專利名稱：一種混合動力汽車電機驅動控制方法
技術領域：
本發明涉及混合動力汽車電機的驅動控制方法。
背景技術：
90年代以來，日本、美國、歐洲各大汽車公司紛紛開始研制混合動力型汽 車。自日本豐田公司于1997年率先推出混合動力轎車以來，各大汽車公司包括 本田、通用、福特、D-C以及法國雪鐵龍等都推出或研制出了產品車或概念樣車。 專家認為在未來十年內，可能有40%的汽車均將采用混合動力技術，混合動力汽 車有著巨大的發展前景。混合動力系統中的大功率混合動力電機是混合動力系統 的關鍵部件。現有的混合動力汽車電機驅動控制方法不能根據蓄電池的荷電狀態 值SOC來為車輛提供驅動力，從而提高車輛的性能，降低油耗，減少排放。
發明內容
本發明提出一種混合動力汽車電機驅動控制方法，以解決現有的混合動力汽
車電機驅動控制方法不能根據蓄電池的荷電狀態值soc來為車輛提供驅動力，
從而提高車輛的性能，降低油耗，減少排放的技術問題。
為了解決以上技術問題，本發明采取的技術方案是 一種混合動力汽車電機驅動控制方法，其特征是，包括以下步驟 (一)實時檢測蓄電池的荷電狀態值SOC,比較判斷當蓄電池的荷電狀態值
SOC與閾值X， Y的關系，對應調整電機扭矩和發動機扭矩，其中X〈Y，
整車扭矩=發動機扭矩+電機扭矩
(1) 當SOCXX時，將電機扭矩置零，
(2) 當X〈SOCXY時，檢測系統是否滿足可以輔助驅動狀態， 若不滿足，將電機扭矩置零，
若滿足，進一步判斷發動機是否處于啟動過程， 若處于啟動過程，使電機發出最大扭矩，
若不處于啟動過程，增大電機的輸出扭矩，減小發動機的輸出扭矩。 (3)當SOC〉Y時，檢測系統是否滿足可以輔助驅動狀態，
若不滿足，將電機扭矩置零，
若滿足，進入偏重發動機效率的輔助驅動狀態，調發動機扭矩到其工
作在效率比較高的區域；
(二)輸出電機扭矩和發動機扭矩指令。 所述的步驟(一)完成后還繼續調整得到發動機扭矩和電機扭矩進行平滑處
理。、
所述檢測系統是否滿足可以輔助驅動狀態的方法為當出現以下任何情況中 的一種即為不能滿足可以輔助驅動狀態
a) 發動機處于非運行狀態或發動機在怠速狀態，
b) 離合器不處于閉合狀態， C)離合器在空擋，
d) 剎車踏板被踩下，
e) 非啟動過程中動力電池的溫度高于某一閾值時，
f) 非啟動過程中逆變器的溫度高于某一閾值時，
g) 非啟動過程中動力電池與電機斷開時。
所述步驟(一)完成得到電機扭矩和發動機扭矩后，還將發動機扭矩與其最 小閾值比較，當發動機扭矩小于其最小閾值時，發動機扭矩取其最小閾值，電機 扭矩也做相應調整。
所述步驟(一)完成得到電機扭矩和發動機扭矩后，還將電機扭矩與其最小 閾值比較，當電機扭矩小于其最小閾值時，電機扭矩取其最小閾值。發動機扭矩 也做相應調整。
在采用了上述技術方案后，由于混合動力控制器對蓄電池的荷電狀態值SOC 進行監測，對不同的狀況進行及時判斷以隨時找到可以進行發電和進行輔助驅動 的機會，解決了現有的混合動力汽車電機驅動控制方法不能根據蓄電池的荷電狀 態值SOC來為車輛提供驅動力而提高車輛的性能，降低油耗，減少排放的技術 問題。在運行過程當中，混合動力汽車可以通過混合動力電機將一部分剩余能量 轉換成電能，存儲到蓄電池等儲能裝置里。混合動力控制器可以控制電機在適當 的時候利用這一部分電能來提供驅動力，這一方面可以充分利用車輛運行過程中
的剩余能量，降低燃油消耗；另一方面可以提供比原有發動機更高的動力性能； 更重要的是，可以允許發動機工作在效率比較高的區域。當蓄電池電量比較多的 時候，可以讓發動機工作在低扭矩、高效率的區域，此時發動機所提供的扭矩低 于車輛所需的扭矩，混合動力電機將補足車輛所需的扭矩；當蓄電池的電量比較 少的時候，可以讓發動機工作在大扭矩、高效率的區域，發動機提供的扭矩超過 車輛所需，多余的扭矩可以驅動混合動力電機進行發電，將能量存儲到蓄電池里。 如次反復循環。這樣可以顯著提高整車的燃油經濟性，改善排放。
