动力车辆的工作过程中，混合动力车辆的BSG电机参与发电的工况包括原地发电、混联发电、稳压发电等，且对应于三种不同的控制方式。当BSG电机参与原地发电过程时，在一些极限环境(高寒)下，发动机温度比较低，从怠速工况进入原地发电工况时，发动机响应的输出扭矩过大，而BSG电机的输出扭矩调节到达极限时，会出现转速拉不住的情况，导致转速上升很快速，甚至导致发电工况来回进入和退出，出现转速的波动，无法收敛。
因此，现有技术中的混合动力车辆在一些极限环境下，存在发电工况来回进入和退出，转速出现较大的波动，导致混合动力车辆无法稳定的问题。
发明内容
考虑到上述问题而提出了本发明。本发明提供了一种混合动力车辆的控制方法、***及存储介质以解决上述问题。
根据本发明的第一方面，提供了一种混合动力车辆的控制方法，所述方法包括：
判断所述混合动力车辆是否满足进入原地发电工况的条件；
如果确定所述混合动力车辆满足进入所述原地发电工况的条件，则在所述混合动力车辆进入所述原地发电工况之前，向所述发动机发送第一指令；
控制所述发动机基于所述第一指令控制所述发动机的输出扭矩的增加速度。
根据本发明的第二方面，提供了一种混合动力车辆的控制装置，包括：
整车控制器，用于判断所述混合动力车辆是否满足进入原地发电工况的条件；以及，如果确定所述混合动力车辆满足进入所述原地发电工况的条件，则在所述混合动力车辆进入所述原地发电工况之前，向所述发动机发送第一指令；
发动机控制单元，用于控制所述发动机基于所述第一指令控制所述发动机的输出扭矩的增加速度。
根据本发明的第三方面，提供了一种混合动力车辆的控制***，包括：
存储器、处理器及存储在所述存储器上且在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面所述的混合动力车辆的控制方法。
根据本发明的第四方面，提供了一种混合动力车辆，所述混合动力车辆包括如第二方面所述的混合动力车辆的控制装置，或如第三方面所述的混合动力车辆的控制***。
根据本发明的混合动力车辆及其控制方法、装置和***，通过在混合动力车辆在进入原地发电工况之前，先向发动机发送指令，发动机根据该指令，在接收到目标扭矩时进入原地发电模式来调节发动机的输出扭矩，保证输出扭矩的缓慢上升，避免发生转速快速上升而无法控制的情况，提高了BSG电机在原地发电工况下的稳定性和鲁棒性。
附图说明
通过结合附图对本发明实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。
图1是一种混合动力车辆的示意性框图；
图2是根据本发明实施例的混合动力车辆的控制方法的示意性流程图；
图3是根据本发明实施例的混合动力车辆的控制方法的示例；
图4是根据本发明实施例的混合动力车辆的控制装置的示意性框图；
图5是根据本发明实施例的一种混合动力车辆的示意性框图。
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本发明中描述的本发明实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本发明的保护范围之内。
参见图1，图1示出了一种混合动力车辆的示意性框图。其中，一种混合动力车辆100包括：
电源110，用于为所述混合动力车辆100提供电能；
BSG电机120(Belt-Driven Starter Generator，皮带传动启动/发电一体化电机)，与所述电源110连接；
整车控制器130(Vehicle Control Unit，VCU)，与所述BSG电机120和发动机140连接，用于获取所述混合动力车辆100的工作参数，并控制所述混合动力车辆100的各个部分；
发动机140，与所述BSG电机120通过皮带传动连接，所述发动机140包括发动机控制单元141(Engine Control Unit，ECU)，所述发动机控制单元141与所述整车控制器130连接，用于接收所述整车控制器130的指令并控制发动机140的工作模式。
可选地，所述电源110可以包括蓄电池。
可选地，所述整车控制器130或发动机控制单元141可以通过软件、硬件、固件或者其组合实现，可以使用电路、单个或多个为特定用途集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、数字信号处理装置(Digital Signal Processing Device，DSPD)、可编程逻辑装置(ProgrammableLogic Device，PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)、中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、控制器、微控制器、微处理器中的至少一种，从而使得整车控制器130或发动机控制单元141可以执行本申请的各个实施例中的混合动力车辆的控制方法的部分步骤或全部步骤或其中步骤的任意组合。
