一种单电机混合动力车发动机扭矩控制策略及系统的制作方法

本发明属于混合动力车技术领域，涉及一种单电机混合动力车发动机扭矩控制策略及系统。

背景技术：

混合动力汽车的动力系统由多个动力源组成,为了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，需要对动力系统各部件之间协调控制。混合动力汽车具有动力总成，动力总成发动机、电机、动力电池、离合器和变速箱等。单电机混合动力车即为即混合动力车动力总成中只有一个电机，该电机在输出负扭矩时为动力电池充电，输出正扭矩时给车辆提供驱动力。

在混合动力汽车的发动机启动后，混合动力汽车的整车控制器根据驾驶员的需求扭矩计算发动机目标扭矩以控制发动机的实际扭矩，且整车控制器的每一个控制周期中均得到一个发动机目标扭矩，在发动机刚启动时发动机目标扭矩初始值输出为零，之后根据需求扭矩进行变化。在驾驶员需求扭矩增大且大于整车控制器上一个控制周期输出的发动机目标扭矩时，需要对发动机扭矩进行控制，并且为了满足对需求扭矩的响应速度对电机扭矩也要进行控制，即在驾驶员需求扭矩增大且大于整车控制器上一个控制周期输出的发动机目标扭矩时需要对发动机扭矩和电机扭矩进行动态分配。现有的在上述情况下对发动机扭矩的控制方式如中国专利公开了申请号为cn201710428557.9的一种用于混合动力汽车的扭矩分配方法、扭矩分配控制器所示，在满足动力系统处于扭矩驱动模式、发动机处于运行状态且电系统满足预设发电助力条件下，根据油门踏板的开度解析得出原始需求扭矩，对所述原始需求扭矩进行驾驶性处理得出驾驶员需求扭矩，根据所述原始需求扭矩计算发动机稳态需求扭矩，将所述发动机稳态需求扭矩作为发动机的执行扭矩，在发动机实际扭矩与发动机的执行扭矩一样，需求扭矩增加大于发动机实际扭矩时，两者的差值作为电机的执行扭矩。

上述“一种用于混合动力汽车的扭矩分配方法、扭矩分配控制器”中虽然可在需求扭矩大于发动机执行扭矩且电机助力功率充足时保持发动机的执行扭矩不变，优先使用电机来补偿需求扭矩与发动机实际扭矩的差值，从而能提高一定的发动机燃油经济性，但是上述差值全由电机扭矩来补偿，也就是发动机扭矩需求扭矩增大变化多少电机扭矩就补充多少，而电机工作的能量来自动力电池，动力电池的电量又由发动机消耗燃料来补偿，同时动力电池给电机供电时，动力电池需要将化学能转化为电能，电机再将电能转化为机械能，之后经过变速箱传递到车轮，这条链路上的能量损失会很大，从而由于上述原因电机扭矩来补偿上述差值时需要耗费大量的动力电池电量。在动力电池耗电过多后，发动机要分出扭矩给动力电池充电，将发动机的机械能转化为电能输送给动力电池充电的链路上能量损失也会很大，因此上述现有技术中虽然在需求扭矩变化增加时发动机的燃料消耗率不高，但之后还是需要发动机较高的燃料消耗来补充电量，因此现有控制策略的动力总成燃料消耗较大，造成燃油经济性还是较低的问题。

技术实现要素：

本发明针对现有的技术存在上述问题，提出了一种单电机混合动力车发动机扭矩控制策略及系统，该策略及系统解决的技术问题是如何在保证对车辆的需求扭矩响应速度的同时使动力总成的燃油经济性高。

本发明通过下列技术方案来实现：一种单电机混合动力车发动机扭矩控制策略，本策略包括以下步骤：

a、设置控制模式：整车控制器预设发动机扭矩的控制模式，控制模式中具有斜率限值表，控制模式包括具有斜率限值表一的控制模式一和具有斜率限值表二的控制模式二，在控制模式下通过发动机实际扭矩查对应的斜率限值表得到发动机目标扭矩增长斜率限值，在相同发动机实际扭矩下查斜率限值表一得到的发动机目标扭矩增长斜率限值小于查斜率限值表二得到的发动机目标扭矩增长斜率限值；

