一種用于多模式混合動力裝置的協(xié)調(diào)控制方法
【專利摘要】本發(fā)明創(chuàng)造針對一種具有多模式切換功能的混合動力裝置，提供一種協(xié)調(diào)控制方法，該方法綜合判斷發(fā)動機起停條件進而使得車輛工作模式切換過程平順而可靠，同時協(xié)調(diào)控制第一電機、第二電機和發(fā)動機等三個動力源的輸出大小，保證發(fā)動機工作于高效經(jīng)濟區(qū)域并且兼顧電機的高效工作區(qū)，從而使車輛具有較高的燃油經(jīng)濟性，同時三者響應速率的控制與協(xié)調(diào)對于改善整車的舒適性和NVH性能提升也有一定的幫助，本發(fā)明的控制方法簡單易行，實現(xiàn)了裝置的有效運行，利用滯環(huán)控制實現(xiàn)模式切換的魯棒性和駕乘舒適性，引入增量控制協(xié)調(diào)多控制對象工作，可以改善動力跟隨性能，并可以提高車輛運行的舒適性，控制方法邏輯嚴謹而可靠。
【專利說明】
一種用于多模式混合動力裝置的協(xié)調(diào)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種多模式混合動力系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制方法，主要針對一種新型的多模式混合動力裝置中的多個控制對象加以控制，滿足不同工況下多模式切換和控制需要，并獲得良好的燃油經(jīng)濟性，從而實現(xiàn)搭載該系統(tǒng)的車輛高效而可靠運行。
【背景技術(shù)】
[0002]為實現(xiàn)混合動力裝置高效而可靠的工作，通常需要有針對性地開發(fā)專有的控制策略?；旌蟿恿︱?qū)動系統(tǒng)實現(xiàn)新式多種多樣，涉及兩個甚至多個設備的協(xié)調(diào)控制，其控制方法一般要結(jié)合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點以實現(xiàn)優(yōu)化設計。混合動力車輛一般可以工作于兩種或者以上模式，因此控制方法中模式選擇控制就顯得非常重要，一定程度上決定了系統(tǒng)的性能，此外，在混合動力驅(qū)動模式下如何協(xié)調(diào)各動力源之間的工作也是控制方法很重要的組成部分，這種協(xié)調(diào)包括發(fā)動機工作點選擇與控制、電機工作區(qū)域選擇與協(xié)調(diào)、發(fā)動機與電機響應速率協(xié)調(diào)等，該協(xié)調(diào)控制方法的優(yōu)劣決定了車輛的經(jīng)濟性與舒適性，對于車輛的NVH性能也有一定的影響。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]有鑒于此，本發(fā)明創(chuàng)造旨在提出一種用于多模式混合動力裝置的協(xié)調(diào)控制方法，該方法綜合判斷發(fā)動機起停條件進而使得車輛工作模式切換過程平順而可靠，同時協(xié)調(diào)控制第一電機、第二電機和發(fā)動機等三個動力源的輸出大小，保證發(fā)動機工作于高效經(jīng)濟區(qū)域并且兼顧電機的高效工作區(qū)，從而使車輛具有較高的燃油經(jīng)濟性，同時三者響應速率的控制與協(xié)調(diào)對于改善整車的舒適性和NVH性能提升也有一定的幫助，本發(fā)明的控制方法簡單易行。
[0004]為達到上述目的，本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0005]—種用于多模式混合動力裝置的協(xié)調(diào)控制方法，所述具有多模式切換功能混合動力裝置至少包括整車控制單元、整車通信網(wǎng)絡、連接電池組與用電設備的高壓電纜、第一電機及其控制器、模式切換執(zhí)行機構(gòu)及其控制器、動力電池組及其管理單元、第二電機及其控制器、后驅(qū)動車輪、發(fā)動機及其控制器、發(fā)動機輸出一軸、緩沖與減震機構(gòu)、由第一行星齒輪組和第二行星齒輪組構(gòu)成的行星齒輪組、動力總成輸出二軸；
[0006]所述發(fā)動機及其控制器輸出經(jīng)所述一軸連接到所述第一行星齒輪組的行星架，所述第一電機及其控制器輸出軸連接到所述第一行星齒輪組的太陽輪，所述第一行星齒輪組的齒圈與所述第二行星齒輪組相連并經(jīng)所述動力總成輸出二軸輸出動力驅(qū)動所述后驅(qū)動車輪工作，所述第二行星齒輪組行星架固定，所述第二電機及其控制器與所述第二行星齒輪組的太陽輪相連并經(jīng)所述第二行星齒輪組與所述動力總成輸出二軸耦合實現(xiàn)動力傳輸；
[0007]所述第一電機及其控制器和所述第二電機及其控制器均具有電動和發(fā)電兩種工作模式，且都可以工作于轉(zhuǎn)矩控制和轉(zhuǎn)速控制模式，在所述各種工作模式中接收并執(zhí)行整車控制單元經(jīng)整車通信網(wǎng)絡發(fā)送的指令，同時經(jīng)整車通信網(wǎng)絡反饋自身狀態(tài)給整車控制單元供其優(yōu)化控制使用；
[0008]所述模式切換執(zhí)行機構(gòu)及其控制器可以根據(jù)整車控制單元的指令實現(xiàn)三種模式切換，整車控制單元根據(jù)車輛狀態(tài)綜合判斷后經(jīng)整車通信網(wǎng)絡發(fā)送指令給所述模式切換機構(gòu)控制器控制所述模式切換機構(gòu)工作于左中右三種位置，對應實現(xiàn)車輛工作于雙電機驅(qū)動模式、行星齒輪耦合混合動力驅(qū)動模式以及發(fā)動機直驅(qū)+輔助驅(qū)動模式等三種動力耦合驅(qū)動模式；
[0009]所述整車控制單元采集車輛運行狀態(tài)信號、駕駛員鑰匙信號和加速踏板信號，所述車輛運行狀態(tài)信號至少包括車速信號、第一電機及其控制器、第二電機及其控制器、動力電池組及其管理單元、發(fā)動機及其控制器、模式切換執(zhí)行機構(gòu)及其控制器的狀態(tài)信號;所述整車控制單元還收集自身故障狀態(tài)信號，并經(jīng)過下述邏輯判斷處理確定車輛處于何種工作模式并進行進一步協(xié)調(diào)優(yōu)化控制；
[0010]所述協(xié)調(diào)控制方法具體包括如下步驟:
[0011 ] (I)判斷車輛處于空擋、前進擋或者倒車檔；
[0012](2)判斷車輛工作模式，包括雙電機驅(qū)動模式、發(fā)動機直驅(qū)+輔助驅(qū)動模式和行星齒輪耦合混合動力驅(qū)動模式；
[0013](3)控制模式切換機構(gòu)工作于設定模式；
[0014](4)接收并處理相關(guān)變量，計算相關(guān)數(shù)據(jù)；
