混合动力系统电机扭矩限制方法
【专利摘要】本发明涉及一种多电机混合动力系统电机扭矩限制方法，其包括如下步骤：步骤A，判断车辆混动模式并确定电机扭矩限制分配的优先级；步骤B，根据优先级选定待限制分配的电机并确定其功率限值；步骤C，根据功率限值、实时转速和实时效率确定电机的第一扭矩限值；步骤D，根据实时转速查表确定电机第二扭矩限值；步骤E，通过电机的本身控制器实时计算得到其第三扭矩限值；以及步骤F，比较三个扭矩限值并根据最小者限定电机的扭矩。本发明提出的多电机扭矩限制方法较全面地考虑了多电机之间扭矩限制的合理分配，能够合理有效地使用各电机的特性，具有较强的实用性。
【专利说明】混合动力系统电机扭矩限制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于混合动力系统控制相关【技术领域】；更具体地说，本发明涉及一种多电机混合动力系统电机扭矩限制方法。
【背景技术】
[0002]现有技术中提出了一些基于多电机混合动力系统电机扭矩限制方法，实现了对多个扭矩请求源即动力电机的管理。在这些现有技术的电机扭矩限制方法中，往往是对每个动力电机的工作进行独立管理，而没有考虑到多电机情况下对多个电机的扭矩限制的分配，造成不能合理有效地使用多个电机，有一定的局限性。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种能够克服现有技术中电机扭矩限制分配不合理等问题的多电机混合动力系统电机扭矩限制方法。
[0004]为了克服上述技术问题，本发明提供了一种多电机混合动力系统电机扭矩限制方法，其中，所述方法包括如下步骤:
步骤A:判断车辆混合动力模式，并根据所述混合动力模式确定所述混合动力系统的电机扭矩限制分配的优先级；
步骤B:根据所述优先级选定待限制分配的电机并确定待限制分配的电机的功率限值；
步骤C:根据所述待限制分配的电机的功率限值、实时转速和实时效率确定其第一扭矩限值；
步骤D:根据所述待限制分配的电机的实时转速确定其第二扭矩限值；
步骤E:通过所述待限制分配的电机的本身控制器实时计算得到其第三扭矩限值；以及
步骤F:比较所述第一扭矩限值、所述第二扭矩限值和所述第三扭矩限值，根据三者中的最小值限定待限制分配的电机的扭矩。
[0005]可选地，在如前所述的方法中，所述混合动力系统包括ISG电机和TM电机。
[0006]可选地，在如前所述的方法中，所述待限制分配的电机为混合动力系统的ISG电机，则所述功率限值的计算方法为:
如果在步骤A中确定扭矩限制分配的优先级为仅使用TM电机或不使用电机，则确定ISG电机的功率限值为零；
如果混合动力模式为并联,并且电机驱动最大总功率大于ISG电机和TM电机的额定驱动功率之和，则根据ISG电机功率限制比例值确定ISG电机的功率限值；
如果混合动力模式为并联，电机驱动最大总功率小于ISG电机和TM电机的额定驱动功率之和，并且扭矩限制分配的优先级为优先使用TM电机，根据电机驱动最大总功率和TM电机实际功率确定ISG电机的功率限值； 如果混合动力模式为并联，电机驱动最大总功率小于ISG电机和TM电机的额定驱动功率之和，并且扭矩限制分配的优先级不是优先使用TM电机，则根据电机驱动最大总功率、TM电机额定功率和ISG额定功率确定ISG电机的功率限值；
如果混合动力系统的扭矩限制分配的优先级为优先使用TM电机，则根据电机驱动最大总功率和TM电机实际功率确定ISG电机的功率限值；
如果混合动力系统扭矩限制分配的优先级为优先使用ISG电机，则根据电机驱动最大总功率确定ISG电机的功率限值；
如果混合动力系统的扭矩限制分配的优先级为仅使用ISG电机，则根据电机驱动最大总功率确定ISG电机的功率限值；以及
如果混合动力系统的扭矩限制分配的优先级不属于上述情况，则确定ISG电机的功率限值为默认功率限值。
[0007]可选地，在如前所述的方法中，所述ISG电机功率限制比例值为ISG电机最大可用扭矩与ISG电机最大可用扭矩和TM电机最大可用扭矩之和的比值。
[0008]可选地，在如前所述的方法中，所述待限制分配的电机为混合动力系统的TM电机，则所述功率限值的计算方法为:
如果在步骤A中确定扭矩限制分配的优先级为仅使用ISG电机或不使用电机，则确定TM电机的功率限值为零；
如果混合动力模式为并联,并且电机驱动最大总功率大于TM电机和ISG电机的额定驱动功率之和，则根据TM电机功率限制比例值确定TM电机的功率限值；
如果混合动力模式为并联，电机驱动最大总功率小于TM电机和ISG电机的额定驱动功率之和，并且扭矩限制分配的优先级为优先使用ISG电机，根据电机驱动最大总功率和ISG电机实际功率确定TM电机的功率限值；
