專利名稱：混合動(dòng)力汽車的純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提出一種用于混合動(dòng)力汽車上的通過純電力驅(qū)動(dòng)車輛的控 制方法。
技術(shù)背景混合動(dòng)力汽車可以通過電動(dòng)/發(fā)電一體電機(jī)將動(dòng)能轉(zhuǎn)化成電能，存 儲(chǔ)到動(dòng)力電池等儲(chǔ)能裝置里；在車輛啟動(dòng)、加速、爬坡等工況下，電 動(dòng)/發(fā)電一體電機(jī)可以利用這些電能來為車輛提供驅(qū)動(dòng)力，從而提高車 輛的性能，降低油耗，減少排放。純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式可以作為某些混合動(dòng)力系統(tǒng)的一種工作模式，在 這種模式下，發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)，由電機(jī)來提供驅(qū)動(dòng)車輛行駛的力矩。純電 動(dòng)模式可以讓發(fā)動(dòng)機(jī)在排放和效率都比較差的低速區(qū)域停止工作，從 而提高整車的燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性能。對(duì)于ISG(Integrated Starter Generator,集成起動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)) 形式的混合動(dòng)力系統(tǒng)，電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)是同軸布置。為了實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)驅(qū) 動(dòng)模式，通常的做法是在純電動(dòng)模式下讓發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)；電機(jī)在驅(qū)動(dòng)車 輛的同時(shí)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)。雖然可以通過對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行某些方面的優(yōu) 化來減小對(duì)電機(jī)的阻力扭矩，但是發(fā)動(dòng)機(jī)的阻力對(duì)電機(jī)的影響還是比 較顯著的。為了消除發(fā)動(dòng)機(jī)阻力的影響，本發(fā)明提出一種雙離合器的 ISG混合動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)明。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提出一種混合動(dòng)力汽車的純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制方法，在不影響 整車的舒適性的前提下可以有效實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案一種混合動(dòng)力汽車的純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制方法，本發(fā)明包括自動(dòng)機(jī)械 變速箱扁T、電子離合器、主電機(jī)、輔助電機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、動(dòng)力電池構(gòu) 成的動(dòng)力機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及以及各個(gè)系統(tǒng)相應(yīng)的電子控制器，主電
機(jī)和輔助電機(jī)都是驅(qū)動(dòng)/發(fā)電一體化的電機(jī)，其特征在于本發(fā)明檢測(cè) 并接收車輛信號(hào)，實(shí)施以下控制(1) 、如果車輛從靜止開始進(jìn)入純電動(dòng)模式，混合動(dòng)力控制器HCU 控制離合器斷開，并發(fā)出主電機(jī)啟動(dòng)信號(hào)控制主電機(jī)開始啟動(dòng)并獨(dú)立 驅(qū)動(dòng)車輛行駛；(2) 、如果車輛從行駛狀態(tài)進(jìn)入純電動(dòng)模式，則混合動(dòng)力控制器 HCU發(fā)出信號(hào)控制主電機(jī)逐步增加輸出扭矩而發(fā)動(dòng)機(jī)逐步減少輸出扭 矩，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩低于某一閾值時(shí)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)，然后斷開京A哭 問n研o本發(fā)明涉及的車輛系統(tǒng)包括自動(dòng)機(jī)械變速箱AMT(包含離合器)， 電子離合器，主電機(jī)，輔助電機(jī)，內(nèi)燃機(jī)，動(dòng)力電池系統(tǒng)，以及各個(gè) 系統(tǒng)相應(yīng)的電子控制器等模塊。其中兩臺(tái)電機(jī)都是驅(qū)動(dòng)/發(fā)電一體化的 電機(jī)。該系統(tǒng)可以認(rèn)為是一套ISG系統(tǒng)加一套BSG(belt starter generator)系統(tǒng)的組合體。其中ISG系統(tǒng)起主導(dǎo)作用，BSG系統(tǒng)的功 能是輔助車輛由純電動(dòng)模式向正常工作模式過渡，以提高過渡的平穩(wěn) 性。在純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式下，電子離合器需要斷開，以消除發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)電 機(jī)的阻力，使得電機(jī)的扭矩和電池的電能得到有效利用。如果車輛從靜止開始進(jìn)入純電動(dòng)模式，混合動(dòng)力控制器HCU控制 離合器斷開，然后讓主電機(jī)開始啟動(dòng)車輛并獨(dú)立驅(qū)動(dòng)車輛行駛。如果 車輛從行駛狀態(tài)進(jìn)入純電動(dòng)模式，則混合動(dòng)力控制器控制主電機(jī)逐步 增加輸出扭矩而發(fā)動(dòng)機(jī)逐步減少輸出扭矩。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩低于某 一閾值時(shí)，就可以讓發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)，然后斷開離合器。這樣就進(jìn)入了電 機(jī)獨(dú)自驅(qū)動(dòng)車輛的純電動(dòng)模式。本發(fā)明所提出的控制方法，能夠有效減小進(jìn)入和退出純電動(dòng)模式 時(shí)動(dòng)力總成輸出扭矩的不連續(xù)性，整車的舒適性和駕駛性能基本不受 影響。


