专利名称：一种混合动力汽车电机驱动控制方法
技术领域：
本发明涉及混合动力汽车电机的驱动控制方法。
背景技术：
90年代以来，日本、美国、欧洲各大汽车公司纷纷开始研制混合动力型汽 车。自日本丰田公司于1997年率先推出混合动力轿车以来，各大汽车公司包括 本田、通用、福特、D-C以及法国雪铁龙等都推出或研制出了产品车或概念样车。 专家认为在未来十年内，可能有40%的汽车均将采用混合动力技术，混合动力汽 车有着巨大的发展前景。混合动力系统中的大功率混合动力电机是混合动力系统 的关键部件。现有的混合动力汽车电机驱动控制方法不能根据蓄电池的荷电状态 值SOC来为车辆提供驱动力，从而提高车辆的性能，降低油耗，减少排放。
发明内容
本发明提出一种混合动力汽车电机驱动控制方法，以解决现有的混合动力汽
车电机驱动控制方法不能根据蓄电池的荷电状态值soc来为车辆提供驱动力，
从而提高车辆的性能，降低油耗，减少排放的技术问题。
为了解决以上技术问题，本发明采取的技术方案是 一种混合动力汽车电机驱动控制方法，其特征是，包括以下步骤 (一)实时检测蓄电池的荷电状态值SOC,比较判断当蓄电池的荷电状态值
SOC与阈值X， Y的关系，对应调整电机扭矩和发动机扭矩，其中X〈Y，
整车扭矩=发动机扭矩+电机扭矩
(1) 当SOCXX时，将电机扭矩置零，
(2) 当X〈SOCXY时，检测系统是否满足可以辅助驱动状态， 若不满足，将电机扭矩置零，
若满足，进一步判断发动机是否处于启动过程， 若处于启动过程，使电机发出最大扭矩，
若不处于启动过程，增大电机的输出扭矩，减小发动机的输出扭矩。 (3)当SOC〉Y时，检测系统是否满足可以辅助驱动状态，
若不满足，将电机扭矩置零，
若满足，进入偏重发动机效率的辅助驱动状态，调发动机扭矩到其工
作在效率比较高的区域；
(二)输出电机扭矩和发动机扭矩指令。 所述的步骤(一)完成后还继续调整得到发动机扭矩和电机扭矩进行平滑处
理。、
所述检测系统是否满足可以辅助驱动状态的方法为当出现以下任何情况中 的一种即为不能满足可以辅助驱动状态
a) 发动机处于非运行状态或发动机在怠速状态，
b) 离合器不处于闭合状态， C)离合器在空挡，
d) 刹车踏板被踩下，
e) 非启动过程中动力电池的温度高于某一阈值时，
f) 非启动过程中逆变器的温度高于某一阈值时，
g) 非启动过程中动力电池与电机断开时。
所述步骤(一)完成得到电机扭矩和发动机扭矩后，还将发动机扭矩与其最 小阈值比较，当发动机扭矩小于其最小阈值时，发动机扭矩取其最小阈值，电机 扭矩也做相应调整。
所述步骤(一)完成得到电机扭矩和发动机扭矩后，还将电机扭矩与其最小 阈值比较，当电机扭矩小于其最小阈值时，电机扭矩取其最小阈值。发动机扭矩 也做相应调整。
在采用了上述技术方案后，由于混合动力控制器对蓄电池的荷电状态值SOC 进行监测，对不同的状况进行及时判断以随时找到可以进行发电和进行辅助驱动 的机会，解决了现有的混合动力汽车电机驱动控制方法不能根据蓄电池的荷电状 态值SOC来为车辆提供驱动力而提高车辆的性能，降低油耗，减少排放的技术 问题。在运行过程当中，混合动力汽车可以通过混合动力电机将一部分剩余能量 转换成电能，存储到蓄电池等储能装置里。混合动力控制器可以控制电机在适当 的时候利用这一部分电能来提供驱动力，这一方面可以充分利用车辆运行过程中
的剩余能量，降低燃油消耗；另一方面可以提供比原有发动机更高的动力性能； 更重要的是，可以允许发动机工作在效率比较高的区域。当蓄电池电量比较多的 时候，可以让发动机工作在低扭矩、高效率的区域，此时发动机所提供的扭矩低 于车辆所需的扭矩，混合动力电机将补足车辆所需的扭矩；当蓄电池的电量比较 少的时候，可以让发动机工作在大扭矩、高效率的区域，发动机提供的扭矩超过 车辆所需，多余的扭矩可以驱动混合动力电机进行发电，将能量存储到蓄电池里。 如次反复循环。这样可以显著提高整车的燃油经济性，改善排放。
