CN115366866A - 一种动力域控制器***及混合动力汽车 - Google Patents

一种动力域控制器***及混合动力汽车 Download PDF

Info

Publication number
CN115366866A
CN115366866A CN202211202466.0A CN202211202466A CN115366866A CN 115366866 A CN115366866 A CN 115366866A CN 202211202466 A CN202211202466 A CN 202211202466A CN 115366866 A CN115366866 A CN 115366866A
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
torque
hybrid
control module
engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202211202466.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115366866B (zh
Inventor
高振华
刘斌
蔡健伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing Changan Automobile Co Ltd
Original Assignee
Chongqing Changan Automobile Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing Changan Automobile Co Ltd filed Critical Chongqing Changan Automobile Co Ltd
Priority to CN202211202466.0A priority Critical patent/CN115366866B/zh
Publication of CN115366866A publication Critical patent/CN115366866A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115366866B publication Critical patent/CN115366866B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/02—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of driveline clutches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/40—Controlling the engagement or disengagement of prime movers, e.g. for transition between prime movers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/50—Control strategies for responding to system failures, e.g. for fault diagnosis, failsafe operation or limp mode
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

本发明提供一种动力域控制器***及混合动力汽车，包含发动机控制模块和混动整车控制模块。所述混动整车控制模块集成有驾驶员需求解析模块、边界限制模块、驾驶性处理模块、扭矩干预模块、扭矩分配模块、二次分配模块、发动机启停控制模块、扭矩动态补偿模块、离合器控制模块和子***仲裁模块；其中，所述边界限制模块、扭矩干预模块、扭矩分配模块、发动机启停控制模块和离合器控制模块分别作为扭矩链路上的主模块，根据P2架构和P13架构的构型不同，将传统各自链路中与自身混动构型紧密结合的部分进行解耦，独立成***控制模块，由所述主模块对***控制模块进行仲裁作为最终输出，由此兼容P13与P2两种混动架构。

Description

一种动力域控制器***及混合动力汽车
技术领域
本发明属于汽车控制***领域，特别涉及一种混合动力汽车动力域***。
背景技术
