能够适应复杂运行工况的混合动力系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于AMT的混合动力系统，包括：驱动电机、发动机以及AMT模块，所述AMT模块与驱动电机以及车辆的传动轴连接；还包括：采集模块，用于采集各档位区间内驱动电机输出的或发动机与驱动电机耦合工作输出的最大扭矩，以及实时采集油门的开度、车辆的速度和电池的剩余电量；所述AMT模块包括：计算模块，用于根据实时采集的油门的开度以及最大扭矩与转速的映射表计算出当前加速度；切换模块，用于根据设定的加速度阈值、当前速度、当前加速度以及电池的剩余电量，进行换挡。本发明专利技术还涉及一种基于AMT的混合动力系统的控制方法，能够结合当前加速度、当前车速和电池的剩余电量切换档位，使得车辆能够适应复杂的运行工况。

Hybrid power system and its control method capable of adapting to complex operating conditions

The invention discloses a hybrid power system based on AMT, including: drive motor, engine and AMT module, the AMT module and the drive motor and vehicle drive shaft connection; also includes: acquisition module, acquisition for maximum torque of each gear range drive motor output or engine and drive motor coupling output, and real-time acquisition of throttle opening, vehicle speed and battery remaining power; the AMT module includes: calculation module, according to the real-time acquisition of the throttle opening and the maximum torque and speed of the mapping table to calculate the current acceleration; switching module, according to the remaining power, set the threshold acceleration the speed and acceleration and battery, shift. The invention also relates to a hybrid power system control method based on AMT, which can switch gears with current acceleration, current speed and battery remaining power, so that vehicles can adapt to complex operation conditions.

【技术实现步骤摘要】
能够适应复杂运行工况的混合动力系统及其控制方法本案是以申请号为201610039649.3，申请日为2016-01-21，名称为《基于AMT的混合动力系统及其控制方法》的专利申请为母案的分案申请。
本专利技术涉及混合动力系统，尤其涉及一种基于AMT的混合动力系统及其控制方法。
技术介绍
随着日益严重的环境污染，新能源汽车得到不断的推广。新能源公交车已不再单纯的运营于一线或者二线城市，三线城市以及部分乡镇也开始广泛的应用新能源公交车。公交车的运行工况变得更加的复杂多样化，传统的直驱的混合动力系统已经无法满足这种多样化的公交工况。现有的AMT混合动力系统的大部分使用的是转速和油门结合判断的换挡策略，例如，中国专利申请公开CN105197006A公开了一种混合动力汽车纯电驱动起步控制方法，当整车进行纯电动起步时，控制驱动电机进行转速闭环控制，要求驱动电机的转速保持在目标转速，控制变速箱中的离合器缓慢结合，由驱动电机通过变速箱控制整车缓慢起步，整车进入蠕行工况行驶；当系统在蠕行行驶过程中，驾驶员进行踩油门加速时，控制驱动电机退出转速闭环控制，对驱动电机进行扭矩控制，驱动电机执行的扭矩为驱动电机在蠕行工况下的实际扭矩与驾驶员需求扭矩的叠加。