圖1系統(tǒng)的機(jī)械連接示意圖； 圖2系統(tǒng)的電氣連接示意圖；圖3從靜止?fàn)顟B(tài)進(jìn)入純電動(dòng)模型的工作流程圖； 圖4從行駛狀態(tài)進(jìn)入純電動(dòng)模式的工作流程圖； 圖5退出純電動(dòng)模式的工作流程圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明主要是進(jìn)行以下控制首先，如果車輛從靜止開始進(jìn)入純電動(dòng)模式，混合動(dòng)力控制器HCU控制離合器斷開，并發(fā)出主電機(jī)啟動(dòng)信號(hào)控制主電機(jī)開始啟動(dòng)并獨(dú)立 驅(qū)動(dòng)車輛行駛；再者，如果車輛從行駛狀態(tài)進(jìn)入純電動(dòng)模式，則混合動(dòng)力控制器HCU發(fā)出信號(hào)控制主電機(jī)逐步增加輸出扭矩而發(fā)動(dòng)機(jī)逐步減少輸出扭 矩，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩低于某一閾值時(shí)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)，然后斷開京A哭 問O研o以上所說的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的閾值，取決于具體發(fā)動(dòng)機(jī)的特性，可以 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、水溫等參數(shù)査表得出。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出扭矩非常 小的時(shí)候，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出效率非常低，并且非常不穩(wěn)定。因此有必要 在發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩減小到很低的程度的時(shí)候，為了不影響系統(tǒng)穩(wěn)定性、 整車舒適性和排放，需要讓發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作。如果車輛要退出純電動(dòng)模式，混合動(dòng)力控制器HCU發(fā)出指令讓輔 助電機(jī)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，并讓發(fā)動(dòng)機(jī)加速到接近主電機(jī)速度的轉(zhuǎn)速，然后 合上離合器。在離合器閉合以后，混合動(dòng)力控制器逐步減小主電機(jī)的 輸出扭矩而逐步增大發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出扭矩。當(dāng)主電機(jī)的輸出扭矩低于某 一閾值時(shí)，電機(jī)將停止工作。此時(shí)完全退出純電動(dòng)模式，車輛進(jìn)入與 普通車輛相似的行使?fàn)顟B(tài)。同樣，這里所說的電機(jī)的扭矩閾值與發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩閾值類似。當(dāng) 電機(jī)的輸出扭矩比較低的時(shí)候，扭矩很難穩(wěn)定控制，而且電機(jī)效率不 高。獲得這個(gè)閾值的方法，主要是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，然后在應(yīng)用中根據(jù) 轉(zhuǎn)速等參數(shù)查表得出該閾值。結(jié)合圖l，本發(fā)明的主電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)是同軸布置。電機(jī)的一段與
發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸相連，另一端通過離合器與變速箱相連，輔助電機(jī)是通過 皮帶與發(fā)動(dòng)機(jī)相連，主電機(jī)和輔助電機(jī)都是發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)一體化的， 其工作模式由混合動(dòng)力控制器來控制?；旌蟿?dòng)力控制器向電機(jī)控制器 工作模式等相關(guān)指令，由電機(jī)控制器負(fù)責(zé)執(zhí)行。以下結(jié)合圖3、4和5所示的控制流程對(duì)本發(fā)明的靜止?fàn)顟B(tài)進(jìn)入純 電動(dòng)模式、從行駛狀態(tài)進(jìn)入純電動(dòng)模式以及退出純電動(dòng)模式的工作流 程進(jìn)行詳細(xì)說明。只有動(dòng)力電池有足夠的電能，即電池的S0C大于某一閾值S0C1， 才能允許進(jìn)入純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式；當(dāng)電池S0C小于一個(gè)閾值S0C2時(shí)，要 求退出純電動(dòng)模式。這里要求S0C1的閾值比較大，比如例如80%, 以保證電池的電量能夠保證車輛在純電動(dòng)模式下能夠持續(xù)行使一分 鐘，避免剛進(jìn)入純電動(dòng)模式就需要退出。