[0015](5)協(xié)調(diào)優(yōu)化控制第一電機、第二電機和發(fā)動機工作。
[0016]進一步的，所述步驟(2)中，工作模式邏輯判斷處理方式在前進過程是:
[0017]車輛駕駛員進入強制EV模式的同時電池組允許放電且其SOC高使滯環(huán)Relayl的輸出為真或者發(fā)動機起動條件都不滿足時，車輛進入雙電機驅(qū)動模式工作；
[0018]當發(fā)動機起動指令為真時，車速較高使滯環(huán)Relay3輸出為真、或者所述第一電機及其控制器故障、或者第二電機及其控制器故障，則車輛進入發(fā)動機直驅(qū)+輔助驅(qū)動模式；
[0019]車輛不處于雙電機驅(qū)動模式且不處于發(fā)動機直驅(qū)+輔助驅(qū)動模式則處于行星齒輪耦合混合動力驅(qū)動模式。
[0020]進一步的，所述步驟(2)中，發(fā)動機起動條件包括電池組SOC低使滯環(huán)Relay2的輸出為真、或者車速與電池組SOC使判斷子系統(tǒng)的輸出為真、或者其它發(fā)動機起動直接請求信號為真、或者輸出功率需求遠大于電池組最大允許放電功率且使判斷子系統(tǒng)的輸出為真，且發(fā)動機停機間隔滿足判斷子系統(tǒng)的限制，則發(fā)動機起動指令為真。
[0021]進一步的，所述步驟(2)中，所述工作模式邏輯判斷處理方式在倒車過程是:
[0022 ]車輛駕駛員進入強制EV模式的同時電池組允許放電且其SOC使滯環(huán)Re I ay 21的輸出為真或者發(fā)動機起動條件都不滿足時，車輛進入雙電機驅(qū)動模式工作；
[0023]當發(fā)動機起動指令為真時，車輛進入行星齒輪耦合混合動力驅(qū)動模式。
[0024]進一步的，所述步驟(2)中所述發(fā)動機起動條件包括電池組SOC低至使滯環(huán)Relay22的輸出為真、或者其它發(fā)動機起動直接請求信號為真，且發(fā)動機停機間隔滿足判斷子系統(tǒng)的限制，則發(fā)動機起動指令為真。
[0025]進一步的，所述步驟(5)中協(xié)調(diào)優(yōu)化控制過程在前進過程是:控制第二電機旋轉(zhuǎn)方向與車前進方向一致;所述發(fā)動機、第一電機、第二電機的控制取決于車輛所處的工作模式:
[0026]當車輛處于雙電機驅(qū)動模式時，駕駛員所需驅(qū)動功率為第一電機與第二電機功率之代數(shù)和且以第二電機輸出為主第一電機輸出為輔，所需驅(qū)動功率與第二電機當前工況下最大功率之間較小者作為第二電機功率需求，該功率需求與車速、油門踏板開度、剎車踏板開度一起經(jīng)過協(xié)調(diào)控制子系統(tǒng)處理后獲得第二電機轉(zhuǎn)矩以控制第二電機工作，當剎車踏板開度不為零時，不管油門踏板開度為多少，都輸出一個與剎車踏板開度線性相關(guān)的制動力矩指令控制第二電機運行實現(xiàn)再生制動能量回收，當油門踏板開度和剎車踏板開度都為零的時候，設定一個與車速相關(guān)的虛擬驅(qū)動功率需求，當車速低的時候該虛擬驅(qū)動功率需求為正實現(xiàn)車輛低速運行，當車速高時該虛擬驅(qū)動功率需求為負實現(xiàn)車輛制動能量回收，同時駕駛員所需驅(qū)動功率與第二電機功率之差值作為第一電機的功率需求，該功率需求與第一電機當前轉(zhuǎn)速之比即為第一電機轉(zhuǎn)矩指令，同時第一電機轉(zhuǎn)向為驅(qū)動車輛前進方向；
[0027]當車輛處于行星齒輪耦合混合動力驅(qū)動模式時，電池組溫度和電池組當前SOC經(jīng)過綜合測算子系統(tǒng)確定電池組所需的額外功率:該額外功率在高于SOC期望值時為負，低于SOC期望值時為正，且隨著電池組SOC和溫度不同而變化，該額外功率與駕駛員所需驅(qū)動功率疊加作為發(fā)動機的總輸出功率需求經(jīng)過綜合優(yōu)化子系統(tǒng)獲得發(fā)動機目標轉(zhuǎn)矩，發(fā)動機的總功率需求的變化率在不同SOC和不同的發(fā)動機當前輸出功率值下進行優(yōu)化，在總功率需求增加過程中其變化率為正，SOC越低則變化率越大，發(fā)動機當前輸出功率越大變化率越小，在總功率需求減小的過程中其變化率為負，SOC越低則變化率幅值越小，發(fā)動機當前輸出功率越大變化率幅值越大，經(jīng)過變化率優(yōu)化的總輸出功率通過查表獲得對應的發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速，所述表格是預先選擇的發(fā)動機高效工作點集合，通過查表獲得的發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速同時受到當前車速限制:不得超過當前允許的最高發(fā)動機轉(zhuǎn)速，也不得低于當前允許的最低發(fā)動機轉(zhuǎn)速，經(jīng)過此限制優(yōu)化后的發(fā)動機轉(zhuǎn)速作為目標轉(zhuǎn)速發(fā)送給發(fā)動機控制器執(zhí)行，同時發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速作為控制系統(tǒng)輸入量，發(fā)動機轉(zhuǎn)速反饋作為反饋量，通過閉環(huán)控制系統(tǒng)對第一電機轉(zhuǎn)矩加以控制從而實現(xiàn)發(fā)動機工作點的閉環(huán)調(diào)節(jié)，其中閉環(huán)調(diào)節(jié)采用PI控制調(diào)節(jié)器，閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)矩指令控制第一電機工作，驅(qū)動功率需求與輸出功率反饋之間的偏差作為第二電機功率需求，該功率需求與車速、油門踏板開度、剎車踏板開度一起經(jīng)過協(xié)調(diào)控制子系統(tǒng)處理后獲得第二電機轉(zhuǎn)矩以控制第二電機工作，第二電機的功率需求與車速之比乘以與車輛參數(shù)有關(guān)的常數(shù)即為第二電機轉(zhuǎn)矩指令，當剎車踏板開度不為零時，不管油門踏板開度為多少，都輸出一個與剎車踏板開度線性正相關(guān)的制動力矩指令控制第二電機運行實現(xiàn)再生制動能量回收，當油門踏板開度和剎車踏板開度都為零的時候，設定一個與車速相關(guān)的虛擬驅(qū)動功率需求，當車速低的時候該虛擬驅(qū)動功率需求為正實現(xiàn)車輛低速運行，當車速高時該虛擬驅(qū)動功率需求為負實現(xiàn)車輛制動能量回收；
