CN115817187B - 混合动力车辆的能量回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合动力车辆的能量回收方法，涉及混合动力车辆技术领域。该混合动力车辆的能量回收方法包括以下步骤：混合动力车辆在纯电动模式下行驶时，在驾驶员未踩油门的情况下，判断驾驶员是否踩刹车。当驾驶员未踩刹车时，则监测电机转速，预先将电机转速划分为由低至高不同阶段，每个阶段设定不同的电机制动扭矩，根据电机的实时转速确定电机的制动扭矩，以回收电机的制动能量。本发明提供的混合动力车辆的能量回收方法，根据电机转速分段地对电机进行不同制动扭矩的控制，保证混合动力车辆通过电机制动回收能量时，制动扭矩不会发生突变，平滑过渡，保证了混合动力车辆的平顺性，提高了驾驶员的感受。

Description

混合动力车辆的能量回收方法

技术领域

本发明涉及混合动力车辆技术领域，尤其涉及一种混合动力车辆的能量回收方法。

背景技术

混合动力车辆在下坡时通过电机制动能够回收能量，并将回收的制动能量转换为电能，以节约能源。

现有技术中，混合动力车辆的能量回收是根据车速或刹车开度查询MAP或者设定曲线进行能量回收，而MAP或者设定曲线是以设定坡度制定的。因此，现有方案中电机的制动扭矩相对固定，不能适用于所有载重和坡度。尤其是未配备坡度传感器的车辆，容易出现小坡度适用，大坡度容易出现超速；或者，大坡度适用，小坡度或者平路时车辆减速过快。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混合动力车辆的能量回收方法，无论是否配备坡度传感器均适用，保证混合动力车辆的制动扭矩不会突变，平滑过渡，保证了混合动力车辆的平顺性，提高了驾驶员的感受。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

混合动力车辆的能量回收方法，其包括以下步骤：

所述混合动力车辆在纯电动模式下行驶时，在驾驶员未踩油门的情况下，判断驾驶员是否踩刹车；

当驾驶员未踩刹车时，则监测电机转速，预先将所述电机转速划分为由低至高的不同阶段，每个阶段设定不同的电机制动扭矩，根据电机的实时转速确定电机的制动扭矩，以回收电机的制动能量。

作为混合动力车辆的能量回收方法的一个可选方案，当所述电机转速小于等于第一转速时，控制所述电机以第一设定扭矩进行能量回收；

当所述电机转速大于所述第一转速小于等于预警转速时，控制所述电机以第二设定扭矩进行能量回收，所述第二设定扭矩大于所述第一设定扭矩；

当所述电机转速大于所述预警转速时，控制所述电机以允许的最大扭矩进行能量回收。

作为混合动力车辆的能量回收方法的一个可选方案，当所述电机转速超过报警转速时，控制所述混合动力车辆由纯电动模式转换为混合动力模式，并通过发动机辅助制动和电机制动共同进行制动。

作为混合动力车辆的能量回收方法的一个可选方案，在通过所述发动机辅助制动和所述电机制动共同进行制动时，发动机转速低于设定安全转速。

作为混合动力车辆的能量回收方法的一个可选方案，当驾驶员踩刹车时，则监测刹车开度，预先将所述刹车开度划分为由小至大的不同阶段，每个阶段设定不同的电机制动扭矩，根据刹车的实时开度确定电机的制动扭矩，以回收电机的制动能量。

作为混合动力车辆的能量回收方法的一个可选方案，当所述刹车开度小于等于第一开度时，控制所述电机以第三设定扭矩进行能量回收；

当所述刹车开度大于所述第一开度小于等于中间开度时，控制所述电机以第四设定扭矩进行能量回收，所述第四设定扭矩大于所述第三设定扭矩；

当所述刹车开度大于所述中间开度小于等于最大开度时，控制所述电机以第五设定扭矩进行能量回收，所述第五设定扭矩大于所述第四设定扭矩。

作为混合动力车辆的能量回收方法的一个可选方案，当驾驶员踩刹车时，在监测所述刹车开度的同时监测所述电机转速，所述电机以所述第三设定扭矩进行能量回收时，若所述电机转速大于第一设定转速，则控制所述混合动力车辆由纯电动模式转换为混合动力模式。

