CN109353329A - 一种混合动力汽车的控制方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供的一种混合动力汽车的控制方法及装置，获取未来路段的道路信息；根据未来路段的道路信息确定目标剩余电量SOC；获取当前实际SOC，并依据所述目标SOC与所述当前实际SOC计算得到当前需求SOC；以所述当前需求SOC为控制目标，根据预设能量管理策略确定电机需求扭矩；控制电机输出所述电机需求扭矩。本发明实现了基于未来路段的道路信息对能量管理控制的优化，节省油耗并提高电池使用寿命。

Description

一种混合动力汽车的控制方法及装置
技术领域
本发明涉及混合动力汽车技术领域，更具体的，涉及一种混合动力汽车的控制方法及装置。
背景技术
混合动力汽车的能量管理策略，即发动机和电机的扭矩分配策略，是混合动力汽车的核心技术。
目前，用于产品化的混合动力汽车的能量管理策略主要根据车速、油门等信息划分发动机的工作经济区间，从而实现发动机和电机的扭矩分配。但是，这种能量管理策略无法根据实际工况尤其是未来工况灵活改变。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种混合动力汽车的控制方法及装置，实现了基于未来路段的道路信息对能量管理控制的优化。
为了实现上述发明目的，本发明提供的具体技术方案如下：
一种混合动力汽车的控制方法，包括：
获取未来路段的道路信息；
根据未来路段的道路信息确定目标剩余电量SOC；
获取当前实际SOC，并依据所述目标SOC与所述当前实际SOC计算得到当前需求SOC；
以所述当前需求SOC为控制目标，根据预设能量管理策略确定电机需求扭矩；
控制电机输出所述电机需求扭矩。
可选的，所述根据未来路段的道路信息确定目标剩余电量SOC，包括：
根据未来路段的道路信息确定未来路段的路况类型；
依据路况类型与目标SOC的对应关系，确定未来路段的路况类型对应的目标SOC。
可选的，所述依据所述目标SOC与所述当前实际SOC计算得到当前需求SOC，包括：
计算所述目标SOC与所述当前实际SOC的差值，并将所述差值与SOC等级划分系数的乘积作为当前实际SOC的偏移量；
计算所述当前实际SOC与所述当前实际SOC的偏移量的差值，得到当前需求SOC。
可选的，所述以所述当前需求SOC为控制目标，根据预设能量管理策略确定电机需求扭矩，包括：
根据SOC等级划分规则，确定所述当前需求SOC对应的SOC等级；
依据SOC等级与扭矩分配MAP表的对应关系，确定所述当前需求SOC对应的扭矩分配MAP表；
获取当前总需求扭矩和当前电机转速，并基于所述当前需求SOC对应的扭矩分配MAP表，确定电机需求扭矩。
可选的，所述获取当前总需求扭矩，包括：
获取当前油门踏板开度值和当前车速；
根据油门-车速-总需求扭矩MAP表，获取当前油门踏板开度值和当前车速对应的当前总需求扭矩。
一种混合动力汽车的控制装置，包括：
道路信息获取单元，用于获取未来路段的道路信息；
目标SOC确定单元，用于根据未来路段的道路信息确定目标剩余电量SOC；
当前需求SOC计算单元，用于获取当前实际SOC，并依据所述目标SOC与所述当前实际SOC计算得到当前需求SOC；
电机需求扭矩确定单元，用于以所述当前需求SOC为控制目标，根据预设能量管理策略确定电机需求扭矩；
扭矩输出控制单元，用于控制电机输出所述电机需求扭矩。
可选的，所述目标SOC确定单元，具体用于根据未来路段的道路信息确定未来路段的路况类型；依据路况类型与目标SOC的对应关系，确定未来路段的路况类型对应的目标SOC。
可选的，所述当前需求SOC计算单元，具体用于计算所述目标SOC与所述当前实际SOC的差值，并将所述差值与SOC等级划分系数的乘积作为当前实际SOC的偏移量；计算所述当前实际SOC与所述当前实际SOC的偏移量的差值，得到当前需求SOC。
可选的，所述电机需求扭矩确定单元，具体用于根据SOC等级划分规则，确定所述当前需求SOC对应的SOC等级；依据SOC等级与扭矩分配MAP表的对应关系，确定所述当前需求SOC对应的扭矩分配MAP表；获取当前总需求扭矩和当前电机转速，并基于所述当前需求SOC对应的扭矩分配MAP表，确定电机需求扭矩。
可选的，所述电机需求扭矩确定单元，具体用于获取当前油门踏板开度值和当前车速；根据油门-车速-总需求扭矩MAP表，获取当前油门踏板开度值和当前车速对应的当前总需求扭矩。
