一种混合动力汽车超速状态下的电压保护方法技术

本发明专利技术涉及一种混合动力汽车超速状态下的电压保护方法，整车控制器(以下简称整车ECU)实时监测母线电压u和车速v，同时判断整车所处路况；当整车处于超速状态时(车速v≥触发车速vmax)，针对不同路况下的母线过压或欠压，采取不同的控制策略和措施，保证母线电压u处于可控范围内。本方法能够保证在正常行车的前提下，有效的解决超速状态下母线过/欠的问题。

A Voltage Protection Method for Hybrid Electric Vehicle under Overspeed

The present invention relates to a voltage protection method for hybrid electric vehicle in overspeed state. The vehicle controller (hereinafter referred to as the vehicle ECU) monitors bus voltage U and vehicle speed V in real time, and judges the road condition of the vehicle at the same time. When the vehicle is in overspeed state (vehicle speed v (> triggered vehicle speed vmax), different control strategies and measures are adopted to ensure bus overvoltage or undervoltage under different road conditions. The voltage U is in a controllable range. This method can ensure that under the premise of normal driving, the problem of over/under bus can be effectively solved under the condition of overspeed.

【技术实现步骤摘要】
一种混合动力汽车超速状态下的电压保护方法
本专利技术涉及一种混合动力汽车超速状态下的电压保护方法，属于新能源汽车领域。
技术介绍
如图1，混合动力汽车是基于发动机(6)和驱动电机(10)两个动力平台，低速时由驱动电机(10)纯电驱动，避免发动机(6)在低效区工作，高速时由发动机(6)驱动，或并联驱动，从而较传统车更节能，更容易被大众所接受；驱动系统目前市场上多采用永磁同步电机，由于整车在行驶过程中所面对的实际路况复杂，永磁同步电机由于转子是永磁体，转动时就会有反电势产生，必须要弱磁控制，这就导致母线电压波动较大。因此，完善的电压保护策略是此类车型所不可或缺的。图1是目前市场所广泛采用的深度混合动力(以下简称深混)车型，采用混联系统，发动机(6)由常闭离合器连接至ISG电机(8)，两者保持相同转速，ISG电机(8)和驱动电机(10)由可分开式离合器相连，能源系统采用动力电池或超级电容供电，基本的行驶策略是整车启动时，离合器分开，发动机(6)和ISG电机(8)停机，只有驱动电机(10)工作，纯电动行驶，当车速高于某一时速时，ISG电机(8)启动发动机(6)将转速控制在与驱动电机(10)相近的转速，然后离合器闭合，进行混联模式工作。目前所采用的电压保护策略基本上是设置过压点和欠压点，过压时降额断动力并报警，欠压时预警停车发电，或者增加设置降功率点和缓冲过程，尽量减少由于电压异常波动给动力系统各零部件所带来的冲击，此类方法虽然能够达到警示的作用，但是只是简单的提示和报警，仍需要驾驶员采取具体措施，不能保证在正常行车的前提下来解决过/欠压的问题，且没有根据整车具体的工作状态进行分类处理。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种混合动力汽车超速状态下的电压保护方法，用以解决现有技术不能在保证正常行车的前提下采取有效措施解决混动汽车超速状态下母线过/欠压的问题。为实现上述目的，本专利技术的方案包括：本专利技术的一种混合动力汽车超速状态下的电压保护方法，包括以下步骤：1)检测母线电压u和车速v，当整车进入超速状态时，判断整车所处路况；2)当车辆进入高速驱动路况，且母线电压u大于过压预警点umax时，至少控制发动机停止工作；3)当车辆进入高速驱动路况，且母线电压u小于欠压预警点umin时，至少控制ISG电机进行发电；4)当整车进入长时间下坡路况，且母线电压u大于过压预警点umax时，至少关闭发动机和驱动电机，并向驾驶员发出超速警报；5)当整车进入长时间下坡路况，且当母线电压u小于欠压预警点umin时，至少使驱动电机工作在滑行馈电状态。进一步的，步骤1)中，通过车速v判断所述整车是否进入超速状态：进入超速状态的触发车速为vmax；当车速v大于或等于超速状态的触发车速vmax时，判断整车处于超速状态。进一步的，所述超速状态的触发车速vmax为驱动电机工作在峰值转速下的车速。进一步的，根据车速和驾驶员油门信号反馈判断车辆高速驱动路况或者是长期下坡路况：如果车速v维持在触发车速vmax，且驱动电机工作在驱动指令下，则判断此时车辆路况为高速驱动路况；如果车速v大于触发车速vmax，且驱动电机工作在发电指令下，则判断此时车辆路况为长时间下坡路况。进一步的，步骤3)中，所述控制ISG电机发电，ISG电机的输出扭矩值根据整车瞬时用电功率乘以系数除以当前转速进行计算。进一步的，欠压预警点umin大于欠压故障点，过压预警点umax小于过压故障点。进一步的，设置电压回差值a和b；所述电压保护步骤实施介入后，当母线电压u大于umin+a或u小于umax-b时，对应的电压保护步骤退出。本专利技术的有益效果为：本专利技术针对混动汽车工作在超速状态下，基于不同路况，采取不同的稳压措施，进行发电升压或耗电降压，并在极端情况下对驾驶员加以警告，使极端超速状态下的稳压更加快速有效，在尽可能保证正常行车的前提下有效解决母线过/欠压的问题，且保护系统自动运行，一般不需要驾驶员采取具体措施。同时，本方法通过设置稍大于欠压点的欠压预警点和稍小于过压点的过压预警点，在过/欠压点到来之前介入采取处理措施，不会对车辆和正常驾驶造成影响。附图说明图1是混合动力汽车动力系统构型图；图2是超速状态下的电压保护策略流程图；图3是带有超速状态的电压保护策略流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细的说明。如图1所示的一种混合动力汽车动力系统构型图，包括整车ECU(1)、发动机ECU(2)、电机控制器(3)、储能装置管理系统(4)、储能装置(5)、发动机(6)、常闭离合器(7)、ISG电机(8)、离合器(9)、驱动电机(10)、传动系统(11)、传动轴(12)。现有技术中，没有一种能在保证正常行车的前提下，自动介入调整混动汽车母线电压，解决母线过/欠压问题的方法。本专利技术提供了一种解决方案，如图2所示，整车ECU(1)监测车速v，当车速v超过超速触发车速vmax时，认为车辆进入超速状态，此时驱动电机(10)接近甚至超过峰值转速，工作于弱磁状态下。在超速状态下，整车ECU(1)根据车速v和油门信号反馈判断整车所处路况，路况一般分为高速驱动路况，此时整车行驶在类似高速公路的道路上全力高速行驶，车速维持在vmax左右(即车速在vmax上下一定范围内波动)，驱动电机(10)对于油门的反馈为弱磁驱动；此时整车ECU(1)继续监测母线电压u，当母线电压低于欠压预警值时，整车ECU(1)给定扭矩使ISG电机(8)进行发电；当母线电压高于过压预警值时，整车ECU(1)断开离合器(9)、关闭发动机(6)、并命令ISG电机(8)倒拖发动机(6)主轴进行耗电；另一种路况为长下坡路况，此时整车行驶在类似高速公路长时间下坡的道路上，由于坡道和高速路况的关系车速超过vmax，驱动电机(10)对于油门的反馈为弱磁发电；此时整车ECU(1)继续监测母线电压u，当母线电压低于欠压预警值时，整车ECU(1)只需使驱动电机(10)工作在滑行馈电状态提升母线电压即可；当母线电压高于过压预警值时，此时车辆状态较为极端，驱动电机(10)转速超过峰值转速，反电势较高，而电机控制器(3)此时已无法满足驱动电机(10)弱磁需求，如果不关掉电机控制器(3)的IGBT，母线电压会持续升高，有使储能装置(5)出现过充的风险，所以此时整车ECU(1)一方面关掉IGBT和发动机(6)、增加ISG电机(8)的滑行力矩进行限速，另一方面对驾驶员报警，提醒驾驶员控制车速，待车速降回到vmax后，再进行耗电处理。以上为混动汽车超速状态下的母线电压控制基本思路。在实际运行中，本超速状态母线电压控制方案还需配合非超速状态下的母线电压控制方案，实施方式如图3所示，具体包括如下步骤：1)整车ECU(1)上电后，初始化过/欠压预警参数值umax、umin；其中，umax值的设置要低于母线容许的最高电压，umin值的设置要高于母线容许的最低电压(由于超级电容理论可以放到0V，所以储能装置为超级电容时，该电压可设置为电机控制器的最低电压)。初始化状态触发车速参数值v1、vmax的值；其中，v1是纯电动模式转换为混动模式的切换速度，vmax是整车最高时速(对应电机峰值转速)。初始化电压回差值a、b；其中，a、b符号皆为正。2)检测母线电压u值，检测实时车速v值；根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合动力汽车超速状态下的电压保护方法，其特征在于，包括以下步骤：1)检测母线电压u和车速v，当整车进入超速状态时，判断整车所处路况；2)当车辆进入高速驱动路况，且母线电压u大于过压预警点umax时，至少控制发动机停止工作；3)当车辆进入高速驱动路况，且母线电压u小于欠压预警点umin时，至少控制ISG电机进行发电；4)当整车进入长时间下坡路况，且母线电压u大于过压预警点umax时，至少关闭发动机和驱动电机，并向驾驶员发出超速警报；5)当整车进入长时间下坡路况，且当母线电压u小于欠压预警点umin时，至少使驱动电机工作在滑行馈电状态。

