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CN101987624B - 混合动力客车整车工作模式切换控制方法 - Google Patents

混合动力客车整车工作模式切换控制方法 Download PDF

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CN101987624B
CN101987624B CN2009100673918A CN200910067391A CN101987624B CN 101987624 B CN101987624 B CN 101987624B CN 2009100673918 A CN2009100673918 A CN 2009100673918A CN 200910067391 A CN200910067391 A CN 200910067391A CN 101987624 B CN101987624 B CN 101987624B
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赵子亮
刘吉顺
刘明辉
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Abstract

本发明涉及一种混合动力客车整车工作模式切换控制方法，其特征在于：整车控制器通过CAN网络实现了整车工作过程中模式按照策略进行模式切换，整车控制包括以下模式：停机模式STOP；起发动机STARTENGINE；换档模式SHIFT；功率分配模式MOVE_BRAKING，整车在实际运行过程中整车控制策略根据车辆当前状态和信号切换到相应的模式，最终达到整车控制模式的精确切换；其模式切换非常平稳、可靠，整车动力性、经济性和驾驶性达到最优。

Description

混合动力客车整车工作模式切换控制方法
技术领域：
本发明涉及一种混合动力客车整车工作模式切换控制方法，是一种混合动力汽车的控制方法。
背景技术：
混合动力汽车的控制系统开发是混合动力汽车研发的一项核心工作，由于混合动力涉及多个控制系统，在整车运行过程中协调控制过程复杂，国内外各大公司都在投入巨大的人力物力进行研发。
混合动力系统的复杂性决定了整车控制系统开发的复杂程度，因此对混合动力客车的整车控制系统开发进度及修改完善过程提出了一个巨大的挑战。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种混合动力客车整车工作模式切换控制方法，是一种并联混合动力汽车整车工作模式、模式间切换控制策略，该方法采用模块化设计思想，将整车运行的所有状态按照制定好的控制策略划分成不同的工作模式，不同的工作模式实现不同的控制功能，这种模块化的控制方法更加有利于程序修改和调试，加速混合动力整车控制系统开发过程。
本发明的技术方案是这样实现的：混合动力客车整车工作模式切换控制方法，整车控制系统由整车控制器(HCU)，发动机控制器(ECU)，电机控制器(MCU)、变速器控制器(含离合器控制TCU)、动力电池管理系统(BMS)以及制动防抱死系统(ABS)组成；其特征在于：整车控制器通过CAN网络实现了整车工作过程中模式按照策略进行模式切换，整车控制包括以下模式：停机模式STOP；起发动机STARTENGINE；换档模式SHIFT；功率分配模式MOVE_BRAKING，整车在实际运行过程中整车控制策略根据车辆当前状态和信号切换到相应的模式，最终达到整车控制模式的精确切换；
(1)STOP停车模式：
根据当前车速、发动机转速、档位等条件实现发动机停机及停车充电功能；可以从STARTENGINE模式、MOVING_BRAKING模式和shift模式切换进去；STARTENGINE模式切换到STOP模式策略为：在STARTENGINE模式前提下满足发动机启动成功或启动时间超过时间限制均可切换到STOP模式；MOVING_BRAKING模式切换到STOP模式策略：若当前模式为MOVING_BRAKING模式前题下，如果整车满足加速踏板为零且停车时间达与时间门限2个条件切换到STOP模式；shift模式切换到STOP模式策略：在MOVING_BRAKING模式前提下满足加速踏板为零且车速为零即切换到STOP模式；
(2)ENGINE-START起机状态：
是在空档的条件下实现发动机的起机功能，根据整车的控制策略既可以用电机起动发动机也可以用传统起动机起动发动机，该模式只能由stop模式进入切换策略：制动踏板为零和变速箱处于空档，并且加速踏板大于零以及发动机未启动成功；
(3)SHIFTING换档模式：
进入换档模式后，整车控制器将变速器控制器控制发动机和电机等命令发给相应总成的控制器，按照换档控制策略实现换档；换档模式切换条件，整车控制模式在MOVING_BRAKING模式的前提下，当一旦收到TCU发出的进入换档模式请求后进入换档模式；
(4)MOVING-BRAKING车辆正常行驶状态：
根据整车不同的状态可以由两个模式进入，分别为stop模式和shif模式；由stop模式进入MOVING-BRAKING模式的策略为手柄位置在直接档且发动机启动成功，否则退回到stop模式；由shift模式进入MOVING-BRAKING模式的策略为TCU发出完成换档指令，否则退回到stop模式。
本发明的积极效果是其模式切换非常平稳、可靠，整车动力性、经济性和驾驶性达到最优。
附图说明：
图1为本发明混合动力客车总成控制系统结构示意图；
图2为本发明混合动力客车工作模式切换流程图；
图3本发明的STOP停车模式流程图；
图4本发明的ENGINE-START起机状态模式流程图；
图5本发明的SHIFTING换档模式流程图；
图6本发明的MOVING-BRAKING车辆正常行驶状态流程图；
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做进一步的描述：如图1-2所示，整车控制器根据驾驶员的需求和各个部件反馈的状态，通过一下要详细论述的控制策略和控制算法来确定整车工作模式的精确切换，并将控制指令通过CAN通信方式输入到各个部件的控制单元，实现混合动力汽车的各种功能。整车控制包括以下模式：STOP(停机模式)；STARTENGINE(起发动机)；SHIFT(换档模式)；MOVE_BRAKING(功率分配模式)，整车在实际运行过程中整车控制策略根据车辆当前状态和信号切换到相应的模式，最终达到整车个控制模式的精确切换，以下是本专利对各模式切换的控制策略和算法的详细介绍。
(1)STOP停车模式：
该模式根据当前车速、发动机转速、档位等条件实现发动机停机及停车充电功能。
STOP停车模式可以从STARTENGINE模式、MOVING_BRAKING模式和shift模式切换进去。如图3所示，STARTENGINE模式切换到STOP模式策略为在STARTENGINE模式前提下满足发动机启动成功或启动时间超过时间限制均可切换到STOP模式，MOVING_BRAKING模式切换到STOP模式策略：若当前模式为MOVING_BRAKING模式前题下，如果整车满足加速踏板为零且停车时间达与时间门限2个条件切换到STOP模式，shift模式切换到STOP模式策略：在MOVING_BRAKING模式前提下满足加速踏板为零且车速为零即切换到STOP模式。
(2)ENGINE-START起机状态：
如图4所示的模式是在空档的条件下实现发动机的起机功能，根据整车的控制策略既可以用电机起动发动机也可以用传统起动机起动发动机。该模式只能由stop模式进入切换策略：制动踏板为零和变速箱处于空档，并且加速踏板大于零以及发动机未启动成功。
(3)SHIFTING换档模式：
如图5所示，进入换档模式后，整车控制器将变速器控制器控制发动机和电机等命令发给相应总成的控制器，按照换档控制策略实现换档。
换档模式切换条件，整车控制模式在MOVING_BRAKING模式的前提下，当一旦收到TCU发出的进入换档模式请求后进入换档模式。
(4)MOVING-BRAKING车辆正常行驶状态：
如6所示，模式根据整车不同的状态可以由两个模式进入，分别为stop模式和shif模式。由stop模式进入MOVING-BRAKING模式的策略为手柄位置在直接档且发动机启动成功，否则退回到stop模式。由shift模式进入MOVING-BRAKING模式的策略为TCU发出完成换档指令，否则退回到stop模式。
整车工作模式、加速踏板信号及换档指令信号随整车运行时的切换情况，从实车运行曲线的变化可以看出，整车工作模式根据设定控制策略进行平滑切换，从控制效果上看车速及换档过程运行平稳，模式切换时机非常恰当，达到了极佳的控制效果。