[0028]當車輛處于發(fā)動機直驅(qū)+輔助驅(qū)動模式時:發(fā)動機工作受油門踏板開度直接控制，當發(fā)動機當前轉(zhuǎn)速下輸出功率低于駕駛員所需驅(qū)動功率時，控制第二電機提供驅(qū)動功率，如果仍舊不能滿足需要，控制第一電機提供驅(qū)動功率，當電池組需要充電時，控制第一電機工作于發(fā)電狀態(tài)給電池組充電；
[0029]進一步的，所述步驟(5)中協(xié)調(diào)優(yōu)化控制過程在倒車過程是:控制第二電機旋轉(zhuǎn)方向與車倒車方向一致;所述發(fā)動機、第一電機、第二電機的控制取決于車輛所處的工作模式:
[0030]當車輛處于雙電機驅(qū)動時，駕駛員所需驅(qū)動功率為第一電機與第二電機功率之代數(shù)和且以第二電機輸出為主第一電機輸出為輔，所需驅(qū)動功率與第二電機當前工況下最大功率之間較小者作為第二電機功率需求，該功率需求與車速、油門踏板開度、剎車踏板開度一起經(jīng)過協(xié)調(diào)控制子系統(tǒng)處理后獲得第二電機轉(zhuǎn)矩以控制第二電機工作，當剎車踏板開度不為零時，不管油門踏板開度為多少，都輸出一個與剎車踏板開度線性相關(guān)的制動力矩指令控制第二電機運行實現(xiàn)再生制動能量回收，當油門踏板開度和剎車踏板開度都為零的時候，設定一個與車速相關(guān)的虛擬驅(qū)動功率需求，當車速低的時候該虛擬驅(qū)動功率需求為正實現(xiàn)車輛低速運行，當車速高時該虛擬驅(qū)動功率需求為負實現(xiàn)車輛制動能量回收，同時駕駛員所需驅(qū)動功率與第二電機功率之差值作為第一電機的功率需求，該功率需求與第一電機當前轉(zhuǎn)速之比即為第一電機轉(zhuǎn)矩指令，同時第一電機轉(zhuǎn)向為驅(qū)動車輛倒車的方向；
[0031]當車輛處于行星齒輪耦合混合動力驅(qū)動模式時，電池組溫度和電池組當前SOC經(jīng)過綜合測算子系統(tǒng)確定電池組充電所需的功率，該功率為正且隨著電池組SOC和溫度不同而變化，發(fā)動機在靜止時怠速運行，車速較低時以最低設定工作轉(zhuǎn)速工作，電池組所需充電功率為第一電機的功率，該功率需求與第一電機當前轉(zhuǎn)速之比即為第一電機轉(zhuǎn)矩指令，輸出控制第一電機工作實現(xiàn)電池組充電，此時油門踏板開度決定了駕駛員驅(qū)動功率需求，該功率需求與輸出功率反饋之間的偏差作為第二電機功率需求，該功率需求與車速、油門踏板開度、剎車踏板開度一起經(jīng)過協(xié)調(diào)控制子系統(tǒng)處理后獲得第二電機轉(zhuǎn)矩以控制第二電機轉(zhuǎn)矩工作，當剎車踏板開度不為零時，不管油門踏板開度為多少，都輸出一個與剎車踏板開度線性正相關(guān)的制動力矩指令控制第二電機運行實現(xiàn)再生制動能量回收，當油門踏板開度和剎車踏板開度都為零的時候，設定一個與車速相關(guān)的虛擬驅(qū)動功率需求，當車速低的時候該虛擬驅(qū)動功率需求為正實現(xiàn)車輛低速運行，當車速高時該虛擬驅(qū)動功率需求為負實現(xiàn)車輛制動能量回收。
[0032]進一步的，發(fā)動機控制采用轉(zhuǎn)矩控制，第一電機采用轉(zhuǎn)速控制，第二電機采用轉(zhuǎn)矩控制。
[0033]進一步的，所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速指令、第一電機轉(zhuǎn)矩指令、第二電機轉(zhuǎn)矩指令分別控制每個控制周期的增量大小。
[0034]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明創(chuàng)造所述的一種用于多模式混合動力裝置的協(xié)調(diào)控制方法具有以下優(yōu)勢:
[0035]本發(fā)明提供一種協(xié)調(diào)控制方法，該方法綜合判斷發(fā)動機起停條件進而使得車輛工作模式切換過程平順而可靠，同時協(xié)調(diào)控制第一電機、第二電機和發(fā)動機等三個動力源的輸出大小，保證發(fā)動機工作于高效經(jīng)濟區(qū)域并且兼顧電機的高效工作區(qū)，從而使車輛具有較高的燃油經(jīng)濟性，同時三者響應速率的控制與協(xié)調(diào)對于改善整車的舒適性和NVH性能提升也有一定的幫助，本發(fā)明的控制方法簡單易行；
[0036]本發(fā)明創(chuàng)造結(jié)合裝置結(jié)構(gòu)特點對發(fā)動機、第一電機、第二電機、模式切換機構(gòu)的工作進行協(xié)調(diào)控制，實現(xiàn)了裝置的有效運行，利用滯環(huán)控制使現(xiàn)模式切換的魯棒性和駕乘舒適性，引入增量控制協(xié)調(diào)多控制對象工作，可以改善動力跟隨性能，并可以提高車輛運行的舒適性，控制方法邏輯嚴謹而可靠。
【附圖說明】
[0037]構(gòu)成本發(fā)明創(chuàng)造的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明創(chuàng)造的進一步理解，本發(fā)明創(chuàng)造的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明創(chuàng)造，并不構(gòu)成對本發(fā)明創(chuàng)造的不當限定。在附圖中:
[0038]圖1是適于本發(fā)明應用的多模式混合動力裝置的結(jié)構(gòu)簡圖；
[0039]圖2是本發(fā)明中車輛前進過程中車輛工作模式判斷邏輯圖；
[0040]圖3是本發(fā)明中車輛倒車過程中車輛工作模式判斷邏輯圖；
[0041]圖4是本發(fā)明中車輛前進過程中多目標協(xié)調(diào)控制方法實現(xiàn)邏輯圖；
[0042]圖5是本發(fā)明中車輛倒車過程中多目標協(xié)調(diào)控制方法實現(xiàn)邏輯圖；
[0043]圖6是本發(fā)明中多目標協(xié)調(diào)控制方法實現(xiàn)流程圖；
[0044]附圖標記說明:
[0045]I—整車控制單元;2—整車通信網(wǎng)絡;3—高壓電纜;4 一第一電機及其控制器;5—模式切換執(zhí)行機構(gòu)及其控制器;6—動力電池組及其管理單元;7—第二電機及其控制器；8一后驅(qū)動車輪;9一發(fā)動機及其控制器；10一發(fā)動機輸出一軸；11一緩沖與減震機構(gòu)；12一第一行星齒輪組;13一第二行星齒輪組;14一動力輸出二軸。
【具體實施方式】
