[發明專利]一種車輛混合動力驅動系統控制方法

在審

• 申請號: 201310579857.9
• 申請日: 2013-11-19
• 公開（公告）號: CN103640572A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 陳龍;任皓;袁朝春;李道宇
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B60W20/00
• 分類號: B60W20/00;B60W30/18;B60W10/06;B60W10/08;B60W10/26
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發明涉及一種車輛混合動力驅動系統控制方法，屬于新能源汽車技術領域。

背景技術

目前市場已經投產的混合動力汽車多采用發動機與電機兩套動力源，往往發動機功率較大，電機采用功率較小的小型電機，現有的主流混合動力驅動系統控制方法往往在車輛運行過程中，電機只起動力輔助的作用，并且在適當的時候（往往只在制動工況下）進行能量回收，回收的能量十分有限，對于發動機，其作為主動力源在大部分時間內都處在工作狀態，在不同的工況下，其工作效率呈現明顯的差異，在轉速和轉矩要求較低或者很高時，發動機的燃油經濟性均不理想，只有在特定的轉矩轉速區間內，發動機的燃油經濟性才比較理想，因此，現有的混合動力汽車整車燃油經濟性和動力性仍有進一步提升的空間。如果能夠設計一種新的車輛混合動力驅動系統控制方法，使其較現有的混合動力汽車具有更好的燃油經濟性和整車動力性，將對混合動力汽車的推廣應用以及節能減排具有十分重要的意義。

因此，本發明引入啟動發電一體機作為能量轉換裝置，蓄電池作為能量儲存裝置，增設整車控制器作為控制單元，同時確定發動機經濟工作區間，發動機經濟工作區間主要依據發動機燃油經濟特性圖，根據發動機在轉矩、轉速過高或過低時燃油經濟性均不理想的特點，分別給定發動機經濟工作的最低轉矩、轉速和最高轉矩、轉速，并且以最低轉矩、轉速和最高轉矩、轉速之間的區間作為發動機經濟工作區間。整車控制器依據發動機經濟工作區間控制整車可在純電動、發動機單獨驅動、發動機和電機共同驅動三種狀態下運行。整個運行過程中確保發動機工作在經濟工作區間，同時兼顧蓄電池荷電狀態，將發動機工作時的多余功率通過啟動發電一體機進行回收儲存到蓄電池中，達到能量回收的目的。目前，現有的混合動力驅動系統控制方法主要以車速為目標來控制整車的工作狀態，尚未重點考慮發動機的經濟性，同時能量回收只在制動時進行，尚未有其他的能量回收路徑，因此該車輛混合動力驅動系統控制方法將對混合動力汽車的研究和設計提供參考，對新能源汽車的發展具有十分重要的意義。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：設計一種車輛混合動力驅動系統控制方法，明顯提高整車燃油經濟性和動力性，同時能夠進行能量回收。

本發明解決該技術問題所采用的技術方案是：加裝整車控制器作為控制單元執行本混合動力驅動系統控制方法，引入啟動發電一體機作為能量轉換裝置，同時啟動發電一體機與發動機的飛輪通過皮帶相連，啟動發電一體機所產生的電能能夠儲存到蓄電池中供給電機使用，確定發動機經濟工作區間，發動機經濟工作區間主要依據發動機燃油經濟特性圖，以最佳燃油經濟性為目標，分別給定發動機經濟工作的最低轉矩、轉速和最高轉矩、轉速，并且認為發動機工作在最低轉矩、轉速和最高轉矩、轉速之間是為發動機經濟工作區間。整車控制器嚴格地根據發動機經濟工作區間和當前車輛的轉矩轉速需求來合理分配發動機和電機的工作狀態，整車控制器能夠確保在滿足整車動力性的前提下，發動機工作在經濟工作區間。因此，當車輛的轉矩、轉速需求低于最低轉矩、轉速時，電機單獨驅動汽車，車輛處于純電動驅動狀態；當車輛的轉矩、轉速需求處于發動機經濟工作區間時，發動機單獨驅動汽車，車輛處于發動機單獨驅動狀態；當車輛的轉矩、轉速需求高于最高轉矩、轉速時，電機與發動機共同驅動汽車，車輛處于混合驅動狀態。同時，綜合考慮電池的荷電狀態，因為電池的荷電狀態過高或者過低都會影響電池的性能，從而制約整車性能，當蓄電池荷電狀態低于蓄電池荷電狀態的下限時，車輛處于發動機單獨驅動狀態，發動機提供部分轉矩通過皮帶帶動啟動發電一體機發電，產生的電能存儲至蓄電池中，從而提高蓄電池荷電狀態;?當蓄電池荷電狀態高于蓄電池荷電狀態的下限時，整車控制器會控制電機參與工作，消耗蓄電池中的電能，使蓄電池荷電狀態保持在合理的范圍。

一種車輛混合動力驅動系統包括電機、蓄電池、整車控制器、啟動發電一體機、發動機。其中，啟動發電一體機的輸入軸與發動機的飛輪通過皮帶相連，保證飛輪轉動時能帶動啟動發電機輸入軸轉動；啟動發電一體機與蓄電池為電氣連接，保證啟動發電一體機產生的電能能夠存儲到蓄電池中；蓄電池與電機為電氣連接，確保為電機提供驅動所需電能；整車控制器能夠接收來自發動機、啟動發電一體機、蓄電池、電機的信號，及時獲知相關部件的狀態，并可以對其進行控制。

本發明具有如下優點：

（1）能夠使發動機工作在經濟工作區間，改善燃油經濟性、提高排放性能。

（2）綜合考慮蓄電池的荷電狀態，可以有效提高整車性能。

（3）引入啟動發電一體機，增加了能量回收途徑，有效提高燃油經濟性。

附圖說明