一种混合动力汽车的动力控制方法和系统与流程

本申请涉及动力技术领域，更具体地涉及一种混合动力汽车的动力控制方法和系统。

背景技术：

随着石油等不可再生资源的日益短缺以及人们对环保的日益重视，越来越多的用户将混合动力汽车作为购车的首要选择。

混合动力汽车的动力系统中通常包括发动机和电动/发电一体机，电动/发电一体机是具有电动机和发电机两种工作模式的电机，发动机能够单独驱动汽车，也能带动电动/发电一体机为动力电池充电，电动/发电一体机可以作为电动机单独驱动汽车，也可以在发动机的带动下作为发电机为动力电池充电，所以混合动力汽车可以兼顾汽车的动力性和经济性。

但是，目前的混合动力汽车，发动机只能按照整车需求被动输出扭矩，不能根据汽车的实际运行状态自动调整输出扭矩，因此发动机会经常工作在低负荷状态下，而发动机工作在低负荷状态下时的排气温度较低，排气后处理系统不能充分分解排气中的氮氧化物，导致排气污染较大，不利于环境保护。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种混合动力汽车的动力控制方法和系统，以降低混合动力汽车的排气污染。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种混合动力汽车的动力控制方法，应用于包括发动机和电动/发电一体机的混合动力汽车中，包括：

在所述混合动力汽车处于运行状态时，获取所述发动机的工况参数；

根据所述工况参数判断所述发动机是运行在低负荷状态还是运行在高负荷状态；所述高负荷状态的发动机负荷高于所述低负荷状态的发动机负荷；

如果所述发动机运行在所述低负荷状态，则调整所述电动/发电一体机的工作状态，使所述发动机运行在所述高负荷状态或者使所述发动机停止工作。

优选的，所述如果所述发动机运行在所述低负荷状态，则调整所述电动/发电一体机的工作状态，使所述发动机运行在所述高负荷状态或者使所述发动机停止工作，包括：

如果所述发动机运行在所述低负荷状态，判断所述混合动力汽车的动力电池的能量是否充足；

如果所述动力电池的能量不充足，则将所述电动/发电一体机的工作状态调整为发电机工作状态，控制所述发动机在为所述混合动力汽车提供动力的同时，带动所述电动/发电一体机为所述动力电池充电，以增大所述发动机的负荷，使所述发动机运行在所述高负荷状态。

优选的，还包括：

如果所述动力电池的能量充足，则将所述电动/发电一体机的工作状态调整为电动机工作状态，控制所述电动/发电一体机为所述混合动力汽车提供动力，并控制所述发动机停止工作。

优选的，还包括：

如果所述发动机运行在所述高负荷状态，控制所述发动机按照所述混合动力汽车的需求功率进行动力输出。

优选的，还包括：

在所述混合动力汽车初启动时，首先将所述电动/发电一体机的工作状态调整为电动机工作状态，控制所述电动/发电一体机带动所述发动机启动，然后将所述电动/发电一体机的工作状态调整为发电机工作状态，控制所述发动机为所述混合动力汽车提供动力，并带动所述电动/发电一体机为所述动力电池充电，以使所述发动机迅速进入所述高负荷状态。

一种混合动力汽车的动力控制系统，应用于包括发动机和电动/发电一体机的混合动力汽车中，包括：

获取模块，用于在所述混合动力汽车处于运行状态时，获取所述发动机的工况参数；

判断模块，用于根据所述工况参数判断所述发动机是运行在低负荷状态还是运行在高负荷状态；所述高负荷状态的发动机负荷高于所述低负荷状态的发动机负荷；

调整模块，用于如果所述发动机运行在所述低负荷状态，则调整所述电动/发电一体机的工作状态，使所述发动机运行在所述高负荷状态或者使所述发动机停止工作。

优选的，所述调整模块，包括：

判断单元，用于如果所述发动机运行在所述低负荷状态，判断所述混合动力汽车的动力电池的能量是否充足；

第一调整单元，用于如果所述动力电池的能量不充足，则将所述电动/发电一体机的工作状态调整为发电机工作状态，控制所述发动机在为所述混合动力汽车提供动力的同时，带动所述电动/发电一体机为所述动力电池充电，以增大所述发动机的负荷，使所述发动机运行在所述高负荷状态。

