一种四驱混合动力汽车的控制方法
【专利摘要】本发明提出一种四驱混合动力汽车的控制方法，包括：检测点火钥匙信号、车辆需求扭矩、动力电池荷电状态和车速信号；根据火钥匙信号、车辆需求扭矩、动力电池荷电状态和车速信号控制车辆在多个工作模式间转换。根据本发明的实施例，工作模式多，可充分发挥四驱混动结构的优点。多种工作模式间的转换，可使车辆在每个时刻均处于最佳工作模式，降低油耗。此外，在不同工作模式下对各部件转矩的分配，可优化发动机、ISG电机和后轴电机的工作效率，进一步降低整车的燃油消耗。
【专利说明】—种四驱混合动力汽车的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车制造【技术领域】，特别涉及一种四驱混合动力汽车的控制方法。
【背景技术】
[0002]目前，随着四驱混合动力汽车的出现，伴随着对四驱混合动力汽车的控制，现有的控制电动四驱混合动力车辆的控制方法中，如申请号:201010238351.8所公开的技术方案中，将车辆工作模式分为行车准备模式、纯电动模式、发动机起动模式、常规模式和制动模式，共计5种工作模式，另外，如申请号:200910040759.1所公开的技术方案中，将车辆工作模式分为低速纯电动模式、发动机高效模式、高速模式、强混四轮驱动模式和能量回收模式，共计5种工作模式。
[0003]然而，在发动机停机动态过程中，并没有对车辆排放性能进行控制，从而导致排放性能不佳。另外，没有考虑当车速较低或前轴动力系统发生故障时，对于车辆的控制，导致车辆存在安全隐患。此外，对于前轴驱动时的工作模式考虑不充分，前轴驱动时既有可能是前轴并联发电模式(前轴发动机部分动力驱动车辆，同时部分动力和ISG发电)，也有可能是前轴并联驱动模式(发动机和ISG均输出驱动力)，然而现有的方式均没有涉及到，对于车辆的控制并不完善。此外，如上述的控制方法中，对于工作模式间的转换条件并不明确，在实际应用中实施困难。
【发明内容】
[0004]本发明旨在至少解决上述技术问题之一。
[0005]为此，本发明的目的在于提出一种工作模式周全、多种工作模式间的转换以使车辆在每个时刻均处于最佳工作模式，且在不同工作模式下对各部件转矩的分配以优化发动机、ISG电机和后轴电机的工作效率，达到降低整车燃油消耗的四驱混合动力汽车的控制方法。
[0006]为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种四驱混合动力汽车的控制方法，所述四驱混合动力汽车包括:发动机、ISG电机、自动变速器、主减速器、后轴电机和差速器，其中，所述发动机通过所述ISG电机与所述自动变速器相连，所述自动变速器通过所述主减速器与前桥相连，所述后轴电机通过所述差速器与后桥相连，所述方法包括:检测点火钥匙信号、车辆需求扭矩、动力电池荷电状态和车速信号；根据所述火钥匙信号、车辆需求扭矩、动力电池荷电状态和车速信号控制车辆在多个工作模式间转换，其中，车辆默认为停车模式，所述工作模式包括:后轮驱动纯电动模式、串联模式、四驱并联驱动模式、前驱并联发电模、前驱并联驱动模式、发动机单独驱动模式、再生制动模式、发动机启动动态模式、发动机停机动态模式和所述停车模式，其中，在所述车辆处于四驱并联驱动模式时，如果判断动力电池需充电且车速小于规定阈值，或者在车辆处于发动机启动动态模式时，如果判断动力电池需充电且车速小于规定阈值，或者在车辆处于前驱并联驱动模式时，如果判断动力电池需充电且车速小于规定阈值时，则控制所述车辆转换至所述串联模式。
[0007]根据本发明实施例的四驱混合动力汽车的控制方法，对四驱混合动力汽车的工作模式考虑周全，可充分发挥四驱混动结构的优点。另外，根据车况进行多种工作模式间的转换条件，可使车辆在每个时刻均处于最佳工作模式，从而降低油耗。此外，本发明实施例的四驱混合动力汽车的控制方法中在不同工作模式下对各部件转矩的分配方法，可优化发动机、ISG电机和后轴电机的工作效率，进一步降低整车的燃油消耗。
[0008]另外，根据本发明上述实施例的四驱混合动力汽车的控制方法还可以具有如下附加的技术特征:
