一种混合动力车辆扭矩控制方法技术

一种混合动力车辆扭矩控制方法，其中混合动力车辆控制器通过整车车辆局域网总线与发动机控制器、变速器控制器、电机控制器、电池控制器、制动防抱死控制器以及车身控制器耦联并与它们进行通信，从而实现所述扭矩控制方法。该方法包括以下步骤：判断出混合动力车辆的当前混合动力模式；确定车辆需求扭矩以及与发动机和电机有关的当前扭矩；由当前混合动力模式和辆需求扭矩结合与发动机和电机有关的当前扭矩确定发动机和电机的目标扭矩；发动机控制器和电机控制器收到混合动力车辆控制器分配的发动机和电机目标扭矩后，控制发动机和电机逐步实现各自的目标扭矩。该方法具有成本低、控制精度更好、燃油经济性更好以及与整车更易匹配的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。具体而言，本专利技术涉及并联式混合动力车辆扭矩控制方法。
技术介绍
车辆在给人们带来便利的同时也带来了“能源消耗，环境污染”两大问题。为此各大车辆厂商分别推出了节能和环保的内燃机联合电机的混合动力车辆。混合动力车辆包括两种类型串联式和并联式。串联式混合动力车辆的动力系统包括发动机、发电机和电动机，这种串联式混合动力车辆不管运行在何种工况下，最终都要由电动机来驱动车轮。并联式混合动力车辆的动力系统包括发动机和电机，发动机和电机可以单独或者以机械能叠加的方式驱动车辆，电机既可以用作电动机又可以用作发电机使用。对于BSG(Belt DrivenStarter Generator)并联式混合动力车辆而言，由于采用BSG技术,BSG技术具有怠速停机和起动功能，从而实现车辆在红灯前和堵车时发动机暂停工作，消除怠速运行状态下的燃 油消耗和尾气排放。此外，由于采用并联方式，从而能发挥电机驱动的优势来弥补发动机驱动的弱点，使得发动机保持在最佳工况工作，能实现例如电助力驱动以及能量回馈等功能。因此，BSG并联式混合动力车辆既提高了车辆的驾驶性能和燃油经济性，同时还降低了排放。现有技术已经提出了多种针对并联式混合动力车辆的控制方法。由童毅等人撰写的、名称为“混合动力车辆扭矩管理策略”、发表在《清华大学学报(自然科学版)))2003年第43卷第8期上的文献公开了一种混合动力车辆扭矩管理策略。其中该并联式混合动力车辆特征在于电机位于离合器和自动变速器之间，由离合器控制内燃机是否参与对车辆的驱动。当自动变速器和离合器均接合时，内燃机转速和电机转速与车速具有一定比例关系。控制器中的扭矩管理策略实时合理地将自动变速器输入端的扭矩需求分配给内燃机和电机。该混合动力车辆扭矩管理策略以内燃机稳态效率特性图为基础，将扭矩作为扭矩管理策略中最主要变量，实时地对内燃机和电机输出动力进行合理分配。该控制方法的缺陷在于混合动力车辆模式相对较少，不利于对混合动力车辆扭矩进行精确控制，从而不利于更好地提高车辆的驾驶性能和燃油经济性，并且不利于更好地降低排放。因而，期望提供一种成本低、控制精度更好、与整车更易匹配以及燃油经济性更好的并联式混合动力车辆扭矩控制方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种并联式混合动力车辆扭矩控制方法，以解决现有技术的缺陷。