CN112706751A - 混合动力车辆的扭矩分配方法及系统、混合动力车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明具体涉及一种混合动力车辆的扭矩分配方法及系统、混合动力车辆。该方法包括以下步骤:获取实时电池荷电量;根据实时电池荷电量大于等于最小电池荷电量且小于等于最大电池荷电量,获取发动机的运行状态;根据发动机处于限扭状态,获取发动机的限扭‑速度曲线;根据限扭‑速度曲线选取预标定的燃油消耗最少的扭矩‑速度曲线段;根据扭矩‑速度曲线段控制发动机的扭矩。根据本发明的混合动力车辆的扭矩分配方法,根据限扭‑速度曲线选取预标定的燃油消耗最少的扭矩‑速度曲线段,再根据扭矩‑速度曲线段控制发动机的扭矩,使发动机在燃油消耗最少的扭矩‑速度曲线段运行,从而减小发动机的燃油消耗量,提高混合动力车辆的经济性。

Description

混合动力车辆的扭矩分配方法及系统、混合动力车辆
技术领域
本发明属于车辆技术领域,具体涉及一种混合动力车辆的扭矩分配方法及系统、混合动力车辆。
背景技术
混合动力车辆通常包括纯电动模式、纯发动机模式和混合模式。混合模式是由发动机和电机共同为混合动力车辆提供动力。混合动力汽车在混动模式下,发动机出现某一缸喷油器故障或者出现水温过高、烟度限制、机械保护、差速器保护等故障会导致的发动机保护而限扭,发动机需求的扭矩被限制,混合动力车辆需求扭矩不变,此时剩余的扭矩全部由电机来提供,从而造成为电机供电的电池效果过快。同时,由于发动机扭矩被限制,发动机按照速度-扭矩的限制曲线运行,而速度-扭矩的限制曲线上部分线段的燃油消耗量非常大,会造成燃油消耗量增大,从而增加了使用成本,降低了混合动力车辆的经济性。
发明内容
本发明的目的是至少解决现有混合动力车辆在限扭情况下燃油消耗大的的问题。该目的是通过以下技术方案实现的:
本发明第一方面提出了一种混合动力车辆的扭矩分配方法,混合动力车辆的扭矩分配方法包括以下步骤:
获取实时电池荷电量;
根据实时电池荷电量大于等于最小电池荷电量且小于等于最大电池荷电量,获取发动机的运行状态;
根据发动机处于限扭状态,获取发动机的限扭-速度曲线;
根据限扭-速度曲线选取预标定的燃油消耗最少的扭矩-速度曲线段;
根据扭矩-速度曲线段控制发动机的扭矩。
根据本发明实施例的混合动力车辆的扭矩分配方法,根据限扭-速度曲线选取预标定的燃油消耗最少的扭矩-速度曲线段,再根据扭矩-速度曲线段控制发动机的扭矩,使发动机在燃油消耗最少的扭矩-速度曲线段运行,从而减小发动机的燃油消耗量,降低混合动力车辆的使用成本,提高混合动力车辆的经济性。
另外,根据本发明实施例的混合动力车辆的扭矩分配方法,还可以具有如下的技术特征:
在本发明的一些实施例中,所述根据限扭-速度曲线选取预标定的燃油消耗最少的扭矩-速度曲线段前,还包括以下步骤:
根据发动机的燃油消耗量、发动机扭矩、发动机转速和燃油消耗率标定燃油消耗最少的扭矩-速度曲线。
在本发明的一些实施例中,所述根据发动机的燃油消耗、发动机的扭矩、发动机的转速和燃油消耗率标定燃油消耗最少的扭矩-速度曲线,具体包括以下步骤:
根据式(1)标定燃油消耗最少的扭矩-速度曲线,
me=Te*We*BSFC*10-5/36 (1)
其中,me为燃油消耗,Te为发动机扭矩,We为发动机转速,BSFC为燃油消耗率。
在本发明的一些实施例中,所述根据发动机的燃油消耗量、发动机扭矩、发动机转速和燃油消耗率标定燃油消耗最少的扭矩-速度曲线前,还包括以下步骤:
根据式(2)计算BSFC,
Figure BDA0002895734080000021
其中,B为每小时消耗的油量,Pe为发动机功率。
在本发明的一些实施例中,所述根据发动机的燃油消耗、发动机的扭矩、发动机的转速和燃油消耗量标定燃油消耗最少的扭矩-速度曲线,具体包括以下步骤:
