[发明专利]混合动力汽车的控制系统和控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种混合动力汽车的控制系统以及一种混合动力汽车的控制方法。

背景技术

混合动力汽车（Hybrid Electrical Vehicle，简称HEV）是指同时装备两种动力来源即热动力源（由传统的汽油机或者柴油机产生）与电动力源（由电池与电机产生）的汽车。通过在混合动力汽车上使用电机，使得动力系统可以按照整车的实际运行工况要求灵活调控，而发动机保持在综合性能最佳的区域内工作，从而降低油耗与排放。

现有的混合动力汽车有些是采用混联式混合动力系统，其特点在于内燃机系统和电机驱动系统各有一套机械变速机构，两套机构采用行星轮式结构结合在一起，从而综合调节内燃机和电动机直接的转速关系。

但是，传统的混合动力汽车的驱动模式单一，驾驶员无法通过个人驾驶习惯以及长期固定的行车工况来进行驱动模式选择。例如，以亚洲人的习惯，居住较集中，每天上下班的行车路线较固定，路程大多在50km以内，这种特殊的工况很适合中短距离纯电动行驶。而传统的混合动力汽车的设计理念是通过电机辅助调节发动机降低油耗而不是彻底消除油耗，因此往往不具备手动EV（纯电动）模式切换功能，即使有也因为电池容量限制而导致纯电动续驶里程偏短。

同时，传统的混合动力汽车由于以降油耗为目的，不会选用大功率、大扭矩的电机和发动机，因此会导致整车动力性不强，驾驶乐趣大大降低。例如有些混合动力汽车的百公里加速时间超过10s，而且高速性能也较差。

再者，有些混合动力汽车采用的是混联式结构及其的控制方法，不存在发动机单独驱动的策略，即使在发动机处于相当经济的工作区域也会通过第一电机MG1给电池充电，同时要通过MG1调节发动机转速来实现换挡；而且在大负荷加速工况时，受电池容量限制，发动机有一部分功率要带动MG1发电后才能和蓄电池共同给第二电机MG2提供电能驱动，以上两点均降低了发动机的驱动效率。并且，在发动机启动关闭策略上，设定的需求功率和车速限值偏小，且车速切换条件设置为点而非区间，会造成发动机过早过频起动。

此外，现有的有些混合动力汽车由于电池容量小未采用可插电式结构，电池电量均由汽油转化而来，提高了使用成本，同时混联结构比较复杂，采用ECVT（Electronic Continuously Variable Transmission，电控无级式自动变速器）匹配难度大，成本较高。

发明内容

本发明是发明人基于以下认识和发现的：

相关技术中，典型的混合动力汽车在PWR（动力增强）模式下的动力总成控制策略大体为：提高了油门的反应灵敏度，动力总成的扭矩输出能提前快速响应，以提高起步的动力性能；当动力电池的SOC较高时，启动工况、起步工况以及低速工况下整车以纯电动运行，ECU（电子控制单元）实时监测动力电池的SOC值、整车实际需求功率等信息，灵活地调整发动机的启动和停止；当动力电池的SOC较低时，一般为45%以下，不允许纯电动行驶；混合动力汽车静止起动时，发动机起动怠速暖机一段时间才自行停机，怠速转速1200rpm；混合动力汽车静止挂P挡时，发动机会根据动力电池的SOC值及发动机水温决定是否熄火，SOC值低或发动机水温低时发动机会怠速发电直至SOC值处于某一较高水平或发动机水温处于某一较高水平；无论起始SOC如何，发动机工作一段时间（大概15min）后，动力电池的SOC会回到平衡位置（56%）附近，并始终保持这一位置不变；发动机起动过程中，采用行星齿轮实现无级变速，综合调节发动机和电动机之间的转速关系，该混合动力汽车具备两个电机，MG1进行转速控制，调节发动机到车轮端速比，MG2进行扭矩控制，提供扭矩并响应驾驶员和蓄电池充电需求。