CN112706750B - 一种混合动力汽车的电机助力控制方法、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合动力汽车的电机助力控制方法、设备及存储介质，涉及车辆技术领域。该混合动力汽车的电机助力控制方法包括以下步骤：获取车辆状态信息，根据车辆状态信息获取整车需求扭矩，以及发动机当前能够提供的最大扭矩；判断整车需求扭矩是否大于发动机当前能够提供的最大扭矩；若大于，则进入电机加速助力工况，若不大于，则根据车辆状态信息判断是否有换挡完成后的扭矩快速恢复需求；若是，则进入电机动态响应助力工况，若否，则发动机输出整车需求扭矩。本发明的电机助力控制方法，基于扭矩需求区分电机助力工况，且基于电机助力的电能消耗，限制电机助力功率，能够在短时间内实现多次连续的电机助力，保证车辆的驾驶一致性较好。

Description

一种混合动力汽车的电机助力控制方法、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种混合动力汽车的电机助力控制方法、设备及存储介质。

背景技术

混合动力车辆具有内燃机和电机两个动力源。内燃机为燃烧驱动，扭矩响应较慢；电机为电驱动，相比于内燃机，具有扭矩响应快速灵敏的特性。因此在混合动力系统中，电机经常被用于补偿扭矩需求，解决内燃机瞬态扭矩响应不足的问题。

在急加速工况时，驾驶员短时间内需求较大扭矩，而发动机以最大扭矩能力输出，仍满足不了驾驶员的加速需求，此时通过电机助力来解决扭矩能力不足的问题，此工况为电机加速助力工况。例如在油门踩到底的急加速情况下，发动机按照最大功率输出，通过电机助力提高了车辆的总可用最大功率，提高了车辆的加速性能。对于混合动力车辆，在换挡完成后，扭矩恢复的过程中，为达到扭矩快速恢复的目的，会利用电机扭矩响应快速灵敏的特性，优先使用电机控制，此种工况，称为电机动态响应助力工况。

现有技术中，根据油门踏板的开度判断是否使用电机助力，当油门开度达不到设定值，则不进行电机助力。但对于急加速的工况，油门变化率较大，此时需要扭矩快速响应，而发动机扭矩响应较慢，无法满足扭矩快速响应的要求。因此只靠油门踏板开度判断电机助力工况是不完善的。

有鉴于此，有必要提出一种混合动力汽车的电机助力控制方法、设备及存储介质，以解决上述技术问题。

发明内容

针对以上不足，本发明的目的在于提供一种混合动力汽车的电机助力控制方法、设备及存储介质，用以解决背景技术中存在的技术问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种混合动力汽车的电机助力控制方法，包括以下步骤：

获取车辆状态信息，根据所述车辆状态信息获取整车需求扭矩，以及发动机当前能够提供的最大扭矩；

判断所述整车需求扭矩是否大于所述发动机当前能够提供的最大扭矩；

若大于，则进入电机加速助力工况，若不大于，则根据所述车辆状态信息，判断是否有换挡完成后的扭矩快速恢复需求；

若是，则进入电机动态响应助力工况，若否，则所述发动机输出所述整车需求扭矩。

进一步地，根据所述车辆状态信息获取整车需求扭矩包括：

获取油门踏板开度信息和当前车速信息；

根据所述油门踏板开度信息和所述当前车速信息，计算整车需求扭矩。

进一步地，根据所述车辆状态信息获取发动机当前能够提供的最大扭矩包括：

获取发动机的转速信息；

根据所述转速信息，计算所述发动机当前能够提供的最大扭矩。

进一步地，进入电机加速助力工况后，还包括以下步骤：

根据所述整车需求扭矩和所述发动机当前能够提供的最大扭矩，计算电机的初始扭矩；

获取电机的限制扭矩；

判断所述初始扭矩是否大于所述限制扭矩；

若所述初始扭矩大于所述限制扭矩，则输出所述限制扭矩；若所述初始扭矩不大于所述限制扭矩，则输出所述初始扭矩。

进一步地，所述初始扭矩为所述整车需求扭矩减去所述发动机当前能够提供的最大扭矩。

进一步地，进入电机动态响应助力工况后，还包括以下步骤：

获取电机的最大扭矩；

获取电机的限制扭矩；

判断所述最大扭矩是否大于所述限制扭矩；

若所述最大扭矩大于所述限制扭矩，则输出所述限制扭矩；若所述最大扭矩不大于所述限制扭矩，则输出所述最大扭矩。

进一步地，获取电机的最大扭矩包括：

获取电机的转速信息和功率信息；

根据所述转速信息和所述功率信息，计算所述电机的最大扭矩。

进一步地，获取电机的限制扭矩包括：

获取所述电机的实际功率；

根据所述实际功率，积分计算所述电机的电能消耗；

根据所述电能消耗，计算所述电机的限制功率；

根据所述限制功率，计算所述限制扭矩。

相应地，本发明提供一种设备，所述设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现上述的混合动力汽车的电机助力控制方法。

