一种车辆能量回收控制方法
【专利摘要】本发明公开车辆能量回收控制方法，其中，在车速不小于预定的第一车速阀值A的情况下，如果加速踏板被松开，则通过使至少一个电机发电而回收车辆的动能。本发明遵循蓄电池能量回馈的约束条件，增加了车辆能量回收的应用场合，以达到增加车辆续驶里程以及在不影响电池寿命前提下增加电池利用率的目的。
【专利说明】一种车辆能量回收控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于混合动力汽车能量回收控制领域，尤其涉及一种插电式混合动力汽车在滑行和刹车工况下的车辆能量回收控制方法。
【背景技术】
[0002]混合动力系统的能量回馈技术是用于解决传统汽车在减速和制动下运动能量转化成热能所带来的能量浪费问题。混合动力汽车能量回馈策略根据混合动力模式的不同、工作方式的不同而有所区别，常见的能量回馈大多体现在制动时驱动电机进入发电模式，将电能储存进蓄电池的方式中。车辆的减速动作是通过液压制动和能量回收制动的协调控制来进行。这种简单的控制方式并不能最大化地获得混合动力汽车在能量回馈控制上的益处。
[0003]中国发明申请CN1895941A公开了一种混合动力车辆的制动能量回收的控制方法。该控制方法是这样实现的，当车辆需要制动减速时，加速踏板全部松开，根据计算出的所需要的电机发电制动扭矩值，离合器切断发动机与动力传动系统的连接，电机开始发电而回收制动能量。该控制方法的缺陷在于控制形式过于单一，仍然会导致浪费能量，电池性能达不到最佳状态，而且无法为驾驶员提供可近似于驾驶传统车辆的舒适性。
[0004]因此，有必要提供改进的技术方案以克服现有技术中存在的技术问题。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的主要技术问题是旨在设计出采用双离合、双电机模式的混合动力汽车，兼容舒适性和效率性的最优能量回馈方案。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供车辆能量回收控制方法，其中，在车速不小于预定的第一车速阀值A的情况下，如果加速踏板被松开，则通过使至少一个电机发电而回收车辆的动能。
[0007]在前述的控制方法中，可选地，如果加速踏板被松开而且制动踏板被踩下，计算制动需求，如果所述至少一个电机发电而产生的扭矩不足以满足所述制动需求，则由车辆的制动器补充提供制动扭矩。
[0008]在前述的控制方法中，可选地，当车速小于所述第一车速阀值A时，停止通过所述至少一个电机发电而终止车辆的动能回收。
[0009]在前述的控制方法中，可选地，在正向的车速小于预定的第二车速阀值B时，如果加速踏板被松开而且挂入倒挡，则通过使所述驱动电机发电而回收车辆的动能。所述第二车速阀值B大于第一车速阀值A。
[0010]在前述的控制方法中，可选地，制动踏板未被踩下，并且通过所述驱动电机发电而加速车辆停止并驱动车辆反向行驶。
[0011]在前述的控制方法中，可选地，所述车辆提供具有不同传动比的多个速度挡，当从高速挡切换到低速挡时，则通过使所述至少一个电机发电而回收车辆的动能。
[0012]在前述的控制方法中，可选地，所述至少一个电机包括集成起动发电机和驱动电机，所述集成起动发电机连接至内燃机并由第一离合器连接到减速器，所述驱动电机由第二离合器连接到所述减速器，根据车辆车速以及所述第一离合器和所述第二离合器的状态来进行车辆的动能回收。
[0013]在前述的控制方法中，可选地，所述第一离合器闭合，所述车辆处于并联模式，则通过使所述集成起动发电机和所述驱动电机共同发电来回收车辆的动能。
[0014]在前述的控制方法中，可选地，所述第一离合器打开，所述集成起动发电机和所述内燃机与所述减速器脱离动力连接，所述车辆处于串联模式，则通过使所述驱动电机发电来回收车辆的动能。
[0015]在前述的控制方法中，可选地，所述至少一个电机连接至高压蓄电池，在所述高压蓄电池的温度低于温度阀值Tl或者高于温度阈值T2的情况下，不进行车辆的动能回收。
[0016]采用此种车辆能量回收控制方法将达到以下有益的技术效果:
1)遵循蓄电池能量回馈的约束条件，增加了车辆能量回收的应用场合，以达到增加车辆续驶里程以及在不影响电池寿命前提下增加电池利用率的目的；
2)低温下允许轻度的能量回馈，有助于提升电池的工作温度，以延长电池寿命，让当前电池工作在更优的状态；
3)满足刹车安全要求；
4)让混合动力汽车的能量回收系统，在满足驾驶员对传统车刹车和滑行操控感觉下进行工作，以提供足够的舒适性。