作为混合动力车辆的能量回收方法的一个可选方案，所述电机以所述第四设定扭矩进行能量回收时，若所述电机转速大于第二设定转速，则控制所述混合动力车辆由纯电动模式转换为混合动力模式，所述第二设定转速小于所述第一设定转速。

作为混合动力车辆的能量回收方法的一个可选方案，所述电机以所述第五设定扭矩进行能量回收时，若所述电机转速大于第三设定转速，则控制所述混合动力车辆由纯电动模式转换为混合动力模式，所述第三设定转速小于所述第二设定转速。

作为混合动力车辆的能量回收方法的一个可选方案，当所述刹车开度大于最大开度时，控制所述电机以第六设定扭矩进行能量回收，所述第六设定扭矩大于所述第五设定扭矩，且所述第六设定扭矩最大为所述电机允许的最大扭矩；或，控制所述混合动力车辆由纯电动模式转换为混合动力模式。

作为混合动力车辆的能量回收方法的一个可选方案，当所述刹车开度大于最大开度时，若所述电机转速小于等于发动机怠速时，则保持所述纯电动模式，并控制所述电机以所述第六设定扭矩进行能量回收；若所述电机转速大于第四设定转速时，则控制所述混合动力车辆由纯电动模式转换为混合动力模式，所述第四设定转速小于所述第三设定转速。

本发明的有益效果：

本发明提供的混合动力车辆的能量回收方法，混合动力车辆在纯电动模式下行驶时，根据驾驶员是否踩刹车分别控制电机制动，以回收能量。驾驶员未踩刹车，即混合动力车辆滑行时，监测电机转速，预先将电机转速划分为由低至高的不同阶段，每个阶段设定不同的电机制动扭矩，根据电机的实时转速确定电机的制动扭矩，以回收电机的制动能量。在车辆滑行过程中，且车速增加的过程中，电机转速不断增大，电机转速越大，设定的电机制动扭矩越大，因此，根据电机实时转速分段逐渐增加制动力，直至电机转速稳定或电机转速超速切换至混合动力模式。本发明提供的混合动力车辆的能量回收方法，根据电机转速分段地对电机进行不同制动扭矩的控制，保证混合动力车辆通过电机制动回收能量时，制动扭矩不会发生突变，平滑过渡，保证了混合动力车辆的平顺性，提高了驾驶员的感受。

附图说明

图1是本发明实施例提供的混合动力车辆的能量回收方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的在驾驶员未踩刹车时，混合动力车辆的能量回收方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的在驾驶员踩刹车时，混合动力车辆的能量回收方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1所示，本实施例提供了一种混合动力车辆的能量回收方法，包括以下步骤：

S10、混合动力车辆在纯电动模式下行驶时，在驾驶员未踩油门的情况下，判断驾驶员是否踩刹车。

由于只有电机制动时才能实现能量回收，节约能源。因此，混合动力车辆在电池电量充足的情况下，优先使用纯电动模式。通常情况下，正常行驶时，驾驶员踩油门，以保证混合动力车辆以一定的车速行驶。需要减速时，会松开油门，因此，将驾驶员松开油门的状态，认为是需要减速。如果驾驶员未踩油门的情况下，混合动力车辆包括滑行和制动两个状态，一般情况下，如果驾驶员松开油门后，立即踩刹车，说明混合动力车辆需要的制动力较大；而驾驶员松开油门后，没有踩刹车，表明此时依靠滑行即可达到混合动力车辆所需的车速。而在滑行和制动时，均可回收电机制动的能量。因此，本实施例将驾驶员松开油门后，分为滑行和制动两个状态对电机制动的能量进行回收。因此，需要判断驾驶员是否踩刹车。