圖1是本發明涉及的混合動力汽車的驅動機構連接示意圖。 圖2是本發明涉及的混合動力汽車的控制系統電氣連接示意圖。 圖3是本發明實現發電功能的信號流示意圖。 .圖4是實現本發明的流程圖。
具體實施例方式
本發明中的電機與發動機如圖1所示為同軸布置，電機的一段與發動機曲軸 相連，另一端通過離合器與變速箱相連，電機是發電機/電動機一體化的，其工 作模式由混合動力控制器和電機控制器來控制。控制系統的電氣連接和實現發電 功能的信號流如圖2、 3所示。本發明的控制方法如圖4所示，包括以下步驟 (一)實時檢測蓄電池的荷電狀態值SOC，比較判斷當蓄電池的荷電狀態值 SOC與閾值X， Y的關系，對應調整電機扭矩和發動機扭矩，其中X〈Y， 整車扭矩=發動機扭矩+電機扭矩
(1) 當SOCXX時，將電機扭矩置零，
(2) 當X〈SOCXY時，檢測系統是否滿足可以輔助驅動狀態， 若不滿足，將電機扭矩置零，
若滿足，進一步判斷發動機是否處于啟動過程， . 若處于啟動過程，使電機發出最大扭矩，
若不處于啟動過程，增大電機的輸出扭矩，減小發動機的輸出扭矩。 (3)當SOC〉Y時，檢測系統是否滿足可以輔助驅動狀態， 若不滿足，將電機扭矩置零，
若滿足，進入偏重發動機效率的輔助驅動狀態，調發動機扭矩到其工 作在效率比較高的區域；
(二) 得到電機扭矩和發動機扭矩后，還將發動機扭矩和電機扭矩與各自最小閾 值比較，當發動機扭矩小于各自最小閾值時，發動機扭矩取其最小闔值， 電機扭矩也做相應調整；當電機扭矩小于其最小閾值時，電機扭矩取其最 小閾值。發動機扭矩也做相應調整；
(三) 將調整得到發動機扭矩和電機扭矩進行平滑處理。
(四) 輸出電機扭矩和發動機扭矩指令。 其中檢測系統是否滿足可以輔助驅動狀態的方法為當出現以下任何情況中
的一種即為不能滿足可以輔助驅動狀態-
a) 發動機處于非運行狀態或發動機在怠速狀態，
b) 離合器不處于閉合狀態， C)離合器在空擋，
d) 剎車踏板被踩下，
e) 非啟動過程中動力電池的溫度高于某一閾值時，
f) 非啟動過程中逆變器的溫度高于某一閾值時，
g) 非啟動過程中動力電池與電機斷開時。
具體解釋如下
1. 電機的輔助驅動可以分為啟動，偏重發動機效率的輔助驅動，偏重性能的 輔助驅動。電機的輔助驅動可以充分利用車輛行駛過程中收集的剩余能量，并且 可以調整發動機的運行工況以提高發動機的效率，從而可以提高車輛的性能燃油 經濟性。
2. 只有滿足如下條件時才允許電機進行非啟動過程的輔助驅動-只有發動機處于運行狀態且發動機不是在怠速狀態，才允許輔助驅動 只有離合器處于閉合狀態，才允許進行輔助驅動 只有離合器不在空擋，才運行進行輔助驅動 只有剎車踏板沒有被踩下，才允許進行輔助驅動
3. 以下狀況下不允許進行非啟動過程的輔助驅動 當動力電池的溫度高于某一閾值時，禁止進行輔助驅動
當逆變器的溫度高于某一閾值時，禁止進行輔助驅動 '當動力電池與電機斷開時，不允許進行輔助驅動
4. 傳統車輛啟動時，電機是將發動機帶動到低于怠速轉速的一個速度，發動機 點火后自行加速到怠速轉速。混合動力汽車啟動過程中，混合動力電機可以一直 提供驅動力將發動機加速到目標轉速，提高啟動性能。輔助啟動時，電機將工作 在自身的最大輸出扭矩工況下。
5. 只有當蓄電池的SOC大于某一閾值X時，才允許混合動力電機進行輔助驅 動。
6. 當電池的SOC小于某一閾值Y，即X〈SOCXY，可以進行偏重發動機效率的 輔助驅動。讓發動機工作在效率比較高的區域；用混合動力電機來補足車輛行駛 所需的扭矩。原則上電池的SOC越大，電機的驅動力矩也越大。
7. 當電池SOC大于某一閾值Y時，可以進行偏重車輛動力性能的輔助驅動。 優先考慮使用電機進行驅動，適當增大電機的輸出扭矩，減小發動機的輸出扭矩。
