CN111016873A - 一种基于稳态发动机策略的能量管理方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于稳态发动机策略的能量管理方法和系统，属于混合汽车能量管理策略技术领域。它解决如何在适应实际各种工况和动态变化需求下优化能量管理的问题。本方法步骤：获取车辆当前行车工况，根据当前行车工况获取与所述当前行车工况对应的动态SOC平衡策略、自适应启停策略、扭矩分配策略和经济性换挡线策略；根据对应当前工况下的自适应启停策略、扭矩分配策略和经济性换挡线策略结合动态SOC平衡策略进行发动机启停、扭矩分配和换挡控制。本系统包括实现动态SOC平衡策略、自适应启停策略、扭矩分配策略和经济性换挡线策略的整车控制器、变速箱控制器、电池管理系统、电机控制器和发动机控制器。充分配合、优化能量管理，提高经济燃油性能。

Description

一种基于稳态发动机策略的能量管理方法和系统

技术领域

本发明属于混合汽车能量管理策略技术领域，涉及一种基于稳态发动机策略的能量管理方法和系统。

背景技术

混合动力汽车的动力系统由多个动力源组成,通过能量管理策略可以实现需求功率在多个动力源之间的合理分配以及动力系统各部件之间的协调控制,从而达到在保持良好动力性的前提下,实现车辆燃油经济性和清洁环保性。在车辆的能量管理中特别需要考虑的就是动力总成，而动力总成各个子部件包括发动机、电机、电池、离合器和变速箱。且SOC用于表示动力电池电荷状态。且混合动力汽车根据车辆车速、加速度和档位变化数据判断车辆行车工况，行车工况包括严重拥堵工况、低速市区工况和市郊高架工况。现有的能量管理依靠经验和发动机台架能耗效率以优化发动机热效率为出发点进行的能量管理策略不适应实际工作的各种工况和变化状态需求，难以实现系统能量管理的最优控制。自适应各种实际工况的系统能量管理还有待优化。

现中国专利文献公开了申请号为201510410562.8的混合动力能量管理系统及其控制方法，通过获取驾驶员操作信息并计算驾驶员需求的驱动轴扭矩；消除底盘系统对驱动轴扭矩的干扰，并基于驱动轴扭矩确定曲轴扭矩；确定整车优化性能目标的代价函数，并基于代价函数来确定发动机需求扭矩和电机需求扭矩的分配；以及根据发动机和电机扭矩输出能力对发动机需求扭矩和电机需求扭矩进行限制，并将最终确定的发动机扭矩和电机扭矩分别发送给发动机和电机。该专利还是基于规则的能量管理策略对于适应实际的各个工况和动态变化需求有待提高。且通过发动机和电机的输出能力限制发动机需求扭矩和电机需要扭矩不具有实时工况可比性。没有针对实际车速\发动机转速和空调附件功率等不同的工况进行修正,发动机和电机自适应各种工况下的能量优化管理有待提高。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述问题，提出了一种基于稳态发动机策略的能量管理方法和系统。该系统和方法解决了如何在适应实际各种工况和动态变化需求下优化能量管理的问题。

本发明通过下列技术方案来实现：

一种基于稳态发动机策略的能量管理方法，包括以下步骤：

获取车辆当前行车工况，根据当前行车工况获取与所述当前行车工况对应的动态SOC平衡策略、自适应启停策略、扭矩分配策略和经济性换挡线策略；

根据对应当前行车工况下的自适应启停策略、扭矩分配策略和经济性换挡线策略结合动态SOC平衡策略进行发动机启停、扭矩分配和换挡控制。

本方法根据当前行车工况对应动态SOC平衡策略的保持动力电池SOC以动态SOC平衡点为平衡控制目标，通过在对应工况下合理结合自适应启停策略、扭矩分配策略和经济性换挡线策略使得本方法适应车辆的各个工况和动态变化需求并因为针对工况下的对应不同控制方式使在SOC在对应工况下达到对应工况下的平衡的同时充分配合从而优化能量管理，提高经济燃油性能。

在上述的基于稳态发动机策略的能量管理方法中，所述动态SOC平衡策略根据工况分别设置对应的SOC目标平衡点，严重拥堵工况对应SOC阀值三；低速市区工况对应SOC阀值二；市郊高架工况对应SOC阀值一；且SOC阀值一大于SOC阀值二大于SOC阀值三；比较当前SOC与对应工况的SOC目标平衡点的差值,根据对应工况下的自适应启停策略、扭矩分配策略和经济性换挡线策略控制当前SOC与SOC目标平衡点的差值，使当前SOC趋向SOC目标平衡点达到平衡。针对车辆行车工况，考虑对动力电池的充电能力分为严重拥堵工况、低速市区工况和市郊高架工况。对应不同的工况下使用动态的平衡点，在充电难度大时降低平衡点值从而提高充放电灵敏度即反应能力。实现了动力电池电量平衡对于车辆不同运行工况下的自适应，发动机启停、扭矩分配控制在当前行车工况下的SOC目标平衡点达到平衡，的控制更加稳定，满足能量管理的需求，获得更好的车辆经济性。

在上述的基于稳态发动机策略的能量管理方法中，所述自适应启停策略根据SOC和动力电池的充放电状态确定当前行车工况下的发动机启停需求扭矩阀值，当前SOC大于SOC阀值一对应发动机启停需求扭矩阀值为起机阀值一和停机阀值一；当当前SOC处于下行区段时，则确定当前发动机起机需求扭矩为起机阀值二，当前发动机停机需求扭矩为停机阀值二；当当前SOC处于上行区段时，则确定当前发动机起机需求扭矩为起机阀值三，当前发动机停机需求扭矩为停机阀值三；且起机阀值一大于起机阀值二于起机阀值三，停机阀值一大于停机阀值二大于停机阀值三；当当前需求扭矩满足当前发动机启停需求扭矩阀值时，发送发动机启停控制指令。通过区分SOC上行和下行过程分别进行发动机的启停差异化控制，有利于消除发动机低效工作点和低车速频繁启停，增加了低SOC区段发动机的运行时间，为更多的行车发电工况提供支持。保证了能量的短时高效利用，提高车辆经济性，可有效降低目标混合动力车辆在市区的油耗。

在上述的基于稳态发动机策略的能量管理方法中，经济性换挡线策略设置有发动机各档升档线转速一、发动机各档升档线转速二、发动机各档降档线转速一和发动机各档降档线转速二，发动机各档升档线转速一均大于对应档位的升档线转速二，发动机各档降档线转速一均小于对应档位降档线转速二，当前SOC小于SOC当前目标阀值时,根据车速、加速踏板开度和当前发动机档位计算并查询发动机各档升档线转速一和发动机各档降档线转速一确定发动机目标档位；当前SOC大于SOC当前目标阀值时，根据车速、加速踏板开度和当前发动机档位计算并查询发动机各档升档线转速二和发动机各档降档线转速二确定发动机目标档位；当前电机档位和上述得到的发动机目标档位确定电机目标档位。SOC较低时，主要针对城市工况，通过设置各档升档线转速一和各档降档线转速一即增大升档线和降档线转速间距，从而扩大低档位发动机转速使用范围，从而减小城市工况换挡概率，且需要使用较高的转速范围，在相同的发动机分扭下，具备更大的功率。当SOC较高时，便不再需要很强的充电能力，甚至会停止行车发电，这时发动机扭矩不高，效率最优的转速使用区间发生了变化。通过设置发动机各档位升档线转速二和发动机各档位降档线转速二实现了基于SOC的换挡线偏移，在SOC较高时切换为升档线较低、降档线转速较高的换挡线减少充电区段发动机转速使用范围，实现了在任何工况都能使用效率最优的换挡线，进而使用最优的发动机运行区间。

