本发明专利技术公开了一种电动四驱混合动力车辆的控制方法，在常规模式下，整车控制器中根据当前车速、油门、ＳＯＣ等信号，确定整个混动系统的功率分配和档位选择，使得考虑整个混动系统的总效率最优，而不是单一动力源的效率最优，从而更有效地提高了Ｅ４ＷＤ混动车整车的经济性，以达到提高车辆燃油经济性的目的。在具体实现过程中，该功率分配和档位选择是通过查询ＶＰ表实现的，考虑到了车辆运行过程中电池、发动机实际能提供的功率，提高ＨＣＵ运算速度，增强了该控制方法的实用性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于混合动力车能量管理
，具体涉及一种电动四驱混合动力车辆(也称为Electric 4 Wheel Drive Hybrid Electric Vehicle，下文简称为E4WD混动车)整车控制系统的控制方法。
技术介绍
在开发混合动力车的过程中，各大汽车公司根据市场定位、技术路线等的不同，推出了很多种不同的混合动力构型，其中E4WD混动车是近年来比较新的一种。在起动机/发电机一体化混合动力车(Integrate starter/generator混合动力车，以下简称ISG混动车)的基础上，E4WD混动车加入了一个后轴驱动电机(Electric Rear Axle Drive Motor，以下简称ERAD电机)，该电机通过减速齿轮与后轴相连。这种构型的优点是：1、将一个电机布置在后轴，降低了前舱布置难度，对碰撞性能、油箱及排气系统的影响较小；2、与传统四驱车相比，简化了机械传动机构，便于实现模块化设计；3、便于实现大排量车的混动化和四驱化，在提高车辆经济性的同时也提高了操稳性能和动力性能；4、可以用后轴驱动电机弥补换档时的动力中断，从而具有更好的NVH性能。混合动力车的重要作用之一就是提高车辆的经济性，而整车控制策略对混合动力车的经济性影响很大。目前，ISG/BSG混动车等已经有了较成熟的控制策略，但对于E4WD混动车这一新的混动构型，目前还缺乏一种有效的整车控制策略。这影响了E4WD构型混动车经济性的提高，成为E4WD混动车市场化的瓶颈之一。
技术实现思路
本专利技术为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种控制效果好、确切可行的电动四驱混合动力车辆的控制方法。本专利技术的目的通过以下的技术方案实现：本电动四驱混合动力车辆的控制方法，其特征在于：所述车辆包括驱动系统和控制系统，驱动系统包括动力电池、发动机、ISG电机、离合器、后轴驱动电机(简称ERAD电机)、变速箱及前轴差减总成、后轴差减总成和制动系统，控制系统包括整车控制器(Hybrid Vehicle Control Unit，简称HCU)、电池管理系统(Battery Management System，简称BMS)、第一电机控制器MCU(ISG)、第二电机控制器MCU(ERAD)、制动控制系统、发动机控制器(Engine Management System，简称EMS)和变速箱控制器；其中，发动机曲轴与ISG电机输出轴做成一体，然后通过离合器、变速箱及前轴差减总成与前轴连接，后轴驱动电机通过后轴差减总成与后轴连接；整车控制器通过CAN网络与发动机控制器、第一电机控制器、第二电机控制器、变速箱控制器、电池管理系统、制动控制系统进行通信，动力电池通过高压直流电线连接第一电机控制器、第二电机控制器，第一电机控制器通过三相交流电线连接ISG电机，第二电机-->控制器通过三相交流电线连接后轴驱动电机，制动控制系统与制动系统集成在一起，制动系统设置在前轴与后轴上，动力电池与电池管理系统集成在一起，发动机控制器与发动机集成在一起，变速箱及前轴差减总成与变速箱控制器集成在一起；整车控制器包括依次排布的电池修正模块(SOC Correction Model)、功率需求模块(Power Request