相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
本发明公开的一种混合动力汽车的控制方法，在车辆的行驶过程中根据未来路段的道路信息预测目标SOC，并依据目标SOC与当前实际SOC进行预测控制得到当前需求SOC。以当前需求SOC为控制目标，根据预设能量管理策略确定电机需求扭矩，实现了基于未来路段的道路信息对能量管理控制的优化，节省油耗并提高电池使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种混合动力汽车的控制方法流程示意图；
图2为本发明实施例公开的能量管理控制方法流程图；
图3为本发明实施例公开的一种混合动力汽车的控制装置结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本实施例公开了一种混合动力汽车的控制方法，应用于整车控制器，该方法包括以下步骤：
S101：获取未来路段的道路信息；
具体的，未来路段是相对于车辆当前行驶的路段来说的，例如A路段是车辆当前行驶的路段，依据车辆行驶路线，当车辆在A路段后进入B路段，则B路段为A路段的未来路段。未来路段的长度可以是固定长度，如500米，也可以根据实际道路情况进行划分，如两个相邻路口之间的路段，未来路段也可以有其他划分方法。
未来路段的道路信息包括但不限于未来路段的平均车速、最高车速、道路坡度及其长度、站点信息、红绿灯信息、拥堵情况等。其中，站点信息表示当前车辆位置距离公交站点的路径长度。
未来路段的道路信息可以有多种获取方式，如驾驶员通过操作界面输入未来路段的道路信息，通过GPS/GIS获取未来路段的道路信息，通过导航软件获取未来路段的道路信息等，也可以为以上任意两种或两种以上获取方式的组合。
S102：根据未来路段的道路信息确定目标剩余电量SOC；
根据未来路段的道路信息预测车辆在未来路段的最佳SOC(英文全称：State ofCharge，中文名称：荷电状态或剩余电量)，即目标SOC。
根据未来路段的道路信息确定目标SOC的方式可以为：根据未来路段的道路信息确定未来路段的路况类型；依据路况类型与目标SOC的对应关系，确定未来路段的路况类型对应的目标SOC。如：预先设定了每种路况类型对应的目标SOC，根据未来路段的道路信息可以确定未来道路为拥堵路段，拥堵路段对应的目标SOC为60％，则未来路段对应的目标SOC为60％。
根据未来路段的道路信息确定目标SOC的方式还可以为：将未来路段的道路信息中的每种参数进行量化，未来路段的道路信息中的参数为上述平均车速、最高车速、道路坡度及其长度、站点信息、红绿灯信息、拥堵情况等，并分别为其赋予相应的权重，对未来路段的道路信息中每种参数量化值进行加权求和，得到未来路段对应的目标SOC。
S103：获取当前实际SOC，并依据所述目标SOC与所述当前实际SOC计算得到当前需求SOC；
具体的，计算所述目标SOC与所述当前实际SOC的差值，并将所述差值与SOC等级划分系数的乘积作为当前实际SOC的偏移量；计算所述当前实际SOC与所述当前实际SOC的偏移量的差值，得到当前需求SOC。
即，当前实际SOC的偏移量＝(目标SOC-当前实际SOC)*f；
当前需求SOC＝当前实际SOC-当前实际SOC的偏移量。
其中，f为SOC等级划分系数，f的大小可以根据SOC等级划分情况进行设置，设置的基本原则为SOC等级划分越详细，f值越小。需要说明的是，SOC等级划分用于控制SOC稳定在一定水平，SOC等级划分越细，即SOC划分的等级越多，对SOC的控制越精细。
S104：以所述当前需求SOC为控制目标，根据预设能量管理策略确定电机需求扭矩；
S105：控制电机输出所述电机需求扭矩。
其中，当前总需求扭矩与电机需求扭矩的差值为当前发动机需求扭矩，即发动机需要输出当前发动机需求扭矩。
具体的，请参阅图2，图2为能量管理控制方法流程图，能量管理控制方法用于以当前需求SOC为控制目标，根据预设能量管理策略确定电机需求扭矩，该方法具体包括以下步骤：
S201：根据SOC等级划分规则，确定所述当前需求SOC对应的SOC等级；
SOC等级划分规则是预先设定的，每个SOC等级分别对应一个SOC区间。如，30％<SOC<＝50％、50％<SOC<＝70％、SOC>70％分别对应SOC等级1、2、3。
