混合动力汽车的控制系统和控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种混合动力汽车的控制系统和控制方法，其中控制系统包括：传动装置；发动机动力子系统；电机动力子系统；控制器，控制器通过控制发动机动力子系统和电机动力子系统以控制混合动力汽车进入相应的工作模式，并且当动力电池的SOC小于等于第一电量阈值、动力电池的最大允许放电功率小于等于第一功率阈值或者混合动力汽车检测的当前坡度信号大于等于坡度上限阈值时，控制器控制混合动力汽车从纯电动模式切换至混合动力模式。该控制系统中的发动机动力子系统和电机动力子系统采用并联方式，在保证整车动力性和续驶里程的前提下经济性能得到大幅提高，并且避免频繁启停现象，提高了起动机的寿命，减少了行车噪声，提高了驾驶舒适性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及汽车
，特别涉及一种混合动力汽车的控制系统以及一种混合动力汽车的控制方法。
技术介绍
混合动力汽车(Hybrid Electrical Vehicle,简称HEV)是指同时装备两种动力来源即热动力源(由传统的汽油机或者柴油机产生)与电动力源(由电池与电机产生)的汽车。通过在混合动力汽车上使用电机，使得动力系统可以按照整车的实际运行工况要求灵活调控，而发动机保持在综合性能最佳的区域内工作，从而降低油耗与排放。 现有的混合动力汽车有些是采用混联式混合动力系统，其特点在于内燃机系统和电机驱动系统各有一套机械变速机构，两套机构采用行星轮式结构结合在一起，从而综合调节内燃机和电动机直接的转速关系。 但是，传统的混合动力汽车的驱动模式单一，驾驶员无法通过个人驾驶习惯以及长期固定的行车工况来进行驱动模式选择。例如，以亚洲人的习惯，居住较集中，每天上下班的行车路线较固定，路程大多在50km以内，这种特殊的工况很适合中短距离纯电动行驶。而传统的混合动力汽车的设计理念是通过电机辅助调节发动机降低油耗而不是彻底消除油耗，因此往往不具备手动EV (纯电动)模式切换功能，即使有也因为电池容量限制而导致纯电动续驶里程偏短。例如，一种采用混联式动力系统的混合动力汽车，其带容量为6.5AH/3h的28组镍氢电池，动力总成系统由1.8L峰值扭矩142Nm峰值功率73kw发动机以及峰值扭矩207Nm峰值功率60kw电机组成，该混合动力汽车的EV模式可单独依靠电机行驶，但车速55km/h以下时只能行驶几百米到2公里左右。 同时，传统的混合动力汽车由于以降油耗为目的，不会选用大功率、大扭矩的电机和发动机，因此会导致整车动力性不强，驾驶乐趣大大降低。例如有些混合动力汽车的百公里加速时间超过10s，而且高速性能也较差。 再者，有些混合动力汽车采用的是混联式结构及其的控制方法，不存在发动机单独驱动的策略，即使在发动机处于相当经济的工作区域也会通过第一电机MGl给电池充电，同时要通过MGl调节发动机转速来实现换挡；而且在大负荷加速工况时，受电池容量限制，发动机有一部分功率要带动MGl发电后才能和蓄电池共同给第二电机MG2提供电能驱动，以上两点均降低了发动机的驱动效率。并且，在发动机启动关闭策略上，设定的需求功率和车速限值偏小，且车速切换条件设置为点而非区间，会造成发动机过早过频起动。 此外，现有的有些混合动力汽车由于电池容量小未采用可插电式结构，电池电量均由汽油转化而来，提高了使用成本，同时混联结构比较复杂，采用ECVT (ElectronicContinuously Variable Transmiss1n,电控无级式自动变速器)匹配难度大,成本较高。
技术实现思路
