一种多模式四驱混合动力汽车能量管理控制方法与流程

本发明涉及混合动力车辆技术领域，更确切的说，本发明特别涉及一种多模式四驱混合动力汽车的能量管理控制方法。

背景技术：

随着混合动力技术的发展，越来越多的汽车厂商开始推出四驱混合动力产品，为人们出行品质的提高做出了一定的贡献。四驱混合动力汽车相比两驱式的混合动力汽车拥有更多的工作模式，合理的对四驱混合动力汽车进行能量分配有利于更好的在保证动力性的条件下使汽车拥有良好的经济性。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种多模式四驱混合动力汽车的能量管理控制方法，发挥四驱混合动力的节能优势。

为实现上述目的，本发明提供的一种多模式四驱混合动力汽车能量管理控制方法实现的技术方案是：所述多模式四驱混合动力汽车包括发动机(1)、扭转减震器(2)、制动器(3)、前轴差速器(4)、二号电机及其控制器(5)、整车控制单元(6)、行星排(7)、一号电机及其控制器(8)、后轴差速器(9)、三号电机及其控制器(10)、动力电池及其管理系统(11)；

所述发动机(1)通过扭转减震器(2)和制动器(3)与行星排(7)的行星架相连接，所述一号电机(8)与行星排(7)的太阳轮相连接，所述二号电机(5)通过齿轮副与行星排(7)相连接，所述三号电机(10)通过齿轮副与后轴差速器(9)连接；

所述制动器(3)设置在与扭转减震器(2)连接的轴上，可以锁止行星排(7)的行星架；

所述整车控制单元(6)采集车辆运行状态信号、制动信号和加速踏板信号、制动踏板信号等，所述车辆运行状态信号至少包括车速信号、一号电机及其控制器(8)、二号电机及其控制器(5)、动力电池及其管理系统(11)、发动机(1)等信号；所述的整车控制单元与发动机(1)、一号电机及其控制器(8)，二号电机及其控制器(5)、动力电池及其管理系统(11)之间通过can进行通讯；

所述的多模式四驱混合动力汽车能量管理控制方法具体包括如下步骤：

(1)根据加速踏板信号、制动踏板信号和车速判断车辆处于驱动模式或制动模式；

(2)若处于制动模式，当车速大于阈值vreg时，控制二号电机(5)进行制动能量回收，车速小于阈值vreg，采用机械制动；

(3)若处于驱动模式，根据车速、加速踏板和动力电池荷电状态计算整车需求驱动功率preq和需求转矩treq，根据需求功率preq、动力电池荷电状态soc判断车辆的工作模式，包括前驱单电机纯电动模式、前驱双电机纯电动模式、前驱混合动力模式、四驱混合动力模式；

(4)在各驱动模式下协调控制发动机(1)、一号电机(8)、二号电机(5)和三号电机(10)等进行工作。

进一步地，所述步骤(1)中，踩下制动踏板车辆即进入制动模式，踩下加速踏板而未踩制动踏板时车辆进入驱动模式。

进一步地，所述步骤(3)中，当soc大于设定阈值socl、需求功率preq小于设定阈值p1并且需求转矩treq小于设定阈值th时，车辆处于前驱单电机纯电动模式；

当soc大于设定阈值socl、需求功率preq小于设定阈值p1并且需求转矩treq大于设定阈值th时，车辆处于前驱双电机纯电动模式；

当soc小于设定阈值socl或者需求功率preq处于设定阈值p1和p2之间时，车辆处于前驱混合动力模式；

当需求功率preq大于阈值时p2，车辆处于四驱混合动力模式。

进一步地，

所述步骤(4)中，当车辆处于前驱单电机纯电动模式时，全部需求转矩treq由二号电机(5)提供，即满足式(1)，tm2_ctrl为二号电机(5)的转矩控制信号，im2为二号电机(5)与前轴间的传动比；

tm2_ctrl＝treq/im2(1)

当车辆处于前驱双电机纯电动模式时，控制制动器(3)锁止，需求转矩treq由一号电机(8)和二号电机(5)共同提供，满足式(2)关系，tm1_ctrl为一号电机(8)的转矩控制信号；

当车辆处于前驱混合动力模式时，需求转矩由发动机(1)和二号电机(5)共同提供，满足式(3)，te_ctrl为发动机(1)转矩控制信号，te_opt为根据需求功率preq在发动机最优工作曲线查得的发动机最优工作转矩，k为行星排齿圈齿数与太阳轮齿数之比；

当车辆处于四驱混合动力模式时，需求转矩由发动机(1)、二号电机(5)和三号电机(10)共同提供，满足式(4)，tm3_ctrl为三号电机(10)的转矩控制信号，im3三号电机(10)与后轴间的传动比。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：针对行星混联形式的多模式四驱混合动力汽车，通过对发动机和电机的协调配合，提升整车节能效果。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1为一种多模式四驱混合动力汽车构型示意图；

