[發明專利]混合動力汽車的多能源控制方法及系統

無效

• 申請號: 200810024453.2
• 申請日: 2008-03-24
• 公開（公告）號: CN101244721A
• 公開（公告）日: 2008-08-20
• 發明（設計）人: 蔣元廣;孫文凱
• 申請（專利權）人: 南京汽車集團有限公司
• 主分類號: B60W10/06
• 分類號: B60W10/06;B60W10/08;B60W20/00
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司
• 代理人: 姚姣陽

技術領域

本發明涉及一種汽車能源控制方法及系統，具體的說是混合動力汽車的多能源控制方法及系統。

背景技術

為滿足人們對汽車日益嚴格的環保和節能兩方面的技術要求，在蓄電池儲能技術和燃料電池技術沒有取得突飛猛進之前，混合動力汽車必然在較長一段時間逐漸取代傳統燃油汽車而成為現代汽車的主流車型。相對于采用內燃機作為動力源的傳統汽車來說，混合動力汽車在能量源方面多出了電源。因此，如何協調發動機與電機，以及動力電池組的能量分配和收放，以使混合動力系統輸出效率最優，同時保證內燃機低排放，并且保持動力電池組使用前后電量較均衡，這些是與傳統內燃機汽車最大的不同。為了實現這種協調控制的意圖，在混合動力汽車上必須加裝整車多能源動力總成控制系統以對發動機、電機、動力電池組，以及其它有關部件總成進行有效的控制管理。

目前可查閱到的相關技術文獻中，對混合動力汽車多能源動力總成控制系統的研究較多，但至多僅涉及到控制系統分模塊控制思想，且控制系統模塊次結構復雜，沒有對混合動力汽車多能源動力總成控制系統進行詳細說明。

發明內容

本發明的目的在于提出一種模塊次結構清晰化和通用化的混合動力汽車的多能源控制方法及系統。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

混合動力汽車的多能源控制方法，包括以下步驟

(1)接收反映駕駛員駕駛意圖的對加速踏板或者制動踏板的操作行為，并結合當前狀態下的車速情況，確定當前狀況下駕駛員希望在車輪上得到的驅動或制動轉矩。具體實現方法是：將發動機、電機在不同轉速、不同油門開度(對于電機為不同負荷)下的轉矩換算為發動機、電機轉矩對應于不同車速、不同檔位下的疊加轉矩，從而得到駕駛員希望在車輪上得到的驅動轉矩。駕駛員希望在車輪上得到的制動轉矩與駕駛員制動踏板的踩下行程成正比關系。

(2)根據傳感器采集得到的當前車速信號、踏板開度信號、點火開關信號、動力電池組荷電狀態信號、變速器檔位信號、離合器結合狀態信號、發動機轉速信號，以及電機轉速信號，判定出當前整車狀態下混合動力系統應該處于的運行模式。混合動力系統的運行模式為：①停機模式、②啟動模式、③怠速模式、④怠速發電模式、⑤驅動模式和⑥制動模式。

(3)根據傳感器采集得到的電池組端電壓信號、電池組電流信號、電池組溫度信號，以及電池組管理系統反饋的SOC(電池組荷電狀態)，估計當前狀態下動力電池組可以支持電機電動或發電的轉矩。具體估算方法是：根據當前電池組端電壓計算得到電池組的充放電功率，并按照電池組SOC(電池組荷電狀態)上下限對該功率進行限制，按照電機當前轉速，將該功率值轉化為電機當前可能的電動或發電轉矩。

(4)根據傳感器采集得到的電機轉速信號，估計當前狀態下電機轉矩。具體估算方法是：根據電機當前轉速，在電機外特性轉矩曲線數據上查找出當前轉速下對應的電機最大電動或發電轉矩。

(5)根據步驟(1)～(4)所得到的駕駛員需求轉矩、混合動力系統模式、動力電池組轉矩和電機轉矩，確定混合動力系統在各模式下兩個動力源發動機和電機目標輸出轉矩。具體確定方法是：將駕駛員需求轉矩換算為當前狀態下混合動力系統的目標轉矩，查找當前狀態下發動機萬有特性曲線圖對應的發動機運行效率較優時的轉矩范圍，并與混合動力系統的目標轉矩值對比，確定發動機當前狀態下的目標轉矩值，混合動力系統的目標轉矩值與發動機目標轉矩值的差值即為電機的目標轉矩值。

(6)根據步驟(5)得到的發動機目標輸出轉矩，得到汽油機目標節氣門開度目標值指令或柴油機每循環供油量指令，根據步驟(5)得到的電機目標輸出轉矩，電機當前負荷指令。具體方法是：發動機萬有特性數據中發動機輸出轉矩隨節氣門開度(或每循環供油量)、轉速變化的數據可整理成發動機節氣門開度(或每循環供油量)隨輸出轉矩、轉速變化的數據表。根據當前狀態下發動機的目標轉矩和轉速查發動機節氣門開度(或每循環供油量)隨輸出轉矩、轉速變化數據表，得到發動機目標節氣門開度目標值(或柴油機每循環供油量)，電機當前負荷為電機目標轉矩與當前狀態下的外特性轉矩的比值，所得到的開度值(或供油量值)即為對應指令。

混合動力汽車的多能源控制系統，包括以下模塊：

駕駛員駕駛行為解釋模塊，用于采集駕駛員對加速踏板或者制動踏板的操信號，確定當前狀態下駕駛員反映到車輪上的對整車的需求驅動或制動轉矩；

模式判定及能力估計模塊，用于同時完成混合動力系統當前運行模式確定和動力電池組收或放電能的能力計算，以及計算確定電機當前的驅動或發電的能力；