[0009]在一些示例中，其中，所述发动机停机动态模式为:在发动机不工作、ISG电机输出恒值的发电扭矩和辅助发动机快速停机的过程中，后轴电机的输出扭矩满足车辆的驱动扭矩需求；所述串联模式为:所述ISG电机的扭矩指令为给定恒值发电扭矩、发动机输出转矩满足ISG电机的发电扭矩且后轴电机的输出扭矩满足车辆的驱动扭矩需求。
[0010]在一些示例中，其中，所述停车模式为:所述发动机、ISG电机和后轴电机不工作；所述后轮驱动纯电动模式为:所述发动机和ISG电机不工作且所述后轴电机的输出扭矩满足车辆的驱动扭矩需求；发动机启动动态模式为:在所述发动机不工作、所述ISG电机输出恒值的驱动扭矩且快速启动发动机的过程中，所述后轴电机的输出扭矩满足车辆的驱动扭矩需求；前驱并联发电模式:后轴电机不工作、ISG电机的扭矩指令为给定的发电扭矩以及发动机的输出转矩应满足车辆驱动扭矩和ISG发电扭矩需求；四驱并联驱动模式:后轴电机的扭矩指令为峰值扭矩、ISG电机输出恒值的驱动扭矩，发动机扭矩可保证发动机与ISG电机联合工作且满足车辆前轴驱动扭矩需求；前驱并联驱动模式:后轴电机不工作、ISG电机的扭矩指令为给定的驱动扭矩，发动机扭矩可保证发动机与ISG联合工作且满足车辆前轴驱动扭矩需求；发动机单独驱动模式为:后轴电机和ISG电机不工作且发动机的输出转矩满足车辆驱动扭矩需求；再生制动模式为:发动机不工作、后轴电机输出恒值发电扭矩、ISG电机的制动扭矩大于第一预设扭矩时，ISG电机输出发电扭矩并与后轴电机完成能量回收，ISG电机的制动扭矩小于第二预设扭矩时，ISG电机的扭矩指令为O。
[0011]在一些示例中，多个工作模式间转换的条件还包括:当车辆处于后轮驱动纯电动模式时，如果需求扭矩等于0，则由后轮驱动纯电动模式转换至停车模式，如果动力电池需充电，或者动力电池可放电且需求扭矩大于后轴电机峰值输出能力，则由后轮驱动纯电动模式转换至发动机启动动态模式；当车辆处于发动机启动动态模式时，如果动力电池可放电且需求扭矩大于后轴电机峰值输出能力，则由发动机启动动态模式转换至四驱并联驱动模式，如果动力电池需充电且车速低于规定阈值，则由发动机启动动态模式转换至串联模式，如果动力电池需充电且车速高于规定阈值，则由发动机启动动态模式转换至前驱并联发电模式；当车辆处于串联模式时，如果动力电池需充电且车速高于规定阈值，则由串联模式转换至前驱并联发电模式，如果再生制动，或者动力电池可放电且需求扭矩小于后轴电机峰值输出能力，则由串联模式转换至发动机停机动态模式，如果动力电池可放电且需求扭矩大于后轴电机峰值输出能力，则由串联模式转换至四驱并联驱动模式。
[0012]在一些示例中，多个工作模式间转换的条件还包括:当车辆处于前驱并联发电模式，如果动力电池需充电且车速低于规定阈值，则由前驱并联发电模式转换至串联模式，如果再生制动，或者动力电池可放电且需求扭矩小于后轴电机峰值输出能力，则由前驱并联发电模式转换至发动机停机动态模式，如果动力电池可放电且需求扭矩大于发动机和ISG电机输出能力，则由前驱并联发电模式转换至四驱并联驱动模式，如果动力电池可放电且需求扭矩大于发动机输出能力，或者动力电池可放电且需求扭矩小于发动机输出能力且前驱并联驱动时发动机和ISG电机均处于高效区，则由前驱并联发电模式转换至前驱并联驱动模式，如果动力电池可放电且需求扭矩小于发动机峰值输出能力且发动机单独驱动时处于高效区且前驱并联驱动时发动机和ISG电机之一处于低效区，则由前驱并联发电模式转换至发动机单独驱动；当车辆处于发动机停机动态模式，如果电动力池可放电且需求转矩小于后轴电机峰值输出能力，则由发动机停机动态模式转换至后轮驱动纯电动模式，如果动力电池可充电且再生制动，则由发动机停机动态模式转换至再生制动模式；当车辆处于四驱并联驱动模式，如果动力电池需充电且车速低于规定阈值，则由四驱并联驱动模式转换至串联模式，如果动力电池需充电且车速高于规定阈值，则由四驱并联驱动模式转换至前驱并联发电模式，如果再生制动，或者动力电池可放电且需求扭矩小于后轴电机峰值输出能力，则由四驱并联驱动模式转换至发动机停机动态模式，如果动力电池可放电且需求扭矩小于发动机和ISG电机联合输出能力，则由四驱并联驱动模式转换至前驱并联驱动模式。
