CN108437971A - 超轻度混合动力汽车倒车起步工况划分方法 - Google Patents

超轻度混合动力汽车倒车起步工况划分方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供的提供一种超轻度混合动力汽车倒车起步工况划分方法，包括下述步骤：S1：建立行驶阻力矩折合到电机输出端的转矩计算模型；S2：构建倒车工况区域的直角坐标系，确定倒车工况区域划分点；S5：形成倒车工况的初始划分区域；S6：将倒车工况的初始划分区域划分为非工作区域和工作区域；S7：将工作区域划分为发动机单独驱动工作区域和电动机单独驱动工作区域，本发明通过既考虑油门加速踏板开度对倒车起步工况的影响，又考虑倒车的车速对倒车起步工况的影响，对倒车起步工况区域进行划分，优化了划分方法，提高了超轻度混合动力汽车倒车起步工况划分的准确性。

Description

超轻度混合动力汽车倒车起步工况划分方法
技术领域
本发明涉及汽车工况划分方法，具体涉及一种超轻度混合动力汽车倒车起步工况划分方法。
背景技术
超轻度混合动力汽车倒车起步过程分为大功率和小功率两种工况模式，即发动机单独驱动倒车工况和电动机单独驱动倒车工况。传统的做法是以油门踏板开度10％为工况划分界限，低于10％为小功率倒车起步工况，高于10％为大功率倒车起步工况，但该方法考虑的影响汽车工况的因素比较单一，未考虑倒车车速对倒车起步工况的影响，准确性较低。
因此，需要提出一种既考虑油门踏板开度，又考虑倒车车速对倒车工况的影响，来划分超轻度混合动力汽车倒车起步工况的方法。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种超轻度混合动力汽车倒车起步工况划分方法，通过既考虑油门加速踏板开度对倒车起步工况的影响，又考虑倒车的车速对倒车起步工况的影响，对倒车起步工况区域进行划分，优化了划分方法，提高了超轻度混合动力汽车倒车起步工况划分的准确性。
本发明提供一种超轻度混合动力汽车起步工况划分方法，包括下述步骤：
S1：建立行驶阻力矩折合到电机输出端的转矩计算模型，根据行驶阻力矩计算电机输出端转矩，其中，电机输出端转矩计算模型为：
其中，Tf为行驶阻力矩，Tout为行驶阻力矩折合到电机输出端的转矩，i0为主减速器传动比，ig为变速器传动比，im为转矩合成器传动比；
S2：将行驶阻力矩折合到电机输出端的转矩Tout与不同加速踏板开度的电机动力特性曲线进行比较，求得行驶阻力矩折合到电机输出端的转矩Tout与不同加速踏板开度的电机转矩Tm相等的点，即为不同加速踏板开度的倒车起步工况的初始划分点；以加速踏板开度作为横轴且以车速作为纵轴构建倒车工况区域的直角坐标系，初始划分点对应的加速踏板开度和车速为倒车工况区域的划分点；
所述电机动力特性曲线是在以车速作为横轴且以电机转矩作为纵轴构建直角坐标系中由电机外特性曲线按照油门开度比例关系缩放得到。
S5：在倒车工况区域的直角坐标系中，由最大划分点向横轴做第一垂线，向纵轴做第二垂线，以横轴、纵轴、第一垂线和第二垂线为边界，形成倒车工况的初始划分区域；
S6：经过最小划分点向横轴和第二垂线做第三垂线，第三垂线在倒车工况初始划分区域中的部分为第一划分曲线，第一划分曲线将倒车工况的初始划分区域划分为非工作区域和工作区域，其中，加速踏板开度小于最小加速踏板开度的区域为非工作区域，加速踏板开度大于最小加速踏板开度的区域为工作区域；
S7：以最小划分点为起点，以最大划分点为终点，将各倒车工况区域划分点依次连接，形成第二划分曲线，将工作区域划分为发动机单独驱动工作区域和电动机单独驱动工作区域，其中，同一加速踏板开度对应的车速大于划分点对应的车速的工作区域为发动机单独驱动工作区域，同一加速踏板开度对应的车速小于划分点对应的车速的工作区域为发动机单独驱动工作区域。