在汽车“新四化”的时代趋势下，集中式电子电气架构（域控制器）是满足高计算性能、高通讯带宽、高功能信息安全性、软件持续更新等基本要求的必由之路。电子电气架构的集中化意味着相同功能域内的控制器可将控制逻辑上移或者对控制器进行物理融合，这样可有效利用域控制器的强大算力，避免计算资源的浪费，而且可以减少控制器之间的线束复杂程度，有效降低成本。
此外对于混和动力汽车来说，为了满足消费者对车辆经济性、动力性、舒适性的多维需求，开发不同构型的混合动力汽车已成为各主机厂的必然选择，例如常见的P2混动架构和P13混动架构。前者对于传统的动力总成架构变化较小，只需在发动机与变速器之间增加一个电机，动力性有明显优势。后者相对传统的动力架构变化较大，取消了变速箱，增加了两个电机，使得发动机可以与车轮解耦，提高了经济性。不同的混合动力构型对动力域控制器的控制功能也提出了相应的需求，目前普遍的做法是针对不同的混合动力构型去开发对应的混合动力总成控制器***，而由此带来的研发工作量冗余以及成本增加已经成为一个急需解决的矛盾。
专利文献CN112937548A公开了一种并联式混合动力汽车动力域控制***，包括发动机控制模块，电池控制模块、电机控制模块、机械式自动变速器控制模块、能量管理模块以及模式切换协调控制模块。通过集成混动控制器和变速箱控制器，旨在将混动控制器中的能量管理策略与变速器控制器中的经济型换挡策略进行实时结合。然而，该域控制***只适用于功率分流式混合动力架构，无法做到多种混合动力总成架构如P2、P13的兼容。
专利文献CN112060926A公开了一种动力域控制***、域控制***及燃料电池车，该燃料电池车辆的动力域控制器通过集成整车控制模块和动力控制模块，又将电机控制模块、能量管理模块以及动力源控制模块集成在动力控制模块中，从而减少燃料电池车辆控制器的数量。并且，动力域控制器的应用层软件中与动力相关的核心功能模块包括整车控制模块、动力控制模块和传动控制模块。动力控制模块包括燃料电池***控制模块、二次电池控制模块、DCDC转换器控制模块、能量控制模块以及能量管理模块等。扭矩需求、扭矩功率转换、功率分配、燃料电池***及其部件的控制、二次电池的控制等功能都在动力域的动力控制模块里实现，使得信息交互的实时性、可靠性高。该方案仅限于燃料电池车辆的动力域控制，无法适用于拥有发动机做动力源的混合动力车辆，更无法适配不同的混动构型。
综上，现有公开的技术主要专注于提升域控制器的中心化程度，即融合更多的控制模块。但在混动技术路线百家争鸣的大趋势下，多种混动架构并存才能满足市场需求。而目前的技术没有解决兼容多种混动架构的难题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题为同一控制器***对多种混动架构的兼容性难题，本发明提出一种混合动力汽车动力域控制器***，基于平台化思路，考虑P2 和P13这两种最为常见和最具代表性的混动构型的相同点和差异之处，在控制***设计中做出最大化的考虑，兼容以上两种混动架构。
本发明的技术方案如下：
本申请在第一方面提供一种混合动力汽车动力域控制器***，该***主要包含两个模块：发动机控制模块和混动整车控制模块。
发动机控制模块主要负责发动机***的工作，包含发动机的进气、喷油、点火的控制。此外还包括发动机运行状态的监测、故障诊断、发动机自身的冷却控制。
混动整车控制模块主要负责整车层级的功能，其核心作用为解析驾驶员踩加速踏板的意图，将踏板深度解析为正确的需求扭矩，经过一系列限制、干预和平滑，仲裁后输出，作为轮端扭矩的目标值由发动机与电机共同执行。
在本发明中，所述混动整车控制模块中集成了驾驶员需求解析模块、边界限制模块、驾驶性处理模块、扭矩干预模块、扭矩分配模块、二次分配模块、发动机启停控制模块、扭矩动态补偿模块、离合器控制模块和子***仲裁模块，它们依次连接作为扭矩链路上的主模块。
其中，本发明对所述混动整车控制模块的部分控制模块进行了解耦与重构，使得所提出的动力域控制***可以兼容P13与P2两种混动架构。这些控制模块主要为扭矩链上的核心功能，因为扭矩链对混动架构的敏感性最高，不同混动架构的扭矩链通常有着明显的差异，因此实现扭矩链与混动架构最大程度的解耦对于实现平台化设计具有重大的意义。这些功能具体包括边界限制模块、扭矩干预模块、扭矩分配模块、发动机启停控制模块和离合器控制模块。通过将所述边界限制模块、扭矩干预模块、扭矩分配模块、发动机启停控制模块和离合器控制模块分别作为扭矩链路上的主模块，根据P2架构和P13架构的构型不同，将传统各自链路中与自身混动构型紧密结合的部分进行解耦，独立成各自的***控制模块，由扭矩链路上的各主模块对各自的***控制模块进行仲裁作为最终输出，由此兼容P13与P2两种混动架构。