[0013]在一些示例中，多个工作模式间转换的条件还包括:当车辆处于前驱并联驱动模式，如果动力电池需充电且车速低于规定阈值，则由前驱并联驱动模式转换至串联模式，如果动力电池需充电且车速高于规定阈值，则由前驱并联驱动模式转换至前驱并联发电模式，如果再生制动，或者动力电池可放电且需求扭矩小于后轴电机峰值输出能力，则由前驱并联驱动模式转换至发动机停机动态模式，如果动力电池可放电且需求扭矩大于发动机和ISG电机输出能力，则由前驱并联驱动模式转换至四驱并联驱动模式，如果动力电池可放电且需求扭矩小于发动机峰值输出能力且发动机单独驱动时处于高效区且前驱并联驱动时发动机和ISG电机之一处于低效区，则由前驱并联驱动模式转换至发动机单独驱动模式；当车辆处于发动机单独驱动模式，如果再生制动，或者动力电池可放电且需求扭矩小于后轴电机峰值输出能力，则由发动机单独驱动模式转换至发动机停机动态模式，如果动力电池可放电且需求扭矩大于发动机峰值输出能力，或者需求扭矩小于发动机峰值输出能力且前驱并联驱动时发动机和ISG电机处于高效区，则由发动机单独驱动模式转换至前驱并联驱动模式，如果动力电池需充电且前驱并联发电时发动机和ISG电机均处于高效区，则由发动机单独驱动模式转换至前驱并联发电模式；当车辆处于再生制动模式，如果需求扭矩等于0，则由再生制动模式转换至停车模式；如果需求扭矩大于0，由再生制动模式转换至后轮驱动纯电动模式。
[0014]在一些示例中,其中,所述需求扭矩指车轮处的需求扭矩,动力电池可放电指动力电池荷电状态大于第一阈值，动力电池需充电是指动力电池荷电状态小于第二阈值，后轴电机峰值输出能力指后轴电机处于峰值状态时传输至车轮处的转矩，发动机和ISG电机输出能力指发动机和ISG电机均处于峰值状态时传输至车轮处的转矩，发动机和ISG电机均处于高效区指发动机和ISG电机工作点处的效率数值较高，前轴驱动扭矩指车辆需求扭矩与后轴输出扭矩之差。
[0015]其中，对动力电池可放电指动力电池荷电状态大于第一阈值，动力电池需充电是指动力电池荷电状态小于第二阈值的进一步解释为:假如第一阈值为100，第二阈值为50 ；大于100时可放电，小于50时需充电；50和100之间时维持前一状态，例如前一状态为可放电、当前状态为可放电，假如前一状态为需充电、当前状态为需充电。
[0016]本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0018]图1是根据本发明一个实施例的四驱混合动力汽车的控制方法的四驱混合动力汽车的结构示意图；
[0019]图2是根据本发明一个实施例的四驱混合动力汽车的控制方法的流程图；以及
[0020]图3是根据本发明一个实施例的四驱混合动力汽车的控制方法中多个工作模式间转换的示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0022]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0023]在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0024]以下结合附图描述根据本发明实施例的四驱混合动力汽车的控制方法。
[0025]为了对本发明实施例的四驱混合动力汽车的控制方法有更清楚的认识，下面首先对本发明实施例的四驱混合动力汽车的结构进行说明。如图1所示，四驱混合动力汽车包括:发动机1、ISG电机2、自动变速器3、主减速器4、后轴电机5和差速器6，其中，发动机I通过ISG电机2与自动变速器3相连，自动变速器3通过主减速器4与前桥相连，后轴电机5通过差速器6与后桥相连。
[0026]图2是根据本发明一个实施例的四驱混合动力汽车的控制方法的流程图。如图2所示，该控制方法，包括以下步骤:
[0027]步骤SlOl:检测点火钥匙信号、车辆需求扭矩、动力电池荷电状态和车速信号。