其中，混合动力车辆100在运行过程中，BSG电机120吸收发动机140产生的多余能量来发电从而为电池补充电量。混合动力车辆100在动力回收过程中，减速时回收功率比较大，BSG电机回收发动机140的能量。由于BSG电机120由发动机140直接传动，所以理论上只要发动机运转，BSG电机可以随时为电源补充电量。BSG电机120参与发电的工况包括原地发电工况、混联发电工况、和稳压发电工况等，相应地不同的工况有不同的控制方式：原地发电工况时，混合动力车辆100的离合器脱开，发动机根据整车控制器130发送的目标扭矩响应实时扭矩，BSG电机120通过PI调节发动机140的转速，使混合动力车辆100处于一种稳定转速的状态，其中发动机140的输出扭矩全部用来发电；混联发电工况时，混合动力车辆100的离合器结合，发动机140根据整车控制器130发送的目标扭矩响应实时扭矩，BSG电机120按扭矩开环的方式控制发动机140的输出扭矩进行发电，其中发动机140的输出扭矩既用于驱动又用于发电；稳压发电工况时，发动机140根据目标转速调节整个混合动力车辆100的转速，BSG电机120按扭矩开环的方式控制输出小扭矩进行发电。
在BSG电机处于原地发电工况中时，在一些极限环境(高寒)下，发动机140的温度比较低，BSG电机从怠速工况进入原地发电工况时，发动机140响应的输出扭矩过大，而BSG电机的扭矩调节到达极限时，会出现发动机140的转速无法控制的情况，导致转速上升很快。而混合动力车辆100是否需要进入发电工况是基于混合动力车辆100的转速来判断，所以上述情况可能胡导致发电工况来回进入和退出，出现转速的波动，无法收敛。
基于上述考虑，提出了根据本发明实施例的混合动力车辆及其控制、装置及***。下面参照附图来描述本发明实施例提出的混合动力车辆及其控制、装置及***。
参见图2，图2示出了根据本发明实施例的混合动力车辆的控制的示意性流程图。如图2所示，一种混合动力车辆的控制方法，所述方法包括：
在步骤S210，判断所述混合动力车辆是否满足进入原地发电工况的条件；
在步骤S220，如果确定所述混合动力车辆满足进入所述原地发电工况的条件，则在所述混合动力车辆进入所述原地发电工况之前，向所述发动机发送第一指令；
在步骤S230，控制所述发动机基于所述第一指令控制所述发动机的输出扭矩的增加速度。
其中，在混合动力车辆的整车需要进入原地发电工况时，混合动力车辆在进入原地发电工况之前，先发送第一指令给发动机，发动机根据第一指令，在接收到目标扭矩时进入原地发电模式来调节发动机的输出扭矩，保证输出扭矩的缓慢上升。这样发动机的输出扭矩缓慢上升使得发动机的转速上升也比较平稳，避免发生转速快速上升而无法控制的情况，进而避免了发电工况的来回进出，提高了BSG电机在原地发电工况下的稳定性和鲁棒性。
根据本发明实施例，在步骤S210中，判断所述混合动力车辆是否满足进入原地发电工况的条件，可以包括：
判断所述混合动力车辆的车速是否低于车速阈值且电源的SOC(State ofCharge)电量是否低于电量阈值；
当所述混合动力车辆的车速低于所述车速阈值且电源的SOC电量低于所述电量阈值时，确定所述混合动力车辆满足进入原地发电工况的条件。
具体来说，整车控制器可以获取混合动力车辆的车速和电源的SOC电量，并分别与车速阈值和电量阈值进行比较；如果车速低于车速阈值且电量低于电量阈值，则说明车速低于车速阈值，混合动力车辆处于低速甚至怠速工况，且和电源的剩余电量很低，需要通过混合动力车辆的发动机对电源进行充电，满足进入原地发电工况的条件。
根据本发明实施例，在步骤S220中，在所述混合动力车辆进入所述原地发电工况之前，向所述发动机发送第一指令可以包括：
判断所述混合动力车辆是否处于怠速工况；
当所述混合动力车辆处于怠速工况时，向所述发动机发送第一指令。
其中，怠速工况是指发动机在无负荷的情况下运转，只需克服自身内部机件的摩擦阻力，不对外输出功率。怠速可以是维持发动机稳定运转的最低转速。
可选地，所述第一指令可以包括发电需求标志位。
可选地，控制所述发动机基于所述第一指令控制所述发动机的输出扭矩的增加速度，包括：
根据所述发电需求标志位控制所述发动机进入原地发电模式，其中，所述原地发电模式包括保持所述发动机的进气量不变，控制所述发动机的点火角斜率以控制所述发动机的输出扭矩的增加速度。
其中，控制发动机的点火角和进气量可以控制发动机的输出扭矩的变化，保持进气量不变，通过控制点火角的变化率即斜率则控制发动机的输出扭矩的变化率，一般，发动机的点火角和进气量越大，转速越大，所以保持进气量不变时，可以缓慢增大点火角以缓慢增大发动机的输出扭矩，从而达到输出扭矩的缓慢上升的目的。所述发动机的点火角斜率和进气量为标定量，例如与混合动力车辆的冷却水温有关。