在本发明中，混动整车控制模块主要负责整车层级的功能，这些功能包括：
(1) 辅助整车高压上下电功能：该功能检测用户操作，通过判定踏板、以及启动按键的状态判断用户的意图，从而在用户需要启动车辆的时候，及时完成动力域控制器以及相关的其他控制器如电池管理***、电机控制单元等的唤醒，使电池***进入激活状态，从而使动力***处于可输出动力状态。该功能在用户需要正常停止车辆运行时，能顺利完成动力高压***的下电的工作以及相关控制器休眠。
(2) 驾驶员意图解析：通过对加速踏板、制动开关信号的监控处理，完成对驾驶员行驶意图的解析，从而控制动力***使车辆保持在满足驾驶员预期的车速附近。具体包含蠕形驱动控制、起步控制、滑行控制(包含滑行能量回收)、制动控制（包含制动能量回收）、自适应巡航等。
(3)扭矩控制：该功能主要实现整车需求扭矩的分配，满足车辆动力性要求的情况下保证车辆的稳定性与高效率。扭矩平滑主要负责保证整车动力输出无突变，提升驾驶舒适性。扭矩控制包含了主链路上的边界限制、驾驶性处理、扭矩干预、扭矩分配、二次分配、发动机启停控制、扭矩动态补偿、离合器控制、子***仲裁。
(4) 整车运行模式管理：混合动力车辆有多种运行模式，包含EV模式，HEV模式，以及HEV模式下的多种混动模式，如串联混动(P13构型)、并联混动(P13、P2构型)等。该功能通过对各运行模式的进入退出条件进行仲裁，使整车进入合适的运行模式。
(5) 故障诊断：本功能对各大功能模块的输入输出信号运行进行监控，实时判断信号是否处于正常的工作范围内，从而对***故障情况进行诊断。当故障发生，保证整车执行合适的替代策略，使车辆处于安全状态。
(6) 离合器控制：本功能模块考虑了P2和P13的异同，从而做了最大化设计，使得本功能既可以对P2构型的三个离合器进行控制，也可以对P13构型的离合器进行控制，从而实现动力域控制***对串、并联状态的切换控制。
进一步地，在本申请的实施例中，所述边界限制模块用于根据动力***的能力上限对驾驶员需求扭矩进行限制，解耦形成的***控制模块有电池能力边界、P1电机能力边界、P3电机能力边界、P2电机能力边界、发动机能力边界，所述边界限制模块接收电池能力边界、P1电机能力边界、P3电机能力边界、P2电机能力边界、发动机能力边界作为输入，根据***架构配置，对输入的功率边界进行耦合计算，得到动力***的能力边界。
进一步地，在本申请的实施例中，所述扭矩干预模块用于ESP或TCU对动力***的驱动扭矩进行干预；解耦形成的***控制模块有P2 TCU干预和ESP干预，两个控制模块分别对干预扭矩进行计算后，在所述扭矩干预模块中依据实际动力架构进行仲裁，输出最终干预扭矩目标。
进一步地，在本申请的实施例中，所述扭矩分配用于对驾驶员需求扭矩经过经济性与动力性的计算与对比后，分别输出扭矩目标给发动机与驱动电机执行；解耦形成的***控制模块有并联扭矩分配控制和串联扭矩分配控制，两个控制模块分别计算发动机与驱动电机的目标扭矩，然后在所述扭矩分配模块中根据实际动力***架构进行仲裁输出。
进一步地，在本申请的实施例中，所述发动机启停控制模块用于在纯电模式与混动模式切换时，对起动发动机或者拉停发动机做的扭矩控制；解耦形成的***控制模块有P2行进间起动控制、P2脉冲起动控制和P1起停发动机控制，三种起动方式的控制模块分别输出电机目标扭矩，最终在所述发动机起停控制模块进行仲裁计算。
进一步地，在本申请的实施例中，所述离合器控制模块用于对P2混动架构上的K0、K1、K2离合器的开闭状态、以及P13架构上的K3离合器开闭状态进行控制；解耦形成的***控制模块有K0离合器控制、K1/K2离合器控制和K3离合器控制，所述离合器控制模块接收各离合器状态信息，依据动力***真实架构经过仲裁后最终输出。
进一步地，所述混动整车控制模块与发动机控制模块之间有软件模块的接口，所述接口传递所述混动整车控制模块计算出的发动机扭矩需求或转速需求，所述发动机控制模块收到请求后通过控制节气门、喷油、点火等使发动机输出相应的扭矩或者转速。
在本申请的第二方面，还提供一种混合动力汽车，所述混合动力汽车为P13或P2混动架构，配置有以上第一方面所述的混合动力汽车动力域控制器***。