在上述的基于稳态发动机策略的能量管理方法中，通过当前车速、当前SOC和加速踏板开度根据自适应启停策略确定是否满足启动发动机条件；所述扭矩分配策略在发动机启机且无加速踏板开度时，则实行丢油门发电控制。丢油门发电为在松开加速踏板后即加速踏板开度为零时，发动机输出正扭矩，电机输出负扭矩发电的工作模式。根据自适应启停策略判断后在确定发动机启动且松开加速踏板的情况下进行丢油门发电。更够在SOC需要充电时进行强充，保证SOC的快速增长。特别适用严重拥堵路段和低速市区工况，当前SOC降到SOC目标平衡点下在低速或拥堵工况下进行对动力电池强充。在低SOC区段，低速市区工况下将结合丢油门发电控制发动机稳定高效进行行车发电。同时满足动态SOC平衡策略的SOC目标平衡点的平衡控制需求。

在上述的基于稳态发动机策略的能量管理方法中，所述扭矩分配策略在发动机启机且有加速踏板开度时，对发动机实现稳态控制，并执行该工况下的发动机稳态扭矩；则根据标定的驾驶员扭矩踏板解析表，对应当前加速踏板开度和车速查表得出驾驶员需求扭矩；根据发动机转速和驾驶员需求扭矩得到发动机目标扭矩；根据驾驶员需求扭矩和发动机转速得到发动机基础扭矩，并通过当前车速和空调附件功率分别进行修正基础扭矩得到发动机目标扭矩；当驾驶员需求扭矩小于等于发动机稳态扭矩时，执行发动机稳态扭矩；当驾驶员需求扭矩大于发动机稳态扭矩时，执行发动机目标扭矩；保持执行发动机稳态扭矩时，获得电机的负扭矩，将该负扭矩作为电机的执行扭矩，让电机处于发电模式使发动机保持工作在稳态高效率工况下。在低速区执行发动机稳定控制保持发动机稳态扭矩，可大幅度减少小扭矩发动机工况点，减少发动机瞬态变化工况，明显地提升发动机实际效率。增加了很多发电的工况，有助于SOC平衡与电池电量兜底。

在上述的基于稳态发动机策略的能量管理方法中，根据发动机转速和驾驶员需求扭矩两个参数查找发动机扭矩参数表获得发动机基础扭矩，所述发动机目标扭矩还包括根据车速计算得出的第一修正扭矩和/或根据空调附件功率计算得出的第二修正扭矩，将基础扭矩加上第一修正扭矩和/或第二修正扭矩，得到发动机目标扭矩；根据发动机目标扭矩和发动机燃烧模型实时计算发动机实际扭矩；驾驶员需求扭矩减去发动机实际扭矩的差值再乘以相应的档位比，获得电机的正扭矩，将该正扭矩作为电机的执行扭矩，让电机处于助力模式使发动机保持工作在稳态高效率工况下。可实现驾驶员在小加速踏板开度或者踩松油门时，发动机分扭一直保持为稳态常用扭矩，由电机分扭的增大减小来实现动力总成最终输出扭矩，满足驾驶员需要。由于电机响应时间和精准度远好于发动机，因此可以更准确更快速地满足驾驶员驾驶需求。

在上述的基于稳态发动机策略的能量管理方法中，所述扭矩分配策略基于点火角优化控制，设置点火角常规控制参数限值：增长斜率限值一、增长斜率限值二、SOC阀值一、电机功率阀值、电池功率阀值和加速踏板变化率阀值，且相同发动机实际扭矩对应的发动机目标扭矩增长斜率限值一小于增长斜率限值二；发动机启动，当SOC大于SOC阀值一，电机当前输出峰值功率大于电机功率阀值，电池放电峰值功率大于电池功率阀值，且加速踏板变化率大于加速踏板变化率阀值，满足上述条件采用发动机最优点火角控制模式，通过发动机目标扭矩增长斜率限值一和当前需求扭矩进行计算得到当前发动机目标扭矩；不满足上述条件采样点火角常规控制模式：通过发动机目标扭矩增长斜率限值二和当前需求扭矩进行计算得到当前发动机目标扭矩。在SOC充足且助力满足条件的情况下，进行扭矩跟随控制。达到使用双动力源的优势，既能快速、准确响应需求扭矩，又能实现发动机的热效率最大化。

一种基于稳态发动机策略的能量管理系统，包括整车控制器，还包括双向互通连接的整车控制器的变速箱控制器、电池管理系统、电机控制器和发动机控制器，其特征在于，所述整车控制器接收当前档位、当前SOC、当前电机扭矩、当前电机转速、当前加速踏板开度、发动机转速和发动机转矩信号，根据接收的上述信号获取车辆当前行车工况，根据当前行车工况获取与所述当前行车工况对应的动态SOC平衡策略、自适应启停策略、扭矩分配策略和经济性换挡线策略；根据对应当前行车工况下的自适应启停策略、扭矩分配策略和经济性换挡线策略结合动态SOC平衡策略发送发动机目标扭矩或点火角控制模式给发动机控制器，将电机目标扭矩发送给电机控制器，将发动机目标档位和电机目标档位发送给变速箱控控制器，进行发动机启停、扭矩分配和换挡控制。

根据当前行车工况对应动态SOC平衡策略的保持动力电池SOC以动态SOC平衡点为平衡控制目标，通过在对应工况下合理结合自适应启停策略、扭矩分配策略和经济性换挡线策略使得本方法适应车辆的各个工况和动态变化需求并因为针对工况下的对应不同控制方式使在SOC在对应工况下达到对应工况下的平衡的同时充分配合从而优化能量管理，提高经济燃油性能。

上述基于稳态发动机策略的能量管理系统中，整车控制器通过自适应启停策略确定发动机启停，发动机启动后进行扭矩分配策略，扭矩分配策略在加速踏板开度为零时，整车控制器给发动机控制器和电机控制器输送丢油门发电控制指令；整车控制器通过经济性换档线策略在当前SOC小于SOC阀值一时控制发动机的各档下相同档位中对应的升档线转速和降档线转速之间的范围变大并计算得到发动机目标档位和电机目标档位给变速箱控制器；整车控制器根据驾驶员需求扭矩、车速、发动机转速和空调附件功率计算得到发动机目标扭矩，当有加速踏板开度且在需求扭矩小于等于稳态扭矩时，整车控制器执行稳态扭矩控制，当有加速踏板开度且驾驶员需求扭矩大于稳态扭矩，则整车控制器执行目标扭矩控制；在SOC大于SOC阀值一且具有大助力时进行最优点火角控制。全盘考虑不同工况下的动态SOC平衡需求的情况下，通过对各工况下的档位、启停和扭矩分配都进行适应性分差式阀值控制。使得整个能量管理控制不仅满足SOC动态平衡的需求，同时实现各个控制策略的衔接和契合，进一步优化能量管理，提高经济燃油性能。

与现有技术相比，本基于稳态发动机策略的能量管理方法和系统中,具有以下优点：

1、本发明通过在对应工况下合理结合自适应启停策略、扭矩分配策略和经济性换挡线策略使得本方法适应车辆的各个工况和动态变化需求并因为针对工况下的对应不同控制方式使在SOC在对应工况下达到对应工况下的平衡的同时充分配合从而优化能量管理，行车充电功率增大、充电连续性增强，无论是夏季空调工况还是城市低速工况，电量均可快速充上来。且发动机启停次数大幅度降低，减少启停带来的能量损失及驾驶性问题。总体提高经济燃油性能。

2、本发明通过丢油门发电控制，完全松开加速踏板时发动机依旧保持一定扭矩，当驾驶员踩下加速踏板时，电机扭矩随需求扭矩的增大而减小，可快速、精确地响应驾驶员的需求。当驾驶员松开加速踏板时，发动机依旧保持一定扭矩，电机迅速响应负扭矩行车发电，动力总成输出扭矩为零，防止松加速踏板时整车顿挫。