具体来说，整车控制器确定混合动力车辆满足进入原地发电工况的条件，进而判断所述混合动力车辆是否处于怠速工况；当整车控制器通过获取的工作参数确定所述混合动力车辆处于怠速工况时，说明此时混合动力车辆还没有进入原地发电工况，此时，如果直接进入原地发电工况，则混合动力车辆的离合器脱开，发动机根据目标扭矩响应实时的输出扭矩，即发动机的输出扭矩迅速增加至所述目标扭矩，则可能导致发电机的转速无法控制；根据本发明实施例的方法，此时不直接进入原地发电工况，而是当整车控制器通过获取的工作参数确定所述混合动力车辆处于怠速工况，即混合动力车辆还没有进入原地发电工况时，整车控制器向发动机控制单元发送第一指令，用于控制发动机的输出扭矩的变化速率；第一指令中包括发电需求标志位，发动机控制单元在收到所述第一指令后，根据发电需求标志位控制发动机进入原地发电模式，保持进气量不变时，控制所述发动机的点火角斜率，以保证发动机的输出扭矩稳定增长。
可选地，所述方法还包括：
向所述发动机发送目标扭矩；
控制所述发动机基于原地发电模式将所述输出扭矩增加至所述目标扭矩。
在一些实施例中，所述第一指令可以还包括目标扭矩，在所述混合动力车辆进入所述原地发电工况之前，向所述发动机发送包含发电需求标志位和目标扭矩的第一指令。具体来说，先判断所述混合动力车辆是否满足进入原地发电工况的条件，如果所述混合动力车辆满足进入所述原地发电工况的条件，然后判断所述混合动力车辆是否处于怠速工况，如果所述混合动力车辆处于怠速工况则向所述发动机发送发电需求标志位和目标扭矩。
可选地，所述方法还包括：
如果确定所述混合动力车辆不满足进入所述原地发电工况的条件，则向所述发动机发送第二指令和目标扭矩；
控制所述发动机基于所述第二指令控制所述发动机的输出扭矩。
其中，如果所述混合动力车辆不满足进入所述原地发电工况的条件，则发动机的输出扭矩不会完全用于发电，那么就不会出现转速无法控制的情况，此时，可以按照混合动力车辆处于正常工况的控制方式来调节点火角和进气量。
在一些实施例中，所述确定所述混合动力车辆不满足进入所述原地发电工况的条件可以包括：
所述混合动力车辆的车速大于所述车速阈值或电源的SOC电量大于所述电量阈值。
可选地，控制所述发动机基于所述第二指令控制所述发动机的输出扭矩包括：
同时控制所述发动机的进气量和点火角斜率以控制所述输出扭矩增加至所述目标扭矩。
具体来说，整车控制器确定混合动力车辆不满足进入原地发电工况的条件，则发动机的输出扭矩至少部分将用于驱动，整车控制器向发动机控制单元发送第二指令，此时混合动力车辆的离合器结合，发动机控制单元接收第二指令后，根据目标扭矩响应实时输出扭矩，同时控制所述发动机的进气量和点火角，以控制所述输出扭矩增加至所述目标扭矩，BSG电机按照开环控制方式调节发动机的输出扭矩，发动机的输出扭矩用于驱动和发电。
在一个实施例中，参见图3，图3示出了根据本发明实施例的一种混合动力车辆的控制方法的示例。如图3所示，所述方法包括：
步骤S310，开始；
步骤S320，整车控制器判断所述混合动力车辆是否满足进入原地发电工况的条件，包括：
判断所述混合动力车辆的车速是否低于车速阈值且电源的SOC电量是否低于电量阈值；
当所述混合动力车辆的车速低于所述车速阈值且电源的SOC电量低于所述电量阈值时，整车控制器确定所述混合动力车辆满足进入原地发电工况的条件，进入步骤S330；
当所述混合动力车辆的车速大于所述车速阈值或电源的SOC电量大于所述电量阈值时，整车控制器确定所述混合动力车辆不满足进入原地发电工况的条件，进入步骤S360。
步骤S330，整车控制器向发动机控制单元发送包含发电需求标志位的第一指令；
步骤S340，发动机控制单元根据所述发电需求标志位控制所述发动机进入原地发电模式；
步骤S350，整车控制器向发动机控制单元发送目标扭矩，发动机控制单元接收所述目标扭矩，控制所述发动机保持进气量不变时，控制点火角斜率，使得所述发动机处于原地发电模式将输出扭矩增加至目标扭矩，进入步骤S370；
步骤S360，整车控制器向发动机控制单元发送第二指令，其中第二指令可以包含目标扭矩，发动机控制单元接收所述目标扭矩，同时控制所述发动机进气量和点火角斜率，使得所述发动机将输出扭矩增加至目标扭矩；
步骤S370，结束。
根据本发明实施例，还提出了一种混合动力车辆的控制***，包括：
存储器、处理器及存储在所述存储器上且在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明实施例提供的所述混合动力车辆的控制方法。
根据本发明实施例，还提出了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被计算机执行时实现本发明实施例提供的所述混合动力车辆的控制方法。
参见图4，图4示出了根据本发明实施例的混合动力车辆的控制装置的示意性框图。如图4所示，所述混合动力车辆的控制装置400包括：
