[發明專利]混合電動車輛的扭矩處理算法裝置

有效

• 申請號: 200580013609.1
• 申請日: 2005-03-22
• 公開（公告）號: CN101076463A
• 公開（公告）日: 2007-11-21
• 發明（設計）人: 陳志信;M·A·薩曼;M·－F·昌
• 申請（專利權）人: 通用汽車公司
• 主分類號: B60K17/356
• 分類號: B60K17/356
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 蔡民軍;廖凌玲

技術領域

本發明總的來講涉及一種處理混合電動車輛的需要發動機扭矩和馬達扭矩的系統和方法，更加具體地說，本發明涉及一種用來確定需要發動機扭矩和馬達扭矩的、使燃料消耗最小化并且處理混合電動車輛的電池充電狀態的系統和方法。

背景技術

混合電動車輛使用發動機和一個或者多個電動馬達來推進車輛，從而與傳統車輛相比實現更好的燃料經濟性和較小的排放。發動機輸出功率不得不具有與傳統車輛一樣的、足夠的功率需要量。一般地，發動機用在高負荷需要量上，及馬達用在小負荷需要量上。也可以提供發動機功率和電動馬達功率的結合以提高性能。當發動機不能有效地處理目前功率需要量時，電動馬達補充來自發動機的功率。該馬達可以吸收發動機功率并且把它儲存在馬達電池以供以后使用。在延長使用馬達期間，發動機也可以被用來給電池重新充電。

當確定馬達是否應該被使用時，電池充電狀態(SOC)是重要的考慮，因為如果電池充電狀態位于上限電池充電和下限電池充電之間，那么電池的效率更高。該電池也需要進行自我維持。因此，努力地把電池充電狀態保持在標稱值或者靠近標稱值上是理想的。

借助更好地確定何時使用發動機功率、電功率或者這兩者的結合以提高燃料經濟性和降低車輛排放，可以改善公知的混合電動車輛。

發明內容

根據本發明的教導，公開了一種用來確定需要發動機扭矩和馬達扭矩從而在混合電動車輛中使燃料消耗最小化并且處理電池充電狀態的系統和方法。該方法包括確定影響電池使用的罰因子值。為所選擇或者需要的車輛扭矩和速度要求的每個可實現的發動機扭矩確定費用值。借助燃料消耗值、電池充電狀態的改變量和罰因子值來確定每個費用值。對于預定的發動機扭矩和車輛速度要求而言，從發動機軸扭矩和發動機軸速度來確定燃料消耗值。由馬達輸入功率來確定電池充電狀態的變化量，該馬達輸入功率由馬達扭矩、車輛速度和標稱電池充電狀態來確定。為每個車輛扭矩和速度要求產生最佳發動機扭矩的查找表。為每個罰因子提供獨立的查找表。

罰因子適合于不同驅動條件。電池充電狀態被保持在上限充電極限狀態和下限充電極限狀態之間，標稱電池充電位于上限和下限之間。如果電池充電狀態到達上限，那么罰因子值設置到預定的上限罰因子值上，該罰因子值使馬達被使用得更多，因此電池充電狀態返回到標稱值上。同樣地，如果電池充電狀態到達下限，那么罰因子值設置成預定下限罰因子值，該罰因子值減小了馬達的使用，因此電池充電狀態返回到標稱值上。

結合附圖的下面描述和附加權利要求使本發明的額外優點和特征變得更加清楚。

附圖說明

圖1是方塊圖，它示出了根據本發明實施例的、用來確定具體需要發動機和馬達扭矩結合的費用值的計算過程；

圖2是根據本發明實施例的、用來形成許多罰因子的最佳需要發動機扭矩的查找表的流程圖，及

圖3是流程圖，它示出了根據本發明實施例的、用來確定處理電池充電狀態的罰因子的適應過程。

具體實施方式

涉及用來在復合動力車中確定發動機和馬達的指令扭矩從而使燃料消耗最小化并且處理電池的充電狀態的系統和方法的本發明實施例的下面討論當然僅僅是示例性的而不是用來限制本發明或者它的應用或者用途。

本發明包括用來確定指令的發動機扭矩和馬達扭矩從而在混合電動車中使燃料消耗最小化和處理電池充電狀態的算法裝置。較好的燃料經濟性需要合適的發動機和馬達扭矩指令。如在下面詳細地討論的一樣，該算法裝置使用了價值函數Je，該價值函數結合了燃料消耗Ff和通過罰因子p的電流充電狀態的變化量ΔSOC，以發現最佳的指令發動機扭矩。

Je＝Mf+p·ΔSOC???????????????(1)

罰因子p影響發動機和馬達之間的扭矩分配。適應計算方案自動地調整不同驅動條件的罰因子p。

在具體的機動車扭矩和速度要求中，不同發動機扭矩產生了不同的燃料消耗和電池充電狀態變化。換句話說，對于機動車操縱者所發出的每個扭矩要求而言，發動機所提供的扭矩和馬達所提供的扭矩的不同結合將提供那種要求。對于每個不同發動機扭矩和馬達扭矩而言，可以產生不同燃料消耗Mt和電池充電狀態的改變ΔSOC。使用公式(1)，在給定罰因子p的情況下，為發動機扭矩和馬達扭矩的各種結合計算出費用值。產生最小費用值的這種結合在那個罰因子p的情況下將用于那種要求。

注意到混合電動車中的馬達可以提供發動機和要求扭矩之間的平衡是重要的。此外，這里所使用的術語“馬達扭矩”包括正馬達扭矩(電動機)和負馬達扭矩(發電機)，在這里，正馬達扭矩驅動車輛，而負馬達扭矩給電池充電。