一种混合动力动态控制方法及装置与流程

本发明汽车领域，涉及一种混合动力动态控制方法及装置。

背景技术：

由于能源危机和大气污染日益加剧，国家出台了一系列节能减排措施，对汽车工业也推出了更为严格的排放规定，由此促进了新能源汽车的发展。当前，纯电动汽车是理想的发展目标，但受限于动力电池相对落后的技术现状，保证汽车动力和续航时间两方面因素对于纯电动汽车在还很难实现。因此综合传统汽车和纯电动汽车优势的混合动力汽车是目前发展的主流。

而混合动力汽车在使用的过程中，如果汽车使用燃油整车驱动的话，当发动机工作在不经济的区域内，即在车速低、发动机转速低于起动转速，或者系统需求转矩过低的情况下，发动机效率太低，发动机节气门开度小、负荷率低，发动机常常工作在一个不经济的区域内，产生的多余功率以散热方式流出，无法进行回收再利用，其相应的燃油消耗率高，而如果使用电能进行整车驱动的话，要进行另外的充电，所以在汽车的一般行驶中并不能实现能源节约和减少排放的目的。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种混合动力动态控制方法及装置，以解决现有技术中汽车触控屏表面出现水雾不能触发防水机制，导致汽车触控屏幕操作灵敏性下降的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种混合动力动态控制方法，应用于汽车，该方法包括：

根据混合动力汽车的动力电池的soc将所述动力电池进行电荷模式划分；

获取所述混合动力汽车的行车参数，并根据所述行车参数得到前轴皮带式发电机与驱动后轴电机的期望转矩；

根据所述动力电池的电荷模式，以及所述前轴皮带式发电机的期望转矩与所述驱动后轴电机的期望转矩，控制发动机和驱动电机的混合动力输出；所述驱动电机包括所述前轴皮带式发电机和所述驱动后轴电机。

相对于现有技术，本发明所述的一种混合动力动态控制，具有以下优势：

通过获取所述混合动力汽车的行车参数，并根据所述行车参数得到前轴皮带式发电机与驱动后轴电机的期望转矩；根据所述动力电池的电荷模式，以及所述前轴皮带式发电机的期望转矩与所述驱动后轴电机的期望转矩，控制发动机和驱动电机的混合动力输出；所述驱动电机包括所述前轴皮带式发电机和所述驱动后轴电机。解决了现有技术中混合动力汽车无法在电池驱动和燃油驱动互相协作时，节约能源和减少排放的问题。

本发明的另一目的在于提出一种混合动力动态控制装置，为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

电荷模式划分模块，用于根据混合动力汽车的动力电池的soc将所述动力电池进行电荷模式划分；

发动机期望转矩获取模块，用于获取所述混合动力汽车的行车参数，并根据所述行车参数得到前轴皮带式发电机与驱动后轴电机的期望转矩；

混合动力输出控制模块，用于根据所述动力电池的电荷模式，以及所述前轴皮带式发电机的期望转矩与所述驱动后轴电机的期望转矩，控制发动机和驱动电机的混合动力输出；所述驱动电机包括所述前轴皮带式发电机和所述驱动后轴电机。

所述一种混合动力动态控制装置与上述一种混合动力动态控制方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例一所述的一种混合动力动态控制方法的流程图；

图2为本发明实施例所述的动力电池soc划分的电荷模式示意图；

图3为本发明实施例所述的汽车发动机、bsg、em的技术架构示意图；

图4为本发明实施例二所述的一种混合动力动态控制方法的流程图；

图5为本发明实施例三所述的一种混合动力动态控制装置的结构框图；

图6为本发明实施例三所述的一种混合动力动态控制装置的结构框图。

附图标记说明：

1-一种混合动力动态控制方法的流程图，2-动力电池soc划分的电荷模式示意图，3-汽车发动机、bsg、em的技术架构示意图，4-一种混合动力动态控制方法的流程图，5-一种混合动力动态控制装置的结构框图，6-一种混合动力动态控制装置的结构框图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例一