3、本发明通过低速下的发动机稳态控制，高速下的目标扭矩控制，和大电量高助力情况下的最优点火角控制，在不同的工况下分层次进行扭矩分配控制实现动力总成功率最优，且发动机目标扭矩与加速踏板半解耦的稳态控制，在市区驾驶员小油门波动或者松油门时，发动机均保持恒定扭矩工作，化瞬态为稳态，提升发动机效率。通过对换挡线转速的优化，避开了低转速大扭矩的共振区，提高整车舒适性。

附图说明

图1是本发明的系统框图。

图2是本发明能量管理流程图。

图3是本发明经济性换档线策略流程图。

图4是本发明最优点火角控制流程图。

图5发动机扭矩变化示意图。

图中，1、整车控制器；2、变速箱控制器；3、电池管理系统；4、电机控制器；5、发动机控制器。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，并结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1-5所示，一种基于稳态发动机策略的能量管理方法，包括以下步骤：

获取车辆当前行车工况，根据当前行车工况获取与当前行车工况对应的动态SOC平衡策略、自适应启停策略、扭矩分配策略和经济性换挡线策略；

根据对应当前行车工况下的自适应启停策略、扭矩分配策略和经济性换挡线策略结合动态SOC平衡策略进行发动机启停、扭矩分配和换挡控制。

动态SOC平衡策略根据工况分别设置对应的SOC目标平衡点，严重拥堵工况对应SOC阀值三；低速市区工况对应SOC阀值二；市郊高架工况对应SOC阀值一；且SOC阀值一大于SOC阀值二大于SOC阀值三；比较当前SOC与对应工况的SOC目标平衡点的差值,根据对应工况下的自适应启停策略、扭矩分配策略和经济性换挡线策略控制当前SOC与SOC目标平衡点的差值，使当前SOC趋向SOC目标平衡点达到平衡。针对车辆行车工况，考虑对动力电池的充电能力分为严重拥堵工况、低速市区工况和市郊高架工况。对应不同的工况下使用动态的平衡点，在充电难度大时降低平衡点值从而提高充放电灵敏度即反应能力。实现了动力电池电量平衡对于车辆不同运行工况下的自适应，发动机启停、扭矩分配控制在当前行车工况下的SOC目标平衡点达到平衡，的控制更加稳定，满足能量管理的需求，获得更好的车辆经济性。

在低速市区工况下，当当前SOC大于SOC阀值三且小于SOC阀值二时，采用平衡策略组合二：发动机起机易停机难的启停策略和小油门或丢油门发动机稳定扭矩行车发电的扭矩分配策略；在SOC阀值二的上行区段，采样平衡策略组合二丢速启动发动机，发动机停机困难，小油门或丢油门下发动机稳定发电。增加发动机发电扭矩的机会，强制充电，使得SOC向SOC阀值二趋近。当当前SOC大于SOC阀值二时，采用平衡策略组合三：低车速起机难丢油门停机的启停策略、基于系统效率发电和助力的扭矩分配策略和小油门纯电行驶策略。在SOC阀值二的下行区段，采样平衡策略组合三使用发动机起机难阀值相当于起机易阀值提高低速发动机起机阀值，降低车速，停机难阀值接近于零。在发动机未启动时，不充电小油门纯电机驱动。当发动机启动后，基于系统效率最优原则进行发电扭矩和助力扭矩发分配。一般适当增大电机扭矩，减少发动机扭矩，实现小量充电。对于低速市区工况，应用平衡策略组合二和平衡策略组合三可以有效利用电能节约油耗，将动力电池电量平衡在SOC阀值二附近。

在市郊高架工况下，当当前SOC小于SOC阀值一时，采用平衡策略组合四：发动机起机易丢油门停机的启停策略和小油门基于系统效率发电扭矩行车发电的扭矩分配策略；当当前SOC大于SOC阀值一时，采用平衡策略组合五：高速起机难停易的启停策略和根据SOC升高减小发电扭矩的扭矩分配策略。在市郊高架工况下，车速较高且相对稳定，有利于高效行车发电积累电能，采用平衡策略组合四使发动机启动需求扭矩阀值减少，停机需求扭矩阀值增大，使得发动机起机容易，停机困难，只有丢油门后才停止发动机，并增强发动机发电扭矩，实现对电池充电增大SOC，长时间稳定行驶SOC将上升至SOC阀值一，为了避免过量行车发电导致高车速油耗升高，在当前SOC大于SOC阀值一后，采用平衡策略组合五，用于阻止SOC的进一步升高。对于市郊高架工况长时间行驶，采用平衡策略组合四和平衡策略组合五，使得动力电池电量保持平衡在SOC阀值一附近。

自适应启停策略根据SOC和动力电池的充放电状态确定当前行车工况下的发动机启停需求扭矩阀值，当前SOC大于SOC阀值一对应发动机启停需求扭矩阀值为起机阀值一和停机阀值一；当当前SOC处于下行区段时，则确定当前发动机起机需求扭矩为起机阀值二，当前发动机停机需求扭矩为停机阀值二；当当前SOC处于上行区段时，则确定当前发动机起机需求扭矩为起机阀值三，当前发动机停机需求扭矩为停机阀值三；且起机阀值一大于起机阀值二于起机阀值三，停机阀值一大于停机阀值二大于停机阀值三；当当前需求扭矩满足当前发动机启停需求扭矩阀值时，发送发动机启停控制指令。通过区分SOC上行和下行过程分别进行发动机的启停差异化控制，有利于消除发动机低效工作点和低车速频繁启停，增加了低SOC区段发动机的运行时间，为更多的行车发电工况提供支持。保证了能量的短时高效利用，提高车辆经济性，可有效降低目标混合动力车辆在市区的油耗。图2中查表-2具体为根据SOC和车速情况查询自适应启停策略确定当前启停机阀值，确定是否满足启停条件。具体的启停情况如下：

车辆行驶过程中启动发动机首先判断是否存在禁止启动发动机需求，存在则不执行启动流程，启动流程开始执行后，对获得的当前SOC值进行判断，并在SOC值小于设定SOC阀值一后进行上行区段和下行区段的判断。是否处于SOC平衡点的上行区段还是下行区段，如果是多个动态平衡点的情况下，可分别在不同的工况下对应的SOC不同平衡点的不同区段分为上行区段和下行区段控制。然后根据当前SOC所处区段执行发动机启动判断流程，即根据当前SOC和车速查取在大于SOC阀值一、SOC下行区段或SOC上行区段的需求扭矩对应的启动发动机门限值即起机阀值一、起机阀值二或起机阀值三，需求扭矩对应停止发动机门限值即停机阀值一、停机阀值二、停机阀值三。如果当前需求扭矩大于当前对应的起机阀值Tq1、Tq2或Tq3，并继续判断该条件成立时间是否大于t1、t2或t3，满足确认时间则发出启动发动机指令，不满足则返回逻辑起始处循环。停机判断逻辑流程则是：当前需求扭矩小于当前对应的停机阀值Tt1、Tt2或Tt3，并继续判断该条件成立时间是否大于t1、t2或t3，满足确认时间则发出停止发动机指令，不满足则返回逻辑起始处循环。

