本發(fā)明涉及用于混合動力汽車動力系統(tǒng)控制的駕駛員扭矩需求解析方法，屬于電動汽車整車控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，傳統(tǒng)汽車的駕駛員扭矩需求解析并不以與常規(guī)內(nèi)燃發(fā)動機車輛和混合動力車輛二者均兼容的方法解析駕駛員扭矩需求。傳統(tǒng)的駕駛員需求扭矩解析方法多基于發(fā)動機飛輪端解析駕駛員扭矩需求，而駕駛員真正的預(yù)期應(yīng)該體現(xiàn)在輪端的驅(qū)動力，傳統(tǒng)的解析方法并不以滿足駕駛員預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)的方式識別駕駛員輸入，同時動力系統(tǒng)扭矩能力在不同環(huán)境下的變化沒有被充分考慮。

而動力系統(tǒng)扭矩能力是隨著環(huán)境不斷變化，當(dāng)車輛環(huán)境溫度較低或者車輛處于高原環(huán)境時，發(fā)動機扭矩能力會降低，最終導(dǎo)致動力系統(tǒng)扭矩能力降低。特別是混合動力汽車，當(dāng)電池溫度超出工作范圍或者電池電量嚴(yán)重不足時，混合動力汽車電機輸出功率會大大降低，最終導(dǎo)致動力系統(tǒng)扭矩能力降低。當(dāng)變速器溫度過高時，傳動系扭矩容量也將會降低，最終導(dǎo)致動力系統(tǒng)扭矩能力降低。

如果駕駛員扭矩需求解析不考慮動力系統(tǒng)扭矩能力，當(dāng)駕駛員需求扭矩超出動力系統(tǒng)扭矩能力后，加速踏板持續(xù)增加時但車輛動力沒有隨之增加，車輛表現(xiàn)與駕駛員意圖不符。因此在解析駕駛員扭矩需求時需要充分考慮動力系統(tǒng)扭矩能力，這對于混合動力車輛尤為重要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

本發(fā)明提供一種混合動力汽車駕駛員扭矩需求解析方法，其特征在于基于驅(qū)動輪端進行扭矩解析，與傳統(tǒng)車基于發(fā)動機飛輪端進行扭矩解析相比，更代表駕駛員真實期望，同時可以滿足不同混合動力構(gòu)型的駕駛員扭矩需求解析；實時計算動力系統(tǒng)扭矩能力，在動力系統(tǒng)扭矩能力變化時，保證駕駛員扭矩需求解析很好的跟隨加速踏板變化。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下

本發(fā)明提供了一種用于混合動力汽車的駕駛員扭矩需求解析方法，所述混合動力汽車包括發(fā)動機、驅(qū)動電機、變速器、高壓電池總成部件，所述駕駛員扭矩需求解析方法包括：

動力系統(tǒng)扭矩能力計算方法，基于發(fā)動機當(dāng)前扭矩能力、電機當(dāng)前扭矩能力、傳動系傳動比、當(dāng)前傳動比對應(yīng)的傳動損失、傳動系扭矩容量，計算動力源作用到驅(qū)動輪端的最大驅(qū)動扭矩；

駕駛員扭矩需求解析方法，基于動力系統(tǒng)最大可輸出扭矩、加速踏板開度及車速信息，計算解析當(dāng)前動力系統(tǒng)輸出扭矩，當(dāng)加速踏板開度為最大值時，扭矩需求與動力系統(tǒng)最大可輸出扭矩相同。

所述動力系統(tǒng)扭矩能力和駕駛員扭矩需求解析都是基于驅(qū)動輪端的，發(fā)動機扭矩能力、電機扭矩能力及傳動系扭矩容量都會對動力系統(tǒng)扭矩能力產(chǎn)生影響，進而影響駕駛員扭矩需求解析。

應(yīng)用發(fā)動機水溫計算發(fā)動機扭矩?fù)p失發(fā)動機進氣壓力作為修正系數(shù)進行發(fā)動機當(dāng)前扭矩能力計算，發(fā)動機水溫越低，發(fā)動機當(dāng)前扭矩能力越小，發(fā)動機進氣壓力越低，發(fā)動機當(dāng)前扭矩能力越小，其計算方法為

