機與ISG電機聯合產生的牽引力施加到驅動電機上,并通過差速器驅動車輪。
[0040] 該動力系統采用混聯式結構,其綜合了串聯和并聯式兩種結構的特點,能根據不 同的工況讓油(氣)和電能兩種能源分別按照串聯、并聯或者串并聯結合=種混合模式工 作,從而實現動力性、經濟性和環保的統一。
[0041] 根據離合器工作狀態、蓄電池剩余電量的不同,發動機與驅動電機(下文也稱為 "電機")的工作模式可分多種:當離合器分離時,電機單獨驅動,發動機可W處于焰火、怠 速、串聯發電等狀態;當離合器結合后,發動機負責驅動,電機可W并聯驅動或發電。
[0042] 本發明的實施例主要針對離合器結合后驅動電機并聯發電情況,在不損失車輛動 力性的前提下,通過調節驅動電機制動扭矩輸出,實現發動機工作負荷優化,提升發動機燃 油經濟性,增加動力系統發電量,改善擁堵工況車輛純電起步特性。
[0043] 圖2為本實施例的混合動力系統的控制原理示意圖。混合動力系統基于整車CAN總 線進行部件控制,整車控制器通過電氣信號采集離合器工作狀態,通過CAN報文實現電機扭 矩控制,通過油口信號完成發動機動力輸出。
[0044] 本實施例主要提供一種在離合器結合后處于聯動狀態下,ISG電機不參與工作,發 動機利用驅動電機進行發電,從而對蓄電池充電的并聯發電控制方法。首先對該方法中設 及的模型和參數進行說明。
[0045] 1)發動機外特性:不同轉速下發動機克服摩擦扭矩后最大凈扭矩輸出,用公式Emax (ne)表示,其中ne為發動機轉速;
[0046] 2)發動機峰值扭矩:Emax ;
[0047] 3)發動機經濟特性:不同轉速下發動機單位功率油耗值最少的扭矩即為經濟扭 矩,經濟扭矩為發動機克服摩擦扭矩后的凈扭矩輸出,用Eeco(ne)表示,其中ne為發動機轉 速;
[0048] 4)發動機油口特性:不同轉速點各凈功率輸出對應的發動機油口,用化dal(pe,ne) 表示,Pe為發動機凈功率,ne表發動機轉速;
[0049] 5 )電機外特性:不同轉速下電機允許輸出的最大扭矩,用Mmax(nm)表示,nm表示電機 轉速;
[0050] 6)電機效率特性:不同轉速、扭矩點對應的電機工作效率,用Eff (nm,Tm)表示,nm表 示電機轉速,Tm為電機扭矩;不同轉速下電機最高效率用表達式Ef fmax ( nm)表示,nm表示電機 轉速;
[0051 ] 7)電機最小發電扭矩:并聯發電時電機允許輸出的最小發電扭矩,該扭矩取值不 唯一,用Gmin表不,要求0 < Gmin < (0.1~0.2) XEeco(ne),且對于并聯發電范圍內的任意轉速 nm要求盡可能滿足:|Eff(nm,Tmin)-Effmax(nm) I < (5%~10%),確保電機發電效率較高;
[0052] 8)電機最大發電扭矩:并聯發電時電機允許輸出的最大發電扭矩,該扭矩取值不 唯,用Gmax(Hm)表不,要求0 ^ Gmax(Hm) ^ (0.3~0.4) X Eeco(He) ,Hm表不電機轉速;
[0053] 9)離合器結合過程所需的時間tciutch;
[0054] 10)當前加速踏板牽引狀態下、車速對應的車輛牽引需求扭矩Treq;
[0055] 11)蓄電池使用范圍為^1,32],32〉31,分別為蓄電池的高電平闊值和低電平闊 值。
[0056] 當離合器結合后,由發動機提供車輛所需的主要動力。受道路工況、司機駕駛意圖 限制,發動機工作負荷變動較大。本實施例的主要設計思想在于,當發動機工作負荷較低 時,燃油效率較低,此時如果給定特定大小的驅動電機反向扭矩,使得發動機負荷增加,貝U 燃油效率提升;同時,離合器結合后由于電機處于中高轉速區域,其制動效率較好。因此聯 合發電實際是利用發動機的高效驅動工況與驅動電機的高效制動工況在中高轉速區域重 疊的分布特性,實現總效率優于發動機低負荷驅動與發動機ISG串聯發電,改善車輛的燃油 經濟性。