进一步，所述步骤S5之前还包括步骤
S3：根据倒车行驶状态下的最大车速，匹配步骤S2中的倒车起步工况的初始划分点，将该初始划分点对应的最大加速踏板开度和最大车速作为倒车工况区域的最大划分点。
进一步，所述步骤S5之前还包括步骤
S4：将倒车起步工况的初始划分点对应的加速踏板开度进行大小排序，确定最小踏板开度，将最小加速踏板对应的初始划分点作为最小初始划分点，将最小初始划分点对应的最小加速踏板开度和最小车速作为倒车工况区域的最小划分点。
进一步，所述步骤S1中，根据如下模型计算行驶阻力矩Tf：
其中，f为滚动阻力系数，m为整车质量，CD为空气阻力系数，A为超轻度混合动力汽车行驶过程中的迎风面积，u为车速，i为行驶路径的坡度。
进一步，所述加速踏板开度与电机扭矩Tm之间满足线性关系。
本发明的有益效果：本发明通过既考虑油门加速踏板开度对倒车起步工况的影响，又考虑倒车的车速对倒车起步工况的影响，对倒车起步工况区域进行划分，优化了划分方法，提高了超轻度混合动力汽车倒车起步工况划分的准确性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的方法流程图。
图2为加速踏板开度分别为4％、5％、7％、10％和15％的电机转矩与行驶阻力矩平衡图
图3为倒车工况的划分区域图
图4为加速踏板开度与电机驱动转矩的关系图
具体实施方式
如图1所示，本发明提供的一种超轻度混合动力汽车倒车起步工况划分方法包括下述步骤：
S1：建立电机输出端转矩计算模型，根据行驶阻力矩计算电机输出端转矩，其中，电机输出端转矩计算模型为：
其中，Tf为行驶阻力矩，Tout为行驶阻力矩折合到电机输出端的转矩，i0为主减速器传动比，ig为变速器传动比，im为转矩合成器传动比；
S2：将行驶阻力矩折合到电机输出端的转矩Tout与不同加速踏板开度的电机动力特性曲线进行比较，求得电机输出端转矩Tout与不同加速踏板开度的电机转矩Tm相等的点，即为不同加速踏板开度的倒车起步工况的初始划分点；以加速踏板开度作为横轴且以车速作为纵轴构建倒车工况区域的直角坐标系，初始划分点对应的加速踏板开度和车速为倒车工况区域的划分点；
所述电机动力特性曲线是在以车速作为横轴且以电机转矩作为纵轴构建直角坐标系中由电机外特性曲线按照油门开度比例关系缩放得到。
S5：在倒车工况区域的直角坐标系中，由最大划分点向横轴做第一垂线，向纵轴做第二垂线，以横轴、纵轴、第一垂线和第二垂线为边界，形成倒车工况的初始划分区域；
S6：经过最小划分点向横轴和第二垂线做第三垂线，第三垂线在倒车工况初始划分区域中的部分为第一划分曲线，第一划分曲线将倒车工况的初始划分区域划分为非工作区域和工作区域，其中，加速踏板开度小于最小加速踏板开度的区域为非工作区域，加速踏板开度大于最小加速踏板开度的区域为工作区域；
S7：以最小划分点为起点，以最大划分点为终点，将各倒车工况区域划分点依次连接，形成第二划分曲线，将工作区域划分为发动机单独驱动工作区域和电动机单独驱动工作区域，其中，同一加速踏板开度对应的车速大于划分点对应的车速的工作区域为发动机单独驱动工作区域，同一加速踏板开度对应的车速小于划分点对应的车速的工作区域为发动机单独驱动工作区域。通过上述方法，既考虑油门加速踏板开度对倒车起步工况的影响，又考虑倒车的车速对倒车起步工况的影响，对倒车起步工况区域进行划分，优化了划分方法，提高了超轻度混合动力汽车倒车起步工况划分的准确性。
所述步骤S5之前还包括步骤
