一种六驱混合动力系统的控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种六驱混合动力系统的控制方法，其特征是混合动力系统包括前桥、中桥和后桥各动力系统以及电力供给系统；前桥动力系统包括发动机及发动机控制器、起动机、ISG电机及ISG电机控制器、变速箱及变速箱控制器以及前桥；中桥动力系统是由中轴电机为中桥提供驱动力；后桥动力系统是由后轴电机为后桥提供驱动力；电力供给系统分别为ISG电机、中轴电机以及后轴电机提供电力。本发明专利技术可以有效提高汽车的燃油经济性，在需要的时候实现低噪音行驶，提高汽车全工况使用性能，提高控制精度并实现实时控制，并能由驾驶人员直接选择适合的驱动方式。

【技术实现步骤摘要】
一种六驱混合动力系统的控制方法本申请是申请日为20150116，申请号为2015100239784，专利技术名称为一种六驱混合动力系统及其控制方法，申请人为合肥工业大学的分案申请。
本专利技术属于新能源汽车控制领域，更具体地说是一种六驱混合动力系统及其控制方法。
技术介绍
当前六驱汽车一般为传统的内燃机驱动的全轮驱动汽车，传动系统采用实时全驱设计。为满足越野汽车的特殊需求，一般选用功率较大的发动机。而在正常使用的情况下，汽车的需求功率较小，发动机常工作在低负荷区，导致功率浪费、燃油消耗率高、排放高等问题。同时，采用发动机驱动的越野车难以实现低噪音行驶，因此不能满足有低噪音要求的特殊场合使用。另外，六驱混合动力系统包括前桥动力系统、中桥动力系统、后桥动力系统以及电力供给系统，一般情况下只要有一处受损，整辆汽车即处于瘫痪状态，难以满足全工况的使用要求。在混合动力汽车的处于过渡模式的转矩协调控制方法中，一般采用发动机动态转矩估计加上电机转矩补偿的方法。但动态转矩估计存在计算复杂、难以实现实时控制且估计误差依赖计算精度的选取的问题。另外，采用试验得到的数据反映发动机的动态转矩特性以及离合器的接合特性，对试验的要求很高，且试验过程劳动强度大，费时费力。一般的混合动力汽车控制策略内置于汽车芯片，用户无法修改且不能根据驾驶员的主观判断实现手动选择；目前学术领域采用的具有自适应、自学习的控制策略往往存在只能用于离线仿真、不能实现实时控制的问题。
技术实现思路
本专利技术是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种六驱混合动力系统的控制方法，以提高汽车的燃油经济性、在需要的时候实现低噪音行驶；提高汽车全工况使用性能；提高控制精度高并实现实时控制；以及能够按照驾驶人员的主观判断选择适合的驱动方式。本专利技术为解决技术问题采用如下技术方案：本专利技术六驱混合动力系统的特点是：所述混合动力系统包括前桥动力系统、中桥动力系统、后桥动力系统以及电力供给系统；所述前桥动力系统包括发动机及发动机控制器、用于起动发动机的起动机、ISG电机及ISG电机控制器、变速箱及变速箱控制器，以及前桥；所述发动机与所述ISG电机为同轴连接，所述发动机和所述ISG电机独立或者共同驱动前桥，在所述发动机的输出轴与ISG电机的输入轴之间设置离合器一，用于接合或者中断发动机的输出动力；在所述ISG电机的输出轴与变速箱的输入轴之间设置离合器二，用于接合或者中断前桥动力；所述中桥动力系统包括中轴电机、中轴电机控制器，以及由中轴电机提供驱动力的中桥；所述后桥动力系统包括后轴电机、后轴电机控制器，以及由后轴电机提供驱动力的后桥；所述电力供给系统包括动力电池、动力电池控制器、低压电池、充电机、逆变器一、逆变器二以及逆变器三；所述动力电池通过第一逆变器为ISG电机提供电力，通过第二逆变器为中轴电机提供电力，通过第三逆变器为后轴电机提供电力；所述动力电池还可以为外接设备供电，以及通过DC/DC为所述低压电池供电，所述充电机通过外接电源为动力电池充电。