【技术特征摘要】
1.一种混合动力汽车超速状态下的电压保护方法，其特征在于，包括以下步骤：1)检测母线电压u和车速v，当整车进入超速状态时，判断整车所处路况；2)当车辆进入高速驱动路况，且母线电压u大于过压预警点umax时，至少控制发动机停止工作；3)当车辆进入高速驱动路况，且母线电压u小于欠压预警点umin时，至少控制ISG电机进行发电；4)当整车进入长时间下坡路况，且母线电压u大于过压预警点umax时，至少关闭发动机和驱动电机，并向驾驶员发出超速警报；5)当整车进入长时间下坡路况，且当母线电压u小于欠压预警点umin时，至少使驱动电机工作在滑行馈电状态。2.根据权利要求1所述的一种混合动力汽车超速状态下的电压保护方法，其特征在于，步骤1)中，通过车速v判断整车是否进入超速状态：当车速v大于或等于超速状态的触发车速vmax时，判断整车处于超速状态。3.根据权利要求2所述的一种混合动力汽车超速状态下的电压保护方法，其特征在于，所述超速状态的触发车速vmax为驱动电机工作在峰值转速下的...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳超，张洪建，纪秉男，韩光辉，张广利，张春敏，李雪莲，
申请(专利权)人：郑州宇通客车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41