[发明专利]混联式混合动力系统分层结构多能源综合控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是混联式混合动力系统领域，具体涉及一种混联式混合动力系统分层结构多能源综合控制方法；

背景技术

混联式混合动力系统由发动机、电动机、发电机、功率耦合装置、自动变速器和减速器等部件组成，以满足重型车辆驱动大功率与大转矩等需求；发动机功率经过功率耦合装置进行分流，一路传递给发电机进行发电，一路向后传递进过主离合器后和电动机输出功率汇合；经过自动变速器和减速器后驱动车轮运转；功率耦合装置实现功率的分流与汇流；由于牵引车、越野车等重型车辆需求扭矩较大，所以系统还包括一个三挡机械式自动变速器；主离合器不结合时，可由电动机实现车辆的纯电驱动；发电机可作为启动电机使用，用来启动发动机；

由于混联式混合动力系统包括多个控制子系统，各子系统协调配合工作，才能实现混合动力系统功能与经济性、动力性等指标；如何实现多能源的能量管理与各子系统控制是综合控制器的主要任务，在控制模式切换与换挡过程中控制各相关部件协调工作对系统控制品质有重大影响，也是能量管理逻辑实现的前提，这个功能也由综合控制器实现；

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种混联式混合动力系统分层结构多能源综合控制方法，使控制逻辑更为简明、清晰，同时兼顾了功率流的优化配置与动态过程的品质控制要求。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：混联式混合动力系统分层结构，其包括决策层、中间层和伺服层；决策层也称为系统层，根据油门(或制动)踏板位置、换挡手柄信号及其它相关信息判断驾驶员意图，确定驱动(或制动)功率总需求，按照控制模式设定与切换策略决定驾驶员需求的混合动力系统控制模式；

中间层根据相关信息将总需求功率在各功率部件间进行功率分配， 确定各部件预期的工作状态；此工作状态指在当前总功率需求下预期的稳定状态，即稳态控制目标；

伺服层也可称为部件层，根据各部件(或操作元件)的稳态控制目标和系统控制品质要求，按照一定逻辑设计到达稳态目标的动态过程，计算当前采样时刻的瞬时控制目标；然后将控制指令通过CAN总线或驱动电路发送给相应部件；

决策层主要来划分系统工作模式；一般混合动力控制策略中，将系统工作模式划分为纯电动、发动机单独驱动、发动机驱动并发电、发动机电动机混合驱动、制动等，实际混合动力系统也确实工作在这些模式下；但考虑到使确定逻辑更加清晰简明，在本文中的系统决策层将系统控制模式进行了简化；在决策层，系统控制模式被划分为纯电动、发动机启动、混合驱动、制动、倒车、停车充电等几种简单模式，不对发动机工作时电动机、发电机的具体工作状态进行区分；在中间层确定部件稳态控制目标时，才根据计算结果对部件模式进行准确的界定，例如电动机需求转矩目标值的正、负、零，决定了系统是工作在发动机电动机混合驱动、发动机驱动并发电还是发动机单独驱动模式；系统控制模式相当于是由分层结构综合控制方法的决策层与中间层共同完成的，这样做简化了系统控制模式确定规则与综合控制逻辑；

中间层完成能量管理与分配功能；在制动工况，综合控制策略根据制动功率需求，将功率在电机功率与机械功率之间分配，一般原则为：在低制动强度下，优先采用电机制动，进行制动能量回收；在中高制动强度时，采用机电并联制动，电机进行制动助力；

本发明的有益效果：本发明将混合动力控制逻辑划分为决策层、中间层与伺服层；控制策略的分层结构设计方法，使控制逻辑更为简明、清晰，同时兼顾了功率流的优化配置与动态过程的品质控制要求；

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明的结构示意图；

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明；

参照图1，本具体实施方式采用以下技术方案：混联式混合动力系统分层结构，其包括决策层、中间层和伺服层；决策层也称为系统层，根据油门(或制动)踏板位置、换挡手柄信号及其它相关信息判断驾驶员意图，确定驱动(或制动)功率总需求，按照控制模式设定与切换策略决定驾驶员需求的混合动力系统控制模式；

中间层根据相关信息将总需求功率在各功率部件间进行功率分配，确定各部件预期的工作状态；此工作状态指在当前总功率需求下预期的稳定状态，即稳态控制目标；