本专利技术的目的通过以下技术方案得以实现本专利技术的一个技术方案提供了，其中混合动力车辆包括发动机、第一电机、与第一电机稱联的高压电池、变速器以及用于对发动机、第一电机、变速器和高压电池进行监视和控制的控制单元，发动机通过连接装置与第一电机连接，发动机和/或第一电机的动力通过变速器与差速器传送到车轮，控制单元包括用于实现扭矩控制方法的混合动力车辆控制器以及与混合动力车辆控制器耦联并通信的发动机控制器和第一电机控制器，其中所述方法包括以下步骤步骤I :混合动力车辆控制器基于与混合动力车辆的混合动力模式有关的当前信号判断出混合动力车辆的当前混合动力模式；步骤2 :混合动力车辆控制器基于与发动机和第一电机扭矩以及车辆需求扭矩有关的信号确定发动机当前扭矩Te—p、第一电机当前扭矩Tm—P/Tg—p、发动机当前可用扭矩I；—U、第一电机当前可用扭矩Tm U、发动机当前扭矩限制Te l、第一电机当前扭矩限制Tm l/Tg l以及车辆需求扭矩Tdt—_，其中车辆需求扭矩Tdt—_包括发动机需求扭矩I；—_和第一电机需求扭矩Tm—^j/Tg—其中第一电机需求扭矩为第一电机驱动需求扭矩Tnurai或者第一电机发电需求扭矩Tg,；步骤3 :混合动力车辆控制器基于混合动力车辆的当前混合动力模式和车辆需求扭矩Tdt rai并结合发动机当前可用扭矩I；—u以及第一电机当前可用扭矩Tm—u确定发动机目 标扭矩Te 以及第一电机目标扭矩Tg tayTm tm，并且发动机和第一电机各自的目标扭矩受到发动机当前扭矩限制Te l和第一电机当前扭矩限制TmyTg」的限制；以及步骤4 :发动机控制器和第一电机控制器收到混合动力车辆控制器分配的发动机和第一电机目标扭矩后，控制发动机和第一电机分别基于发动机当前扭矩Te p和第一电机当前扭矩TnuZTgjj逐步实现各自的目标扭矩。根据本专利技术的上述技术方案提供的混合动力车辆扭矩控制方法，其中控制单元还包括变速器控制器、电池控制器、制动防抱死控制器以及车身控制器，混合动力车辆控制器通过车辆局域网总线与这些控制器耦联并通信。根据本专利技术的上述技术方案提供的混合动力车辆扭矩控制方法，其中变速器为自动变速器，其通过液力变矩器与发动机连接。根据本专利技术的上述技术方案提供的混合动力车辆扭矩控制方法，其中与混合动力车辆的混合动力模式有关的当前信号包括油门踏板信号、制动踏板信号、发动机当前转速信号、发动机当前扭矩信号、发动机最大可用扭矩信号、发动机最小维持扭矩信号、发动机当前可用扭矩信号、发动机当前扭矩限制信号、发动机水温信号、第一电机当前转速信号、第一电机当前扭矩信号、第一电机当前可用扭矩信号、第一电机当前扭矩限制信号、高压电池电压和电流信号、高压电池可用充放电功率信号、高压电池剩余电量信号、车速信号、车轮打滑状态信号、钥匙开关状态信号、防盗状态信号、变速器当前档位和目标档位信号以及液力变矩器状态信号。根据本专利技术的上述技术方案提供的混合动力车辆扭矩控制方法，其中与发动机和第一电机扭矩以及车辆需求扭矩有关的信号包括发动机当前扭矩信号、发动机最大可用扭矩信号、发动机最小维持扭矩信号、发动机当前扭矩限制信号、第一电机当前扭矩信号、第一电机当前可用扭矩信号以及第一电机当前扭矩限制信号。根据本专利技术的上述技术方案提供的混合动力车辆扭矩控制方法，其中步骤I中的混合动力车辆的当前混合动力模式为自动停机模式、自动起动模式、电怠速模式、怠速发电模式、传统充电模式、智能充电模式、电机助力模式、能量回馈模式、换挡平滑模式、首次起动模式以及关闭模式中的其中一种混合动力模式，其中在任意时刻，混合动力车辆仅处于一种混合动力模式下。