如果混合动力模式为并联，电机驱动最大总功率小于TM电机和ISG电机的额定驱动功率之和，并且扭矩限制分配的优先级不是优先使用ISG电机，则根据电机驱动最大总功率、ISG电机额定功率和TM额定功率确定TM电机的功率限值；
如果混合动力系统的扭矩限制分配的优先级为优先使用ISG电机，则根据电机驱动最大总功率和ISG电机实际功率确定TM电机的功率限值；
如果混合动力系统扭矩限制分配的优先级为优先使用TM电机，则根据电机驱动最大总功率确定TM电机的功率限值；
如果混合动力系统的扭矩限制分配的优先级为仅使用TM电机，则根据电机驱动最大总功率确定TM电机的功率限值；以及
如果混合动力系统的扭矩限制分配的优先级不属于上述情况，则确定TM电机的功率限值为默认功率限值。
[0009]可选地，在如前所述的方法中，所述TM电机功率限制比例值为TM电机最大可用扭矩与TM电机最大可用扭矩和ISG电机最大可用扭矩之和的比值。
[0010]可选地，在如前所述的方法中，所述电机驱动最大总功率为电池驱动功率值减去空调压缩机功率及高压附件功率所得的差值。
[0011]可选地，在如前所述的方法中，所述默认功率限值为固定值。
[0012]本发明的方法用于存在多电机的混合动力系统中，其在电机的特性限制内，综合考虑混合动力系统的混合模式、车辆行驶模式和换挡模式，基于优先级分配法和比例分配法对系统的扭矩限制需求，进行合理地分配，使各个电机能够协同配合，实现整车动力性能的优化。
[0013]本专利中提出的多电机扭矩限制方法较全面地(从多方面例如电池、电机本身等方面，还根据实限工况对各电机优先级进行区分)考虑了多电机之间扭矩限制的合理分配，能够合理有效地使用各电机的特性、有效地限制各个电机的扭矩输出，使电机得到充分保护同时得到充分的利用，具有较强的实用性。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]参照附图，本发明的公开内容将更加显然。应当了解，这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在限制本发明的保护范围。图中:
图1示意性地示出了根据本发明的多电机混合动力系统电机扭矩限制方法的流程图； 图2示意性地示出了电机驱动最大总功率的计算方法的简图；
图3示意性地示出了 ISG电机功率限制的比例的计算方法的简图；
图4示意性地示出了 TM电机实时效率的计算方法的简图；
图5示意性地示出了 ISG电机额定功率的计算方法的简图；以及图6示意性地示出了 ISG电机功率限值的计算方法的简图。
【具体实施方式】
[0015]下面参照附图详细地说明本发明的【具体实施方式】。
[0016]图1示意性地示出了根据本发明的多电机混合动力系统电机扭矩限制方法的流程图。如图1中所示，根据本发明的多电机混合动力系统电机扭矩限制方法包括如下步骤:步骤A，判断车辆混合动力模式，并根据所述混合动力模式确定所述混合动力系统的电机扭矩限制分配的优先级；步骤B，根据所述优先级选定待限制分配的电机并确定待限制分配的电机的功率限值；步骤C，根据所述待限制分配的电机的功率限值、实时转速和实时效率确定其第一扭矩限值；步骤D，根据所述待限制分配的电机的实时转速确定其第二扭矩限值；步骤E，通过所述待限制分配的电机的本身控制器实时计算得到其第三扭矩限值；以及步骤F，比较所述第一扭矩限值、所述第二扭矩限值和所述第三扭矩限值，根据三者中的最小值限定待限制分配的电机的扭矩。所属领域的技术人员可以了解，在实际应用中，根据不同的车辆情况，待限制分配的电机可能是ISG电机也可能是TM电机。所属领域的技术人员可以了解，此处ISG和TM两个电机的扭矩限制方式类似，所以就以ISG为例进行详细阐述。
[0017]在前述步骤A中，根据车辆混合动力模式，确定混合动力系统电机扭矩限制分配的优先级。其中，车辆混合动力模式通过FUN模块实时计算判断得到。FUN模块主要功能是根据各动力部件的状态、车辆状态以及驾驶员动力需求等条件判断混合动力模式(纯电动、串联、并联等)之间的切换。
[0018]在前述步骤B中，以待限制分配的电机为ISG电机为例，进一步确定ISG电机的功率限值。图6示意性地示出了 ISG电机功率限值的计算方法的简图，其中:
(I)如果扭矩限制分配的优先级等于TMOnly或None (条件一)，则确定ISG电机的功率限值一。条件一为电机扭矩限制分配的优先级为只用TM电机状态或不分配扭矩状态，即只需要TM电机工作或者不需要任何电机工作。可以了解，此时ISG电机的功率限值一为零。
