一种混合动力汽车发动机待输出功率能级跃迁控制方法技术

本发明专利技术提供了一种混合动力汽车发动机待输出功率能级跃迁控制方法，根据发动机的跃迁阈值和高压电池的最大调节能力，对发动机待输出功率进行调整，随着驱动电机和高压电池总需求功率的变化，发动机待输出功率不是立刻跟随变化，而是根据总需求功率的变化程度，优先使用高压电池对驱动电机需求功率进行调节补偿，使发动机待输出功率呈阶梯式增减。本发明专利技术的优点是使发动机待输出功率保持平稳，在满足驱动电机功率需求的情况下，减小发动机的动态调整，从而减小发动机的动态油耗损失，并带来更好的NVH性能，减少车辆的抖动。减少车辆的抖动。减少车辆的抖动。

【技术实现步骤摘要】
一种混合动力汽车发动机待输出功率能级跃迁控制方法


[0001]本专利技术涉及混合动力汽车
，具体的说，涉及一种混合动力汽车发动机待输出功率能级跃迁控制方法。

技术介绍

[0002]目前市场实际应用情况来看，不插电的混合动力汽车主要分为两大类：一是串并联构型，如本田iMMD；一是功率分流构型，如丰田THS。在串联车型或串并联车型的串联模式下，发动机通过发电机发电，给驱动电机供电，用于满足车辆行驶。理想的串联模式下，发电机的输出功率刚好满足驱动电机的需求功率，但是考虑到硬件性能的差异和计算偏差、测量误差，实际上无法到达如此理想的能流图。因此，整个过程中，需要高压电池起到调节补偿的作用。这样就有发动机的工作点，高压电池的工作点，驱动电机的工作点，三个自由度可以调节，不同的控制方法，会产生不同的效率输出。
[0003]当前各方使用的解决方案，以静态的比油耗为控制目标，也有的提到应考虑高压电池的SOC(电池的荷电状态，State of Charge，简称SOC，为电池剩余容量与其完全充满电状态的容量的比值)，适当的给高压电池充电。但是都没有提到发动机的动态特性，发动机在动态调整时，其油耗是明显高于静态的比油耗。很明显，燃油消耗率越低，经济性越好。故在实际驾驶工况中会比静态比油耗计算的油耗值高很多。
[0004]专利技术专利内容
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种混合动力汽车发动机待输出功率能级跃迁控制方法，充分利用高压电池的特性，调节补偿驱动电机的功率需求，并采用扭矩跟随控制方法，降低发动机待输出功率的波动，减少发动机的动态损耗，从而使系统整体能耗最优。
[0006]本专利技术解决技术问题采用如下技术方案：
[0007]一种混合动力汽车发动机待输出功率能级跃迁控制方法，包括以下步骤：
[0008]S1、设置调整发动机待输出功率的跃迁阈值；
[0009]S2、当驱动电机和高压电池的总需求功率发生变化时，将总需求功率的变化值与跃迁阈值进行比较：
[0010]S21、当总需求功率的变化值大于跃迁阈值时，对发动机待输出功率进行调整，以满足驱动电机需求功率的变化和高压电池需求功率的变化；或者
[0011]S22、当总需求功率的变化值小于跃迁阈值时，假定发动机待输出功率保持不变，计算由高压电池对驱动电机的需求功率进行调节，满足驱动电机需求功率变化的高压电池预调节量Wa，将高压电池预调节量Wa与高压电池所能提供的最大功率Wb进行比较：
[0012]当高压电池预调节量Wa小于或者等于高压电池所能提供的最大功率Wb时，发动机待输出功率保持不变，高压电池按照高压电池预调节量Wa对驱动电机的需求功率进行调节，以满足驱动电机需求功率的变化；或者
[0013]当高压电池预调节量Wa大于高压电池所能提供的最大功率Wb时，高压电池按照高
压电池所能提供的最大功率Wb对驱动电机的需求功率进行调节，并调整发动机待输出功率，对高压电池预调节量Wa与高压电池所能提供的最大功率Wb的差值部分进行补充，以满足驱动电机需求功率的变化；
[0014]S23、当总需求功率的变化值等于跃迁阈值时，按照步骤S21对发动机待输出功率进行调整，以满足驱动电机需求功率的变化和高压电池需求功率的变化；或者按照步骤S22通过高压电池对驱动电机的需求功率进行调节，或者通过高压电池和发动机共同对驱动电机的需求功率进行调节，以满足驱动电机需求功率的变化。
[0015]进一步的，根据车辆的运行模式和车速设置调整发动机待输出功率的跃迁阈值，所述跃迁阈值设置为0.1
‑
20kW，或者运动驾驶模式下，中高速和高速时的跃迁阈值设置为0。
[0016]进一步的，所述跃迁阈值设置为0.5
‑
10kW。
[0017]进一步的，车辆处于怠速、低速和中速时的跃迁阈值大于或者等于车辆处于中高速和高速时的跃迁阈值，使车辆处于中高速和高速时，发动机的响应速度更快，满足车辆的动力需求。
[0018]进一步的，普通驾驶模式和经济驾驶模式下，低速和中速时的跃迁阈值是中高速和高速时的跃迁阈值的1
‑
3倍。
[0019]进一步的，对发动机待输出功率进行调整的具体方法为：
[0020]S1
′
、在最佳燃油经济性曲线上找到发动机当前功率对应的初始工作点A；
[0021]S2
′
、当发动机的初始工作点A位于比油耗最优区域内，且车速为20km/h
‑
120km/h之间时，发动机待输出功率采用扭矩跟随控制方法，减小发动机的转速波动，具体的为：
[0022]S21
′
