混合動力汽車及其轉(zhuǎn)矩分配方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及混合動力汽車技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種混合動力汽車的轉(zhuǎn)矩分配方法以及一種混合動力汽車。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，最具代表性的混合動力汽車的轉(zhuǎn)矩分配控制方法就是“三線四區(qū)”法。
[0003]“三線四區(qū)”法是指混合動力汽車的外特性、最佳燃油經(jīng)濟(jì)性和最小轉(zhuǎn)矩限制三條特性曲線將整個萬有特性分成四個區(qū)域，如圖1所示。其中，變速器輸入端轉(zhuǎn)矩大于外特性曲線時發(fā)動機(jī)全負(fù)荷工作、由電機(jī)“削峰填谷”;變速器輸入端轉(zhuǎn)矩處于外特性曲線和最佳燃油經(jīng)濟(jì)性曲線之間時，發(fā)動機(jī)沿最佳燃油經(jīng)濟(jì)性曲線工作、剩余動力由電機(jī)提供；變速器輸入端轉(zhuǎn)矩處于最佳燃油經(jīng)濟(jì)性曲線和最小轉(zhuǎn)矩限制曲線之間時，發(fā)動機(jī)沿最佳燃油經(jīng)濟(jì)性曲線工作、剩余動力由電機(jī)進(jìn)行發(fā)電；變速器輸入端轉(zhuǎn)矩小于最小轉(zhuǎn)矩限制曲線時，由于發(fā)動機(jī)排放較差，一般米用純電動工況。
[0004]然而，“三線四區(qū)”法最大的缺點就是僅考慮了發(fā)動機(jī)的工作狀態(tài)，未對電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制進(jìn)行優(yōu)化控制，例如發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為1500r/min時，此時最佳燃油經(jīng)濟(jì)性對應(yīng)轉(zhuǎn)矩為400Nm，如果此時需求轉(zhuǎn)矩為401Nm，按照“三線四區(qū)”法，發(fā)動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩為400Nm、電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩僅為INm，盡管電機(jī)整體效率較高，但是以INm狀態(tài)進(jìn)行工作效率仍然非常低，此時的轉(zhuǎn)矩分配策略的缺點是顧此失彼，僅優(yōu)化了發(fā)動機(jī)而忽略了電機(jī)，從整體效果看整車的燃油經(jīng)濟(jì)性得不到很好地提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的旨在至少解決上述的技術(shù)缺陷。
[0006]為此，本發(fā)明的一個目的在于提出了一種混合動力汽車的轉(zhuǎn)矩分配方法，采用五線五區(qū)特性曲線來優(yōu)化需求轉(zhuǎn)矩在發(fā)動機(jī)與電機(jī)之間的分配，大大提高了混合動力汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。
[0007]本發(fā)明的另一個目的在于提出一種混合動力汽車。
[0008]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明一方面實施例提出的一種混合動力汽車的轉(zhuǎn)矩分配方法，包括以下步驟:獲取所述混合動力汽車的動力電池的荷電狀態(tài)S0C、所述混合動力汽車的變速箱輸入端的轉(zhuǎn)速η和所述變速箱輸入端的需求轉(zhuǎn)矩tr ;根據(jù)所述變速箱輸入端的轉(zhuǎn)速η和所述混合動力汽車的五線五區(qū)特性曲線獲得第一至第五轉(zhuǎn)矩ta、tb、tc、td、te，其中，所述五線五區(qū)特性曲線包括所述混合動力汽車的外特性曲線、所述混合動力汽車的發(fā)動機(jī)最佳燃油經(jīng)濟(jì)性曲線與所述混合動力汽車的電機(jī)最小轉(zhuǎn)矩限制曲線之和、所述混合動力汽車的發(fā)動機(jī)最佳燃油經(jīng)濟(jì)性曲線、所述混合動力汽車的發(fā)動機(jī)最佳燃油經(jīng)濟(jì)性曲線與所述混合動力汽車的電機(jī)最小轉(zhuǎn)矩限制曲線之差、所述混合動力汽車的發(fā)動機(jī)最小轉(zhuǎn)矩限制曲線；根據(jù)所述動力電池的S0C、所述變速箱輸入端的需求轉(zhuǎn)矩tr以及所述第一至第五轉(zhuǎn)矩ta、tb、tc、td、te對所述混合動力汽車的發(fā)動機(jī)和電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩分配。