[0046]需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明創(chuàng)造中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0047]在本發(fā)明創(chuàng)造的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明創(chuàng)造和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明創(chuàng)造的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明創(chuàng)造的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
[0048]在本發(fā)明創(chuàng)造的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以通過具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明創(chuàng)造中的具體含義。
[0049]下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明創(chuàng)造。
[0050]圖1示出了本發(fā)明適用的一種具有多模式切換功能混合動力系統(tǒng)簡圖，所述具有多模式切換功能混合動力裝置至少包括整車控制單元1、整車通信網(wǎng)絡2、連接電池組與用電設備的高壓電纜3、第一電機及其控制器4、模式切換執(zhí)行機構(gòu)及其控制器5、動力電池組及其管理單元6、第二電機及其控制器7、后驅(qū)動車輪8、發(fā)動機及其控制器9、發(fā)動機輸出一軸10、緩沖與減震機構(gòu)11、由第一行星齒輪組12和第二行星齒輪組13構(gòu)成的行星齒輪組、動力總成輸出二軸14;
[0051]所述發(fā)動機及其控制器9輸出經(jīng)所述一軸10連接到所述第一行星齒輪組12的行星架，所述第一電機及其控制器4輸出軸連接到所述第一行星齒輪組12的太陽輪，所述第一行星齒輪組12的齒圈與所述第二行星齒輪組13相連并經(jīng)所述動力總成輸出二軸14輸出動力驅(qū)動所述后驅(qū)動車輪8工作，所述第二行星齒輪組13行星架固定，所述第二電機及其控制器7與所述第二行星齒輪組13的太陽輪相連并經(jīng)所述第二行星齒輪組13與所述動力總成輸出二軸14耦合實現(xiàn)動力傳輸；
[0052]所述第一電機及其控制器4和所述第二電機及其控制器7均具有電動和發(fā)電兩種工作模式，且都可以工作于轉(zhuǎn)矩控制和轉(zhuǎn)速控制模式，在所述各種工作模式中接收并執(zhí)行整車控制單元I經(jīng)整車通信網(wǎng)絡2發(fā)送的指令，同時經(jīng)整車通信網(wǎng)絡2反饋自身狀態(tài)給整車控制單元I供其優(yōu)化控制使用；
[0053]所述模式切換執(zhí)行機構(gòu)及其控制器5可以根據(jù)整車控制單元I的指令實現(xiàn)三種模式切換，整車控制單元I根據(jù)車輛狀態(tài)綜合判斷后經(jīng)整車通信網(wǎng)絡2發(fā)送指令給所述模式切換機構(gòu)控制器控制所述模式切換機構(gòu)工作于左中右三種位置，對應實現(xiàn)車輛工作于雙電機驅(qū)動模式、行星齒輪耦合混合動力驅(qū)動模式以及發(fā)動機直驅(qū)+輔助驅(qū)動模式等三種動力耦合驅(qū)動模式；
[0054]所述整車控制單元I采集車輛運行狀態(tài)信號、駕駛員鑰匙信號和加速踏板信號，所述車輛運行狀態(tài)信號至少包括車速信號、第一電機及其控制器4、第二電機及其控制器7、動力電池組及其管理單元6、發(fā)動機及其控制器9、模式切換執(zhí)行機構(gòu)及其控制器5的狀態(tài)信號;所述整車控制單元I還收集自身故障狀態(tài)信號，并經(jīng)過一定的邏輯判斷處理確定車輛處于何種工作模式并進行進一步協(xié)調(diào)優(yōu)化控制；
[0055]圖2為車輛前進過程中車輛工作模式判斷邏輯圖。參與判斷的輸入信號包括強制EV模式選擇開關(guān)、電池組SOC、車速、發(fā)動機起動直接請求信號、來自駕駛員的車輛輸出功率需求以及電池組最大允許放電功率，其中發(fā)動機起動直接請求信號來自于依靠發(fā)動機工作而工作的設備，比如傳統(tǒng)空調(diào)，其壓縮機由發(fā)動機帶動旋轉(zhuǎn)工作，需要開啟空調(diào)的時候就需要發(fā)動機運轉(zhuǎn)帶動壓縮機工作，再有傳統(tǒng)打氣栗、低壓發(fā)電機等。
[0056]所述判斷邏輯可以描述為:車輛駕駛員進入強制EV模式的同時電池組允許放電且其SOC高使滯環(huán)Relayl的輸出為真或者發(fā)動機起動條件都不滿足時，車輛進入雙電機驅(qū)動模式工作;所述發(fā)動機起動條件包括電池組SOC低使滯環(huán)Relay2的輸出為真、或者車速與電池組SOC使判斷子系統(tǒng)101的輸出為真、或者其它發(fā)動機起動直接請求信號為真、或者輸出功率需求遠大于電池組最大允許放電功率且使判斷子系統(tǒng)102的輸出為真，且發(fā)動機停機間隔滿足判斷子系統(tǒng)103的限制，則發(fā)動機起動指令為真；當發(fā)動機起動指令為真時，若車速較高使滯環(huán)Relay3輸出為真、或者所述第一電機及其控制器故障、或者第二電機及其控制器故障，則車輛進入發(fā)動機直驅(qū)+輔助驅(qū)動模式;車輛不處于雙電機驅(qū)動模式且不處于發(fā)動機直驅(qū)+輔助驅(qū)動模式則處于行星齒輪耦合混合動力驅(qū)動模式；
[0057]圖3為車輛倒車過程中車輛工作模式判斷邏輯圖。參與發(fā)動機起停判斷的條件僅有電池組SOC和發(fā)動機直接請求起動條件兩個，這是因為在所述裝置中發(fā)動機在倒車時不能提供驅(qū)動力矩，所述判斷邏輯可以描述為:車輛駕駛員進入強制EV模式的同時電池組允許放電且其SOC使滯環(huán)Relay21的輸出為真或者發(fā)動機起動條件都不滿足時，車輛進入雙電機驅(qū)動模式工作;所述發(fā)動機起動條件包括電池組SOC低至使滯環(huán)Relay22的輸出為真、或者其它發(fā)動機起動直接請求信號為真，且發(fā)動機停機間隔滿足判斷子系統(tǒng)201的限制，則發(fā)動機起動指令為真；當發(fā)動機起動指令為真時，車輛進入行星齒輪耦合混合動力驅(qū)動模式；