Model)、系统总效率最大化控制模块(System Efficiency Maximization Strategy Model，简称SEMS Model)和功率转扭矩模块(Pe2Trq Model)；所述车辆的控制方法为：整车控制器根据驾驶员点火钥匙信号、加速踏板行程、制动踏板行程、动力电池荷电状态、车速信号，首先确定车辆适宜的运行模式，分为：行车准备模式、纯电动模式、发动机起动模式、常规模式、制动模式，然后，针对不同的运行模式，采取不同的控制方法，包含如下内容：行车准备模式：发动机、ISG电机、后轴驱动电机均不工作，以减少燃油消耗，提高车辆经济性；纯电动模式：发动机、ISG电机均不工作，离合器断开，车辆运行所需要的驱动功率由后轴驱动电机单独提供，车辆运行所需要的制动功率由后轴驱动电机和制动系统共同提供；发动机起动模式：由ISG电机带动发动机，迅速将发动机转速提高到发动机点火转速(约600r/min)以上，然后发动机开始喷油工作；制动模式：由制动系统、后轴驱动电机、ISG电机共同提供制动功率；常规模式：整车控制器根据车速、加速踏板行程、动力电池荷电状态、环境温度信号，决定变速箱的档位以及发动机、ISG电机、后轴驱动电机的最佳功率分配，使得混动车的经济性最佳；车辆大多数时间行驶在常规模式下，因此本控制方法的重点也在于常规模式时档位选择和各个动力源的功率分配；其中，常规模式的整个控制过程分为五步进行：第一步：电池管理系统根据电池电压Ubat、电流Ibat、温度Tmbat、循环次数Cbat确定电池此刻能提供的最大电功率Pelc_max、最小电功率Pelc_min、动力电池荷电状态SOC，发动机控制器根据发动机转速neng、温度Tmeng，确定发动机此刻能提供的最大功率Peng_max、最小功率Peng_min，第一电机控制器根据ISG电机转速nISG、温度TmISG，确定ISG电机此刻能提供的最大功率PISG_max、最小功率PISG_min，第二电机控制器根据后轴驱动电机转速nERAD、温度TmERAD，确定后轴驱动电机此刻能提供的最大功率PERAD_max、最小功率PERAD_min；第二步：电池修正模块根据动力电池荷电状态SOC对Pelc_max、Pelc_min进行修正，得到修正后电池实际可以提供的最大电功率最小电功率第三步：功率需求模块根据Peng_max、Peng_min、PISG_max、PISG_min、PERAD_max、PERAD_min和加速踏板行程Acc_p，计算车辆功率需求Preq；第四步：系统总效率最大化控制模块根据车速Ve和功率需求Preq，通过查询整车控制器的VP表，得到使整车控制系统总效率最大的档位、发动机功率、ISG电机功率、后轴驱动电机功率：第五步：功率转扭矩模块根据车速Ve，将功率分配方案-->转换成扭矩分配方案并由整车控制器发送给发动机控制器、第一电机控制器、第二电机控制器进行相应的扭矩控制。所述第二步中的修正的方法为：动力电池荷电状态SOC的上限及下限分别设为SOCH和SOCL，则SOC≤SOCH+SOCL2]]>时：Pelc_min*=Pelc_minPelc_max*=Pelc_min+k(Pelc_max-Pelc_min)]]>SOC>SOCH+SOCL2]]>时：Pelc_min*=Pelc_min+k(Pelc_max-Pelc_min)Pelc_max*=Pelc_max]]>其中：所述第三步中：车辆功率需求Preq的计算方法为：Preq＝Acc_p·(P′elc_max+Peng_max)其中：Pelc_max′=min(Pelc_max*,PISG_max+PERAD_max)]]>所述第四步中：VP表为一个以车速Ve、功率需求Preq为坐标轴的二维表格，VP表中每个点中都包含了五个数值，为系统最大总效率。5种模式的转换如下：当驾驶员点火钥匙信号为on，进入行车本文档来自技高网...