[0009]根據(jù)本發(fā)明實施例的混合動力汽車的轉(zhuǎn)矩分配方法，采用五線五區(qū)特性曲線來對混合動力汽車的電機(jī)和發(fā)動機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩分配，在轉(zhuǎn)矩分配過程中同時考慮發(fā)動機(jī)和電機(jī)性能，充分考慮發(fā)動機(jī)和電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，確保發(fā)動機(jī)和電機(jī)均處于最優(yōu)工作狀態(tài)，避免了“三線四區(qū)”法中發(fā)動機(jī)效率較高、電機(jī)效率較低的現(xiàn)象，電機(jī)和發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩均得到優(yōu)化配置，大大提高了混合動力汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。并且該轉(zhuǎn)矩分配方法與混合動力汽車的實際狀態(tài)更加吻合，易于實現(xiàn)。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述變速箱輸入端的轉(zhuǎn)速η根據(jù)所述混合動力汽車的車速和所述混合動力汽車的擋位速比獲得，所述變速箱輸入端的需求轉(zhuǎn)矩tr根據(jù)所述混合動力汽車的車輪處需求轉(zhuǎn)矩和所述擋位速比獲得。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，當(dāng)所述動力電池處于可放電狀態(tài)時，其中，如果所述變速箱輸入端的需求轉(zhuǎn)矩tr大于第一轉(zhuǎn)矩ta且所述變速箱輸入端的需求轉(zhuǎn)矩tr大于第三轉(zhuǎn)矩tc與電機(jī)的最大允許轉(zhuǎn)矩tmm之和，則分配到所述電機(jī)的轉(zhuǎn)矩為所述最大允許轉(zhuǎn)矩tmm,分配到發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩為tr-t_ ;如果所述變速箱輸入端的需求轉(zhuǎn)矩tr大于所述第一轉(zhuǎn)矩ta且所述變速箱輸入端的需求轉(zhuǎn)矩tr小于等于所述第三轉(zhuǎn)矩tc與所述電機(jī)的最大允許轉(zhuǎn)矩t_之和，則分配到所述電機(jī)的轉(zhuǎn)矩為tr-tc，分配到所述發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩為所述第三轉(zhuǎn)矩tc。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，如果所述變速箱輸入端的需求轉(zhuǎn)矩tr小于等于所述第一轉(zhuǎn)矩ta，其中，如果所述變速箱輸入端的需求轉(zhuǎn)矩tr大于第二轉(zhuǎn)矩tb且所述變速箱輸入端的需求轉(zhuǎn)矩tr大于所述第三轉(zhuǎn)矩tc與所述電機(jī)的最大允許轉(zhuǎn)矩tmm之和，則分配到所述電機(jī)的轉(zhuǎn)矩為所述最大允許轉(zhuǎn)矩tmm且分配到所述發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩為tr-tmm或者分配到所述電機(jī)的轉(zhuǎn)矩為O且分配到所述發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩為所述變速箱輸入端的需求轉(zhuǎn)矩tr，其中，如果分配到所述電機(jī)的轉(zhuǎn)矩為所述最大允許轉(zhuǎn)矩〖_且分配到所述發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩為tr-tmm時的發(fā)動機(jī)效率大于分配到所述電機(jī)的轉(zhuǎn)矩為O且分配到所述發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩為所述變速箱輸入端的需求轉(zhuǎn)矩tr時的發(fā)動機(jī)效率，則分配到所述電機(jī)的轉(zhuǎn)矩為所述最大允許轉(zhuǎn)矩且分配到所述發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩為tr-t_ ;如果所述變速箱輸入端的需求轉(zhuǎn)矩tr大于所述第二轉(zhuǎn)矩tb且所述變速箱輸入端的需求轉(zhuǎn)矩tr小于等于所述第三轉(zhuǎn)矩tc與所述電機(jī)的最大允許轉(zhuǎn)矩t_之和，則分配到所述電機(jī)的轉(zhuǎn)矩為tr-tc，分配到所述發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩為所述第三轉(zhuǎn)矩tc。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，如果所述變速箱輸入端的需求轉(zhuǎn)矩tr小于等于所述第二轉(zhuǎn)矩tb，其中，如果所述變速箱輸入端的需求轉(zhuǎn)矩tr大于第四轉(zhuǎn)矩td，則分配到所述電機(jī)的轉(zhuǎn)矩為0，分配到所述發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩為所述變速箱輸入端的需求轉(zhuǎn)矩tr。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，如果所述變速箱輸入端的需求轉(zhuǎn)矩tr小于等于所述第四轉(zhuǎn)矩td且大于第五轉(zhuǎn)矩te，其中，如果所述動力電池的SOC大于所述動力電池的SOC最大限值SOCmax，則分配到所述電機(jī)的轉(zhuǎn)矩為0，分配到所述發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩為所述變速箱輸入端的需求轉(zhuǎn)矩tr ;如果所述動力電池的SOC小于等于所述動力電池的SOC最大限值SOCmax且所述變速箱輸入端的需求轉(zhuǎn)矩tr小于所述第三轉(zhuǎn)矩tc與所述電機(jī)的最大允許轉(zhuǎn)矩tmm之差，則分配到所述電機(jī)的轉(zhuǎn)矩為-tmm且分配到所述發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩為tr+tmm或者分配到所述電機(jī)的轉(zhuǎn)矩為O且分配到所述發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩為所述變速箱輸入端的需求轉(zhuǎn)矩tr，其中，如果分配到所述電機(jī)的轉(zhuǎn)矩為-tmm且分配到所述發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩為tr+tmm時的發(fā)動機(jī)效率大于分配到所述電機(jī)的轉(zhuǎn)矩為O且分配到所述發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩為所述變速箱輸入端的需求轉(zhuǎn)矩tr時的發(fā)動機(jī)效率，則分配到所述電機(jī)的轉(zhuǎn)矩為-tmm且分配到所述發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩為tr+tmm ;如果所述動力電池的SOC小于等于所述動力電池的SOC最大限值SOCmax且所述變速箱輸入端的需求轉(zhuǎn)矩tr大于等于所述第三轉(zhuǎn)矩tc與所述電機(jī)的最大允許轉(zhuǎn)矩tmm之差，則分配到所述電機(jī)的轉(zhuǎn)矩為tr-tc，分配到所述發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩為tc。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，如果所述變速箱輸入端的需求轉(zhuǎn)矩tr小于等于所述第五轉(zhuǎn)矩te，則分配到所述電機(jī)的轉(zhuǎn)矩為0，分配到所述發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩為所述變速箱輸入端的需求轉(zhuǎn)矩tr。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，當(dāng)所述動力電池處于需充電狀態(tài)時，其中，如果所述變速箱輸入端的需求轉(zhuǎn)矩tr大于第一轉(zhuǎn)矩ta、所述動力電池的SOC大于所述動力電池的最小限值SOCmin且所述變速箱輸入端的需求轉(zhuǎn)矩tr大于第三轉(zhuǎn)矩tc與電機(jī)的最大允許轉(zhuǎn)矩tmm之和，則分配到所述電機(jī)的轉(zhuǎn)矩為所述最大允許轉(zhuǎn)矩tmm，分配到發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩為tr-tmm ;如果所述變速箱輸入端的需求轉(zhuǎn)矩tr大于所述第一轉(zhuǎn)矩ta、所述動力電池的SOC大于所述動力電池的最小限值SOCmin且所述變速箱輸入端的需求轉(zhuǎn)矩tr小于等于所述第三轉(zhuǎn)矩tc與所述電機(jī)的最大允許轉(zhuǎn)矩tmm之和，則分配到所述電機(jī)的轉(zhuǎn)矩為tr-tc，分配到所述發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩為所述第三轉(zhuǎn)矩tc ;如果所述變速箱輸入端的需求轉(zhuǎn)矩tr大于所述第一轉(zhuǎn)矩ta且所述動力電池的SOC小于等于所述動力電池的最小限值SOCmin，則分配到所述電機(jī)的轉(zhuǎn)矩為0，分配到所述發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩為所述變速箱輸入端的需求轉(zhuǎn)矩tr。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，如果所述變速箱輸入端的需求轉(zhuǎn)矩tr小于等于所述第一轉(zhuǎn)矩ta，其中，如果所述變速箱輸入端的需求轉(zhuǎn)矩tr大于第二轉(zhuǎn)矩tb、所述動力電池的SOC大于所述動力電池的最小限值SOCmin且所述變速箱輸入端的需求轉(zhuǎn)矩tr大于所述第三轉(zhuǎn)矩tc與所述電機(jī)的最大允許轉(zhuǎn)矩tmm之和，則分配到所述電機(jī)的轉(zhuǎn)矩為所述最大允許轉(zhuǎn)矩tmm且分配到所述發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩為tr-tmm或者分配到所述電機(jī)的轉(zhuǎn)矩為O且分配到所述發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩為所述變速箱輸入端的需求轉(zhuǎn)矩tr，其中，如果分配到所述電機(jī)的轉(zhuǎn)矩為所述最大允許轉(zhuǎn)矩tmm且分配到所述發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩為tr-tmm時的發(fā)動機(jī)效率大于分配到所述電機(jī)的轉(zhuǎn)矩為O且分配到所述發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩為所述變速箱輸入端的需求轉(zhuǎn)矩tr時的發(fā)動機(jī)效率，則分配到所述電機(jī)的轉(zhuǎn)矩為所述最大允許轉(zhuǎn)矩tmm且分配到所述發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩為tr-t_ ;如果所述變速箱輸入端的需求轉(zhuǎn)矩tr大于所述第二轉(zhuǎn)矩tb、所述動力電池的SOC大于所述動力電池的最小