具体的根据动力电池的剩余荷电电量判断，当当前SOC大于SOC阀值一时，表示动力电池电量较满，此时以尽量增加电机工作频率，减少发动机工作频率为目的，确定当前发动机启停需求扭矩阀值为起机阀值一和停机阀值一，此时起机阀值一和停机阀值一设置最高，发动机起机难度增大，停机难度降低。同理在当前SOC小于SOC阀值一时，表示动力电池需要充电，SOC阀值一大于SOC平衡点。且当当前SOC处于下行区段，则充电电池在SOC平衡点之上，并越来越少，可能会往下突破SOC平衡点，则此时确定当前发动机启停需求扭矩阀值为起机阀值二和停机阀值二，因起机阀值二小于起机阀值一，停机阀值二小于停机阀值一，发动机起机相对上述SOC大于SOC阀值一时相对容易，停机相对困难。且当当前SOC处于上行区段，则充电电池在SOC平衡点之下，并越来越多，可能会往上突破SOC平衡点，则此时确定当前发动机启停需求扭矩阀值为起机阀值三和停机阀值三，因起机阀值三小于起机阀值二，停机阀值三小于停机阀值二，此时的起机阀值三为较低，停机阀值三接近为零。发动机起机相对上述SOC处于下行区段时相对容易，停机相对困难。即小油门下发动机即可启动，且不易停机，在动力电池SOC处于上行区段时，即电池需要更多电量时，增加发动机参与驱动和发电的工况。而车辆电力电池具有当动力电池上行充电一段时间，超过SOC平衡点后，动力电池下行，此时动力电池SOC处于下行区段，即下行向SOC平衡点靠近。而在动力电池SOC处于下行区段时，增大当前发动机需求扭矩阀值和停机阀值，适当减少发动机参与驱动和发电的工况。电机驱动工况增加，当动力电池充电上行超过SOC阀值一时，如SOC接近1，确定发动机当前发动机启停需求扭矩阀值为起机阀值一和停机阀值一，此时起机阀值一和停机阀值一设置最高，此时发动机尽量不工作，纯电机工作。当前发动机起机阀值增大使得发动机的起机指令触发难度变大，发动机停机阀值增加停机指令触发变得容易。通过区分SOC上行和下行过程分别进行发动机的启停差异化控制，有利于消除发动机低效工作点和低车速频繁启停，增加了低SOC区段发动机的运行时间，为更多的行车发电工况提供支持。保证了能量的短时高效利用，提高车辆经济性，可有效降低目标混合动力车辆在市区的油耗。

车辆行驶过程中启动发动机首先判断是否存在禁止启动发动机需求，存在则不执行启动流程，启动流程开始执行后，对获得的当前SOC值进行判断，并在SOC值小于设定SOC阀值一后进行上行区段和下行区段的判断。是否处于SOC平衡点的上行区段还是下行区段，如果是多个动态平衡点的情况下，可分别在不同的工况下对应的SOC不同平衡点的不同区段分为上行区段和下行区段控制。然后根据当前SOC所处区段执行发动机启动判断流程，即根据当前SOC和车速查取在大于SOC阀值一、SOC下行区段或SOC上行区段的需求扭矩对应的启动发动机门限值即起机阀值一、起机阀值二或起机阀值三，需求扭矩对应停止发动机门限值即停机阀值一、停机阀值二、停机阀值三。如果当前需求扭矩大于当前对应的起机阀值Tq1、Tq2或Tq3，并继续判断该条件成立时间是否大于t1、t2或t3，满足确认时间则发出启动发动机指令，不满足则返回逻辑起始处循环。停机判断逻辑流程则是：当前需求扭矩小于当前对应的停机阀值Tt1、Tt2或Tt3，并继续判断该条件成立时间是否大于t1、t2或t3，满足确认时间则发出停止发动机指令，不满足则返回逻辑起始处循环。

具体的根据动力电池的剩余荷电电量判断，当当前SOC大于SOC阀值一时，表示动力电池电量较满，此时以尽量增加电机工作频率，减少发动机工作频率为目的，确定当前发动机启停需求扭矩阀值为起机阀值一和停机阀值一，此时起机阀值一和停机阀值一设置最高，发动机起机难度增大，停机难度降低。同理在当前SOC小于SOC阀值一时，表示动力电池需要充电，SOC阀值一大于SOC平衡点。且当当前SOC处于下行区段，则充电电池在SOC平衡点之上，并越来越少，可能会往下突破SOC平衡点，则此时确定当前发动机启停需求扭矩阀值为起机阀值二和停机阀值二，因起机阀值二小于起机阀值一，停机阀值二小于停机阀值一，发动机起机相对上述SOC大于SOC阀值一时相对容易，停机相对困难。且当当前SOC处于上行区段，则充电电池在SOC平衡点之下，并越来越多，可能会往上突破SOC平衡点，则此时确定当前发动机启停需求扭矩阀值为起机阀值三和停机阀值三，因起机阀值三小于起机阀值二，停机阀值三小于停机阀值二，此时的起机阀值三为较低，停机阀值三接近为零。发动机起机相对上述SOC处于下行区段时相对容易，停机相对困难。即小油门下发动机即可启动，且不易停机，在动力电池SOC处于上行区段时，即电池需要更多电量时，增加发动机参与驱动和发电的工况。而车辆电力电池具有当动力电池上行充电一段时间，超过SOC平衡点后，动力电池下行，此时动力电池SOC处于下行区段，即下行向SOC平衡点靠近。而在动力电池SOC处于下行区段时，增大当前发动机需求扭矩阀值和停机阀值，适当减少发动机参与驱动和发电的工况。电机驱动工况增加，当动力电池充电上行超过SOC阀值一时，如SOC接近1，确定发动机当前发动机启停需求扭矩阀值为起机阀值一和停机阀值一，此时起机阀值一和停机阀值一设置最高，此时发动机尽量不工作，纯电机工作。当前发动机起机阀值增大使得发动机的起机指令触发难度变大，发动机停机阀值增加停机指令触发变得容易。通过区分SOC上行和下行过程分别进行发动机的启停差异化控制，有利于消除发动机低效工作点和低车速频繁启停，增加了低SOC区段发动机的运行时间，为更多的行车发电工况提供支持。保证了能量的短时高效利用，提高车辆经济性，可有效降低目标混合动力车辆在市区的油耗。

经济性换挡线策略设置有发动机各档升档线转速一、发动机各档升档线转速二、发动机各档降档线转速一和发动机各档降档线转速二，发动机各档升档线转速一均大于对应档位的升档线转速二，发动机各档降档线转速一均小于对应档位降档线转速二，当前SOC小于SOC当前目标阀值时,根据车速、加速踏板开度和当前发动机档位计算并查询发动机各档升档线转速一和发动机各档降档线转速一确定发动机目标档位；当前SOC大于SOC当前目标阀值时，根据车速、加速踏板开度和当前发动机档位计算并查询发动机各档升档线转速二和发动机各档降档线转速二确定发动机目标档位；当前电机档位和上述得到的发动机目标档位确定电机目标档位。图3中，查表-6得发动机各档升档线转速二和发动机各档降档线转速二，查表-7得发动机各档升档线转速一和发动机各档降档线转速一。