相应地，本发明提供一种存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行以实现上述的混合动力汽车的电机助力控制方法。

实施本发明，具有如下有益效果：

(1)本发明的混合动力汽车的电机助力控制方法，基于扭矩需求，具体识别不同的电机助力的需求，区分电机助力工况，将电机助力的工况划分为电机加速助力工况和电机动态响应工况，以满足不同车辆工况下的扭矩补偿需求。

(2)本发明的混合动力汽车的电机助力控制方法，基于电机助力时的电能消耗，限制电机助力功率，每一次电机助力，只允许使用一定量的电量进行助力，以总的电池可用放电能量为基础，计算电机可实现连续助力时每一次消耗的电量，将此电量作为每一次电机助力时的设定能量值。这样，电机每次助力时，所消耗电能是一致的，可以使电机助力的表现一致，并且在短时间内实现多次连续的电机助力，实现车辆的驾驶一致性。

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和优点，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的介绍，需说明的是，附图并未按照比例绘制，附图均采用非常简化的形式，仅用以方便、明晰地辅助说明本实施例的目的。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获取其它附图。

图1是本发明实施例的电机助力控制方法的流程示意图；

图2是本发明实施例的电机助力控制方法中扭矩输出的示意图；

图3是本发明实施例的电机加速助力工况下电机功率限制的示意图；

图4是本发明实施例的电机加速助力工况下车速表现的示意图。

其中，附图标记对应为：a线表示进入电机加速助力工况的标志位；b线表示电机功率；c线表示积分计算的电能消耗；d线表示电机的限制功率；e线表示车速。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明作进一步地详细描述。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作出创造性劳动的前提下所获取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的相连或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

本实施例提供了一种混合动力汽车的电机助力控制方法，参阅图1，本实施例的混合动力汽车的电机助力控制方法包括以下步骤：

获取车辆状态信息，根据车辆状态信息获取整车需求扭矩，以及发动机当前能够提供的最大扭矩；

判断整车需求扭矩是否大于发动机当前能够提供的最大扭矩；

若大于，则进入电机加速助力工况，若不大于，则根据车辆状态信息，判断是否有换挡完成后的扭矩快速恢复需求；

若是，则进入电机动态响应助力工况，若否，则发动机输出整车需求扭矩。

现有技术中，只考虑急加速的工况，以油门踏板开度作为电机助力的判断条件，当油门踏板的开度大于某一设定值时，需求电机助力，未考虑其它电机助力的情况。本实施例的混合动力汽车的电机助力控制方法，基于扭矩需求，具体识别不同的电机助力的需求，区分电机助力工况，将电机助力的工况划分为电机加速助力工况和电机动态响应工况，以满足不同车辆工况下的扭矩补偿需求。

本实施例中，如果驾驶员需求扭矩大于发动机当前能够提供的最大扭矩值，当发动机按照当前的最大扭矩输出仍不能满足驾驶员需求时，则进入电机加速助力工况，以增大整车的最大输出扭矩，弥补发动机扭矩输出能力不足的情况。电机动态响应助力的目的为利用电机扭矩能够快速响应的特性，快速响应车辆的扭矩需求，提升车辆的平顺性。本实施例的混合动力汽车的电机助力控制方法，电机加速助力工况的优先级高于电机动态响应助力工况的优先级，当有加速助力需求时，会中断电机动态响应助力的执行，优先响应加速助力的扭矩需求。

作为一种具体的实施方式，根据车辆状态信息获取整车需求扭矩包括：获取油门踏板开度信息和当前车速信息；根据油门踏板开度信息和当前车速信息，计算整车需求扭矩。

在其他的一些实施方式中，也可以通过其他的方式获取整车的需求扭矩，只要能够实现相同的功能即可，通过其他方式获取整车的需求扭矩也在本发明的保护范围内。

作为一种具体的实施方式，根据车辆状态信息获取发动机当前能够提供的最大扭矩包括：获取发动机的转速信息；根据转速信息，计算发动机当前能够提供的最大扭矩。

在其他的一些实施方式中，也可以通过其他的方式获取发动机当前能够提供的最大扭矩，只要能够实现相同的功能即可，通过其他方式获取发动机当前能够提供的最大扭矩也在本发明的保护范围内。