[0019](2)如果混合动力模式为并联(条件二)并且电机驱动最大总功率大于ISG电机和TM电机的额定驱动功率之和(条件三)，则根据ISG电机功率限制比例值确定ISG电机功率限值二。条件二为混合动力模式为并联即发动机、ISG电机和TM电机三者都工作的情况。条件三为计算出来电机总共能使用的最大功率大于ISG电机和TM电机的额定功率之和，即两电机可用于驱动的能力充足。其中，电机驱动最大总功率可由电池驱动功率限值、空调压缩机功率和高压附件功率计算得到。图2示意性地示出了电机驱动最大总功率的计算方法的简图。ISG电机功率限制的比例值可由ISG电机最大可用扭矩、TM电机最大可用扭矩计算得到。图3示意性地示出了 ISG电机功率限制的比例的计算方法的简图。
[0020](3)如果混合动力模式为并联并且电机驱动最大总功率小于ISG电机和TM电机的额定驱动功率之和，则扭矩限制分配的优先级等于TMADVANCE (条件四)，根据电机驱动最大总功率和TM电机实际功率确定ISG电机功率限值三。条件四:发动机、ISG电机和TM电机三者同时工作，计算出来的电机总共能使用的最大功率小于ISG电机和TM电机的额定功率之和(即两电机可用于驱动的能力不足)，并且扭矩限制分配优先级为扭矩优先分配予TM电机状态。其中，从上述计算可得到扭矩限制分配的优先级。TM电机实际功率可由TM电机实时转速、TM电机实时扭矩和TM电机实时效率计算得到。TM电机实时效率可由TM电机实时转速和TM电机实时扭矩两个输入查电机效率特性图谱得到。图4示意性地示出了 TM电机实时效率的计算方法的简图。
[0021](4)如果混合动力模式为并联并且电机驱动最大总功率小于ISG电机和TM电机的额定驱动功率之和，扭矩限制分配的优先级不等于TMADVANCE，则根据电机驱动最大总功率和TM电机额定功率和ISG额定功率确定ISG电机功率限值四。其中，从上述计算可得到电机驱动最大总功率和ISG电机功率限制的比例值。ISG电机额定功率可由ISG电机实时转速查电机额定功率图谱得到。图5示意性地示出了 ISG电机额定功率的计算方法的简图。TM电机额定功率可由TM电机实时转速查电机额定功率图谱得到。
[0022](5)混合动力系统扭矩限制分配的优先级为TMADVANCE (条件五)，根据电机驱动最大总功率和TM电机实际功率确定ISG电机功率限值五。条件五为扭矩限制分配优先级为扭矩优先分配予TM电机状态，即以TM电机驱动/发电为主，ISG电机为辅。其中，从上述计算可得到电机驱动最大总功率和TM电机实际功率值。
[0023](6)混合动力系统扭矩限制分配的优先级为ISGADVANCE (条件六)，根据电机驱动最大总功率确定ISG电机功率限值六。条件六为扭矩限制分配优先级为扭矩优先分配予ISG电机状态，即以ISG电机驱动/发电为主，TM电机为辅。
[0024](7)混合动力系统扭矩限制分配的优先级为ISG0NLY (条件七)，根据电机驱动最大总功率确定ISG电机功率限值七。条件七为电机扭矩限制分配的优先级为只用ISG电机状态，即只需要ISG电机工作(驱动/发电)。
[0025](8)混合动力系统扭矩限制分配的优先级非上述情况，确定ISG电机功率限值八。在这种情况下，ISG电机功率限值八为一个默认的功率限值。
[0026]在前述步骤C中，根据ISG电机功率限值、ISG电机实时转速和ISG电机实时效率进行计算，确定ISG电机扭矩限值一。其中，ISG电机实时转速通过ISG本身控制器实时反馈得到。从上述计算可以得到ISG电机功率限值。ISG电机实时效率可以根据ISG电机功率限值和ISG电机实时转速查表得到。
[0027]在前述步骤D中，根据ISG实时转速查表，确定ISG电机扭矩限值二。其中，ISG电机实时转速通过ISG本身控制器实时反馈得到。
[0028]在前述步骤E中，通过ISG电机的本身控制器实时计算得到其扭矩限值三。
[0029]在前述步骤F中，根据ISG扭矩限值一、ISG扭矩限值二和ISG扭矩限值三，三者进行比较，确定ISG电机扭矩限值。
[0030]如上根据附图对本发明的【具体实施方式】进行了详细的描述。所属领域的技术人员根据上述说明可以对实施方式中具体的特征进行等同的改型或变型，毫无疑问，这些改变的实施方式也将落入权利要求书所覆盖的保护范围内。
【权利要求】
