[發(fā)明專利]混合動(dòng)力汽車的控制系統(tǒng)和控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310557279.9
• 申請(qǐng)日: 2013-11-11
• 公開（公告）號(hào): CN104417543B
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳昊;廉玉波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號(hào): B60W20/00
• 分類號(hào): B60W20/00;B60W30/182;B60W10/06;B60W10/08
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11201
• 代理人: 張大威

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及汽車技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種混合動(dòng)力汽車的控制系統(tǒng)以及一種混合動(dòng)力汽車的控制方法。

背景技術(shù)

混合動(dòng)力汽車（Hybrid Electrical Vehicle，簡稱HEV）是指同時(shí)裝備兩種動(dòng)力來源即熱動(dòng)力源（由傳統(tǒng)的汽油機(jī)或者柴油機(jī)產(chǎn)生）與電動(dòng)力源（由電池與電機(jī)產(chǎn)生）的汽車。通過在混合動(dòng)力汽車上使用電機(jī)，使得動(dòng)力系統(tǒng)可以按照整車的實(shí)際運(yùn)行工況要求靈活調(diào)控，而發(fā)動(dòng)機(jī)保持在綜合性能最佳的區(qū)域內(nèi)工作，從而降低油耗與排放。

現(xiàn)有的混合動(dòng)力汽車有些是采用混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)，其特點(diǎn)在于內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)各有一套機(jī)械變速機(jī)構(gòu)，兩套機(jī)構(gòu)采用行星輪式結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起，從而綜合調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)直接的轉(zhuǎn)速關(guān)系。

但是，傳統(tǒng)的混合動(dòng)力汽車的驅(qū)動(dòng)模式單一，駕駛員無法通過個(gè)人駕駛習(xí)慣以及長期固定的行車工況來進(jìn)行驅(qū)動(dòng)模式選擇。例如，以亞洲人的習(xí)慣，居住較集中，每天上下班的行車路線較固定，路程大多在50km以內(nèi)，這種特殊的工況很適合中短距離純電動(dòng)行駛。而傳統(tǒng)的混合動(dòng)力汽車的設(shè)計(jì)理念是通過電機(jī)輔助調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)降低油耗而不是徹底消除油耗，因此往往不具備手動(dòng)EV（純電動(dòng)）模式切換功能，即使有也因?yàn)殡姵厝萘肯拗贫鴮?dǎo)致純電動(dòng)續(xù)駛里程偏短。

同時(shí)，傳統(tǒng)的混合動(dòng)力汽車由于以降油耗為目的，不會(huì)選用大功率、大扭矩的電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)，因此會(huì)導(dǎo)致整車動(dòng)力性不強(qiáng)，駕駛樂趣大大降低。例如有些混合動(dòng)力汽車的百公里加速時(shí)間超過10s，而且高速性能也較差。

再者，有些混合動(dòng)力汽車采用的是混聯(lián)式結(jié)構(gòu)及其的控制方法，不存在發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)的策略，即使在發(fā)動(dòng)機(jī)處于相當(dāng)經(jīng)濟(jì)的工作區(qū)域也會(huì)通過第一電機(jī)MG1給電池充電，同時(shí)要通過MG1調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)換擋；而且在大負(fù)荷加速工況時(shí)，受電池容量限制，發(fā)動(dòng)機(jī)有一部分功率要帶動(dòng)MG1發(fā)電后才能和蓄電池共同給第二電機(jī)MG2提供電能驅(qū)動(dòng)，以上兩點(diǎn)均降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)效率。并且，在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)關(guān)閉策略上，設(shè)定的需求功率和車速限值偏小，且車速切換條件設(shè)置為點(diǎn)而非區(qū)間，會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)過早過頻起動(dòng)。

此外，現(xiàn)有的有些混合動(dòng)力汽車由于電池容量小未采用可插電式結(jié)構(gòu)，電池電量均由汽油轉(zhuǎn)化而來，提高了使用成本，同時(shí)混聯(lián)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，采用ECVT（Electronic Continuously Variable Transmission，電控?zé)o級(jí)式自動(dòng)變速器）匹配難度大，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是發(fā)明人基于以下認(rèn)識(shí)和發(fā)現(xiàn)的：

相關(guān)技術(shù)中，典型的混合動(dòng)力汽車在HEV模式下的動(dòng)力總成控制策略大體為：當(dāng)動(dòng)力電池的SOC較高時(shí)，啟動(dòng)工況、起步工況以及低速工況下整車以純電動(dòng)運(yùn)行，ECU（電子控制單元）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)動(dòng)力電池的SOC值、整車實(shí)際需求功率等信息，靈活地調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，采用行星齒輪實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速，綜合調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)之間的轉(zhuǎn)速關(guān)系，該混合動(dòng)力汽車具備兩個(gè)電機(jī)，MG1進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制，調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)到車輪端速比，MG2進(jìn)行扭矩控制，提供扭矩并響應(yīng)駕駛員和蓄電池充電需求。

然而，當(dāng)動(dòng)力電池的SOC較高時(shí)，需要考慮整車需求功率來進(jìn)行純電動(dòng)和混合動(dòng)力間的切換，容易造成發(fā)動(dòng)機(jī)的頻繁起停，減少起動(dòng)機(jī)的壽命，增加行車噪聲，降低駕駛舒適性；變速機(jī)構(gòu)采用ECVT，其發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速偏高，怠速噪聲、油耗及排放均偏高，增加MG1用于調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，增加電機(jī)成本，且ECVT結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝要求高，匹配難度大，也大大增加了變速機(jī)構(gòu)軟硬件成本；在大負(fù)荷加速工況時(shí)，受電池容量限制，發(fā)動(dòng)機(jī)有一部分功率要帶動(dòng)MG1發(fā)電后才能和蓄電池共同給MG2提供電能驅(qū)動(dòng)，能量轉(zhuǎn)化次數(shù)增加，降低了效率。

本發(fā)明的目的旨在至少解決上述的技術(shù)缺陷之一。

為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種混合動(dòng)力汽車的控制系統(tǒng)，該混合動(dòng)力汽車的控制系統(tǒng)中的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力子系統(tǒng)和電機(jī)動(dòng)力子系統(tǒng)采用并聯(lián)方式，動(dòng)力容易匹配，轉(zhuǎn)化效率高，降低油耗排放，并且結(jié)構(gòu)簡單，變速匹配周期短，大大降低了成本。此外還減少發(fā)動(dòng)機(jī)頻繁啟停程度，從而提高了起動(dòng)機(jī)的壽命，減少了行車噪聲，提高了駕駛舒適性。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提出一種混合動(dòng)力汽車的控制方法。