[0028]步骤S102:根据火钥匙信号、车辆需求扭矩、动力电池荷电状态和车速信号控制车辆在多个工作模式间转换，其中，车辆默认为停车模式，工作模式包括:后轮驱动纯电动模式、串联模式、四驱并联驱动模式、前驱并联发电模、前驱并联驱动模式、发动机单独驱动模式、再生制动模式、发动机启动动态模式、发动机停机动态模式和所述停车模式，其中，在车辆处于四驱并联驱动模式时，如果判断动力电池需充电且车速小于规定阈值，或者在车辆处于发动机启动动态模式时，如果判断动力电池需充电且车速小于规定阈值，或者在车辆处于前驱并联驱动模式时，如果判断动力电池需充电且车速小于规定阈值时，则控制所述车辆转换至所述串联模式。
[0029]以下对本发明实施例的多种工作模式进行说明，其中:
[0030]发动机停机动态模式为:在发动机不工作、ISG电机输出恒值的发电扭矩和辅助发动机快速停机的过程中，后轴电机的输出扭矩满足车辆的驱动扭矩需求。即发动机扭矩指令为0，ISG (ISG电机)输出恒值的发电扭矩、辅助发动机快速停机，在此动态过程中后轴电机输出扭矩满足车辆的驱动扭矩需求。
[0031]串联模式为:ISG电机的扭矩指令为给定恒值发电扭矩、发动机输出转矩满足ISG电机的发电扭矩且后轴电机的输出扭矩满足车辆的驱动扭矩需求。即ISG转矩指令为给定恒值发电扭矩，发动机输出转矩满足ISG的发电扭矩，后轴电机输出扭矩满足车辆的驱动扭矩需求。
[0032]停车模式为:发动机、ISG电机和后轴电机不工作。即发动机、ISG电机和后轴电机扭矩指令均为O。
[0033]后轮驱动纯电动模式为:发动机和ISG电机不工作且后轴电机的输出扭矩满足车辆的驱动扭矩需求。即发动机和ISG电机扭矩指令均为0，后轴电机输出扭矩满足车辆的驱动扭矩需求。
[0034]发动机启动动态模式为:在发动机不工作、ISG电机输出恒值的驱动扭矩且快速启动发动机的过程中，后轴电机的输出扭矩满足车辆的驱动扭矩需求。即发动机扭矩指令为0，ISG输出恒值的驱动扭矩、快速启动发动机，在此动态过程中后轴电机输出扭矩满足车辆的驱动扭矩需求。
[0035]前驱并联发电模式:后轴电机不工作、ISG电机的扭矩指令为给定的发电扭矩以及发动机的输出转矩应满足车辆驱动扭矩和ISG发电扭矩需求。即后轴转矩指令为0，ISG转矩指令为给定的发电扭矩，发动机输出转矩应满足车辆驱动扭矩和ISG发电扭矩需求。
[0036]四驱并联驱动模式:后轴电机的扭矩指令为峰值扭矩、ISG电机输出恒值的驱动扭矩，发动机扭矩可保证发动机与ISG电机联合工作且满足车辆前轴驱动扭矩需求。即后轴电机扭矩指令为其峰值扭矩，ISG输出恒值的驱动扭矩，发动机扭矩应保证发动机与ISG联合工作、满足车辆前轴驱动扭矩需求。
[0037]前驱并联驱动模式:后轴电机不工作、ISG电机的扭矩指令为给定的驱动扭矩，发动机扭矩可保证发动机与ISG联合工作且满足车辆前轴驱动扭矩需求。即后轴转矩指令为
O,ISG转矩指令为给定的驱动扭矩，发动机扭矩应保证发动机与ISG联合工作、满足车辆前轴驱动扭矩需求。
[0038]发动机单独驱动模式为:后轴电机和ISG电机不工作且发动机的输出转矩满足车辆驱动扭矩需求。即后轴电机和ISG电机转矩指令为0，发动机输出转矩满足车辆驱动扭矩需求。
[0039]再生制动模式为:发动机不工作、后轴电机输出恒值发电扭矩、ISG电机的制动扭矩大于第一预设扭矩时，ISG电机输出发电扭矩并与后轴电机完成能量回收，ISG电机的制动扭矩小于第二预设扭矩时，ISG电机的扭矩指令为O。即发动机扭矩指令为O，后轴电机输出恒值发电扭矩，ISG制动扭矩较大时，ISG输出发电扭矩、与后轴电机完成能量回收，制动扭矩较小时，ISG扭矩指令为O。
[0040]在本发明的一个实施例中，多个工作模式间转换的条件如下:
[0041]当车辆处于后轮驱动纯电动模式时，如果需求扭矩等于0，则由后轮驱动纯电动模式转换至停车模式，如果动力电池需充电，或者动力电池可放电且需求扭矩大于后轴电机峰值输出能力，则由后轮驱动纯电动模式转换至发动机启动动态模式；