参照图1，为本发明实施例所述的一种混合动力动态控制方法的流程图，具体可以包括如下步骤：

步骤101，根据混合动力汽车的动力电池的soc将所述动力电池进行电荷模式划分。

本发明实施例中，混合动力汽车是指可以通过燃油驱动和电力驱动的汽车，通常情况下，利用动力驱动时都会具备动力电池设备，而混合动力汽车的动力电池的soc(stateofcharge，荷电状态)是其中衡量动力电池当前电量的重要参数，即动力电池的当前电量与电池容电量的比值，根据该比值可以将电池以电荷模式进行分级，以便区分电池的工作状态，其中划分等级对应不同的电量比例，该比例是由相关技术人员进行预置的，具体参考当前动力汽车需要的动力、汽车行车参数以及动力电池的相关参数，本发明对此不加以具体限制。

步骤102，获取所述混合动力汽车的行车参数，并根据所述行车参数得到前轴皮带式发电机与驱动后轴电机的期望转矩。

本发明实施例中，根据负载(整车需求转矩)和发动机转速查表获得偏移转矩，偏移转矩与整车需求转矩求和得到发动机期望转矩，前轴需求转矩与此发动机期望转矩做差获得bsg的期望转矩。后轴电机的期望转矩比较简单，通过当前车速和整车需求转矩查表即可。

进一步的，根据整车请求转矩和发动机转速可以计算出发动机偏移转矩，此偏移转矩与整车需求转矩求和得到发动机期望转矩，此转矩对应发动机最优经济性曲线，其中，将发动机功率、转矩以及燃油消耗率与发动机曲轴转速之间的函数关系以曲线表示，此曲线称为发动机转速特性曲线或简称为发动机特性曲线，如果发动机功率、转矩以及燃油消耗率都在当前发动机的最优值，得到的发动机特性曲线就是发动机最优经济曲线。而针对每个根据划分的不同电荷模式，以及当前汽车行驶时需要的动力，对比发动机最优经济曲线，可以得知当前发动机的期望转矩，其中最优经济曲线是针对不同汽车特有地。

步骤103，根据所述动力电池的电荷模式，以及所述前轴皮带式发电机的期望转矩与所述驱动后轴电机的期望转矩，控制发动机和驱动电机的混合动力输出；所述驱动电机包括所述前轴皮带式发电机和所述驱动后轴电机。

本发明实施例中，在动力电池的soc比较高的情况下，应保证电池中有足够的能量剩余空间用于下次能量回收，同时应对高压电池包主动放电，bsg(beltstartergenerator，皮带式启动机/发电机)和/或em(electricmotor/电机)应支持发动机提供需求转矩。具体的，根据整车请求转矩和发动机转速可以计算出发动机偏移转矩此偏移转矩与整车需求转矩求和得到发动机期望转矩，此转矩对应发动机最优经济性曲线，前轴转矩需求与此期望转矩的差值将输出给bsg作为发动机助力转矩,同时根据当前车速和整车转矩需求的情况，可以根据当前汽车的性能列表中制定的比例分配给em一定比例的转矩。

而在动力电池的soc比较低的情况下，则要避免高压电池深度放电，降低驾驶员最大转矩请求，同时请求最大的充电功率，对高压电池进行充电。上述通过要求发动机启动放电为发动机提供助力，或者在电池电量过低时降低发动机的转矩，将转矩提供给发电机转化为电能存储在动力电池中，都是通过调整发电机的工作状态实现的。具体调整的方法根据当前汽车行驶过程中的参数以及动力电池的电量实施地，本发明实施例对此不加以限制。

如图3所描述的，发动机、bsg、em的技术架构示意图中，bsg电机布置在前桥，与发动机曲轴通过皮带连接，可向发动机提供助力或向整车高压网络发电，后桥单独布置em，可单独驱动整车或用于能量回收。

在本发明实施例中，根据混合动力汽车的动力电池的soc将所述动力电池进行电荷模式划分；根据所述电荷模式计算发动机期望转矩；根据所述动力电池的电荷模式，以及发动机的前轴需求转矩与所述发动机期望转矩的差值调整前轴皮带式发电机与后轴电机的工作状态。实现了协调燃油驱动和电力驱动在根据汽车当前行驶状态协调工作的目的，并且具备在电池驱动和燃油驱动互相协作时，节约能源和减少排放的有益效果。

实施例二

参照图4，为本发明实施例所述的一种混合动力动态控制方法的流程图，具体可以包括如下步骤：

步骤201，根据混合动力汽车的动力电池的soc将所述动力电池进行电荷模式划分；所述电荷模式包括：主动放电模式、被动放电模式、平衡充电模式、效率充电模式、强制充电模式。