优选的，所述调整模块，还包括：

第二调整单元，用于如果所述动力电池的能量充足，则将所述电动/发电一体机的工作状态调整为电动机工作状态，控制所述电动/发电一体机为所述混合动力汽车提供动力，并控制所述发动机停止工作。

优选的，还包括：

控制模块，用于如果所述发动机运行在所述高负荷状态，控制所述发动机按照所述混合动力汽车的需求功率进行动力输出。

优选的，还包括：

启动模块，用于在所述混合动力汽车初启动时，首先将所述电动/发电一体机的工作状态调整为电动机工作状态，控制所述电动/发电一体机带动所述发动机启动，然后将所述电动/发电一体机的工作状态调整为发电机工作状态，控制所述发动机为所述混合动力汽车提供动力，并带动所述电动/发电一体机为所述动力电池充电，以使所述发动机迅速进入所述高负荷状态。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开了一种混合动力汽车的动力控制方法和系统，应用于包括发动机和电动/发电一体机的混合动力汽车中，在所述混合动力汽车处于运行状态时，获取所述发动机的工况参数；根据所述工况参数判断所述发动机是运行在低负荷状态还是运行在高负荷状态；所述高负荷状态的发动机负荷高于所述低负荷状态的发动机负荷；如果所述发动机运行在所述低负荷状态，则调整所述电动/发电一体机的工作状态，使所述发动机运行在所述高负荷状态或者使所述发动机停止工作。可见，本申请提供的技术方案，在混合动力汽车处于运行状态时，可以通过调整电动/发电一体机的工作状态使发动机运行在高负荷状态或者使发动机停止工作，避免使发动机工作在低负荷状态下，从而能够提高排气温度，使排气中的氮氧化物能够被排气后处理系统充分分解，降低排气污染，有利于环境保护。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1示出了本发明一个实施例公开的一种混合动力汽车的动力控制方法的流程示意图；

图2示出了本发明一个实施例公开的一种混合动力汽车的动力控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

选择性催化还原SCR技术是消除发动机排气中氮氧化物的主要技术手段。使用SCR技术的发动机，其主要工作过程是尿素溶液经尿素喷嘴喷入排气管中，在一定温度下发生热解反应产生氨气(NH3)，氨气在催化剂作用下与废气中的NOx反应，达到减少NOx排放的目的。

尿素溶液经尿素喷嘴喷入排气管中，当温度在200℃以上发生热解反应产生氨气(NH₃)。

尿素热解反应为：

(NH)₂CO₂→NH₃+HNCO

HNCO+H₂O→NH₃+CO₂

氨气在催化剂作用下与废气中的NO_x反应为：

NO+NO₂+2NH₃→2N₂+3H₂O

从而可以达到减少NO_x排放的目的。

尿素经过尿素喷嘴后，尿素喷雾周围温度越高，尿素热解反应越快。反之，温度越低，尿素的热解反应越慢越不充分。一旦尿素热解不充分就会形成结晶，影响整个排气后处理系统的正常工作。因此，SCR技术应用必须解决尿素结晶问题。

当发动机工作在低负荷状态时，发动机排气温度较低，容易导致尿素分解不充分，容易出现尿素结晶问题。如果通过燃油的不充分燃烧手段，能够在一定程度上提升排气温度，但是对整体排气管路的加热浪费燃油并且提升温度较慢，并容易使排放劣化。

因此，本申请提供一种混合动力汽车的动力控制方法级系统，可以减少发动机的排气污染。

参见图1示出了本发明一个实施例公开的一种混合动力汽车的动力控制方法的流程示意图。

该方法应用于包括发动机和电动/发电一体机的混合动力汽车中，由图1可知，包括：

S101：在所述混合动力汽车处于运行状态时，获取所述发动机的工况参数；

在本申请实施例中，所述工况参数可以包括发动机的转速数据、扭矩数据、机油温度数据、机油压力数据、油门大小数据、节气门开度数据，真空度数据等，这些工况参数可以从电控单元中读取。