图2为一种多模式四驱混合动力汽车能量管理控制方法流程图；

图中：1-发动机2-扭转减震器3-制动器4-前轴差速器5-二号电机及其控制器6-整车控制单元7-行星排8-一号电机及其控制器9-后轴差速器10-三号电机11-动力电池及其管理系统

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。需要说明的是，下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

图1展示了一种多模式四驱混合动力汽车的构型简图，所述多模式四驱混合动力汽车包括发动机(1)、扭转减震器(2)、制动器(3)、前轴差速器(4)、二号电机及其控制器(5)、整车控制单元(6)、行星排(7)、一号电机及其控制器(8)、后轴差速器(9)、三号电机及其控制器(10)、动力电池及其管理系统(11)；

所述发动机(1)通过扭转减震器(2)和制动器(3)与行星排(7)的行星架相连接，所述一号电机(8)与行星排(7)的太阳轮相连接，所述二号电机(5)通过齿轮副与行星排(7)相连接，所述三号电机(10)通过齿轮副与后轴差速器(9)连接；

所述制动器(3)设置在与扭转减震器(2)连接的轴上，可以锁止行星排(7)的行星架；

所述整车控制单元(6)采集车辆运行状态信号、制动信号和加速踏板信号、制动踏板信号等，所述车辆运行状态信号至少包括车速信号、一号电机及其控制器(8)、二号电机及其控制器(5)、动力电池及其管理系统(11)、发动机(1)等信号。所述的整车控制单元与发动机(1)、一号电机及其控制器(8)，二号电机及其控制器(5)、动力电池及其管理系统(11)之间通过can进行通讯。

图2描述了一种多模式四驱混合动力汽车能量管理控制方法流程，所述的多模式四驱混合动力汽车能量管理控制方法具体包括如下步骤：

(1)根据加速踏板信号、制动踏板信号和车速判断车辆处于驱动模式或制动模式；

(2)若处于制动模式，当车速大于阈值vreg时，控制二号电机(5)进行制动能量回收，车速小于阈值vreg，采用机械制动；

(3)若处于驱动模式，根据车速、加速踏板和动力电池荷电状态计算整车需求驱动功率preq和需求转矩treq，根据需求功率preq、动力电池荷电状态soc判断车辆的工作模式，包括前驱单电机纯电动模式、前驱双电机纯电动模式、前驱混合动力模式、四驱混合动力模式；

(4)在各驱动模式下协调控制发动机(1)、一号电机(8)、二号电机(5)和三号电机(10)等进行工作。

进一步地，所述步骤(1)中，踩下制动踏板车辆即进入制动模式，踩下加速踏板而未踩制动踏板时车辆进入驱动模式。

进一步地，所述步骤(3)中，当soc大于设定阈值socl、需求功率preq小于设定阈值p1并且需求转矩treq小于设定阈值th时，车辆处于前驱单电机纯电动模式；

当soc大于设定阈值socl、需求功率preq小于设定阈值p1并且需求转矩treq大于设定阈值th时，车辆处于前驱双电机纯电动模式；

当soc小于设定阈值socl或者需求功率preq处于设定阈值p1和p2之间时，车辆处于前驱混合动力模式；

当需求功率preq大于阈值时p2，车辆处于四驱混合动力模式。

进一步地，

所述步骤(4)中，当车辆处于前驱单电机纯电动模式时，全部需求转矩treq由二号电机(5)提供，即满足式(1)，tm2_ctrl为二号电机(5)的转矩控制信号，im2为二号电机(5)与前轴间的传动比；

tm2_ctrl＝treq/im2(1)

当车辆处于前驱双电机纯电动模式时，控制制动器(3)锁止，需求转矩treq由一号电机(8)和二号电机(5)共同提供，满足式(2)关系，tm1_ctrl为一号电机(8)的转矩控制信号；

当车辆处于前驱混合动力模式时，需求转矩由发动机(1)和二号电机(5)共同提供，满足式(3)，te_ctrl为发动机(1)转矩控制信号，te_opt为根据需求功率preq在发动机最优工作曲线查得的发动机最优工作转矩，k为行星排齿圈齿数与太阳轮齿数之比；

当车辆处于四驱混合动力模式时，需求转矩由发动机(1)、二号电机(5)和三号电机(10)共同提供，满足式(4)，tm3_ctrl为三号电机(10)的转矩控制信号，im3三号电机(10)与后轴间的传动比。

本发明中未述及的部分采用或借鉴已有技术即可实现。

以上所述仅为本发明的一个实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。