图1是本发明涉及的混合动力汽车的驱动机构连接示意图。 图2是本发明涉及的混合动力汽车的控制系统电气连接示意图。 图3是本发明实现发电功能的信号流示意图。 .图4是实现本发明的流程图。
具体实施例方式
本发明中的电机与发动机如图1所示为同轴布置，电机的一段与发动机曲轴 相连，另一端通过离合器与变速箱相连，电机是发电机/电动机一体化的，其工 作模式由混合动力控制器和电机控制器来控制。控制系统的电气连接和实现发电 功能的信号流如图2、 3所示。本发明的控制方法如图4所示，包括以下步骤 (一)实时检测蓄电池的荷电状态值SOC，比较判断当蓄电池的荷电状态值 SOC与阈值X， Y的关系，对应调整电机扭矩和发动机扭矩，其中X〈Y， 整车扭矩=发动机扭矩+电机扭矩
(1) 当SOCXX时，将电机扭矩置零，
(2) 当X〈SOCXY时，检测系统是否满足可以辅助驱动状态， 若不满足，将电机扭矩置零，
若满足，进一步判断发动机是否处于启动过程， . 若处于启动过程，使电机发出最大扭矩，
若不处于启动过程，增大电机的输出扭矩，减小发动机的输出扭矩。 (3)当SOC〉Y时，检测系统是否满足可以辅助驱动状态， 若不满足，将电机扭矩置零，
若满足，进入偏重发动机效率的辅助驱动状态，调发动机扭矩到其工 作在效率比较高的区域；
(二) 得到电机扭矩和发动机扭矩后，还将发动机扭矩和电机扭矩与各自最小阈 值比较，当发动机扭矩小于各自最小阈值时，发动机扭矩取其最小阖值， 电机扭矩也做相应调整；当电机扭矩小于其最小阈值时，电机扭矩取其最 小阈值。发动机扭矩也做相应调整；
(三) 将调整得到发动机扭矩和电机扭矩进行平滑处理。
(四) 输出电机扭矩和发动机扭矩指令。 其中检测系统是否满足可以辅助驱动状态的方法为当出现以下任何情况中
的一种即为不能满足可以辅助驱动状态-
a) 发动机处于非运行状态或发动机在怠速状态，
b) 离合器不处于闭合状态， C)离合器在空挡，
d) 刹车踏板被踩下，
e) 非启动过程中动力电池的温度高于某一阈值时，
f) 非启动过程中逆变器的温度高于某一阈值时，
g) 非启动过程中动力电池与电机断开时。
具体解释如下
1. 电机的辅助驱动可以分为启动，偏重发动机效率的辅助驱动，偏重性能的 辅助驱动。电机的辅助驱动可以充分利用车辆行驶过程中收集的剩余能量，并且 可以调整发动机的运行工况以提高发动机的效率，从而可以提高车辆的性能燃油 经济性。
2. 只有满足如下条件时才允许电机进行非启动过程的辅助驱动-只有发动机处于运行状态且发动机不是在怠速状态，才允许辅助驱动 只有离合器处于闭合状态，才允许进行辅助驱动 只有离合器不在空挡，才运行进行辅助驱动 只有刹车踏板没有被踩下，才允许进行辅助驱动
3. 以下状况下不允许进行非启动过程的辅助驱动 当动力电池的温度高于某一阈值时，禁止进行辅助驱动
当逆变器的温度高于某一阈值时，禁止进行辅助驱动 '当动力电池与电机断开时，不允许进行辅助驱动
4. 传统车辆启动时，电机是将发动机带动到低于怠速转速的一个速度，发动机 点火后自行加速到怠速转速。混合动力汽车启动过程中，混合动力电机可以一直 提供驱动力将发动机加速到目标转速，提高启动性能。辅助启动时，电机将工作 在自身的最大输出扭矩工况下。
5. 只有当蓄电池的SOC大于某一阈值X时，才允许混合动力电机进行辅助驱 动。
6. 当电池的SOC小于某一阈值Y，即X〈SOCXY，可以进行偏重发动机效率的 辅助驱动。让发动机工作在效率比较高的区域；用混合动力电机来补足车辆行驶 所需的扭矩。原则上电池的SOC越大，电机的驱动力矩也越大。
7. 当电池SOC大于某一阈值Y时，可以进行偏重车辆动力性能的辅助驱动。 优先考虑使用电机进行驱动，适当增大电机的输出扭矩，减小发动机的输出扭矩。