S102：根据所述工况参数判断所述发动机是运行在低负荷状态还是运行在高负荷状态；

所述高负荷状态的发动机负荷高于所述低负荷状态的发动机负荷；

在本申请实施例中，读取到发动机的工况参数后，即可根据所述工况参数以及所述发动机的点火控制曲线图MAP以及发动机工况与负荷特性曲线图，确定发动机是运行在低负荷状态还是运行在高负荷状态。

可以理解的是，在本申请实施例中，发动机在高负荷状态的发动机负荷高于低负荷状态的发动机负荷。

S103：如果所述发动机运行在所述低负荷状态，则调整所述电动/发电一体机的工作状态，使所述发动机运行在所述高负荷状态或者使所述发动机停止工作。

在本申请实施例中，所述如果所述发动机运行在所述低负荷状态，则调整所述电动/发电一体机的工作状态，使所述发动机运行在所述高负荷状态或者使所述发动机停止工作，包括：

如果所述发动机运行在所述低负荷状态，判断所述混合动力汽车的动力电池的能量是否充足；

如果所述动力电池的能量不充足，则将所述电动/发电一体机的工作状态调整为发电机工作状态，控制所述发动机在为所述混合动力汽车提供动力的同时，带动所述电动/发电一体机为所述动力电池充电，以增大所述发动机的负荷，使所述发动机运行在所述高负荷状态。

整车运行过程中，动力总成带动整车运行，当发动机运行在低负荷状态时，排气温度通常低于200℃，此时如果电池能量不足，则使用发动机一方面为车辆运行提供动力，一方面带动发电机为电池充电，使发动机一直运行在高负荷状态，排气温度满足后处理系统的要求，能够减少排气污染，此时动力总成的运行处于发动机驱动整车加充电模式。

如果所述动力电池的能量充足，则将所述电动/发电一体机的工作状态调整为电动机工作状态，控制所述电动/发电一体机为所述混合动力汽车提供动力，并控制所述发动机停止工作。

整车运行过程中，动力总成带动整车运行，当发动机运行在低负荷状态时，排气温度通常低于200℃，此时如果使用发动机驱动整车，排气温度比较低，排气污染会比较严重，而如果电池能量充足，则可以使用电动机代替发动机驱动车辆行驶，零排放运行，此时动力总成的运行处于电动机单独驱动模式。

可以理解的是，当所述混合动力汽车处于运行状态时，如果所述发动机运行在所述高负荷状态，排气温度通常高于200℃，发动机的扭矩较高，排气温度处于排气后处理系统的SCR高效区，可以控制所述发动机按照所述混合动力汽车的需求功率进行动力输出，排气后处理系统正常工作，此时由发动机单独驱动整车运行也可以实现超低污染物排放运行，动力总成的运行处于发动机单独驱动模式。

这样，不仅可以避开发动机在低负荷状态下的排放劣化区域，提升低负荷状态下的经济性，同时在高负荷状态时又能够充分发挥发动机的动力性和排气后处理系统高温高效率的优势，实现减少排气污染的目的。

进一步的，由于发动机在初启动时是工作在低负荷状态的，为了在初启动时避开发动机的低负荷状态，可以在所述混合动力汽车初启动时，首先将所述电动/发电一体机的工作状态调整为电动机工作状态，控制所述电动/发电一体机带动所述发动机启动，然后将所述电动/发电一体机的工作状态调整为发电机工作状态，控制所述发动机为所述混合动力汽车提供动力，并带动所述电动/发电一体机为所述动力电池充电，以使所述发动机迅速进入所述高负荷状态。

电动机带动发动机起动，可以使发动机直接进入高负荷状态，然后一面为车辆运行提供动力，一面带动发电机为电池充电，同时蓄电池可以为电加热器供电，带动电加热器为排气加热，而且发动机的高负荷运行能够加快排气后处理系统的升温，使得排气后处理系统迅速进入正常工作状态，从而混合动力汽车在冷启动阶段也可以超低排放运行。