S3：根据倒车行驶状态下的最大车速，匹配步骤S2中的倒车起步工况的初始划分点，将该初始划分点对应的最大加速踏板开度和最大车速作为倒车工况区域的最大划分点。
所述步骤S5之前还包括步骤
S4：将倒车起步工况的初始划分点对应的加速踏板开度进行大小排序，确定最小踏板开度，将最小加速踏板对应的初始划分点作为最小初始划分点，将最小初始划分点对应的最小加速踏板开度和最小车速作为倒车工况区域的最小划分点。
所述步骤S1中，根据如下模型计算行驶阻力矩Tf：
其中，f为滚动阻力系数，m为整车质量，CD为空气阻力系数，A为超轻度混合动力汽车行驶过程中的迎风面积，u为车速，i为行驶路径的坡度。
本实施例中，所述步骤S1对采集到各参数依次带入公式(2)进行计算，对计算结果进行大小的排序，选取其中的最小行驶阻力矩Tfmin。将该最小行驶阻力矩折合到电机输出端，得到电机输出端需要克服的最小阻力矩Tfmin，即将最小行驶阻力矩Tfmin带入(1)式，求得行驶阻力矩折合到电机输出端的最小转矩Toutmin。
本实施例中，所述不同加速踏板开度的电机动力特性曲线由电机外特性曲线按照油门开度比例关系缩放得到，此为现有技术，在此不赘述。
图2由加速踏板开度分别为4％、5％、7％、10％和15％的电机动力特性曲线和最小行驶阻力矩折合到电机输出端的电机输出端转矩曲线绘制而成，图2为加速踏板开度分别为4％、5％、7％、10％和15％的电机转矩与行驶阻力矩平衡图。其中，行驶阻力矩折合到电机输出端的最小转矩Toutmin曲线，与上述五种加速踏板开度的电机转矩曲线相交的点为倒车起步工况的初始划分点。
本实施例中，步骤S3中根据经验，确定超轻度混合动力汽车倒车状态时最大车速为10km/h，如图2所示，可以匹配确定最大车速10km/h对应的划分点为a0点，a0点对应的最大加速踏板开度为10％，则将(10％，10km/h)点作为为倒车工况区域中的最大划分点a1。
本实施例中，如图2所示，将倒车起步工况的初始划分点对应的加速踏板开度进行大小排序，确定倒车行驶状态下最小加速踏板开度为5％。最小加速踏板开度5％对应的最小划分点为b0点，b0点对应的最小车速为5km/h，则确定(5％，5km/h)点为倒车工况区域中的最小划分点b1。
本实施例中，如图3所示，将最小划分点b1和最大划分点a1带入步骤S5中，以加速踏板开度α作为横轴，以车速υ作为纵轴构建直角坐标系，由最大划分点a1向横轴做第一垂线，向纵轴做第二垂线，以横轴、纵轴、第一垂线和第二垂线为边界，形成倒车工况的初始划分区域。
本实施例中，如图3所示，步骤S5中，以经过最小划分点b1向横轴和第二垂线做第三垂线，第三垂线在倒车工况初始划分区域中的部分为第一划分曲线，即α＝5％(0＜υ＜10km/h)为第一划分曲线。第一划分曲线将倒车工况的初始划分区域划分为非工作区域和工作区域，其中，α＜5％(0＜υ＜10km/h)的区域为非工作区域A，α＞5％(0＜υ＜10km/h)的区域为工作区域。
本实施例中，如图3所示，步骤S5中，以最小划分点b1为起点，以最大划分点a1为终点，将各倒车工况区域划分点依次连接，形成第二划分曲线，将工作区域划分为发动机单独驱动工作区域B和电动机单独驱动工作区域C。加速踏板开度和车速满足A区域的值时，无法克服行驶阻力矩，则超轻度混合动力汽车无法倒车行驶；加速踏板开度和车速满足B区域的值时，超轻度混合动力汽车为大功率倒车行驶工况，由发动机单独驱动；加速踏板开度和车速满足C区域的值时，超轻度混合动力汽车为小功率倒车行驶工况，由电动机机单独驱动。
本实施例中，仅考虑了驾驶员在正常驾驶超轻度混合动力汽车倒车起步的情况下，其最大车速为10km/h。当驾驶员处于非正常驾驶情况时，例如驾驶操作失误、醉酒驾驶等情况，驾驶员倒车的车速大于10km/h，同样为大功率倒车起步工况，即为发动机单独驱动工况。此为现有技术，在此不赘述。