8. 混合动力控制器对油门信号进行解析，计算出整车所需要的扭矩。整车所需 扭矩、发动机扭矩和电机扭矩应当满足如下关系；
整车扭矩=发动机扭矩+电机扭矩 混合动力控制器根据计算结果以及其它的一些条件，分别向发动机管理系统和电 机控制器发出指令，要求各自提供一定的扭矩。
9. 在输出发动机的扭矩控制指令前，混合动力控制器需要限制发动机扭矩的最 小值，因为过低的输出扭矩工况下发动机的效率也很低。这可以通过将发动机的 扭矩提高到高于某一阈值来处理，电机的驱动扭矩需要进行相应调整。
10. 在输出电机的扭矩控制指令前，混合动力控制器需要限制电机的最小输出扭 矩，过低的输出扭矩也会使电机的效率很低。若电机的输出扭矩小于某一阈值， 则应当通过将该数值扭矩置成零来禁止电机的辅助驱动。
11. 在输出扭矩指令之前，混合动力控制器需要对电机扭矩和发动机扭矩进行 平滑，避免扭矩的阶跃变化，防止影响到整车的舒适性和对系统造成损坏。
权利要求
1、一种混合动力汽车电机驱动控制方法，其特征是，包括以下步骤(一)实时检测蓄电池的荷电状态值SOC，比较判断当蓄电池的荷电状态值SOC与阈值X，Y的关系，对应调整电机扭矩和发动机扭矩，其中X<Y，整车扭矩＝发动机扭矩-电机扭矩(1)当SOC<X时，将电机扭矩置零，(2)当X<SOC<Y时，检测系统是否满足可以辅助驱动状态，若不满足，将电机扭矩置零，若满足，进一步判断发动机是否处于启动过程，若处于启动过程，使电机发出最大扭矩，若不处于启动过程，增大电机的输出扭矩，减小发动机的输出扭矩。(3)当SOC>Y时，检测系统是否满足可以辅助驱动状态，若不满足，将电机扭矩置零，若满足，进入偏重发动机效率的辅助驱动状态，调发动机扭矩到其工作在效率比较高的区域；(二)输出电机扭矩和发动机扭矩指令。
2、 如权利要求1所述的混合动力汽车电机驱动控制方法，其特征是，所述的步 骤(一)完成后还继续调整得到发动机扭矩和电机扭矩进行平滑处理。
3、 如权利要求1所述的混合动力汽车电机驱动控制方法，其特征是，所述检测 系统是否满足可以辅助驱动状态的方法为当出现以下任何情况中的一种即为不 能满足可以辅助驱动状态a) 发动机处于非运行状态或发动机在怠速状态，b) 离合器不处于闭合状态，c) 离合器在空挡，d) 刹车踏板被踩下，e) 非启动过程中动力电池的温度高于某一阈值时，f) 非启动过程中逆变器的温度高于某一阈值时，g) 非启动过程中动力电池与电机断开时。
4、 如权利要求1所述的混合动力汽车电机驱动控制方法，其特征是，所述步骤 (一)完成得到电机扭矩和发动机扭矩后，还将发动机扭矩与其最小阈值比较，当发动机扭矩小于其最小阈值时，发动机扭矩取其最小阈值，电机扭矩也做相应 调整。
5、如权利要求1所述的混合动力汽车电机驱动控制方法，其特征是，所述 步骤(一)完成得到电机扭矩和发动机扭矩后，还将电机扭矩与其最小阈值比较， 当电机扭矩小于其最小阈值时，电机扭矩取其最小阈值。发动机扭矩也做相应调
全文摘要
本发明涉及混合动力汽车电机驱动控制方法。包括以下步骤1.实时检测蓄电池的荷电状态值SOC，比较判断当蓄电池的荷电状态值SOC与阈值X，Y的关系，对应调整电机扭矩和发动机扭矩，其中X＜Y，整车所需扭矩＝发动机所需扭矩-电机进行发电的扭矩；2.输出电机扭矩和发动机扭矩指令。由于混合动力控制器对蓄电池的荷电状态值SOC进行监测，对不同的状况进行及时判断以随时找到可以进行发电和进行辅助驱动的机会，解决了现有的混合动力汽车电机驱动控制方法不能根据蓄电池的荷电状态值SOC来为车辆提供驱动力而提高车辆的性能，降低油耗，减少排放的技术问题。
文档编号B60L15/20GK101386303SQ20071007697
公开日2009年3月18日 申请日期2007年9月12日 优先权日2007年9月12日
发明者邹海滨, 敬 黄 申请人:奇瑞汽车股份有限公司