b、进入控制模式：在发动机运行且当前需求扭矩大于整车控制器上一次控制周期得到的发动机目标扭矩时进入控制模式，之后判断油门踏板变化率满足变化条件且电机具备大助力能力时进入控制模式一，不满足控制模式一的条件则进入控制模式二；

c、得到当前目标扭矩：在进入控制模式后，通过当前获取到的发动机实际扭矩得到发动机目标扭矩增长斜率限值，通过发动机目标扭矩增长斜率限值和当前需求扭矩进行计算得到当前发动机目标扭矩并发送至发动机控制器；

d、电机扭矩计算：根据当前得到的发动机实际扭矩、需求扭矩、发动机档位和电机档位得到电机助力扭矩并发送至电机控制器。

本单电机混合动力车发动机扭矩控制策略中，在发动机运行且当前需求扭矩大于整车控制器上一次控制周期得到的发动机目标扭矩时表明当前发动机扭矩不能满足当前驾驶员驾驶扭矩的需求，此时进入控制模式。整车控制器能够从自身存储模块中调取上一次控制周期得到的发动机目标扭矩。控制模式中斜率限值表用于对发动机目标扭矩增长速率进行控制，在进入控制模式后，在相同发动机实际扭矩下查斜率限值表一得到的发动机目标扭矩增长斜率限值小于查斜率限值表二得到的发动机目标扭矩增长斜率限值，从而在其他计算变量一样且需求扭矩变化率大于发动机目标扭矩增长斜率限值时，以查斜率限值表一得到的发动机目标扭矩增长斜率限值进行计算得到的发动机目标扭矩要小于查斜率限值表二得到的发动机目标扭矩增长斜率限值进行计算的到的发动机目标扭矩，也就是查斜率限值表一时计算的发动机目标扭矩的上升速率较小，发动机目标扭矩上升更为平稳，便于对发动机扭矩的精确控制，同时燃料消耗率更低。查斜率限值表中具有多个发动机目标扭矩增长斜率限值。发动机目标扭矩增长斜率限值：该参数用于限制整车控制器向发动机控制器发送的发动机目标扭矩的增长速率，当需求扭矩增长速率小于等于该参数时，发动机目标扭矩按照需求扭矩发送，需求扭矩增长速率大于该参数时，发动机目标扭矩的增长速率受该参数限制。

在进入控制模式后不管是进入控制模式一还是控制模式二，计算当前的发动机目标扭矩，也就是整车控制器本控制周期的发动机目标扭矩，由于发动机目标扭矩由发动机目标扭矩增长斜率限值和当前需求扭矩进行计算得到，从而随着获取到的发动机实际扭矩的改变和需求扭矩的改变，计算的发动机目标扭矩也会改变，在需求扭矩增大时发动机目标扭矩也会跟着增大，发动机实际扭矩会跟着发动机目标扭矩增大而增大，也就是说在控制模式下发动机目标扭矩追随需求扭矩改变，发动机实际扭矩追随发动机目标扭矩改变。整车控制器发送发动机目标扭矩给发动机控制器，发动机控制器以当前接收到的发动机目标扭矩作为发动机的扭矩控制目标。并且还计算电机助力扭矩，由电机也来响应驾驶员当前的需求扭矩，保证对车辆的需求扭矩响应速度。从而本扭矩控制策略在进入控制模式后，需求扭矩增加时不仅电机输出电机助力扭矩进行助力，而且发动机实际扭矩也会逐渐增加来满足需求扭矩的增加量，不用单独由电机补充全部的需求扭矩增加量，电机助力的耗电量大大减少。因此本扭矩控制策略中使得车辆动力总成的直驱比例增加能量损失减少，且电机助力的耗电量大大减少，从而对动力电池补充的能量消耗减少，继而使得燃料消耗低，在保证对车辆的需求扭矩响应速度的同时使动力总成的燃油经济性高。

在上述的单电机混合动力车发动机扭矩控制策略中，在所述步骤a中，斜率限值表一中具有多个不同的发动机实际扭矩，相邻的两个发动机实际扭矩形成一个发动机实际扭矩范围，上述每个发动机实际扭矩由燃料消耗率实验得到对应的燃料消耗率最低的发动机目标扭矩增长斜率限值，上述每个发动机实际扭矩对应的燃料消耗率最低的发动机目标扭矩增长斜率限值均放入到斜率限值表一中，在查询斜率限值表一时根据当前获取到的发动机实际扭矩的大小确定当前获取到的发动机实际扭矩所在斜率限值表一中的发动机实际扭矩范围，并根据插值算法得到当前获取到的发动机实际扭矩对应的发动机目标扭矩增长斜率限值。通过上述方式不用在斜率限值表中填写全部发动机实际扭矩对应的燃料消耗率最低的发动机目标扭矩增长斜率限值，从而降低制表难度，同时通过上述方式不同的发动机实际扭矩均能找到对应的发动机燃料消耗低的发动机目标扭矩增长斜率限值。