表-6和表-7的有关各档位的档位线制表的具体方式为：通过优化分扭策略计算出各个需求扭矩及发动机转速下的最高效的分扭值，以及对应的动力总成效率，依据效率确定一个高效的发动机转速扭矩使用区间，该区间圈定范围较大，代表车辆在大部分工况会使用到的发动机扭矩、转速；在确定使用区间后，根据NVH(指噪声与震动，发动机在高转速时传入乘员舱内的噪声较大，在大扭矩时乘员舱内震动较明显，在设定转速扭矩适用范围时，由于发动机最高效率点一般在高转速中高扭矩处，此处NVH一般都很差，所以要为了NVH性能而限制发动机常用扭矩、转速范围，这会牺牲一定的经济性、动力性，要加以权衡)以及驾驶性、动力性等需求，进一步限定发动机转速转矩适用范围；根据电池包能力限制以及充电效率确定发动机转速使用的上限值，进而确定各档位升档线。上限转速＝电池包峰值充电功率*9550/发动机稳态扭矩，稳态扭矩由专利《一种单电机混合动力系统最优分扭的能量理策略》得到。依据上限转速与步骤3得到的发动机转速使用上限，按照加速踏板开度越大升档转速越高的原则，即可粗略地制定发动机各挡升挡转速；电机2挡升档转速＝(发动机刚升到3挡后的转速+发动机3档升档转速)/2，电机4挡升档转速＝(发动机刚升到5挡后的转速+发动机5档升档转速)/2。依据避免频繁换挡的原则，确定降档线，可先在升档转速基础上减一个值(举例子如1000)，作为粗略的降档转速，电机4挡降档转速＝(发动机刚降到3挡后的转速+发动机3档降档转速)/2，电机6挡降档转速＝(发动机刚降到5挡后的转速+发动机5档降档转速)/2。此时得到的转速范围，整体移动升档线与换挡线，增大或减小各参数，使升档转速与降档转速之间均在动力总成高效率区间。针对混动系统做换挡线修正，电机在变速箱二轴，当变速箱在2、4、6挡时，发动机通过二轴可直接向电机输出动力，减少能量传递路径，增大发动机2、4、6挡使用概率可有效减少变速箱处能量损失，适当调高发动机2/4/6挡升档转速，调低发动机2/4/6挡降档转速，并按步骤3、4中提到的公式对电机升降档转速做调整。再次实车评估，做驾驶性、动力性检查，对换挡线微调

SOC较低时，主要针对城市工况，通过设置各档升档线转速一和各档降档线转速一即增大升档线和降档线转速间距，从而扩大低档位发动机转速使用范围，从而减小城市工况换挡概率，且需要使用较高的转速范围，在相同的发动机分扭下，具备更大的功率。当SOC较高时，便不再需要很强的充电能力，甚至会停止行车发电，这时发动机扭矩不高，效率最优的转速使用区间发生了变化。通过设置发动机各档位升档线转速二和发动机各档位降档线转速二实现了基于SOC的换挡线偏移，在SOC较高时切换为升档线较低、降档线转速较高的换挡线减少充电区段发动机转速使用范围，实现了在任何工况都能使用效率最优的换挡线，进而使用最优的发动机运行区间。

通过当前车速、当前SOC和加速踏板开度根据自适应启停策略确定是否满足启动发动机条件；扭矩分配策略在发动机启机且无加速踏板开度时，则实行丢油门发电控制。丢油门发电为在松开加速踏板后即加速踏板开度为零时，发动机输出正扭矩，电机输出负扭矩发电的工作模式。根据自适应启停策略判断后在确定发动机启动且松开加速踏板的情况下进行丢油门发电。更够在SOC需要充电时进行强充，保证SOC的快速增长。特别适用严重拥堵路段和低速市区工况，当前SOC降到SOC目标平衡点下在低速或拥堵工况下进行对动力电池强充。在低SOC区段，低速市区工况下将结合丢油门发电控制发动机稳定高效进行行车发电。同时满足动态SOC平衡策略的SOC目标平衡点的平衡控制需求。

扭矩分配策略在发动机启机且有加速踏板开度时，对发动机实现稳态控制，并执行该工况下的发动机稳态扭矩；则根据标定的驾驶员扭矩踏板解析表，对应当前加速踏板开度和车速查表得出驾驶员需求扭矩；根据发动机转速和驾驶员需求扭矩得到发动机目标扭矩；根据驾驶员需求扭矩和发动机转速得到发动机基础扭矩，并通过当前车速和空调附件功率分别进行修正基础扭矩得到发动机目标扭矩；当驾驶员需求扭矩小于等于发动机稳态扭矩时，执行发动机稳态扭矩；当驾驶员需求扭矩大于发动机稳态扭矩时，执行发动机目标扭矩；保持执行发动机稳态扭矩时，获得电机的负扭矩，将该负扭矩作为电机的执行扭矩，让电机处于发电模式使发动机保持工作在稳态高效率工况下。在低速区执行发动机稳定控制保持发动机稳态扭矩，可大幅度减少小扭矩发动机工况点，减少发动机瞬态变化工况，明显地提升发动机实际效率。增加了很多发电的工况，有助于SOC平衡与电池电量兜底。

根据发动机转速和驾驶员需求扭矩两个参数查找发动机扭矩参数表获得发动机基础扭矩，发动机目标扭矩还包括根据车速计算得出的第一修正扭矩和/或根据空调附件功率计算得出的第二修正扭矩，将基础扭矩加上第一修正扭矩和/或第二修正扭矩，得到发动机目标扭矩；根据发动机目标扭矩和发动机燃烧模型实时计算发动机实际扭矩；驾驶员需求扭矩减去发动机实际扭矩的差值再乘以相应的档位比，获得电机的正扭矩，将该正扭矩作为电机的执行扭矩，让电机处于助力模式使发动机保持工作在稳态高效率工况下。可实现驾驶员在小加速踏板开度或者踩松油门时，发动机分扭一直保持为稳态常用扭矩，由电机分扭的增大减小来实现动力总成最终输出扭矩，满足驾驶员需要。由于电机响应时间和精准度远好于发动机，因此可以更准确更快速地满足驾驶员驾驶需求。有加速踏板开度时，根据加速踏板开度与当前车速通过图2中查表-2得到驾驶员需求扭矩，图2中的表-2即为标定的驾驶员扭矩踏板解析表。标定的驾驶员扭矩踏板解析表是有关需求扭矩与加速踏板开度和车速之间关系的标定表。根据驾驶员需求扭矩与发动机转速通过图2中查表-4计算发动机基础扭矩，使用车速通过查表-3计算发动机修正扭矩一，使用空调附件功率通过查表-5计算发动机修正扭矩二，发动机基础扭矩、修正扭矩一、修正扭矩二叠加得到发动机目标扭矩。图2中查表-2、查表-3、查表-3和查表-5数据为优化分扭策略建立的思维表格。

扭矩分配策略基于点火角优化控制，设置点火角常规控制参数限值：增长斜率限值一、增长斜率限值二、SOC阀值一、电机功率阀值、电池功率阀值和加速踏板变化率阀值，且相同发动机实际扭矩对应的发动机目标扭矩增长斜率限值一小于增长斜率限值二；发动机启动，当SOC大于SOC阀值一，电机当前输出峰值功率大于电机功率阀值，电池放电峰值功率大于电池功率阀值，且加速踏板变化率大于加速踏板变化率阀值，满足上述条件采用发动机最优点火角控制模式，通过发动机目标扭矩增长斜率限值一和当前需求扭矩进行计算得到当前发动机目标扭矩；不满足上述条件采样点火角常规控制模式：通过发动机目标扭矩增长斜率限值二和当前需求扭矩进行计算得到当前发动机目标扭矩。在SOC充足且助力满足条件的情况下，进行扭矩跟随控制。达到使用双动力源的优势，既能快速、准确响应需求扭矩，又能实现发动机的热效率最大化。图4中查表2为斜率限值表二用于查询发动机各档升档线转速二和发动机各档降档线转速二，查表1为斜率限值表一用于查询发动机各档升档线转速一和发动机各档降档线转速一。且图中KickDown表示加速踏板开度，在加速踏板开度具有开度是实现最优点火角控制。

在本实施例中斜率限值表一(该表为一维表格)的制表方式如下：选取多个发动机实际扭矩作为斜率限值表一中的发动机实际扭矩，这些发动机实际扭矩作为实际扭矩参考值，实际扭矩参考值个数和大小可标定，作为优选为0、20、40、60、80、100、150、200、250和300，单位均为Nm(牛顿米)。通过燃料消耗率实验分别得到上述发动机实际扭矩对应的最低燃料消耗率最低的发动机目标扭矩增长斜率限值，将发动机安装在发动机实验台架上，连接带油耗仪的供油装置和高精度灵敏度的测功机，之后开始实验，先确定做实验的发动机实际扭矩对象，以40Nm为例进行具体说明。记初始需求的扭矩为a，转速为b，最终需求的扭矩为c，发动机目标扭矩增长斜率限值为x，发动机实际扭矩对象是40Nm时，将40Nm减去20Nm得到20Nm作为a，将40Nm加上20Nm得到60Nm作为c，设定转速b为1500rpm，x选定一个值(如10Nm/s)为当前实验的发动机目标扭矩增长斜率限值。