然而现在的运行工况复杂，比如在坡道上需要满足一定的加速度，后桥需要输出较大的扭矩，过晚的换挡可能导致车辆的加速扭矩不够，不同的爬坡度，车辆所受到的阻力不同。因而，转速和油门结合判断的换挡策略已无法适应复杂的运行工况需求，也无法满足高节油率的要求。另外，现有的搭载AMT的混合动力受到成本的制约一般有两种电源的匹配方案，一种是单纯的匹配超级电容，一种是匹配少量的高倍率电池。匹配电容的AMT混合电力系统，电源的回收能力较差；匹配少量高倍率的电池，充放电倍率有限，充放电效率低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种基于AMT的混合动力系统及其控制方法，能够满足高充放电效率以及适应复杂的运行工况。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种基于AMT的混合动力系统，包括：驱动电机、发动机以及AMT模块，所述AMT模块与驱动电机以及车辆的传动轴连接；还包括：采集模块，用于采集各档位区间内驱动电机输出的或发动机与驱动电机耦合工作输出的或发动机输出的最大扭矩，以及实时采集油门的开度、车辆的速度和电池的剩余电量；所述AMT模块包括：计算模块，用于根据实时采集的油门的开度以及最大扭矩与转速的映射表计算出当前加速度；切换模块，用于根据设定的加速度阈值、当前速度、当前加速度以及电池的剩余电量，进行换挡。本专利技术基于AMT的混合动力系统的有益效果在于：采集模块采集各档位区间内的最大扭矩，从而计算模块能够根据最大扭矩和转速的映射表以及实时的油门开度，得到车辆实时的当前加速度，切换模块根据已经设定好的加速度阈值、当前加速度当前速度以及电池剩余电量，即可选择使用纯电驱动、纯发动机驱动还是发动机与驱动电机耦合驱动，以及是否继续加速或是否切换至另一档位。从而使得车辆能够适应复杂的运行工况，高效、节能地运行。一种基于AMT的混合动力系统的控制方法，包括：采集各档位区间内驱动电机输出的或发动机与驱动电机耦合工作输出的或发动机输出的最大扭矩，建立最大扭矩与转速的映射表；实时采集油门的开度、车辆的速度和电池的剩余电量；根据实时采集的油门的开度以及所述映射表计算出当前加速度；根据设定的加速度阈值、当前速度、当前加速度以及电池的剩余电量，进行换挡。本专利技术基于AMT的混合动力系统的控制方法的有益效果在于：根据发动机及其电机的外特性，计算出各个档位区间内，驱动电机或发动机与驱动电机耦合工作能够输出的最大扭矩，制作最大输出扭矩与转速的映射数据表，并实时采集油门的开度，根据油门的开度、车辆的当前加速度以及当前速度，计算出当前车辆需要的驱动扭矩，再根据以上的最大输出扭矩与转速的数据表，作为换挡的条件约束。根据油门开度、最大扭矩与转速即可计算得到实时的当前加速度，根据已经设定好的加速度阈值、当前加速度当前速度以及电池剩余电量，选择最佳的换挡方案，使得车辆工作在最佳状态，从而能够适应复杂的运行工况，高效、节能地运行。附图说明图1为本专利技术实施例一的基于AMT的混合动力系统的结构图；图2为本专利技术实施例一的基于AMT的混合动力系统的切换模块结构图；图3为本专利技术实施例一的基于AMT的混合动力系统的采集模块结构图；图4为本专利技术实施例二的基于AMT的混合动力系统的控制方法流程图；图5为本专利技术实施例二的基于AMT的混合动力系统的基于AMT的混合动力系统的10.5米混合动力公交车控制方法流程图；图6为本专利技术实施例二的基于AMT的混合动力系统的控制方法的现有技术的加速试验结果示意图；图7为本专利技术实施例二的基于AMT的混合动力系统的控制方法的表1所示公交车加速试验结果示意图。标号说明：1、驱动电机；2、发动机；3、AMT模块；31、计算模块；32、切换模块；321、比较判断模块；322、控制模块；4、采集模块；41、扭矩采集模块；42、油门开度采集模块；43、转速采集模块；44、第一计算模块；45、电量采集模块；5、BSG发电机；6、集成电机控制器；7、整车集成控制器；8、电池。具体实施方式为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。