[0017]通过以下参考附图的详细说明，本发明的其他方面和特征变得明显。但是应当知道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本发明的范围的限定，这是因为其应当参考附加的权利要求。还应当知道，附图仅仅意图概念地说明此处描述的结构和流程，除非另外指出，不必要依比例绘制附图。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]结合附图参阅以下【具体实施方式】的详细说明，将更加充分地理解本发明，附图中同样的参考附图标记始终指代视图中同样的元件。其中:
图1显示根据本发明一种【具体实施方式】的车辆混动系统连接的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]为帮助本领域的技术人员能够确切地理解本发明要求保护的主题，下面结合附图详细描述本发明的【具体实施方式】。
[0020]图1显示根据本发明一种【具体实施方式】的车辆混动系统的连接结构示意图。如图1所示，本发明一种【具体实施方式】的车辆混动系统包括发动机、至少一个电机、减速器及高压蓄电池，其中，至少一个电机进一步包括集成起动发电机(ISG电机)和驱动电机(TM电机)，集成起动发电机由第一离合器Cl连接到减速器并且连接至内燃机(ICE发动机)，驱动电机由第二离合器C2连接到减速器，集成起动发电机和驱动电机均分别连接至高压蓄电池。
[0021]本发明所采用的车辆能量回收控制方法具体包括: I) D挡高速前进的模式下，如果驾驶员松开加速踏板的同时未踩制动踏板，能量回馈系统将根据车速以及离合器状态(混动汽车工作模式)来提供滑行再生(COAST DOWNREGENERAT1N)ο
[0022]滑行再生(COAST DOWN REGENERAT1N)具体根据以下几种情况来分配:
I)当车速不低于第一车速阀值A时，Cl离合器闭合，混合动力汽车处于并联模式；
滑行再生(COAST DOWN REGENERAT1N)主要由TM电机或者由TM电机和ISG电机共同来提供。此时制动方向上的力有PT阻力扭矩(除去引擎)(POWERTRAIN DRAG TORQUE(except Engine))、引擎阻力扭矩(ENGINE DRAG TORQUE)以及 TM/ISG 电机再生扭矩(TM /ISG REGENERATIVE TORQUE)；
II)当车速不低于第一车速阀值A时，Cl离合器打开，ISG电机和ICE发动机脱离驱动系统，混合动力汽车处于串联模式或者更低速下的电动模式；
串联模式下，滑行再生(COAST DOWN REGENERAT1N)由TM电机来提供。制动方向上的力有PT阻力扭矩(除去引擎)(POWERTRAIN DRAG TORQUE (except Engine))以及TM电机再生扭矩(TM REGENERATIVE TORQUE)，其中TM REGENERATIVE TORQUE的分配根据车速标定来确定是否还要执行；
III)当车速低于第一车速阀值A(第一车速阀值A对E-CREEP电爬行的最高车速点，所谓电爬行，指的是车辆可行驶状态下挂D (或R)挡，不踩油门时车辆低速前行(或后退)的驱动方式)，退出滑行回馈C0ASTD0WN REGEN模式，终止滑行再生(COAST DOWN REGENERAT1N)的能量回收。进入到爬行CREEP模式。
[0023]2) D挡高速前进的模式下，如果驾驶员松开加速踏板的同时踩了制动踏板，能量回馈系统将先由混合动力整车控制器HCU (Hybrid Control Unit)提供最大允许制动扭矩回馈潜能MbRegenMax (即车辆允许制动能量回收的最大能力)，而电子稳定程序ESP(Electronic Stability Program)将结合MbRegenMax、驾驶员制动需求、车辆稳定性等信息将目标扭矩MbregenTarget反馈给HCU，由HCU根据车辆模式的不同来执行TM电机制动回馈扭矩(TM Brake Regen Torque)或 ISG 电机制动回馈扭矩(ISG Brake Regen Torque)的分配，而Mbregen制动不足的部分由ESP调节液压制动来补充。(以保证电池低温下能维持小电流的充电过程来提升温度)。
[0024]3)D (N)挡正向低速下(该正向的车速小于预定的第二车速阀值B时，第二车速阀值B大于第一车速阀值A),如果驾驶员松开加速踏板,未踩制动踏板的同时将车挂入R挡，HCU将会控制TM执行反向回馈(Reverse Regen)，加速车辆的停止并执行R挡反向行车的需求。
[0025]4) GEARl和GEAR2的换挡过程中，提供短暂的换挡能量回馈。
[0026]本发明涉及的车辆能量回收控制方法的安全性体现在:
在路面环境恶劣，ABS被激活的情况下，不进行任何形式的能量回馈。
[0027]严格按照能量回收的约束条件来执行能量回收:(1)电池当前可接受的最大充电电流。(2)不同放电深度下，电池可接受的最大充电时间。(3)能量回收停止时电机的转速和与此对应的充电电流值。