本发明实施例中，电荷模式主要根据高压电池soc进行划分，包括：主动放电模式(activedischargemode)、被动放电模式(passivedischargemode)、平衡充电模式(maintainchargemode)、效率充电模式(efficientchargemode)和强制充电模式(forcedchargemode)，图2描述了依据高压电池soc划分的电荷模式。其中不同的soc比例对于不同的电荷模式，但是对于不同的车辆此划分不尽相同，所以本实施例对此不加以限制。

步骤202，获取所述混合动力汽车的行车参数，至少包括整车需求转矩、前轴需求转矩、发动机转速以及车速；

本发明实施例中，在混合动力汽车中通常都装备有行车参数记录装置，该装置通过处理器发送行车参数获取指令，并将该指令转换成模拟总线信号，并发送到车身总线，汽车控制系统收到指令后，向总线驱动器发送当前行车参数，获取的行车参数中可以包括行车里程、当前车速、整车发动机转矩需求、动力电池状态等等。

步骤203，根据所述整车需求转矩和所述发动机转速查表获取发动机偏移转矩。

本发明实施例中，针对于每辆汽车都有一个对应整车需求转矩、发动机转速以及发动机偏移转矩的数据表，其中展示了该汽车上述三个参数之间的对应关系以及对应的参数值，得知其中的两项值可以相对的查找到另外一项值，所以当获取了该量汽车在整车需求转矩值和发动机转速值，根据该值可以在上述数据表中查找到对应的该时刻的发动机偏移转矩。

步骤204，根据所述偏移转矩和整车需求转矩求和，得到发动机期望转矩。

本发明实施例中，在通过步骤203查表获得发动机偏移转矩后，将该值与此时刻的整车需求转矩进行求和就进一步的得到的发动机期望转矩值。

步骤205，根据所述前轴需求转矩与所述发动机期望转矩的差值，得到前轴皮带式电机的期望转矩。

本发明实施例中，进一步的，在得到发动机期望转矩值后，将该值与前轴需求转矩求差，可以得到前轴皮带式电机的期望转矩。

步骤206，根据所述车速和整车需求转矩查表获取驱动后轴电机期望转矩。

本发明实施例中，而驱动后轴电机期望转矩则可以通过得到车速和整车需求转矩查询对应的数据表获得。

步骤207，根据所述动力电池的电荷模式，以及所述前轴皮带式发电机的期望转矩与所述驱动后轴电机的期望转矩，控制发动机和驱动电机的混合动力输出；所述驱动电机包括所述前轴皮带式发电机和所述驱动后轴电机。

优选的，在本发明的另一实施例中，步骤207可以包括：

步骤s2071、若所述电荷模式为主动放电模式或被动放电模式，且所述前轴皮带式发电机的期望转矩与所述驱动后轴电机的期望转矩为负，则控制所述前轴皮带式发电机及所述驱动后轴输出动力，作为发动机助力转矩。

本发明实施例中，在‘activedischarge’模式以及‘passivedischarge’模式，也就是在高压电池soc比较高的情况下，应保证电池中有足够的能量剩余空间用于下次能量回收，同时应对高压电池包主动放电，bsg和(或)em应支持发动机提供需求转矩。高压电池soc没有‘activedischarge’模式高，为达到期望soc的放电需求小，因此bsg助力转矩请求比较低，但高压附件转矩需求值不变。

优选的，若所述发动机的前轴需求转矩与所述发动机期望转矩差值，大于所述前轴皮带式发电机和后轴电机可提供发动机助力的预设峰值，则步骤204还可以包括：

步骤s2072、若所述前轴皮带式发电机及所述驱动后轴电机的期望转矩超过预设峰值，则按照预设峰值输出动力，作为发动机助力转矩。

本发明实施例中，当发动机的前轴需求转矩与所述发动机期望转矩差值过大，也就是期望bsg和em提供的转矩很大，并且该期望转矩对应当前高压电池soc、驾驶模式和整车转矩需求，理论上是可以实现的，但是考虑到bsg和em的性能和维护，所以为避免bsg和em超负荷损坏，将分别受到bsg和em转矩峰值限制，其中，该峰值也是根据不同的bsg和em性能以及当前车辆的发动机参数、动力电池的具体参数设置的，本发明实施例对此不加以限制。

优选的，在本发明的另一实施例中，步骤207可以包括：

步骤s2073、若所述电荷模式为平衡充电模式、效率充电模式或强制充电模式，且所述前轴皮带式发电机的期望转矩与所述驱动后轴电机的期望转矩为正，则将发动机转矩按照所述期望转矩的值输出到前轴皮带式发电机与驱动后轴电机，以转换电能并存储在所述动力电池。

