[發(fā)明專利]一種四驅(qū)混合動力汽車的驅(qū)動系統(tǒng)及其驅(qū)動管理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910039964.6
• 申請日: 2009-06-03
• 公開（公告）號: CN101570131A
• 公開（公告）日: 2009-11-04
• 發(fā)明（設計）人: 董長靜
• 申請（專利權(quán)）人: 奇瑞汽車股份有限公司
• 主分類號: B60K6/52
• 分類號: B60K6/52;B60W10/06;B60W10/08;B60W10/26;B60W10/18;B60W20/00
• 代理公司: 廣州中瀚專利商標事務所
• 代理人: 黃 洋

技術(shù)領域

本發(fā)明屬于混合動力汽車制造技術(shù)領域，特別涉及到四驅(qū)混合動力汽車的驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動管理方法。?

背景技術(shù)

當今，汽車油耗和排放問題已經(jīng)成為影響汽車工業(yè)發(fā)展的兩大主題，特別是四輪驅(qū)動的汽車，雖然有足夠的驅(qū)動力和越野能力，但是其油耗和排放較大，不但給車主帶來了很大的經(jīng)濟負擔，還會污染環(huán)境。為了節(jié)約能源和改善環(huán)境，四驅(qū)混合動力汽車成為人們研發(fā)的一個方向，它可以實現(xiàn)節(jié)油、降低排放、環(huán)保的目的，既具有電動汽車節(jié)油、環(huán)保的優(yōu)點，又像普通汽車一樣加油方便，無續(xù)駛里程的限制。?

現(xiàn)有四驅(qū)混合動力汽車一般利用發(fā)動機直接驅(qū)動前輪，利用大功率電機直接驅(qū)動后輪，在良好路面上低速行駛且電池電量比較充足時一般采用純電動模式行駛；而當車速高于某值時切換為發(fā)動機單獨驅(qū)動模式；若車輛需要急加速或爬陡坡時，才會切換到四驅(qū)模式。這種驅(qū)動方法雖然可以滿足動力性要求，整車經(jīng)濟性和排放性性能也優(yōu)于傳統(tǒng)四驅(qū)汽車，但是它也有一些弊端，例如在市區(qū)行駛時，經(jīng)常會遇到堵車、紅綠燈的情況，此時只采用純電動模式行駛的話，在急加速時很難滿足汽車的瞬時扭矩需求，而且一旦動力電池SOC過低，純電動行駛模式將無法啟動，從而只能依靠發(fā)動機驅(qū)動整車行駛，導致省油耗和減排放量不是很明顯。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種能夠在市區(qū)行駛時滿足汽車扭矩需求且能夠減少油耗和尾氣排放的四驅(qū)混合動力汽車的驅(qū)動系統(tǒng)的控制方法。?

本發(fā)明的四驅(qū)混合動力汽車的驅(qū)動系統(tǒng)包括驅(qū)動前輪的發(fā)動機、與發(fā)動機同軸安裝的ISG電機和驅(qū)動后輪的驅(qū)動電機，所述發(fā)動機與發(fā)動機管理單元相連，所述ISG電機與ISG電機控制單元相連，所述驅(qū)動電機與電機控制單元相連，所述ISG電機和驅(qū)動電機通過逆變單元與高壓電池相連，關鍵在于該驅(qū)動系統(tǒng)還包括整車控制單元和與高壓電池相連的高壓電池管理單元，所述整車控制單元、高壓電池管理單元、發(fā)動機管理單元、ISG電機控制單元和電機控制單元通過CAN總線相連，所述整車控制單元還與油門踏板位置傳感器及車速傳感器相連。?

車輛行駛需求扭矩T可根據(jù)油門開度、車重、車速值和車輪半徑r獲知，具體過?程如下：?

車輛行駛需求功率P＝F×v，其中F為車輛行駛所需要的驅(qū)動力，v為車速；?

車輛行駛需求扭矩T＝F×r，其中F為車輛行駛所需要的驅(qū)動力，r為車輪半徑；?

由上述公式可以推導出：車輛行駛需求扭矩T＝P×r/v。?

其中車輛行駛需求功率P由汽車油門的開度決定，當油門開度比較大時，就說明車輛行駛需求功率P比較大，反之亦然，兩者為正比關系。車輪半徑r為固定值，車速v可由車速傳感器獲知，即整車控制單元通過油門踏板位置傳感器和車速傳感器的信號即可得知車輛行駛需求扭矩T。整車控制單元通過高壓電池管理單元采集電池的荷電信息，并根據(jù)扭矩需求和車速信息來進行驅(qū)動模式的調(diào)整，在滿足汽車扭矩需求和維持電池安全電量的前提下，優(yōu)先利用驅(qū)動電機和ISG電機驅(qū)動，特別是在需要頻繁起停的市區(qū)行駛時，還可實現(xiàn)怠速停機功能，遇紅綠燈時將發(fā)動機關閉，停止供油，而在車輛需要啟動時利用驅(qū)動電機快速啟動車輛，以滿足啟動要求并降低油耗和尾氣排放。?

為利用汽車制動能量補充電能，該驅(qū)動系統(tǒng)還包括與整車控制單元連接的制動踏板傳感器，這樣當整車控制單元檢測到制動踏板踏下后，即控制ISG電機和/或驅(qū)動電機發(fā)電，并將電能儲存在電池中，充分利用汽車的制動能量，減少油耗和尾氣排放。?

為避免汽車在四輪驅(qū)動模式下的前、后輪轉(zhuǎn)速不一致導致驅(qū)動能量的無謂損耗及輪胎不必要的磨損，上述驅(qū)動系統(tǒng)還包括分別安裝在汽車前、后輪上的兩個轉(zhuǎn)速傳感器，所述轉(zhuǎn)速傳感器與整車控制單元相連。這樣整車控制單元就可以根據(jù)汽車前、后輪的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速，使汽車的前、后輪轉(zhuǎn)速保持一致，提高驅(qū)動能量的利用率。?

為使整個驅(qū)動系統(tǒng)的電源保持一致性，不至于因各控制單元的電源對地電位不同而造成信號紊亂，保證驅(qū)動控制系統(tǒng)的可靠性，所述整車控制單元、高壓電池管理單元、發(fā)動機管理單元、ISG電機控制單元和電機控制單元利用高壓電池經(jīng)過降壓來進行供電。?

本發(fā)明提出了上述四驅(qū)混合動力汽車的驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動管理方法，使汽車在滿足動力性要求的前提下更加省油和減少排放。?

本發(fā)明的四驅(qū)混合動力汽車的驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動管理方法，包括駕駛員設定驅(qū)動模式和自動控制驅(qū)動模式，關鍵在于所述自動控制驅(qū)動模式包括如下步驟：?