由以上的技术方案可见，本发明基于平台化思路，考虑P2 和P13这两种最为常见和最具代表性的混动构型的相同点和差异之处，对混动整车控制模块的部分控制模块进行了解耦与重构，即通过将所述边界限制模块、扭矩干预模块、扭矩分配模块、发动机启停控制模块和离合器控制模块分别作为扭矩链路上的主模块，根据P2架构和P13架构的构型不同，将传统各自链路中与自身混动构型紧密结合的部分进行解耦，独立成***控制模块，由扭矩链路上的主模块对其进行仲裁作为最终输出，由此使得所提出的动力域控制***可以兼容P13与P2两种混动架构。
本发明有效解决了对不同混动架构需对应开发不同的动力域控制***带来的冗余工作量的问题，也有效降低了企业的开发成本，减少产品线复杂程度，大大提高了开发效率。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
图1是本发明提出的混合动力域控制***架构的一个实施例的示意图；
图2示出了本发明提出的混合动力域控制***用于P2混动架构的示意图；图中，OBC代表车载充电机控制器；BMS代表电池管理单元；PEU代表电机控制单元；DCDC表示高压低压直流转换器模块；DCT代表双离合变速器；TCU代表变速箱控制器；EPBI表示集成化电子驻车***；CRBS表示协同再生制动***。
图3示出了本发明提出的混合动力域控制***用于P13混动架构的示意图。
需要说明的是，以上附图用于更好地理解本方案，不构成对本申请的限定。
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方案，在此基于附图对本发明实施例中的技术方案进行清晰、完整的描述。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申请的其他优点与功效。本申请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，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，遂图式中仅显示与本申请中有关的模块而非按照实际实施时的模块数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各模块的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其模块布局型态也可能更为复杂。
实施例1
图1所示出是混合动力域控制***架构的一种实施例。
该***中，IO输出以及IO输出是指动力域控制***接收的各种输入信号以及所有输出信号。这些信号包含模拟量信号、数字量信号、以及CAN通讯信号等。
该***中，底层功能作为桥梁连接了上层软件功能与硬件（微控制器，MCU）。底层功能包含***服务、存储驱动、通信驱动、I/O驱动、复杂驱动。
在上层软件功能中，主要包含发动机控制模块和混动整车控制模块两大部分。前者主要负责发动机***的核心功能控制，包含进气、喷油、点火等，此外还包含发动机自身的冷却、润滑以及故障诊断等功能。混动整车控制模块主要负责整车层级动力需求的解析、动力输出的控制以及实现不同混动运行模式的仲裁切换，以保证整车在满足动力性的条件下以最优的经济性、舒适性以及安全性运行。
本发明主要通过扭矩链的解耦与重构，使得所提出的动力域控制***可以兼容P13与P2两种混动架构。对于动力域控制***，其主要功能是解析驾驶员踩加速踏板的意图，将踏板深度解析为正确的需求扭矩，经过一系列限制、干预和平滑，输出至轮端，即扭矩链。对于P13与P2两种迥异的混动架构，其扭矩链本身也有所不同。为实现兼容与平台化，本发明通过对扭矩链的重构，设计了一条可以适用于两种混动架构的扭矩控制链路。
如图1所示，本发明基于兼容性考虑，重新解构了P2与P13两种架构的扭矩控制链路，将传统各自链路中与自身混动构型紧密结合的部分进行了解耦，设计了一条能够很好地兼容两种混动架构的扭矩链。与自身混动构型耦合的控制模块独立成***控制模块，扭矩链路上的主模块对其进行仲裁作为最终输出。扭矩链从驾驶员需求解析开始，经边界限制、驾驶性处理、扭矩干预、扭矩分配、二次分配、发动机启停控制、扭矩动态补偿、离合器控制、子***仲裁后，作为轮端扭矩的目标值由发动机与电机共同执行。图1中，细实线框模块表示两种架构共享，粗虚线框模块表示P2架构所特有，粗实线框模块表示P13架构所特有。
在本实施例中，所述驾驶员需求解析模块是指动力域控制***接收驾驶踏板传感器的模拟量信号，经过ADC模块的转换，将踏板行程信号转换成电压信号，再由软件解析为开度信号，然后计算出开度对应的扭矩值。该模块不受混动架构差异的影响。