本实施例中，进入电机加速助力工况后，还包括以下步骤：

根据整车需求扭矩和发动机当前能够提供的最大扭矩，计算电机的初始扭矩；获取电机的限制扭矩；判断初始扭矩是否大于限制扭矩；若初始扭矩大于限制扭矩，则输出限制扭矩；若初始扭矩不大于限制扭矩，则输出初始扭矩。

在一个具体的实施方式中，电机的初始扭矩为整车需求扭矩减去发动机当前能够提供的最大扭矩。

电机助力的扭矩受限于电机的外特性能力及电池电量的限制和影响。电机的外特性能力与电机转速直接相关，在电机恒功率段，随着电机转速的升高，扭矩成反比下降。电池电量低时，电池的放电功率较小，对于HEV车辆，即非插电混合动力车辆，动力电池的可用电量较小，如果电机一次助力的时间较长，耗用电量较大，则会使电池可用电量下降较大。这样如果在短时间内再次有电机助力的需求，则电机无法提供足够的扭矩进行助力。此时如果电池的可用电量太低，甚至会无法提供电机助力。如果不基于电量消耗对电机助力进行优化控制，则在车辆上的具体表现为：第一次急加速时，电机能够提供足够助力，车辆加速性非常好；紧接着再次进行急加速时，电机仍能够提供较大助力，车辆加速性较好，但相比第一次急加速，加速性能会有下降；后续再次进行急加速时，电机无法提供有效的助力，甚至无法助力，车辆加速性较差。在相同的急加速工况，会给驾驶员不一致的加速感觉，驾驶体验较差。其核心原因是由于急加速工况时，电池电量消耗较大，而短时间内得不到电量补充，使电池的放电功率下降较大，使得电机助力能力变差导致的。

在相同的工况和相同的驾驶模式下，驾驶员希望车辆具有一致的表现性。电机助力能够改善车辆瞬态扭矩需求，提升动力响应，但如果没有合理的控制策略，会使电机在相同的情况下具有不同的助力表现，导致车辆的驾驶一致性较差。现有技术中，只以油门踏板的开度作为判断条件，按照油门踏板在大开度时持续的时间计算衰减系数，结合电机最大扭矩限制值来限制电机的助力能力，未进行电池电量的考虑，对于需要电机助力的工况，例如加速助力和动态响应助力工况，容易出现上述分析中电机助力表现差异的问题。

本实施例的混合动力汽车的电机助力控制方法，基于电机助力时电能消耗，限制电机助力功率。在一个具体的实施方式中，获取电机的限制扭矩包括：获取电机的实际功率；根据实际功率，积分计算电机的电能消耗；根据电能消耗，计算电机的限制功率；根据限制功率，计算限制扭矩。

在一个具体的实施方式中，设置有计时器，用于计算一次电机助力的持续时间，从而根据实际功率，积分计算电机的电能消耗。

在一个具体的实施方式中，电机的限制功率，可以根据电能消耗，查功率限制表得到。

在其他的一些实施方式中，也可以通过其他的方式，实现基于电机助力时电能消耗，限制电机助力功率的目的，只要能够实现相同的功能即可。通过其他的方式，实现基于电机助力时电能消耗，限制电机助力功率的目的，也在本发明的保护范围内。

本实施例中，进入电机动态响应助力工况后，还包括以下步骤：

获取电机的最大扭矩；获取电机的限制扭矩；判断最大扭矩是否大于限制扭矩；若最大扭矩大于限制扭矩，则输出限制扭矩；若最大扭矩不大于限制扭矩，则输出最大扭矩。

作为一种具体的实施方式，获取电机的最大扭矩包括：获取电机的转速信息和功率信息；根据转速信息和功率信息，计算电机的最大扭矩。

在其他的一些实施方式中，也可以通过其他的方式获取电机的最大扭矩，只要能够实现相同的功能即可，通过其他方式获取电机的最大扭矩也在本发明的保护范围内。

本实施例中，在电机动态响应助力工况下，获取电机的限制扭矩的方法步骤与电机的加速助力工况下的方法步骤相同，在此不再赘述。

本实施例中的电机助力控制方法，基于电机助力时的电能消耗，限制电机助力功率，每一次电机助力，只允许使用一定量的电量进行助力，以总的电池可用放电能量为基础，计算电机可实现连续助力时每一次消耗的电量，将此电量作为每一次电机助力时的设定能量值。这样，电机每次助力时，所消耗电能是一致的，可以使电机助力的表现一致，并且在短时间内实现多次连续的电机助力，实现车辆的驾驶一致性。参阅图3和图4，其中，a线表示进入电机加速助力工况的标志位；b线表示电机功率；c线表示积分计算的电能消耗；d线表示电机的限制功率；e线表示车速，电机加速助力工况下，随着电机助力消耗能量的增加，电机的最大功率逐渐减小，短时间内连续4次电机加速助力，车速表现一致。