【技术保护点】
电动四驱混合动力车辆的控制方法，其特征在于：所述车辆包括驱动系统和控制系统，驱动系统包括动力电池、发动机、ＩＳＧ电机、离合器、后轴驱动电机、变速箱及前轴差减总成、后轴差减总成和制动系统，控制系统包括整车控制器、电池管理系统、第一电机控制器、第二电机控制器、制动控制系统、发动机控制器和变速箱控制器；其中，发动机曲轴与ＩＳＧ电机输出轴做成一体，然后通过离合器、变速箱及前轴差减总成与前轴连接，后轴驱动电机通过后轴差减总成与后轴连接；整车控制器通过ＣＡＮ网络与发动机控制器、第一电机控度Ｔｍ↓［ＥＲＡＤ］，确定后轴驱动电机此刻能提供的最大功率Ｐ↓［ＥＲＡＤ＿ｍａｘ］、最小功率Ｐ↓［ＥＲＡＤ＿ｍｉｎ］；第二步：电池修正模块根据动力电池荷电状态ＳＯＣ对Ｐ↓［ｅｌｃ＿ｍａｘ］、Ｐ↓［ｅｌｃ＿ｍｉｎ］进行修正，得到修正后电池实际可以提供的最大电功率Ｐ↓［ｅｌｃ＿ｍａｘ］↑［＊］、最小电功率Ｐ↓［ｅｌｃ＿ｍｉｎ］↑［＊］；第三步：功率需求模块根据Ｐ↓［ｅｌｃ＿ｍａｘ］↑［＊］、Ｐ↓［ｅｌｃ＿ｍｉｎ］↑［＊］、Ｐ↓［ｅｎｇ＿ｍａｘ］、Ｐ↓［ｅｎｇ＿ｍｉｎ］、Ｐ↓［ＩＳＧ＿ｍａｘ］、Ｐ↓［ＩＳＧ＿ｍｉｎ］、Ｐ↓［ＥＲＡＤ＿ｍａｘ］、Ｐ↓［ＥＲＡＤ＿ｍｉｎ］和加速踏板行程Ａｃｃ＿ｐ，计算车辆功率需求Ｐ↓［ｒｅｑ］；第四步：系统总效率最大化控制模块根据车速Ｖｅ和功率需求Ｐ↓［ｒｅｑ］，通过查询整车控制器的ＶＰ表，得到使整车控制系统总效率最大的档位、发动机功率、ＩＳＧ电机功率、后轴驱动电机功率：（ｉ↑［ｏ］Ｐ↑［ｏ］↓［ｅｎｇ］Ｐ↑［ｏ］↓［ＩＳＧ］Ｐ↑［ｏ］↓［ＥＲＡＤ］）；第五步：功率转扭矩模块根据（ｉ↑［ｏ］Ｐ↑［ｏ］↓［ｅｎｇ］Ｐ↑［ｏ］↓［ＩＳＧ］Ｐ↑［ｏ］↓［ＥＲＡＤ］、车速Ｖ↓［ｅ］，将功率分配方案（ｉ↑［ｏ］Ｐ↑［ｏ］↓［ｅｎｇ］Ｐ↑［ｏ］↓［ＩＳＧ］Ｐ↑［ｏ］↓［ＥＲＡＤ］）转换成扭矩分配方案（ｉ↑［ｏ］Ｔ↑［ｏ］↓［ｅｎｇ］Ｔ↑［ｏ］↓［ＩＳＧ］Ｔ↑［ｏ］↓［ＥＲＡＤ］），并由整车控制器发送给发动机控制器、第一电机控制器、第二电机控制器进行相应的扭矩控制。制器、第二电机控制器、变速箱控制器、电池管理系统、制动控制系统进行通信，动力电池通过高压直流电线连接第一电机控制器、第二电机控制器，第一电机控制器通过三相交流电线连接ＩＳＧ电机，第二电机控制器通过三相交流电线连接后轴驱动电机，制动控制系统与制动系统集成在一起，制动系统设置在前轴与后轴上，动力电池与电池管理系统集成在一起，发动机控制器与发动机集成在一起，变速箱及前轴差减总成与变速箱控制器集成在一起；整车控制器包括依次排布的电池修正模块、功率需求模块、系统总效率最大化控制模块和功率转扭矩模块；所述车辆的控制方法为：整车控制器根据驾驶员点火钥匙信号、加速踏板行程、制动踏板行程、动力电池荷电状态、车速信号，首先确定车辆适宜的运行模式，分为：行车准备模式、纯电动模式、发动机起动模式、常规模式、制动模式，然后，针对不同的运行模式，采取不同的控制方法，包含如下内容：行车准备模式：发动机、ＩＳＧ电机、后轴驱动电机均不工作；纯电动模式：发动机、ＩＳＧ电机均不工作，离合器断开，车辆运行所需要的驱动功率由后轴驱动电机单独提供，车辆运行所需要的制动功率由后轴驱动电机和制动系统共同提供；发动机起动模式：由ＩＳＧ电机带动发动机，迅速将发动机转速提高到发动机点火转速以上，然后发动机开始喷油工作；制动模式：由制动系统、后轴驱动电机、ＩＳＧ电机共同提供制动功率；常规模式：整车控制器根据车速、加速踏板行程、动力电池荷电状态、环境温度信号，决定变速箱的档位以及发动机、ＩＳＧ电机、后轴驱动电机的最佳功率分配；其中，常规模式的整个控制过程分为五步进行：第一步：电池管理系统根据电池电压Ｕ↓［ｂａｔ］、电流Ｉ↓［ｂａｔ］、温度Ｔｍ↓［ｂａｔ］、循环次数Ｃ↓［ｂａｔ］确定电池此刻能提供的最大电功率Ｐ↓［ｅｌｃ＿ｍａｘ］、最小电功率Ｐ↓［ｅｌｃ＿ｍｉｎ］、动力电池荷电状态ＳＯＣ，发动机控制器根据发动机转速ｎ↓［ｅｎｇ］、温度Ｔｍ↓［ｅｎｇ］，确定发动机此刻能提供的最大功率Ｐ↓［ｅｎｇ＿ｍａｘ］、最小功率Ｐ↓［ｅｎｇ＿ｍｉｎ］，第一电机控制器根据ＩＳＧ电机转速ｎ↓［ＩＳＧ］、温度Ｔｍ↓［ＩＳＧ］，确定ＩＳＧ电机此刻能提供的最大功率Ｐ↓［ＩＳＧ＿ｍａｘ］、最小功率Ｐ↓［ＩＳＧ＿ｍｉｎ］，第二电机控制器根据后轴驱动电机转速ｎ↓［ＥＲＡＤ］、温...