S20、当驾驶员未踩刹车时，则监测电机转速，预先将电机转速划分为由低至高的不同阶段，每个阶段设定不同的电机制动扭矩，根据电机的实时转速确定电机的制动扭矩，以回收电机的制动能量。

在驾驶员未踩刹车时，即混合动力车辆处于滑行状态时，监测电机转速。混合动力车辆的车速越高，电机的转速越高，提供的力最大，此时混合动力车辆为了减速，改变电机的运转方向以提供制动力，电机的转速越高，需要的制动力矩越大。通过预先将电机转速由低至高分段，每段对应不同的电机制动扭矩，且电机转速越高，电机制动扭矩越大，以使混合动力车辆受到的制动扭矩随着电机转速的逐渐增加而逐渐加大，保证混合动力车辆受到的制动扭矩不会突变，平滑过渡，保证混合动力车辆的平顺性，提高了驾驶员的感受。

如图2所示，具体地，当驾驶员未踩刹车时，混合动力车辆的能量回收方法包括以下步骤：

S21、当电机转速小于等于第一转速时，控制电机以第一设定扭矩进行能量回收。

第一转速大于电机的最低转速，当电机转速小于等于第一转速，即电机转速较低时，说明此时混合动力车辆的车速较低，第一设定扭矩为混合动力车辆处于正常工况时设置的制动扭矩，此处的正常工况是指混合动力车辆处于平路滑行状态。关于第一转速和第一设定扭矩本领域技术人员可根据实际情况具体设定。

S22、当电机转速大于第一转速小于等于预警转速时，控制电机以第二设定扭矩进行能量回收，第二设定扭矩大于第一设定扭矩。

每个电机都设置有预警转速，以防止电机长时间以较高的转速运行，降低电机的使用寿命。当电机转速大于第一转速小于等于预警转速时，说明电机的转速处于正常的转速范围内，但是大于第一转速，说明要将混合动力车辆此时的车速降下来，电机需要相对第一设定扭矩更大的制动扭矩，因此，控制电机以第二设定扭矩进行能量回收。

S23、当电机转速大于预警转速时，控制电机以允许的最大扭矩进行能量回收。

电机转速大于预警转速时，说明混合动力车辆此时的车速较高，需要电机以其允许的最大扭矩进行能量回收。电机允许的最大扭矩跟当前电机、电池、变速箱和后桥的状态相关，本领域技术人员可根据实际情况进行计算，关于具体的计算方法已是现有技术，在此不再赘述。

S24、当电机转速超过报警转速时，控制混合动力车辆由纯电动模式转换为混合动力模式，并通过发动机辅助制动和电机制动共同进行制动。

报警转速大于预警转速，在混合动力车辆滑行过程中，若电机转速一直持续不断地增加，当电机转速超过报警转速时，说明电机单独制动已无法满足混合动力车辆的制动需求。为了保证安全，应立即控制混合动力车辆转换为混合动力模式，通过发动机辅助制动和电机制动共同对车辆进行制动。

为了确保发动机的安全，在通过发动机辅助制动和电机制动共同进行制动时，发动机转速低于设定安全转速。在电机转速超过报警转速时，自动切换至混合动力模式，以保证电机的安全，且在发动机辅助制动和电机共同制动时，保证发动机转速低于设定安全转速，保证发动机的安全，从而保证混合动力车辆的安全性能。

S30、当驾驶员踩刹车时，则监测刹车开度，预先将刹车开度划分为由小至大的不同阶段，每个阶段设定不同的电机制动扭矩，根据刹车的实时开度确定电机的制动扭矩，以回收电机的制动能量。

在驾驶员踩刹车，混合动力车辆处于制动状态时，在车速增加的过程中，驾驶员不断地加大刹车开度，根据刹车的实时开度分段地对电机进行不同制动扭矩的控制，刹车开度越大，电机制动扭矩越大，以实现混合动力车辆制动的平顺性。