在上述的单电机混合动力车发动机扭矩控制策略中，在所述步骤a中，选取不同发动机实际扭矩下对应的燃料消耗率最低的发动机目标扭矩增长斜率限值，作为斜率限值表一中的发动机目标扭矩增长斜率限值。斜率限值表一中具有多个发动机目标扭矩增长斜率限值，每个发动机目标扭矩增长斜率限值对应一个发动机实际扭矩，通过上述方式从而根据当前获取到的发动机实际扭矩查找得到对应的燃料消耗率最低的发动机目标扭矩增长斜率限值，继而计算出的发动机目标扭矩为燃料消耗最低发动机的目标扭矩，从而可以使发动机扭矩增加时燃料消耗率也保持在较低水平。

在上述的单电机混合动力车发动机扭矩控制策略中，在上述的步骤b中，计算油门踏板变化率，并且在油门踏板变化率小于等于变化阈值时判断油门踏板变化率满足变化条件，反之进入控制模式二；获取动力电池的电量，并判断动力电池的电量小于等于电量阈值时进入控制模式二，获取动力电池的放电峰值功率，并判断放电峰值功率小于等于放电阈值时进入控制模式二，获取电机输出峰值功率，并在电机输出峰值功率小于等于峰值阈值时进入控制模式二，当动力电池电量大于电量阈值、放电峰值功率大于放电阈值且电机输出峰值功率大于峰值阈值时判断电机具备大助力能力。在油门踏板变化率高于变化阈值时表明当前扭矩需求上升变化率较大，此时采用使发动机目标扭矩的上升速率较小的斜率限值表一会需要消耗较大的电量来进行助力，也容易在电机助力过程中由于电量消耗过快使电机助力扭矩难以补偿发动机实际扭矩与需求扭矩的差值部分，造成响应速度变慢，因此在油门踏板变化率高于变化阈值时进入控制模式二，发动机目标扭矩上升速率快，电机助力扭矩下降的快，满足需求扭矩响应。在动力电池电量小于等于电量阈值或电机输出峰值功率小于等于放电峰值阈值或动力电池放电峰值功率小于等于放电阈值时都表明电机助力能力较小，需要提高发动机扭矩上升速率来快速降低电机助力扭矩大小，从而保证响应速度，在满足油门踏板变化率小于等于变化阈值、动力电池电量大于电量阈值、电机放电峰值功率大于放电峰值阈值以及动力电池放电峰值功率大于放电阈值时表明油门踏板变化率满足变化条件且电机具备大助力能力从而进入控制模式一，发动机目标扭矩上升速率考虑到发动机的燃料消耗率。

在上述的单电机混合动力车发动机扭矩控制策略中，在当前需求扭矩大于整车控制器上一次控制周期得到的发动机目标扭矩，且接收到油门踏板全油门开关闭合信号后直接进入控制模式二。接收到油门踏板全油门开关闭合信号后表明油门踏板被完全踩下且再继续深踩，此时表明驾驶员对于需求扭矩的响应速度要求很高，此时当前为控制模式一时切换为控制模式二，当前为控制模式二时进行保持。

在上述的单电机混合动力车发动机扭矩控制策略中，在上述的步骤c中，当前发动机目标扭矩计算过程为当(ntar-nnow)/t0＞k时，nout＝kt0+nnow，当(ntar-nnow)/t0≤k时，nout＝ntar，上述公式中，ntar为当前得到的需求扭矩，nnow为整车控制器上一次控制周期得到的发动机目标扭矩，t0为整车控制器控制周期大小，k为当前得到的发动机目标扭矩增长斜率限值，nout为当前需输出的发动机目标扭矩。通过当前得到的需求扭矩减去整车控制器上一次控制周期输出的发动机目标扭矩再除以控制周期时长得到需求扭矩增长速率，将该需求扭矩增长速率与查表得到的发动机目标扭矩增长斜率限值进比较，在需求扭矩增长速率较大时整车控制器输出的发动机目标扭矩(也就是本控制周期输出的发动机目标扭矩)等于发动机目标扭矩增长斜率限值乘以整车控制器控制周期再加上一个控制周期输出的发动机目标扭矩，发动机目标扭矩增长斜率限值乘以整车控制器控制周期得到发动机目标扭矩需增加量。在需求扭矩增长速率小于等于发动机目标扭矩增长斜率限值时按照当前需求扭矩作为本控制周期输出的发动机目标扭矩，也就是当前发动机目标扭矩。

