專利名稱：一種無級變速中度混合動力汽車的扭矩控制方法
技術領域：
本發(fā)明屬于混合動力汽車控制領域，特別涉及一種CVT (無級變速)中度混合動力 汽車的扭矩控制方法。
背景技術：
目前存在于市場上的混合動力汽車配備的變速系統(tǒng)主要有手動(MT)、自動(AT) 和手自動一體化變速系統(tǒng)。由于成本和技術原因，CVT混合動力汽車較少，主要出現在高端 汽車上。配備MT變速系統(tǒng)的混合動力汽車雖然有良好的駕駛動力性和經濟性，但是MT對 于駕駛員而言操作強度大，且因駕駛員駕駛熟練程度不同整車的燃油經濟性、污染排放表 現各不相同。配備AT變速系統(tǒng)的混合動力汽車操作簡易、節(jié)能但是存在換擋效率低下的問 題。CVT從技術上解決了 AT換擋效率低下的問題，CVT可以實現無換擋，連續(xù)扭矩輸出，在 制動能量回收時為能量回收提供方便，CVT能快速變換速比可以讓發(fā)動機在大部分時間工 作在最佳工況，基于這些優(yōu)勢CVT也成為混合動力汽車的理想首選。一般的混動汽車控制方法也大多集中在對手動(MT)、自動(AT)、手自動一體化變 速系統(tǒng)的汽車的控制，而對于CVT混動汽車的控制主要注重行駛穩(wěn)定性和駕駛舒適性，沒 有把能量的合理分配作為重點，這樣就會使整車經濟性、尾氣排放效果打折扣。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種CVT中度混合動力汽車的扭矩控制方法，以解決CVT混動汽車能 量分配合理性問題。此方案科學合理，能夠滿足整車動力性和經濟性的要求。本發(fā)明的技術方案為
一種CVT中度混合動力汽車的扭矩控制方法，所述方法是先由發(fā)動機管理系統(tǒng)ECU根 據駕駛員油門踏板位移量計算出整車需求扭矩，在計算出整車需求扭矩后，發(fā)動機管理系 統(tǒng)ECU將整車需求扭矩發(fā)送給整車控制器HCU，整車控制器HCU再根據當前電池電量情況和 發(fā)動機運行狀況進行電機扭矩和發(fā)動機扭矩分配；
分配的原則如下首先滿足電機扭矩需求，發(fā)動機扭矩等于整車需求扭矩與電機扭矩 的差值；然后用分配出的發(fā)動機扭矩乘以當前發(fā)動機轉速得出發(fā)動機需求功率，再根據發(fā) 動機最佳工作曲線查表求出當前需求功率下的發(fā)動機需求扭矩和需求轉速，CVT控制速比， 從而讓發(fā)動機工作在當前需求功率下的最佳工況。本發(fā)明的技術方案主要涉及混合動力汽車整車控制器、發(fā)動機管理系統(tǒng)、電機控 制器、變速器控制器，整車控制器負責對整車需求扭矩進行分配及監(jiān)控控制，而發(fā)動機管理 系統(tǒng)和電機控制器負責響應主控制器的需求扭矩從而來驅動整車工作，變速器控制器負責 監(jiān)控及切換變速器工作狀態(tài)。本發(fā)明方法能滿足整車動力性，也能結合CVT工作特性使發(fā)動機工作工況得到優(yōu) 化，使整車燃油消耗更經濟，污染排放更少，達到了一定的節(jié)能減排的效果；此方案科學合理，具有可實施性，符合時代背景可以在CVT混合動力汽車上得到推廣應用。


圖1 本發(fā)明的一種CVT中度混合動力汽車動力系統(tǒng)結構框圖。圖2 本發(fā)明的一種CVT中度混合動力汽車扭矩控制原理圖。
