本发明专利技术提供一种动力域控制器系统及混合动力汽车，包含发动机控制模块和混动整车控制模块。所述混动整车控制模块集成有驾驶员需求解析模块、边界限制模块、驾驶性处理模块、扭矩干预模块、扭矩分配模块、二次分配模块、发动机启停控制模块、扭矩动态补偿模块、离合器控制模块和子系统仲裁模块；其中，所述边界限制模块、扭矩干预模块、扭矩分配模块、发动机启停控制模块和离合器控制模块分别作为扭矩链路上的主模块，根据P2架构和P13架构的构型不同，将传统各自链路中与自身混动构型紧密结合的部分进行解耦，独立成外围控制模块，由所述主模块对外围控制模块进行仲裁作为最终输出，由此兼容P13与P2两种混动架构。兼容P13与P2两种混动架构。兼容P13与P2两种混动架构。
【技术实现步骤摘要】
一种动力域控制器系统及混合动力汽车
[0001]本专利技术属于汽车控制系统领域，特别涉及一种混合动力汽车动力域系统。
技术介绍
[0002]在汽车“新四化”的时代趋势下，集中式电子电气架构（域控制器）是满足高计算性能、高通讯带宽、高功能信息安全性、软件持续更新等基本要求的必由之路。电子电气架构的集中化意味着相同功能域内的控制器可将控制逻辑上移或者对控制器进行物理融合，这样可有效利用域控制器的强大算力，避免计算资源的浪费，而且可以减少控制器之间的线束复杂程度，有效降低成本。
[0003]此外对于混和动力汽车来说，为了满足消费者对车辆经济性、动力性、舒适性的多维需求，开发不同构型的混合动力汽车已成为各主机厂的必然选择，例如常见的P2混动架构和P13混动架构。前者对于传统的动力总成架构变化较小，只需在发动机与变速器之间增加一个电机，动力性有明显优势。后者相对传统的动力架构变化较大，取消了变速箱，增加了两个电机，使得发动机可以与车轮解耦，提高了经济性。不同的混合动力构型对动力域控制器的控制功能也提出了相应的需求，目前普遍的做法是针对不同的混合动力构型去开发对应的混合动力总成控制器系统，而由此带来的研发工作量冗余以及成本增加已经成为一个急需解决的矛盾。
[0004]专利文献CN112937548A公开了一种并联式混合动力汽车动力域控制系统，包括发动机控制模块，电池控制模块、电机控制模块、机械式自动变速器控制模块、能量管理模块以及模式切换协调控制模块。通过集成混动控制器和变速箱控制器，旨在将混动控制器中的能量管理策略与变速器控制器中的经济型换挡策略进行实时结合。然而，该域控制系统只适用于功率分流式混合动力架构，无法做到多种混合动力总成架构如P2、P13的兼容。
[0005]专利文献CN112060926A公开了一种动力域控制系统、域控制系统及燃料电池车，该燃料电池车辆的动力域控制器通过集成整车控制模块和动力控制模块，又将电机控制模块、能量管理模块以及动力源控制模块集成在动力控制模块中，从而减少燃料电池车辆控制器的数量。并且，动力域控制器的应用层软件中与动力相关的核心功能模块包括整车控制模块、动力控制模块和传动控制模块。动力控制模块包括燃料电池系统控制模块、二次电池控制模块、DCDC转换器控制模块、能量控制模块以及能量管理模块等。扭矩需求、扭矩功率转换、功率分配、燃料电池系统及其部件的控制、二次电池的控制等功能都在动力域的动力控制模块里实现，使得信息交互的实时性、可靠性高。该方案仅限于燃料电池车辆的动力域控制，无法适用于拥有发动机做动力源的混合动力车辆，更无法适配不同的混动构型。
[0006]综上，现有公开的技术主要专注于提升域控制器的中心化程度，即融合更多的控制模块。但在混动技术路线百家争鸣的大趋势下，多种混动架构并存才能满足市场需求。而目前的技术没有解决兼容多种混动架构的难题。
技术实现思路
[0007]本专利技术所要解决的技术问题为同一控制器系统对多种混动架构的兼容性难题，本专利技术提出一种混合动力汽车动力域控制器系统，基于平台化思路，考虑P2 和P13这两种最为常见和最具代表性的混动构型的相同点和差异之处，在控制系统设计中做出最大化的考虑，兼容以上两种混动架构。
[0008]本专利技术的技术方案如下：本申请在第一方面提供一种混合动力汽车动力域控制器系统，该系统主要包含两个模块：发动机控制模块和混动整车控制模块。
[0009]发动机控制模块主要负责发动机系统的工作，包含发动机的进气、喷油、点火的控制。此外还包括发动机运行状态的监测、故障诊断、发动机自身的冷却控制。
[0010]混动整车控制模块主要负责整车层级的功能，其核心作用为解析驾驶员踩加速踏板的意图，将踏板深度解析为正确的需求扭矩，经过一系列限制、干预和平滑，仲裁后输出，作为轮端扭矩的目标值由发动机与电机共同执行。
[0011]在本专利技术中，所述混动整车控制模块中集成了驾驶员需求解析模块、边界限制模块、驾驶性处理模块、扭矩干预模块、扭矩分配模块、二次分配模块、发动机启停控制模块、扭矩动态补偿模块、离合器控制模块和子系统仲裁模块，它们依次连接作为扭矩链路上的主模块。
