專利名稱:一種可充電式混合動力汽車的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于混合動力汽車控制技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及到一種可充電式混合動力汽車的控制方法。
背景技術(shù):
混合動力汽車將驅(qū)動電機和發(fā)動機驅(qū)動系統(tǒng)組合在一起,用驅(qū)動電機來彌補發(fā)動機驅(qū)動的弱點,使發(fā)動機盡量保持在最佳工況工作,能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)動機怠速停機、輔助驅(qū)動以及再生制動能量回收等功能。因此,混合動力汽車既提高了車輛的駕駛性能,又提高了燃油利用率,降低了發(fā)動機排放,是當今具實際開發(fā)意義的低排放和低油耗汽車。目前,混動汽車在發(fā)動機參與工作模式下,雖然能夠控制發(fā)動機在經(jīng)濟區(qū)域工作, 但還不能充分發(fā)揮發(fā)動機最佳工作特性,沒有對發(fā)動機運行工況進行優(yōu)化。在串聯(lián)混動中發(fā)動機與發(fā)電機聯(lián)合組成發(fā)電機組,發(fā)動機不直接驅(qū)動整車,發(fā)動機運行工況不受整車影響,這樣就導(dǎo)致在整車低速時由于動力電池的SOC值的降低需要發(fā)動機在高速高負荷狀態(tài)下運行,因此對整車NVH性能不利;另外發(fā)動機冷啟動時,由于整車的需求,發(fā)動機直接在經(jīng)濟區(qū)域工作,不利于發(fā)動機冷啟動階段的HC排放。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種可充電式混合動力汽車的控制方法,以更好地針對整車需求發(fā)揮發(fā)動機的功效,降低燃油消耗及提高NVH性能。本發(fā)明的可充電式混合動力汽車的控制方法,由發(fā)動機控制器根據(jù)汽車運行階段、動力電池的SOC值及車速來控制發(fā)動機的運行狀態(tài),關(guān)鍵在于包括如下步驟
A 啟動階段發(fā)動機控制器根據(jù)動力電池的SOC值來控制發(fā)動機、發(fā)電機的工作模
式;
B 行駛階段發(fā)動機和發(fā)電機聯(lián)合組成發(fā)電機組進行工作,發(fā)動機控制器根據(jù)實時車速情況,控制發(fā)動機選擇在不同的預(yù)定工作點下運行;所述實時車速越高,所述預(yù)定工作點的發(fā)動機轉(zhuǎn)速越高。所述B步驟中的預(yù)定工作點是根據(jù)發(fā)動機噪聲對整車NVH性能影響、整車的功率需求及燃油經(jīng)濟性來設(shè)定的,在保證滿足整車的功率需求前提下,使發(fā)動機在預(yù)定工作點下對整車的NVH影響最低,燃油的利用率最高,并且根據(jù)所選定預(yù)定工作點來優(yōu)化發(fā)動機轉(zhuǎn)速區(qū)間,使發(fā)動機的萬有特性曲線趨近于預(yù)定工作點。所述預(yù)定工作點包括低轉(zhuǎn)速、中轉(zhuǎn)速和高轉(zhuǎn)速三個預(yù)定工作點。進一步地,所述A步驟中,發(fā)動機控制器檢測動力電池的SOC值,當動力電池的SOC 值小于限制放電臨界點的閥值SOCl時,利用發(fā)動機啟動并帶動發(fā)電機運轉(zhuǎn),為動力電池充電;當動力電池的SOC值大于閥值SOCl且小于閥值S0C2時,發(fā)動機控制器首先控制發(fā)電機進入驅(qū)動狀態(tài),帶動發(fā)動機運轉(zhuǎn),當發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于閥值m時,發(fā)動機點火運行,此時發(fā)動機和發(fā)電機聯(lián)合組成發(fā)電機組,進入發(fā)動機和電池聯(lián)合工作模式;當動力電池的SOC值大于閥值S0C2時,進入純電動模式起步并運行;0 <閥值SOCl <閥值S0C2 < 100%。