将扭矩划分呈不同的扭矩段,在不同的扭矩段内分别标定不同的燃油消耗最少的扭矩-速度曲线。
在本发明的一些实施例中,所述根据限扭-速度曲线选取预标定的燃油消耗最少的扭矩-速度曲线段,具体包括以下步骤:
将限扭-速度曲线与不同的扭矩-速度曲线进行对比,选取位于限扭-速度曲线下方的扭矩-速度曲线段。
在本发明的一些实施例中,所述根据扭矩-速度曲线段控制发动机的扭矩后,还包括以下步骤:
获取混合动力车辆的需求扭矩;
根据混合动力车辆的需求扭矩大于发动机提供的扭矩,控制电机提供剩余的扭矩;
根据混合动力车辆的需求扭矩小于等于发动机提供的扭矩,控制多余扭矩为电池充电。
在本发明的一些实施例中,所述根据实时电池荷电量大于等于最小电池荷电量且小于等于最大电池荷电量,获取发动机的运行状态后,还包括以下步骤:
根据发动机处于正常运行状态,查询预标定的发动机的燃油消耗最少的最优扭矩-速度曲线;
根据最优扭矩-速度曲线段控制发动机的扭矩;
获取混合动力车辆的需求扭矩;
根据混合动力车辆的需求扭矩大于发动机提供的扭矩,控制电机提供剩余的扭矩;
根据混合动力车辆的需求扭矩小于等于发动机提供的扭矩,控制多余扭矩为电池充电。
本发明第二方面提出了一种混合动力车辆的扭矩分配系统,所述混合动力车辆的扭矩分配系统用于执行上述任一实施例所述的混合动力车辆的扭矩分配方法,所述扭矩分配系统包括:
获取单元,所述获取单元用于获取实时电池荷电量,根据实时电池荷电量大于等于最小电池荷电量且小于等于最大电池荷电量,获取发动机的运行状态,根据发动机处于限扭状态,获取发动机的限扭-速度曲线;
选择单元,所述选择单元根据限扭-速度曲线选取预标定的燃油消耗最少的扭矩-速度曲线段;
控制单元,所述控制单元根据扭矩-速度曲线段控制发动机的扭矩。
根据本发明实施例的混合动力车辆的扭矩分配系统,选择单元根据限扭-速度曲线选取预标定的燃油消耗最少的扭矩-速度曲线段,控制单元根据扭矩-速度曲线段控制发动机的扭矩,使发动机在燃油消耗最少的扭矩-速度曲线段运行,从而减小发动机的燃油消耗量,降低混合动力车辆的使用成本,提高混合动力车辆的经济性。
本发明第三方面提出了一种混合动力车辆,所述混合动力车辆包括根据上述实施例所述的混合动力车辆的混合动力车辆的扭矩分配系统。
根据本发明实施例的混合动力车辆,选择单元根据限扭-速度曲线选取预标定的燃油消耗最少的扭矩-速度曲线段,控制单元根据扭矩-速度曲线段控制发动机的扭矩,使发动机在燃油消耗最少的扭矩-速度曲线段运行,从而减小发动机的燃油消耗量,降低混合动力车辆的使用成本,提高混合动力车辆的经济性。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中,用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中:
图1为本发明实施例的混合动力车辆的扭矩分配方法的流程示意图;
图2为图1所示混合动力车辆的扭矩-曲线图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反,提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
应理解的是,文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的,而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出,否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的,并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。
尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段,但是,这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与第二区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出,否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此,以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。
为了便于描述,可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于第二元件或者特征的关系,这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如,如果在图中的装置翻转,那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此,示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符响应地进行解释。
如图1所示,本发明第一方面提出了一种混合动力车辆的扭矩分配方法,混合动力车辆的扭矩分配方法包括以下步骤:
S1:获取实时电池荷电量;
S2:根据实时电池荷电量大于等于最小电池荷电量且小于等于最大电池荷电量,获取发动机的运行状态;
S3:根据发动机处于限扭状态,获取发动机的限扭-速度曲线;
S4:根据限扭-速度曲线选取预标定的燃油消耗最少的扭矩-速度曲线段;
S5:根据扭矩-速度曲线段控制发动机的扭矩。
根据本发明实施例的混合动力车辆的扭矩分配方法,根据限扭-速度曲线选取预标定的燃油消耗最少的扭矩-速度曲线段,再根据扭矩-速度曲线段控制发动机的扭矩,使发动机在燃油消耗最少的扭矩-速度曲线段运行,从而减小发动机的燃油消耗量,降低混合动力车辆的使用成本,提高混合动力车辆的经济性。
在本发明的一些实施例中,所述根据限扭-速度曲线选取预标定的燃油消耗最少的扭矩-速度曲线段前,还包括以下步骤:
根据发动机的燃油消耗量、发动机扭矩、发动机转速和燃油消耗率标定燃油消耗最少的扭矩-速度曲线。
具体包括以下步骤:
根据式(1)标定燃油消耗最少的扭矩-速度曲线,
me=Te*We*BSFC*10-5/36 (1)
其中,me为燃油消耗,Te为发动机扭矩,We为发动机转速,BSFC为燃油消耗率。
标定方法为:
将发动机转速We固定在一个数值,分别选取不同的发动机扭矩Te并带入式(1),同时查询BSFC,从而得到一个燃油消耗量me,在不同的发动机扭矩Te对应的不同燃油消耗量me中选出最小的燃油消耗量,该最小燃油消耗量对应的发动机扭矩Te和发动机转速We即为扭矩-速度曲线中的一个点,然后选取下一个发动机转速We,并重复该过程,直至标定出一条扭矩-速度曲线。
具体地,根据式(2)计算BSFC,
Figure BDA0002895734080000061
其中,B为每小时消耗的油量,Pe为发动机功率。
通过获取单元可以获取到发动机的每小时消耗的油量和发动机功率,计算单元根据式(2)计算BSFC,从而得到实时的BSFC值。
在本发明的一些实施例中,S4步骤,具体包括以下步骤:
S41:将扭矩划分呈不同的扭矩段,在不同的扭矩段内分别标定不同的燃油消耗最少的扭矩-速度曲线。
具体地,如图2所示,将扭矩分为扭矩段1(100~150NM),扭矩段2(150~200NM),扭矩段3(200~250NM)和扭矩段4(250~300NM)。