在本实施例中，所述边界限制模块是指动力***的能力上限会对驾驶员需求扭矩进行限制。传统针对单独P2架构或者P13架构的边界限制模块由于算法不相同，所以是将单体动力源（电机、电池、发动机）的边界计算与***能力计算耦合在一起的。本发明对该模块做了解耦，即先对各单体动力源计算其边界，并用功率作为统一的单位，然后在***层面根据不同架构耦合计算动力***的能力边界。如图1所示，边界限制模块接收电池能力边界、P1电机能力边界、P3电机能力边界、P2电机能力边界、发动机能力边界作为输入，边界限制模块只需根据***架构配置，对上述输入的功率边界进行耦合计算，便得到这个动力***的能力边界。
在本实施例中，所述驾驶性处理是对驾驶员需求扭矩进行平滑处理，以避免扭矩突变带来的冲击。
在本实施例中，所述扭矩干预模块是指由于车身稳定性原因导致ESP对动力***的驱动扭矩进行干预。对于P2架构来说，还有独有的TCU干预，即变速箱控制***在进行转速控制时对需求扭矩进行的干预。对于传统P2架构的扭矩链，TCU与ESP干预计算是耦合在一起的。在本发明提出的扭矩链路里，对两者共有的ESP干预与P2架构独有的TCU干预进行了解耦，如图1所示。分别对两个干预源的干预扭矩进行计算后，在所属扭矩干预模块中依据实际动力架构进行仲裁，输出最终干预扭矩目标。
在本实施例中，所述扭矩分配是指驾驶员需求扭矩经过经济性与动力性的计算与对比后，分别输出扭矩目标给发动机与驱动电机执行。对于P2混动架构，混动模式只有并联驱动一种。对于P13混动架构，有并联、串联驱动两种模式。因此本发明将两者共有的并联模式与P13架构独有的串联模式下的扭矩分配控制进行了解耦。两个控制模块分别计算发动机与驱动电机的目标扭矩，然后在所述扭矩分配模块中根据实际动力***架构进行仲裁输出。
在本实施例中，所述二次分配模块为对发动机和电机分配的目标扭矩进行平滑，防止扭矩的突变。
在本实施例中，所述发动机启停控制模块是指纯电模式与混动模式切换时，需起动发动机或者拉停发动机所做的扭矩控制。对于P2混动架构，行进间起动与脉冲起动是其独有的方式。对于P13混动架构，仅有 P1起停发动机一种方式。本发明对三种起动方式的控制模块进行了解耦，其分别输出电机目标扭矩，最终在所述发动机起停控制模块进行仲裁计算。
在本实施例中，所述扭矩动态补偿模块是指当发动机扭矩响应不足时，利用电机响应快速的特点快速补偿不足的扭矩。
在本实施例中，所述离合器控制模块是指对P2混动架构上的K0、K1、K2离合器的开闭状态、以及P13架构上的K3离合器开闭状态进行控制。本发明将上述不同离合器进行解构与模块化，用0到100%统一表征离合器的状态，既可表示P2架构离合器的部分传扭矩特点，也可表示P13离合器开关的特点。所述离合器控制模块接收各离合器状态信息，依据动力***真实架构经过仲裁后最终输出。
在本实施例中，所述子***仲裁是根据根据提供动力的各动力源子***，如发动机、P1电机、P2电机、P3电机的真实状态，对最终输出的扭矩进行确认。
如图1所示，控制***的IO输入/输出在硬件设计上做了兼容设计，满足对P2/P13所特有的***信号采集、驱动的所有接口。例如：控制***的IO输入包括加速踏板传感器信号、油压传感器信号、油温传感器信号等。IO输出包括有发动机/驱动电机扭矩信号、发电机扭矩信号、K0离合器目标状态信号、K1/K2离合器目标状态信号、离合器电池阀开关指令等。
可见，本发明基于兼容性考虑，重新解构了P2与P13两种架构的扭矩控制链路，将传统各自链路中与自身混动构型紧密结合的部分进行了解耦，设计了一条能够很好地兼容两种混动架构的扭矩链。与自身混动构型耦合的控制模块独立成***控制模块，扭矩链路上的主模块对其进行仲裁作为最终输出。在硬件上也做了最大化兼容设计，满足两种架构各自特有的所有输入输出信号。因此该控制***可以用一套软件和硬件满足两种混动架构的应用场景，可以大大减少开发成本。
实施例2
图2示出了本发明提出的动力域控制***用于P2混动架构的具体实施技术细节。如图所示，动力域控制器通过CAN总线与动力域其他主要控制单元如变速箱控制单元(TCU)，电机控制单元(PEU)、电池管理***(BMS)、车载充电机控制单元以及集成化驻车制动控制***（EPBI）等相连。动力域控制***扮演整个动力域内“中央大脑”的角色，对整个动力***进行协调控制。
从接收驾驶员输入信号开始，动力域控制器***负责对输入信号进行处理和解析，然后将驾驶员的操作输入转换成动力***的扭矩需求，经过一些列扭矩的预处理（包括扭矩平滑、干涉与仲裁等），将最终的动力需求分配给发动机与电机。动力域控制器***包括混动整车控制模块与发动机控制模块两部分，他们之间有软件模块的接口，该接口主要用于传递前者计算出的发动机扭矩需求或转速需求，发动机控制模块收到请求后通过控制节气门、喷油、点火等使发动机输出相应的扭矩或者转速。