发动机启动后，先发送初始需求的扭矩a(20Nm)、转速b(1500rpm)给发动机使发动机接收到的扭矩和转速进行动作，维持稳态t1s(作为优选为t1为5)后，以x为10Nm/s控制发动机扭矩，使发动机扭矩以10Nm/s的速率上升，在发动机扭矩达到最终需求的扭矩为c(60Nm)后位置稳态t2s(作为优选为t2为7秒)。发动机扭矩变化如图5所示，图中横坐标为时间，单位为秒，纵坐标为发动机扭矩，单位为Nm。

而后降低发动机扭矩至初始需求的扭矩a(20Nm)重复上述操作多次，即初始需求的扭矩a为20Nm、转速b为1500rpm、最终需求的扭矩为c为60Nm下，以x为10Nm/s进行多次实验，每次实验后计算发动机对应的燃料消耗率，计算过程为，选取信号变化前(即为发动机扭矩上升前)的t3s(作为优选为t3为1)到发动机扭矩变化稳态后t4s(作为优选为t4为1)这段时间内的发动机状态作为计算燃料消耗率基础，发动机实际扭矩对象是40Nm时该段时间时长为6s，选取该段时间内的发动机的扭矩、转速和发动机喷油量，发动机扭矩以及转速由测功机测出，喷油量由油耗仪得到，通过燃料消耗率公式计算当前燃料消耗率，具体为燃料消耗率＝喷油量×汽油密度/(∫(扭矩×转速÷9550))，其中汽油密度由选择的几号油决定，将对应的数值代入到上述公式中得到这次实验的发动机燃料消耗率。

由于在相同a、b、c和x下做多次实验，从而计算出每次实验的发动机燃料消耗率后进取平均值，即可得到当前a、b、c和x下的发动机燃料消耗率。之后更换多个x的值进行上述实验计算操作，计算相同a、b、c下每个x对应的发动机燃料消耗率，选取最小的发动机燃料消耗率对应的x值作为当前a、b、c下最低的发动机目标扭矩增长斜率限值，也就是说该x值作为发动机实际扭矩40Nm对应的发动机目标扭矩增长斜率限值。x的值的个数和数值可标定，本实施例中采用x为500、400、300、200、100、90、80、70、60、50、40、30、20、10和5，单位均为Nm/s。

上述实验得到发动机实际扭矩为40Nm时的最低的发动机目标扭矩增长斜率限值。发动机实际扭矩60Nm、80Nm、100Nm、150Nm、200Nm、250Nm实验得到对应最低的发动机目标扭矩增长斜率限值与发动机实际扭矩为40Nm时的实验方式相同，a的值由发动机实际扭矩减去20Nm得到，b的值为1500rpm，c的值由发动机实际扭矩加上20Nm得到，如60Nm时，a为40Nm，c为80Nm。发动机实际扭矩20Nm时，a的值由发动机实际扭矩减去10Nm得到即为10Nm，b的值为1500rpm，c的值由发动机实际扭矩加上10Nm得到即为30Nm。发动机实际扭矩20Nm下得到的发动机目标扭矩增长斜率限值也作为发动机实际扭矩0Nm下的发动机目标扭矩增长斜率限值，发动机实际扭矩250Nm下得到的发动机目标扭矩增长斜率限值也作为发动机实际扭矩300Nm下的发动机目标扭矩增长斜率限值。

制作的斜率限值表一如下表：

斜率限值表一的制表方式也可进行实车标定根据经验选择出选取的发动机实际扭矩对应的发动机目标扭矩增长斜率限值。

在本实施例中斜率限值表二(该表为一维表格)的制表方式如下：

斜率限值表二制作时发动机目标扭矩增长斜率限值主要考虑发动机的响应速度快。选取多个发动机实际扭矩作为斜率限值表二中的发动机实际扭矩，这些发动机实际扭矩作为实际扭矩参考值，实际扭矩参考值个数和大小可标定，作为优选为0、20、40、60、80、100、150、200、250和300，单位均为Nm(牛顿米)。以发动机最快响应速度下的发动机目标扭矩增长斜率限值作为基础值(此为现有技术)，在上述每个实际扭矩参考值下均采用该基础值形成斜率限值表二，之后进行实车标定对斜率限值表二内的基础值进行修改，通过inca软件记录整车加速度、加速踏板信号、车速、发动机目标扭矩、发动机实际扭矩和电机实际扭矩等信号。设置指定车速(如10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180)，设置最大加速踏板开度信号(如10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％)，将车辆加速至指定车速后匀速行驶，之后踩下加速踏板加速，车辆加速时加速踏板开度信号不会超过设定值，在加速过程中体验车辆加速感受，车辆是否不平顺、发冲或者动力响应慢，并通过mda软件查看inca软件记录的数据，找到加速度发生波动或者变化之处对应的发动机实际扭矩，根据加速度发生波动或者变化之处的加速度数据判断出是不平顺发冲导致加速度发生波动或者变化还是由于动力响应慢导致加速度发生波动或者变化，如果是不平顺发冲导致，则将对应处的发动机实际扭矩对应的发动机目标扭矩增长斜率限值调小，并且将斜率限值表二中与该发动机实际扭矩相邻的四个发动机实际扭矩的对应的发动机目标扭矩增长斜率限值调小，如找到的加速度发生波动或者变化之处对应的发动机实际扭矩为30Nm，则将斜率限值表二中的0Nm、20Nm、40Nm和60Nm各自对应的发动机目标扭矩增长斜率限值调小。如果是动力响应慢则把得到的发动机实际扭矩对应发动机目标扭矩增长斜率限值调大，并且将斜率限值表二中与该发动机实际扭矩相邻的四个发动机实际扭矩对应的发动机目标扭矩增长斜率限值参考值调大。多做几次实车标定确定斜率限值表二中的数值，本实施例中斜率限值表二为：

本方法根据当前行车工况对应动态SOC平衡策略的保持动力电池SOC以动态SOC平衡点为平衡控制目标，通过在对应工况下合理结合自适应启停策略、扭矩分配策略和经济性换挡线策略使得本方法适应车辆的各个工况和动态变化需求并因为针对工况下的对应不同控制方式使在SOC在对应工况下达到对应工况下的平衡的同时充分配合从而优化能量管理，提高经济燃油性能。

一种基于稳态发动机策略的能量管理系统，包括整车控制器1、变速箱控制器2、电池管理系统3、电机控制器4和发动机控制器5，变速箱控制器2、电池管理系统3、电机控制器4和发动机控制器5通过CAN总线连接整车控制器1实现双向互通。整车控制器1接收当前档位、当前SOC、当前电机扭矩、当前电机转速、当前加速踏板开度、发动机转速和发动机转矩信号，根据接收的上述信号获取车辆当前行车工况，根据当前行车工况获取与当前行车工况对应的动态SOC平衡策略、自适应启停策略、扭矩分配策略和经济性换挡线策略；根据对应当前行车工况下的自适应启停策略、扭矩分配策略和经济性换挡线策略结合动态SOC平衡策略发送发动机目标扭矩或点火角控制模式给发动机控制器5，将电机目标扭矩发送给电机控制器4，将发动机目标档位和电机目标档位发送给变速箱控控制器，进行发动机启停、扭矩分配和换挡控制。根据当前行车工况对应动态SOC平衡策略的保持动力电池SOC以动态SOC平衡点为平衡控制目标，通过在对应工况下合理结合自适应启停策略、扭矩分配策略和经济性换挡线策略使得本方法适应车辆的各个工况和动态变化需求并因为针对工况下的对应不同控制方式使在SOC在对应工况下达到对应工况下的平衡的同时充分配合从而优化能量管理，提高经济燃油性能。图中VCU与EMS通讯，VCU给EMS发送发动机目标扭矩，EMS在执行目标扭矩过程中根据发动机燃烧模型实时计算得到发动机实际扭矩。EMS与VCU通讯，EMS给VCU发送发动机实际扭矩。驾驶员需求扭矩与发动机实际扭矩相减,乘以相应传动比，即可得到电机发电扭矩，其中VCU为整车控制器，EMS为发动机控制器。