本发明实施例中，在‘maintaincharge’模式下，动力电池的soc与期望soc差值相对较小，因此bsg和em转矩请求可以设置为0，仅仅根据高压附件转矩需求进行动态充放电。

在‘efficientcharge’模式，动力电池的soc比期望的soc值低，应保证电池有足够的能量提供电驱行驶，此模式下会请求发动机启动，并请求bsg发电，同时要保证高压附件的转矩需求。

在‘forcedcharge’模式，高压电池soc非常低，应避免动力电池深度放电，降低驾驶员最大转矩请求，同时请求最大的充电功率，对动力电池进行充电。

以上是在动力电池的soc比例相对较低时，当发动机前轴需求转矩大于所述发动机期望转矩时，就会开启充电模式，此时就要利用燃油驱动，将发动机产生的大雨期望转矩的能量发送给bsg和/或em，将该能量转换成电能存储在动力电池中，而当动力电池在持续充电状态下soc值会持续升高，若升高到需要转换主动放电模式或被动放电模式下的话，就进一步的检测发送机的前轴需求转矩是否小于所述发动机期望转矩，如果小于那么就进入步骤s2041，如果大于就启动bsg和/或em为发动机提供助力。

在实际应用中，在动力电池的soc比例较高，但是发动机前轴需求转矩大于所述发动机期望转矩时，此时不能进行动力电池充电，那么就将动力电池的电量转换为电瓶电量，为车辆软件系统进行供电，当然也可以完全转换为纯电力驱动以节省燃油，本发明实施例对此不加以限制。

在实际应用中，在动力电池的soc比例较低，但是发动机前轴需求转矩小于所述发动机期望转矩时，此时虽然请求bsg和/或em启动为发动机提供助力，但是bsg和/或em并不启动，而启动燃油驱动，并在发动机前轴需求转矩大于所述发动机期望转矩时将剩余能量发送到bsg和/或em进行电能转换并存储。

优选的，在本发明的另一实施例中，步骤207可以包括：

步骤s2074、若所述前轴皮带式发电机与所述驱动后轴电机为启动状态，则根据所述行车参数对所述前轴皮带式发电机与所述驱动后轴电机进行转矩滤波。

本发明实施例中，bsg和em转矩响应很快，若不经过滤波处理，往往会影响整车的驾驶舒适性，例如行车中易产生顿挫感，因此需要对bsg和em转矩进行滤波，滤波将根据不同的车速和整车转矩需求，调整相应的滤波系数完成。其中，常用的模型数字滤波器、iir数字低通滤波器都可以用来实现bsg和em转矩滤波，具体的实施方式本发明实施例对此不加以限制。

步骤208，若在所述汽车发动机的预设启动时间内接收到前轴皮带式发电机或驱动后轴电机的启动请求，则在所述预设启动时间后启动所述前轴皮带式发电机或驱动后轴电机。

本发明实施例中，在汽车启动的过程中，需要提供电量时，如果bsg和em接收到启动请求时，为避免发动机启动时负载过大，bsg和em期望转矩将进行延时处理，所以当通过定时器记录当前发动机启动时间，在启动后的2s内，除高压附件转矩请求，bsg和em转矩请求都将设置为0，2s后平滑过渡到期望转矩。

在本发明实施例中，根据混合动力汽车的动力电池的soc将所述动力电池进行电荷模式划分为主动放电模式(activedischargemode)、被动放电模式(passivedischargemode)、平衡充电模式(maintainchargemode)、效率充电模式(efficientchargemode)和强制充电模式(forcedchargemode)，根据所述电荷模式计算发动机期望转矩；根据所述动力电池的电荷模式，以及发动机的前轴需求转矩与所述发动机期望转矩的差值调整前轴皮带式发电机与后轴电机的工作状态为启动，以便提供发动机助力，或者接收发动机大于期望转矩所剩余的能量以便转换为电能存储在动力电池。实现了协调发动机工作在最优经济性区域，且能将多余的转矩回收，在车速低、发动机转速低于起动转速，或者系统需求转矩过低的情况下，关闭发动机，由电动机提供全部驱动转矩。当系统需求转矩大于发动机能提供的最大转矩时，发动机和电动机共同提供转矩。当需求转矩高于最小转矩曲线时，发动机工作在最佳工作区域，多余的转矩用于充电，具有帮助混合动力汽车在电池驱动和燃油驱动互相协作，节约能源和减少排放的有益效果。