具体地，如图3所示，当驾驶员踩刹车时，混合动力车辆的能量回收方法包括以下步骤：

S31、当刹车开度小于等于第一开度时，控制电机以第三设定扭矩进行能量回收。

第一开度大于刹车开度的最小开度，但是还是处于一个较小开度的情况下，电机以正常的制动扭矩进行制动，关于第一开度的具体数值本领域技术人员可根据实际情况进行设定，本领域技术人员可根据经验设定第三设定扭矩。

当驾驶员踩刹车时，在监测刹车开度的同时监测电机转速，以防止电机转速过高，无法满足混合动力车辆制动力的需求。电机以第三设定扭矩进行能量回收时，若电机转速大于第一设定转速，则控制混合动力车辆由纯电动模式转换为混合动力模式。

在电机转速大于第一设定转速时，说明混合动力车辆所需求的制动力电机制动已无法满足，需要发动机辅助制动和电机制动共同制动。

S32、当刹车开度大于第一开度小于等于中间开度时，控制电机以第四设定扭矩进行能量回收，第四设定扭矩大于第三设定扭矩。

刹车开度越大，所需要的制动扭矩越大，因此，随着刹车开度的增加，分阶段地控制电机的制动扭矩逐渐增加，满足混合动力车辆需求的制动力的同时，增加混合动力车辆制动的平顺性。

电机以第四设定扭矩进行能量回收的同时，若电机转速大于第二设定转速，则控制混合动力车辆由纯电动模式转换为混合动力模式，第二设定转速小于第一设定转速。

需要说明的是，刹车开度越大，所需的电机制动扭矩越大，切换混合动力的电机的转速阈值越低，因此，第二设定转速小于第一设定转速。

需要说明的是，此处的中间开度只表示大于第一设定开度小于最大开度之间的开度，并不对中间开度的具体数值作限定。

S33、当刹车开度大于中间开度小于等于最大开度时，控制电机以第五设定扭矩进行能量回收，第五设定扭矩大于第四设定扭矩。

当刹车开度在中间开度和最大开度之间时，电机的制动扭矩增加至第五设定扭矩。

电机以第五设定扭矩进行能量回收的同时，若电机转速大于第三设定转速，则控制混合动力车辆由纯电动模式转换为混合动力模式，第三设定转速小于第二设定转速。

S34、当刹车开度大于最大开度时，控制电机以第六设定扭矩进行能量回收，第六设定扭矩大于第五设定扭矩，且第六设定扭矩最大为电机允许的最大扭矩；或，控制混合动力车辆由纯电动模式转换为混合动力模式。

当刹车开度大于最大开度时，需保证发动机不会发生憋死的情况。若电机转速小于等于发动机怠速时，可能会发生发动机憋死的情况，此时保持纯电动模式，控制电机以第六设定扭矩进行能量回收，以防止发动机憋死。

当刹车开度大于最大开度时，若电机转速大于第四设定转速时，说明此时电机转速处于较高转速，不会发生发动机憋死情况，则控制混合动力车辆由纯电动模式转换为混合动力模式。第四设定转速小于第三设定转速，刹车开度越大，第四设定转速越小。关于第四设定转速，本领域技术人员可根据发动机和刹车的最大开度具体设置。

在刹车开度大于最大开度，但电机转速较低的情况下，说明此时车速已经降到很低，为防止发动机憋死，保持在纯电动模式，控制电机以第六设定扭矩进行能量回收，且第六设定扭矩最大可为电机允许的最大扭矩。

当混合动力车辆切换至混合动力模式时，合理协调发动机的辅助制动和电机制动，保证混合动力车辆的电机转速低于设定转速，且车速低于设定车速。该设定转速为混合动力车辆正常行驶时电机的转速，设定车速为混合动力车辆正常行驶时的车速。

本实施例提供的混合动力车辆的能量回收方法，在混合动力车辆滑行时，根据电机转速由低至高分段设定的不同的电机制动扭矩，逐渐增加电机制动力，直至电机转速稳定或电机超速自动切换至混合动力模式。在混合动力车辆制动时，根据刹车开度由小至大分段设定的不同的电机制动扭矩，逐渐增加电机制动力，刹车开度越大，电机制动扭矩越大，切换至混动模式的电机转速阈值越低。本实施例提供的混合动力车辆的能量回收方法，根据电机转速和刹车开度分段地对电机进行不同制动扭矩的控制，保证混合动力车辆通过电机制动回收能量时，制动扭矩不会发生突变，平滑过渡，保证了混合动力车辆的平顺性，提高了驾驶员的感受。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.混合动力车辆的能量回收方法，其特征在于，包括以下步骤：