所述電機當(dāng)前所能提供的扭矩能力不僅與電機系統(tǒng)狀態(tài)相關(guān)，同時與電池系統(tǒng)狀態(tài)強相關(guān)，即電池當(dāng)前可用功率將決定電機當(dāng)前扭矩能力，采用電池荷電狀態(tài)修正系數(shù)fsoc，電池健康狀態(tài)修正系數(shù)fsoh，電池溫度修正系數(shù)電機溫度修正系數(shù)對計算電機當(dāng)前扭矩能力，其計算方法為

所述傳動系扭矩容量為傳動系可傳遞的最大扭矩，其中傳動系扭矩容量受機械傳動部件的限制(如離合器、傳動軸、齒輪等)，傳動系扭矩容量將限制動力源扭矩輸出，其計算方法為

其中trqmax為動力源可輸出的最大扭矩。

依據(jù)傳動系傳動比imax將發(fā)動機扭矩能力、電機扭矩能力換算到車輪端；同時根據(jù)不同混合動力構(gòu)型以及電機布置位置，發(fā)動機和電機對應(yīng)的傳動比可不相同。

所述傳動系損失為發(fā)動機和電機扭矩傳遞到車輪端的傳動損失扭矩trqloss，與動力源可輸出的最大扭矩trqmax和擋位相關(guān)，是基于動力總成試驗臺架測試所得，動力系統(tǒng)最大扭矩能力計算法為

基于動力系統(tǒng)扭矩能力、加速踏板開度、車速信息進行扭矩需求解析，其中動力系統(tǒng)扭矩能力為100％加速踏板開度下的扭矩需求。

本發(fā)明所述的混合動力汽車駕駛員扭矩解析方法考慮了動力系統(tǒng)扭矩能力在不同環(huán)境下的差異性，根據(jù)動力系統(tǒng)扭矩能力調(diào)整駕扭矩駛員扭矩需求。涉及扭矩需求是基于驅(qū)動輪端，與基于變速器輸入軸的需求扭矩相比，車輛驅(qū)動扭矩響應(yīng)更能滿足駕駛員預(yù)期驅(qū)動力；當(dāng)汽車動力系統(tǒng)扭矩能力變化時，能保證不同加速踏板開度下驅(qū)動力的差異性。本發(fā)明充分考慮了動力系統(tǒng)扭矩能力，當(dāng)動力系統(tǒng)扭矩能力降低后，最大油門開度下駕駛員扭矩需求應(yīng)與動力系統(tǒng)扭矩能力相吻合，部分油門開度下的駕駛員扭矩需求相應(yīng)降低，保證不同油門開度下，車輛有不同的表現(xiàn)。

附圖說明

圖1所示為典型混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2所示為本申請混合動力汽車駕駛員扭矩需求解析方法流程圖。

圖3所示為本申請混合動力汽車駕駛員扭矩需求解析方法結(jié)構(gòu)框圖。

附圖標(biāo)記說明：

1發(fā)動機；2分離離合器；3電動機；4變速器輸入軸；5變速箱；6主減速器；100動力系統(tǒng)扭矩能力計算模塊；200動力系統(tǒng)最大驅(qū)動扭矩計算模塊；駕駛員扭矩需求解析模塊300；110發(fā)動機最大功扭矩計算模塊；120電機最大扭矩計算模塊；130傳動系扭矩限制模塊；140傳動系傳動比計算模塊；150傳動系損失計算模塊。

具體實施方式

本發(fā)明提供了一種混合動力汽車駕駛員扭矩需求解析方法，以解決現(xiàn)有動力系統(tǒng)扭矩能力改變情況下，車輛實際輸出扭矩與駕駛員意圖不匹配的問題。

本發(fā)明公開了一種混合動力汽車駕駛員扭矩需求解析方法，所述混合動力汽車包括發(fā)動機、驅(qū)動電機、變速器、高壓電池等總成部件，所述方法包括動力系統(tǒng)扭矩能力計算方法和駕駛員扭矩需求解析方法。

所述動力系統(tǒng)扭矩能力計算方法是基于發(fā)動機當(dāng)前扭矩能力、電機當(dāng)前扭矩能力、傳動系傳動比、傳動系損失以及傳動系扭矩容量，計算動力源作用到驅(qū)動輪端的最大驅(qū)動扭矩，當(dāng)發(fā)動機當(dāng)前扭矩能力或者電機扭矩能力降低時，動力系統(tǒng)扭矩能力將隨之降低。駕駛員扭矩需求解析方法是基于動力系統(tǒng)扭矩能力、加速踏板開度、車速信息，計算解析駕駛員在驅(qū)動輪端的扭矩需求。