此外，由图2可以看出，动力域控制器与变速器控制单元TCU通过CAN总线连接，主要为混动整车控制模块向TCU发出P2架构下DCT离合器（K0,K1,K2）状态请求和传递扭矩请求，从而将动力总成端的扭矩精准传递到轮端，并满足驾驶员的需求。同时TCU会反馈DCT离合器的实际状态，包括换挡过程状态、干涉扭矩、档杆位置等，动力域控制器依据TCU的信息修正动力需求计算。故动力域控制***通过对TCU发出指令实现对P2混动架构下离合器***的控制。
此外，动力域控制器与集成化电子驻车***（EPBI）通过CAN总线连接。前者获取制动扭矩的目标指令，经过相应的仲裁运算，再将指令发送至电机控制器PEU，从而实现对回收制动能量回收和滑行能量回收的控制。连接动力域控制器与电机控制器PEU的CAN总线是传递电机目标扭矩和转速的信息通道，此外PEU也实时反馈电机实际执行的扭矩与所处的状态。
动力域控制器与车载充电机控制器OBC通过CAN总线连接。当用户用外接充电枪给车辆充电或者期望车辆对外放电，OBC会与动力域控制器上报相应的信息，此时动力域控制器作为协调全局的“中央大脑”，会协调BMS等相关控制器执行相应的操作，配合实现车辆充电放电功能。
实施例3
图3示出了本发明提出的动力域控制***用于P13混动架构的具体实施技术细节。如图所示，动力域控制器与车载充电机控制器OBC、电池管理***BMS、集成化电子驻车***EPBI等控制器的连接以及相应的功能交互逻辑与上文所述相近。区别之处在于动力域控制***增加了对P13架构中离合器的直接控制。在图1所示的***功能架构中，“P13离合器控制”模块主要通过对电磁阀的开闭状态控制实现对离合器断开与结合的控制，从而实现串联混动与并联混动的运行模式切换。动力域控制***负责油压的监测以及离合器状态的监控，包含故障诊断等。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰应视为本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种混合动力汽车动力域控制器***，包含发动机控制模块和混动整车控制模块；其特征在于，
所述混动整车控制模块用于解析驾驶员踩加速踏板的意图，将踏板深度解析为正确的需求扭矩，经一系列限制、干预和平滑，仲裁后输出，作为轮端扭矩的目标值由发动机与电机共同执行；
所述混动整车控制模块集成驾驶员需求解析模块、边界限制模块、驾驶性处理模块、扭矩干预模块、扭矩分配模块、二次分配模块、发动机启停控制模块、扭矩动态补偿模块、离合器控制模块和子***仲裁模块，它们依次连接作为扭矩链路上的主模块；
其中，所述边界限制模块、扭矩干预模块、扭矩分配模块、发动机启停控制模块和离合器控制模块作为扭矩链路上的主模块，根据P2架构和P13架构的构型不同，将传统各自链路中与自身混动构型紧密结合的部分进行解耦，独立成各自的***控制模块，由各主模块对各自的***控制模块进行仲裁作为最终输出，由此兼容P13与P2两种混动架构。
2.根据权利要求1所述的混合动力汽车动力域控制器***，其特征在于，所述边界限制模块用于根据动力***的能力上限对驾驶员需求扭矩进行限制，解耦形成的***控制模块有电池能力边界、P1电机能力边界、P3电机能力边界、P2电机能力边界、发动机能力边界；所述边界限制模块接收电池能力边界、P1电机能力边界、P3电机能力边界、P2电机能力边界、发动机能力边界作为输入，根据***架构配置，对输入的功率边界进行耦合计算，得到动力***的能力边界。
3.根据权利要求1所述的混合动力汽车动力域控制器***，其特征在于，所述扭矩干预模块用于ESP或TCU对动力***的驱动扭矩进行干预；解耦形成的***控制模块有P2 TCU干预和ESP干预，两个***控制模块分别对干预扭矩进行计算后，在所述扭矩干预模块中依据实际动力架构进行仲裁，输出最终干预扭矩目标。
4.根据权利要求1所述的混合动力汽车动力域控制器***，其特征在于，所述扭矩分配模块用于对驾驶员需求扭矩经过经济性与动力性的计算与对比后，分别输出扭矩目标给发动机与驱动电机执行；解耦形成的***控制模块有并联扭矩分配控制和串联扭矩分配控制，两个***控制模块分别计算发动机与驱动电机的目标扭矩，然后在所述扭矩分配模块中根据实际动力***架构进行仲裁输出。