根据本专利技术的上述技术方案提供的混合动力车辆扭矩控制方法，其中当混合动力车辆处于首次起动模式时，车辆需求扭矩Tdt _由起动电机和/或第一电机提供，其大小为克服发动机曲轴静态阻力所需扭矩。根据本专利技术的上述技术方案提供的混合动力车辆扭矩控制方法，其中当混合动力车辆处于关闭模式时，车辆需求扭矩Tdt _由发动机提供，其大小通过以下公式进行计算Tdt req = PMeX (Temax-Temin)+Temin，其中，PMe为驾驶员对发动机扭矩需求程度，Temax为发动机最大可用扭矩，Temin为发动机最小维持扭矩。根据本专利技术的上述技术方案提供的混合动力车辆扭矩控制方法，其中当混合动力车辆处于传统充电模式、智能充电模式或者怠速发电模式时，车辆需求扭矩Tdt—由发动机和第一电机提供，其大小通过以下公式进行计算Tdt req = PsfeX (Temax-Temin)+Temin+PTXTg _，其中 Pt 为发动机和第一电机之间的传动 t匕，Tg req为第一电机发电需求扭矩。根据本专利技术的上述技术方案提供的混合动力车辆扭矩控制方法，其中当混合动力车辆处于自动停机模式时，车辆需求扭矩Tdt rai由第一电机提供，其大小为根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合动力车辆扭矩控制方法，其中混合动力车辆包括发动机、第一电机、与第一电机耦联的高压电池、变速器以及用于对发动机、第一电机、变速器和高压电池进行监视和控制的控制单元，发动机通过连接装置与第一电机连接，发动机和/或第一电机的动力通过变速器与差速器传送到车轮，控制单元包括用于实现所述扭矩控制方法的混合动力车辆控制器以及与混合动力车辆控制器耦联并通信的发动机控制器和第一电机控制器，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1：混合动力车辆控制器基于与混合动力车辆的混合动力模式有关的当前信号判断出混合动力车辆的当前混合动力模式；步骤2：混合动力车辆控制器基于与发动机和第一电机扭矩以及车辆需求扭矩有关的信号确定发动机当前扭矩Te_p、第一电机当前扭矩Tm_p/Tg_p、发动机当前可用扭矩Te_u、第一电机当前可用扭矩Tm_u、发动机当前扭矩限制Te_l、第一电机当前扭矩限制Tm_l/Tg_l以及车辆需求扭矩Tdt_req，其中车辆需求扭矩Tdt_req包括发动机需求扭矩Te_req和第一电机需求扭矩Tm_req/Tg_req，其中第一电机需求扭矩为第一电机驱动需求扭矩Tm_req或者第一电机发电需求扭矩Tg_req；步骤3：混合动力车辆控制器基于混合动力车辆的当前混合动力模式和车辆需求扭矩Tdt_req并结合发动机当前可用扭矩Te_u以及第一电机当前可用扭矩Tm_u确定发动机目标扭矩Te_tar以及第一电机目标扭矩Tg_tar/Tm_tar，并且发动机和第一电机各自的目标扭矩受到发动机当前扭矩限制Te_l和第一电机当前扭矩限制Tm_l/Tg_l的限制；以及步骤4：发动机控制器和第一电机控制器收到混合动力车辆控制器分配的发动机和第一电机目标扭矩后，控制发动机和第一电机分别基于发动机当前扭矩Te_p和第一电机当前扭矩Tm_p/Tg_p逐步实现各自的目标扭矩。...