整车控制器1通过自适应启停策略确定发动机启停，发动机启动后进行扭矩分配策略，扭矩分配策略在加速踏板开度为零时，整车控制器1给发动机控制器5和电机控制器4输送丢油门发电控制指令；整车控制器1通过经济性换档线策略在当前SOC小于SOC阀值一时控制发动机的各档下相同档位中对应的升档线转速和降档线转速之间的范围变大并计算得到发动机目标档位和电机目标档位给变速箱控制器2；整车控制器1根据驾驶员需求扭矩、车速、发动机转速和空调附件功率计算得到发动机目标扭矩，当有加速踏板开度且在需求扭矩小于等于稳态扭矩时，整车控制器1执行稳态扭矩控制，当有加速踏板开度且驾驶员需求扭矩大于稳态扭矩，则整车控制器1执行目标扭矩控制；在SOC大于SOC阀值一且具有大助力时进行最优点火角控制。全盘考虑不同工况下的动态SOC平衡需求的情况下，通过对各工况下的档位、启停和扭矩分配都进行适应性分差式阀值控制。使得整个能量管理控制不仅满足SOC动态平衡的需求，同时实现各个控制策略的衔接和契合，进一步优化能量管理，提高经济燃油性能。

本申请中的扭矩分配策略包括丢油门发电控制、稳态扭矩控制、目标扭矩控制和最优点火角控制，所有扭矩分配策略都基于以下优化分扭策略中建立的四维数据表格，具体如下：

首先，对动力总成各个子部件进行有关效率的实验数据采集，具体通过发动机效率台架实验、电机效率台架实验、离合器效率台架实验、变速箱效率台架实验和电池充放电效率实验由实验数据采集模块采集对应的实验数据。通过发动机效率台架实验得到有关转速、扭矩和汽油消耗率之间的对应关系并绘制出发动机效率MAP图。通过电机效率台架实验得到转速、扭矩和电能耗的关系并绘制出电机效率MAP图。通过离合器效率台架实验得到离合器输入值、输出轴和电机输出扭矩之间的关系并绘制离合器效率MAP图。具体的离合器MAP图涉及离合器的输入值和其输出轴输出值对应关系、离合器输入值与电机输出值的的对应关系以及电机输入值与离合器输出轴输出值的关系；通过变速箱效率台架得到不同工况下变速箱输入轴与档位之间的关系并绘制变速箱效率MAP图。本申请中的变速箱考虑为DCT变速箱，DCT变速箱具有两个输入轴，其中电机机械耦合在DCT变速箱的二轴上，DCT变速箱一共七个档位，电机设置在二轴上，对应二、四、六档。变速箱涉及五个工作情况具体为：1、变速箱由一轴输入，通过变速箱的输出轴输出；2、变速箱由一轴输入，通过变速箱输出到电机；3、变速箱由二轴输入，并通过输出轴输出；4、变速箱由二轴输入，并通过变速箱输出到电机；5、能量回收时，变速箱的输出轴输入，变速箱输出到电机。因此变速箱效率MAP具体涉及：根据变速箱对应上述1工况做有关于变速箱一轴输入与对应工作档位(即涉及一、三、五和七这四个档位)分别做map图；根据变速箱对应上述2工况做有关于变速箱一轴输入与对应工作档位(即涉及发动机一档电机二挡、发动机三档电机二档、发动机三档电机四档、发动机五档电机四档、发动机五档电机六档、发动机七档电机六档)分别做map图；变速箱对应上述3、4工况做有关于变速箱二轴输入与对应工作档位(涉及二、四和六这三个档位)分别MAP图；根据变速箱对应上述5工况做有关于变速箱输出轴输入与对应工作档位(即涉及二、四和六这三个档位)分别做MAP图。通过电池充电电实验得到不同温度、不同SOC下、充放电流与功率之间的关系并绘制电池充放电效率MAP图。

具体的四维表格建立的方式为：一维、不改变设定空调及低压附件功率、动力总成输出扭矩、发动机转速，改变设定行车分扭进行一维循环实验，使得所有行车分扭策略用完建立关于行车分扭变量对应的动力总成综合效率表；二维、不改变设定空调及低压附件功率、动力总成输出扭矩改变设定发动机转速对应每一单位行车分扭分别做二维循环实验，具体来讲设定空调及低压附件功率、动力总成输出扭矩工况，分别改变两个变量发动机转速和行车分扭对应两个轴建立实验，使得所有发动机转速和所有行车分扭设定值用完建立关于发动机转速变量对应所有行车分扭的动力总成综合效率表；第三维、不改变设定空调及低压附件功率改变设定动力总成输出扭矩做每一单位发动机转速和每一单位行车分扭对应的所有循环实验，使得所有动力总成输出扭矩设定值、发动机转速、行车分扭用完建立关于动力总成输出扭矩变量对应每一单位发动机转速和每一单位行车分扭的动力总成综合效率表；四维、改变设定空调及低压附件功率对应每一单位设定动力总成输出扭矩每一单位发动机转速和每一单位行车分扭进行循环实验，使得所有空调及低压附件功率设定值用完建立关于动力总成输出扭矩、空调及低压附件功率、发动机转速和行车分扭四个变量相关对应的动力总成综合效率表。每次仿真实验中得到动力总成各个子部件之间的能量流，经动力总成综合效率公式计算出每一单位空调及低压附件功率、每一单位转速和每一单位动力总成输出扭矩对应的η动力总成效率。通过上述的行车工况设定和动态变化设定可依次分别改变空调及低压附件功率、动力总成输出扭矩、发动机转速和行车分扭的参数设定进行四维循环实验完成四维工况仿真。

其次，通过发动机效率MAP图、电机效率MAP图、离合器效率MAP图、变速箱效率MAP图和电池充放电效率MAP图基于动力总成效率公式建立动力总成仿真模型3。然后，通过对空调及低压附件功率、动力总成输出扭矩、发动机转速和行车分扭的四个参数设定，并改变任意一个参数从小到大全面涉及到所有参数并形成的行车工况和动态变化下在不同扭矩行车发电进行仿真实验建立基于动力总成综合效率的分扭策略模型。通过实际各种工况和动态变化需求进行仿真以动力总成效率为出发点建立的分扭策略模型能够更适应实际车辆运行的各种工况和动态变化需求，实现以最优动力总成效率为目的的优化分扭控制策略。在车辆实际运行过程中，根据实际工况和需求扭矩的变化输入分扭策略模型以最优动力总成效率为出发点分配最优发动机扭矩和目标电机扭矩并进行发动机和电机分扭执行控制。使分扭更加适应工况需求和符合动态变化，优化分扭策略。通过优化分扭策略得到各个需求扭矩及发动机转速下的最高效的分扭值，以及对应的动力总成效率，依据效率确定一个高效的发动机转速扭矩使用区间，该区间圈定范围较大，代表本款汽车在大部分工况会使用到的发动机扭矩、转速。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种基于稳态发动机策略的能量管理方法，其特征在于，本方法还包括以下步骤：

