一种适用于混合动力商用车动力控制方法

技术领域

本发明涉及新能源汽车领域，具体涉及一种适用于混合动力商用车动力控制方法。

背景技术

混合动力汽车是新能源汽车重要发展方向。近年来，混合动力汽车关键零部件和整车总成技术都在快速发展。混合动力汽车动力控制策略作为混合动力汽车核心控制技术，影响整车的动力性、燃油效率和驾驶感受，是混合动力汽车整车控制技术重要环节。

国内混合动力汽车的研究应用有多年的时间，对适配混合动力系统的零部件提出了多种解决方案，但是对混合动力商用车动力控制方法研究较少。国内混合动力汽车小批量装车很少，大批量装车几乎没有，混合动力汽车还没有成熟可靠的整车动力控制方法。

现混合动力商用车按照动力传递方式混合动力技术路线包括P0，P1，P2，P3，P4及PS，对于P0-P4，P的定义为电机位置(position)，电机放在不同位置，用不同的数字代号；PS是功率分流(Power Split)的简称；目前该定义被大多数业内人士接受，电机具体位置可参见图1。

当前传统商用车主要存在以下问题：

(1)发动机工作区间较大：传统商用车发动机工作区间无法做到尽可能的工作在经济区间。

(2)传统商用车停车过程中发动机保持怠速，对于需要频繁启停的工况怠速油耗占比较大。

(3)能量利用率低。

混合动力汽车的工作原理和性能特点，影响混动车辆动力分配的原因以及混合动力汽车在各种工况下的功率需求。综合考虑上述因素，开发了混合动力商用车动力控制方法。本发明基于P2实现，即发动机与变速箱之间插入离合器和电机，P2布置形式可以实现纯电驱动。

发明内容

本发明为解决现有商用车的混动车控制方案，由于存在频繁起停以及低速行车等工况，燃料消耗率较高等问题，提供一种适用于混合动力商用车动力控制方法。

一种适用于混合动力商用车动力控制方法，该方法由以下步骤实现：

步骤一、车辆启动后，判断车速是否大于20km/h，如果否，则车辆驱动方式以电机为主驱动，电机驱动的扭矩随油门开度和转速变化，执行步骤二；如果是，则车辆驱动方式以发动机为主驱动，执行步骤五；

步骤二、判断发动机是否处于怠速状态，如果是，执行步骤三；如果否，执行步骤四；

步骤三、判断油门深度是否大于90％，如果是，则发动机与电机共同输出扭矩，电机为主驱动，发动机为辅助驱动；如果否，发动机保持怠速，电机单独驱动；

步骤四、判断油门深度是否大于90％且当前挡位在起步挡位以上，如果是，混动控制器HCU控制发动机启动，电机为辅助驱动；如果否，发动机保持熄火，电机单独驱动；

步骤五、判断油门深度是否大于80％，如果是，则电机与发动机共同输出扭矩，发动机为主驱动，电机为辅助驱动；如果否，电机不工作，发动机单独驱动。

本发明的有益效果：本发明所述的混合动力商用车动力控制方法，存在以下优点：

(1)本发明所述的方法通过合理分配动力源，降低起步和低速时的燃油消耗率。

本发明通过优化控制方案，在起步、低速小油门等工况采用电机驱动，高速大油门采用发动机和电机共同驱动，并通过合理的能量回收策略，油耗相较于现有控制方案有明显降低。试验数据表明现有的控制方案与本发明的控制方案比较，在常用工况下发动机综合油耗分别为201g/kWh和190g/kWh，综合油耗降低5.5％。

(2)通过合理控制发动机启停，有效减少燃料消耗。

通过检测动力电池SOC、车速、制动气室气压、蓄电池电压等和发动机启停相关参数，合理控制发动启停，确保在整车动力性以及安全的前提下减少怠速油耗占比。试验结果显示怠速1小时消耗约2.3L柴油。合理控制发动机在怠速时关机，可以有效减少该部分的燃油损耗。

(3)合理利用能量回收，将制动过程中产生的能量转化为电能储存。

通过判断车速、驾驶员意图以及整车故障等条件，合理启用制动能量回收和滑行能量回收，在保证行驶安全的前提下将损失的动能转化为电能并通过电池进行回收。试验结果表明，在城市路况运行时，现有控制方案每百公里回收电量约为38.4kWh，如果采用本发明的控制方案，每百公里回收电量约为41.7kWh，所回收电量较原策略增长7.9％。

(4)本发明所述的方法优化了发动机工作区间：根据发动机转速和转矩特性曲线，确定发动机最优工作区间。合理控制发动机启停：结合当前动力需求合理控制发动机启停，避免频繁起停对发动机造成的损坏。解决因为控制策略不合理造成整车动力性能差、能量利用率低的问题。

附图说明

图1为现有技术中电机位置关系示意图；

图2为本发明所述的一种适用于混合动力商用车动力控制方法的流程图；

图3为本发明所述的一种适用于混合动力商用车动力控制方法中混动车辆能量回收流程图。

具体实施方式

结合图2和图3说明本实施方式，一种适用于混合动力商用车动力控制方法，在车辆启动状态下，混动驱动状态流程图如图1，根据区分不同动力源为主的车辆状态，使发动机尽可能工作在经济区间。

A：电机为主的驱动状态

当车速低于20km/h(可标定)时，整车处在电机为主的驱动状态，电机驱动的扭矩随着油门开度和转速而变化。

发动机怠速条件下，整车依据油门踏板深度，存在以下两种工作状态：

a：若油门深度>90％，

则发动机会和电机一起共同输出扭矩，电机为主，发动机为辅；

b：若油门深度≤90％，

则发动机不参与驱动，电机独立驱动车辆。

在发动机熄火的条件下，发动机存在以下两种工作状态：

a：若油门深度>90％；

则发动机会自行启动，辅助发动机进行驱动；

b：若油门深度≤90％，

则发动机保持熄火状态。

发动机辅助驱动时，离合结合；发动机不参与驱动时，离合分离。

B：发动机为主的驱动状态

在离合完全结合，发动机已经切入后的驱动过程，即为发动机为主的驱动状态。这个状态下有两种模式

a：当油门开度>80％时，

则进入电机加速助力模式，电机与发动机共同输出扭矩，发动机为主，电机为辅。

b：当油门开度≤80％时，

则电机不工作，发动机独立参与车辆驱动。

本实施方式中，通过合理控制发动机启停，减少怠速油耗占比；

车辆由运行到停止状态时，若同时满足如下条件，为发动机停车熄火状态，此时发动机熄火。

A：怠速停机使能开启；

B：车速为0；

C：混动就绪；

D：制动气压正常；

E：蓄电池电压正常；

F：动力电池SOC不低于50％(可标定)；

G：电机控制器温度正常、电机温度正常；

H：车辆出现过大于10km/h的车速。

结合图3说明本实施方式，本实施方式中，还包括优化能量回收策略，在保证整车动力性和驾驶员感受的情况下，采用有效能量回收策略，将制动能量的一部分转化为电能。

减速制动过程可以划分为两个阶段：

在车速高于20km/h时，松油门或踩刹车都会进入能量回收状态，此时电机会提供负扭矩，一边对车辆减速一边回收能量。

在车速低于20km/h时，只有踩刹车才会进入能量回收状态，松油门则进入滑行状态。而当车速低于5km/h时，制动回收扭矩会逐渐减小到0，最终退出回收。

在减速制动过程中，随着发动机转速的下降，离合会分开，此后根据是否符合停机条件，决定发动机是否熄火。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。