[0057] 但是,并聯發電會導致發動機負載突增,負荷變化較快對車輛的加速穩定性產生 影響。本發明的實施例通過對比車輛需求扭矩與發動機經濟扭矩,靈活調節電機制動扭矩, 確保并聯發電發動機工作點穩定在經濟特性曲線附近,實現發動機驅動效率提升。同時,還 針對電機制動扭矩進行限幅、平滑處理,實現電機高效穩定發電,確保車輛運行平穩。
[0058] 為了便于計算,對驅動電機的驅動(牽引)扭矩和制動(發電)扭矩的符號進行如下 規定。驅動(牽引)扭矩的數值為正數;制動(發電)扭矩的數值為負數。
[0059] W下參照圖3對發動機和電機的發電控制方法進行說明。
[0060] 在步驟S310中,檢測離合器的結合狀態,若離合器持續保持聯動狀態的時長超過 預設時間段,貝雌備進入并聯發電模式。優選的,如果結合保持時間t M2~3)心1。*心則執 行步驟S320;否則重復執行步驟S310。
[0061 ]在步驟S320中,檢測蓄電池的剩余電量,當剩余電量低于預設的最小闊值時,執行 下述步驟,進入發電模式,發動機利用驅動電機發電。
[0062] 正如上文所述的,蓄電池使用范圍為[31,32],32〉31,32和31分別為蓄電池的高電 平闊值和低電平闊值。在本步驟中,檢測檢測電池剩余電量SOC,如果SOC ^ Sl,則允許發電; 如果SOC^ s2,說明蓄電池已充滿電,則驅動電機的制動扭矩為零,停止發電,發動機僅僅提 供車輛行駛需要的驅動力。
[0063] 在步驟S330中,獲取車輛當前的車速和牽引需求扭矩。具體來說,檢測加速踏板的 狀態,獲得與當前車速對應的牽引需求扭矩Treq。
[0064] 在步驟S340中,確定牽引需求扭矩在發動機經濟扭矩范圍之內,并將牽引需求扭 矩和發動機經濟扭矩的差值設定為驅動電機制動扭矩目標值。本步驟為了保證車輛動力性 與經濟性的均衡,在不損失動力且保證發動機滿足經濟扭矩的前提下,合理設定驅動電機 制動扭矩目標值,來分配發動機提供的驅動能量和發電能量。
[0065] 具體來說,如果牽引需求扭矩Treq如eco(ne),則驅動電機制動扭矩目標值為Tmotor = Treq-Eeco(Ile),此時,Tmotor<0表示驅動電機工作在制動狀態;否則,也就是當牽引需求扭矩 高于發動機經濟扭矩時,不進行發電,即TmDtDr = 0。
[0066] 在步驟S350中,調整驅動電機制動扭矩目標值,得到高于電機最小發電扭矩且低 于電機最大發電扭矩的電機制動扭矩數值。本步驟可W在發電狀態下,保證驅動電機的發 電效率最高。
[0067] ( 1 )如上文所述,電機最小發電扭矩Gmin表示發電時電機允許輸出的最小發電扭 矩。由于驅動電機制動扭矩為負數,因此當驅動電機制動扭矩目標值的絕對值小于Gmin時, 說明此時電機的工作狀態不適于發電,否則會降低電機的發電效率。
[006引在一個優選的示例中,如果驅動電機制動扭矩目標值滿足I Tmotor I < I 0.5 X Gmin I,貝。 Tmotor 二 0 ,即不發電;否則 , Tmotor 二min ( Tmotor , _Gmin)。
[0069] 也就是說,若驅動電機制動扭矩目標值的絕對值低于電機最小發電扭矩的一半, 則將驅動電機制動扭矩目標值設置為零。
[0070] 并且,在驅動電機制動扭矩目標值(負數)與當前驅動電機轉速對應的電機最小發 電扭矩的相反數運兩個數值中選擇最小值,來更新驅動電機制動扭矩目標值,運樣可W保 證驅動電機制動扭矩目