所述混合动力车辆在纯电动模式下行驶时，在驾驶员未踩油门的情况下，判断驾驶员是否踩刹车；

当驾驶员未踩刹车时，则监测电机转速，预先将所述电机转速划分为由低至高的不同阶段，每个阶段设定不同的电机制动扭矩，根据电机的实时转速确定电机的制动扭矩，以回收电机的制动能量；

当驾驶员踩刹车时，则监测刹车开度，预先将所述刹车开度划分为由小至大的不同阶段，每个阶段设定不同的电机制动扭矩，根据刹车的实时开度确定电机的制动扭矩，以回收电机的制动能量；

当所述刹车开度小于等于第一开度时，控制所述电机以第三设定扭矩进行能量回收；

当所述刹车开度大于所述第一开度小于等于中间开度时，控制所述电机以第四设定扭矩进行能量回收，所述第四设定扭矩大于所述第三设定扭矩；

当所述刹车开度大于所述中间开度小于等于最大开度时，控制所述电机以第五设定扭矩进行能量回收，所述第五设定扭矩大于所述第四设定扭矩；

当驾驶员踩刹车时，在监测所述刹车开度的同时监测所述电机转速，所述电机以所述第三设定扭矩进行能量回收时，若所述电机转速大于第一设定转速，则控制所述混合动力车辆由纯电动模式转换为混合动力模式；

所述电机以所述第四设定扭矩进行能量回收时，若所述电机转速大于第二设定转速，则控制所述混合动力车辆由纯电动模式转换为混合动力模式，所述第二设定转速小于所述第一设定转速。

2.根据权利要求1所述的混合动力车辆的能量回收方法，其特征在于，当所述电机转速小于等于第一转速时，控制所述电机以第一设定扭矩进行能量回收；

当所述电机转速大于所述第一转速小于等于预警转速时，控制所述电机以第二设定扭矩进行能量回收，所述第二设定扭矩大于所述第一设定扭矩；

当所述电机转速大于所述预警转速时，控制所述电机以允许的最大扭矩进行能量回收。

3.根据权利要求2所述的混合动力车辆的能量回收方法，其特征在于，当所述电机转速超过报警转速时，控制所述混合动力车辆由纯电动模式转换为混合动力模式，并通过发动机辅助制动和电机制动共同进行制动。

4.根据权利要求3所述的混合动力车辆的能量回收方法，其特征在于，在通过所述发动机辅助制动和所述电机制动共同进行制动时，发动机转速低于设定安全转速。

5.根据权利要求1所述的混合动力车辆的能量回收方法，其特征在于，所述电机以所述第五设定扭矩进行能量回收时，若所述电机转速大于第三设定转速，则控制所述混合动力车辆由纯电动模式转换为混合动力模式，所述第三设定转速小于所述第二设定转速。

6.根据权利要求5所述的混合动力车辆的能量回收方法，其特征在于，当所述刹车开度大于所述最大开度时，控制所述电机以第六设定扭矩进行能量回收，所述第六设定扭矩大于所述第五设定扭矩，且所述第六设定扭矩最大为所述电机允许的最大扭矩；或，控制所述混合动力车辆由纯电动模式转换为混合动力模式。

7.根据权利要求6所述的混合动力车辆的能量回收方法，其特征在于，当所述刹车开度大于所述最大开度时，若所述电机转速小于等于发动机怠速时，则保持所述纯电动模式，并控制所述电机以所述第六设定扭矩进行能量回收；若所述电机转速大于第四设定转速时，则控制所述混合动力车辆由纯电动模式转换为混合动力模式，所述第四设定转速小于所述第三设定转速。