具體實施例方式本混合動力汽車動力系統(tǒng)結構如圖1，包含發(fā)動機、無級變速器CVT、電機、高壓電 池組、D⑶C直流轉換電路。還具備如下電子控制器整車控制器HCU、發(fā)動機管理系統(tǒng)E⑶、 電池管理系統(tǒng)B⑶、電機管理系統(tǒng)IPU、變速器管理系統(tǒng)TCU等。其中整車控制器HCU主要負責協(xié)調控制，發(fā)動機管理系統(tǒng)E⑶主要負責監(jiān)控發(fā)動 機工作，電池管理系統(tǒng)B⑶主要負責監(jiān)控動力電池工作，電機管理系統(tǒng)IPU主要負責監(jiān)控電 機工作，變速器管理系統(tǒng)TCU主要負責監(jiān)控CVT工作；發(fā)動機、電機為同軸連接，其扭矩輸出 通過無級變速器CVT變比后驅動車輪；系統(tǒng)自帶起動機，當高壓電池組電能不夠無法驅動 電機啟動發(fā)動機時整車控制器HCU可以控制起動機來啟動發(fā)動機；整車控制器HCU、發(fā)動機 管理系統(tǒng)E⑶、電源管理系統(tǒng)B⑶、變速器管理系統(tǒng)TCU通過CAN總線相互通訊；高壓電池組 通過DCDC轉換輸出12V電壓供整車其他使用；發(fā)動機管理系統(tǒng)ECU會根據駕駛員油門踏板 需求求出整車需求扭矩，主控制器HCU得到此扭矩會判斷當前狀態(tài)進行模式切換、分配扭 矩，再傳達扭矩命令給電機控制器IPU和發(fā)動機管理系統(tǒng)E⑶，以滿足整車的動力需求。本混合動力汽車扭矩控制原理如圖2所示。發(fā)動機管理系統(tǒng)ECU根據駕駛員油門 踏板位移量求出整車需求扭矩并將整車需求扭矩發(fā)送給整車控制器HCU，整車控制器HCU 得到此扭矩后首先判斷當前整車運行狀態(tài)(即加減速行駛、勻速行駛、剎車、滑行等狀態(tài))進 行能量回收、加速助力、正常運行等模式切換、根據各種模式要求分配發(fā)動機扭矩和電機扭 矩。分配原則是主控制器HCU在分配扭矩的時候首先滿足電機扭矩需求，其中電機 扭矩通過當前電池電量S0C、當前發(fā)動機轉速以及CVT速比查表得到。通過上述方法查表得 到電機扭矩后，則發(fā)動機扭矩為整車需求扭矩與電機扭矩的差值，但此發(fā)動機扭矩并非為 發(fā)動機最佳扭矩。任何工況下發(fā)動機都有最佳工作點，發(fā)動機在最佳工作點工作性能最佳、油耗最 經濟。而CVT無級變速器無換擋可以快速變換速比理論上可以讓發(fā)動機在大部分時間工作 在最佳工況點，基于上述我們可以采取基于無級變速CVT實時變化速比讓發(fā)動機工作在最 佳工作點的策略方案來完成扭矩控制。在CVT中度混合動力汽車上采取如下優(yōu)化策略，主控制器HCU仍然采取前述分配 方法分配出電機扭矩和發(fā)動機扭矩，再利用發(fā)動機扭矩乘以當前發(fā)動機轉速計算出發(fā)動機 當前功率。然后通過查發(fā)動機最佳工作曲線求出發(fā)動機需求扭矩和CVT需求轉速(即根據 發(fā)動機的最佳工作曲線與等功率線的交點可以得出當前需求功率下的發(fā)動機最佳工作扭 矩和最佳工作轉速)。CVT根據當前車速及需求最佳工作轉速變換速比，不斷調節(jié)發(fā)動機轉 速，使發(fā)動機轉速不斷靠近最佳工作轉速及CVT需求轉速，讓發(fā)動機工作在最佳工作點。