实施例三

参照图5，为本发明实施例所述的一种混合动力动态控制装置的结构框图。

电荷模式划分模块401、发动机期望转矩获取模块402、混合动力输出控制模块403。

参照图6，下面分别详细介绍各模块的功能以及各模块之间的交互关系。

电荷模式划分模块401，用于根据混合动力汽车的动力电池的soc将所述动力电池进行电荷模式划分；

发动机期望转矩获取模块402，用于获取所述混合动力汽车的行车参数，并根据所述行车参数得到前轴皮带式发电机与驱动后轴电机的期望转矩；

优选的，在本发明的另一实施例中，发动机期望转矩计算模块402，可以包括：

行车参数获取子模块，用于获取所述混合动力汽车的行车参数，至少包括整车需求转矩、前轴需求转矩、发动机转速以及车速；

发动机偏移转矩获取子模块，用于根据所述整车需求转矩和所述发动机转速查表获取发动机偏移转矩；

发动机期望转矩获取子模块，用于根据所述偏移转矩和整车需求转矩求和，得到发动机期望转矩；

前轴电机期望转矩获取子模块，用于根据所述前轴需求转矩与所述发动机期望转矩的差值，得到前轴皮带式电机的期望转矩；

后轴电机期望转矩获取子模块，用于根据所述车速和整车需求转矩查表获取驱动后轴电机期望转矩。

混合动力输出控制模块403，用于根据所述动力电池的电荷模式，以及所述前轴皮带式发电机的期望转矩与所述驱动后轴电机的期望转矩，控制发动机和驱动电机的混合动力输出；所述驱动电机包括所述前轴皮带式发电机和所述驱动后轴电机。

优选的，在本发明的另一实施例中，所述混合动力输出控制模块403，包括：

电机启动子模块4031，用于若所述电荷模式为主动放电模式或被动放电模式，且所述前轴皮带式发电机的期望转矩与所述驱动后轴电机的期望转矩为负，则控制所述前轴皮带式发电机及所述驱动后轴输出动力，作为发动机助力转矩。

优选的，在本发明的另一实施例中，所述混合动力输出控制模块403，还包括：

电机储电子模块4032，用于若所述电荷模式为平衡充电模式、效率充电模式或强制充电模式，且所述前轴皮带式发电机的期望转矩与所述驱动后轴电机的期望转矩为正，则将发动机转矩按照所述期望转矩的值输出到前轴皮带式发电机与驱动后轴电机，以转换电能并存储在所述动力电池。

优选的，在本发明的另一实施例中，所述电机启动子模块4031，包括：

电机保护单元，用于若所述前轴皮带式发电机及所述驱动后轴电机的期望转矩超过预设峰值，则按照预设峰值输出动力，作为发动机助力转矩

优选的，在本发明的另一实施例中，所述混合动力输出控制模块403，还包括：

电机转矩滤波子模块4033，用于若所述前轴皮带式发电机与所述驱动后轴电机为启动状态，则根据所述行车参数对所述前轴皮带式发电机与所述驱动后轴电机进行转矩滤波。

优选的，在本发明另一实施例中，还包括：

平滑电机启动模块404，用于若在所述汽车发动机的预设启动时间内接收到前轴皮带式发电机或驱动后轴电机的启动请求，则在所述预设启动时间后启动所述前轴皮带式发电机或驱动后轴电机。

在本发明实施例中，根据混合动力汽车的动力电池的soc将所述动力电池进行电荷模式划分为主动放电模式(activedischargemode)、被动放电模式(passivedischargemode)、平衡充电模式(maintainchargemode)、效率充电模式(efficientchargemode)和强制充电模式(forcedchargemode)，图2描述了依据高压电池soc划分的电荷模式；根据所述电荷模式计算发动机期望转矩；根据所述动力电池的电荷模式，以及发动机的前轴需求转矩与所述发动机期望转矩的差值调整前轴皮带式发电机与后轴电机的工作状态为启动，以便提供发动机助力，或者接收发动机大于期望转矩所剩余的能量以便转换为电能存储在动力电池。实现了协调燃油驱动和电力驱动在根据汽车当前行驶状态协调工作的目的，并且具备在电池驱动和燃油驱动互相协作时，节约能源和减少排放的有益效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。