[发明专利]一种混动汽车动力系统及其耦合控制方法

说明书

技术领域

本发明属于混动汽车整车控制领域，涉及一种混动汽车动力系统及其耦合控制方法，具体涉及一种插电四驱混动汽车动力耦合控制方法。 

背景技术

纯电动汽车的节能和科技感很容易打动普通车主的心。但是，充电问题是人们一时还无法出手购买纯电动汽车的重要原因。即使续航里程再长，一到需要充电的时候，动辄10来个小时的充电时间还是让人难以接受。这就要求人们购车之前，当地已经拥有完备的社会充电设施，能够实现快速充电。 

在充电基础设施未完备的情况下，PHEV作为过渡车型更容易被市场和消费者接受。作为有着电动机和普通燃油发动机的双模汽车，一旦电瓶电量耗尽，发动机就可以启动，使用便利性和普通汽车一致，为未来纯电动汽车的发展打下基础。 

插电式四驱混动汽车除了能够满足节油的目的还具有在极端工况路面下的通过能力及加速能力，较之现有机械式四驱车型更易操作，而且随着混动汽车及电池技术的不断成熟，前轴混动，后轴纯电动的四驱车型愈发具备可行性。综上所述，现有技术中存在如下技术问题：由两级离合器直接由车轮拖动实现发动机启动的冲击较大，整车在发动机启动瞬间的NVH较差。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种混动汽车动力系统及其耦合控制方法，实现发动机动力与双离合耦合机构的协调传输控制，使发动机能够平稳启动，通过控制离合器C1启动发动机，再通过发动机和CVT输入轴的转速差进行PID调节，得到速度同步所需的发动机扭矩，进而实现发动机-ISG和CVT端的转速同步。具体技术方案如下： 

1、一种混动汽车动力耦合控制方法，包括如下步骤： 

(1)控制ISG电机并结合第一离合器启动发动机； 

(2)通过发动机和CVT输入轴的转速差进行PID调节，得到速度同步所需的发动机扭矩； 

(3)实现发动机-ISG和CVT端的转速同步。 

进一步地，步骤(1)中所述离合器为发动机和ISG之间的离合器； 

且步骤(1)包括： 

(1-1)发动机启动成功后ISG退出速度模式，进入零扭矩模式，跟随发动机转速随动； 

(1-2)由发动机带动机械油泵维持CVT系统油压力。 

进一步地，步骤(2)中包括： 

(2-1)检测CVT输入轴的转速； 

(2-2)CVT输入轴的转速减去发动机-ISG端转速作为PID输入； 

(2-3)PID控制器根据CVT输入轴和发动机的速度差计算出需求的发动机的扭矩。 

整车控制器HCU用闭环控制调节发动机的扭矩，使其快速与CVT主动轮转速契合，完成速度同步，且速度同步完成后控制第二离合器闭合，实现发动机-ISG与CVT输入轴的动力耦合。 

进一步地，步骤(3-1)所述的速度模式下HCU控制ISG进入速度模式，以固定转速的速度维持机械油泵运行，进而维持CVT油压。 

进一步地，所述混动汽车为插电式混合动力的四驱车型，车辆具有后驱EV、串联、并联和四驱模式，所述速度模式定义在车辆处于后驱EV模式，在后驱EV行驶时，保持CVT润滑的油压和离合器推进油压。 

进一步地，后驱EV模式采用纯电动模式，在该模式下：控制后驱TM电机和减速器之间的第三离合器结合，后驱TM电机驱动车辆行驶；控制ISG进入速度模式，ISG电机以速度模式运转带动机械油泵维持CVT润滑及第一离合器和ISG和CVT之间的第二离合器两端油压；控制第二离合器断开，发动机-ISG驱动系统与车轮间动力传输处于中断状态。 

进一步地，在后驱EV模式下，检测驾驶员是否有较大的扭矩需求或SOC较低则进入高压能量维持模式，以此判定发动机的动力是否需介入车轮；当有发动机启动需求时，利用已有的油压压力控制离合器结合，ISG仍以速度模式带动发 动机快速启动至固定转速；发动机达到点火点后，发送允许发动机点火指令，发动机点火自行进入怠速控制模式。 

进一步地，发动机点火瞬间，控制ISG电机退出速度模式，此时ISG电机处于随动状态，跟随发动机自由旋转，发动机和ISG电机同速；检测CVT输入轴的转速，并减去发动机-ISG端转速作为PID输入；PID控制器根据CVT输入轴和发动机的速度差计算出需求的发动机的扭矩；发送需求的发动机扭矩到发动机控制器，发动机控制器控制发动机输出扭矩，进而使发动机转速上升；当发动机-ISG端转速与CVT输入轴转速差小于50转时，控制第二离合器结合，前轴发动机-ISG与整车动力系统相连，可输出扭矩。