S202：依据SOC等级与扭矩分配MAP表的对应关系，确定所述当前需求SOC对应的扭矩分配MAP表；
S203：获取当前总需求扭矩和当前电机转速，并基于所述当前需求SOC对应的扭矩分配MAP表，确定电机需求扭矩。
具体的，获取当前总需求扭矩的方法为：获取当前油门踏板开度值和当前车速；根据油门-车速-总需求扭矩MAP表，获取当前油门踏板开度值和当前车速对应的当前总需求扭矩。
其中，油门-车速-总需求扭矩MAP表为以油门踏板开度值和车速为输入数据，以总需求扭矩为输出数据的数据表，即，油门-车速-总需求扭矩MAP表中每一组油门踏板开度值和车速唯一对应一个总需求扭矩值。
扭矩分配MAP表为以总需求扭矩和电机转速为输入数据，以电机需求扭矩为输出数据的数据表，即，扭矩分配MAP表中每一组总需求扭矩和电机转速唯一对应一个电机需求扭矩。
为了进一步对本实施公开的混合动力汽车的控制方法进行阐述，以下通过场景实施例进行具体说明。
场景一
例如，当前实际SOC为50％，若不考虑前方路况信息，则对应的扭矩分配MAP一般为电量维持，根据总需求扭矩和电机转速得出电机需求扭矩。电量维持策略即电机发电总功率和充电总功率相差不大。而假设前方一段路况为拥堵路况，设定的目标SOC为60％时，当前实际SOC减掉当前实际SOC的偏移量后的SOC等级查表结果就变成了发电模式，为前方的拥堵路况存储电量，便于拥堵时整车纯电动运行。
具体的，发电模式中电机负扭矩为发电，正扭矩为助力。假设此时SOC等级为2，即剩余电量较少。
总需求扭矩较小时，查发电模式对应的扭矩分配MAP表得出的电机需求扭矩为负，即电机用于发电。请参阅表1，表1为发电模式对应的扭矩分配MAP表，总需求扭矩较大(如900Nm)发动机自身难以提供如此大扭矩时，电机提供驱动扭矩助力(如100Nm)，此时是耗电的。
表1发电模式对应的扭矩分配MAP表
在电量维持模式中，假设此时SOC等级为3，即剩余电量中等，则电机发电扭矩较小，所以总需求扭矩较小时，查电量维持模式对应的扭矩分配MAP表，请参阅表2，表2为电量维持模式对应的扭矩分配MAP表，得出的电机需求扭矩为-50，考虑能量回收后，电机用于驱动和发电的电量大致平衡。
表2电量维持模式对应的扭矩分配MAP表
本实施例公开的一种混合动力汽车的控制方法，在车辆的行驶过程中根据未来路段的道路信息预测目标SOC，并依据目标SOC与当前实际SOC进行预测控制得到当前需求SOC。以当前需求SOC为控制目标，根据预设能量管理策略确定电机需求扭矩，实现了基于未来路段的道路信息对能量管理控制的优化，节省油耗并提高电池使用寿命。
基于上述实施例公开的一种混合动力汽车的控制方法，请参阅图3，本实施对应公开了一种混合动力汽车的控制装置，包括：
道路信息获取单元301，用于获取未来路段的道路信息；
目标SOC确定单元302，用于根据未来路段的道路信息确定目标剩余电量SOC；
可选的，所述目标SOC确定单元302，具体用于根据未来路段的道路信息确定未来路段的路况类型；依据路况类型与目标SOC的对应关系，确定未来路段的路况类型对应的目标SOC。
当前需求SOC计算单元303，用于获取当前实际SOC，并依据所述目标SOC与所述当前实际SOC计算得到当前需求SOC；
可选的，所述当前需求SOC计算单元303，具体用于计算所述目标SOC与所述当前实际SOC的差值，并将所述差值与SOC等级划分系数的乘积作为当前实际SOC的偏移量；计算所述当前实际SOC与所述当前实际SOC的偏移量的差值，得到当前需求SOC。
电机需求扭矩确定单元304，用于以所述当前需求SOC为控制目标，根据预设能量管理策略确定电机需求扭矩；
可选的，所述电机需求扭矩确定单元304，具体用于根据SOC等级划分规则，确定所述当前需求SOC对应的SOC等级；依据SOC等级与扭矩分配MAP表的对应关系，确定所述当前需求SOC对应的扭矩分配MAP表；获取当前总需求扭矩和当前电机转速，并基于所述当前需求SOC对应的扭矩分配MAP表，确定电机需求扭矩。
可选的，所述电机需求扭矩确定单元304，具体用于获取当前油门踏板开度值和当前车速；根据油门-车速-总需求扭矩MAP表，获取当前油门踏板开度值和当前车速对应的当前总需求扭矩。
扭矩输出控制单元305，用于控制电机输出所述电机需求扭矩。