根据上述的扭矩-速度曲线标定方法,在不同的扭矩段内分别标定不同的扭矩-速度曲线,以使处于不同扭矩段的发动机获取与之对应的扭矩-速度曲线,在燃油消耗最少的情况下,提供最大的扭矩。
在本发明的一些实施例中,S41步骤,具体包括以下步骤:
将限扭-速度曲线与不同的扭矩-速度曲线进行对比,选取位于限扭-速度曲线下方且最靠近限扭-速度曲线的扭矩-速度曲线段。
如图2所示,限扭-速度曲线Tmax2(限扭曲线Tmax2)跨越多个扭矩段且与多个扭矩-速度曲线(最优扭矩曲线)相交,交点分别为A1、A2和A3,此时,将交点A1、A2和A3分别对应到扭矩-速度曲线1(最优扭矩曲线1)、扭矩-速度曲线2(最优扭矩曲线2)和扭矩-速度曲线3(最优扭矩曲线3),A1左侧选取扭矩-速度曲线1(最优扭矩曲线1)部分,A1至A2之间的部分选取扭矩-速度曲线2(最优扭矩曲线2),A2至A3之间的部分选取扭矩-速度曲线3(最优扭矩曲线3),A3至最右端的部分选取扭矩-速度曲线2(最优扭矩曲线2)的部分。
在本发明的一些实施例中,S5步骤后,还包括以下步骤:
获取混合动力车辆的需求扭矩;
根据混合动力车辆的需求扭矩大于发动机提供的扭矩,控制电机提供剩余的扭矩;
以使混合动力车辆按需求扭矩运行。
根据混合动力车辆的需求扭矩小于等于发动机提供的扭矩,控制多余扭矩为电池充电。
将多余的电能为电池充电,可以有效利用能源,避免能源浪费。
在本发明的一些实施例中,S2步骤,还包括以下步骤:
根据发动机处于正常运行状态,查询预标定的发动机的燃油消耗最少的最优扭矩-速度曲线;
根据最优扭矩-速度曲线段控制发动机的扭矩;
获取混合动力车辆的需求扭矩;
根据混合动力车辆的需求扭矩大于发动机提供的扭矩,控制电机提供剩余的扭矩;
根据混合动力车辆的需求扭矩小于等于发动机提供的扭矩,控制多余扭矩为电池充电。
当发动机未处于限扭状态时,查询最优扭矩-速度曲线(最优转矩曲线),发农机根据最优扭矩-速度曲线(最优转矩曲线)运行,即可以满足最小燃油消耗量的需求,又能够提供最大扭矩。
本发明第二方面提出了一种混合动力车辆的扭矩分配系统,所述混合动力车辆的扭矩分配系统用于执行上述任一实施例所述的混合动力车辆的扭矩分配方法,所述扭矩分配系统包括:
获取单元,所述获取单元用于获取实时电池荷电量,根据实时电池荷电量大于等于最小电池荷电量且小于等于最大电池荷电量,获取发动机的运行状态,根据发动机处于限扭状态,获取发动机的限扭-速度曲线;
选择单元,所述选择单元根据限扭-速度曲线选取预标定的燃油消耗最少的扭矩-速度曲线段;
控制单元,所述控制单元根据扭矩-速度曲线段控制发动机的扭矩。
根据本发明实施例的混合动力车辆的扭矩分配系统,选择单元根据限扭-速度曲线选取预标定的燃油消耗最少的扭矩-速度曲线段,控制单元根据扭矩-速度曲线段控制发动机的扭矩,使发动机在燃油消耗最少的扭矩-速度曲线段运行,从而减小发动机的燃油消耗量,降低混合动力车辆的使用成本,提高混合动力车辆的经济性。
本发明第三方面提出了一种混合动力车辆,所述混合动力车辆包括根据上述实施例所述的混合动力车辆的混合动力车辆的扭矩分配系统。
根据本发明实施例的混合动力车辆与混合动力车辆的扭矩分配系统具有相同的技术效果,在此不再赘述。
以上,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种混合动力车辆的扭矩分配方法,其特征在于,混合动力车辆的扭矩分配方法包括以下步骤:
获取实时电池荷电量;
根据实时电池荷电量大于等于最小电池荷电量且小于等于最大电池荷电量,获取发动机的运行状态;
根据发动机处于限扭状态,获取发动机的限扭-速度曲线;
根据限扭-速度曲线选取预标定的燃油消耗最少的扭矩-速度曲线段;