本发明的另一实施例提供了一种设备，本实施例中的设备包括处理器和存储器，存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行以实现上述实施例中的混合动力汽车的电机助力控制方法。

本发明的另一实施例提供了一种存储介质，本实施例中的存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行以实现上述实施例中的混合动力汽车的电机助力控制方法。

本发明的上述实施例，具有如下有益效果：

(1)本发明的混合动力汽车的电机助力控制方法，基于扭矩需求，具体识别不同的电机助力的需求，区分电机助力工况，将电机助力的工况划分为电机加速助力工况和电机动态响应工况，以满足不同车辆工况下的扭矩补偿需求。

(2)本发明的混合动力汽车的电机助力控制方法，基于电机助力时的电能消耗，限制电机助力功率，每一次电机助力，只允许使用一定量的电量进行助力，以总的电池可用放电能量为基础，计算电机可实现连续助力时每一次消耗的电量，将此电量作为每一次电机助力时的设定能量值。这样，电机每次助力时，所消耗电能是一致的，可以使电机助力的表现一致，并且在短时间内实现多次连续的电机助力，实现车辆的驾驶一致性。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种混合动力汽车的电机助力控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取车辆状态信息，根据所述车辆状态信息获取整车需求扭矩，以及发动机当前能够提供的最大扭矩；

判断所述整车需求扭矩是否大于所述发动机当前能够提供的最大扭矩；

若大于，则进入电机加速助力工况，若不大于，则根据所述车辆状态信息，判断是否有换挡完成后的扭矩快速恢复需求；

若是，则进入电机动态响应助力工况，若否，则所述发动机输出所述整车需求扭矩；

在所述进入电机加速助力工况后，还包括以下步骤：

根据所述整车需求扭矩和所述发动机当前能够提供的最大扭矩，计算电机的初始扭矩；

获取电机的限制扭矩；

判断所述初始扭矩是否大于所述限制扭矩；

若所述初始扭矩大于所述限制扭矩，则输出所述限制扭矩；若所述初始扭矩不大于所述限制扭矩，则输出所述初始扭矩。

2.根据权利要求1所述的混合动力汽车的电机助力控制方法，其特征在于，根据所述车辆状态信息获取整车需求扭矩包括：

获取油门踏板开度信息和当前车速信息；

根据所述油门踏板开度信息和所述当前车速信息，计算整车需求扭矩。

3.根据权利要求1所述的混合动力汽车的电机助力控制方法，其特征在于，根据所述车辆状态信息获取发动机当前能够提供的最大扭矩包括：

获取发动机的转速信息；

根据所述转速信息，计算所述发动机当前能够提供的最大扭矩。

4.根据权利要求1所述的混合动力汽车的电机助力控制方法，其特征在于，所述初始扭矩为所述整车需求扭矩减去所述发动机当前能够提供的最大扭矩。

5.根据权利要求1所述的混合动力汽车的电机助力控制方法，其特征在于，进入电机动态响应助力工况后，还包括以下步骤：

获取电机的最大扭矩；

获取电机的限制扭矩；

判断所述最大扭矩是否大于所述限制扭矩；

若所述最大扭矩大于所述限制扭矩，则输出所述限制扭矩；若所述最大扭矩不大于所述限制扭矩，则输出所述最大扭矩。

6.根据权利要求5所述的混合动力汽车的电机助力控制方法，其特征在于，获取电机的最大扭矩包括：

获取电机的转速信息和功率信息；

根据所述转速信息和所述功率信息，计算所述电机的最大扭矩。

7.根据权利要求3或5所述的混合动力汽车的电机助力控制方法，其特征在于，获取电机的限制扭矩包括：

获取所述电机的实际功率；

根据所述实际功率，积分计算所述电机的电能消耗；

根据所述电能消耗，计算所述电机的限制功率；

根据所述限制功率，计算所述限制扭矩。

8.一种混合动力汽车的电机助力控制设备，其特征在于，所述混合动力汽车的电机助力控制设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1-7任一所述的混合动力汽车的电机助力控制方法。

9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行以实现如权利要求1-7任一所述的混合动力汽车的电机助力控制方法。

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