在整個系統(tǒng)中發(fā)動機、電機、CVT、整車的扭矩和轉速都應該采取合理措施加以限 制并保證各部分協(xié)同工作以滿足駕駛員需求，并保障系統(tǒng)中各個元件的安全運行不受損 壞，整車安全以及駕駛員安全，也能達到到整車駕駛舒適性、可靠性的要求。
權利要求
一種無級變速中度混合動力汽車的扭矩控制方法，所述方法是先由發(fā)動機管理系統(tǒng)ECU根據駕駛員油門踏板位移量計算出整車需求扭矩，發(fā)動機管理系統(tǒng)ECU計算出整車需求扭矩后發(fā)送給整車控制器HCU，整車控制器HCU再根據當前電池電量情況和發(fā)動機運行狀況進行電機扭矩和發(fā)動機扭矩分配；再傳達扭矩命令給電機控制器IPU和發(fā)動機管理系統(tǒng)ECU，以滿足整車的動力需求；所述電機扭矩和發(fā)動機扭矩分配的原則如下首先滿足電機扭矩需求，發(fā)動機扭矩等于整車需求扭矩與電機扭矩的差值；然后用分配出的發(fā)動機扭矩乘以當前發(fā)動機轉速得出發(fā)動機需求功率，再根據發(fā)動機最佳工作曲線查表求出當前需求功率下的發(fā)動機需求扭矩和CVT需求轉速，變速器管理系統(tǒng)接收到CVT需求轉速后使無級變速器CVT根據當前車速及需求轉速變換速比，從而讓發(fā)動機工作在當前需求功率下的最佳工況；所述方法涉及到發(fā)動機、無級變速器CVT、電機、高壓電池組、DCDC直流轉換電路、整車控制器HCU、發(fā)動機管理系統(tǒng)ECU、電池管理系統(tǒng)BCU、電機管理系統(tǒng)IPU、變速器管理系統(tǒng)TCU；整車控制器負責對整車需求扭矩進行分配及監(jiān)控控制；發(fā)動機管理系統(tǒng)和電機控制器，變速器控制器負責監(jiān)控及切換變速器工作狀態(tài)；包含發(fā)動機管理系統(tǒng)ECU負責響應整車控制器的需求扭矩從而來驅動并監(jiān)控發(fā)動機工作；電池管理系統(tǒng)BCU負責監(jiān)控動力電池工作；電機管理系統(tǒng)IPU負責監(jiān)控電機工作；變速器管理系統(tǒng)TCU負責監(jiān)控CVT工作；所述發(fā)動機與電機同軸連接，其扭矩輸出通過無級變速器CVT變速比后驅動車輪；整車控制器HCU、發(fā)動機管理系統(tǒng)ECU、電源管理系統(tǒng)BCU、變速器管理系統(tǒng)TCU通過CAN總線相互通訊；高壓電池組通過DCDC直接轉換電路輸出12V電壓供整車其他使用。
全文摘要
本發(fā)明提供一種無級變速中度混合動力汽車的扭矩控制方法，所述方法是先由發(fā)動機管理系統(tǒng)ECU根據駕駛員油門踏板位移量計算出整車需求扭矩，在計算出整車需求扭矩后，發(fā)動機管理系統(tǒng)ECU將整車需求扭矩發(fā)送給整車控制器HCU，整車控制器HCU再根據當前電池電量情況和發(fā)動機運行狀況進行電機扭矩和發(fā)動機扭矩分配。本發(fā)明方法能滿足整車動力性，也能結合CVT工作特性使發(fā)動機工作工況得到優(yōu)化，使整車燃油消耗更經濟，污染排放更少，達到一定的節(jié)能減排的效果。
文檔編號B60W20/00GK101941432SQ20101029051
公開日2011年1月12日 申請日期2010年9月25日 優(yōu)先權日2010年9月25日
發(fā)明者嚴欽山, 李宗華, 楊寧, 蘇嶺, 鄧柯軍 申請人:重慶長安汽車股份有限公司;重慶長安新能源汽車有限公司