本专利技术六驱混合动力系统的特点也在于：设置所述系统的工作模式包括：四驱纯电动模式：由所述中轴电机和后轴电机共同驱动；离合器一断开，离合器二断开，中桥动力系统接合、后桥动力系统接合，由中轴电机与后轴电机提供驾驶员请求转矩，中轴电机与后轴电机的输出转矩之比等于中轴、后轴的轴荷比；六驱纯电动模式：由所述ISG电机、中轴电机以及后轴电机共同驱动；离合器一断开，离合器二接合，由ISG电机与中轴电机、后轴电机共同提供驾驶员请求转矩，所述ISG电机、中轴电机和后轴电机的输出转矩之比等于前轴、中轴、后轴的轴荷比；六驱混合动力模式一：由所述发动机、ISG电机、中轴电机以及后轴电机共同驱动；离合器一与离合器二均为接合，由发动机、ISG电机、中轴电机和后轴电机共同提供驾驶员请求转矩；其中，中轴电机和后轴电机均提供当前转速下的最大转矩，额外的需求转矩由前桥动力系统补充；ISG电机用于调节发动机的负荷率，优先保障发动机工作在最佳燃油消耗区下限；若ISG电机输出转矩达到当前转速下的最大输出转矩仍然无法满足驾驶员请求转矩，则提高发动机的输出转矩以满足驾驶员请求转矩，直至发动机输出转矩达到其当前转速下最佳燃油经济区的上限。六驱混合动力模式二：由所述发动机、ISG电机、中轴电机以及后轴电机共同驱动；离合器一和离合器二均为接合，由发动机、ISG电机、中轴电机、后轴电机共同提供驾驶员请求转矩；优先保证发动机工作在最佳燃油经济区的上限，ISG电机用于调整发动机的负荷率，额外的转矩由中轴电机和后轴电机共同补充，中轴电机、后轴电机的输出转矩之比等于中轴与后轴的轴荷比；当ISG电机输出转矩达到当前转速下的最大输出转矩但仍然无法满足驾驶员请求转矩时，提高发动机的输出转矩以满足驾驶员请求转矩，直至发动机输出转矩达到其当前转速下的最大输出转矩；串联驱动模式一：由所述发动机带动所述ISG电机发电，由所述中轴电机和后轴电机共同驱动；离合器一接合，离合器二断开，由中轴电机、后轴电机共同提供驾驶员请求转矩，电机输出转矩之比等于中轴、后轴的轴荷比；发动机输出转矩为其最佳燃油经济区的下限转矩与当前转速下ISG电机所能发出的最大充电转矩之间的较小值，由发动机带动ISG电机发电，发出的电能用于给中轴电机和后轴电机提供电能，富余的部分用于给动力电池充电；串联驱动模式二：离合器一接合，离合器二断开，由中轴电机、后轴电机共同提供驾驶员请求转矩，电机输出转矩之比等于中轴和后轴的轴荷比；发动机输出转矩为其最佳燃油经济区的上限转矩与当前转速下ISG电机所能发出的最大充电转矩之间的较小值，由发动机带动ISG电机发电，发出的电能用于给中轴电机和后轴电机提供电能，富余的部分用于给动力电池充电；发动机驱动模式：由所述发动机单独驱动；离合器一和离合器二均为接合，发动机输出当前转速下的最大转矩，富余转矩用于带动ISG电机为动力电池充电；失效模式：若前桥动力系统失效，则执行四驱纯电动模式；若中桥动力系统失效，则由前桥动力系统和后桥动力系统联合驱动，发动机工作在最佳燃油消耗区，ISG电机用于调整发动机负荷率，额外的转矩由后轴电机提供；若后桥动力系统失效，则由前桥动力系统和中桥动力系统联合驱动，发动机工作在最佳燃油消耗区，ISG电机用于调整发动机负荷率，额外的转矩由中轴电机提供；若电力供给系统失效，则执行发动机驱动模式；若动力系统中有两个失效，则由剩下的一个进行驱动；针对失效模式的其它情况，系统发出警告并停车。本专利技术六驱混合动力系统的控制方法的特点是：首先判段混合动力系统的前桥动力系统、中桥动力系统、后桥动力系统以及电力供给系统中是否有一个或者多个不能正常工作，若是，执行失效模式，若否，按如下规则自动执行所述混合动力系统的其他工作模式：若动力电池SOC为高，且驾驶员请求转矩为小，执行四驱纯电动模式；若动力电池SOC为高，且驾驶员请求转矩为中，执行六驱纯电动模式；若动力电池SOC为高，且驾驶员请求转矩为大，执行六驱混合动力模式一；若动力电池SOC为中，且驾驶员请求转矩为小，执行串联驱动模式一；若动力电池SOC为中，且驾驶员请求转矩为中或者大，执行六驱混合动力模式二；若动力电池SOC为低，且驾驶员请求转矩为小，执行串联驱动模式二；若动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种六驱混合动力系统的控制方法，其特征是：所述混合动力系统包括前桥动力系统、中桥动力系统、后桥动力系统以及电力供给系统；所述前桥动力系统包括发动机及发动机控制器、用于起动发动机的起动机、ISG电机及ISG电机控制器、变速箱及变速箱控制器，以及前桥；所述发动机与所述ISG电机为同轴连接，所述发动机和所述ISG电机独立或者共同驱动前桥，在所述发动机的输出轴与ISG电机的输入轴之间设置离