[0058]圖4為車輛前進過程中多目標協(xié)調(diào)控制方法實現(xiàn)邏輯圖。所述協(xié)調(diào)控制方法在前進過程是:控制第二電機旋轉(zhuǎn)方向與車前進方向一致;所述發(fā)動機、第一電機、第二電機的控制取決于車輛所處的工作模式:當車輛處于雙電機驅(qū)動時，駕駛員所需驅(qū)動功率為第一電機與第二電機功率之代數(shù)和且以第二電機輸出為主第一電機輸出為輔，所需驅(qū)動功率與第二電機當前工況下最大功率之間較小者作為第二電機功率需求，該功率需求與車速、油門踏板開度、剎車踏板開度一起經(jīng)過協(xié)調(diào)控制子系統(tǒng)303處理后獲得第二電機轉(zhuǎn)矩以控制第二電機工作，當剎車踏板開度不為零時，不管油門踏板開度為多少，都輸出一個與剎車踏板開度線性相關(guān)的制動力矩指令控制第二電機運行實現(xiàn)再生制動能量回收，當油門踏板開度和剎車踏板開度都為零的時候，設定一個與車速相關(guān)的虛擬驅(qū)動功率需求，當車速低的時候該虛擬驅(qū)動功率需求為正實現(xiàn)車輛低速運行，當車速高時該虛擬驅(qū)動功率需求為負實現(xiàn)車輛制動能量回收，同時駕駛員所需驅(qū)動功率與第二電機功率之差值作為第一電機的功率需求，該功率需求與第一電機當前轉(zhuǎn)速之比即為第一電機轉(zhuǎn)矩指令，同時第一電機轉(zhuǎn)向為驅(qū)動車輛前進方向；當車輛處于行星齒輪耦合混合動力驅(qū)動模式時，電池組溫度和電池組當前SOC經(jīng)過綜合測算子系統(tǒng)確定電池組所需的額外功率:該額外功率在高于SOC期望值時為負，低于SOC期望值時為正，且隨著電池組SOC和溫度不同而變化，該額外功率與駕駛員所需驅(qū)動功率疊加作為發(fā)動機的總輸出功率需求經(jīng)過綜合優(yōu)化子系統(tǒng)獲得發(fā)動機目標轉(zhuǎn)矩，發(fā)動機的總功率需求的變化率在不同SOC和不同的發(fā)動機當前輸出功率值下進行優(yōu)化，在總功率需求增加過程中其變化率為正，SOC越低則變化率越大，發(fā)動機當前輸出功率越大變化率越小，在總功率需求減小的過程中其變化率為負，SOC越低則變化率幅值越小，發(fā)動機當前輸出功率越大變化率幅值越大，經(jīng)過變化率優(yōu)化的總輸出功率通過查表獲得對應的發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速，所述表格是預先選擇的發(fā)動機高效工作點集合，通過查表獲得的發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速同時受到當前車速限制:不得超過當前允許的最高發(fā)動機轉(zhuǎn)速，也不得低于當前允許的最低發(fā)動機轉(zhuǎn)速，經(jīng)過此限制優(yōu)化后的發(fā)動機轉(zhuǎn)速作為目標轉(zhuǎn)速發(fā)送給發(fā)動機控制器執(zhí)行，同時發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速作為控制系統(tǒng)輸入量，發(fā)動機轉(zhuǎn)速反饋作為反饋量，通過閉環(huán)控制系統(tǒng)對第一電機轉(zhuǎn)矩加以控制從而實現(xiàn)發(fā)動機工作點的閉環(huán)調(diào)節(jié)，其中閉環(huán)調(diào)節(jié)采用PI控制調(diào)節(jié)器，閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)矩指令控制第一電機工作，驅(qū)動功率需求與輸出功率反饋之間的偏差作為第二電機功率需求，該功率需求與車速、油門踏板開度、剎車踏板開度一起經(jīng)過協(xié)調(diào)控制子系統(tǒng)處理后獲得第二電機轉(zhuǎn)矩以控制第二電機工作，第二電機的功率需求與車速之比乘以與車輛參數(shù)有關(guān)的常數(shù)即為第二電機轉(zhuǎn)矩指令，當剎車踏板開度不為零時，不管油門踏板開度為多少，都輸出一個與剎車踏板開度線性正相關(guān)的制動力矩指令控制第二電機運行實現(xiàn)再生制動能量回收，當油門踏板開度和剎車踏板開度都為零的時候，設定一個與車速相關(guān)的虛擬驅(qū)動功率需求，當車速低的時候該虛擬驅(qū)動功率需求為正實現(xiàn)車輛低速運行，當車速高時該虛擬驅(qū)動功率需求為負實現(xiàn)車輛制動能量回收；當車輛處于發(fā)動機直驅(qū)+輔助驅(qū)動模式時:發(fā)動機工作受油門踏板開度直接控制，當發(fā)動機當前轉(zhuǎn)速下輸出功率低于駕駛員所需驅(qū)動功率時，控制第二電機提供驅(qū)動功率，如果仍舊不能滿足需要，控制第一電機提供驅(qū)動功率，當電池組需要充電時，控制第一電機工作于發(fā)電狀態(tài)給電池組充電；
[0059]圖5為車輛倒車過程中多目標協(xié)調(diào)控制方法實現(xiàn)邏輯圖。所述協(xié)調(diào)控制方法在倒車過程是:控制第二電機旋轉(zhuǎn)方向與車倒車方向一致;所述發(fā)動機、第一電機、第二電機的控制取決于車輛所處的工作模式:當車輛處于雙電機驅(qū)動時，駕駛員所需驅(qū)動功率為第一電機與第二電機功率之代數(shù)和且以第二電機輸出為主第一電機輸出為輔，所需驅(qū)動功率與第二電機當前工況下最大功率之間較小者作為第二電機功率需求，該功率需求與車速、油門踏板開度、剎車踏板開度一起經(jīng)過協(xié)調(diào)控制子系統(tǒng)處理后獲得第二電機轉(zhuǎn)矩以控制第二電機工作，當剎車踏板開度不為零時，不管油門踏板開度為多少，都輸出一個與剎車踏板開度線性相關(guān)的制動力矩指令控制第二電機運行實現(xiàn)再生制動能量回收，當油門踏板開度和剎車踏板開度都為零的時候，設定一個與車速相關(guān)的虛擬驅(qū)動功率需求，當車速低的時候該虛擬驅(qū)動功率需求為正實現(xiàn)車輛低速運行，當車速高時該虛擬驅(qū)動功率需求為負實現(xiàn)車輛制動能量回收，同時駕駛員所需驅(qū)動功率與第二電機功率之差值作為第一電機的功率需求，該功率需求與第一電機當前轉(zhuǎn)速之比即為第一電機轉(zhuǎn)矩指令，同時第一電機轉(zhuǎn)向為驅(qū)動車輛倒車的方向；當車輛處于行星齒輪耦合混合動力驅(qū)動模式時，電池組溫度和電池組當前SOC經(jīng)過綜合測算子系統(tǒng)確定電池組充電所需的功率，該功率為正且隨著電池組SOC和溫度不同而變化，發(fā)動機在靜止時怠速運行，車速較低時以最低設定工作轉(zhuǎn)速工作，電池組所需充電功率為第一電機的功率，該功率需求與第一電機當前轉(zhuǎn)速之比即為第一電機轉(zhuǎn)矩指令，輸出控制第一電機工作實現(xiàn)電池組充電，此時油門踏板開度決定了駕駛員驅(qū)動功率需求，該功率需求與輸出功率反饋之間的偏差作為第二電機功率需求，該功率需求與車速、油門踏板開度、剎車踏板開度一起經(jīng)過協(xié)調(diào)控制子系統(tǒng)處理后獲得第二電機轉(zhuǎn)矩以控制第二電機轉(zhuǎn)矩工作，當剎車踏板開度不為零時，不管油門踏板開度為多少，都輸出一個與剎車踏板開度線性正相關(guān)的制動力矩指令控制第二電機運行實現(xiàn)再生制動能量回收，當油門踏板開度和剎車踏板開度都為零的時候，設定一個與車速相關(guān)的虛擬驅(qū)動功率需求，當車速低的時候該虛擬驅(qū)動功率需求為正實現(xiàn)車輛低速運行，當車速高時該虛擬驅(qū)動功率需求為負實現(xiàn)車輛制動能量回收；