[0042]当车辆处于发动机启动动态模式时，如果动力电池可放电且需求扭矩大于后轴电机峰值输出能力，则由发动机启动动态模式转换至四驱并联驱动模式，如果动力电池需充电且车速低于规定阈值，则由发动机启动动态模式转换至串联模式，如果动力电池需充电且车速高于规定阈值，则由发动机启动动态模式转换至前驱并联发电模式；
[0043]当车辆处于串联模式时，如果动力电池需充电且车速高于规定阈值，则由串联模式转换至前驱并联发电模式，如果再生制动，或者动力电池可放电且需求扭矩小于后轴电机峰值输出能力，则由串联模式转换至发动机停机动态模式，如果动力电池可放电且需求扭矩大于后轴电机峰值输出能力，则由串联模式转换至四驱并联驱动模式。
[0044]当车辆处于前驱并联发电模式，如果动力电池需充电且车速低于规定阈值，则由前驱并联发电模式转换至串联模式，如果再生制动，或者动力电池可放电且需求扭矩小于后轴电机峰值输出能力，则由前驱并联发电模式转换至发动机停机动态模式，如果动力电池可放电且需求扭矩大于发动机和ISG电机输出能力，则由前驱并联发电模式转换至四驱并联驱动模式，如果动力电池可放电且需求扭矩大于发动机输出能力，或者动力电池可放电且需求扭矩小于发动机输出能力且前驱并联驱动时发动机和ISG电机均处于高效区，则由前驱并联发电模式转换至前驱并联驱动模式，如果动力电池可放电且需求扭矩小于发动机峰值输出能力且发动机单独驱动时处于高效区且前驱并联驱动时发动机和ISG电机之一处于低效区，则由前驱并联发电模式转换至发动机单独驱动；
[0045]当车辆处于发动机停机动态模式，如果电动力池可放电且需求转矩小于后轴电机峰值输出能力，则由发动机停机动态模式转换至后轮驱动纯电动模式，如果动力电池可充电且再生制动，则由发动机停机动态模式转换至再生制动模式；
[0046]当车辆处于四驱并联驱动模式，如果动力电池需充电且车速低于规定阈值，则由四驱并联驱动模式转换至串联模式，如果动力电池需充电且车速高于规定阈值，则由四驱并联驱动模式转换至前驱并联发电模式，如果再生制动，或者动力电池可放电且需求扭矩小于后轴电机峰值输出能力，则由四驱并联驱动模式转换至发动机停机动态模式，如果动力电池可放电且需求扭矩小于发动机和ISG电机联合输出能力，则由四驱并联驱动模式转换至前驱并联驱动模式。
[0047]当车辆处于前驱并联驱动模式，如果动力电池需充电且车速低于规定阈值，则由前驱并联驱动模式转换至串联模式，如果动力电池需充电且车速高于规定阈值，则由前驱并联驱动模式转换至前驱并联发电模式，如果再生制动，或者动力电池可放电且需求扭矩小于后轴电机峰值输出能力，则由前驱并联驱动模式转换至发动机停机动态模式，如果动力电池可放电且需求扭矩大于发动机和ISG电机输出能力，则由前驱并联驱动模式转换至四驱并联驱动模式，如果动力电池可放电且需求扭矩小于发动机峰值输出能力且发动机单独驱动时处于高效区且前驱并联驱动时发动机和ISG电机之一处于低效区，则由前驱并联驱动模式转换至发动机单独驱动模式；
[0048]当车辆处于发动机单独驱动模式，如果再生制动，或者动力电池可放电且需求扭矩小于后轴电机峰值输出能力，则由发动机单独驱动模式转换至发动机停机动态模式，如果动力电池可放电且需求扭矩大于发动机峰值输出能力，或者需求扭矩小于发动机峰值输出能力且前驱并联驱动时发动机和ISG电机处于高效区，则由发动机单独驱动模式转换至前驱并联驱动模式，如果动力电池需充电且前驱并联发电时发动机和ISG电机均处于高效区，则由发动机单独驱动模式转换至前驱并联发电模式；
[0049]当车辆处于再生制动模式，如果需求扭矩等于0，则由再生制动模式转换至停车模式；如果需求扭矩大于0，由再生制动模式转换至后轮驱动纯电动模式。
[0050]进一步解释图3和表I所示，其中，多个工作模式及其之间的转换如图3所示，其转换条件如表I所示:
[0051]条件__转换条件_
条件1-1启动且电池可放电_
条件1-2__启动且电池需充电_
条件2-1__需求扭矩等于O_
条件2-2__电池需充电或(电池可放电且需求扭矩大于后轴电机峰值输出能力)
条件3-1__电池可放电且需求扭矩大于后轴电机峰值输出能力_
条件3-2__电池需充电且车速低于规定阈值_
条件3-3电池需充电且车速高于规定阈值
