[發明專利]一種重度混合動力汽車的能量管理系統及控制方法

有效

• 申請號: 201210531554.5
• 申請日: 2012-12-11
• 公開（公告）號: CN103863323A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 段志輝;翟鈞;劉小俊;嚴欽山;朱華榮;周波;陳平
• 申請（專利權）人: 重慶長安汽車股份有限公司;重慶長安新能源汽車有限公司
• 主分類號: B60W30/18
• 分類號: B60W30/18;B60W20/00;B60W10/02;B60W10/06;B60W10/08;B60W10/11;B60W10/26
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 徐先祿

技術領域

本發明屬于混合動力車輛的行駛控制技術，具體涉及一種重度混合動力汽車能量管理控制系統及控制方法。?

背景技術

與傳統汽車相比，混合動力汽車增加了電機、電池，控制系統更為復雜，因此，整車控制系統的開發就成為混合動力汽車關鍵技術。而目前對于重度混合動系統的控制問題的研究多集中在能量管理策略及效率優化等穩態過程，對于動態過程控制研究相對較少。特別是對于利用行星排進行動力耦合的重度混合動力系統，轉矩、轉速關系復雜，發動機和電機的動態特性又不一致，如果不在系統驅動工作模式切換時對動力源和傳動系統進行協?調控制，將導致車輛在驅動模式切換時出現大的扭矩波動，影響整車動力性、乘坐舒適性和傳動部件壽命。?

發明內容

本發明的目的在于克服已有技術的不足之處，提供一種重度混合動力汽車能量管理控制系統，能有效地減少重度混合動力汽車各工況切換過程中輸出扭矩波動，提高整車動力性和平順性，增加整車重要零部件的使用壽命。??

本發明的另一個目的是提供一種重度混合動力汽車能量管理控制系統的控制方法，能實現各工況間的平穩轉移的模式切換以及各工況下的扭矩管理。??

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：?

①用SOC（電池電量）作為整車行駛模式的基準，根據SOC的變化，參考整車車速、轉速等其他可變因素對整車工作模式進行合理有效的切換；?

②整車控制器策略包括兩部分：扭矩管理策略和模式切換策略。?

扭矩管理策略是模式切換扭矩協調控制的基礎。扭矩管理策略根據當前駕駛員操作信息、整車狀態信息和各子部件狀態信息，計算出當前發動機目標轉矩和電機目標轉矩，同時將目標扭矩信號傳送給發動機控制器和電機控制器。?

本發明所述的一種重度混合動力汽車能量管理控制系統，包括車輛系統控制器，與車輛系統控制器連接的發動機控制器、離合器控制器、電機控制器、AMT控制器和蓄電池控制器；發動機控制器與發動機連接，離合器控制器與濕式多片離合器連接，電機控制器與ISG電機連接，AMT控制器與變速器連接，蓄電池?控制器與蓄電池連接，蓄電池通過逆變器與ISG電機連接，各子系統控制器與車輛系統控制器進行通信；所述發動機輸出端經過單向離合器、濕式多片離合器和ISG電機與動力耦合裝置行星排的齒圈連接，動力耦合裝置行星排的太陽輪與ISG電機的轉子連接，動力通過行星排的行星架與變速器的輸入端連接，變速器的輸出端與主減速器連接，主減速器將動力傳至車輪。?

本發明所述的一種重度混合動力汽車能量管理控制系統的控制方法，其步驟如下：

第一步，分析不同工作模式下系統各個關鍵部件的運行狀態及其參數變化；?

1）?純電動工況：發動機未啟動時,?ISG電機正向驅動動力耦合裝置行星排的太陽輪；由于車輛阻力作用于動力耦合裝置行星排的行星架上,導致動力耦合裝置行星排的齒圈具有反轉的趨勢，濕式多片離合器分離，發動機不工作，ISG電機輸出扭矩，并經動力耦合裝置行星排的太陽輪傳至行星架，此時，動力傳動裝置（即變速器和主減速器）將ISG電機的驅動扭矩放大，驅動車輛起步和低速行駛，在達到一定車速后引入發動機動力；?

2）發動機單獨驅動：在發動機單獨驅動工況中，濕式多片離合器耦合，ISG電機空轉，發動機輸出的扭矩經過動力耦合裝置行星排的齒圈至行星架輸出至變速器的輸入端；?

3）混合驅動：?

a．當出現大負載低速運行工況時，濕式多片離合器耦合，ISG電機輸出扭矩，此時，動力耦合裝置行星排鎖死，傳動比為1，ISG電機和發動機的扭矩耦合后輸入到變速器；?

b．當出現高速小負載運行工況時，濕式多片離合器分離，動力傳動裝置可實現動力合成，ISG電機和發動機扭矩耦合后輸入到變速器；?

4）制動能量回收：?

a．濕式多片離合器分離再生發電：并聯驅動過程中，踩制動，濕式多片離合器分離，ISG電機輸出負扭矩對整車進行制動；?

b．并聯制動再生發電：當只依靠ISG電機的負力矩已不能滿足整車制動需求時，濕式多片離合器耦合，利用發動機的倒拖力矩來對整車進行制動；?

c．怠速電制動：當整車已經處于怠速，ISG電機已經能提供足夠的制動扭?矩時，濕式多片離合器分離，ISG電機輸出負扭矩對整車進行制動；?

5）行車起動發動機：在行車過程中，需要發動機工作時，濕式多片離合器耦合，ISG電機電機輸出扭矩經過動力耦合裝置行星排的太陽輪進行分配，一部分扭矩用于驅動車輛，另一部分用于短時起動發動機；?