8. 混合動力控制器對油門信號進行解析，計算出整車所需要的扭矩。整車所需 扭矩、發動機扭矩和電機扭矩應當滿足如下關系；
整車扭矩=發動機扭矩+電機扭矩 混合動力控制器根據計算結果以及其它的一些條件，分別向發動機管理系統和電 機控制器發出指令，要求各自提供一定的扭矩。
9. 在輸出發動機的扭矩控制指令前，混合動力控制器需要限制發動機扭矩的最 小值，因為過低的輸出扭矩工況下發動機的效率也很低。這可以通過將發動機的 扭矩提高到高于某一閾值來處理，電機的驅動扭矩需要進行相應調整。
10. 在輸出電機的扭矩控制指令前，混合動力控制器需要限制電機的最小輸出扭 矩，過低的輸出扭矩也會使電機的效率很低。若電機的輸出扭矩小于某一閾值， 則應當通過將該數值扭矩置成零來禁止電機的輔助驅動。
11. 在輸出扭矩指令之前，混合動力控制器需要對電機扭矩和發動機扭矩進行 平滑，避免扭矩的階躍變化，防止影響到整車的舒適性和對系統造成損壞。
權利要求
1、一種混合動力汽車電機驅動控制方法，其特征是，包括以下步驟(一)實時檢測蓄電池的荷電狀態值SOC，比較判斷當蓄電池的荷電狀態值SOC與閾值X，Y的關系，對應調整電機扭矩和發動機扭矩，其中X<Y，整車扭矩＝發動機扭矩-電機扭矩(1)當SOC<X時，將電機扭矩置零，(2)當X<SOC<Y時，檢測系統是否滿足可以輔助驅動狀態，若不滿足，將電機扭矩置零，若滿足，進一步判斷發動機是否處于啟動過程，若處于啟動過程，使電機發出最大扭矩，若不處于啟動過程，增大電機的輸出扭矩，減小發動機的輸出扭矩。(3)當SOC>Y時，檢測系統是否滿足可以輔助驅動狀態，若不滿足，將電機扭矩置零，若滿足，進入偏重發動機效率的輔助驅動狀態，調發動機扭矩到其工作在效率比較高的區域；(二)輸出電機扭矩和發動機扭矩指令。
2、 如權利要求1所述的混合動力汽車電機驅動控制方法，其特征是，所述的步 驟(一)完成后還繼續調整得到發動機扭矩和電機扭矩進行平滑處理。
3、 如權利要求1所述的混合動力汽車電機驅動控制方法，其特征是，所述檢測 系統是否滿足可以輔助驅動狀態的方法為當出現以下任何情況中的一種即為不 能滿足可以輔助驅動狀態a) 發動機處于非運行狀態或發動機在怠速狀態，b) 離合器不處于閉合狀態，c) 離合器在空擋，d) 剎車踏板被踩下，e) 非啟動過程中動力電池的溫度高于某一閾值時，f) 非啟動過程中逆變器的溫度高于某一閾值時，g) 非啟動過程中動力電池與電機斷開時。
4、 如權利要求1所述的混合動力汽車電機驅動控制方法，其特征是，所述步驟 (一)完成得到電機扭矩和發動機扭矩后，還將發動機扭矩與其最小閾值比較，當發動機扭矩小于其最小閾值時，發動機扭矩取其最小閾值，電機扭矩也做相應 調整。
5、如權利要求1所述的混合動力汽車電機驅動控制方法，其特征是，所述 步驟(一)完成得到電機扭矩和發動機扭矩后，還將電機扭矩與其最小閾值比較， 當電機扭矩小于其最小閾值時，電機扭矩取其最小閾值。發動機扭矩也做相應調
全文摘要
本發明涉及混合動力汽車電機驅動控制方法。包括以下步驟1.實時檢測蓄電池的荷電狀態值SOC，比較判斷當蓄電池的荷電狀態值SOC與閾值X，Y的關系，對應調整電機扭矩和發動機扭矩，其中X＜Y，整車所需扭矩＝發動機所需扭矩-電機進行發電的扭矩；2.輸出電機扭矩和發動機扭矩指令。由于混合動力控制器對蓄電池的荷電狀態值SOC進行監測，對不同的狀況進行及時判斷以隨時找到可以進行發電和進行輔助驅動的機會，解決了現有的混合動力汽車電機驅動控制方法不能根據蓄電池的荷電狀態值SOC來為車輛提供驅動力而提高車輛的性能，降低油耗，減少排放的技術問題。
文檔編號B60L15/20GK101386303SQ20071007697
公開日2009年3月18日 申請日期2007年9月12日 優先權日2007年9月12日
發明者鄒海濱, 敬 黃 申請人:奇瑞汽車股份有限公司