[发明专利]一种装载双机械端口电机混合动力汽车的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种装载双机械端口电机混合动力汽车的控制方法。

背景技术

混合动力电动汽车既能发挥电动汽车超低排放的优势，又能保持传统的内燃机汽车高比能量的特点，因此在电池技术瓶颈未能突破的情况下，已成为21世纪初世界各国汽车界的重要研究课题。专利CN1945939《双机械端口电机及其驱动控制系统》给出了一种用于混合动力汽车技术中的新型电机，即双机械端口电机(DMPM)，其由一个定子和两个转子组成，通过控制可以实现电力无级变速的目的。当双机械电机端口电机应用于混合动力汽车技术中时，双机械端口电机的第二机械端口(内转子)直接和内燃机曲轴连接，第二机械端口(外转子)通过变速齿轮和车辆驱动轴连接，同时在内外电机之间设计一离合器，实现在混联和高速并联之间切换，内燃机的输出轴设计一锁止器，防止内燃机反转。此设计可以实现：当车辆没有运行在内燃机的最佳工作区域时，离合器处于分离状态，内外转子之间的动力通过电机传递；当车辆运行在内燃机的最佳工作区域时，离合器处于结合状态，内外转子绑定在一起即直接机械连接，实现动力在内燃机曲轴和驱动桥之间直接传递，故不会存在电力转换引起的损失。

专利CN1945939提出了双机械端口电机的驱动控制系统的组成，及其在实际控制中的实现原理，但未涉及以下内容：1、双机械端口电机应用于深度混合动力汽车时在纯电动、混联、高速并联等状态之间的切换如何控制；2、在各个状态下对双机械端口电机如何控制。

在混合动力驱动中双机械端口电机工作模式非常多，在相同输出的工况下，可以有多种工作模式的组合，因此最佳工作点和工作模式的选择直接关系到系统的经济性。同时装载双机械端口电机的混合动力车，要发挥其优越性，必须根据负载很好地协调内燃机与变速器，包括启动、发电、电动、变速等不同模式的下双机械端口电机的控制及不同模式间的切换方法、不同负载下内燃机与双机械端口电机、电池间的协调控制等。对于装载双机械端口电机的混合动力汽车来说，系统机械动力源为内燃机、双机械端口电机，因此如何合理分配内燃机和双机械端口电机之间的动力，使得系统既要满足整车驱动力的需求，同时又能优化内燃机、双机械端口电机、蓄电池充放电以及整车的效率就显得十分重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提出一种装载双机械端口电机混合动力汽车的控制方法，根据装载双机械端口电机的深度混合动力汽车整车的动力性要求、内燃机的OOL曲线、以及双机械端口电机的工作点，控制混合动力汽车在各个工作模式之间进行切换，从而实现整个混合动力系统的效率最优。

装载双机械端口电机的深度混合动力汽车的工作模式主要包括停车发电、倒车、纯电动、混联、高速并联以及制动。

1.停车发电是指在野外需要使用车上的电力，而电池提供的电力不足时，就需要启动内燃机进行发电，发电时通过双机械端口电机的内电机对电池充电。在停车发电的工作状况下，控制离合器和锁止器松开。

2.倒车状态定义为司机给出相应的倒车指令和相应油门踏板开度信号，油门开度和指令信号传送到整车控制单元，整车控制单元将其意图翻译成相应的转矩和速度指令给双机械端口电机控制器，然后双机械端口电机控制器根据整车需求的转矩和转速指令对双机械端口电机进行控制，倒车状态存在纯电动倒车和混联倒车两种状态。两种工作状态的选择根据双机械端口电机设计的额定值进行，当双机械端口电机的外电机足够提供混合动力车辆在倒车时需要的动力，而且电池的电量足够时，混合动力车辆工作在纯电动倒车的工作模式下；当双机械端口电机的外电机提供的动力不能满足倒车的需求动力时，或者是电池电量不足时，必须启动内燃机，使内燃机和双机械端口电机一起提供动力，驱动车辆倒车，混合动力车辆工作在混联倒车的工作模式下。在纯电动倒车状态下，控制离合器分开，控制内燃机上的锁止器闭合，防止内燃机反转；在混联倒车的状态下，控制离合器分开，内燃机上的锁止器松开，使内燃机输出转矩，辅助倒车。

3.纯电动工作状态是指内燃机没能运行在最佳工作区，比如在低速情况下或者是城市工况中的低速频繁启动阶段，而且电池的电量足够时，根据司机踩油门的意图，整车控制单元将其翻译成转矩和转速信号传送到双机械端口电机控制器实现对双机械端口电机的控制，完全由外电机提供动力驱动车辆前进；此工作模式下需对特殊的情况进行考虑，当车辆虽然可以工作在纯电动的情况下，但是电池的电量已经不足，此时需要启动内燃机将工作模式切换到混联工作状态。在纯电动工作状态下，控制离合器分开，控制锁止器闭合，防止内燃机反转。