發(fā)動機當(dāng)前扭矩能力與發(fā)動機水溫、發(fā)動機進氣壓力相關(guān)。當(dāng)發(fā)動機冷卻水溫度越低時，發(fā)動機摩擦扭矩越大，發(fā)動機扭矩能力越小，因此應(yīng)用發(fā)動機水溫計算發(fā)動機扭矩?fù)p失當(dāng)發(fā)動機進氣壓力越低時，發(fā)動機進氣量越少，發(fā)動機扭矩能力變小，因此采用進氣壓力影響因子對發(fā)動機扭矩能力進行修正。

電機當(dāng)前最大扭矩能力與電機本體溫度、逆變器溫度、電池可用功率等因素相關(guān)。電機本體和逆變器超過工作范圍情況下，溫度越高電機可提供的最大功率越小，因此采用電機溫度影響因子對電機扭矩能力進行修正。電池可用功率與電池荷電狀態(tài)、電池健康狀態(tài)、電池溫度等因素相關(guān)。電池荷電狀態(tài)越低，電池可用功率越?。浑姵亟】禒顟B(tài)越低，電池可用功率越??；電池溫度超過工作范圍，電池可用功率變小，因此采用電池荷電狀態(tài)影響因子fsoc、電池健康狀態(tài)影響因子fsoh、電池溫度影響因子對電池可用功率進行修正。

傳動系扭矩容量為傳動系允許傳遞的最大扭矩，傳動系扭矩容量受電機、發(fā)動機到驅(qū)動輪端的機械傳動機構(gòu)影響。動力傳動部件(如離合器卻、變速器、主減速器等)的扭矩傳遞容量會影響到動力源作用到車輪端的最大驅(qū)動扭矩。

傳動系損失為發(fā)動機和電機扭矩傳遞到車輪端的傳動損失。主要包括離合器、變速器、主減速器等動力傳動部件的傳動損失。不同擋位、不同的變速器油溫、傳遞扭矩等都將影響傳動損失。

所述駕駛員扭矩需求解析方法是基于動力系統(tǒng)扭矩能力、加速踏板位置及車速信息的，當(dāng)加速踏板開度為最大值時，駕駛員扭矩需求等于動力系統(tǒng)最大扭矩能力，當(dāng)加速踏板開度小于最大值時，扭矩需求小于動力系統(tǒng)扭矩能力，隨加速踏板開度增大而增大。為應(yīng)對不同駕駛風(fēng)格的車輛，對駕駛員扭矩需求進行歸一化處理，可表示為fp＝f(p，vspd)，式中p表示油門踏板開度，vspd表示車速。

圖1所示為典型混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。該混合動力系統(tǒng)由兩個動力源組成，第一動力源為發(fā)動機1，第二動力源為電動機3，其中分離離合器2可以將發(fā)動機1與傳動系分離，電機扭矩經(jīng)過變速箱5、主減速器6作用到驅(qū)動輪，實現(xiàn)純電動行駛。分離離合器2接合時，發(fā)動機扭矩和電動機扭矩經(jīng)過變速箱5、主減速器6作用到驅(qū)動輪，實現(xiàn)混合動力行駛。

圖2示出本申請實施例的一種基混合動力汽車駕駛員扭矩需求解析方法的計算流程，包括如下步驟：

s1根據(jù)發(fā)動機水溫、進氣壓力、發(fā)動機轉(zhuǎn)速，計算當(dāng)前發(fā)動機最大扭矩能力。在實施過程中，在發(fā)動機臺架獲取標(biāo)態(tài)下最大發(fā)動機扭矩并通過識別當(dāng)前發(fā)動機轉(zhuǎn)速、當(dāng)前進氣壓力、當(dāng)前發(fā)動機水溫，根據(jù)進氣壓力影響因子發(fā)動機水溫影響下的發(fā)動機扭矩?fù)p失計算當(dāng)前發(fā)動機可輸出的最大扭矩具體計算方法為

s2根據(jù)電池荷電狀態(tài)、電池健康狀態(tài)、電池溫度、電機溫度，計算當(dāng)前電機最大扭矩能力。在實施過程中，通過電機臺架獲取標(biāo)態(tài)下最大電機扭矩通過識別當(dāng)前電池荷電狀態(tài)、電池健康狀態(tài)、電池溫度、電機溫度，根據(jù)池荷電狀態(tài)影響因子fsoc、電池健康狀態(tài)影響因子fsoh、電池溫度影響因子電機溫度影響因子計算當(dāng)前電機可輸出的最大扭矩具體計算方法為