本实施例公开的一种混合动力汽车的控制装置，在车辆的行驶过程中根据未来路段的道路信息预测目标SOC，并依据目标SOC与当前实际SOC进行预测控制得到当前需求SOC。以当前需求SOC为控制目标，根据预设能量管理策略确定电机需求扭矩，实现了基于未来路段的道路信息对能量管理控制的优化，节省油耗并提高电池使用寿命。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种混合动力汽车的控制方法，其特征在于，包括：
获取未来路段的道路信息；
根据未来路段的道路信息确定目标剩余电量SOC；
获取当前实际SOC，并依据所述目标SOC与所述当前实际SOC计算得到当前需求SOC；
以所述当前需求SOC为控制目标，根据预设能量管理策略确定电机需求扭矩；
控制电机输出所述电机需求扭矩。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据未来路段的道路信息确定目标剩余电量SOC，包括：
根据未来路段的道路信息确定未来路段的路况类型；
依据路况类型与目标SOC的对应关系，确定未来路段的路况类型对应的目标SOC。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述目标SOC与所述当前实际SOC计算得到当前需求SOC，包括：
计算所述目标SOC与所述当前实际SOC的差值，并将所述差值与SOC等级划分系数的乘积作为当前实际SOC的偏移量；
计算所述当前实际SOC与所述当前实际SOC的偏移量的差值，得到当前需求SOC。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以所述当前需求SOC为控制目标，根据预设能量管理策略确定电机需求扭矩，包括：
根据SOC等级划分规则，确定所述当前需求SOC对应的SOC等级；
依据SOC等级与扭矩分配MAP表的对应关系，确定所述当前需求SOC对应的扭矩分配MAP表；
获取当前总需求扭矩和当前电机转速，并基于所述当前需求SOC对应的扭矩分配MAP表，确定电机需求扭矩。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获取当前总需求扭矩，包括：
获取当前油门踏板开度值和当前车速；
根据油门-车速-总需求扭矩MAP表，获取当前油门踏板开度值和当前车速对应的当前总需求扭矩。
6.一种混合动力汽车的控制装置，其特征在于，包括：
道路信息获取单元，用于获取未来路段的道路信息；
目标SOC确定单元，用于根据未来路段的道路信息确定目标剩余电量SOC；
当前需求SOC计算单元，用于获取当前实际SOC，并依据所述目标SOC与所述当前实际SOC计算得到当前需求SOC；
电机需求扭矩确定单元，用于以所述当前需求SOC为控制目标，根据预设能量管理策略确定电机需求扭矩；
扭矩输出控制单元，用于控制电机输出所述电机需求扭矩。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述目标SOC确定单元，具体用于根据未来路段的道路信息确定未来路段的路况类型；依据路况类型与目标SOC的对应关系，确定未来路段的路况类型对应的目标SOC。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述当前需求SOC计算单元，具体用于计算所述目标SOC与所述当前实际SOC的差值，并将所述差值与SOC等级划分系数的乘积作为当前实际SOC的偏移量；计算所述当前实际SOC与所述当前实际SOC的偏移量的差值，得到当前需求SOC。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述电机需求扭矩确定单元，具体用于根据SOC等级划分规则，确定所述当前需求SOC对应的SOC等级；依据SOC等级与扭矩分配MAP表的对应关系，确定所述当前需求SOC对应的扭矩分配MAP表；获取当前总需求扭矩和当前电机转速，并基于所述当前需求SOC对应的扭矩分配MAP表，确定电机需求扭矩。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述电机需求扭矩确定单元，具体用于获取当前油门踏板开度值和当前车速；根据油门-车速-总需求扭矩MAP表，获取当前油门踏板开度值和当前车速对应的当前总需求扭矩。
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