本专利技术最关键的构思在于：计算模块根据实时采集的油门开度和最大扭矩与传输的映射表计算当前加速度，切换模块根据当前加速度、预设的加速度阈值、当前速度和电池的剩余电量进行换挡。本专利技术涉及的技术术语解释：请参阅图1至图3，一种基于AMT的混合动力系统，包括：驱动电机1、发动机2以及AMT模块3，所述AMT模块3与驱动电机1以及车辆的传动轴连接；还包括：采集模块4，用于采集各档位区间内驱动电机1输出的或发动机2与驱动电机1耦合工作输出的最大扭矩，以及实时采集油门的开度、车辆的速度和电池的剩余电量；所述AMT模块3包括：计算模块31，用于根据实时采集的油门的开度以及最大扭矩与转速的映射表计算出当前加速度；切换模块32，用于根据设定的加速度阈值、当前速度、当前加速度以及电池的剩余电量，进行换挡。从上述描述可知，本专利技术基于AMT的混合动力系统的有益效果在于：采集模块4采集各档位区间内的最大扭矩，从而计算模块31能够根据最大扭矩和转速的映射表以及实时的油门开度，得到车辆实时的当前加速度，切换模块32根据已经设定好的加速度阈值、当前加速度当前速度以及电池剩余电量，即可选择使用纯电驱动、纯发动机驱动还是发动机与驱动电机耦合驱动，以及是否继续加速或是否切换至另一档位。从而使得车辆能够适应复杂的运行工况，高效、节能地运行。进一步的，所述切换模块32包括：比较判断模块321，用于比较当前加速度和加速度阈值以及电池的当前剩余电量和电量阈值；所述电量阈值包括第一电量阈值和第二电量阈值，第一电量阈值大于第二电量阈值；控制模块322，用于当前加速度大于加速度阈值且电池的剩余电量大于第一电量阈值时，关闭发动机2，驱动电机1驱动车辆进行加速及换档；当前加速度大于加速度阈值且电池的剩余电量小于第一电量阈值且大于第二电量阈值时，启动发动机2，根据发动机负荷控制发动机2和驱动电机1耦合驱动车辆进行加速本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能够适应复杂运行工况的混合动力系统，包括：驱动电机、发动机以及AMT模块，所述AMT模块与驱动电机以及车辆的传动轴连接；其特征在于，还包括：所述AMT模块包括：计算模块，用于根据实时采集的油门的开度以及各档位区间内输出的最大扭矩与转速的映射表计算出当前加速度；切换模块，用于根据设定的加速度阈值、当前速度、当前加速度以及电池的剩余电量，进行换挡；还包括：BSG发电机以及集成电机控制器，BSG发电机控制发动机启动或关闭，集成电机控制器控制驱动电机和BSG发电机启动或关闭。

【技术特征摘要】
1.一种能够适应复杂运行工况的混合动力系统，包括：驱动电机、发动机以及AMT模块，所述AMT模块与驱动电机以及车辆的传动轴连接；其特征在于，还包括：所述AMT模块包括：计算模块，用于根据实时采集的油门的开度以及各档位区间内输出的最大扭矩与转速的映射表计算出当前加速度；切换模块，用于根据设定的加速度阈值、当前速度、当前加速度以及电池的剩余电量，进行换挡；还包括：BSG发电机以及集成电机控制器，BSG发电机控制发动机启动或关闭，集成电机控制器控制驱动电机和BSG发电机启动或关闭。2.根据权利要求1所述的能够适应复杂运行工况的混合动力系统，其特征在于，所述切换模块包括：比较判断模块，用于比较当前加速度和加速度阈值以及电池的当前剩余电量和电量阈值；所述电量阈值包括第一电量阈值和第二电量阈值，第一电量阈值大于第二电量阈值；控制模块，用于当前加速度大于加速度阈值且电池的剩余电量大于第一电量阈值时，关闭发动机，驱动电机驱动车辆进行加速及换档；当前加速度大于加速度阈值且电池的剩余电量小于第一电量阈值且大于第二电量阈值时，启动发动机，根据发动机负荷控制发动机和驱动电机耦合驱动车辆进行加速及换档；当前加速度小于加速度阈值或电池的剩余电量小于第二电量阈值时，关闭驱动电机，启动发动机驱动车辆进行加速及换档。3.根据权利要求1所述的能够适应复杂运行工况的混合动力系统，其特征在于，还包括采集模块，所述采集模块包括：扭矩采集模块，用于采集驱动电机、发动机或者发动机和驱动电机耦合工作输出的最大扭矩；油门开度采集模块，用于采集油门的开度；转速采集模块，用于采集后桥转速；第一计算模...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕志榕，孙秋林，张焱，孟树兴，
申请(专利权)人：厦门市福工动力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35