進一步地,所述B步驟中,當驅(qū)動車輛所需能量小于發(fā)電機組輸出能量時,發(fā)電機組輸出能量同時用于驅(qū)動電機來滿足驅(qū)動整車需求和給動力電池充電;當驅(qū)動車輛所需能量等于發(fā)電機組輸出能量時,發(fā)電機組僅提供能量給驅(qū)動電機來驅(qū)動整車;當驅(qū)動車輛所需能量大于發(fā)電機組輸出能量時,發(fā)電機組和動力電池共同提供能量給驅(qū)動電機來驅(qū)動整車。進一步地,所述B步驟中,當動力電池的SOC值彡閥值S0C2時,進入純電動工作階段,利用動力電池單獨為驅(qū)動電機提供能量,發(fā)動機不工作;當動力電池的30(值< 閥值 S0C2時,發(fā)動機與發(fā)電機聯(lián)合組成發(fā)電機組進行工作;所述閥值S0C2大于限制放電臨界點的閥值SOCl且小于限制充電的臨界點的閥值S0C3。本發(fā)明的可充電式混合動力汽車的控制方法結(jié)合汽車運行階段、動力電池的SOC 值及車速的因素對發(fā)動機運行狀態(tài)進行控制,并針對汽車的預(yù)定工作點對發(fā)動機做了優(yōu)化設(shè)計,在滿足汽車動力需求的前提下,盡量減少了發(fā)動機噪聲對汽車NVH性能的影響,提高了燃油經(jīng)濟性。
圖1是發(fā)動機的預(yù)定工作點的優(yōu)化流程圖2是動力電池的SOC值的變化與發(fā)動機參與工作關(guān)系圖。
具體實施例方式下面對照附圖,通過對實施實例的描述,對本發(fā)明的具體實施方式
如所涉及的各構(gòu)件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理等作進一步的詳細說明。實施例1
本實施例的可充電式混合動力汽車的控制方法,由發(fā)動機控制器根據(jù)汽車運行階段、 動力電池的SOC值及車速來控制發(fā)動機的運行狀態(tài),具體包括如下步驟
A 啟動階段發(fā)動機控制器檢測動力電池的SOC值,當動力電池的SOC值小于限制放電臨界點的閥值SOCl時,利用發(fā)動機啟動并帶動發(fā)電機運轉(zhuǎn),為動力電池充電;當動力電池的SOC值大于閥值SOCl且小于閥值S0C2時,發(fā)動機控制器首先控制發(fā)電機進入驅(qū)動狀態(tài),帶動發(fā)動機運轉(zhuǎn),當發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于閥值m時,發(fā)動機點火運行,此時發(fā)動機和發(fā)電機聯(lián)合組成發(fā)電機組,進入發(fā)動機和電池聯(lián)合工作模式;當動力電池的SOC值大于閥值S0C2 時,進入純電動模式起步并運行;0 <閥值SOCl <閥值S0C2 < 100% ;
B 行駛階段發(fā)動機和發(fā)電機聯(lián)合組成發(fā)電機組進行工作,發(fā)動機控制器根據(jù)實時車速情況,控制發(fā)動機選擇在不同的預(yù)定工作點下運行;所述實時車速越高,所述預(yù)定工作點的發(fā)動機轉(zhuǎn)速越高;當驅(qū)動車輛所需能量小于發(fā)電機組輸出能量時,發(fā)電機組輸出能量同時用于驅(qū)動電機來滿足驅(qū)動整車需求和給動力電池充電;當驅(qū)動車輛所需能量等于發(fā)電機組輸出能量時,發(fā)電機組僅提供能量給驅(qū)動電機來驅(qū)動整車;當驅(qū)動車輛所需能量大于發(fā)電機組輸出能量時,發(fā)電機組和動力電池共同提供能量給驅(qū)動電機來驅(qū)動整車。盡量利用發(fā)電機組輸出能量來直接為驅(qū)動電機供應(yīng)能量,可以避免電功率經(jīng)過電池轉(zhuǎn)換的效率損失,大大提高了系統(tǒng)的整體效率。B步驟中的預(yù)定工作點是根據(jù)發(fā)動機噪聲對整車NVH性能影響、整車的功率需求及燃油經(jīng)濟性來設(shè)定的,在保證滿足整車的功率需求前提下,使發(fā)動機在預(yù)定工作點下對整車的NVH影響最低,燃油的利用率最高,并且根據(jù)所選定預(yù)定工作點來優(yōu)化發(fā)動機轉(zhuǎn)速區(qū)間,使發(fā)動機的萬有特性曲線趨近于預(yù)定工作點。