获取车辆当前行车工况，根据当前行车工况获取与所述当前行车工况对应的动态SOC平衡策略、自适应启停策略、扭矩分配策略和经济性换挡线策略；

根据对应当前工况下的自适应启停策略、扭矩分配策略和经济性换挡线策略结合动态SOC平衡策略进行发动机启停、扭矩分配和换挡控制。

2.根据权利要求1所述的基于稳态发动机策略的能量管理方法，其特征在于,所述动态SOC平衡策略根据工况分别设置对应的SOC目标平衡点，严重拥堵工况对应SOC阀值三；低速市区工况对应SOC阀值二；市郊高架工况对应SOC阀值一；且SOC阀值一大于SOC阀值二大于SOC阀值三；比较当前SOC与对应工况的SOC目标平衡点的差值,根据对应工况下的自适应启停策略、扭矩分配策略和经济性换挡线策略控制当前SOC与SOC目标平衡点的差值，使当前SOC趋向SOC目标平衡点达到平衡。

3.根据权利要求2所述的基于稳态发动机策略的能量管理方法，其特征在于,所述自适应启停策略根据SOC和动力电池的充放电状态确定当前工况下的发动机启停需求扭矩阀值，当前SOC大于SOC阀值一对应发动机启停需求扭矩阀值为起机阀值一和停机阀值一；当当前SOC处于下行区段时，则确定当前发动机起机需求扭矩为起机阀值二，当前发动机停机需求扭矩为停机阀值二；当当前SOC处于上行区段时，则确定当前发动机起机需求扭矩为起机阀值三，当前发动机停机需求扭矩为停机阀值三；且起机阀值一大于起机阀值二于起机阀值三，停机阀值一大于停机阀值二大于停机阀值三；当当前需求扭矩满足当前发动机启停需求扭矩阀值时，发送发动机启停控制指令。

4.根据权利要求2或3所述的基于稳态发动机策略的能量管理方法，其特征在于,经济性换挡线策略设置有发动机各档升档线转速一、发动机各档升档线转速二、发动机各档降档线转速一和发动机各档降档线转速二，发动机各档升档线转速一均大于对应档位的升档线转速二，发动机各档降档线转速一均小于对应档位降档线转速二，当前SOC小于SOC当前目标阀值时,根据车速、加速踏板开度和当前发动机档位计算并查询发动机各档升档线转速一和发动机各档降档线转速一确定发动机目标档位；当前SOC大于SOC当前目标阀值时，根据车速、加速踏板开度和当前发动机档位计算并查询发动机各档升档线转速二和发动机各档降档线转速二确定发动机目标档位；当前电机档位和上述得到的发动机目标档位确定电机目标档位。

5.根据权利要求1所述的基于稳态发动机策略的能量管理方法，其特征在于,通过当前车速、当前SOC和加速踏板开度根据自适应启停策略确定是否满足启动发动机条件；所述扭矩分配策略在发动机启机且无加速踏板开度时，则实行丢油门发电控制。

6.根据权利要求5所述的基于稳态发动机策略的能量管理方法，其特征在于,所述扭矩分配策略在发动机启机且有加速踏板开度时，对发动机实现稳态控制，并执行该工况下的发动机稳态扭矩；则根据标定的驾驶员扭矩踏板解析表，对应当前加速踏板开度和车速查表得出驾驶员需求扭矩；根据发动机转速和驾驶员需求扭矩得到发动机目标扭矩；根据驾驶员需求扭矩和发动机转速得到发动机基础扭矩，并通过当前车速和空调附件功率分别进行修正基础扭矩得到发动机目标扭矩；当驾驶员需求扭矩小于等于发动机稳态扭矩时，执行发动机稳态扭矩；当驾驶员需求扭矩大于发动机稳态扭矩时，执行发动机目标扭矩；保持执行发动机稳态扭矩时，获得电机的负扭矩，将该负扭矩作为电机的执行扭矩，让电机处于发电模式使发动机保持工作在稳态高效率工况下。

7.根据权利要求6所述的基于稳态发动机策略的能量管理方法，其特征在于,根据发动机转速和驾驶员需求扭矩两个参数查找发动机扭矩参数表获得发动机基础扭矩，所述发动机目标扭矩还包括根据车速计算得出的第一修正扭矩和/或根据空调附件功率计算得出的第二修正扭矩，将基础扭矩加上第一修正扭矩和/或第二修正扭矩，得到发动机目标扭矩；根据发动机目标扭矩和发动机燃烧模型实时计算发动机实际扭矩；驾驶员需求扭矩减去发动机实际扭矩的差值再乘以相应的档位比，获得电机的正扭矩，将该正扭矩作为电机的执行扭矩，让电机处于助力模式使发动机保持工作在稳态高效率工况下。

8.根据权利要求6或7所述的基于稳态发动机策略的能量管理方法，其特征在于，所述扭矩分配策略基于点火角优化控制，设置点火角常规控制参数限值：增长斜率限值一、增长斜率限值二、SOC阀值一、电机功率阀值、电池功率阀值和加速踏板变化率阀值，且相同发动机实际扭矩对应的发动机目标扭矩增长斜率限值一小于增长斜率限值二；发动机启动，当SOC大于SOC阀值一，电机当前输出峰值功率大于电机功率阀值，电池放电峰值功率大于电池功率阀值，且加速踏板变化率大于加速踏板变化率阀值，满足上述条件采用发动机最优点火角控制模式，通过发动机目标扭矩增长斜率限值一和当前需求扭矩进行计算得到当前发动机目标扭矩；不满足上述条件采样点火角常规控制模式：通过发动机目标扭矩增长斜率限值二和当前需求扭矩进行计算得到当前发动机目标扭矩。

9.一种基于稳态发动机策略的能量管理系统，包括整车控制器(1)，还包括双向互通连接整车控制器(1)的变速箱控制器(2)、电池管理系统(3)、电机控制器(4)和发动机控制器(5)，其特征在于，所述整车控制器(1)接收当前档位、当前SOC、当前电机扭矩、当前电机转速、当前加速踏板开度、发动机转速和发动机转矩信号，根据接收的上述信号获取车辆当前行车工况，根据当前行车工况获取与所述当前行车工况对应的动态SOC平衡策略、自适应启停策略、扭矩分配策略和经济性换挡线策略；根据对应当前行车工况下的自适应启停策略、扭矩分配策略和经济性换挡线策略结合动态SOC平衡策略发送发动机目标扭矩或点火角控制模式给发动机控制器(5)，将电机目标扭矩发送给电机控制器(4)，将发动机目标档位和电机目标档位发送给变速箱控控制器(2)，进行发动机启停、扭矩分配和换挡控制。

10.根据权利要求9所述的基于稳态发动机策略的能量管理系统，其特征在于，整车控制器(1)通过自适应启停策略确定发动机启停，发动机启动后进行扭矩分配策略，扭矩分配策略在加速踏板开度为零时，整车控制器(1)给发动机控制器(5)和电机控制器(4)输送丢油门发电控制指令；整车控制器(1)通过经济性换档线策略在当前SOC小于SOC阀值一时控制发动机的各档下相同档位中对应的升档线转速和降档线转速之间的范围变大并计算得到发动机目标档位和电机目标档位给变速箱控制器(2)；整车控制器(1)根据驾驶员需求扭矩、车速、发动机转速和空调附件功率计算得到发动机目标扭矩，当有加速踏板开度且在需求扭矩小于等于稳态扭矩时，整车控制器(1)执行稳态扭矩控制，当有加速踏板开度且驾驶员需求扭矩大于稳态扭矩，则整车控制器(1)执行目标扭矩控制；在SOC大于SOC阀值一且具有大助力时进行最优点火角控制。

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