整车控制器410，用于判断所述混合动力车辆是否满足进入原地发电工况的条件；以及，如果确定所述混合动力车辆满足进入所述原地发电工况的条件，则在所述混合动力车辆进入所述原地发电工况之前，向所述发动机发送第一指令；
发动机控制单元420，用于控制所述发动机基于所述第一指令控制所述发动机的输出扭矩的增加速度。
所述各个模块可分别执行上文中结合图2描述的混合动力车辆的控制方法的各个步骤/功能。以上仅对混合动力车辆的控制装置400的各部件的主要功能进行描述，而省略上文已经描述过的细节内容。
根据本发明实施例，参见图5，图5示出了根据本发明实施例的一种混合动力车辆的示意性框图。如图5所示，一种混合动力车辆500，包括根据本发明实施例所述的混合动力车辆的控制装置510。
根据本发明的混合动力车辆及其控制方法、装置和***，通过在混合动力车辆在进入原地发电工况之前，先向发动机发送指令，发动机根据该指令，在接收到目标扭矩时进入原地发电模式来调节发动机的输出扭矩，保证输出扭矩的缓慢上升，避免发生转速快速上升而无法控制的情况，提高了BSG电机在原地发电工况下的稳定性和鲁棒性。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种混合动力车辆的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
判断所述混合动力车辆是否满足进入原地发电工况的条件；
如果确定所述混合动力车辆满足进入所述原地发电工况的条件，则在所述混合动力车辆进入所述原地发电工况之前，向发动机发送第一指令；
控制所述发动机基于所述第一指令控制所述发动机的输出扭矩的增加速度；
其中，所述第一指令包括发电需求标志位，控制所述发动机基于所述第一指令控制所述发动机的输出扭矩的增加速度，包括：
根据所述发电需求标志位控制所述发动机进入原地发电模式，其中，所述原地发电模式包括保持所述发动机的进气量不变，控制所述发动机的点火角斜率以控制所述发动机的输出扭矩的增加速度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
向所述发动机发送目标扭矩；
控制所述发动机基于原地发电模式将所述输出扭矩增加至所述目标扭矩。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
如果确定所述混合动力车辆不满足进入所述原地发电工况的条件，则向所述发动机发送第二指令和目标扭矩；
控制所述发动机基于所述第二指令控制所述发动机的输出扭矩。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，控制所述发动机基于所述第二指令控制所述发动机的输出扭矩包括：
同时控制所述发动机的进气量和点火角斜率以控制所述输出扭矩增加至所述目标扭矩。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，判断所述混合动力车辆是否满足进入原地发电工况的条件包括：
判断所述混合动力车辆的车速是否低于车速阈值且电源的SOC电量是否低于电量阈值；
当所述混合动力车辆的车速低于所述车速阈值且电源的SOC电量低于所述电量阈值时，确定所述混合动力车辆满足进入原地发电工况的条件。
6.一种混合动力车辆的控制装置，其特征在于，所述装置包括：
整车控制器，用于判断所述混合动力车辆是否满足进入原地发电工况的条件；以及，如果确定所述混合动力车辆满足进入所述原地发电工况的条件，则在所述混合动力车辆进入所述原地发电工况之前，向发动机发送第一指令；
发动机控制单元，用于控制所述发动机基于所述第一指令控制所述发动机的输出扭矩的增加速度；
其中，所述发动机控制单元，具体用于根据发电需求标志位控制所述发动机进入原地发电模式，其中，所述原地发电模式包括保持所述发动机的进气量不变，控制所述发动机的点火角斜率以控制所述发动机的输出扭矩的增加速度，其中，所述第一指令包括所述发电需求标志位。
7.一种混合动力车辆的控制***，其特征在于，所述***包括：
存储器、处理器及存储在所述存储器上且在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至5中任一项所述的混合动力车辆的控制方法。
8.一种混合动力车辆，其特征在于，所述混合动力车辆包括如权利要求6所述的混合动力车辆的控制装置，或权利要求7所述的混合动力车辆的控制***。
9.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被计算机或处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述方法的步骤。
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