、当发动机待输出功率增大时：
[0023](1)找到比油耗最优区域内与初始工作点A转速相同的最大功率值W1；
[0024](2)将发动机待输出功率与最大功率值W1进行比较：
[0025]当发动机待输出功率小于或者等于最大功率值W1时，控制发动机转速不变，发动机扭矩跟随增加，发动机的工作点由初始工作点A移动到满足发动机待输出功率的需求工作点B；
[0026]当发动机待输出功率大于最大功率值W1时，在最佳燃油经济性曲线上，发动机的工作点由初始工作点A移动到满足发动机待输出功率的需求工作点C；或者
[0027]S22
′
、当发动机待输出功率减小时：
[0028](1)找到比油耗最优区域内与初始工作点A转速相同的最小功率值W2；
[0029](2)将发动机待输出功率与最小功率值W2进行比较：
[0030]当发动机待输出功率大于或者等于最小功率值W2时，控制发动机转速不变，发动机扭矩跟随减小，发动机的工作点由初始工作点A移动到满足发动机待输出功率的需求工作点D；
[0031]当发动机待输出功率小于最小功率值W2时，在最佳燃油经济性曲线上，发动机的工作点由初始工作点A移动到满足发动机待输出功率的需求工作点E；或者
[0032]S3
′
、当发动机的初始工作点A位于比油耗最优区域外，发动机待输出功率采用功率跟随控制方法，具体的为：
[0033]发动机的工作点由初始工作点A在最佳燃油经济性曲线上移动到满足发动机待输
出功率的需求工作点F。
[0034]进一步的，所述发动机为增压发动机。
[0035]进一步的，当发动机的初始工作点A位于比油耗最优区域内，且车速大于120km/h时，采用功率跟随控制方法。
[0036]进一步的，当驱动电机的需求功率减小，发动机待输出功率保持不变时，高压电池增大充电量，或者减小放电量，或者由放电变更为充电，以满足驱动电机需求功率的变化；
[0037]当驱动电机的需求功率增大，发动机待输出功率保持不变时，高压电池增大放电量，或者减小充电量，或者由充电变更为放电，以满足驱动电机需求功率的变化。
[0038]进一步的，高压电池需求功率本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混合动力汽车发动机待输出功率能级跃迁控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、设置调整发动机待输出功率的跃迁阈值；S2、当驱动电机和高压电池的总需求功率发生变化时，将总需求功率的变化值与跃迁阈值进行比较：S21、当总需求功率的变化值大于跃迁阈值时，对发动机待输出功率进行调整，以满足驱动电机需求功率的变化和高压电池需求功率的变化；或者S22、当总需求功率的变化值小于跃迁阈值时，假定发动机待输出功率保持不变，计算由高压电池对驱动电机的需求功率进行调节，满足驱动电机需求功率变化的高压电池预调节量Wa，将高压电池预调节量Wa与高压电池所能提供的最大功率Wb进行比较：当高压电池预调节量Wa小于或者等于高压电池所能提供的最大功率Wb时，发动机待输出功率保持不变，高压电池按照高压电池预调节量Wa对驱动电机的需求功率进行调节，以满足驱动电机需求功率的变化；或者当高压电池预调节量Wa大于高压电池所能提供的最大功率Wb时，高压电池按照高压电池所能提供的最大功率Wb对驱动电机的需求功率进行调节，并调整发动机待输出功率，对高压电池预调节量Wa与高压电池所能提供的最大功率Wb的差值部分进行补充，以满足驱动电机需求功率的变化；S23、当总需求功率的变化值等于跃迁阈值时，按照步骤S21对发动机待输出功率进行调整，以满足驱动电机需求功率的变化和高压电池需求功率的变化；或者按照步骤S22通过高压电池对驱动电机的需求功率进行调节，或者通过高压电池和发动机共同对驱动电机的需求功率进行调节，以满足驱动电机需求功率的变化。2.根据权利要求1所述的混合动力汽车发动机待输出功率能级跃迁控制方法，其特征在于，根据车辆的运行模式和车速设置调整发动机待输出功率的跃迁阈值，所述跃迁阈值设置为0.1
‑
20kW，或者运动驾驶模式下，中高速和高速时的跃迁阈值设置为0。3.根据权利要求2所述的混合动力汽车发动机待输出功率能级跃迁控制方法，其特征在于，所述跃迁阈值设置为0.5
‑
10kW。4.根据权利要求2所述的混合动力汽车发动机待输出功率能级跃迁控制方法，其特征在于，车辆处于怠速、低速和中速时的跃迁阈值大于或者等于车辆处于中高速和高速时的跃迁阈值。5.根据权利要求2所述的混合动力汽车发动机待输出功率能级跃迁控制方法，其特征在于，普通驾驶模式和经济驾驶模式下，低速和中速时的跃迁阈值是中高速和高速时的跃迁阈值的1
‑
3倍。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的混合动力汽车发动机待输出功率能级跃迁控制方法，其特征在于，对发动机待输出功率进行调整的具体方法为：S1
′
、在最佳燃油经济性曲线上找到发动机当前功率对应的初始工作...

【专利技术属性】
技术研发人员：王代壮，邹杨，张喜州，田军辉，唐恒鲁，
申请(专利权)人：一汽大众汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：