降低混合动力汽车发动机怠速发电时转速波动的控制方法技术

本发明专利技术涉及一种降低混合动力汽车发动机怠速发电时转速波动的控制方法，其特征在于整车控制器与其它部件电连接；将混合动力系统发电工况分为发动机驱动行驶和非发动机驱动行驶两种状态，控制器根据不同的状态采用不同的发电负荷调节速率，同步改变发电机和发动机负荷；本发明专利技术既降低了发动机怠速时转速的波动，同时也不会使电机负荷超出设计工作区。

【技术实现步骤摘要】
降低混合动力汽车发动机怠速发电时转速波动的控制方法
本专利技术涉及混合动力汽车动力系统的控制方法，特别是涉及一种降低混合动力汽车发动机怠速发电时转速波动的控制方法。
技术介绍
随着全球环境和能源问题的日益突出，开发低排放、低油耗的新型汽车成为当今汽车工业发展的首要任务。混合动力电动汽车技术避免了纯电动汽车在蓄电池技术和能源基础设施上的不足，是当前问题的一个很好的解决方案，已成为当今国际汽车研究开发的热点。混合动力汽车发动机怠速发电为电池及时补充电(能)量是保证电池本身寿命和整车性能所必须的。混合动力汽车处于怠速停机模式时，电动附件(如电动空调压缩机等)仍继续工作，电池的电量将不断下降，当电量下降到控制程序设定的限制时，发动机就会被重新起动转入怠速发电模式。因发动机怠速时对负荷变化十分敏感，当发电机负荷突然变化时，发动机的转速就会产生剧烈波动。此时，若发电机负荷变化很剧烈，就会因发动机的供油/点火系统调节速度相对缓慢而造成停机或发动机转速波动大、并产生车身异常抖动等现象。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种降低混合动力汽车发动机怠速发电时转速波动的控制方法，其发动机怠速发电负荷在每个调节周期中以较低幅度变化的控制方法，而在发动机驱动车辆模式中的发电负荷仍保持正常的调节幅度。转速波动达到小于±60r/min。-->本专利技术的技术方案是这样实现的：降低混合动力汽车发动机怠速发电时转速波动的控制方法，其特征在于控制系统包括整车控制器、电机及其控制器、发动机及其电控单元，电池及其管理单元，其中整车控制器与其它部件电连接；将混合动力系统发电工况分为发动机驱动行驶和非发动机驱动行驶两种状态，控制器根据不同的状态采用不同的发电负荷调节速率，同步改变发电机和发动机负荷；当来自电池管理单元提供的信息表明电量SOC低于系统控制程序中设定的发电区域下限值时，整车控制器即刻根据发动机控制单元提供的信息判断此时发动机是否处于驱动行驶模式，①是，整车控制器指令电机、发动机的负荷以正常幅度对应调节；②否，整车控制器指令(若此前为怠速停机模式，则首先电机起动发动机)使发动机稳定运转在设定的怠速发电转速下，让电机转入发电模式，在电机和发动机负荷调节周期内缓慢增加相应两者的负荷，直至稳定达到混合动力系统当前的发电量要求，此后根据混合动力系统对发电量的增减要求在调节周期内缓慢增加或减少电机和发动机的负荷。本专利技术的积极效果是既降低了发动机怠速时转速的波动，同时也不会使电机负荷超出设计工作区。附图说明图1混合动力控制系统的示意图。图2a-h是混合动力控制系统的工作示意图。图3发动机怠速发电控制逻辑示意图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的描述：如图1所示混合动力控制系统的主电机5布置在变速器4(AMT-->形式，变速器与主减速器及差速器集成一体)后端，电机转子轴直接与变速器输出轴联接；副电机2布置在发动机1的一侧，通过皮带与发动机曲轴前端联接。结构中的主/副电机控制器30/32、发动机控制单元14、自动换档机械式变速器AMT的控制器17、整车控制器21、电池管理单元24是混合动力系统能量管理和自动控制所需电子装置，它们之间采用网络(如CAB-bus)连接；变速器操纵杆位置开关18、点火开关20、制动踏板位置传感器22、加速踏板开度传感器23是传递驾驶员行车指令的装置，其中变速器操纵杆位置开关18与AMT的控制器17采用电线束连接、点火开关20、制动踏板位置传感器22和加速踏板开度传感器23与整车控制器21采用电线束连接。发动机控制单元与发动机本体上的水温、转速、空气流量等传感器以及节气门促动器、燃油喷射器等采用电线束连接；电机控制器与电机定子线圈采用高压电缆连接、与电机本体上水温、转速/位置传感器采用电线束连接；电池管理单元与电池组本体上的电压、电流、温度传感器采用电线束连接；动力电池与电机控制器采用高压电缆连接。如图2所示的系统工作原理如下：1)起车前状态：当点火开关18打开后，车辆的整车控制器21首先检查各系统的状态是否正常，然后使车辆处于正常的起车状态。2)起车状态：当驾驶员将变速器操纵开关18置于驱动挡位，并踩下加速踏板23时，整车控制器21接收到起车信号，并指令主电机控制器30使主电机5开始工作，电能从动力电池8经配电箱27、主电机控制器30到主电机，电机启动工作，动力经变速器4输出轴、主减速器、传动轴16/33传至驱动轮7，驱动车辆行驶。3)低速行驶状态：当车辆起步后，主要靠主电机5驱动车辆行驶，此时为纯电动行驶模式(见图2b)。当动力电池8电荷量小于一定-->数值时，整车控制器21指令发动机控制单元14和副电机控制器32启动发动机，发动机运转后，副电机控制器32快速将副电机系统转变为发电状态，动力经副电机2、副电机控制器32、配电箱27、主电机控制器30、主电机5、变速器4输出轴、主减速器、传动轴16/33传至驱动轮7，驱动车辆行驶，此时为串联行驶模式(见图2c)。4)正常行驶状态：此时，发动机工作在高效率区，车辆单靠发动机1的输出功率行驶，富余的功率可用于发电机，给动力电池8充电，此时为发动机独立驱动行驶模式(见图2f、2g)。5)全油门加速状态：车辆需要全力加速，即加速踏板23被驾驶员全部踏下时，若动力电池8的荷电状态大于设定的SOC最低限，则发动机1和主电机5以各自最大的能力输出，在变速器4输出轴上动力合成后驱动车辆全力加速，此时为并联行驶模式(见图2d)。6)制动减速状态：当车辆需要制动减速时，驾驶员踩下制动踏板22，制动踏板位置传感器将制动信号传递到整车控制器21，整车控制器根据混合动力系统当时的状态计算出电动机制动扭矩，并指令主电机控制器30按要求通过主电机5进行制动、发电，给动力电池8充电，此时为整车制动能量回收模式(见图2h)。7)怠速停机状态：当车辆停止发动机处于怠速状态时，整车控制器21根据混合动力系统当时的状态判断车辆是否满足怠速停机条件，满足则指令发动机控制单元14停机，此时为发动机怠速停机模式(见图2a)；否则，保持发动机1继续怠速运转，直到满足怠速停机条件或转到其它车辆运行模式。8)变速器换档期间的电机辅助驱动：在正常行驶状态下，当离合器3分离进行变速器换档时，整车控制器21指令电机控制器30使主电机5工作。因此换档期间无动力中断，提高了整车的乘座舒适性。-->如图1所示控制系统由整车控制器、电机及其控制器、发动机及其控制单元、电池及其管理单元等组成，整车控制器与其它部件电连接；其中整车控制器为控制系统的上层主控制器，它负责采集和处理混合动力系统工作状态参数，并向低层子控制器发出操作指令要求。电机控制器为控制系统的一个低层子控制器，它负责调节电流、电压、频率、相位等电力参数，使电机的扭矩、转速满足整车控制器指令要求，并将有关信息发送给整车控制器。发动机控制单元为控制系统的一个低层子控制器，它负责调节发动机的输出扭矩和转速，使之满足整车控制器指令要求，并将有关信息发送给整车控制器。电池管理单元为控制系统的一个低层子控制器，它负责检测电池的电压、电流和温度等参数，计算SOC电量参数，并将这些参数发送给整车控制器。当电池管理单元提供的信息表明电池电量低于系统控制程序中设定的发本文档来自技高网...