具體如圖1所示,發(fā)動機預(yù)定工作點的優(yōu)化及確定過程如下首先根據(jù)整車設(shè)計目標,對發(fā)動機、發(fā)電機、驅(qū)動電機進行初步選型,然后根據(jù)發(fā)動機萬有特性曲線、發(fā)電機發(fā)電功率扭矩、驅(qū)動電機的驅(qū)動特性及整車的運行工況,初步選擇發(fā)動機三個工作點。在車速較低(低于50公里/小時)時,整車對功率需求不大,此時考慮到發(fā)動機的振動噪聲對整車的影響較大,確定發(fā)動機在低轉(zhuǎn)速點下工作;當車輛在中等車速(50 75公里/小時)下行駛時,此時主要考慮到發(fā)動機的燃油經(jīng)濟性,因此選擇在發(fā)動機燃油利用率相對比較高的中轉(zhuǎn)速點下工作;當車輛在高速(高于90公里/小時)下行駛時,此時對發(fā)動機功率需求很大,由于車輛高速下發(fā)動機部分聲壓會被風(fēng)噪、路噪等其它噪聲覆蓋,所以此時選發(fā)動機在燃油利用率比較高且扭矩比較大的高轉(zhuǎn)速點下工作。通過以上考慮,初步選擇發(fā)動機預(yù)定工作點分別為低轉(zhuǎn)速、中轉(zhuǎn)速和高轉(zhuǎn)速三個預(yù)定工作點。經(jīng)過軟件仿真計算驗證,此三個工作點是否可以分別發(fā)揮發(fā)動機特性,更好地降低整車噪聲振動提高燃油利用率并保證發(fā)動機輸出功率盡量趨近于整車所需功率,如果不能,則重新選擇工作點進行計算對比,直到最終選擇最優(yōu)的三個工作點。并且據(jù)此對發(fā)動機進行優(yōu)化,優(yōu)化發(fā)動機轉(zhuǎn)速區(qū)間,使發(fā)動機的萬有特性曲線趨近于預(yù)定工作點附近。如圖2所示,B步驟中,當動力電池的SOC值> 閥值S0C2時,進入純電動工作階段, 利用動力電池單獨為驅(qū)動電機提供能量,發(fā)動機不工作;當動力電池的30(值< 閥值S0C2 時,發(fā)動機與發(fā)電機聯(lián)合組成發(fā)電機組進行工作;所述閥值S0C2大于限制放電臨界點的閥值SOCl且小于限制充電的臨界點的閥值S0C3,這樣可以保護動力電池,避免其過放或者過充。
權(quán)利要求
1.一種可充電式混合動力汽車的控制方法,由發(fā)動機控制器根據(jù)汽車運行階段、動力電池的SOC值及車速來控制發(fā)動機的運行狀態(tài),其特征在于包括如下步驟A 啟動階段發(fā)動機控制器根據(jù)動力電池的SOC值來控制發(fā)動機、發(fā)電機的工作模式;B 行駛階段發(fā)動機和發(fā)電機聯(lián)合組成發(fā)電機組進行工作,發(fā)動機控制器根據(jù)實時車速情況,控制發(fā)動機選擇在不同的預(yù)定工作點下運行;所述實時車速越高,所述預(yù)定工作點的發(fā)動機轉(zhuǎn)速越高。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可充電式混合動力汽車的控制方法,其特征在于所述B步驟中的預(yù)定工作點是根據(jù)發(fā)動機噪聲對整車NVH性能影響、整車的功率需求及燃油經(jīng)濟性來設(shè)定的,在保證滿足整車的功率需求前提下,使發(fā)動機在預(yù)定工作點下對整車的NVH影響最低,燃油的利用率最高,并且根據(jù)所選定預(yù)定工作點來優(yōu)化發(fā)動機轉(zhuǎn)速區(qū)間,使發(fā)動機的萬有特性曲線趨近于預(yù)定工作點。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可充電式混合動力汽車的控制方法,其特征在于所述預(yù)定工作點包括低轉(zhuǎn)速、中轉(zhuǎn)速和高轉(zhuǎn)速三個預(yù)定工作點。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的可充電式混合動力汽車的控制方法,其特征在于所述A步驟中,發(fā)動機控制器檢測動力電池的SOC值,當動力電池的SOC值小于限制放電臨界點的閥值SOCl時,利用發(fā)動機啟動并帶動發(fā)電機運轉(zhuǎn),為動力電池充電;當動力電池的SOC 