[发明专利]一种混合动力电机工作模式控制方法

说明书

技术领域

本发明属于混合动力汽车控制领域，实现了混合动力汽车整车控制单元对电机工作模式的控制。

背景技术

能源危机和环境恶化是制约全球发展的重要因素，研究节能、环保的汽车是缓解能源压力、降低环境污染的有效手段之一。混合动力汽车兼顾了内燃机汽车和纯电动汽车的优点，具有低油耗、低排放、长行驶里程等优点，是当前切实可行的一种方案。

由于并联式混合动力具有两个动力源，发动机和电机，混合动力整车控制器(HCU)需要根据当前汽车运行状态，进行工作模式判定，然后分别向发动机和电机发出动力和模式请求，发动机和电机控制单元根据HCU的命令分别控制其动力源以满足整车的需求。HCU对电机工作模式的准确判断和控制将直接影响到混合动力汽车的性能。

在公开号为CN1555991的专利中，提到了将电机与发动机同轴并联的混合动力方案，其中的电机是将发电和电动功能集成在一起的ISG电机。该方案具有快速起停、辅助驱动及再生制动等功能，为了实现这些功能，HCU向电机发出的动力请求可能是速度值，可能是电动扭矩值，也有可能是发电的扭矩值。电机控制器本身只能控制电机的运动，很难实现对整车状态的监测，因此无法确定在什么时候采用何种工作模式，同时无法保证电机工作模式的平稳切换。

发明内容

本发明的目的是提供一种混合动力电机工作模式控制方法，特别适合中度混合的并联式混合动力车，通过对整车状态的监测，确定在什么时候采用何种工作模式，确保电机工作模式的平稳切换。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种混合动力电机工作模式控制方法，其特征在于：混合动力整车控制单元HCU包括电机管理模块，电机管理模块主要包括模式管理模块、故障检测模块、最终模式处理和扭矩平滑处理模块；电机控制单元MCU接受混合动力整车控制单元HCU的控制信号，并直接控制电机；输入模式管理模块的模式信号有快速起停的请求、辅助驱动的请求、再生制动及发电请求、怠速请求，以及当前的电机状态；故障检测模块进行故障管理时接受的信号有系统保护的要求信号、系统故障信号及当前电机的状态；输出的信号主要有请求的模式、扭矩及速度。

本发明中，混合动力汽车为单轴并联式混合动力汽车，发动机与电机采用同轴布置，电机可工作在发电模式、电动模式、零扭矩模式及怠速模式四种情况，当出现故障时电机会进入故障模式。混合动力整车控制单元HCU监测和管理发动机和电机的工作模式，从而达到较传统车更优化的能量管理，确定在在何时采用何种工作模式最为合理，确保电机工作模式的平稳切换，提高效率，达到节能和环保的目的。

附图说明

图1是本发明的原理框图；

图2是混合动力整车控制单元HCU进行电机模式管理的控制流程图；

图3是扭矩故障的检测流程图；

图4是电机模式故障检测流程图。

具体实施方式

结合图1，混合动力整车控制单元HCU包括电机管理模块1，电机管理模块主要包括模式管理模块2、故障检测模块3、最终模式处理和扭矩平滑处理模块4；电机控制单元MCU5接受混合动力整车控制单元HCU的控制信号，并直接控制电机；输入模式管理模块2的模式信号有快速起停的请求、辅助驱动的请求、再生制动及发电请求、怠速请求，以及当前的电机状态；故障检测模块3进行故障管理时接受的信号有系统保护的要求信号、系统故障信号及当前电机的状态；输出的信号主要有请求的模式、扭矩及速度。

依据电机的工作特性，混合动力整车控制单元HCU作以下工作模式判断和处理：

(1)、起动发动机时，对于具有快速起停功能的混合动力车，要求电机能迅速将发动机带到一定的转速，发动机管理系统(EMS)进行喷油点火，完成起动过程，在此过程中混合动力整车控制单元HCU给电机的是速度请求指令，要求电机满足自己的速度要求，这就要求电机工作于速度模式下；

(2)、在辅助驱动的情况下，为了满足驾驶员的动力需求或者维持发动机工作在经济性较好的区域，要求电机给发动机一定的辅助扭矩。混合动力整车控制单元HCU根据驾驶员总的扭矩需求，混合动力整车控制单元HCU给电机扭矩请求，分配给电机一部分扭矩，要求电机工作于扭矩模式下；

(3)、再生制动和发电情况下，再生制动要求电机对系统有制动的效果，且在制动过程中可以回收能量，这就要求电机工作于发电模式下；当电池荷电状态(SOC)较低时为了维持电池的SOC也要求电机处于发电模式。此时，HCU会以负扭矩需求的形式发送给电机，要求电机工作于扭矩模式下。