專利名稱：一種混合動力汽車加減速意圖判斷系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混合動力汽車加減速意圖判斷系統(tǒng)及方法，屬于混合動力汽車控 制技術(shù)。
背景技術(shù)：
混合動力汽車是發(fā)動機與電機聯(lián)合驅(qū)動行駛的，兩者之間協(xié)調(diào)工作，實現(xiàn)動力系 統(tǒng)的能量分配。其工作模式有助力、充電、能量回收等，各個工作模式之間的切換都是要通 過整個混動系統(tǒng)判斷當(dāng)前狀態(tài)而進入特定工作區(qū)域。但是現(xiàn)有的混合動力控制系統(tǒng)中，并沒有對駕駛員加減速需求意圖進行判斷，無 法準(zhǔn)確使混動控制系統(tǒng)進入駕駛員要求的工作模式，可能會造成在不該充電的情況下系統(tǒng) 進入了充電模式，嚴(yán)重影響整車行駛性能，不能充分發(fā)揮出混合動力汽車的整車動力性和 經(jīng)濟性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種混合動力汽車加減速意圖的判斷系統(tǒng)及方法，旨在利用油門踏板 需求來判斷駕駛員的加減速意圖，從而混合動力系統(tǒng)控制策略進行狀態(tài)模式切換，讓發(fā)動 機和電機都能依照駕駛員的加減速意圖來滿足當(dāng)前狀態(tài)的動力需求，從而提高混合動力汽 車的整體動力性和節(jié)能性。為實現(xiàn)以上的發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種混合動力汽車加減速意圖判斷系統(tǒng)及方法，所述系統(tǒng)包括整車控制器HCU、發(fā) 動機管理系統(tǒng)E⑶、電機控制器IPU和電池管理系統(tǒng)B⑶；所述整車控制器HCU、電機控制器 IPU、發(fā)動機管理系統(tǒng)EOT、電池管理系統(tǒng)B⑶之間通過CAN通訊進行數(shù)據(jù)傳輸，發(fā)動機管理 系統(tǒng)ECU、電池管理系統(tǒng)BCU受整車控制器HCU控制；發(fā)動機管理系統(tǒng)ECU根據(jù)駕駛員油門 踏板需求得出油門踏板開度信號，然后將此信號通過CAN通訊傳輸給整車控制器HCU ；整車 控制器HCU根據(jù)當(dāng)前汽車狀態(tài)判斷出加減速意圖，進行狀態(tài)模式切換，求出發(fā)動機和電機 的需求扭矩，在加速狀態(tài)下讓電機助力，在減速狀態(tài)下讓電機充電。本發(fā)明方法分五個步驟來實現(xiàn)1、信號采集與發(fā)送先由發(fā)動機管理系統(tǒng)需采集油門踏板信號，通過CAN通訊傳 遞給整車控制器；2、信號處理整車控制器接收到此信號做兩路處理一路是原信號，原信號為直 接整車控制器接收到的油門踏板信號，一路是濾波處理信號，采用低通濾波器對原信號進 行濾波處理；3、信號比較用原信號減濾波處理信號取兩路差值；4、判斷此差值為正，說明駕駛員在加速，為負(fù)，說明駕駛員在減速，利用差值判斷 加減速狀態(tài)，再利用狀態(tài)機形成狀態(tài)之間的切換，每個狀態(tài)的對應(yīng)差值都是通過標(biāo)定設(shè)置 的，且狀態(tài)之間的切換是有冗余的，加速狀態(tài)必須先過渡到平穩(wěn)狀態(tài)才能再到減速狀態(tài)，減
3速狀態(tài)要想過渡到加速狀態(tài)也必須先過渡到平穩(wěn)狀態(tài)，相當(dāng)于平穩(wěn)狀態(tài)是中間狀態(tài)，駕駛 員踩油門和松油門必須經(jīng)過平穩(wěn)狀態(tài)的過程；5、模式切換控制策略在判斷出汽車加減速意圖之后，根據(jù)當(dāng)前的加減速狀態(tài)進 行系統(tǒng)模式切換，使整車運行在最佳狀態(tài)。在判斷出是加速狀態(tài)，控制策略根據(jù)整車扭矩及 電池電量讓系統(tǒng)從原來的充電模式進入助力模式或是正常工作模式。在判斷出是減速狀 態(tài)，控制策略讓系統(tǒng)從原來的正常工作模式進入到充電模式，而在判斷出是平穩(wěn)過渡狀態(tài)， 控制策略讓系統(tǒng)按正常模式運行。本發(fā)明可通過判斷出駕駛員加減速意圖，使混合動力系統(tǒng)進行狀態(tài)模式的切換， 當(dāng)加減速意圖發(fā)生變化，系統(tǒng)狀態(tài)會立即隨之發(fā)生變化，這種控制方法可快速地響應(yīng)駕駛 員的動力需求，優(yōu)化整車系統(tǒng)的能源分配，同時可大幅度降低整車油耗。本發(fā)明避免了駕駛員在踩油門加速，而系統(tǒng)還處在充電模式，系統(tǒng)動力性差的現(xiàn) 象，也可讓系統(tǒng)在松油門的過程多給高壓電池充電，既滿足整車的動力性，也提高了整車的 能源使用效率。


