[发明专利]一种行星式混合动力汽车停车充电控制方法

说明书

本发明提供了一种行星式混合动力汽车停车充电控制方法，该方法能够实现驾驶员对动力电池充电功率的主动控制，同时通过VCU控制制动器以保证停车发电时安全驻车，并采用多种措施避免充电异常时可能导致的安全问题。本发明包括以下内容：(1)停车充电条件判断，根据车辆状态和驾驶员输入信号判断是否满足停车充电条件；(2)最大允许发电功率计算，根据动力系统约束因素计算得到系统允许最大发电功率；(3)充电控制，包括制动力控制、发电功率解析以及发动机与电机的控制；(4)充电异常处理，对充电过程中出现的异常状况进行相应的安全处理。

技术领域

本发明属于混合动力汽车控制技术领域，具体涉及行星式混合动力汽车停车充电控制方法，尤其适用于以锂电池为动力电源且无离合器的行星式混合动力商用车。

背景技术

行星式混合动力系统相比其他类型的混合动力构型具有结构紧凑、布置方便等优点。该系统能够实现发动机转速和转矩与路面载荷解耦，易于对发动机进行优化控制。对于商用车，由于行星式混合动力系统可以实现发动机无级调速功能，在车辆加减速和低速行驶过程中可充分避免发动机工作点频繁变化以及工作点分布不合理等问题，在保证良好的动力性的同时减少了油耗。但是行星式混合动力商用车自身结构特点和使用环境决定了实际应用时会面临如下问题：

(1)停车充电制动安全问题。由于行星式混合动力系统不包括离合器，停车状态下发电时会有驱动扭矩作用于车轮，存在溜车的风险。考虑驻车制动安全性，停车状态充电时不能大扭矩充电，这导致燃油消耗率偏高且充电时间过长。

(2)长时间爬坡行驶动力稳定输出问题。由于商用车经常大载荷行驶于山区路况，尤其在长大上坡道路行驶时，要求动力系统能够可靠稳定地输出动力以保障行车安全。而行星式混动力系统往往采用较小的发动机，在这种情况下可能需要电池提供额外能量才能满足动力需求。但是长时间爬坡行驶可能出现电池电能耗尽的情况，进而造成动力下降，造成安全隐患。传统的VCU由于无法预测道路状况，爬坡前可能因SOC较低不满足爬坡需求。

(3)长时间下坡行驶制动能量充分回收问题。当车辆在停车状态时如果SOC过低时动力系统会自动为电池充电以确保正常行驶。但是如果车辆即将进行长时间的下坡行驶时，再生制动能量可能足以保证SOC升高至正常驱动要求范围。这种情况下对电池充电可能会增加油耗。

对于无离合器的行星式混动力系统，常规动力系统驻车制动扭矩较小无法满足大功率充电需求且VCU无法对未来行驶工况特征进行预测，上述问题缺乏有效的解决方案。

发明内容

本发明针对行星式混合动力商用车结构特点和使用环境提供了一种主动充电控制方法，该方法能够在安全和电池性能允许的条件下由驾驶员根据车辆状况和道路特征判断是否需要充电并主动控制充电时功率大小。该方法同时充分避免了大功率充电时车辆可能出现的溜车现象。

所述行星式混合动力系统至少包括发动机、扭转减振器、行星排太阳轮、行星排齿圈、行星排行星架、电机2、驻车制动器、主减速器、行车制动器、电机2控制器、动力电池、电机1控制器、电机1；所述电机1与行星排太阳轮连接，发动机通过扭转减振器与行星排行星架连接，行星排齿圈与与输出轴连接，电机2与输出轴同轴连接；所述动力系统有D/N/R三个挡位，通过手刹实现驻车制动；行车制动器制动力矩除了由驾驶员踩制动踏板控制，也能由VCU主动控制。

另外，车辆还需在车身或底盘合适位置固定安装坡度传感器，将坡度信号传输至VCU。

本发明采用如下技术方案：

一种行星式混合动力汽车停车充电控制方法，包括以下步骤：

步骤1，空挡充电条件判断：