本专利技术是专利技术人基于以下认识和发现的: 相关技术中，混合动力汽车受动力电池电压和容量的限制无法长时间工作在EV模式，限制了 EV模式续驶里程；同时动力电池能力有限，EV模式下所能达到的车速不高，且受电池状态影响造成EV模式最高车速不一致，用户难以掌握运行规律；并且选用功率、扭矩相对较小的驱动电机，EV模式的运行工况受限，无法满足绝大部分道路行驶工况。基于以上三点因素，造成EV模式在混合动力汽车的使用过程中所占比重不高，且很容易就切换到HEV模式，不利于降低城市工况的排放和油耗。再则，相关技术中的混合动力汽车是根据动力电池SOC值和当前整车需求功率来进行EV模式、HEV模式的切换，会造成发动机的频繁起停，从而减少起动机的寿命，增加行车噪声，降低驾驶舒适性。 本专利技术的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。 为此，本专利技术的一个目的在于提出一种混合动力汽车的控制系统，该混合动力汽车的控制系统中的发动机动力子系统和电机动力子系统采用并联方式，在保证整车动力性和续驶里程的前提下经济性能得到大幅提高，并且避免频繁启停现象，从而提高了起动机的寿命，减少了行车噪声，提高了驾驶舒适性。 本专利技术的另一个目的在于提出一种混合动力汽车的控制方法。 为达到上述目的，本专利技术一方面的实施例提出的一种混合动力汽车的控制系统，包括:传动装置，所述传动装置用于驱动混合动力汽车的车轮；发动机动力子系统，所述发动机动力子系统与所述传动装置相连；电机动力子系统，所述电机动力子系统与所述传动装置相连；以及控制器，所述控制器通过控制所述发动机动力子系统和电机动力子系统以控制所述混合动力汽车进入相应的工作模式，其中，所述工作模式包括纯电动模式和混合动力模式，并且当所述电机动力子系统中的动力电池的SOC小于等于第一电量阈值、所述动力电池的最大允许放电功率小于等于第一功率阈值或者所述混合动力汽车检测的当前坡度信号大于等于坡度上限阈值时，所述控制器控制所述混合动力汽车从所述纯电动模式切换至所述混合动力模式。 根据本专利技术实施例的混合动力汽车的控制系统，发动机动力子系统和电机动力子系统采用并联方式，相比于现有的混合动力汽车的动力系统采用串联方式，能有效提高能量利用率，同时并联结构相对简单，避免混联方式繁琐的ECVT匹配，降低因匹配不良造成的不平顺性风险，因此在保证整车动力性的前提下经济性能得到大幅提高。并且，保证了整车纯电动运行的动力性和续驶里程，在满足整车动力性需求的前提下避免长期大功率的用电以提高用电效率。此外还避免发动机频繁启停现象，从而提高了起动机的寿命，减少了行车噪声，提高了驾驶舒适性。 为达到上述目的，本专利技术另一方面实施例提出了一种混合动力汽车的控制方法，其中，所述混合动力汽车包括传动装置、发动机动力子系统和电机动力子系统，所述传动装置与所述发动机动力子系统和所述电机动力子系统分别相连，所述控制方法包括以下步骤:所述混合动力汽车运行时，通过控制所述发动机动力子系统和电机动力子系统以控制所述混合动力汽车进入相应的工作模式，其中，所述工作模式包括纯电动模式和混合动力模式；检测所述电机动力子系统中的动力电池的工作状态，并检测所述混合动力汽车的当前坡度信号；当所述动力电池的SOC小于等于第一电量阈值、所述动力电池的最大允许放电功率小于等于第一功率阈值或者所述混合动力汽车的当前坡度信号大于等于坡度上限阈值时，控制所述混合动力汽车从所述纯电动模式切换至所述混合动力模式。 根据本专利技术实施例的混合动力汽车的控制方法，可选择的工作模式能满足用户在不同工况下的驾驶需求，即可满足城市工况的只用电需求，又可满足郊区工况的动力性需求，真正做到整车驱动以用户的主观操作意图为导向，提高驾驶乐趣。并且，该控制方法能够保证了整车纯电动运行的动力性和续驶里程，在满足整车动力性需求的前提下避免长期大功率的用电以提高用电效率。此外还避免发动机频繁启停现象，从而提高了起动机的寿命，减少了行车噪声，提高了驾驶舒适性。 本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。 