圖1 混合動力控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框2 加減速意圖判斷原理平面坐標(biāo)示意3 加減速意圖判斷流程中1、發(fā)動機；2、電機；3、變速器；4、ECU即發(fā)動機管理系統(tǒng)，負(fù)責(zé)控制發(fā)動機；
5、HCU即整車控制器，負(fù)責(zé)整車策略控制；6、IPU即電機控制器，實現(xiàn)對電機的沖放電控制； 7、B⑶即電池管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對高壓電池的控制；8、高壓電池；9、D⑶C。
具體實施例方式以下再結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的內(nèi)容如圖1所示為混合動力控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，整車控制器HCU 5、電機控制器IPU 6、 發(fā)動機管理系統(tǒng)EOT 4、電池管理系統(tǒng)B⑶7之間通過CAN通訊進行數(shù)據(jù)傳輸，EOT 4、IPU
6、BCU7受HCU 5控制，發(fā)動機1和電機2是執(zhí)行機構(gòu)，HCU會根據(jù)當(dāng)前汽車狀態(tài)判斷出加 減速意圖，從而進行狀態(tài)模式切換，求出發(fā)動機和電機的需求扭矩以滿足整車的動力需求。 ECU4會根據(jù)駕駛員油門踏板需求得出油門踏板開度信號，然后將此信號通過CAN通訊傳輸 給HCU 5;HCU 5判斷出加減速狀態(tài)及進行沖放電模式切換，在加速狀態(tài)下會讓電機助力， 在減速狀態(tài)下會讓電機充電。如圖2所示為混合動力汽車加減速意圖判斷原理平面坐標(biāo)示意圖，橫坐標(biāo)為時 間，縱坐標(biāo)為油門踏板開度，整車控制器會根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)先對汽車加減速意圖進行判斷，它 是先利用油門踏板開度信號與其濾波后信號的差值來了解當(dāng)前狀態(tài)下油門踏板的動作，此 差值大于一個正數(shù)時，例如5，判斷此時處于加速狀態(tài)，此差值低于一個負(fù)數(shù)時，例如-3，判 斷此時處于減速狀態(tài)，而此差值在一個允許不大也不小的范圍里時，此范圍考慮冗余后即 為-2至4，判斷此時處在正常油門踏板抖動或是正常過渡的狀態(tài)。如圖3所示為混合動力汽車加減速意圖判斷流程圖，具體過程如下(1)信號采集與發(fā)送先由發(fā)動機管理系統(tǒng)E⑶采集油門踏板信號，通過CAN通訊
4傳遞給整車控制器HCU;(2)信號處理整車控制器HCU接收到此信號做兩路處理一路是原信號，原信號 為直接整車控制器HCU接收到的油門踏板信號，一路是濾波處理信號，采用低通濾波器對 原信號進行濾波處理；(3)信號比較用原信號減濾波處理信號取兩路差值；(4)判斷整車控制器HCU利用差值判斷加減速狀態(tài)，此差值為正且大于設(shè)定標(biāo)定 值，說明駕駛員在加速；為負(fù)且小于設(shè)定標(biāo)定值，說明駕駛員在減速。每個狀態(tài)的對應(yīng)差值 都是通過標(biāo)定設(shè)置的，標(biāo)定的原則即要考慮踩油門的力度和深度，取一個合理值使之能夠 包含常規(guī)油門動作的趨勢，且狀態(tài)之間的切換是有冗余的，拿加速來舉例，進入加速判斷狀 態(tài)標(biāo)定值可設(shè)為5，則退出標(biāo)定值可設(shè)為4，有了冗余可以防止?fàn)顟B(tài)來回跳變；加速狀態(tài)是 駕駛員在踩油門的狀態(tài)，減速狀態(tài)是駕駛員在松油門的狀態(tài)，而平穩(wěn)過渡狀態(tài)可分為駕駛 員踩住油門不動、允許一點抖動、沒踩油門、慢慢變化油門四種狀態(tài)，只要踏板變化在加速 標(biāo)定值和減速標(biāo)定值之間即可認(rèn)為在平穩(wěn)過渡狀態(tài)，加速狀態(tài)必須先過渡到平穩(wěn)狀態(tài)才能 再到減速狀態(tài)，減速狀態(tài)要想過渡到加速狀態(tài)也必須先過渡到平穩(wěn)狀態(tài)，相當(dāng)于平穩(wěn)狀態(tài) 是中間狀態(tài)，駕駛員踩油門和松油門必須經(jīng)過平穩(wěn)狀態(tài)的過程。(5)模式切換整車控制器HCU在判斷出汽車加減速意圖之后，根據(jù)當(dāng)前的加減速 狀態(tài)進行系統(tǒng)模式切換，使整車運行在最佳狀態(tài)。在判斷出是加速狀態(tài)，控制策略可根據(jù)整 車扭矩及電池電量讓系統(tǒng)從原來的充電模式進入助力模式或是正常工作模式。在判斷出是 減速狀態(tài)，控制策略可讓系統(tǒng)從原來的正常工作模式進入到充電模式，而在判斷出是平穩(wěn) 過渡狀態(tài)，控制策略可讓系統(tǒng)按正常模式運行。