[0028]充分考虑电池的能力，在电池温度低于温度阀值Tl、并高于温度阀值T2(其中温度阀值Τ2不小于温度阀值Tl)，不进行能量回收。当电池的最大可充电电流低于电流阀值A时，除了不进行制动(Brake)和滑行(coast down)的能量回馈,还将禁止低速D挡对R挡指令的响应，以禁止反向回馈(Reverse Regen)对电池的回馈充电。
[0029]采用此种车辆能量回收控制方法将达到以下有益的技术效果:
1)遵循蓄电池能量回馈的约束条件，增加了车辆能量回收的应用场合，以达到增加车辆续驶里程以及在不影响电池寿命前提下增加电池利用率的目的；
2)低温下允许轻度的能量回馈，有助于提升电池的工作温度，以延长电池寿命，让当前电池工作在更优的状态；
3)满足刹车安全要求；
4)让混合动力汽车的能量回收系统，在满足驾驶员对传统车刹车和滑行操控感觉下进行工作，以提供足够的舒适性。
[0030]执行方式参考我国轿车工况规定，而车速对应的加速范围来设定各种情况下合理的加速度参数。
[0031]本发明涉及的能量控制回收方法使混合动力汽车由滑行再生(COAST DOWNREGEN)主导的滑行(COAST DOWN)过程尽可能的贴近传统车的减速过程。
[0032]另外，ESP提供的MbRegenTarget值应在MbRegenMax可满足的情况下，尽可能的贴近传统车的制动过程，即制动力随刹车时间的增长而增加。
[0033]在满足制动刹车要求的情况下，ESP需要结合TM电机以及ISG电机的发电效率曲线，电机的制动转矩、电池当前状态和车辆稳定性(不发生车轮抱死)来分配最优制动力，使回收的能量达到最大，即电流对时间的积分达到最大。
[0034]以上【具体实施方式】仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关【技术领域】的普通技术人员，在不脱离本发明的范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
【权利要求】
1.车辆能量回收控制方法，其特征在于，在车速不小于预定的第一车速阈值A的情况下，如果加速踏板被松开，则通过使至少一个电机发电而回收车辆的动能。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其中如果加速踏板被松开而且制动踏板被踩下，则计算制动需求，若所述至少一个电机发电而产生的扭矩不足以满足所述制动需求，则由车辆的制动器补充提供制动扭矩。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其中当车速小于所述第一车速阀值A时，停止通过所述至少一个电机发电而终止车辆的动能回收。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其中在正向的车速小于预定的第二车速阀值B时，如果加速踏板被松开而且挂入倒挡，则通过使所述驱动电机发电而回收车辆的动能，所述第二车速阀值B大于第一车速阀值A。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其中制动踏板未被踩下，并且通过所述驱动电机发电而加速车辆停止并驱动车辆反向行驶。
6.根据权利要求1所述的控制方法，其中所述车辆提供具有不同传动比的多个速度挡，当从高速挡切换到低速挡时，则通过使所述至少一个电机发电而回收车辆的动能。
7.根据权利要求1所述的控制方法，其中所述至少一个电机包括集成起动发电机和驱动电机，所述集成起动发电机连接至内燃机并由第一离合器连接到减速器，所述驱动电机由第二离合器连接到所述减速器，根据车辆车速以及所述第一离合器和所述第二离合器的状态来进行车辆的动能回收。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其中所述第一离合器闭合，所述车辆处于并联模式,则通过使所述集成起动发电机和所述驱动电机共同发电来回收车辆的动能。
9.根据权利要求7所述的控制方法，其中所述第一离合器打开，所述集成起动发电机和所述内燃机与所述减速器脱离动力连接，所述车辆处于串联模式，则通过使所述驱动电机发电来回收车辆的动能。
10.根据权利要求1所述的控制方法，其中所述至少一个电机连接至高压蓄电池，在所述高压蓄电池的温度低于温度阀值Tl或者高于温度阀值T2的情况下，不进行车辆的动能回收，所述温度阀值T2不小于所述温度阀值Tl。
【文档编号】B60W40/105GK104249733SQ201310265936
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2013年6月28日 优先权日:2013年6月28日
【发明者】冷宏祥, 邱巍, 张霏霏, 周艺豪 申请人:上海汽车集团股份有限公司