条件4-1电池需充电且车速高于规定阈值条件4-2再生制动或(电池可放电且需求扭矩小于后轴电机峰值输出能力)
条件4-3__电池可放电且需求扭矩大于后轴电机峰值输出能力_
条件5-1电池需充电且车速低于规定阈值
条件5-2再生制动或(电池可放电且需求扭矩小于后轴电机峰值输出能力)_
条件5-3__电池可放电且需求扭矩大于发动机和ISG输出能力_
(电池可放电且需求扭矩大于发动机输出能力)或(电池可放电且需求条件5-4 扭矩小于发动机输出能力且FWD并联驱动时发动机和ISG均处于高效
___
~夂侔电池可放电且需求扭矩小于发动机峰值输出能力且发动机单独驱动时处亦__于高效区且FWD并联驱动时发动机和ISG不能同时处于高效区条件6-1__电池可放电且需求转姐小于后轴电机锋值输出能力_
条件6-2__电池可充电且再生制动_
条件7-1__电池需充电且车速低于规定阈值_
条件7-2__电池需充电且车速高于规定阈值_
条件7-3__再生制动或(电池可放电且需求扭矩小于后轴电机峰值输出能力)
条件7-4__电池可放电且需求扭矩小于发动机和ISG联合输出能力_
条件8-1__电池需充电且车速低于规定阈值_
条件8-2__电池需充电且车速高于规定阈值_
条件8-3再生制动或(电池可放电且需求扭矩小于后轴电机峰值输出能力)
条件8-4__电池可放电且需求扭矩大于发动机和ISG输出能力_
夂体只^ 电池可放电且需求扭矩小于发动机峰值输出能力且发动机单独驱动时处
$干__于高效区且FWD并联驱动时发动机和ISG不能同时处于高效区条件9-1__再生制动或(电池可放电且需求扭矩小于后轴电机峰值输出能力)
^夂件(电池可放电且需求扭矩大于发动机峰值输出能力)或(需求扭矩小于氺 -__发动机峰值输出能力且FWD并联驱动时发动机和ISG效率较高)
条件9-3__电池需充电且(FWD并联发电时发动机和ISG均处于高效区)
条件I O-1__需求扭叛等于O_
条件10-2需求扭矩大于O
[0052]表I
[0053]其中，需求扭矩指车轮处的需求扭矩，动力电池可放电指动力电池荷电状态大于第一阈值，动力电池需充电是指动力电池荷电状态小于第二阈值，后轴电机峰值输出能力指后轴电机处于峰值状态时传输至车轮处的转矩，发动机和ISG电机输出能力指发动机和ISG电机均处于峰值状态时传输至车轮处的转矩,发动机和ISG电机均处于高效区指发动机和ISG电机工作点处的效率数值较高，前轴驱动扭矩指车辆需求扭矩与后轴输出扭矩之差。
[0054]换言之，表I中需求扭矩是指车轮处的需求扭矩，需求扭矩是车速和加速踏板开度的函数，当加速踏板开度大于O时、需求扭矩大于0，当加速踏板开度等于O且车速等于O时、需求扭矩等于0，当加速踏板开度等于O且车速大于O时、需求扭矩小于O ;电池可放电是指SOC大于某一阈值(例如30%)，电池需充电是指SOC小于某一阈值(例如25%);后轴电机峰值输出能力是指后轴电机处于峰值状态时传输至车轮处的转矩；发动机和ISG输出能力是指发动机和ISG均处于峰值状态时传输至车轮处的转矩；发动机和ISG均处于高效区是指发动机和ISG工作点处的效率数值较高；前轴驱动扭矩是指车辆需求扭矩与后轴输出扭矩之差；条件8-1和8-2中阈值是指发动机处于最低规定转速(例如怠速)、变速箱置于I挡时的车速。
[0055]根据本发明实施例的四驱混合动力汽车的控制方法，对四驱混合动力汽车的工作模式考虑周全，可充分发挥四驱混动结构的优点。另外，根据车况进行多种工作模式间的转换条件，可使车辆在每个时刻均处于最佳工作模式，从而降低油耗。此外，本发明实施例的四驱混合动力汽车的控制方法中在不同工作模式下对各部件转矩的分配方法，可优化发动机、ISG电机和后轴电机的工作效率，进一步降低整车的燃油消耗。
[0056]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0057]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。
【权利要求】