設(shè)定S0C2這個(gè)閾值主要是為 了防止電池被過度放電，同時(shí)保證電池有足夠的電量來啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。 S0C2的值主要是根據(jù)實(shí)驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)來取得。這里要求S0C1〉S0C2，并且 S0C1 — S0C2要大于一個(gè)閾值A(chǔ)SOC。這主要是為了防止車輛頻繁地在 純電動(dòng)模式和非純電動(dòng)模式之間切換。ASOC的值是通過實(shí)驗(yàn)和標(biāo)定 獲得的。車上其它系統(tǒng)的狀態(tài)都要滿足要求，才能允許進(jìn)入純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模 式，如電池的溫度，逆變器的溫度等，要在允許的范圍內(nèi)。用戶可以通過手動(dòng)選擇進(jìn)入/退出純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式，也可以讓混合 動(dòng)力控制器來自動(dòng)決定進(jìn)入/退出純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式。在純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式下，離合器要斷開，以便消除發(fā)動(dòng)機(jī)阻力矩的 影響，有效利用電機(jī)的力矩。離合器由混合動(dòng)力控制器進(jìn)行控制。在純電動(dòng)模式下，混合動(dòng)力控制器根據(jù)油門踏板信號(hào)來控制車輛 行駛速度。用戶可以通過油門踏板來調(diào)整車速。如果車輛從靜止?fàn)顟B(tài)進(jìn)入純電動(dòng)模式，混合動(dòng)力控制器需要將離 合器斷開，主電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車輛從靜止開始加速運(yùn)行。如果車輛已經(jīng)在行駛過程中，此時(shí)要進(jìn)入純電動(dòng)模式，則需要逐 步增加主電機(jī)的扭矩，同時(shí)減少發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出扭矩，保持車輛行駛的
平穩(wěn)性。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出扭矩低于某一閾值X時(shí)，就將發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)， 同時(shí)斷開離合器并增大主電機(jī)的輸出扭矩。車輛完全進(jìn)入純電動(dòng)模式。閾值X是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等參數(shù)，進(jìn)行査表得出的。設(shè)定這個(gè)閾 值的目的是防止發(fā)動(dòng)機(jī)工作在太低的輸出扭矩下，造成發(fā)動(dòng)機(jī)效率過 低且扭矩很不穩(wěn)定，難以控制。如果車輛在行駛過程中要進(jìn)入純電動(dòng)模式，并且當(dāng)前的車速大于 純電動(dòng)模式所能到達(dá)的車速，混合動(dòng)力控制器應(yīng)當(dāng)將車速減小到純電 動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式下所能達(dá)到的車速范圍以內(nèi)再開始讓主電機(jī)提供驅(qū)動(dòng)力 矩。在該減速過程中不應(yīng)當(dāng)讓電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。在純電動(dòng)模式下，如果電池soc變得過低，或某些系統(tǒng)狀態(tài)不再符合純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的要求，系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)開始逐步退出混合純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式。 車輛從純電動(dòng)模式退出時(shí)，混合動(dòng)力控制器應(yīng)當(dāng)讓輔助電機(jī)快速啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，并讓發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行到與主電機(jī)當(dāng)前轉(zhuǎn)速相近的速度，然后控制離合器閉合。發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)完成之后輔助電機(jī)停止工作。 在退出純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式的過程中，離合器閉合以后，發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)當(dāng)逐步增加輸出扭矩，同時(shí)主電機(jī)減少輸出扭矩。當(dāng)主電機(jī)輸出扭矩低于某一閾值時(shí)，應(yīng)當(dāng)停止主電機(jī)的輸出扭矩，讓發(fā)動(dòng)機(jī)提供全部的驅(qū)動(dòng)力矩。
權(quán)利要求