權(quán)利要求
一種混合動力汽車加減速意圖判斷系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括整車控制器HCU、發(fā)動機管理系統(tǒng)ECU、電機控制器IPU和電池管理系統(tǒng)BCU；所述整車控制器HCU、電機控制器IPU、發(fā)動機管理系統(tǒng)ECU、電池管理系統(tǒng)BCU之間通過CAN通訊進行數(shù)據(jù)傳輸，發(fā)動機管理系統(tǒng)ECU、電池管理系統(tǒng)BCU受整車控制器HCU控制；發(fā)動機管理系統(tǒng)ECU根據(jù)駕駛員油門踏板需求得出油門踏板開度信號，然后將此信號通過CAN通訊傳輸給整車控制器HCU；整車控制器HCU根據(jù)當(dāng)前汽車狀態(tài)判斷出加減速意圖，進行狀態(tài)模式切換，求出發(fā)動機和電機的需求扭矩，在加速狀態(tài)下讓電機助力，在減速狀態(tài)下讓電機充電。
2.利用權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)進行混合動力汽車加減速意圖判斷的方法，其特征在于 所述方法包括以下步驟(1)信號采集與發(fā)送先由發(fā)動機管理系統(tǒng)ECU采集油門踏板信號，通過CAN通訊傳遞 給整車控制器HCU ；(2)信號處理整車控制器HCU接收到此信號做兩路處理一路是原信號，原信號為直 接整車控制器HCU接收到的油門踏板信號，一路是濾波處理信號，采用低通濾波器對原信 號進行濾波處理；(3)信號比較用原信號減濾波處理信號取兩路差值；(4)判斷整車控制器HCU利用差值判斷加減速狀態(tài)，此差值為正且大于設(shè)定標(biāo)定值， 說明駕駛員在加速；為負(fù)且小于設(shè)定標(biāo)定值，說明駕駛員在減速，其中設(shè)定標(biāo)定值可根據(jù)油 門踏板靈敏度來標(biāo)定設(shè)置；當(dāng)差值處于加速設(shè)定標(biāo)定值和減速設(shè)定標(biāo)定值之間為平穩(wěn)過渡 狀態(tài)，狀態(tài)之間的切換是有冗余的；加速狀態(tài)必須先過渡到平穩(wěn)狀態(tài)才能再到減速狀態(tài)，減 速狀態(tài)要想過渡到加速狀態(tài)也必須先過渡到平穩(wěn)狀態(tài)，相當(dāng)于平穩(wěn)狀態(tài)是中間狀態(tài)，駕駛 員踩油門和松油門必須經(jīng)過平穩(wěn)狀態(tài)的過程；(5)模式切換整車控制器HCU在判斷出汽車加減速意圖之后，根據(jù)當(dāng)前的加減速狀態(tài) 進行系統(tǒng)模式切換，使整車運行在最佳狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述步驟(5)的具體方式是整車控制器 HCU在判斷駕駛員的意圖是加速狀態(tài)，則根據(jù)整車扭矩及電池電量讓系統(tǒng)從原來的充電模 式進入助力模式或是正常工作模式；在判斷出是減速狀態(tài)時，則讓系統(tǒng)從原來的正常工作 模式進入到充電模式，而在判斷出是平穩(wěn)過渡狀態(tài)，控制策略讓系統(tǒng)按正常模式運行。
全文摘要
本發(fā)明提出一種混合動力汽車加減速意圖判斷系統(tǒng)，其包括整車控制器HCU、發(fā)動機管理系統(tǒng)ECU、電機控制器IPU和電池管理系統(tǒng)BCU；HCU、IPU、ECU和BCU之間通過CAN通訊進行數(shù)據(jù)傳輸，ECU、BCU受整車控制器HCU控制；發(fā)動機管理系統(tǒng)ECU根據(jù)駕駛員油門踏板需求得出油門踏板開度信號，然后將此信號通過CAN通訊傳輸給整車控制器HCU；整車控制器HCU根據(jù)當(dāng)前汽車狀態(tài)判斷出加減速意圖，進行狀態(tài)模式切換，求出發(fā)動機和電機的需求扭矩，在加速狀態(tài)下讓電機助力，在減速狀態(tài)下讓電機充電。
文檔編號B60W10/08GK101857027SQ201010187859
公開日2010年10月13日 申請日期2010年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月31日
發(fā)明者嚴(yán)欽山, 李宗華, 蘇嶺, 鄧柯軍 申請人:重慶長安汽車股份有限公司;重慶長安新能源汽車有限公司