[0060]圖6為多目標協(xié)調(diào)控制方法實現(xiàn)流程圖；車輛上電受鑰匙開關(guān)控制，鑰匙開關(guān)分為
1、2、3檔，插入鑰匙后轉(zhuǎn)動鑰匙進入I檔各子系統(tǒng)上弱電自檢(SlOl)，整車控制單元判斷是否有故障(S102)，若有故障則進行故障處理(S103)并返回重新上I檔，若沒有故障則繼續(xù)轉(zhuǎn)動鑰匙進入2檔高壓系統(tǒng)上電(S104)，整車控制單元判斷是否有故障(S105)，若有故障則進行故障處理(S103)并返回重新上I檔，若沒有故障則繼續(xù)轉(zhuǎn)動鑰匙至3檔并松手，鑰匙自動彈回2檔，車輛準備完成(S106)，此時根據(jù)檔位狀態(tài)確定程序執(zhí)行方向(S107);若車輛置于空檔，控制模式切換執(zhí)行機構(gòu)使車輛處于行星齒輪耦合混合動力驅(qū)動模式(S108)，根據(jù)輸入信號判斷是否需要起動發(fā)動機(S109)，若需要，則控制第一電機工作，拖動發(fā)動旋轉(zhuǎn)并點火，根據(jù)輸入的油門踏板開度、剎車踏板開度信號控制發(fā)動機工作轉(zhuǎn)速和第一電機工作扭矩(SllO)，實現(xiàn)充電、帶動空調(diào)壓縮機、打氣等需求功能，若為否則返回等待檔位判斷結(jié)果進行相應處理;若車輛置于前進檔，則判斷前進檔工作模式(Slll)并控制模式切換機構(gòu)工作于設定模式(S112)，整車控制單元接收并處理相關(guān)變量，計算車速、輸出功率等相關(guān)參數(shù)(S113)供整車控制優(yōu)化使用，整車控制單元根據(jù)一定的算法協(xié)調(diào)優(yōu)化控制第一電機、第二電機和發(fā)動機的工作(S114)，此狀態(tài)循環(huán)執(zhí)行直到切換到其它檔位;若車輛置于倒車檔，則判斷倒車工作模式(S115)并控制模式切換機構(gòu)工作與設定模式(S116)，整車控制單元接受并處理相關(guān)變量，計算車速、輸出功率等相關(guān)參數(shù)(S117)供整車控制優(yōu)化使用，整車控制單元根據(jù)一定的算法協(xié)調(diào)優(yōu)化控制第一電機、第二電機和發(fā)動機的工作(S118)，此狀態(tài)循環(huán)執(zhí)行直到切換到其它檔位;在各檔位處理過程中如果出現(xiàn)故障(S119)，則判斷故障等級進行處理(S120)，對于一般故障，需要進行報警或者降功率運行處理(S121)，對于嚴重故障則需要車輛靠邊，鑰匙開關(guān)復位以斷開高壓和低壓系統(tǒng)供電處理后再順序上電。
[0061]本發(fā)明針對用于多模式混合動力裝置的協(xié)調(diào)控制方法結(jié)合裝置結(jié)構(gòu)特點對發(fā)動機、第一電機、第二電機、模式切換機構(gòu)的工作進行協(xié)調(diào)控制，實現(xiàn)了裝置的有效運行，利用滯環(huán)控制實現(xiàn)模式切換的魯棒性和駕乘舒適性，引入增量控制協(xié)調(diào)多控制對象工作，可以改善動力跟隨性能，并可以提高車輛運行的舒適性，控制方法邏輯嚴謹而可靠。
[0062]以上所述僅為本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明創(chuàng)造，凡在本發(fā)明創(chuàng)造的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種用于多模式混合動力裝置的協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于:所述多模式混合動力裝置至少包括整車控制單元(I)、整車通信網(wǎng)絡(2)、連接電池組與用電設備的高壓電纜(3)、第一電機及其控制器(4)、模式切換執(zhí)行機構(gòu)及其控制器(5)、動力電池組及其管理單元(6)、第二電機及其控制器(7)、后驅(qū)動車輪(8)、發(fā)動機及其控制器(9)、發(fā)動機輸出一軸(10)、緩沖與減震機構(gòu)(11)、由第一行星齒輪組(12)和第二行星齒輪組(13)構(gòu)成的行星齒輪組、動力總成輸出二軸(14); 所述發(fā)動機及其控制器(9)輸出經(jīng)所述一軸(10)連接到所述第一行星齒輪組(12)的行星架，所述第一電機及其控制器(4)輸出軸連接到所述第一行星齒輪組(12)的太陽輪，所述第一行星齒輪組(12)的齒圈與所述第二行星齒輪組(13)相連并經(jīng)所述動力總成輸出二軸(14)輸出動力驅(qū)動所述后驅(qū)動車輪(8)工作，所述第二行星齒輪組(13)行星架固定，所述第二電機及其控制器(7)與所述第二行星齒輪組(13)的太陽輪相連并經(jīng)所述第二行星齒輪組(13)與所述動力總成輸出二軸(14)耦合實現(xiàn)動力傳輸； 所述第一電機及其控制器(4)和所述第二電機及其控制器(7)均具有電動和發(fā)電兩種工作模式，且都可以工作于轉(zhuǎn)矩控制和轉(zhuǎn)速控制模式，在所述各種工作模式中接收并執(zhí)行整車控制單元(I)經(jīng)整車通信網(wǎng)絡(2)發(fā)送的指令，同時經(jīng)整車通信網(wǎng)絡(2)反饋自身狀態(tài)給整車控制單元(I)供其優(yōu)化控制使用； 所述模式切換執(zhí)行機構(gòu)及其控制器(5)可以根據(jù)整車控制單元(I)的指令實現(xiàn)三種模式切換，整車控制單元(I)根據(jù)車輛狀態(tài)綜合判斷后經(jīng)整車通信網(wǎng)絡(2)發(fā)送指令給所述模式切換機構(gòu)控制器控制所述模式切換機構(gòu)工作于左中右三種位置，對應實現(xiàn)車輛工作于雙電機驅(qū)動模式、行星齒輪耦合混合動力驅(qū)動模式以及發(fā)動機直驅(qū)+輔助驅(qū)動模式三種動力耦合驅(qū)動模式； 