根据扭矩-速度曲线段控制发动机的扭矩。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆的扭矩分配方法,其特征在于,所述根据限扭-速度曲线选取预标定的燃油消耗最少的扭矩-速度曲线段前,还包括以下步骤:
根据发动机的燃油消耗量、发动机扭矩、发动机转速和燃油消耗率标定燃油消耗最少的扭矩-速度曲线。
3.根据权利要求2所述的混合动力车辆的扭矩分配方法,其特征在于,所述根据发动机的燃油消耗、发动机的扭矩、发动机的转速和燃油消耗率标定燃油消耗最少的扭矩-速度曲线,具体包括以下步骤:
根据式(1)标定燃油消耗最少的扭矩-速度曲线,
me=Te*We*BSFC*10-5/36 (1)
其中,me为燃油消耗,Te为发动机扭矩,We为发动机转速,BSFC为燃油消耗率。
4.根据权利要求3所述的混合动力车辆的扭矩分配方法,其特征在于,所述根据发动机的燃油消耗量、发动机扭矩、发动机转速和燃油消耗率标定燃油消耗最少的扭矩-速度曲线前,还包括以下步骤:
根据式(2)计算BSFC,
Figure FDA0002895734070000011
其中,B为每小时消耗的油量,Pe为发动机功率。
5.根据权利要求1所述的混合动力车辆的扭矩分配方法,其特征在于,所述根据发动机的燃油消耗、发动机的扭矩、发动机的转速和燃油消耗量标定燃油消耗最少的扭矩-速度曲线,具体包括以下步骤:
将扭矩划分呈不同的扭矩段,在不同的扭矩段内分别标定不同的燃油消耗最少的扭矩-速度曲线。
6.根据权利要求5所述的混合动力车辆的扭矩分配方法,其特征在于,所述根据限扭-速度曲线选取预标定的燃油消耗最少的扭矩-速度曲线段,具体包括以下步骤:
将限扭-速度曲线与不同的扭矩-速度曲线进行对比,选取位于限扭-速度曲线下方且最靠近限扭-速度曲线的扭矩-速度曲线段。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的混合动力车辆的扭矩分配方法,其特征在于,所述根据扭矩-速度曲线段控制发动机的扭矩后,还包括以下步骤:
获取混合动力车辆的需求扭矩;
根据混合动力车辆的需求扭矩大于发动机提供的扭矩,控制电机提供剩余的扭矩;
根据混合动力车辆的需求扭矩小于等于发动机提供的扭矩,控制多余扭矩为电池充电。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的混合动力车辆的扭矩分配方法,其特征在于,所述根据实时电池荷电量大于等于最小电池荷电量且小于等于最大电池荷电量,获取发动机的运行状态后,还包括以下步骤:
根据发动机处于正常运行状态,查询预标定的发动机的燃油消耗最少的最优扭矩-速度曲线;
根据最优扭矩-速度曲线段控制发动机的扭矩;
获取混合动力车辆的需求扭矩;
根据混合动力车辆的需求扭矩大于发动机提供的扭矩,控制电机提供剩余的扭矩;
根据混合动力车辆的需求扭矩小于等于发动机提供的扭矩,控制多余扭矩为电池充电。
9.一种混合动力车辆的扭矩分配系统,其特征在于,所述混合动力车辆的扭矩分配系统用于执行权利要求1至8中任一项所述的混合动力车辆的扭矩分配方法,所述扭矩分配系统包括:
获取单元,所述获取单元用于获取实时电池荷电量,根据实时电池荷电量大于等于最小电池荷电量且小于等于最大电池荷电量,获取发动机的运行状态,根据发动机处于限扭状态,获取发动机的限扭-速度曲线;
选择单元,所述选择单元根据限扭-速度曲线选取预标定的燃油消耗最少的扭矩-速度曲线段;
控制单元,所述控制单元根据扭矩-速度曲线段控制发动机的扭矩。
10.一种混合动力车辆,其特征在于,所述混合动力车辆包括权利要求9所述的混合动力车辆的混合动力车辆的扭矩分配系统。
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