[0012]其中，本专利技术对所述混动整车控制模块的部分控制模块进行了解耦与重构，使得所提出的动力域控制系统可以兼容P13与P2两种混动架构。这些控制模块主要为扭矩链上的核心功能，因为扭矩链对混动架构的敏感性最高，不同混动架构的扭矩链通常有着明显的差异，因此实现扭矩链与混动架构最大程度的解耦对于实现平台化设计具有重大的意义。这些功能具体包括边界限制模块、扭矩干预模块、扭矩分配模块、发动机启停控制模块和离合器控制模块。通过将所述边界限制模块、扭矩干预模块、扭矩分配模块、发动机启停控制模块和离合器控制模块分别作为扭矩链路上的主模块，根据P2架构和P13架构的构型不同，将传统各自链路中与自身混动构型紧密结合的部分进行解耦，独立成各自的外围控制模块，由扭矩链路上的各主模块对各自的外围控制模块进行仲裁作为最终输出，由此兼容P13与P2两种混动架构。
[0013]在本专利技术中，混动整车控制模块主要负责整车层级的功能，这些功能包括：(1) 辅助整车高压上下电功能：该功能检测用户操作，通过判定踏板、以及启动按键的状态判断用户的意图，从而在用户需要启动车辆的时候，及时完成动力域控制器以及相关的其他控制器如电池管理系统、电机控制单元等的唤醒，使电池系统进入激活状态，从而使动力系统处于可输出动力状态。该功能在用户需要正常停止车辆运行时，能顺利完成动力高压系统的下电的工作以及相关控制器休眠。
[0014](2) 驾驶员意图解析：通过对加速踏板、制动开关信号的监控处理，完成对驾驶员行驶意图的解析，从而控制动力系统使车辆保持在满足驾驶员预期的车速附近。具体包含蠕形驱动控制、起步控制、滑行控制(包含滑行能量回收)、制动控制（包含制动能量回收）、自适应巡航等。
[0015](3)扭矩控制：该功能主要实现整车需求扭矩的分配，满足车辆动力性要求的情况下保证车辆的稳定性与高效率。扭矩平滑主要负责保证整车动力输出无突变，提升驾驶舒
适性。扭矩控制包含了主链路上的边界限制、驾驶性处理、扭矩干预、扭矩分配、二次分配、发动机启停控制、扭矩动态补偿、离合器控制、子系统仲裁。
[0016](4) 整车运行模式管理：混合动力车辆有多种运行模式，包含EV模式，HEV模式，以及HEV模式下的多种混动模式，如串联混动(P13构型)、并联混动(P13、P2构型)等。该功能通过对各运行模式的进入退出条件进行仲裁，使整车进入合适的运行模式。
[0017](5) 故障诊断：本功能对各大功能模块的输入输出信号运行进行监控，实时判断信号是否处于正常的工作范围内，从而对系统故障情况进行诊断。当故障发生，保证整车执行合适的替代策略，使车辆处于安全状态。
[0018](6) 离合器控制：本功能模块考虑了P2和P13的异同，从而做了最大化设计，使得本功能既可以对P2构型的三个离合器进行控制，也可以对本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种混合动力汽车动力域控制器系统，包含发动机控制模块和混动整车控制模块；其特征在于，所述混动整车控制模块用于解析驾驶员踩加速踏板的意图，将踏板深度解析为正确的需求扭矩，经一系列限制、干预和平滑，仲裁后输出，作为轮端扭矩的目标值由发动机与电机共同执行；所述混动整车控制模块集成驾驶员需求解析模块、边界限制模块、驾驶性处理模块、扭矩干预模块、扭矩分配模块、二次分配模块、发动机启停控制模块、扭矩动态补偿模块、离合器控制模块和子系统仲裁模块，它们依次连接作为扭矩链路上的主模块；其中，所述边界限制模块、扭矩干预模块、扭矩分配模块、发动机启停控制模块和离合器控制模块作为扭矩链路上的主模块，根据P2架构和P13架构的构型不同，将传统各自链路中与自身混动构型紧密结合的部分进行解耦，独立成各自的外围控制模块，由各主模块对各自的外围控制模块进行仲裁作为最终输出，由此兼容P13与P2两种混动架构。2.根据权利要求1所述的混合动力汽车动力域控制器系统，其特征在于，所述边界限制模块用于根据动力系统的能力上限对驾驶员需求扭矩进行限制，解耦形成的外围控制模块有电池能力边界、P1电机能力边界、P3电机能力边界、P2电机能力边界、发动机能力边界；所述边界限制模块接收电池能力边界、P1电机能力边界、P3电机能力边界、P2电机能力边界、发动机能力边界作为输入，根据系统架构配置，对输入的功率边界进行耦合计算，得到动力系统的能力边界。3.根据权利要求1所述的混合动力汽车动力域控制器系统，其特征在于，所述扭矩干预模块用于ESP或TCU对动力系统的驱动扭矩进行干预；解耦形成的外围控制模块有P2 TCU干预和ESP干预，两个外围控制模块分别对干预扭矩进行计算后，在所述扭矩干预模块中依据实际动力架构进行仲裁，输出最终干预扭矩目标。4.根据权利要求1所述的混合动力汽车动力域控制器系统，其特征在于，所述扭矩分配模块用于对驾驶员需求扭矩经过经济性与动力性的计算与对比后，分别输出扭矩目标给发动机与驱动电机执行；解耦形成的外围控制模块有并联扭矩分配控制和串联扭矩分配控制，两个外围控制模块分别计算发动机与驱动电机的目标扭矩，然后在所述扭矩分配模块中根据实际动力系统架构进行仲裁输出。5.根据权利要求1所述的混合动力汽车动力域控制器系统，其特征在于，所述发动机启停控制模块用于在纯电模式与混动模式切换时，对起动发动机或者拉停...
【专利技术属性】
技术研发人员：高振华，刘斌，蔡健伟，
申请(专利权)人：重庆长安汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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