所述整車控制單元(I)采集車輛運行狀態(tài)信號、駕駛員鑰匙信號和加速踏板信號，所述車輛運行狀態(tài)信號至少包括車速信號、第一電機及其控制器(4)、第二電機及其控制器(7)、動力電池組及其管理單元(6)、發(fā)動機及其控制器(9)、模式切換執(zhí)行機構(gòu)及其控制器(5)的狀態(tài)信號;所述整車控制單元(I)還收集自身故障狀態(tài)信號，并經(jīng)過邏輯判斷處理確定車輛處于何種工作模式并進行進一步協(xié)調(diào)優(yōu)化控制； 所述協(xié)調(diào)控制方法具體包括如下步驟: (1)判斷車輛處于空擋、前進擋或者倒車檔； (2)判斷車輛工作模式，包括雙電機驅(qū)動模式、發(fā)動機直驅(qū)+輔助驅(qū)動模式和行星齒輪耦合混合動力驅(qū)動模式； (3)控制模式切換機構(gòu)工作于設定模式； (4)接收并處理相關(guān)變量，計算相關(guān)數(shù)據(jù)； (5)協(xié)調(diào)優(yōu)化控制第一電機、第二電機和發(fā)動機工作。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于多模式混合動力裝置的協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于:所述步驟(2)中，工作模式邏輯判斷處理方式在前進過程是: 車輛駕駛員進入強制EV模式的同時電池組允許放電且其SOC高使滯環(huán)Relayl的輸出為真或者發(fā)動機起動條件都不滿足時，車輛進入雙電機驅(qū)動模式工作； 當發(fā)動機起動指令為真時，車速較高使滯環(huán)Relay3輸出為真、或者所述第一電機及其控制器故障、或者第二電機及其控制器故障，則車輛進入發(fā)動機直驅(qū)+輔助驅(qū)動模式； 車輛不處于雙電機驅(qū)動模式且不處于發(fā)動機直驅(qū)+輔助驅(qū)動模式則處于行星齒輪耦合混合動力驅(qū)動模式。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于多模式混合動力裝置的協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于:所述步驟(2)中，發(fā)動機起動條件包括電池組SOC低使滯環(huán)Relay2的輸出為真、或者車速與電池組SOC使判斷子系統(tǒng)的輸出為真、或者其它發(fā)動機起動直接請求信號為真、或者輸出功率需求遠大于電池組最大允許放電功率且使判斷子系統(tǒng)的輸出為真，且發(fā)動機停機間隔滿足判斷子系統(tǒng)的限制，則發(fā)動機起動指令為真。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于多模式混合動力裝置的協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于:所述步驟(2)中，所述工作模式邏輯判斷處理方式在倒車過程是: 車輛駕駛員進入強制EV模式的同時電池組允許放電且其SOC使滯環(huán)Relay21的輸出為真或者發(fā)動機起動條件都不滿足時，車輛進入雙電機驅(qū)動模式工作； 當發(fā)動機起動指令為真時，車輛進入行星齒輪耦合混合動力驅(qū)動模式。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于多模式混合動力裝置的協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于:所述步驟(2)中所述發(fā)動機起動條件包括電池組SOC低至使滯環(huán)Relay22的輸出為真、或者其它發(fā)動機起動直接請求信號為真，且發(fā)動機停機間隔滿足判斷子系統(tǒng)的限制，則發(fā)動機起動指令為真。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于多模式混合動力裝置的協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于:所述步驟(5)中協(xié)調(diào)優(yōu)化控制過程在前進過程是:控制第二電機旋轉(zhuǎn)方向與車前進方向一致;所述發(fā)動機、第一電機、第二電機的控制取決于車輛所處的工作模式: 當車輛處于雙電機驅(qū)動模式時，駕駛員所需驅(qū)動功率為第一電機與第二電機功率之代數(shù)和且以第二電機輸出為主第一電機輸出為輔，所需驅(qū)動功率與第二電機當前工況下最大功率之間較小者作為第二電機功率需求，該功率需求與車速、油門踏板開度、剎車踏板開度一起經(jīng)過協(xié)調(diào)控制子系統(tǒng)處理后獲得第二電機轉(zhuǎn)矩以控制第二電機工作，當剎車踏板開度不為零時，不管油門踏板開度為多少，都輸出一個與剎車踏板開度線性相關(guān)的制動力矩指令控制第二電機運行實現(xiàn)再生制動能量回收，當油門踏板開度和剎車踏板開度都為零的時候，設定一個與車速相關(guān)的虛擬驅(qū)動功率需求，當車速低的時候該虛擬驅(qū)動功率需求為正實現(xiàn)車輛低速運行，當車速高時該虛擬驅(qū)動功率需求為負實現(xiàn)車輛制動能量回收，同時駕駛員所需驅(qū)動功率與第二電機功率之差值作為第一電機的功率需求，該功率需求與第一電機當前轉(zhuǎn)速之比即為第一電機轉(zhuǎn)矩指令，同時第一電機轉(zhuǎn)向為驅(qū)動車輛前進方向； 當車輛處于行星齒輪耦合混合動力驅(qū)動模式時，電池組溫度和電池組當前SOC經(jīng)過綜合測算子系統(tǒng)確定電池組所需的額外功率:該額外功率在高于SOC期望值時為負，低于SOC期望值時為正，且隨著電池組SOC和溫度不同而變化，該額外功率與駕駛員所需驅(qū)動功率疊加作為發(fā)動機的總輸出功率需求經(jīng)過綜合優(yōu)化子系統(tǒng)獲得發(fā)動機目標轉(zhuǎn)矩，發(fā)動機的總功率需求的變化率在不同SOC和不同的發(fā)動機當前輸出功率值下進行優(yōu)化，在總功率需求增加過程中其變化率為正，SOC越低則變化率越大，發(fā)動機當前輸出功率越大變化率越小，在總功率需求減小的過程中其變化率為負，SOC越低則變化率幅值越小，發(fā)動機當前輸出功率越大變化率幅值越大，經(jīng)過變化率優(yōu)化的總輸出功率通過查表獲得對應的發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速，所述表格是預先選擇的發(fā)動機高效工作點集合，通過查表獲得的發