一种混合动力发动机运行模式切换控制方法及系统

本发明涉及混合动力汽车控制领域，尤其是涉及一种混合动力发动机运行模式切换控制方法及系统。

背景技术：

1、随着经济发展人们生活水平的不断提高，进而增加汽车消费需求，汽车保有量逐年攀升。机动车的保有量增长以及化石能源的消耗引起尾气污染，在发动机气缸内完全燃烧的基本生成物是co2和h2o。由于空气供给和混合的原因，石油燃料会发生不完全燃烧，因而还会生成hc、co以及pm颗粒物等物质。

2、氢气具有很高的燃烧值，其点火能量低、可燃范围宽、燃烧速度快，应用于车辆可以获得较高的功率和效率，比较适合作为车用清洁燃料。用于燃料电池时燃烧产物仅包含h2o，没有任何污染物，是真正的“清洁燃料”。作为内燃机燃料时，也没有co2、co、hc、pm，但是缺点是nox排放较高，而且低负荷工况热效率较低。而电机具有零排放、电机污染低的性能，且在低负荷时效率较高，但是电机难以维持车辆高速行驶。因此将混合动力与氢内燃机结合可以提高效率，在电机无法持续提供大量动力时采用氢内燃机，维持车辆运行。另一方面，在不需要大量动力或低负荷时采用电机，可以降低排放，提高效率。

3、对于混合动力车辆而言，氢燃料内燃机和电机之间的模式切换对车辆运行至关重要，适当的模式切换能够更好地兼顾氢燃料内燃机动力足和电机污染低的优点。现有技术中，混合动力的模式切换往往依靠手动切换，或者以单一的判断方式进行动力模式的切换。但是，因为对于动力影响的因素过多，单一的判断方式并不完全准确。例如，中国专利cn109017750a公开了一种混合动力电动汽车及其换挡模式的控制方法，该方法根据换挡模式改变请求，在满足混合动力电动汽车模式相关条件的情况下，根据电动机效率和发动机效率确定改变的换挡模式，并在预期要发生换挡时延迟改变时间，在完成换档时进行模式切换。该方法虽然考虑了模式的切换时间影响，但并未考虑汽车行驶过程中其他因素对模式切换的影响。同时，汽车上的混合动力氢气发动机的模式切换，与车主的行驶状况也息息相关，一刀切的切换方式并不适合所有人。因此，如何提高混合动力发动机运行模式切换的准确性和智能化程度成为需要解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的混合动力发动机运行模式切换的准确性低和智能化程度不高的缺陷而提供一种混合动力发动机运行模式切换控制方法及系统。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、根据本发明的第一方面，提供一种混合动力发动机运行模式切换控制方法，该方法包括以下步骤：

4、s1，根据用户行驶习惯数据、各路段环境数据、运行反馈数据和各路段路况数据，比较不同运行模式的效率，获取预测的运行模式数据；

5、s2，根据所述预测的运行模式数据，获取各路段不同运行模式之间的切换时间数据；

6、s3，根据所述切换时间数据获取各路段不同运行模式下通过的距离，并结合用户的日常行驶速度获取行驶时间数据；

7、s4，判断各路段所述切换时间数据与所述行驶时间数据的差值是否大于预先设置的时间差阈值，若为是，则切换运行模式，若为否，则沿用上一路段的运行模式，得到最终的运行模式数据并执行最终的运行模式；

8、其中，所述运行模式包括氢燃料内燃机模式和电机模式，所述运行模式的切换时刻根据相应路段的切换时间数据提前。

9、作为优选的技术方案，所述获取预测的运行模式数据的过程包括：

10、s11，根据用户行驶路线数据，获取各路段的限速情况，并结合用户的日常行驶速度数据获取第一比较结果，得到第一运行模式数据，所述用户行驶习惯数据包括所述用户行驶路线数据和所述用户的日常行驶速度数据；

11、s12，根据所述第一运行模式数据和所述用户行驶路线数据，获取所述各路段环境数据，并结合所述各路段环境数据对不同运行模式效率的影响，获取第二比较结果，得到第二运行模式数据；