1.一种四驱混合动力汽车的控制方法，所述四驱混合动力汽车包括:发动机、ISG电机、自动变速器、主减速器、后轴电机和差速器，其中，所述发动机通过所述ISG电机与所述自动变速器相连，所述自动变速器通过所述主减速器与前桥相连，所述后轴电机通过所述差速器与后桥相连，其特征在于，所述方法包括: 检测点火钥匙信号、车辆需求扭矩、动力电池荷电状态和车速信号； 根据所述火钥匙信号、车辆需求扭矩、动力电池荷电状态和车速信号控制车辆在多个工作模式间转换，其中，车辆默认为停车模式，所述工作模式包括:后轮驱动纯电动模式、串联模式、四驱并联驱动模式、前驱并联发电模、前驱并联驱动模式、发动机单独驱动模式、再生制动模式、发动机启动动态模式、发动机停机动态模式和所述停车模式， 其中，在所述车辆处于四驱并联驱动模式时，如果判断动力电池需充电且车速小于规定阈值，或者在车辆处于发动机启动动态模式时，如果判断动力电池需充电且车速小于规定阈值，或者在车辆处于前驱并联驱动模式时，如果判断动力电池需充电且车速小于规定阈值时，则控制所述车辆转换至所述串联模式。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，其中， 所述发动机停机动态模式为:在发动机不工作、ISG电机输出恒值的发电扭矩和辅助发动机快速停机的过程中，后轴电机的输出扭矩满足车辆的驱动扭矩需求； 所述串联模式为:所述ISG电机的扭矩指令为给定恒值发电扭矩、发动机输出转矩满足ISG电机的发电扭矩且后轴电机的输出扭矩满足车辆的驱动扭矩需求。
3.根据权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，其中， 所述停车模式为:所述发动机、ISG电机和后轴电机不工作； 所述后轮驱动纯电动模式为:所述发动机和ISG电机不工作且所述后轴电机的输出扭矩满足车辆的驱动扭矩需求； 发动机启动动态模式为:在所述发动机不工作、所述ISG电机输出恒值的驱动扭矩且快速启动发动机的过程中，所述后轴电机的输出扭矩满足车辆的驱动扭矩需求； 前驱并联发电模式:后轴电机不工作、ISG电机的扭矩指令为给定的发电扭矩以及发动机的输出转矩应满足车辆驱动扭矩和ISG发电扭矩需求； 四驱并联驱动模式:后轴电机的扭矩指令为峰值扭矩、ISG电机输出恒值的驱动扭矩，发动机扭矩可保证发动机与ISG电机联合工作且满足车辆前轴驱动扭矩需求； 前驱并联驱动模式:后轴电机不工作、ISG电机的扭矩指令为给定的驱动扭矩，发动机扭矩可保证发动机与ISG联合工作且满足车辆前轴驱动扭矩需求； 发动机单独驱动模式为:后轴电机和ISG电机不工作且发动机的输出转矩满足车辆驱动扭矩需求； 再生制动模式为:发动机不工作、后轴电机输出恒值发电扭矩、ISG电机的制动扭矩大于第一预设扭矩时，ISG电机输出发电扭矩并与后轴电机完成能量回收，ISG电机的制动扭矩小于第二预设扭矩时，ISG电机的扭矩指令为O。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，多个工作模式间转换的条件还包括: 当车辆处于后轮驱动纯电动模式时，如果需求扭矩等于O，则由后轮驱动纯电动模式转换至停车模式，如果动力电池需充电，或者动力电池可放电且需求扭矩大于后轴电机峰值输出能力，则由后轮驱动纯电动模式转换至发动机启动动态模式； 当车辆处于发动机启动动态模式时，如果动力电池可放电且需求扭矩大于后轴电机峰值输出能力，则由发动机启动动态模式转换至四驱并联驱动模式，如果动力电池需充电且车速低于规定阈值，则由发动机启动动态模式转换至串联模式，如果动力电池需充电且车速高于规定阈值，则由发动机启动动态模式转换至前驱并联发电模式； 当车辆处于串联模式时，如果动力电池需充电且车速高于规定阈值，则由串联模式转换至前驱并联发电模式，如果再生制动，或者动力电池可放电且需求扭矩小于后轴电机峰值输出能力，则由串联模式转换至发动机停机动态模式，如果动力电池可放电且需求扭矩大于后轴电机峰值输出能力，则由串联模式转换至四驱并联驱动模式。