混合动力车辆驱动控制装置及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及混合动力车辆集成驱动控制装置及控制方法，涉及到具有发动机和电动机两种驱动装置的混合动力驱动系统。
【背景技术】
[0002]近年来各种混合动力车辆的研制和发展，促进了新能源汽车和混合动力汽车的推广和应用。在混合动力车辆的驱动系统中，需要发动机、电动机及控制装置，必要时需要变速箱。目前市场上的混合动力车辆，一般都具有辅助发电机，用以利用发动机动力给车载电池能源充电，或者辅助电动机进行车辆驱动。典型的以丰田公司研制的行星齿轮动力系统，其发动机、发电机、电动机分别连接行星齿轮机构的三个元件，其中发电机能够启动发动机、利用发动机动力发电、调节能量流分配以及辅助电动机驱动车辆。该动力系统是目前市场上混合动力车辆驱动系统中较先进高效的系统之一，但是其结构稍显复杂，结构元件较多，系统易造成不稳定因素，且控制复杂，造成系统成本较高，对于客车等公共交通车辆来讲某些功能稍显冗余，不适合大范围推广应用。面对目前较为成熟的混合动力车辆应用市场，尤其是混合动力公共交通车辆，结构简单、控制容易、可靠性高的混合动力车辆更适合行业长远发展。
【发明内容】
[0003]本发明提供了应用于混合动力车辆的控制设备和控制方法，所述混合动力车辆具有发动机、电动机以及离合装置及变速装置，其中发动机、电动机以及车轮驱动桥之间的动力传输通过离合装置和变速装置实现相互间的连接和断开。
[0004]本发明的第一方面涉及一种用于混合动力车辆的控制设备。设置于混合动力驱动系统中的控制设备一般包括发动机控制器ECU、电动机/发电机控制器、离合器等动力传递分配部件执行控制器，控制设备多而复杂，且占有较大的空间。由于目前的产品的特点是发动机与电驱动系统总成(电动机/发电机及其控制器以及离合器、变速箱等)分属不同的生产厂家，其控制设计分属不同的技术领域，要求控制设备的设计师完全了解发动机与电驱动系统总成的控制特点并加以结合是非常困难的。而在很多混合动力车辆的控制设备中所涉及的控制方式中，发动机ECU与电动机控制器进行信息交换并由发动机ECU作为车辆总控制装置向电动机控制器发送控制指令，这要求发动机ECU具有较大存储空间处理大量行车数据，如电动机转速转矩状态、车辆状态、发电机转矩转速状态以及发动机本身的转矩转速状态等。而且在进行整车控制设计时需要同时了解ECU协议设计和电动机控制设计，通过修改ECU的控制策略才能将两者匹配，但是一般发动机的ECU生产方并不愿意公开其控制策略，更不同意修改其控制方式，这造成了现有混合动力车辆设计中只能读取部分发动机控制数据，再进行数据处理以调节电动机控制的现状。
[0005]本发明提供一种混合动力车辆驱动控制装置，用于具有发动机和电动机两种驱动装置的混合动力驱动系统；所述车辆包括离合装置(12)，设置于所述发动机与所述电动机之间，所述离合装置(12)将来自于发动机和电动机的动力结合，形成所述发动机至所述动力驱动桥的动力传递链；所述车辆包括变速装置(14)，设置于所述电动机与所述车轮驱动桥之间，能够提供若干速度传动比；所述车辆还包括动力电池(40)，用于提供所电动机(20)运转所需的能量；
[0006]所述控制装置的包括:控制器(100)，所述控制器控制所述电动机启动并驱动所述混合动力客车；所述控制器(100)控制所述电动机(20)启动所述发动机(10)。所述控制器(100)控制所述电动机达到第一预定的运转允许转速时开始将所述变速装置(14)设置为空挡；所述控制器(100)控制所述电动机转速减小至第二预定的运转允许转速时开始将所述离合装置(12)由分离状态切换至所述接合状态；
[0007]在上述方案的基础上，所述电动机温度高于设定温度时所述控制器(100)控制所述电动机启动所述发动机。
