[發明專利]基于混合動力技術專用的發動機ECU

無效

• 申請號: 201110156015.3
• 申請日: 2011-06-12
• 公開（公告）號: CN102320294A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 陳湘暉;陳超
• 申請（專利權）人: 海博瑞德(北京)汽車技術有限公司
• 主分類號: B60W10/06
• 分類號: B60W10/06;B60W10/08;B60W20/00;F02D29/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及發動機ECU尤其是基于混合動力技術上的發動機ECU。

背景技術

隨著傳統燃油汽車排放所造成的空氣質量日益惡化和石油資源的漸趨匱乏，開發低排放、低油耗的新能源汽車成為當今汽車工業界的緊迫任務。由此人們越來越關注其他燃料的汽車和電動汽車的開發，例如燃料電池汽車（FuelCell?Vehicle?簡稱FCV）、純電動汽車（Electric?Vehicle?簡稱EV）和混合動力汽車（Hybrid?ElectricVehicle?簡稱HEV）。但是FCV目前存在著成本、技術和氫能源基礎設施建設等問題，離產業化至少需要十至十五年的時間。EV?雖然也是實現汽車零排放的一大途徑，但是由于目前動力電池技術上并未取得突破性的進展，而且電動汽車依然存在在續駛里程短和充電時間長等問題。HEV?雖然不能實現零排放，但針對以上FCV、EV?所存在的問題，HEV?在目前環境更具有更強大的優勢，在世界范圍內成為新型汽車開發的熱點。

21世紀后，各國加快了HEV的概念產品化的進程，相繼推出了不同形式的HEV產品。豐田的Prius，本田的Insight，通用的Precept，福特的Prodigy，戴姆勒克萊斯勒的ESx3，?日產的Tino等都是具有代表性的車型，其中Prius和Insight己是成熟的產品，截止2008年12月，豐田Prius全球銷量已經超過了100萬輛。

我國也非常重視混合動力電動汽車的研究與開發，有關工作開始于上個世紀90年代。在“十五”期間，科技部組織北京理工大學、清華大學、東風汽車公司等國內多家企業、高校和科研機構進行聯合攻關，確定了以燃料電池汽車(FCEV)、混合動力電動汽車(HEV)純電動汽車(BEV)車型為“三縱”，多能源動力總成控制系統、驅動電機及其控制系統、動力蓄電池及其管理系統三種共性技術為“三橫”的“三縱三橫”的研發布局；之后，節能與新能源汽車的研發又被列入“十一五”863計劃重大項目。目前，國內汽車企業已將混合動力汽車作為未來主流競爭型產品在戰略上高度重視，一汽、東風、上汽、長安、奇瑞、比亞迪等都已投入了大量的人力、物力，一些混合動力車型已完成樣車開發，并有部分車型已經實現小批量上市。但是，盡管經過“十五”和“十二五”的研發過程，混合動力汽車技術已經取得了一定的成果，形成了相當的技術實力、產業化基礎和生產能力，但是，部分關鍵技術、特別是電子控制技術及相關產品仍然掌握在美日等國家手中，國內技術水平尚不能與國際先進水平看齊。作為混合動力汽車核心技術的動力總成電子控制技術，大體上包括三項關鍵技術，分別是混合動力專用發動機控制技術、混合動力機電耦合變速器控制技術、多能源混合動力總成控制技術。

發明內容

本發明具備以下九大技術特征：

1.???開放的關鍵變量數據接口和CAN通訊協議

要優化混合動力汽車動力總成的各項性能指標，需要混合動力系統各子部件控制系統實現協調控制，因此，發動機ECU開放關鍵變量數據接口和CAN通訊協議是極其必要的。然而，目前各主要的發動機管理系統ECU供應商出于產品技術保密及商務因素，對發動機ECU的數據接口和通訊協議一般是封閉的，導致發動機控制對于混合動力整車動力總成控制系統成為一個“黑箱”，對整車性能的優化提升造成了極大的阻礙。

基于技術自主的發動機控制策略，可根據整車對發動機ECU的需求提供發動機ECU內部關鍵控制變量，定制特定的CAN通訊協議。將發動機系統的關鍵變量如外部扭矩需求、發動機轉速、燃油消耗率等數據接口開放，供混合動力汽車的整車主控制器或混合動力系統其他附件的控制器利用，以實時地掌握、管理發動機系統狀態，更加方便地進行混合動力系統的整車控制。

2.???面向外部輸出扭矩/轉速/功率接口的控制策略

基于電子節氣門的發動機控制系統，具備扭矩模型和發動機轉速閉環控制模型，能根據外部轉矩/轉速/功率需求進行目標控制，為串聯、并聯、混聯等各種類型混合動力汽車整車控制器提供直接的能量分配控制接口。在工作時，通過CAN總線接收整車控制器發來的發動機功率指令及具體需求數值，精確快速響應整車對發動機的轉矩/轉速/功率需求。

3.???發動機目標工作點和工作區域控制

根據對項目所用的發動機進行充分的實驗研究和性能測試，以及在發動機動態臺架上對發動機進行基礎標定工作，混合動力汽車專用發動機ECU內含較為精確的發動機模型和萬有特性數據。目標扭矩控制模塊和目標轉速控制模塊可實現發動機運行工作點的目標控制，控制發動機工作于整車控制器要求的最經濟工作點或工作區域。