本实施例中，所述加速踏板开度与电机扭矩Tm之间满足线性关系。如图4所示，加速踏板开度与电机扭矩Tm之间有3种变化趋势，其中第2种变化趋势为线性方式，能够反映踏板实际位置，其控制效果介于第1和第3种变化趋势之间，故本实施例采用第2种变化趋势来对超轻度混合动力汽车倒车起步工况进行划分，即加速踏板开度与电机扭矩Tm之间满足线性关系。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种超轻度混合动力汽车倒车起步工况划分方法，其特征在于：包括下述步骤：
S1：建立行驶阻力矩折合到电机输出端的转矩计算模型，其中，计算模型为：
其中，Tf为行驶阻力矩，Tout为行驶阻力矩折合到电机输出端的转矩，i0为主减速器传动比，ig为变速器传动比，im为转矩合成器传动比；
S2：将行驶阻力矩折合到电机输出端的转矩Tout与不同加速踏板开度的电机动力特性曲线进行比较，求得行驶阻力矩折合到电机输出端的转矩Tout与不同加速踏板开度的电机转矩Tm相等的点，即为不同加速踏板开度的倒车起步工况的初始划分点；以加速踏板开度作为横轴且以车速作为纵轴构建倒车工况区域的直角坐标系，初始划分点对应的加速踏板开度和车速为倒车工况区域的划分点；
所述电机动力特性曲线是在以车速作为横轴且以电机转矩作为纵轴构建直角坐标系中由电机外特性曲线按照油门开度比例关系缩放得到。
S5：在倒车工况区域的直角坐标系中，由最大划分点向横轴做第一垂线，向纵轴做第二垂线，以横轴、纵轴、第一垂线和第二垂线为边界，形成倒车工况的初始划分区域；
S6：经过最小划分点向横轴和第二垂线做第三垂线，第三垂线在倒车工况初始划分区域中的部分为第一划分曲线，第一划分曲线将倒车工况的初始划分区域划分为非工作区域和工作区域，其中，加速踏板开度小于最小加速踏板开度的区域为非工作区域，加速踏板开度大于最小加速踏板开度的区域为工作区域；
S7：以最小划分点为起点，以最大划分点为终点，将各倒车工况区域划分点依次连接，形成第二划分曲线，将工作区域划分为发动机单独驱动工作区域和电动机单独驱动工作区域，其中，同一加速踏板开度对应的车速大于划分点对应的车速的工作区域为发动机单独驱动工作区域，同一加速踏板开度对应的车速小于划分点对应的车速的工作区域为发动机单独驱动工作区域。
2.根据权利要求1所述超轻度混合动力汽车倒车起步工况划分方法，其特征在于：所述步骤S5之前还包括步骤
S3：根据倒车行驶状态下的最大车速，匹配步骤S2中的倒车起步工况的初始划分点，将该初始划分点对应的最大加速踏板开度和最大车速作为倒车工况区域的最大划分点。
3.根据权利要求1所述超轻度混合动力汽车倒车起步工况划分方法，其特征在于：所述步骤S5之前还包括步骤
S4：将倒车起步工况的初始划分点对应的加速踏板开度进行大小排序，确定最小踏板开度，将最小加速踏板对应的初始划分点作为最小初始划分点，将最小初始划分点对应的最小加速踏板开度和最小车速作为倒车工况区域的最小划分点。
4.根据权利要求1所述超轻度混合动力汽车倒车起步工况划分方法，其特征在于：所述步骤S1中，根据如下模型计算行驶阻力矩Tf：
其中，f为滚动阻力系数，m为整车质量，CD为空气阻力系数，A为超轻度混合动力汽车行驶过程中的迎风面积，u为车速，i为行驶路径的坡度。
5.根据权利要求1所述超轻度混合动力汽车倒车起步工况划分方法，其特征在于：所述加速踏板开度与电机扭矩Tm之间满足线性关系。
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