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，多个工作模式间转换的条件还包括: 当车辆处于前驱并联发电模式，如果动力电池需充电且车速低于规定阈值，则由前驱并联发电模式转换至串联模式，如果再生制动，或者动力电池可放电且需求扭矩小于后轴电机峰值输出能力，则由前驱并联发电模式转换至发动机停机动态模式，如果动力电池可放电且需求扭矩大于发动机和ISG电机输出能力，则由前驱并联发电模式转换至四驱并联驱动模式，如果动力电池可放电且需求扭矩大于发动机输出能力，或者动力电池可放电且需求扭矩小于发动机输出能力且前驱并联驱动时发动机和ISG电机均处于高效区，则由前驱并联发电模式转换至前驱并联驱动模式，如果动力电池可放电且需求扭矩小于发动机峰值输出能力且发动机单独驱动时处于高效区且前驱并联驱动时发动机和ISG电机之一处于低效区，则由前驱并联发电模式转换至发动机单独驱动； 当车辆处于发动机停机动态模式，如果电动力池可放电且需求转矩小于后轴电机峰值输出能力，则由发动机停机动态模式转换至后轮驱动纯电动模式，如果动力电池可充电且再生制动，则由发动机停机动态模式转换至再生制动模式； 当车辆处于四驱并联驱动模式，如果动力电池需充电且车速低于规定阈值，则由四驱并联驱动模式转换至串联模式，如果动力电池需充电且车速高于规定阈值，则由四驱并联驱动模式转换至前驱并联发电模式，如果再生制动，或者动力电池可放电且需求扭矩小于后轴电机峰值输出能力，则由四驱并联驱动模式转换至发动机停机动态模式，如果动力电池可放电且需求扭矩小于发动机和ISG电机联合输出能力，则由四驱并联驱动模式转换至前驱并联驱动模式。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，多个工作模式间转换的条件还包括: 当车辆处于前驱并联驱动模式，如果动力电池需充电且车速低于规定阈值，则由前驱并联驱动模式转换至串联模式，如果动力电池需充电且车速高于规定阈值，则由前驱并联驱动模式转换至前驱并联发电模式，如果再生制动，或者动力电池可放电且需求扭矩小于后轴电机峰值输出能力，则由前驱并联驱动模式转换至发动机停机动态模式，如果动力电池可放电且需求扭矩大于发动机和ISG电机输出能力，则由前驱并联驱动模式转换至四驱并联驱动模式，如果动力电池可放电且需求扭矩小于发动机峰值输出能力且发动机单独驱动时处于高效区且前驱并联驱动时发动机和ISG电机之一处于低效区，则由前驱并联驱动模式转换至发动机单独驱动模式； 当车辆处于发动机单独驱动模式，如果再生制动，或者动力电池可放电且需求扭矩小于后轴电机峰值输出能力，则由发动机单独驱动模式转换至发动机停机动态模式，如果动力电池可放电且需求扭矩大于发动机峰值输出能力，或者需求扭矩小于发动机峰值输出能力且前驱并联驱动时发动机和ISG电机处于高效区，则由发动机单独驱动模式转换至前驱并联驱动模式，如果动力电池需充电且前驱并联发电时发动机和ISG电机均处于高效区，则由发动机单独驱动模式转换至前驱并联发电模式； 当车辆处于再生制动模式，如果需求扭矩等于O，则由再生制动模式转换至停车模式；如果需求扭矩大于O，由再生制动模式转换至后轮驱动纯电动模式。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，其中， 所述需求扭矩指车轮处的需求扭矩，动力电池可放电指动力电池荷电状态大于第一阈值，动力电池需充电是指动力电池荷电状态小于第二阈值，后轴电机峰值输出能力指后轴电机处于峰值状态时传输至车轮处的转矩，发动机和ISG电机输出能力指发动机和ISG电机均处于峰值状态时传输至车轮处的转矩，发动机和ISG电机均处于高效区指发动机和ISG电机工作点处的效率数值较高，前轴驱动扭矩指车辆需求扭矩与后轴输出扭矩之差。
【文档编号】B60W20/00GK104149777SQ201310175639
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2013年5月13日 优先权日:2013年5月13日
【发明者】杨伟斌, 张君鸿, 梁海波, 鲁连军, 李晶, 郭齐杰, 梁瑞, 陈飞虎, 闫丽娟, 刘营营, 李任霞 申请人:北汽福田汽车股份有限公司