12、s13，根据所述第二运行模式数据和所述运行反馈数据，获取所述各路段路况数据，并结合所述各路段路况数据对不同运行模式效率的影响，获取第三比较结果，得到预测的运行模式数据。

13、作为优选的技术方案，所述用户行驶路线数据根据用户导航路线或用户历史行驶记录确定，并实时更新。

14、作为优选的技术方案，所述结合用户的日常行驶速度获取第一比较结果，具体过程包括：根据所述用户的日常行驶速度数据，分析各路段的实际行驶速度，得到速度数据；根据所述速度数据，获取各路段速度下所需能量，比较氢燃料内燃机和电机达到当前所需能量的效率，选取效率更高的运行模式作为所述第一比较结果。

15、作为优选的技术方案，所述各路段环境数据包括温度数据和湿度数据，所述结合所述各路段环境数据对不同运行模式效率的影响，获取第二比较结果，具体过程包括：根据所述温度数据和所述湿度数据获取内燃机数据和电机数据，并根据所述内燃机数据和所述电机数据，重新比较氢燃料内燃机和电机达到当前所需能量的效率，将运行模式更改为效率更高的运行模式，得到所述第二比较结果。

16、作为优选的技术方案，所述运行反馈数据包括振动加速度数据、悬挂系统响应数据、转向角度数据和刹车力度数据；所述获取各路段路况数据的过程包括，根据所述振动加速度数据获取路面平整度数据，根据所述转向角度数据获取路面倾斜度数据，根据所述刹车力度数据获取路面光滑度数据。

17、作为优选的技术方案，所述结合所述各路段路况数据对不同运行模式效率的影响，获取第三比较结果，具体过程包括：根据所述运行反馈数据和所述各路段路况数据，获取内燃机效率数据和电机效率数据，再次比较氢燃料内燃机和电机达到当前所需能量的效率，将运行模式再次更改为效率更高的运行模式，得到所述第三比较结果。

18、作为优选的技术方案，当各路段所述切换时间数据与所述行驶时间数据的差值大于预先设置的时间差阈值时，所述差值为正，反之则差值为负。

19、作为优选的技术方案，当切换为氢燃料内燃机工作时，打开超稀薄气体开关，燃烧超稀薄气体。

20、根据本发明的第二方面，提供一种混合动力发动机运行模式切换控制系统，所述混合动力氢气发动机运行模式切换控制系统用于实现所述的方法，包括数据采集模块、数据分析模块和执行模块，所述数据分析模块与所述数据采集模块信号连接，所述执行模块与所述数据分析模块信号连接，所述数据采集模块用于采集并输出数据，所述数据分析模块用于接收所述数据、分析是否切换运行模式并输出判断结果，所述执行模块用于接收所述判断结果，并执行模式切换。

21、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

22、1、本发明通过用户行驶习惯数据、各路段环境数据、运行反馈数据和各路段路况数据确定预测的运行模式数据，综合考虑预测的运行模式数据、不同运行模式的效率比较结果以及运行模式之间切换时间因素，共同确定最终的运行模式数据并执行，能够实现在不同情境下自动切换合适的发动机运行模式，综合提升发动机的工作效率，同时确保发动机运行模式的切换更接近实际情况，有效提高混合动力氢气发动机运行模式切换控制的准确性、便捷性和智能化程度；

23、2、本发明考虑用户的个人行驶习惯因素，根据用户日常导航路线或历史行驶记录确定并实时更新用户行驶路线数据，从而得到各路段的限速情况，并结合各路段的限速情况和用户的日常行驶速度，获取车辆速度数据，进而得到氢燃料内燃机和电机达到所需能量的第一次效率比较结果，能够合理选择效率更高的运行模式允许切换，在提高发动机效率的同时，实现了混合动力氢气发动机运行模式切换控制的个性化定制，进一步提高模式切换的智能化程度；

24、3、本发明通过考虑温度因素和湿度因素对氢燃料内燃机和电机运行效率的影响，得到氢燃料内燃机和电机达到所需能量的第二次效率比较结果，进一步提高氢燃料内燃机和电机运行效率预测的准确性，有助于选取更合适的发动机运行模式，提高发动机整体运行效率、运行模式切换控制的多样性和对环境的适应性。