值大于閥值SOCl且小于閥值S0C2時,發(fā)動機控制器首先控制發(fā)電機進入驅(qū)動狀態(tài),帶動發(fā)動機運轉(zhuǎn),當發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于閥值m時,發(fā)動機點火運行,此時發(fā)動機和發(fā)電機聯(lián)合組成發(fā)電機組,進入發(fā)動機和電池聯(lián)合工作模式;當動力電池的SOC值大于閥值S0C2時,進入純電動模式起步并運行;O <閥值SOCl <閥值S0C2 < 100%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的可充電式混合動力汽車的控制方法,其特征在于所述B步驟中,當驅(qū)動車輛所需能量小于發(fā)電機組輸出能量時,發(fā)電機組輸出能量同時用于驅(qū)動電機來滿足驅(qū)動整車需求和給動力電池充電;當驅(qū)動車輛所需能量等于發(fā)電機組輸出能量時,發(fā)電機組僅提供能量給驅(qū)動電機來驅(qū)動整車;當驅(qū)動車輛所需能量大于發(fā)電機組輸出能量時,發(fā)電機組和動力電池共同提供能量給驅(qū)動電機來驅(qū)動整車。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可充電式混合動力汽車的控制方法,其特征在于所述B步驟中,當動力電池的SOC值> 閥值S0C2時,進入純電動工作階段,利用動力電池單獨為驅(qū)動電機提供能量,發(fā)動機不工作;當動力電池的SOC值< 閥值S0C2時,發(fā)動機與發(fā)電機聯(lián)合組成發(fā)電機組進行工作;所述閥值S0C2大于限制放電臨界點的閥值SOCl且小于限制充電的臨界點的閥值S0C3。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可充電式混合動力汽車的控制方法,其特征在于所述B步驟中,當驅(qū)動車輛所需能量小于發(fā)電機組輸出能量時,發(fā)電機組輸出能量同時用于驅(qū)動電機來滿足驅(qū)動整車需求和給動力電池充電;當驅(qū)動車輛所需能量等于發(fā)電機組輸出能量時, 發(fā)電機組僅提供能量給驅(qū)動電機來驅(qū)動整車;當驅(qū)動車輛所需能量大于發(fā)電機組輸出能量時,發(fā)電機組和動力電池共同提供能量給驅(qū)動電機來驅(qū)動整車。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可充電式混合動力汽車的控制方法,其特征在于所述B步驟中,當動力電池的SOC值> 閥值S0C2時,進入純電動工作階段,利用動力電池單獨為驅(qū)動電機提供能量,發(fā)動機不工作;當動力電池的30(值< 閥值S0C2時,發(fā)動機與發(fā)電機聯(lián)合組成發(fā)電機組進行工作;所述閥值S0C2大于限制放電臨界點的閥值SOCl且小于限制充電的臨界點的閥值S0C3。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種可充電式混合動力汽車的控制方法,以更好地針對整車需求發(fā)揮發(fā)動機的功效,降低燃油消耗及提高NVH性能。該控制方法是由發(fā)動機控制器根據(jù)汽車運行階段、動力電池的SOC值及車速來控制發(fā)動機的運行狀態(tài),啟動階段發(fā)動機控制器根據(jù)動力電池的SOC值來控制發(fā)動機、發(fā)電機的工作模式;行駛階段發(fā)動機和發(fā)電機聯(lián)合組成發(fā)電機組進行工作,發(fā)動機控制器根據(jù)實時車速情況,控制發(fā)動機選擇在不同的預(yù)定工作點下運行;實時車速越高,預(yù)定工作點的發(fā)動機轉(zhuǎn)速越高。預(yù)定工作點是根據(jù)發(fā)動機噪聲對整車NVH性能影響、整車的功率需求及燃油經(jīng)濟性來設(shè)定的,并且根據(jù)預(yù)定工作點來優(yōu)化發(fā)動機,使發(fā)動機的萬有特性曲線趨近于預(yù)定工作點。
文檔編號B60W10/26GK102431547SQ201110333450
公開日2012年5月2日 申請日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者胡耀華, 韓艷艷, 項發(fā)青 申請人:奇瑞汽車股份有限公司