[0008]在上述方案的基础上，所述动力电池电量SOC低于设定值时所述控制器(100)控制所述电动机启动所述发动机。
[0009]本发明还涉及一种混合动力车辆控制方法，所述混合动力车辆包括:发动机
[10]、电动机(20)、离合装置(12)、变速装置(14)、车轮(18)，所述离合装置(12)设置于所述发动机与电动机之间，所述变速装置(14)设置于所述电动机(20)与所述车轮(18)之间；
[0010]控制装置(30)，具有控制器(100)，用于控制所述电动机(20)、所述离合装置(12)和所述变速装置(14)；
[0011]所述控制方法包括:
[0012]由所述控制器(100)完成如下操作:
[0013]所述发动机(10)启动前，所述变速装置(14)置空挡；
[0014]所述离合装置(12)由分离状态切换至接合状态前控制所述电动机转速减小至第一预定的运转允许转速；
[0015]在所述离合装置(12)接合状态下，根据所述混合动力车辆车速计算所述变速装置(14)预置挡位和所述发动机(10)目标转速
[0016]在所述离合装置(12)接合状态下，所述变速装置(14)由空挡切换至预置挡位前控制所述发动机转速升高至所述目标转速。
[0017]根据上述的方法，还包括发动机启动，由控制器(100)完成如下操作:
[0018]步骤SI，控制器(100)确定符合发动机(10)启动条件；
[0019]步骤S2，使变速装置14置空挡；
[0020]步骤S3，减小电动机20的电动机转速至第二预定的运转允许转速；
[0021]步骤S4，确定电动机20的转速是否达到第二预定的运转允许转速；
[0022]步骤S5，控制离合装置12接合；
[0023]步骤S6，电动机转速增加，带动发动机转轴使发动机启动。
[0024]本发明还提供第二种方案，一种混合动力车辆驱动控制装置，用于具有发动机和电动机两种驱动装置的混合动力驱动系统；
[0025]所述车辆包括变速装置(14)，设置于所述发动机与所述电动机之间，所述变速装置(14)置于空挡时将来自于发动机和电动机的动力断开，使二者间无动力传输；
[0026]所述车辆包括离合装置(12)，设置于所述电动机与所述车轮驱动桥之间，能够提供若干速度传动比；
[0027]所述车辆还包括动力电池(40)，用于提供所电动机(20)运转所需的能量；
[0028]所述控制装置的包括:
[0029]控制器(100)，所述控制器控制所述电动机启动并驱动所述混合动力客车；
[0030]所述控制器(100)控制所述电动机(20)启动所述发动机(10)。
[0031]所述控制器(100)控制所述电动机达到第一预定的运转允许转速时开始将所述离合装置(12)由分离状态切换至所述接合状态；；
[0032]所述控制器(100)控制所述电动机转速减小至第二预定的运转允许转速时开始将所述变速装置(14)设置为空挡
[0033]根据本发明的第二种方案，所述电动机温度高于设定温度时所述控制器(100)控制所述电动机启动所述发动机。
[0034]根据上述方案，所述动力电池电量SOC低于设定值时所述控制器(100)控制所述电动机启动所述发动机。
[0035]根据本发明的第二种方案，提供一种混合动力车辆控制方法，所述混合动力车辆包括:用于具有发动机和电动机两种驱动装置的混合动力驱动系统；
[0036]所述车辆包括变速装置(14)，设置于所述发动机与所述电动机之间，所述变速装置(14)置于空挡时将来自于发动机和电动机的动力断开，使二者间无动力传输；
[0037]所述车辆包括离合装置(12)，设置于所述电动机与所述车轮驱动桥之间，能够提供若干速度传动比；
[0038]所述车辆还包括动力电池(40)，用于提供所电动机(20)运转所需的能量；
[0039]控制装置(30)，具有控制器(10