本发明实施例公开了一种混合动力汽车的动力控制方法，应用于包括发动机和电动/发电一体机的混合动力汽车中，在所述混合动力汽车处于运行状态时，获取所述发动机的工况参数；根据所述工况参数判断所述发动机是运行在低负荷状态还是运行在高负荷状态；所述高负荷状态的发动机负荷高于所述低负荷状态的发动机负荷；如果所述发动机运行在所述低负荷状态，则调整所述电动/发电一体机的工作状态，使所述发动机运行在所述高负荷状态或者使所述发动机停止工作。可见，本申请提供的技术方案，在混合动力汽车处于运行状态时，可以通过调整电动/发电一体机的工作状态使发动机运行在高负荷状态或者使发动机停止工作，避免使发动机工作在低负荷状态下，从而能够提高排气温度，使排气中的氮氧化物能够被排气后处理系统充分分解，降低排气污染，有利于环境保护。

参见图2示出了本发明一个实施例公开的一种混合动力汽车的动力控制系统的结构示意图。

该系统应用于包括发动机和电动/发电一体机的混合动力汽车中，由图2可知，包括：

获取模块1，用于在所述混合动力汽车处于运行状态时，获取所述发动机的工况参数；

在本申请实施例中，所述工况参数可以包括发动机的转速数据、扭矩数据、机油温度数据、机油压力数据、油门大小数据、节气门开度数据，真空度数据等，这些工况参数可以从电控单元中读取。

判断模块2，用于根据所述工况参数判断所述发动机是运行在低负荷状态还是运行在高负荷状态；所述高负荷状态的发动机负荷高于所述低负荷状态的发动机负荷；

在本申请实施例中，读取到发动机的工况参数后，即可根据所述工况参数以及所述发动机的点火控制曲线图MAP以及发动机工况与负荷特性曲线图，确定发动机是运行在低负荷状态还是运行在高负荷状态。

可以理解的是，在本申请实施例中，发动机在高负荷状态的发动机负荷高于低负荷状态的发动机负荷。

调整模块3，用于如果所述发动机运行在所述低负荷状态，则调整所述电动/发电一体机的工作状态，使所述发动机运行在所述高负荷状态或者使所述发动机停止工作。

优选的，所述调整模块3，可以包括：

判断单元，用于如果所述发动机运行在所述低负荷状态，判断所述混合动力汽车的动力电池的能量是否充足；

第一调整单元，用于如果所述动力电池的能量不充足，则将所述电动/发电一体机的工作状态调整为发电机工作状态，控制所述发动机在为所述混合动力汽车提供动力的同时，带动所述电动/发电一体机为所述动力电池充电，以增大所述发动机的负荷，使所述发动机运行在所述高负荷状态。

优选的，所述调整模块3，还可以包括：

第二调整单元，用于如果所述动力电池的能量充足，则将所述电动/发电一体机的工作状态调整为电动机工作状态，控制所述电动/发电一体机为所述混合动力汽车提供动力，并控制所述发动机停止工作。

在本申请实施例中，整车运行过程中，动力总成带动整车运行，当发动机运行在低负荷状态时，排气温度通常低于200℃，此时如果电池能量不足，则使用发动机一方面为车辆运行提供动力，一方面带动发电机为电池充电，使发动机一直运行在高负荷状态，排气温度满足后处理系统的要求，能够减少排气污染，此时动力总成的运行处于发动机驱动整车加充电模式。

整车运行过程中，动力总成带动整车运行，当发动机运行在低负荷状态时，排气温度通常低于200℃，此时如果使用发动机驱动整车，排气温度比较低，排气污染会比较严重，而如果电池能量充足，则可以使用电动机代替发动机驱动车辆行驶，零排放运行，此时动力总成的运行处于电动机单独驱动模式。

优选的，所述动力控制系统还可以包括：

控制模块，用于如果所述发动机运行在所述高负荷状态，控制所述发动机按照所述混合动力汽车的需求功率进行动力输出。

可以理解的是，当所述混合动力汽车处于运行状态时，如果所述发动机运行在所述高负荷状态，排气温度通常高于200℃，发动机的扭矩较高，排气温度处于排气后处理系统的SCR高效区，可以控制所述发动机按照所述混合动力汽车的需求功率进行动力输出，排气后处理系统正常工作，此时由发动机单独驱动整车运行也可以实现超低污染物排放运行，动力总成的运行处于发动机单独驱动模式。