【技术特征摘要】
1.一种混合动力车辆扭矩控制方法，其中混合动力车辆包括发动机、第一电机、与第一电机耦联的高压电池、变速器以及用于对发动机、第一电机、变速器和高压电池进行监视和控制的控制单元，发动机通过连接装置与第一电机连接，发动机和/或第一电机的动力通过变速器与差速器传送到车轮，控制单元包括用于实现所述扭矩控制方法的混合动力车辆控制器以及与混合动力车辆控制器耦联并通信的发动机控制器和第一电机控制器，其特征在于，所述方法包括以下步骤 步骤I:混合动力车辆控制器基于与混合动力车辆的混合动力模式有关的当前信号判断出混合动力车辆的当前混合动力模式； 步骤2 :混合动力车辆控制器基于与发动机和第一电机扭矩以及车辆需求扭矩有关的信号确定发动机当前扭矩Tep、第一电机当前扭矩τπν%—p、发动机当前可用扭矩Te—U、第 一电机当前可用扭矩Tm—U、发动机当前扭矩限制Te l、第一电机当前扭矩限制Tm—/Tg l以及车辆需求扭矩Tdt—_，其中车辆需求扭矩Tdt rai包括发动机需求扭矩I；—_和第一电机需求扭矩Tm—raq/Tg—_，其中第一电机需求扭矩为第一电机驱动需求扭矩Tnurai或者第一电机发电需求扭矩Tgj^ ； 步骤3 :混合动力车辆控制器基于混合动力车辆的当前混合动力模式和车辆需求扭矩Tdt req并结合发动机当前可用扭矩I；—u以及第一电机当前可用扭矩Tm—u确定发动机目标扭矩Te 以及第一电机目标扭矩Tg tayTm tm，并且发动机和第一电机各自的目标扭矩受到发动机当前扭矩限制Te l和第一电机当前扭矩限制TmyTg」的限制；以及 步骤4 :发动机控制器和第一电机控制器收到混合动力车辆控制器分配的发动机和第一电机目标扭矩后，控制发动机和第一电机分别基于发动机当前扭矩Te p和第一电机当前扭矩TnuZTgjj逐步实现各自的目标扭矩。2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，控制单元还包括变速器控制器、电池控制器、制动防抱死控制器以及车身控制器，混合动力车辆控制器通过车辆局域网总线与这些控制器耦联并通信。3.根据权利要求I或2所述的方法，其特征在于，变速器为自动变速器，其通过液力变矩器与发动机连接。4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，与混合动力车辆的混合动力模式有关的当前信号包括油门踏板信号、制动踏板信号、发动机当前转速信号、发动机当前扭矩信号、发动机最大可用扭矩信号、发动机最小维持扭矩信号、发动机当前可用扭矩信号、发动机当前扭矩限制信号、发动机水温信号、第一电机当前转速信号、第一电机当前扭矩信号、第一电机当前可用扭矩信号、第一电机当前扭矩限制信号、高压电池电压和电流信号、高压电池可用充放电功率信号、高压电池剩余电量信号、车速信号、车轮打滑状态信号、钥匙开关状态信号、防盗状态信号、变速器当前档位和目标档位信号以及液力变矩器状态信号。5.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，与发动机和第一电机扭矩以及车辆需求扭矩有关的信号包括发动机当前扭矩信号、发动机最大可用扭矩信号、发动机最小维持扭矩信号、发动机当前扭矩限制信号、第一电机当前扭矩信号、第一电机当前可用扭矩信号以及第一电机当前扭矩限制信号。6.根据权利要求I或者4所述的方法，其特征在于，步骤I中所述的混合动力车辆的当前混合动力模式为自动停机模式、自动起动模式、电怠速模式、怠速发电模式、传统充电模式、智能充电模式、电机助力模式、能量回馈模式、换挡平滑模式、首次起动模式以及关闭模式中的其中一种混合动力模式，其中在任意时刻，混合动力车辆仅处于一种所述混合动力模式下。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当混合动力车辆处于首次起动模式时，车辆需求扭矩Tdt rai由起动电机和/或第一电机提供，其大小为克服发动机曲轴静态阻力所需扭矩。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当混合动力车辆处于关闭模式时，车辆需求扭矩Tdt _由发动机提供，其大小通过以下公式进行计算 Tdtjeq = PsfeX (Temax-Temin)+Temin，其中，ρΜε为驾驶员对发动机扭矩需求程度，Temax为发动机最大可用扭矩，Tefflin为发动机最小维持扭矩。9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当混合动力车辆处于传统充电模式、智能充电模式或者怠速发电模式时，车辆需求扭矩Tdt rai由发动机和第一电机提供，其大小通过以下公式进行计算 Tdtjeq = PMeX (Temax-Temin)+Temin+PTXTg _，其中Pt为发动机和第一电机之间的传动比，Tg req为第一电机发电需求扭矩。10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当混合动力车辆处于自动停机模式时，车辆需求扭矩Tdt _由第一电机提供，其大小为根据发动机当前转速所设定的第一电机驱动需求扭矩TmX11.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当混合动力车辆处于自动起动模式时，车辆需求扭矩Tdt _由第一电机提供，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：周宇星，朱军，马成杰，赵沂，邱国茂，孔令安，邓晓光，姜辛，张鹏君，
申请(专利权)人：上海汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：