5.根据权利要求1所述的混合动力汽车动力域控制器***，其特征在于，所述发动机启停控制模块用于在纯电模式与混动模式切换时，对起动发动机或者拉停发动机做的扭矩控制；解耦形成的***控制模块有P2行进间起动控制、P2脉冲起动控制和P1起停发动机控制，三种起动方式的***控制模块分别输出电机目标扭矩，最终在所述发动机起停控制模块进行仲裁计算输出。
6.根据权利要求1所述的混合动力汽车动力域控制器***，其特征在于，所述离合器控制模块用于对P2混动架构上的K0、K1、K2离合器的开闭状态、以及P13架构上的K3离合器开闭状态进行控制；解耦形成的***控制模块有K0离合器控制、K1/K2离合器控制和K3离合器控制，所述离合器控制模块接收各离合器状态信息，依据动力***真实架构经过仲裁后最终输出。
7.根据权利要求1所述的混合动力汽车动力域控制器***，其特征在于，所述驾驶员需求解析模块用于接收驾驶踏板传感器的模拟量信号，经过转换成电压信号，再解析为开度信号，然后计算出开度对应的扭矩值。
8.根据权利要求1所述的混合动力汽车动力域控制器***，其特征在于，所述驾驶性处理模块用于对驾驶员需求扭矩进行平滑处理。
9.根据权利要求1所述的混合动力汽车动力域控制器***，其特征在于，所述二次分配模块用于对发动机和电机分配的目标扭矩进行平滑。
10.根据权利要求1所述的混合动力汽车动力域控制器***，其特征在于，所述扭矩动态补偿模块用于在发动机扭矩响应不足时，利用电机快速补偿不足的扭矩。
11.根据权利要求1所述的混合动力汽车动力域控制器***，其特征在于，所述子***仲裁是根据提供动力的各动力源子***的真实状态，对最终输出的扭矩进行确认。
12.根据权利要求1所述的混合动力汽车动力域控制器***，其特征在于，所述混动整车控制模块与发动机控制模块之间有软件模块的接口，所述接口传递所述混动整车控制模块计算出的发动机扭矩需求或转速需求，所述发动机控制模块收到请求后通过控制节气门、喷油、点火等使发动机输出相应的扭矩或者转速。
13.根据权利要求1所述的混合动力汽车动力域控制器***，其特征在于，还包括底层功能模块，其作为桥梁连接上层软件功能与硬件，包含***服务、存储驱动、通信驱动、I/O驱动、复杂驱动；所述动力域控制***通过IO输出以及IO输出接收各种输入信号以及所有输出信号。
14.一种混合动力汽车，其特征在于，所述混合动力汽车为P13或P2混动架构，配置有权利要求1-13任一项所述的混合动力汽车动力域控制器***。
CN202211202466.0A 2022-09-29 2022-09-29 一种动力域控制器***及混合动力汽车 Active CN115366866B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211202466.0A CN115366866B (zh) 2022-09-29 2022-09-29 一种动力域控制器***及混合动力汽车

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211202466.0A CN115366866B (zh) 2022-09-29 2022-09-29 一种动力域控制器***及混合动力汽车

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115366866A true CN115366866A (zh) 2022-11-22
CN115366866B CN115366866B (zh) 2024-06-14

Family

ID=84073987

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211202466.0A Active CN115366866B (zh) 2022-09-29 2022-09-29 一种动力域控制器***及混合动力汽车

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115366866B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101524995A (zh) * 2009-04-09 2009-09-09 吉林大学 混合动力轿车制动协调控制***及控制方法
WO2014097401A1 (ja) * 2012-12-18 2014-06-26 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