1、 一種混合動(dòng)力汽車的純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制方法，本發(fā)明包括自動(dòng)機(jī)械變速箱AMT、電子離合器、主電機(jī)、輔助電機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、動(dòng)力電池 構(gòu)成的動(dòng)力機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及以及各個(gè)系統(tǒng)相應(yīng)的電子控制器，主電機(jī)和輔助電機(jī)都是驅(qū)動(dòng)/發(fā)電一體化的電機(jī)，其特征在于本發(fā)明檢 測(cè)并接收車輛信號(hào)，實(shí)施以下控制(1) 、如果車輛從靜止開始進(jìn)入純電動(dòng)模式，混合動(dòng)力控制器HCU控制離合器斷開，并發(fā)出主電機(jī)啟動(dòng)信號(hào)控制主電機(jī)開始啟動(dòng)并獨(dú)立驅(qū)動(dòng)車輛行駛；(2) 、如果車輛從行駛狀態(tài)進(jìn)入純電動(dòng)模式，則混合動(dòng)力控制器 HCU發(fā)出信號(hào)控制主電機(jī)逐步增加輸出扭矩而發(fā)動(dòng)機(jī)逐步減少輸出扭 矩，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩低于某一閾值時(shí)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)，然后斷開遂A嬰 罔PI琉o
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力汽車的純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制方法，其特征在于所述的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的閾值，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、水溫等參數(shù)查表得出。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力汽車的純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制方法，其特征在于如果車輛要退出純電動(dòng)模式，混合動(dòng)力控制器HCU發(fā)出指令讓輔助電機(jī)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，并控制發(fā)動(dòng)機(jī)加速到接近主電機(jī)速度的轉(zhuǎn)速，然后合上離合器，在離合器閉合以后，混合動(dòng)力控制器HCU逐 步減小主電機(jī)的輸出扭矩而逐步增大發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出扭矩；當(dāng)主電機(jī)的 輸出扭矩低于某一閾值時(shí)，主電機(jī)停止工作，退出純電動(dòng)模式，車輛 進(jìn)入與普通車輛相似的行使?fàn)顟B(tài)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的混合動(dòng)力汽車的純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制方法， 其特征在于所述的主電機(jī)的扭矩閾值根據(jù)轉(zhuǎn)速等參數(shù)査表得出該閾 值。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力汽車的純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制方法，其特征在于本發(fā)明檢測(cè)并接收車輛信號(hào)判定是否進(jìn)入純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)需 要判定以下條件電池的S0C大于某一閾值S0C1，允許進(jìn)入純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式；當(dāng)電池S0C小于一個(gè)閾值S0C2時(shí)，要求退出純電動(dòng)模式。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力汽車的純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制方法， 其特征在于本發(fā)明檢測(cè)并接收車輛信號(hào)判定是否進(jìn)入純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)需 要判定電池的溫度、逆變器的溫度是否在允許的范圍內(nèi)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的混合動(dòng)力汽車的純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制方法， 其特征在于所述的S0C1的閾值比較大，為80%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種混合動(dòng)力汽車的純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制方法，在不影響整車的舒適性的前提下可以有效實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)，本發(fā)明檢測(cè)并接收車輛信號(hào)，實(shí)施以下控制如果車輛從靜止開始進(jìn)入純電動(dòng)模式、車輛從行駛狀態(tài)進(jìn)入純電動(dòng)模式，在純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式下，電子離合器需要斷開，以消除發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)電機(jī)的阻力，使得電機(jī)的扭矩和電池的電能得到有效利用。本發(fā)明能夠有效減小進(jìn)入和退出純電動(dòng)模式時(shí)動(dòng)力總成輸出扭矩的不連續(xù)性，整車的舒適性和駕駛性能基本不受影響。
文檔編號(hào)B60W20/00GK101121406SQ20071013179
公開日2008年2月13日 申請(qǐng)日期2007年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月3日
發(fā)明者楊上東, 鄒海斌, 敬 黃 申請(qǐng)人:奇瑞汽車有限公司