[发明专利]一种混合动力汽车控制方法

摘要

本发明公开了一种混合动力汽车控制方法，包括以下步骤：根据混合动力汽车传动部件布置形式进行工作模式划分；确定各工作模式的效率计算公式；根据需求扭矩Tr的大小和蓄电池荷电状态SOC值范围确定可能的工作模式，分别计算出不同工作模式下的系统效率，通过比较不同工作模式下混合动力系统的效率，得出最高效率下对应的发动机转矩和电动机转矩的分配情况。本发明在满足需求转矩过程中，基于系统效率最优的混合动力汽车控制方法，使传动部件运行在各自的高效率区，从而使整个传动系统的总体效率最高，这样就减少了系统的功率损失，降低了整车的燃油消耗和排放，也在一定程度上保障了润滑条件和传动部件的使用寿命。

主权项

1.一种混合动力汽车控制方法，所述的混合动力汽车是发动机(1)和电动机(8)并联的混合动力汽车，其特征在于：其控制方法包括以下步骤：A、工作模式划分根据并联混合动力汽车传动部件布置形式，将该车的工作模式划分为五种模式，分别是：纯电动机(8)模式；纯发动机(1)模式；发动机(1)、电动机(8)联合驱动模式；发动机(1)驱动、电动机(8)发电模式；怠速/停车模式；B、确定各工作模式的效率计算公式在各工作模式中，由于每个传动部件的效率随着路况及使用条件的不同而不同，这就决定了不同工作模式下的传动系统效率计算公式不同；不同模式下混合动力传动系统总体效率具体计算如下：B1、纯电动机(8)模式下的效率计算公式为：η=PrPb=Pb·ηdis·ηm·ηtPb=ηdis·ηm·ηt---(1)]]>其限制条件为：0<Tm≤Tm-maxTe=0icTm=Tr---(2)]]>B2、纯发动机(1)模式下的效率计算公式为：其限制条件为：Te-min≤Te≤Te-maxTm=0Te=Tr---(4)]]>B3、发动机(1)、电动机(8)联合驱动模式下的效率计算公式为：(P_e+P_m)η_t＝P_r(6)Pe=Te·ne9550---(7)]]>Pm=Tm·nm9550---(8)]]>n_m＝i_cn_e(9)由式(5)、(6)、(7)、(8)、(9)可得，η=(Te+icTm)ηt·ηe·ηm·ηdisTeηmηdis+icTmηe---(10)]]>其限制条件为：Te-min≤Te≤Te-max0<Tm≤Tm-maxTe+icTm=Tr---(11)]]>B4、发动机(1)驱动、电动机(8)发电模式下的效率计算公式为：k=Tm′Te---(13)]]>由式(12)、(13)可得，η=[(1-Tm′Te)ηt+Tm′Teηm′ηchg]ηe---(14)]]>其限制条件为：Te-min≤Te≤Te-max0<Tm′≤Tm-max′Te-icTm′=Tr---(15)]]>B5、怠速/停车模式下的效率计算公式为：其限制条件为：Te=icTm′Tr=00<Tm′≤Tm-max′---(17)]]>式中，P_w为驱动轮功率，单位kW；P_r为需求功率，单位kW；P_b为蓄电池(9)放电功率，单位kW；P′_b为发动机(1)驱动、电动机(8)发电时蓄电池(9)充电功率，单位kW；P″_b为怠速/停车模式时蓄电池(9)充电功率，单位kW；P_m为电动机(8)驱动功率，单位kW；P′_m为电动机(8)发电功率，单位kW；P_油为燃油箱功率，单位kW；η_t为传动系的效率，取平均值，为常数；η′_t为发动机(1)到电动机(8)的传动效率，取平均值，为常数；η_e为发动机(1)的效率；η_m为电动机(8)的效率；η_dis为蓄电池(9)放电效率；η_chg为蓄电池(9)充电效率；k为发动机(1)驱动，电动机(8)发电时发动机(1)分配到电动机(8)的分配比；i_c为扭矩合成器传动比，为常数；T_e为发动机(1)转矩，单位N·m；T_e-min为发动机(1)高效区最小转矩，单位N·m；T_e-max为发动机(1)高效区的最大转矩，单位N·m；T_m为电动机(8)驱动时的转矩，单位N·m；T_m-max为电动机(8)的最大驱动转矩，单位N·m；T′_m为电动机(8)发电时的转矩，单位N·m；T′_m-max为电动机(8)的最大发电转矩，单位N·m；T_r为需求转矩，单位N·m；n_e为发动机(1)的转速，单位r/min；n_m为电动机(8)的转速，单位r/min；C、转矩分配根据需求扭矩T_r的大小和蓄电池(9)荷电状态SOC值范围确定可能的工作模式，分别计算出不同工作模式下的系统效率，通过比较不同工作模式下混合动力系统的效率，得出最高效率下对应的发动机(1)转矩和电动机(8)转矩的分配情况；这里可以看作是一个数学优化问题，通过需求扭矩和蓄电池(9)SOC值范围确定可能的工作区域，这些可能的工作区域就位于若干个工作模式下的约束范围内，目标函数为不同工作模式下传动系统效率计算公式，通过线性约束优化方法获得目标函数最优值，从而得到最优效率下对应的发动机(1)和电动机(8)转矩值；因为根据效率MAP图可以得到发动机(1)或电动机(8)每一工作点对应的转矩和转速；在这个过程中，会用到发动机(1)和电动机(8)、蓄电池(9)的效率值；发动机(1)效率的获取是通过查询存储在控制器中的发动机(1)效率MAP图，该效率MAP图是通过实验已经标定好的；有电动机(8)参与工作时，不论驱动或发电，总会有蓄电池(9)放电或充电，可以把电动机(8)和蓄电池(9)的效率看成一个整体，这里命名为电池电动机系统；电池电动机系统效率的获取也是通过查询存储在控制器中的电池电动机系统效率MAP图，该效率MAP图是根据蓄电池(9)、电动机(8)实验数据的拟合函数关系得到；由分配的发动机(1)转矩和电动机(8)转矩大小得到相应的控制命令，控制器根据此控制命令，控制发动机(1)和电动机(8)输出相应的转矩；从而在系统效率最优的情况下满足混合动力汽车需求转矩的要求。