一種多模式相對(duì)獨(dú)立的油電混合動(dòng)力系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種油電混合動(dòng)力系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著全球能源的緊缺和環(huán)境的日益惡化，各種節(jié)能環(huán)保的新能源汽車不斷涌現(xiàn)，比如電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車，由于電動(dòng)汽車通常續(xù)駛里程短，同時(shí)還需自備替換電源或是行駛到充電站才能進(jìn)行充電，如果在找到充電裝置之前就沒(méi)有了電，會(huì)給使用者帶來(lái)諸多不便，因此混合動(dòng)力汽車越來(lái)越受到人們的關(guān)注和青睞。
[0003]現(xiàn)有的混合動(dòng)力汽車系統(tǒng)一般是通過(guò)動(dòng)力耦合裝置將純油系統(tǒng)與純電系統(tǒng)進(jìn)行銜接，而動(dòng)力耦合裝置在大規(guī)模制造中精度上通常難以控制，如齒輪之間嚙合的精度等，且制造成本較高，控制難度較大，從而導(dǎo)致汽車在駕駛性能，舒適性，以及效率方面往往不能滿足要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服已有混合動(dòng)力汽車的能耗較高、排放較高、使用成本較高的不足，本發(fā)明提供了一種高效降耗、環(huán)保低排、制造和使用成本較低的多模式相對(duì)獨(dú)立的油電混合動(dòng)力系統(tǒng)及其控制方法。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種多模式相對(duì)獨(dú)立的油電混合動(dòng)力系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器、變速箱和系統(tǒng)控制器，所述發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)離合器與所述變速箱連接，所述變速箱通過(guò)第一差速器與第一驅(qū)動(dòng)橋連接，所述發(fā)動(dòng)機(jī)與所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制器連接，制動(dòng)助力泵和空調(diào)器均與所述發(fā)動(dòng)機(jī)連接，所述制動(dòng)助力泵與所述系統(tǒng)控制器連接，所述系統(tǒng)控制器與所述空調(diào)器連接，所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制器和所述第一驅(qū)動(dòng)橋的轉(zhuǎn)速傳感器均與所述系統(tǒng)控制器連接，所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還包括兼具驅(qū)動(dòng)功能和發(fā)電功能的電機(jī)、電機(jī)控制器和蓄電池組，所述電機(jī)通過(guò)第二差速器與第二驅(qū)動(dòng)橋連接，充電裝置與所述蓄電池組連接，所述蓄電池組與所述電機(jī)控制器連接，所述第二驅(qū)動(dòng)橋的轉(zhuǎn)速傳感器、所述電機(jī)控制器和所述蓄電池組均與所述系統(tǒng)控制器連接。
[0007]進(jìn)一步，所述變速箱為手動(dòng)變速箱。
[0008]再進(jìn)一步，所述第一差速器為前差速器，所述第一驅(qū)動(dòng)橋?yàn)榍膀?qū)動(dòng)橋，所述前差速器與所述前驅(qū)動(dòng)橋連接；所述第二差速器為后差速器，所述第二驅(qū)動(dòng)橋?yàn)楹篁?qū)動(dòng)橋，所述后差速器與所述后驅(qū)動(dòng)橋連接。上述方案屬于常用的方案，根據(jù)不同的設(shè)計(jì)需要，當(dāng)然，所述第一差速器也可以為后差速器，所述第一驅(qū)動(dòng)橋也可以為后驅(qū)動(dòng)橋，所述第二差速器也可以為前差速器，所述第二驅(qū)動(dòng)橋也可以為前驅(qū)動(dòng)橋。
[0009]一種多模式相對(duì)獨(dú)立的油電混合動(dòng)力系統(tǒng)的控制方法，所述控制方法包括如下步驟:
[0010](I)系統(tǒng)控制
[0011]在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，首先進(jìn)行系統(tǒng)初始化，調(diào)集前次驅(qū)動(dòng)模式為默認(rèn)模式，同時(shí)采集蓄電池組電量、車速、電機(jī)狀態(tài)和發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)，所述驅(qū)動(dòng)模式包括純電模式、混動(dòng)模式和純油模式，等待駕駛員的選擇輸入，所述駕駛員的選擇輸入通過(guò)駕駛員的指令來(lái)實(shí)現(xiàn)；
[0012]若駕駛員沒(méi)有輸入指令，則啟動(dòng)默認(rèn)模式運(yùn)行；
[0013](2)純電模式
[0014]若純電模式被選擇，判斷蓄電池組電量是否大于純電動(dòng)模式的蓄電池組電量的設(shè)定值，若蓄電池組電量大于純電動(dòng)模式的蓄電池組電量的設(shè)定值，電機(jī)在與檔位相應(yīng)的速度區(qū)間驅(qū)動(dòng)；
[0015]若蓄電池組電量小于純電動(dòng)模式的蓄電池組電量的設(shè)定值，或車速超過(guò)純電模式的最高車速，轉(zhuǎn)為混動(dòng)模式；
[0016]⑶混動(dòng)模式
[0017]所述混動(dòng)模式包括低速電驅(qū)動(dòng)模式和高速發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)模式；
[0018]如果混動(dòng)模式被選擇，在混動(dòng)模式啟動(dòng)時(shí)，判斷蓄電池組電量是否大于混動(dòng)模式的蓄電池組電量的設(shè)定值，若蓄電池組電量大于混動(dòng)模式的蓄電池組電量的設(shè)定值，向電機(jī)控制器發(fā)出指令，電機(jī)控制器控制電機(jī)按照低速電驅(qū)動(dòng)模式運(yùn)行；若蓄電池組電量小于混動(dòng)模式的蓄電池組電量的設(shè)定值，轉(zhuǎn)為純油模式；
[0019]當(dāng)進(jìn)入低速電驅(qū)動(dòng)模式時(shí)，電機(jī)在與檔位相應(yīng)的速度區(qū)間驅(qū)動(dòng)，當(dāng)車速大于混動(dòng)電驅(qū)動(dòng)車速設(shè)定值時(shí)，向發(fā)動(dòng)機(jī)控制器發(fā)出指令，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換到高速發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)模式；
[0020]當(dāng)進(jìn)入高速發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)模式時(shí)，向發(fā)動(dòng)機(jī)控制器發(fā)出執(zhí)行指令，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)至當(dāng)時(shí)車速對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速后啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后，向發(fā)動(dòng)機(jī)控制器發(fā)出執(zhí)行指令，由發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車輛運(yùn)行；
[0021]在高速發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)模式下，在車速小于混動(dòng)電驅(qū)動(dòng)車速設(shè)定值，同時(shí)此狀態(tài)持續(xù)低速運(yùn)行設(shè)定時(shí)間以上，并且發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間大于等于發(fā)動(dòng)機(jī)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間設(shè)定值，檢測(cè)蓄電池組的電量，若蓄電池組電量大于混動(dòng)模式的蓄電池組電量的設(shè)定值，返回低速電驅(qū)動(dòng)模式運(yùn)行；若蓄電池組電量小于混動(dòng)模式的蓄電池組電量的設(shè)定值，轉(zhuǎn)為純油模式運(yùn)行；在車速小于混動(dòng)電驅(qū)動(dòng)車速設(shè)定值，同時(shí)此狀態(tài)持續(xù)低速運(yùn)行設(shè)定時(shí)間以上，并且發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間小于持續(xù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間設(shè)定值，保持發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)過(guò)程；
[0022](4)純油模式
[0023]若純油模式被選擇，向發(fā)動(dòng)機(jī)控制器發(fā)出執(zhí)行指令，控制發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛運(yùn)行；
[0024]檢測(cè)油門(mén)踏板的下壓角度和蓄電池組電量，若油門(mén)踏板的下壓角度大于油門(mén)踏板角度設(shè)定值，同時(shí)蓄電池組電量大于純油模式的蓄電池組電量的設(shè)定值，向電機(jī)控制器發(fā)出加速信號(hào)，由電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)共同驅(qū)動(dòng)車輛高速加速運(yùn)行；
[0025]若油門(mén)踏板的下壓角度大于油門(mén)踏板角度設(shè)定值，同時(shí)蓄電池組電量小于純油模式的蓄電池組電量的設(shè)定值，或是油門(mén)踏板的下壓角度小于油門(mén)踏板角度設(shè)定值，由發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車輛運(yùn)行。
[0026]再進(jìn)一步，在所述步驟(3)中，所述混動(dòng)模式還包括高速加速模式，
[0027]檢測(cè)油門(mén)踏板的下壓角度和蓄電池組電量，若油門(mén)踏板的下壓角度大于油門(mén)踏板角度設(shè)定值同時(shí)蓄電池組電量大于混動(dòng)模式的蓄電池組電量的設(shè)定值，向電機(jī)控制器發(fā)出電機(jī)加速信號(hào)，由電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)共同驅(qū)動(dòng)車輛高速加速模式運(yùn)行；
[0028]若油門(mén)踏板的下壓角度大于油門(mén)踏板角度設(shè)定值同時(shí)蓄電池組電量小于混動(dòng)模式的蓄電池組電量的設(shè)定值，或是油門(mén)踏板的下壓角度小于油門(mén)踏板角度設(shè)定值，繼續(xù)保持發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)過(guò)程。
[0029]再進(jìn)一步，所述控制方法還包括如下步驟，檢測(cè)所述空調(diào)器的啟閉狀態(tài)和所述制動(dòng)助力泵的壓力，當(dāng)所述空調(diào)器開(kāi)啟或是所述制動(dòng)助力泵壓力不足時(shí)，無(wú)論駕駛員選擇哪種驅(qū)動(dòng)模式，發(fā)動(dòng)機(jī)均自動(dòng)開(kāi)啟。
[0030]再進(jìn)一步，在所述步驟(2)純電模式和所述步驟(3)混動(dòng)模式中，由電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)，檔位進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)還包括如下空擋控制過(guò)程:
[0031]判斷車輛是否進(jìn)入空擋，若車輛沒(méi)有進(jìn)入空擋，電機(jī)繼續(xù)在與檔位相應(yīng)的速度區(qū)間驅(qū)動(dòng)，若車輛進(jìn)入空擋，檢測(cè)檔位轉(zhuǎn)換時(shí)間和電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流，若未接受到非空擋檔位信號(hào)，電機(jī)繼續(xù)在與空檔前檔位相應(yīng)的速度區(qū)間以遞減驅(qū)動(dòng)電流的方式驅(qū)動(dòng)，若接受到非空擋檔位信號(hào)，驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的電機(jī)繼續(xù)在與檔位相應(yīng)的速度區(qū)間驅(qū)動(dòng)。
[0032]再進(jìn)一步，在所述步驟(3)混動(dòng)模式和所述步驟(4)純油模式中，當(dāng)處于發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，同時(shí)進(jìn)行行車發(fā)電過(guò)程，所述行車發(fā)電過(guò)程，檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率、蓄電池組電量、油門(mén)踏板的下壓角度和車速，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率小于發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)效率臨界值時(shí)，若蓄電池組電量小于行車發(fā)電的上限值同時(shí)油門(mén)踏板的下壓角度大于油門(mén)踏板角度設(shè)定值，則向發(fā)動(dòng)機(jī)控制器發(fā)出執(zhí)行指令，由發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車輛運(yùn)行；若蓄電池組電量小于行車發(fā)電的上限值同時(shí)油門(mén)的下壓角度小于油門(mén)踏板角度設(shè)定值，則向電機(jī)控制器發(fā)出執(zhí)行指令，由電機(jī)為蓄電池組補(bǔ)充發(fā)電；若蓄電池組電量大于行車發(fā)電的上限值時(shí)，由發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車輛運(yùn)行；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率大于發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)效率臨界值時(shí)，則向發(fā)動(dòng)機(jī)控制器發(fā)出執(zhí)行指令，由發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車輛運(yùn)行。
[0033]再進(jìn)一步，在所述步驟(4)中，若純油模式是由混動(dòng)模式轉(zhuǎn)換而來(lái)，且檢測(cè)到蓄電池組電量高于混動(dòng)模式的蓄電池組電量的設(shè)定值，轉(zhuǎn)為混動(dòng)模式。
[0034]更進(jìn)一步，所述控制方法還包括如下:(5)制動(dòng)能回收，過(guò)程如下:
[0035]當(dāng)駕駛員需要減速時(shí)，駕駛員踩下制動(dòng)踏板，制動(dòng)踏板閉合，制動(dòng)踏板與制動(dòng)傳感器連接，由制動(dòng)傳感器檢測(cè)制動(dòng)踏板的下壓角度，并將角度信號(hào)傳至系統(tǒng)控制器，由系統(tǒng)控制器向電機(jī)控制器發(fā)出指令，控制電機(jī)發(fā)電并向蓄電池組充電；同時(shí)電機(jī)