Claims (1)

1.混合动力客车整车工作模式切换控制方法，整车控制系统由整车控制器HCU，发动机控制器ECU，电机控制器MCU、变速器控制器含离合器控制TCU、动力电池管理系统BMS以及制动防抱死系统ABS组成；其特征在于：整车控制器HCU通过CAN网络实现了整车工作过程中模式按照策略进行模式切换，整车控制包括以下模式：停机模式STOP，起发动机STARTENGINE，换档模式SHIFT，功率分配模式MOVE-BRAKING；整车在实际运行过程中整车控制策略根据车辆当前状态和信号切换到相应的模式，最终达到整车控制模式的精确切换；
(1)    停机模式STOP：
根据当前车速、发动机转速、档位条件实现发动机停机及停车充电功能；可以从起发动机STARTENGINE、功率分配模式MOVE-BRAKING和换档模式SHIFT切换进去； 起发动机STARTENGINE切换到停机模式STOP策略为：在起发动机STARTENGINE前提下满足发动机启动成功或启动时间超过时间限制均可切换到停机模式STOP；功率分配模式MOVE-BRAKING切换到停机模式STOP策略：若当前为功率分配模式MOVE-BRAKING前提下，如果整车满足加速踏板为零且停车时间大于时间门限2个条件切换到停机模式STOP；换档模式SHIFT切换到停机模式STOP策略：在换档模式SHIFT前提下满足加速踏板为零且车速为零即切换到停机模式STOP；
(2)    起发动机STARTENGINE：
是在空档的条件下实现发动机的起机功能，根据整车的控制策略既可以用电机启动发动机也可以用传统起动机启动发动机，该模式只能由停机模式STOP进入切换策略：制动踏板为零和变速箱处于空档，并且加速踏板大于零以及发动机未启动成功；
(3)    换档模式SHIFT：
进入换档模式SHIFT后，整车控制器HCU将变速器控制器TCU控制发动机和电机命令发给相应总成的控制器，按照换档控制策略实现换档；换档模式SHIFT切换条件，整车控制模式在功率分配模式MOVE-BRAKING的前提下，当一旦收到变速器控制器TCU发出的进入换档模式请求后进入换档模式SHIFT；
(4)    功率分配模式MOVE-BRAKING：
根据整车不同的状态可以由两个模式进入，分别为停机模式STOP和换档模式SHIFT；由停机模式STOP进入功率分配模式MOVE-BRAKING的策略为手柄位置在直接档且发动机启动成功，否则退回到停机模式STOP；由换档模式SHIFT进入功率分配模式MOVE-BRAKING的策略为变速器控制器TCU发出完成换档指令，否则退回到换档模式SHIFT。 
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