CN111267832A (zh) * 2020-05-08 2020-06-12 盛瑞传动股份有限公司 混合动力变速器控制单元及***、混合动力车辆
CN112918461A (zh) * 2021-03-24 2021-06-08 吉林大学 一种并联式混合动力汽车动力域控制***
CN113602254A (zh) * 2021-08-31 2021-11-05 重庆长安汽车股份有限公司 发动机启动与变速器换挡协调控制方法、装置及混合动力汽车
CN113753021A (zh) * 2021-10-25 2021-12-07 吉林大学 一种并联混合动力车辆动力域稳态控制方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101524995A (zh) * 2009-04-09 2009-09-09 吉林大学 混合动力轿车制动协调控制***及控制方法
WO2014097401A1 (ja) * 2012-12-18 2014-06-26 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
CN111267832A (zh) * 2020-05-08 2020-06-12 盛瑞传动股份有限公司 混合动力变速器控制单元及***、混合动力车辆
CN112918461A (zh) * 2021-03-24 2021-06-08 吉林大学 一种并联式混合动力汽车动力域控制***
CN113602254A (zh) * 2021-08-31 2021-11-05 重庆长安汽车股份有限公司 发动机启动与变速器换挡协调控制方法、装置及混合动力汽车
CN113753021A (zh) * 2021-10-25 2021-12-07 吉林大学 一种并联混合动力车辆动力域稳态控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN115366866B (zh) 2024-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108382186B (zh) 混联式混合动力***及车辆工作模式决策方法
CN101066674B (zh) 混合动力汽车的扭矩控制安全监控***
CN101600595B (zh) 电动车辆控制装置
CN102259647A (zh) 一种混合动力整车控制以及amt集成式控制***
CN108583327B (zh) 一种双电池电动车的电量管理***
CN105966226A (zh) 一种插电式气电混合动力客车整车控制***及其控制方法
CN105034830A (zh) 用于对电动车辆充电的设备和方法
CN101492046A (zh) 并联式混合动力车辆整车能量管理与总成协调控制方法
WO2022142897A1 (zh) 纵置车辆动力总成及车辆动力控制方法
CN102774374B (zh) 混合动力汽车扭矩监控***
CN101186209A (zh) 采用电气***实现混联功率分配的混合动力***
CN212765683U (zh) 一种搅拌运输车混合动力***
CN102275497A (zh) 混合动力电动车的动力传动系中串联驱动和并联驱动之间的转换
CN102328655B (zh) 一种基于FlexRay总线的车用混合动力***
CN111845706B (zh) 一种功率分流式混合动力汽车驱动***及其控制方法
CN1286687C (zh) 一种混合动力轿车控制***
CN101774346A (zh) 具有四轮驱动特征的混合动力总成和装配该总成的车辆
CN104554241A (zh) 一种多模式相对独立的油电混合动力***及其控制方法
CN109435878A (zh) 一种电动车双核单片机整车控制器及其工作方法
CN213948116U (zh) 基于双电机的车辆混合动力***及具有其的车辆
WO2024001873A1 (zh) 一种基于混合动力***的挡位切换方法及***
CN113911097B (zh) 一种具有单isg电机的混动车辆的控制***及控制方法
CN111231966A (zh) 一种重卡动力***驱动模式切换控制***及控制方法
CN105172571A (zh) 一种混合动力汽车驱动***及其驱动方法
CN106394562A (zh) 混合动力汽车控制***及整车控制器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant