本發(fā)明屬于混合動力汽車技術領域，特別涉及一種混聯(lián)式混合動力汽車動力系統(tǒng)控制方法及裝置。

背景技術：

混合動力汽車是由兩種或兩種以上的能量轉(zhuǎn)換器作驅(qū)動源，而其中至少有一種驅(qū)動源能提供電能的車輛，結(jié)合了傳統(tǒng)驅(qū)動系統(tǒng)和電動驅(qū)動系統(tǒng)的優(yōu)點，能夠大幅減少排放和降低油耗，并能達到較大的行程。在電池技術沒有突破，純電動汽車續(xù)駛里程較低和成本過高等問題解決前，混合動力是最好的方案。一般認為，混合動力汽車就是既有內(nèi)燃機又有電動機驅(qū)動的車輛?；旌蟿恿ζ嚨年P鍵技術是混合動力系統(tǒng)，混合動力系統(tǒng)的性能直接關系到混合動力汽車的整車性能而混合動力系統(tǒng)按照動力傳輸路線進行分類可以劃分為：串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式。混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)綜合了串聯(lián)式和并聯(lián)式的特點，應用最廣泛，適合當前發(fā)展，是一種最理想的過渡車型。

混合動力汽車的能量管理控制策略對整車的油耗與排放起著至關重要的作用，在當下混合動力汽車能量管理控制策略有著諸多的不足，在降低油耗與排放方面比較有限，最主要的原因就是內(nèi)燃機不能很好地工作在最有效的工作區(qū)域，從而使內(nèi)燃機的油耗與排放并不十分理想，進而影響整車的燃油經(jīng)濟性與排放性。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種混聯(lián)式混合動力汽車動力系統(tǒng)控制方法及裝置，用于解決大多數(shù)情況下內(nèi)燃機不能工作在效率較高的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)，使內(nèi)燃機油耗與排放不經(jīng)濟的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是：

一種混聯(lián)式混合動力汽車動力系統(tǒng)控制方法，包括五個方法方案：

方法方案一，包括以下步驟：

1)在驅(qū)動工況下，設置當前的車速為v、車輛的低車速為v_low、高車速為v_high，內(nèi)燃機的需求轉(zhuǎn)矩為T_req、內(nèi)燃機工作在轉(zhuǎn)矩曲線下界時的轉(zhuǎn)矩為為T_low，內(nèi)燃機工作在轉(zhuǎn)矩曲線上界時的轉(zhuǎn)矩為T_high，其中，內(nèi)燃機轉(zhuǎn)矩曲線上界由內(nèi)燃機負荷率為90％工作時得到的，內(nèi)燃機轉(zhuǎn)矩曲線下界由內(nèi)燃機負荷率為70％工作時得到的，蓄電池的低荷電狀態(tài)為soc_low，高荷電狀態(tài)為soc_high；

2)在v＜v_low的情況下，根據(jù)需求轉(zhuǎn)矩T_req和電池荷電狀態(tài)soc進行驅(qū)動控制；

3)在v_low≤v≤v_high的情況下，根據(jù)需求轉(zhuǎn)矩T_req和電池荷電狀態(tài)soc進行驅(qū)動控制；

4)在v＞v_high的情況下，根據(jù)需求轉(zhuǎn)矩T_req和電池荷電狀態(tài)soc進行驅(qū)動控制。

方法方案二，在方法方案一的基礎上，在v＜v_low的情況下，有以下工作狀態(tài)：

當T_req＜T_low時，若soc＜soc_low或soc_low≤soc≤soc_high，內(nèi)燃機工作于轉(zhuǎn)矩曲線的A點，所述A點對應的轉(zhuǎn)矩值為內(nèi)燃機負荷功率為70％并且內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速為最低工作轉(zhuǎn)速時對應的轉(zhuǎn)矩值，ISG電機和驅(qū)動電機為蓄電池充電；若soc＞soc_high，由驅(qū)動電機驅(qū)動汽車行駛；

當T_low≤T_req≤T_hign時，若soc＜soc_low，內(nèi)燃機工作在C點，所述C點對應的轉(zhuǎn)矩值為內(nèi)燃機負荷率為90％并且內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速為最低工作轉(zhuǎn)速時對應的轉(zhuǎn)矩值，ISG電機和驅(qū)動電機為蓄電池充電；若soc_low≤soc≤soc_high，內(nèi)燃機工作在B點，所述對應的轉(zhuǎn)矩值為內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)矩與車輛的阻力轉(zhuǎn)矩平衡并且內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速為最低工作轉(zhuǎn)速時對應的轉(zhuǎn)矩值，驅(qū)動電機為蓄電池充電；若soc＞soc_high，由驅(qū)動電機驅(qū)動汽車行駛；

當T_req＞T_hign時，若soc＜soc_low，需借助ISG電機發(fā)電，ISG電機需求的電能完全由驅(qū)動電機提供，如果驅(qū)動電機的發(fā)電功率大于ISG電機的需求功率，內(nèi)燃機的工作點就需要在C點沿轉(zhuǎn)矩曲線上界向左移動；如果驅(qū)動電機的發(fā)電功率等于ISG電機的需求功率，內(nèi)燃機就工作在C點；如果驅(qū)動電機的發(fā)電功率小于ISG電機的需求功率，內(nèi)燃機的工作點就需要在C點沿轉(zhuǎn)矩曲線上界向右移動；若soc_low≤soc≤soc_high，內(nèi)燃機工作在C點，由驅(qū)動電機反轉(zhuǎn)發(fā)電，如果驅(qū)動電機的發(fā)電功率小于ISG電機的需求功率，則ISG電機需求功率的一部分來源于驅(qū)動電機的發(fā)電功率，一部分來源于蓄電池；如果驅(qū)動電機的發(fā)電功率等于ISG電機的需求功率，則ISG電機的需求功率只來自驅(qū)動電機的發(fā)電功率；如果驅(qū)動電機的發(fā)電功率大于ISG電機的需求功率，則驅(qū)動電機的發(fā)電功率一部分用于驅(qū)動ISG電機，一部分用于向蓄電池充電；若soc＞soc_high，由驅(qū)動電機驅(qū)動汽車行駛。

方法方案三，在方法方案一的基礎上，在v_low≤v≤v_high的情況下，有以下工作狀態(tài)：

當T_req＜T_low時，若soc＜soc_low，內(nèi)燃機工作在F點，ISG電機向蓄電池充電，驅(qū)動電機不工作；若soc_low≤soc≤soc_high，內(nèi)燃機工作在D點，所述D點對應的轉(zhuǎn)矩值為內(nèi)燃機負荷率為70％并且車輛車速為此車速時對應的轉(zhuǎn)矩值，ISG電機向蓄電池充電，驅(qū)動電機不工作；若soc＞soc_high，由驅(qū)動電機驅(qū)動汽車行駛；

當T_low≤T_req≤T_hign時，若soc＜soc_low，內(nèi)燃機工作在F點，所述F點對應的轉(zhuǎn)矩值為內(nèi)燃機負荷率為90％并且車輛車速為此車速時對應的轉(zhuǎn)矩值，ISG電機為蓄電池充電，驅(qū)動電機不工作；若soc_low≤soc≤soc_high或soc＞soc_high，內(nèi)燃機工作在E點，所述E點對應的轉(zhuǎn)矩值為內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)矩與車輛的阻力轉(zhuǎn)矩平衡并且車輛車速為此車速時對應的轉(zhuǎn)矩值，ISG電機轉(zhuǎn)矩為零，驅(qū)動電機不工作；

當T_req＞T_hign時，若soc＜soc_low，其工作點從F點沿轉(zhuǎn)矩曲線上界向右移動，驅(qū)動電機反轉(zhuǎn)發(fā)電；若soc_low≤soc≤soc_high或soc＞soc_high，內(nèi)燃機工作在F點，驅(qū)動電機不工作。

方法方案四，在方法方案一的基礎上，在v＞v_high的情況下，有以下工作狀態(tài)：

當T_req＜T_low時，若soc＜soc_low，內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速與車速呈線性固定比，ISG電機為蓄電池充電，驅(qū)動電機不工作；若soc_low≤soc≤soc_high，內(nèi)燃機工作在G點，G點對應的轉(zhuǎn)矩值為內(nèi)燃機負荷功率為70％并且內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速為最高工作轉(zhuǎn)速時對應的轉(zhuǎn)矩值，發(fā)出轉(zhuǎn)矩T_low；ISG電機發(fā)出負轉(zhuǎn)矩T_req－T_low發(fā)電，驅(qū)動電機為驅(qū)動狀態(tài)，如果ISG電機的發(fā)電功率小于驅(qū)動電機的需求功率，則ISG電機與蓄電池共同向驅(qū)動電機供電；如果ISG電機的發(fā)電功率等于驅(qū)動電機的需求功率，則驅(qū)動電機的需求功率全部來自ISG電機；如果ISG電機的發(fā)電功率大于驅(qū)動電機的需求功率，則ISG電機的發(fā)電功率一部分向驅(qū)動電機供電，一部分向蓄電池充電；若soc＞soc_high，由驅(qū)動電機驅(qū)動汽車行駛；

當T_low≤T_req≤T_hign時，若soc＜soc_low，內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速與車速呈線性固定比，ISG電機向蓄電池充電，驅(qū)動電機不工作；若soc_low≤soc≤soc_high，內(nèi)燃機工作在I點，所述I點對應的轉(zhuǎn)矩值為內(nèi)燃機負荷率為90％并且車輛車速為內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速為最高工作轉(zhuǎn)速時對應的轉(zhuǎn)矩值，ISG電機發(fā)電，驅(qū)動電機為驅(qū)動狀態(tài)，如果ISG電機的發(fā)電功率小于驅(qū)動電機的需求功率，則ISG電機與蓄電池共同向驅(qū)動電機供電；如果ISG電機的發(fā)電功率等于驅(qū)動電機的需求功率，則驅(qū)動電機的需求功率全部來自ISG電機；如果ISG電機的發(fā)電功率大于驅(qū)動電機的需求功率，則ISG電機的發(fā)電功率一部分向驅(qū)動電機供電，一部分向蓄電池充電；

當T_req＞T_hign時，若soc＜soc_low，內(nèi)燃機工作點從I點沿轉(zhuǎn)矩曲線上界向右移動，驅(qū)動電機為發(fā)電狀態(tài)，ISG電機的需求功率全部來自驅(qū)動電機的發(fā)電功率；若soc_low≤soc≤soc_high，內(nèi)燃機工作點從I點，驅(qū)動電機為發(fā)電狀態(tài)；若soc＞soc_high，由驅(qū)動電機驅(qū)動汽車行駛。

方法方案五，在方法方案一的基礎上，還包括在制動工況下，設置車輛的制動功率為P_b、車輛的驅(qū)動電機的最大制動功率為P_m-max，當P_b≤P_m-max時，如果soc＜100％，則進行純電機制動；如果soc＝100％，則進行純機械制動；當P_b＞P_m-max時，如果soc＜100％，則進行混合制動；如果soc＝100％，則進行純機械制動。

本發(fā)明還提供了一種混聯(lián)式混合動力汽車動力系統(tǒng)控制裝置，包括五個裝置方案：

裝置方案一，該裝置包括：

設置單元：在驅(qū)動工況下，設置當前的車速為v、車輛的低車速為v_low、高車速為v_high，內(nèi)燃機的需求轉(zhuǎn)矩為T_req、內(nèi)燃機工作在轉(zhuǎn)矩曲線下界時的轉(zhuǎn)矩為為T_low，內(nèi)燃機工作在轉(zhuǎn)矩曲線上界時的轉(zhuǎn)矩為T_high，其中，內(nèi)燃機轉(zhuǎn)矩曲線上界由內(nèi)燃機負荷率為90％工作時得到的，內(nèi)燃機轉(zhuǎn)矩曲線下界由內(nèi)燃機負荷率為70％工作時得到的，蓄電池的低荷電狀態(tài)為soc_low，高荷電狀態(tài)為soc_high；

第一驅(qū)動單元：用于在v＜v_low的情況下，根據(jù)需求轉(zhuǎn)矩T_req和電池荷電狀態(tài)soc進行驅(qū)動控制；

第二驅(qū)動單元：用于在v_low≤v≤v_high的情況下，根據(jù)需求轉(zhuǎn)矩T_req和電池荷電狀態(tài)soc進行驅(qū)動控制；

第三驅(qū)動單元：用于根據(jù)需求轉(zhuǎn)矩T_req和電池荷電狀態(tài)soc進行驅(qū)動控制。

裝置方案二，在裝置方案一的基礎上，在v＜v_low的情況下，有以下工作狀態(tài)：

當T_req＜T_low時，若soc＜soc_low或soc_low≤soc≤soc_high，內(nèi)燃機工作于轉(zhuǎn)矩曲線的A點，所述A點對應的轉(zhuǎn)矩值為內(nèi)燃機負荷功率為70％并且內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速為最低工作轉(zhuǎn)速時對應的轉(zhuǎn)矩值，ISG電機和驅(qū)動電機為蓄電池充電；若soc＞soc_high，由驅(qū)動電機驅(qū)動汽車行駛；

當T_low≤T_req≤T_hign時，若soc＜soc_low，內(nèi)燃機工作在C點，所述C點對應的轉(zhuǎn)矩值為內(nèi)燃機負荷率為90％并且內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速為最低工作轉(zhuǎn)速時對應的轉(zhuǎn)矩值，ISG電機和驅(qū)動電機為蓄電池充電；若soc_low≤soc≤soc_high，內(nèi)燃機工作在B點，所述對應的轉(zhuǎn)矩值為內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)矩與車輛的阻力轉(zhuǎn)矩平衡并且內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速為最低工作轉(zhuǎn)速時對應的轉(zhuǎn)矩值，驅(qū)動電機為蓄電池充電；若soc＞soc_high，由驅(qū)動電機驅(qū)動汽車行駛；

當T_req＞T_hign時，若soc＜soc_low，需借助ISG電機發(fā)電，ISG電機需求的電能完全由驅(qū)動電機提供，如果驅(qū)動電機的發(fā)電功率大于ISG電機的需求功率，內(nèi)燃機的工作點就需要在C點沿轉(zhuǎn)矩曲線上界向左移動；如果驅(qū)動電機的發(fā)電功率等于ISG電機的需求功率，內(nèi)燃機就工作在C點；如果驅(qū)動電機的發(fā)電功率小于ISG電機的需求功率，內(nèi)燃機的工作點就需要在C點沿轉(zhuǎn)矩曲線上界向右移動；若soc_low≤soc≤soc_high，內(nèi)燃機工作在C點，由驅(qū)動電機反轉(zhuǎn)發(fā)電，如果驅(qū)動電機的發(fā)電功率小于ISG電機的需求功率，則ISG電機需求功率的一部分來源于驅(qū)動電機的發(fā)電功率，一部分來源于蓄電池；如果驅(qū)動電機的發(fā)電功率等于ISG電機的需求功率，則ISG電機的需求功率只來自驅(qū)動電機的發(fā)電功率；如果驅(qū)動電機的發(fā)電功率大于ISG電機的需求功率，則驅(qū)動電機的發(fā)電功率一部分用于驅(qū)動ISG電機，一部分用于向蓄電池充電；若soc＞soc_high，由驅(qū)動電機驅(qū)動汽車行駛。

裝置方案三，在裝置方案一的基礎上，在v_low≤v≤v_high的情況下，有以下工作狀態(tài)：

當T_req＜T_low時，若soc＜soc_low，內(nèi)燃機工作在F點，ISG電機向蓄電池充電，驅(qū)動電機不工作；若soc_low≤soc≤soc_high，內(nèi)燃機工作在D點，所述D點對應的轉(zhuǎn)矩值為內(nèi)燃機負荷率為70％并且車輛車速為此車速時對應的轉(zhuǎn)矩值，ISG電機向蓄電池充電，驅(qū)動電機不工作；若soc＞soc_high，由驅(qū)動電機驅(qū)動汽車行駛；

當T_low≤T_req≤T_hign時，若soc＜soc_low，內(nèi)燃機工作在F點，所述F點對應的轉(zhuǎn)矩值為內(nèi)燃機負荷率為90％并且車輛車速為此車速時對應的轉(zhuǎn)矩值，ISG電機為蓄電池充電，驅(qū)動電機不工作；若soc_low≤soc≤soc_high或soc＞soc_high，內(nèi)燃機工作在E點，所述E點對應的轉(zhuǎn)矩值為內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)矩與車輛的阻力轉(zhuǎn)矩平衡并且車輛車速為此車速時對應的轉(zhuǎn)矩值，ISG電機轉(zhuǎn)矩為零，驅(qū)動電機不工作；

當T_req＞T_hign時，若soc＜soc_low，其工作點從F點沿轉(zhuǎn)矩曲線上界向右移動，驅(qū)動電機反轉(zhuǎn)發(fā)電；若soc_low≤soc≤soc_high或soc＞soc_high，內(nèi)燃機工作在F點，驅(qū)動電機不工作。

裝置方案四，在裝置方案一的基礎上，在v＞v_high的情況下，有以下工作狀態(tài)：

當T_req＜T_low時，若soc＜soc_low，內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速與車速呈線性固定比，ISG電機為蓄電池充電，驅(qū)動電機不工作；若soc_low≤soc≤soc_high，內(nèi)燃機工作在G點，G點對應的轉(zhuǎn)矩值為內(nèi)燃機負荷功率為70％并且內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速為最高工作轉(zhuǎn)速時對應的轉(zhuǎn)矩值，發(fā)出轉(zhuǎn)矩T_low；ISG電機發(fā)出負轉(zhuǎn)矩T_req－T_low發(fā)電，驅(qū)動電機為驅(qū)動狀態(tài)，如果ISG電機的發(fā)電功率小于驅(qū)動電機的需求功率，則ISG電機與蓄電池共同向驅(qū)動電機供電；如果ISG電機的發(fā)電功率等于驅(qū)動電機的需求功率，則驅(qū)動電機的需求功率全部來自ISG電機；如果ISG電機的發(fā)電功率大于驅(qū)動電機的需求功率，則ISG電機的發(fā)電功率一部分向驅(qū)動電機供電，一部分向蓄電池充電；若soc＞soc_high，由驅(qū)動電機驅(qū)動汽車行駛；

當T_low≤T_req≤T_hign時，若soc＜soc_low，內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速與車速呈線性固定比，ISG電機向蓄電池充電，驅(qū)動電機不工作；若soc_low≤soc≤soc_high，內(nèi)燃機工作在I點，所述I點對應的轉(zhuǎn)矩值為內(nèi)燃機負荷率為90％并且車輛車速為內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速為最高工作轉(zhuǎn)速時對應的轉(zhuǎn)矩值，ISG電機發(fā)電，驅(qū)動電機為驅(qū)動狀態(tài)，如果ISG電機的發(fā)電功率小于驅(qū)動電機的需求功率，則ISG電機與蓄電池共同向驅(qū)動電機供電；如果ISG電機的發(fā)電功率等于驅(qū)動電機的需求功率，則驅(qū)動電機的需求功率全部來自ISG電機；如果ISG電機的發(fā)電功率大于驅(qū)動電機的需求功率，則ISG電機的發(fā)電功率一部分向驅(qū)動電機供電，一部分向蓄電池充電；

當T_req＞T_hign時，若soc＜soc_low，內(nèi)燃機工作點從I點沿轉(zhuǎn)矩曲線上界向右移動，驅(qū)動電機為發(fā)電狀態(tài)，ISG電機的需求功率全部來自驅(qū)動電機的發(fā)電功率；若soc_low≤soc≤soc_high，內(nèi)燃機工作點從I點，驅(qū)動電機為發(fā)電狀態(tài)；若soc＞soc_high，由驅(qū)動電機驅(qū)動汽車行駛。

裝置方案五，在裝置方案一的基礎上，還包括在制動工況下，用于設置車輛的制動功率為P_b、車輛的驅(qū)動電機的最大制動功率為P_m-max，當P_b≤P_m-max時，如果soc＜100％，則進行純電機制動；如果soc＝100％，則進行純機械制動；當P_b＞P_m-max時，如果soc＜100％，則進行混合制動；如果soc＝100％，則進行純機械制動的單元。

本發(fā)明的有益效果是：

當汽車處于驅(qū)動工況時，在大多數(shù)情況下都可以將內(nèi)燃機的工作點限定在最佳功率曲線上A點與B點之間，進而提高整車的燃油經(jīng)濟性與排放性；當汽車處于制動工況時，電機的再生制動可以提高能量利用率。

附圖說明

圖1為混聯(lián)式混合動力汽車的驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖2為內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩曲線圖；

圖3為驅(qū)動工況下低車速時的控制方法流程圖；

圖4為驅(qū)動工況下中車速時的控制方法流程圖；

圖5為驅(qū)動工況下高車速時的控制方法流程圖；

圖6為制動工況下的控制方法流程圖；

圖7為混合動力系統(tǒng)工作模式1、工作模式2和工作模式4的控制框圖；

圖8為混合動力系統(tǒng)工作模式3、工作模式6、工作模式9、工作模式12和工作模式21的控制框圖；

圖9為混合動力系統(tǒng)工作模式5的控制框圖；

圖10為混合動力系統(tǒng)工作模式7、工作模式8、工作模式16和工作模式25的控制框圖；

圖11為混合動力系統(tǒng)工做模式8的控制框圖；

圖12為混合動力系統(tǒng)工作模式8的另一種控制框圖；

圖13為混合動力系統(tǒng)工作模式10、工作模式11、工作模式13、工作模式19、工作模式22的控制框圖；

圖14為混合動力系統(tǒng)工作模式14、工作模式15的控制框圖；

圖15為混合動力系統(tǒng)工作模式17、工作模式18的控制框圖

圖16為混合動力系統(tǒng)工作模式20、工作模式23的控制框圖；

圖17為混合動力系統(tǒng)工作模式20、工作模式23的控制框圖；

圖18為混合動力系統(tǒng)工作模式20、工作模式23的控制框圖；

圖19為混合動力系統(tǒng)工作模式24的控制框圖；

圖20為混合動力系統(tǒng)工作模式26、工作模式27的控制框圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作進一步的說明：

本發(fā)明的驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，具體的如圖1所示，包括內(nèi)燃機1、ISG電機2、離合器3、鎖定器4、鎖定器5、蓄電池6、控制器7、驅(qū)動電機8、主減速器9、車橋10、車輪11，Z₁是行星齒輪機構(gòu)齒圈外側(cè)的齒輪，Z₂是與驅(qū)動電機轉(zhuǎn)子連接的齒輪。

本發(fā)明的一種混聯(lián)式混合動力汽車動力系統(tǒng)控制方法，設置內(nèi)燃機最低工作轉(zhuǎn)速為n_e-min，內(nèi)燃機最高工作轉(zhuǎn)速為n_e-max，內(nèi)燃機工作在轉(zhuǎn)矩曲線下界時發(fā)出的轉(zhuǎn)矩為T_low，工作在轉(zhuǎn)矩曲線上界時發(fā)出的轉(zhuǎn)矩為T_high，內(nèi)燃機轉(zhuǎn)矩曲線上界由內(nèi)燃機負荷率為90％工作時得到，內(nèi)燃機轉(zhuǎn)矩曲線下界由內(nèi)燃機負荷率為70％工作時得到的，汽車需求轉(zhuǎn)矩為T_req，P_b為汽車制動功率，P_m-max為驅(qū)動電機最大制動功率，蓄電池低荷電狀態(tài)值為soc_low，蓄電池高荷電狀態(tài)值為soc_high，低車速為v_low，高車速為v_high，但v_low與v_high分別和n_e-min與n_e-max相關，下面首先推導v_low與v_high分別和n_e-min與n_e-max的關系。

由于ISG電機轉(zhuǎn)子與內(nèi)燃機曲軸同軸，兩者轉(zhuǎn)速始終相等，設行星齒輪機構(gòu)齒圈齒數(shù)與太陽輪齒數(shù)比為i_g，主減速器傳動比為i₀，車輪半徑為r。當汽車車速v_low≤v≤v_high時，鎖定器5將行星齒輪機構(gòu)齒圈鎖住時，行星齒輪機構(gòu)相當于一個固定傳動比的機械傳動裝置，其傳動比為1/(1+i_g)。此時內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速與車速成固定的線性比例關系，n_e-min與n_e-max是預先設定的，而且在內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速為n_e-min時正好對應著車速v_low，轉(zhuǎn)速為n_e-max對應著v_high，由此可以推導出其關系為

下面根據(jù)車速大小、蓄電池荷電狀態(tài)高低、需求轉(zhuǎn)矩大小對控制方法做具體分析，包括以下步驟：

1、驅(qū)動工況：

1.當v＜v_low時，如果此時鎖定器5將齒圈鎖住，那么由內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速與車速的關系可以得知內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速必定小于n_e-min，而為了避免內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速低于n_e-min以下而導致效率降低，此時鎖定器5為釋放狀態(tài)，并且調(diào)節(jié)內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速為n_e-min不變，由行星齒輪機構(gòu)動力學關系可推出此時驅(qū)動電機處于反轉(zhuǎn)發(fā)電狀態(tài)。需要說明的是在某些情況下內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速不能維持在n_e-min，具體可見如下分析。

(1)T_req＜T_low時

①soc＜soc_low時

內(nèi)燃機工作于轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩曲線的A點，A點對應的轉(zhuǎn)矩值為內(nèi)燃機負荷功率為70％并且內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速為最低工作轉(zhuǎn)速時對應的轉(zhuǎn)矩值，A點為轉(zhuǎn)速為n_e-min，轉(zhuǎn)矩為T_low；ISG電機發(fā)出負轉(zhuǎn)矩T_req－T_low向蓄電池充電；驅(qū)動電機也為蓄電池充電，該工作模式如圖7所示。

②soc_low≤soc≤soc_high時

內(nèi)燃機工作于轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩曲線的A點，轉(zhuǎn)速為n_e-min，轉(zhuǎn)矩為T_low；ISG電機發(fā)出負轉(zhuǎn)矩T_req－T_low發(fā)電向蓄電池充電；驅(qū)動電機也為蓄電池充電，該工作模式如圖7所示。

③soc＞soc_high時

內(nèi)燃機關閉，ISG電機也關閉，鎖定器4將行星架鎖定，由驅(qū)動電機驅(qū)動汽車行駛，該工作模式如圖8所示。

(2)T_low≤T_req≤T_high時

①soc＜soc_low時

內(nèi)燃機工作在C點，C點對應的轉(zhuǎn)矩值為內(nèi)燃機負荷率為90％并且內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速為最低工作轉(zhuǎn)速時對應的轉(zhuǎn)矩值，轉(zhuǎn)速為n_e-min，轉(zhuǎn)矩為T_high；ISG電機發(fā)出負轉(zhuǎn)矩T_req－T_high向蓄電池充電，驅(qū)動電機也為蓄電池充電，該工作模式如圖(7)所示。

②soc_low≤soc≤soc_high時

內(nèi)燃機工作在B點，B點對應的轉(zhuǎn)矩值為內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)矩與車輛的阻力轉(zhuǎn)矩平衡并且內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速為最低工作轉(zhuǎn)速時對應的轉(zhuǎn)矩值，轉(zhuǎn)速為n_e-min，轉(zhuǎn)矩為T_req，此時需求轉(zhuǎn)矩完全由內(nèi)燃機提供；ISG電機轉(zhuǎn)矩為零；驅(qū)動電機反轉(zhuǎn)發(fā)電向蓄電池充電，該工作模式如圖9所示。

③soc＞soc_high時

內(nèi)燃機關閉；ISG電機關閉；鎖定器4鎖定行星架，由驅(qū)動電機驅(qū)動汽車行駛，該工作模式如圖8所示。

(3)T_req＞T_high時

①soc＜soc_low時

蓄電池處于低荷電狀態(tài)，不能再繼續(xù)放電，但由于需求轉(zhuǎn)矩大于內(nèi)燃機轉(zhuǎn)矩曲線上界的轉(zhuǎn)矩值，必須借助ISG電機助力，因此ISG電機此時需求的電能完全由驅(qū)動電機發(fā)電來提供，需要注意的是此時內(nèi)燃機不一定工作在C點，原因是內(nèi)燃機工作在C點時驅(qū)動電機的發(fā)電功率不一定等于ISG電機的需求功率。如果驅(qū)動電機的發(fā)電功率大于ISG電機的需求功率，內(nèi)燃機的工作點就需要在C點沿轉(zhuǎn)矩曲線上界向左移動，此時內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速就不再是n_e-min了，而是小于n_e-min；如果驅(qū)動電機的發(fā)電功率等于ISG電機的需求功率，內(nèi)燃機就工作在C點；如果驅(qū)動電機的發(fā)電功率小于ISG電機的需求功率，內(nèi)燃機的工作點就需要在C點沿轉(zhuǎn)矩曲線上界向右移動，此時內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速就不在是n_e-min了，而是大于n_e-min，該工作模式如圖10所示。

②soc_low≤soc≤soc_high時

內(nèi)燃機工作在C點，轉(zhuǎn)速為n_e-min，轉(zhuǎn)矩為T_high；ISG電機轉(zhuǎn)矩為正轉(zhuǎn)矩T_req－T_high；驅(qū)動電機反轉(zhuǎn)發(fā)電。如果驅(qū)動電機的發(fā)電功率小于ISG電機的需求功率，則ISG電機需求功率的一部分來源于驅(qū)動電機的發(fā)電功率，一部分來源于蓄電池，該工作模式如圖11所示；如果驅(qū)動電機的發(fā)電功率等于ISG電機的需求功率，則ISG電機的需求功率只來自驅(qū)動電機的發(fā)電功率，該工作模式如圖10所示；如果驅(qū)動電機的發(fā)電功率大于ISG電機的需求功率，則驅(qū)動電機的發(fā)電功率一部分用于驅(qū)動ISG電機，一部分用于向蓄電池充電，該工作模式如圖12所示。

③soc＞soc_high時

內(nèi)燃機關閉，ISG電機關閉，鎖定器4鎖定行星架，由驅(qū)動電機驅(qū)動汽車行駛，該工作模式如圖8所示。

2.當v_low≤v≤v_high時，鎖定器5將行星齒輪機構(gòu)齒圈鎖定住，驅(qū)動電機不工作，內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速與車速呈固定的線性比例關系，內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速在n_e-min與n_e-max之間。需要注意的是某些情況下內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速可能不與車速呈固定比例關系，具體可見如下分析。

(1)T_req＜T_low時

①soc＜soc_low時

內(nèi)燃機工作在F點發(fā)出轉(zhuǎn)矩T_high，F(xiàn)點對應的轉(zhuǎn)矩值為內(nèi)燃機負荷率為90％并且車輛車速為此車速時對應的轉(zhuǎn)矩值，ISG電機發(fā)出負轉(zhuǎn)矩T_req－T_hign向蓄電池充電；驅(qū)動電機不工作，該工作模式如圖13所示。

②soc_low≤soc≤soc_high時

內(nèi)燃機工作在D點發(fā)出轉(zhuǎn)矩T_low，D點對應的轉(zhuǎn)矩值為內(nèi)燃機負荷率為70％并且車輛車速為此車速時對應的轉(zhuǎn)矩值，ISG電機發(fā)出負轉(zhuǎn)矩T_req－T_low發(fā)電向蓄電池充電，驅(qū)動電機不工作，該工作模式如圖13所示。

③soc＞soc_high時

內(nèi)燃機關閉；ISG電機關閉；鎖定器4鎖定行星架，驅(qū)動電機驅(qū)動汽車行駛，該工作模式如圖8所示。

(2)T_low≤T_req≤T_high時

①soc＜soc_low時

內(nèi)燃機工作在F點發(fā)出轉(zhuǎn)矩T_high；ISG電機發(fā)出負轉(zhuǎn)矩T_req－T_high發(fā)電向蓄電池充電；驅(qū)動電機不工作，該工作模式如圖13所示。

②soc_low≤soc≤soc_high時

內(nèi)燃機工作在E點發(fā)出轉(zhuǎn)矩T_req，E點對應的轉(zhuǎn)矩值為內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)矩與車輛的阻力轉(zhuǎn)矩平衡并且車輛車速為此車速時對應的轉(zhuǎn)矩值，ISG電機轉(zhuǎn)矩為零；驅(qū)動電機不工作，該工作模式如圖14所示。

③soc＞soc_high時

內(nèi)燃機工作在E點發(fā)出轉(zhuǎn)矩T_req；ISG電機轉(zhuǎn)矩為零；驅(qū)動電機不工作，該工作模式如圖14所示。

(3)T_req＞T_high時

①soc＜soc_low時

此時內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速不再與車速呈固定的的線性比例關系，其工作點從F點沿轉(zhuǎn)矩曲線上界向右移動；驅(qū)動電機反轉(zhuǎn)發(fā)電向ISG電機供電；ISG電機產(chǎn)生正轉(zhuǎn)矩T_req－T_high，其功率全部來自驅(qū)動電機的發(fā)電；驅(qū)動電機反轉(zhuǎn)發(fā)電，該工作模式如圖10所示。

②soc_low≤soc≤soc_high時

內(nèi)燃機工作在F點發(fā)出轉(zhuǎn)矩T_high；ISG電機轉(zhuǎn)矩為正轉(zhuǎn)矩T_req－T_high；驅(qū)動電機不工作，該工作模式如圖15所示。

③soc＞soc_high時

內(nèi)燃機工作在F點發(fā)出轉(zhuǎn)矩T_high；ISG電機轉(zhuǎn)矩為正轉(zhuǎn)矩T_req－T_high；驅(qū)動電機不工作，該工作模式如圖15所示。

3.當v＞v_high時，如果此時鎖定器5將齒圈鎖住，那么由內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速與車速的關系可以得知內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速必定大于n_e-max，而為了避免內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速大于n_e-max而導致效率降低，因此鎖定器5釋放，此時調(diào)節(jié)內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速為n_e-max不變，由行星齒輪機構(gòu)動力學關系得知驅(qū)動電機處于驅(qū)動狀態(tài)。需要注意的是在某些情況下內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速可能會與車速呈線性固定比，具體可見如下分析：

(1)T_req＜T_low時

①soc＜soc_low時

由于蓄電池為低荷電狀態(tài)，不能再繼續(xù)放電，因此鎖定器5鎖定齒圈，內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速與車速呈線性固定比，并且工作在轉(zhuǎn)矩曲線上界發(fā)出轉(zhuǎn)矩T_high；ISG電機發(fā)出負轉(zhuǎn)矩T_req－T_high發(fā)電向蓄電池充電，驅(qū)動電機不工作，該工作模式如圖13所示。

②soc_low≤soc≤soc_high時

內(nèi)燃機工作在G點發(fā)出轉(zhuǎn)矩T_low，G點對應的轉(zhuǎn)矩值為內(nèi)燃機負荷功率為70％并且內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速為最高工作轉(zhuǎn)速時對應的轉(zhuǎn)矩值，ISG電機發(fā)出負轉(zhuǎn)矩T_req－T_low發(fā)電，驅(qū)動電機為驅(qū)動狀態(tài)。如果ISG電機的發(fā)電功率小于驅(qū)動電機的需求功率，則ISG電機與蓄電池共同向驅(qū)動電機供電，該工作模式如圖16所示；如果ISG電機的發(fā)電功率等于驅(qū)動電機的需求功率，則驅(qū)動電機的需求功率全部來自ISG電機，該工作模式如圖17所示；如果ISG電機的發(fā)電功率大于驅(qū)動電機的需求功率，則ISG電機的發(fā)電功率一部分向驅(qū)動電機供電，一部分向蓄電池充電，該工作模式如圖18所示。

③soc＞soc_high時

內(nèi)燃機關閉；ISG電機關閉；鎖定器4鎖定行星架，驅(qū)動電機驅(qū)動汽車行駛，該工作模式如圖8所示。

(2)T_low≤T_req≤T_high時

①soc＜soc_low時

鎖定器5鎖定齒圈，內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速與車速呈線性固定比，并且在轉(zhuǎn)矩曲線上界發(fā)出轉(zhuǎn)矩T_high；ISG電機發(fā)出負轉(zhuǎn)矩T_req－T_high發(fā)電向蓄電池充電；驅(qū)動電機不工作，該工作模式如圖13所示。

②soc_low≤soc≤soc_high時

內(nèi)燃機工作在I點發(fā)出轉(zhuǎn)矩T_high，I點對應的轉(zhuǎn)矩值為內(nèi)燃機負荷率為90％并且車輛車速為內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速為最高工作轉(zhuǎn)速時對應的轉(zhuǎn)矩值，ISG電機發(fā)出負轉(zhuǎn)矩T_req－T_high發(fā)電；驅(qū)動電機為驅(qū)動狀態(tài)。如果ISG電機的發(fā)電功率小于驅(qū)動電機的需求功率，則ISG電機與蓄電池共同向驅(qū)動電機供電，該工作模式如圖16所示；如果ISG電機的發(fā)電功率等于驅(qū)動電機的需求功率，則驅(qū)動電機的需求功率全部來自ISG電機，該工作模式如圖17所示；如果ISG電機的發(fā)電功率大于驅(qū)動電機的需求功率，則ISG電機的發(fā)電功率一部分向驅(qū)動電機供電，一部分向蓄電池充電，該工作模式如圖18所示。

③soc＞soc_high時

內(nèi)燃機工作在H點發(fā)出轉(zhuǎn)矩T_req；ISG電機轉(zhuǎn)矩為零；驅(qū)動電機為驅(qū)動狀態(tài)，該工作模式如圖19所示。

(3)T_req＞T_high時

①soc＜soc_low時

內(nèi)燃機工作點從I點沿轉(zhuǎn)矩曲線上界向右移動發(fā)出轉(zhuǎn)矩T_high；ISG電機發(fā)出正轉(zhuǎn)矩T_req－T_high；驅(qū)動電機為發(fā)電狀態(tài)；ISG電機的需求功率全部來自驅(qū)動電機的發(fā)電功率，該工作模式如圖10所示。

②soc_low≤soc≤soc_high時

內(nèi)燃機工作在I點發(fā)出轉(zhuǎn)矩T_high；ISG電機發(fā)出正轉(zhuǎn)矩T_req－T_high；驅(qū)動電機為驅(qū)動狀態(tài)，該工作模式如圖20所示。

③soc＞soc_high時

內(nèi)燃機工作在I點發(fā)出轉(zhuǎn)矩T_high；ISG電機發(fā)出正轉(zhuǎn)矩T_req－T_high，驅(qū)動電機為驅(qū)動狀態(tài)，該工作模式如圖20所示。

2、制動工況：汽車制動時，鎖定器4鎖定行星架。

(1)P_b≤P_m-max時

①soc＜100％時

純電機制動，電機產(chǎn)生制動功率P_b；機械制動功率為零。

②soc＝100％時

純機械制動，電機制動功率為零；機械制動功率為P_b。

(2)P_b＞P_m-max時

①soc＜100％時

混合制動，電機產(chǎn)生制動功率P_m-max；機械制動功率為P_b－P_m-max。

②soc＝100％時

純機械制動，電機制動功率為零；機械制動功率為P_b。

本發(fā)明還提供了一種混聯(lián)式混合動力汽車動力系統(tǒng)控制裝置，包括驅(qū)動工況下的設置單元、第一驅(qū)動單元、第二驅(qū)動單元、第三驅(qū)動單元，其中設置單元用于設置當前的車速為v、車輛的低車速為v_low、高車速為v_high，內(nèi)燃機的需求轉(zhuǎn)矩為T_req、內(nèi)燃機工作在轉(zhuǎn)矩曲線下界時的轉(zhuǎn)矩為為T_low，內(nèi)燃機工作在轉(zhuǎn)矩曲線上界時的轉(zhuǎn)矩為T_high，蓄電池的低荷電狀態(tài)為soc_low，高荷電狀態(tài)為soc_high；第一驅(qū)動單元用于在v＜v_low的情況下，根據(jù)需求轉(zhuǎn)矩T_req和電池荷電狀態(tài)soc進行驅(qū)動控制；第二驅(qū)動單元用于在v_low≤v≤v_high的情況下，根據(jù)需求轉(zhuǎn)矩T_req和電池荷電狀態(tài)soc進行驅(qū)動控制；第三驅(qū)動單元用于根據(jù)需求轉(zhuǎn)矩T_req和電池荷電狀態(tài)soc進行驅(qū)動控制，還包括制動工況下用于設置車輛的制動功率為P_b、車輛的驅(qū)動電機的最大制動功率為P_m-max，根據(jù)汽車制動功率和驅(qū)動電機的最大制動功率制定不同的工作模式的單元。

上述裝置，實際上是一種軟件構(gòu)架，其中的各單元是與上述方法相對應的進程或程序。因此，不再對該裝置進行詳細說明。

上述裝置作為一種程序，在整車驅(qū)動系統(tǒng)中運行，汽車驅(qū)動時根據(jù)車速高低、蓄電池荷電狀態(tài)高低和需求轉(zhuǎn)矩大小分別制定不同的工作模式，使得內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速大多數(shù)情況下始終在最低工作轉(zhuǎn)速與最高工作轉(zhuǎn)速之間，轉(zhuǎn)矩始終介于轉(zhuǎn)矩曲線下界與轉(zhuǎn)矩曲線上界，從而限定內(nèi)燃機工作在一個高效率區(qū)域，大大提高整車燃油經(jīng)濟性能與排放性能。汽車制動時電機參與制動進行能量回收，提高能量利用率。