【附图说明】 本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中: 图1A为根据本专利技术实施例的混合动力汽车的控制系统的方框示意图； 图1B为根据本专利技术一个实施例的混合动力汽车的控制系统的方框示意图； 图2为根据本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合动力汽车的控制系统，其特征在于，包括：传动装置，所述传动装置用于驱动混合动力汽车的车轮；发动机动力子系统，所述发动机动力子系统与所述传动装置相连；电机动力子系统，所述电机动力子系统与所述传动装置相连；以及控制器，所述控制器通过控制所述发动机动力子系统和电机动力子系统以控制所述混合动力汽车进入相应的工作模式，其中，所述工作模式包括纯电动模式和混合动力模式，并且当所述电机动力子系统中的动力电池的SOC小于等于第一电量阈值、所述动力电池的最大允许放电功率小于等于第一功率阈值或者所述混合动力汽车检测的当前坡度信号大于等于坡度上限阈值时，所述控制器控制所述混合动力汽车从所述纯电动模式切换至所述混合动力模式。

【技术特征摘要】
2013.09.09 CN 20131040991151.一种混合动力汽车的控制系统，其特征在于，包括: 传动装置，所述传动装置用于驱动混合动力汽车的车轮； 发动机动力子系统，所述发动机动力子系统与所述传动装置相连； 电机动力子系统，所述电机动力子系统与所述传动装置相连；以及 控制器，所述控制器通过控制所述发动机动力子系统和电机动力子系统以控制所述混合动力汽车进入相应的工作模式，其中，所述工作模式包括纯电动模式和混合动力模式，并且当所述电机动力子系统中的动力电池的SOC小于等于第一电量阈值、所述动力电池的最大允许放电功率小于等于第一功率阈值或者所述混合动力汽车检测的当前坡度信号大于等于坡度上限阈值时，所述控制器控制所述混合动力汽车从所述纯电动模式切换至所述混合动力模式。2.如权利要求1所述的混合动力汽车的控制系统，其特征在于，所述纯电动模式包括纯电动经济模式和纯电动运动模式,所述混合动力模式包括混合动力经济模式和混合动力运动模式。3.如权利要求2所述的混合动力汽车的控制系统，其特征在于， 当所述混合动力汽车处于所述纯电动经济模式时，所述动力电池的当前输出功率上限小于第一预设功率； 当所述混合动力汽车处于所述纯电动运动模式时，所述动力电池的当前输出功率上限小于第二预设功率，其中，所述第二预设功率大于所述第一预设功率； 当所述混合动力汽车处于所述混合动力经济模式时，所述动力电池的当前输出功率上限和所述发动机动力子系统中的发动机的当前输出功率上限均小于所述第一预设功率，且所述发动机的当前输出扭矩上限小于第一扭矩阈值； 当所述混合动力汽车处于所述混合动力运动模式时，所述动力电池的当前输出功率上限小于所述第二预设功率，且所述发动机允许当前输出扭矩上限和当前输出功率上限进行输出。4.如权利要求3所述的混合动力汽车的控制系统，其特征在于，所述第一预设功率为70KW，所述第二预设功率为110KW，所述第一扭矩阈值为185N.M。5.如权利要求2所述的混合动力汽车的控制系统，其特征在于，当所述混合动力汽车处于所述纯电动经济模式时，如果判断所述动力电池的SOC小于等于所述第一电量阈值，或者所述动力电池的最大允许放电功率小于等于所述第一功率阈值，或者所述混合动力汽车检测的当前坡度信号大于等于所述坡度上限阈值时，所述控制器控制所述混合动力汽车切换至所述混合动力经济模式。6.如权利要求2所述的混合动力汽车的控制系统，其特征在于，当所述混合动力汽车处于所述纯电动运动模式时，如果判断所述动力电池的SOC小于等于所述第一电量阈值，或者所述动力电池的最大允许放电功率小于等于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈昊，阮鸥，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44