1.一种多电机混合动力系统电机扭矩限制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤: 步骤A:判断车辆混合动力模式，并根据所述混合动力模式确定所述混合动力系统的电机扭矩限制分配的优先级； 步骤B:根据所述优先级选定待限制分配的电机并确定待限制分配的电机的功率限值； 步骤C:根据所述待限制分配的电机的功率限值、实时转速和实时效率确定其第一扭矩限值； 步骤D:根据所述待限制分配的电机的实时转速确定其第二扭矩限值； 步骤E:通过所述待限制分配的电机的本身控制器实时计算得到其第三扭矩限值；以及 步骤F:比较所述第一扭矩限值、所述第二扭矩限值和所述第三扭矩限值，根据三者中的最小值限定待限制分配的电机的扭矩。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述混合动力系统包括ISG电机和TM电机。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述待限制分配的电机为混合动力系统的ISG电机，则所述功率限值的计算方法为: 如果在步骤A中确定扭矩限制分配的优先级为仅使用TM电机或不使用电机，则确定ISG电机的功率限值为零； 如果混合动力模式为并联,并且电机驱动最大总功率大于ISG电机和TM电机的额定驱动功率之和，则根据ISG电机功率限制比例值确定ISG电机的功率限值； 如果混合动力模式为并联，电机驱动最大总功率小于ISG电机和TM电机的额定驱动功率之和，并且扭矩限制分配的优先级为优先使用TM电机，根据电机驱动最大总功率和TM电机实际功率确定ISG电机的功率限值； 如果混合动力模式为并联，电机驱动最大总功率小于ISG电机和TM电机的额定驱动功率之和，并且扭矩限制分配的优先级不是优先使用TM电机，则根据电机驱动最大总功率、TM电机额定功率和ISG额定功率确定ISG电机的功率限值； 如果混合动力系统的扭矩限制分配的优先级为优先使用TM电机，则根据电机驱动最大总功率和TM电机实际功率确定ISG电机的功率限值； 如果混合动力系统扭矩限制分配的优先级为优先使用ISG电机，则根据电机驱动最大总功率确定ISG电机的功率限值； 如果混合动力系统的扭矩限制分配的优先级为仅使用ISG电机，则根据电机驱动最大总功率确定ISG电机的功率限值；以及 如果混合动力系统的扭矩限制分配的优先级不属于上述情况，则确定ISG电机的功率限值为默认功率限值。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述ISG电机功率限制比例值为ISG电机最大可用扭矩与ISG电机最大可用扭矩和TM电机最大可用扭矩之和的比值。
5.如权利要求2所述的方法，其中，所述待限制分配的电机为混合动力系统的TM电机，则所述功率限值的计算方法为: 如果在步骤A中确定扭矩限制分配的优先级为仅使用ISG电机或不使用电机，则确定TM电机的功率限值为零； 如果混合动力模式为并联,并且电机驱动最大总功率大于TM电机和ISG电机的额定驱动功率之和，则根据TM电机功率限制比例值确定TM电机的功率限值； 如果混合动力模式为并联，电机驱动最大总功率小于TM电机和ISG电机的额定驱动功率之和，并且扭矩限制分配的优先级为优先使用ISG电机，根据电机驱动最大总功率和ISG电机实际功率确定TM电机的功率限值； 如果混合动力模式为并联，电机驱动最大总功率小于TM电机和ISG电机的额定驱动功率之和，并且扭矩限制分配的优先级不是优先使用ISG电机，则根据电机驱动最大总功率、ISG电机额定功率和TM额定功率确定TM电机的功率限值； 如果混合动力系统的扭矩限制分配的优先级为优先使用ISG电机，则根据电机驱动最大总功率和ISG电机实际功率确定TM电机的功率限值； 如果混合动力系统扭矩限制分配的优先级为优先使用TM电机，则根据电机驱动最大总功率确定TM电机的功率限值； 如果混合动力系统的扭矩限制分配的优先级为仅使用TM电机，则根据电机驱动最大总功率确定TM电机的功率限值；以及 如果混合动力系统的扭矩限制分配的优先级不属于上述情况，则确定TM电机的功率限值为默认功率限值。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述TM电机功率限制比例值为TM电机最大可用扭矩与TM电机最大可用扭矩和ISG电机最大可用扭矩之和的比值。
7.如权利要求3或5所述的方法，其中，所述电机驱动最大总功率为电池驱动功率值减去空调压缩机功率及高压附件功率所得的差值。
8.如权利要求3或5所述的方法，其中，所述默认功率限值为固定值。
【文档编号】B60L15/20GK104417392SQ201310410813
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年9月11日 优先权日:2013年9月11日
【发明者】朱军, 周宇星, 冷宏祥, 马成杰, 孙俊 申请人:上海汽车集团股份有限公司