这样，不仅可以避开发动机在低负荷状态下的排放劣化区域，提升低负荷状态下的经济性，同时在高负荷状态时又能够充分发挥发动机的动力性和排气后处理系统高温高效率的优势，实现减少排气污染的目的。

优选的，所述动力控制系统还可以包括：

启动模块，用于在所述混合动力汽车初启动时，首先将所述电动/发电一体机的工作状态调整为电动机工作状态，控制所述电动/发电一体机带动所述发动机启动，然后将所述电动/发电一体机的工作状态调整为发电机工作状态，控制所述发动机为所述混合动力汽车提供动力，并带动所述电动/发电一体机为所述动力电池充电，以使所述发动机迅速进入所述高负荷状态。

进一步的，由于发动机在初启动时是工作在低负荷状态的，为了在初启动时避开发动机的低负荷状态，可以在所述混合动力汽车初启动时，由电动机带动发动机起动，使发动机直接进入高负荷状态，然后一面为车辆运行提供动力，一方面带动发电机为电池充电，并可以带动电加热器为排气加热，而且发动机的高负荷运行能够加快排气后处理系统的升温，使得排气后处理系统迅速进入正常工作状态，从而混合动力汽车在冷启动阶段也可以超低排放运行。

需要说明的是，本申请中的系统实施例提供的混合动力汽车的动力控制系统可以采用上述方法实施例中的混合动力汽车的动力控制方法，可以用于实现上述方法实施例中的全部技术方案，其各个功能模块的功能可以根据上述方法实施例中的方法具体实现，其具体实现过程可参照上述实施例中的相关描述，此处不再赘述。

本申请实施例公开了一种混合动力汽车的动力控制系统，应用于包括发动机和电动/发电一体机的混合动力汽车中，在所述混合动力汽车处于运行状态时，获取所述发动机的工况参数；根据所述工况参数判断所述发动机是运行在低负荷状态还是运行在高负荷状态；所述高负荷状态的发动机负荷高于所述低负荷状态的发动机负荷；如果所述发动机运行在所述低负荷状态，则调整所述电动/发电一体机的工作状态，使所述发动机运行在所述高负荷状态或者使所述发动机停止工作。可见，本申请提供的技术方案，在混合动力汽车处于运行状态时，可以通过调整电动/发电一体机的工作状态使发动机运行在高负荷状态或者使发动机停止工作，避免使发动机工作在低负荷状态下，从而能够提高排气温度，使排气中的氮氧化物能够被排气后处理系统充分分解，降低排气污染，有利于环境保护。

综上所述，本申请公开的一种混合动力汽车的动力控制方法及系统，将发动机与发电/电动一体机并联驱动，车辆运行在发动机低负荷状态，且电池能量充足时，车辆由电动机驱动，零排放运行；车辆运行在发动机低负荷状态，但电池能量不足时，车辆进入发动机驱动加充电模式，能够提高发动机负荷和排温，排气后处理系统正常工作，超低排放运行；车辆运行在发动机高负荷状态时，车辆由发动机驱动。排气后处理系统正常工作，超低排放运行；车辆冷起动时由电动机驱动，电动机将发动机直接带入发动机驱动加充电模式，并通过电加热器给排气加热，使排气后处理系统迅速进入正常工作状态，减小冷起动排放。从而避免发动机工作在低负荷状态，能够解决发动机低负荷状态下以及的冷起动时的排放问题，而且热管理所需能量少，使排放容易控制。

具有如下有益效果：

一、发动机工作运行保持在高负荷状态，燃油经济性好。发动机的热管理控制简单，热管理所需能量少，提升经济性。

二、发动机排气温度维持在200℃以上，SCR转化效率高，排放低。同时较高的排温能够减少尿素结晶。

三、冷起动和低负荷状态由电动机驱动，动力响应性好。且低负荷状态下，发动机停止工作，避开了发动机排放劣化区域，零排放。

为了描述的方便，描述以上系统时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。