合器一，用于接合或者中断发动机的输出动力；在所述ISG电机的输出轴与变速箱的输入轴之间设置离合器二，用于接合或者中断前桥动力；所述中桥动力系统包括中轴电机、中轴电机控制器，以及由中轴电机提供驱动力的中桥；所述后桥动力系统包括后轴电机、后轴电机控制器，以及由后轴电机提供驱动力的后桥；所述电力供给系统包括动力电池、动力电池控制器、低压电池、充电机、第一逆变器、第二逆变器以及第三逆变器；所述动力电池通过第一逆变器为ISG电机提供电力，通过第二逆变器为中轴电机提供电力，通过第三逆变器为后轴电机提供电力；所述动力电池还能够为外接设备供电，以及通过DC/DC为所述低压电池供电，所述充电机通过外接电源为动力电池充电；设置所述混合动力系统的工作模式包括：四驱纯电动模式：由所述中轴电机和后轴电机共同驱动；离合器一断开，离合器二断开，中桥动力系统接合、后桥动力系统接合，由中轴电机与后轴电机提供驾驶员请求转矩，中轴电机与后轴电机的输出转矩之比等于中轴、后轴的轴荷比；六驱纯电动模式：由所述ISG电机、中轴电机以及后轴电机共同驱动；离合器一断开，离合器二接合，由ISG电机与中轴电机、后轴电机共同提供驾驶员请求转矩，所述ISG电机、中轴电机和后轴电机的输出转矩之比等于前轴、中轴、后轴的轴荷比；六驱混合动力模式一：由所述发动机、ISG电机、中轴电机以及后轴电机共同驱动；离合器一与离合器二均为接合，由发动机、ISG电机、中轴电机和后轴电机共同提供驾驶员请求转矩；其中，中轴电机和后轴电机均提供当前转速下的最大转矩，额外的需求转矩由前桥动力系统补充；ISG电机用于调节发动机的负荷率，优先保障发动机工作在最佳燃油消耗区下限；若ISG电机输出转矩达到当前转速下的最大输出转矩仍然无法满足驾驶员请求转矩，则提高发动机的输出转矩以满足驾驶员请求转矩，直至发动机输出转矩达到其当前转速下最佳燃油经济区的上限；六驱混合动力模式二：由所述发动机、ISG电机、中轴电机以及后轴电机共同驱动；离合器一和离合器二均为接合，由发动机、ISG电机、中轴电机、后轴电机共同提供驾驶员请求转矩；优先保证发动机工作在最佳燃油经济区的上限，ISG电机用于调整发动机的负荷率，额外的转矩由中轴电机和后轴电机共同补充，中轴电机、后轴电机的输出转矩之比等于中轴与后轴的轴荷比；当ISG电机输出转矩达到当前转速下的最大输出转矩但仍然无法满足驾驶员请求转矩时，提高发动机的输出转矩以满足驾驶员请求转矩，直至发动机输出转矩达到其当前转速下的最大输出转矩；串联驱动模式一：由所述发动机带动所述ISG电机发电，由所述中轴电机和后轴电机共同驱动；离合器一接合，离合器二断开，由中轴电机、后轴电机共同提供驾驶员请求转矩，电机输出转矩之比等于中轴、后轴的轴荷比；发动机输出转矩为其最佳燃油经济区的下限转矩与当前转速下ISG电机所能发出的最大充电转矩之间的较小值，由发动机带动ISG电机发电，发出的电能用于给中轴电机和后轴电机提供电能，富余的部分用于给动力电池充电；串联驱动模式二：离合器一接合，离合器二断开，由中轴电机、后轴电机共同提供驾驶员请求转矩，电机输出转矩之比等于中轴和后轴的轴荷比；发动机输出转矩为其最佳燃油经济区的上限转矩与当前转速下ISG电机所能发出的最大充电转矩之间的较小值，由发动机带动ISG电机发电，发出的电能用于给中轴电机和后轴电机提供电能，富余的部分用于给动力电池充电；发动机驱动模式：由所述发动机单独驱动；离合器一和离合器二均为接合，发动机输出当前转速下的最大转矩，富余转矩用于带动ISG电机为动力电池充电；失效模式：若前桥动力系统失效，则执行四驱纯电动模式；若中桥动力系统失效，则由前桥动力系统和后桥动力系统联合驱动，发动机工作在最佳燃油消耗区，ISG电机用于调整发动机负荷率，额外的转矩由后轴电机提供；若后桥动力系统失效，则由前桥动力系统和中桥动力系统联合驱动，发动机工作在最佳燃油消耗区，ISG电机用于调整发动机负荷率，额外的转矩由中轴电机提供；若电力供给系统失效，则执行发动机驱动模式；若动力系统中有两个失效，则由剩下的一个进行驱动；针对失效模式的其它情况，系统发出警告并停车；所述六驱混合动力系统的控制方法是：首先判断混合动力系统的前桥动力系统、中桥动力系统、后桥动力系统以及电力供给系统中是否有一个或者多个不能正常工作，若是，执行失效模式，若否...