s3根據(jù)傳動系扭矩能力，限制動力源輸出總扭矩。最大發(fā)動機與電機總扭矩之和，不能超過當(dāng)前傳動系最大可傳遞的扭矩。當(dāng)最大發(fā)動機與電機總扭矩之和大于當(dāng)前傳動系最大可傳遞的扭矩，應(yīng)限制動力源扭矩為當(dāng)前傳動系最大傳遞扭矩并認(rèn)為當(dāng)前動力源最大可輸出的扭矩為當(dāng)前傳動系最大傳遞扭矩發(fā)動機與電機總扭矩之和小于當(dāng)前傳動系最大傳遞扭矩，不限制動力源總扭矩，并認(rèn)為當(dāng)前動力源可輸出的最大扭矩為最大發(fā)動機與電機總扭矩之和，具體計算方法為

s4根據(jù)當(dāng)前車速和動力源最大可輸出的扭矩，計算不同擋位傳動比對應(yīng)的動力系統(tǒng)輸出扭矩，并把最大動力系統(tǒng)輸出扭矩所對應(yīng)的傳動比作為計算傳動系最大扭矩能力的傳動比imax。

s5根據(jù)當(dāng)前動力源最大扭矩和擋位，計算傳動系扭矩?fù)p失trqloss，實際應(yīng)用中是通過傳動系臺架測試獲取傳動系扭矩?fù)p失。

s6根據(jù)當(dāng)前動力源最大扭矩傳動比imax和傳動系損失trqloss，計算動力系統(tǒng)最大輸出扭矩trqmax，具體計算方法為

s7根據(jù)當(dāng)前動力系統(tǒng)可輸出的最大扭矩、油門踏板開度、車速，計算當(dāng)前駕駛員扭矩需求trqreq。設(shè)計不同油門開度下，油門開度p與動力系統(tǒng)最大輸出扭矩的對應(yīng)關(guān)系fp。為應(yīng)對不同駕駛風(fēng)格的車輛，對駕駛員扭矩需求進行歸一化處理，可表示為fp＝f(p，vspd)，式中p表示油門踏板開度，vspd表示車速。具體計算方法為trqreq＝trqmax*fp。

圖3所示為一種混合動力汽車駕駛員扭矩解析方法的結(jié)構(gòu)框圖，包括動力系統(tǒng)扭矩能力計算模塊100、動力系統(tǒng)最大驅(qū)動扭矩計算模塊200和駕駛員扭矩需求解析模塊300。

所述動力系統(tǒng)扭矩能力計算模塊包括：

發(fā)動機最大功扭矩計算模塊110，根據(jù)當(dāng)前發(fā)動機冷卻水溫度、發(fā)動機進氣壓力，計算發(fā)動機所能輸出的最大扭矩；

電機最大扭矩計算模塊120，用于根據(jù)當(dāng)前電機系統(tǒng)狀態(tài)、電池狀態(tài)，計算當(dāng)前電機能輸出的最大扭矩；

傳動系扭矩限制模塊130，用于根據(jù)所述當(dāng)前傳動系狀態(tài)，計算當(dāng)前傳動系可傳遞的最大扭矩，并限制動力源的總扭矩；

傳動系傳動比計算模塊140，用于根據(jù)所述當(dāng)前車速和不同擋位傳動比，計算出提供最大驅(qū)動力所對應(yīng)的傳動比；

傳動系損失計算模塊150，用于根據(jù)當(dāng)前擋位、變速器油溫，計算當(dāng)前動力系統(tǒng)損失的扭矩；

動力系統(tǒng)最大驅(qū)動扭矩計算模塊200，用于根據(jù)當(dāng)前動力源可輸出的最大扭矩、傳動系傳動比、傳動系扭矩?fù)p失，計算當(dāng)前動力系統(tǒng)可輸出的最大驅(qū)動力。

駕駛員扭矩需求解析模塊300，用于根據(jù)當(dāng)前動力系統(tǒng)可輸出的最大驅(qū)動力、當(dāng)前油門踏板開度、車速信息，解析當(dāng)前駕駛員扭矩需求。