【技术保护点】
降低混合动力汽车发动机怠速发电时转速波动的控制方法，其特征在于：控制系统包括整车控制器，电机及其控制器，发动机及其控制单元，电池及其管理单元等，整车控制器与其它部件电连接；其中整车控制器为控制系统的上层主控制器，它负责采集和处理混合动力系统工作状态参数，并向低层子控制器发出操作指令要求。电机控制器为控制系统的一个低层子控制器，它负责调节电流、电压、频率、相位等电力参数，使电机的扭矩、转速满足整车控制器指令要求，并将有关信息发送给整车控制器。发动机控制单元为控制系统的一个低层子控制器，它负责调节发动机输出扭矩和转速，使之满足整车控制器指令要求，并将有关信息发送给整车控制器。电池管理单元为控制系统的一个低层子控制器，它负责检测电池的电压、电流和温度等参数，计算ＳＯＣ电量参数，并将这些参数发送给整车控制器。

【技术特征摘要】
1、降低混合动力汽车发动机怠速发电时转速波动的控制方法，其特征在于：控制系统包括整车控制器，电机及其控制器，发动机及其控制单元，电池及其管理单元等，整车控制器与其它部件电连接；其中整车控制器为控制系统的上层主控制器，它负责采集和处理混合动力系统工作状态参数，并向低层子控制器发出操作指令要求。电机控制器为控制系统的一个低层子控制器，它负责调节电流、电压、频率、相位等电力参数，使电机的扭矩、转速满足整车控制器指令要求，并将有关信息发送给整车控制器。发动机控制单元为控制系统的一个低层子控制器，它负责调节发动机输出扭矩和转速，使之满足整车控制器指令要求，并将有关信息发送给整车控制器。电池管理单元为控制系统的一个低层子控制器，它负责检测电池的电压、电流和温度等参数，计算SOC电量参数，并将这些参数发...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐志强，陈树星，市川耕司，吉見秀和，松下昌弘，龍見哲治，伊藤伸一，大屋勝則，荒川誠，
申请(专利权)人：中国第一汽车集团公司，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]