【技术特征摘要】
1.一种六驱混合动力系统的控制方法，其特征是：所述混合动力系统包括前桥动力系统、中桥动力系统、后桥动力系统以及电力供给系统；所述前桥动力系统包括发动机及发动机控制器、用于起动发动机的起动机、ISG电机及ISG电机控制器、变速箱及变速箱控制器，以及前桥；所述发动机与所述ISG电机为同轴连接，所述发动机和所述ISG电机独立或者共同驱动前桥，在所述发动机的输出轴与ISG电机的输入轴之间设置离合器一，用于接合或者中断发动机的输出动力；在所述ISG电机的输出轴与变速箱的输入轴之间设置离合器二，用于接合或者中断前桥动力；所述中桥动力系统包括中轴电机、中轴电机控制器，以及由中轴电机提供驱动力的中桥；所述后桥动力系统包括后轴电机、后轴电机控制器，以及由后轴电机提供驱动力的后桥；所述电力供给系统包括动力电池、动力电池控制器、低压电池、充电机、第一逆变器、第二逆变器以及第三逆变器；所述动力电池通过第一逆变器为ISG电机提供电力，通过第二逆变器为中轴电机提供电力，通过第三逆变器为后轴电机提供电力；所述动力电池还能够为外接设备供电，以及通过DC/DC为所述低压电池供电，所述充电机通过外接电源为动力电池充电；设置所述混合动力系统的工作模式包括：四驱纯电动模式：由所述中轴电机和后轴电机共同驱动；离合器一断开，离合器二断开，中桥动力系统接合、后桥动力系统接合，由中轴电机与后轴电机提供驾驶员请求转矩，中轴电机与后轴电机的输出转矩之比等于中轴、后轴的轴荷比；六驱纯电动模式：由所述ISG电机、中轴电机以及后轴电机共同驱动；离合器一断开，离合器二接合，由ISG电机与中轴电机、后轴电机共同提供驾驶员请求转矩，所述ISG电机、中轴电机和后轴电机的输出转矩之比等于前轴、中轴、后轴的轴荷比；六驱混合动力模式一：由所述发动机、ISG电机、中轴电机以及后轴电机共同驱动；离合器一与离合器二均为接合，由发动机、ISG电机、中轴电机和后轴电机共同提供驾驶员请求转矩；其中，中轴电机和后轴电机均提供当前转速下的最大转矩，额外的需求转矩由前桥动力系统补充；ISG电机用于调节发动机的负荷率，优先保障发动机工作在最佳燃油消耗区下限；若ISG电机输出转矩达到当前转速下的最大输出转矩仍然无法满足驾驶员请求转矩，则提高发动机的输出转矩以满足驾驶员请求转矩，直至发动机输出转矩达到其当前转速下最佳燃油经济区的上限；六驱混合动力模式二：由所述发动机、ISG电机、中轴电机以及后轴电机共同驱动；离合器一和离合器二均为接合，由发动机、ISG电机、中轴电机、后轴电机共同提供驾驶员请求转矩；优先保证发动机工作在最佳燃油经济区的上限，ISG电机用于调整发动机的负荷率，额外的转矩由中轴电机和后轴电机共同补充，中轴电机、后轴电机的输出转矩之比等于中轴与后轴的轴荷比；当ISG电机输出转矩达到当前转速下的最大输出转矩但仍然无法满足驾驶员请求转矩时，提高发动机的输出转矩以满足驾驶员请求转矩，直至发动机输出转矩达到其当前转速下的最大输出转矩；串联驱动模式一：由所述发动机带动所述ISG电机发电，由所述中轴电机和后轴电机共同驱动；离合器一接合，离合器二断开，由中轴电机、后轴电机共同提供驾驶员请求转矩，电机输出转矩之比等于中轴、后轴的轴荷比；发动机输出转矩为其最佳燃油经济区的下限转矩与当前转速下ISG电机所能发出的最大充电转矩之间的较小值，由发动机带动ISG电机发电，发出的电能用于给中轴电机和后轴电机提供电能，富余的部分用于给动力电池充电；串联驱动模式二：离合器一接合，离合器二断开，由中轴电机、后轴电机共同提供驾驶员请求转矩，电机输出转矩之比等于中轴和后轴的轴荷比；发动机输出转矩为其最佳燃油经济区的上限转矩与当前转速下ISG电机所能发出的最大充电转矩之间的较小值，由发动机带动...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱立军，邱利宏，阚萍，马骏昭，胡伟龙，辛付龙，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34