[发明专利]一种混合动力汽车发动机工作点的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种混合动力汽车用发动机工作点控制领域，具体来说是关于混合动力汽车用动力电池的充放电深度较小时，为改善发动机的工作效率，兼顾整个系统的工作效率而采用的一种发动机工作点控制方法。 

背景技术

随着全球石油资源的日益消耗引起能源供应紧张和全球环境的逐渐恶化，出于缓解资源紧张局面和保护环境的角度出发，以及满足各国政府的法规要求和政府的鼓励措施的促进作用，混合动力汽车作为新能源汽车已经风靡全球。混合动力汽车动力总成系统是发动机和电机的结合，其节油的原因之一就是控制发动机的工作点使其工作在相对靠近最佳经济点区间，提高发动机的工作效率。但是在以往的混合动力系统设计当中，往往没有考虑到根据动力电池的荷电状态来调整发动机的工作点，也没有考虑到能量在转化过程中的各部件效率变化对整个系统的效率所带来的影响，及电机小扭矩工作时的效率极低问题，从而导致对发电机工作点调整具有很大的盲目性，降低了整个系统的工作效率增加了燃油消耗。 

发明内容

本发明的目的就是为克服上述已有发电机工作点控制中的缺陷，提供一种混合动力汽车用发动机工作点的控制方法，在调整发动机工作点时，不仅考虑了动力电池荷电状态来改善发动机的工作性能，提高发动机的工作效率，而且考虑到了各个子系统由于转速、扭矩及内阻变化等原因对整个系统效率的影响以及电机扭矩的最小值限制，进 而最终决定是否有必要调整及如何调整发动机工作点，本发明所述方法实时计算整个系统的效率，对发动机工作点调整的合理性进行仲裁，大幅度地降低了整车的燃油消耗。 

实现上述目的本发明采用的技术方案为，一种混合动力汽车发动机工作点的控制方法，在发动机工作点控制过程中，混合动力控制器HCU根据动力电池荷电状态SOC分别对辅助驱动状态和发电状态下的发动机最佳工作点进行调整选择，并通过比较ISG电机综合效率与发动机工作点调整前后的油耗差与能耗差比值关系决定实际调整发动机工作点的必要性。 

发动机在ISG电机辅助驱动状态工作下，ISG电机动力性能辅助驱动扭矩等于驾驶员请求扭矩与发动机扭矩之差，发动机工作在效率最高的曲线上，燃油经济性和车辆动力性最强。电机辅助驱动状态工作下，电池荷电状态大于等于62％，小于等于80％。当电池荷电状态大于等于68％，小于等于72％时，辅助驱动因子为1，发动机工作点选择在辅助驱动发动机零点工作曲线上；当电池荷电状态大于等于76％，小于等于80％时，辅助驱动因子为2，发动机工作点选择在辅助驱动发动机最低工作曲线上；当电池荷电状态大于72％，小于76％时，辅助驱动因子大于1小于2，发动机的工作点选择在辅助驱动发动机零点工作曲线和辅助驱动发动机最低工作曲线之间；当电池荷电状态大于62％，小于68％时，辅助驱动因子大于0小于1，发动机的工作点选择在辅助驱动发动机零点工作曲线和发动机外有特性曲线之间。并且当ISG电机工作在辅助驱动状态下时，辅助驱动发动机工作曲线根据电池荷电状态的下降或上升对应进行向上或向下移动。 

ISG电机工作在发电状态下时，动力电池荷电状态SOC处于大于等于40％，小于等于59％的范围。当动力电池荷电状态SOC大于等于44％，小于等于56％时，发电因子为1，发动机工作点选择在零点发电曲线上；当动力电池荷电状态SOC大于56％，小于59％时，发电因子 大于零小于1，发动机工作点选择在零点发电曲线和零扭矩之间；当动力电池荷电状态SOC大于等于40％，小于44％时，发电因子大于1小于等于2，发动机工作点选择在零点发电曲线和发动机外有特性曲线之间。ISG电机工作在发电状态下，发电扭矩等于发动机扭矩与驾驶员请求扭矩之差，并且发电曲线根据电池荷电状态的下降或上升对应进行向上或向下移动，其移动范围处于零扭矩线和发动机的外有特性曲线之间。 

混合动力控制器在决定实际调整发动机工作点的必要性时，采用的ISG电机综合效率是考虑ISG电机的工作效率与转速和扭矩的关系，电池的充放电效率与内阻和动力电池荷电状态的关系及发动机的万有特性曲线后得到的效率值。 

利用本发明所述的技术方案可以带来以下优点：(1)降低发动机排量，可以有效的降低排放及燃油消耗；(2)根据动力电池的状态，进行ISG电机的发电和辅助驱动，能够调整发动机机工作点，提高发动机的工作效率，而且能够提高动力性能；(3)对系统各系统效率进行综合，对系统整体效率进行仲裁，排除没有必要进行调整的工作点。 

附图说明

图1是本发明的混合动力系统组成示意图； 

图2是混合动力模式判断及发动机工作点调整过程示意图；