【技术特征摘要】
1.电动四驱混合动力车辆的控制方法，其特征在于：所述车辆包括驱动系统和控制系统，驱动系统包括动力电池、发动机、ISG电机、离合器、后轴驱动电机、变速箱及前轴差减总成、后轴差减总成和制动系统，控制系统包括整车控制器、电池管理系统、第一电机控制器、第二电机控制器、制动控制系统、发动机控制器和变速箱控制器；其中，发动机曲轴与ISG电机输出轴做成一体，然后通过离合器、变速箱及前轴差减总成与前轴连接，后轴驱动电机通过后轴差减总成与后轴连接；整车控制器通过CAN网络与发动机控制器、第一电机控制器、第二电机控制器、变速箱控制器、电池管理系统、制动控制系统进行通信，动力电池通过高压直流电线连接第一电机控制器、第二电机控制器，第一电机控制器通过三相交流电线连接ISG电机，第二电机控制器通过三相交流电线连接后轴驱动电机，制动控制系统与制动系统集成在一起，制动系统设置在前轴与后轴上，动力电池与电池管理系统集成在一起，发动机控制器与发动机集成在一起，变速箱及前轴差减总成与变速箱控制器集成在一起；整车控制器包括依次排布的电池修正模块、功率需求模块、系统总效率最大化控制模块和功率转扭矩模块；所述车辆的控制方法为：整车控制器根据驾驶员点火钥匙信号、加速踏板行程、制动踏板行程、动力电池荷电状态、车速信号，首先确定车辆适宜的运行模式，分为：行车准备模式、纯电动模式、发动机起动模式、常规模式、制动模式，然后，针对不同的运行模式，采取不同的控制方法，包含如下内容：行车准备模式：发动机、ISG电机、后轴驱动电机均不工作；纯电动模式：发动机、ISG电机均不工作，离合器断开，车辆运行所需要的驱动功率由后轴驱动电机单独提供，车辆运行所需要的制动功率由后轴驱动电机和制动系统共同提供；发动机起动模式：由ISG电机带动发动机，迅速将发动机转速提高到发动机点火转速以上，然后发动机开始喷油工作；制动模式：由制动系统、后轴驱动电机、ISG电机共同提供制动功率；常规模式：整车控制器根据车速、加速踏板行程、动力电池荷电状态、环境温度信号，决定变速箱的档位以及发动机、ISG电机、后轴驱动电机的最佳功率分配；其中，常规模式的整个控制过程分为五步进行：第一步：电池管理系统根据电池电压Ubat、电流Ibat、温度Tmbat、循环次数Cbat确定电池此刻能提供的最大电功率Pelc_max、最小电功率Pelc_min、动力电池荷电状态SOC，发动机控制器根据发动机转速neng、温度Tmeng，确定发动机此刻能提供的最大功率Peng_max、最小功率Peng_min，第一电机控制器根据ISG电机转速nISG、温度TmISG，确定ISG电机此刻能提供的最大功率PISG_max、最小功率PISG_min，第二电机控制器根据后轴驱动电机转速nERAD、温度TmERAD，确定后轴驱动电机此刻能提供的最大功率PERAD_max、最小功率PERAD_min；第二步：电池修正模块根据动力电池荷电状态SOC对Pelc_max、Pelc_min进行修正，得到修正后电池实际可以提供的最大电功率最小电功率第三步：功率需求模块根据Peng_max、Peng_min...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄向东，徐吉汉，黄河，裴锋，周玉山，夏珩，刘国猛，文凯，关超华，
申请(专利权)人：广州汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：81
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