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速同時受到當前車速限制:不得超過當前允許的最高發(fā)動機轉(zhuǎn)速，也不得低于當前允許的最低發(fā)動機轉(zhuǎn)速，經(jīng)過此限制優(yōu)化后的發(fā)動機轉(zhuǎn)速作為目標轉(zhuǎn)速發(fā)送給發(fā)動機控制器執(zhí)行，同時發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速作為控制系統(tǒng)輸入量，發(fā)動機轉(zhuǎn)速反饋作為反饋量，通過閉環(huán)控制系統(tǒng)對第一電機轉(zhuǎn)矩加以控制從而實現(xiàn)發(fā)動機工作點的閉環(huán)調(diào)節(jié)，其中閉環(huán)調(diào)節(jié)采用PI控制調(diào)節(jié)器，閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)矩指令控制第一電機工作，驅(qū)動功率需求與輸出功率反饋之間的偏差作為第二電機功率需求，該功率需求與車速、油門踏板開度、剎車踏板開度一起經(jīng)過協(xié)調(diào)控制子系統(tǒng)處理后獲得第二電機轉(zhuǎn)矩以控制第二電機工作，第二電機的功率需求與車速之比乘以與車輛參數(shù)有關(guān)的常數(shù)即為第二電機轉(zhuǎn)矩指令，當剎車踏板開度不為零時，不管油門踏板開度為多少，都輸出一個與剎車踏板開度線性正相關(guān)的制動力矩指令控制第二電機運行實現(xiàn)再生制動能量回收，當油門踏板開度和剎車踏板開度都為零的時候，設定一個與車速相關(guān)的虛擬驅(qū)動功率需求，當車速低的時候該虛擬驅(qū)動功率需求為正實現(xiàn)車輛低速運行，當車速高時該虛擬驅(qū)動功率需求為負實現(xiàn)車輛制動能量回收； 當車輛處于發(fā)動機直驅(qū)+輔助驅(qū)動模式時:發(fā)動機工作受油門踏板開度直接控制，當發(fā)動機當前轉(zhuǎn)速下輸出功率低于駕駛員所需驅(qū)動功率時，控制第二電機提供驅(qū)動功率，如果仍舊不能滿足需要，控制第一電機提供驅(qū)動功率，當電池組需要充電時，控制第一電機工作于發(fā)電狀態(tài)給電池組充電；7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于多模式混合動力裝置的協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于:所述步驟(5)中協(xié)調(diào)優(yōu)化控制過程在倒車過程是:控制第二電機旋轉(zhuǎn)方向與車倒車方向一致;所述發(fā)動機、第一電機、第二電機的控制取決于車輛所處的工作模式: 當車輛處于雙電機驅(qū)動時，駕駛員所需驅(qū)動功率為第一電機與第二電機功率之代數(shù)和且以第二電機輸出為主第一電機輸出為輔，所需驅(qū)動功率與第二電機當前工況下最大功率之間較小者作為第二電機功率需求，該功率需求與車速、油門踏板開度、剎車踏板開度一起經(jīng)過協(xié)調(diào)控制子系統(tǒng)處理后獲得第二電機轉(zhuǎn)矩以控制第二電機工作，當剎車踏板開度不為零時，不管油門踏板開度為多少，都輸出一個與剎車踏板開度線性相關(guān)的制動力矩指令控制第二電機運行實現(xiàn)再生制動能量回收，當油門踏板開度和剎車踏板開度都為零的時候，設定一個與車速相關(guān)的虛擬驅(qū)動功率需求，當車速低的時候該虛擬驅(qū)動功率需求為正實現(xiàn)車輛低速運行，當車速高時該虛擬驅(qū)動功率需求為負實現(xiàn)車輛制動能量回收，同時駕駛員所需驅(qū)動功率與第二電機功率之差值作為第一電機的功率需求，該功率需求與第一電機當前轉(zhuǎn)速之比即為第一電機轉(zhuǎn)矩指令，同時第一電機轉(zhuǎn)向為驅(qū)動車輛倒車的方向； 當車輛處于行星齒輪耦合混合動力驅(qū)動模式時，電池組溫度和電池組當前SOC經(jīng)過綜合測算子系統(tǒng)確定電池組充電所需的功率，該功率為正且隨著電池組SOC和溫度不同而變化，發(fā)動機在靜止時怠速運行，車速較低時以最低設定工作轉(zhuǎn)速工作，電池組所需充電功率為第一電機的功率，該功率需求與第一電機當前轉(zhuǎn)速之比即為第一電機轉(zhuǎn)矩指令，輸出控制第一電機工作實現(xiàn)電池組充電，此時油門踏板開度決定了駕駛員驅(qū)動功率需求，該功率需求與輸出功率反饋之間的偏差作為第二電機功率需求，該功率需求與車速、油門踏板開度、剎車踏板開度一起經(jīng)過協(xié)調(diào)控制子系統(tǒng)處理后獲得第二電機轉(zhuǎn)矩以控制第二電機轉(zhuǎn)矩工作，當剎車踏板開度不為零時，不管油門踏板開度為多少，都輸出一個與剎車踏板開度線性正相關(guān)的制動力矩指令控制第二電機運行實現(xiàn)再生制動能量回收，當油門踏板開度和剎車踏板開度都為零的時候，設定一個與車速相關(guān)的虛擬驅(qū)動功率需求，當車速低的時候該虛擬驅(qū)動功率需求為正實現(xiàn)車輛低速運行，當車速高時該虛擬驅(qū)動功率需求為負實現(xiàn)車輛制動能量回收。8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種用于多模式混合動力裝置的協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于:發(fā)動機控制采用轉(zhuǎn)矩控制，第一電機采用轉(zhuǎn)速控制，第二電機采用轉(zhuǎn)矩控制。9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種用于多模式混合動力裝置的協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于:所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速指令、第一電機轉(zhuǎn)矩指令、第二電機轉(zhuǎn)矩指令分別控制每個控制周期的增量大小。
【文檔編號】B60W20/20GK106080587SQ201610705293
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月22日
【發(fā)明人】孔治國, 史廣奎, 王仁廣, 于潮, 張林濤, 王偉, 張宏偉, 湯自寧, 王斌, 陳紅濤, 田涌軍, 于愛娜
【申請人】中國汽車技術(shù)研究中心