在上述的单电机混合动力车发动机扭矩控制策略中，在上述的步骤d中，电机助力扭矩＝(当前得到的需求扭矩-当前获取到的发动机实际扭矩)×当前获取到的发动机档位对应传动比/当前获取到的电机档位对应传动比。通过当前得到的需求扭矩减去当前获取到的发动机实际扭矩后再乘以当前获取到的发动机档位对应传动比与当前获取到的电机档位对应传动比的比例得到电机助力扭矩大小。上述公式得到准确的电机助力扭矩，从而进行准确助力，满足需求扭矩的响应速度。

一种单电机混合动力车发动机扭矩控制系统，包括整车控制器，所述整车控制器中设有发动机扭矩的控制模式，控制模式包括具有斜率限值表一的控制模式一和具有斜率限值表二的控制模式二，所述整车控制器连接有发送发动机状态和发动机实际扭矩的发动机控制器，以相同发动机实际扭矩查斜率限值表一得到的发动机目标扭矩增长斜率限值小于查斜率限值表二得到的发动机目标扭矩增长斜率限值，所述整车控制器还连接有电机控制器、变速箱控制器、油门开度传感器和车速传感器，整车控制器通过油门开度传感器和车速传感器得到需求扭矩，通过变速箱控制器得到发动机档位信息和电机档位信息，在发动机运行且当前需求扭矩大于整车控制器上一次控制周期得到的发动机目标扭矩时进入控制模式，整车控制器通过当前获取到的发动机实际扭矩查斜率限值表一或斜率限值表二得到发动机目标扭矩增长斜率限值，并根据该值和当前需求扭矩得到当前发动机目标扭矩发送给发动机控制器，整车控制器根据当前的发动机实际扭矩、需求扭矩、发动机档位和电机档位得到当前电机助力扭矩并发送给电机控制器。

本单电机混合动力车发动机扭矩控制系统中，通过整车控制器进行发动机扭矩的控制计算，整车控制器通过油门开度传感器发送的信号和车速传感器发送的信号分别得到油门踏板开度和车速并进行查驾驶员扭矩踏板解析表(此表为现有技术)得到需求扭矩，通过整车控制器进行发动机扭矩的控制计算，斜率限值表用于对发动机目标扭矩增长速率进行控制，在相同发动机实际扭矩下查斜率限值表一得到的发动机目标扭矩增长斜率限值小于查斜率限值表二得到的发动机目标扭矩增长斜率限值，从而在其他计算变量一样且当前需求扭矩大于整车控制器上一次控制周期得到的发动机目标扭矩时，以查斜率限值表一得到的发动机目标扭矩增长斜率限值进行计算的到的发动机目标扭矩要小于查斜率限值表二得到的发动机目标扭矩增长斜率限值进行计算的到的发动机目标扭矩，也就是查斜率限值表一时计算的发动机目标扭矩的上升速率较小，发动机目标扭矩上升更为平稳，便于对发动机扭矩的精确控制，同时燃料消耗率更低。

在进入控制模式后不管是进入控制模式一还是控制模式二，计算当前的发动机目标扭矩，也就是整车控制器本控制周期的发动机目标扭矩，由于发动机目标扭矩由发动机目标扭矩增长斜率限值和当前需求扭矩进行计算得到，从而随着获取到的发动机实际扭矩的改变和需求扭矩的改变，计算的发动机目标扭矩也会改变，在需求扭矩增大时发动机目标扭矩也会跟着增大，发动机实际扭矩会跟着发动机目标扭矩增大而增大，也就是说在控制模式下发动机目标扭矩追随需求扭矩改变，发动机实际扭矩追随发动机目标扭矩改变。整车控制器发送发动机目标扭矩给发动机控制器，发动机控制器以当前接收到的发动机目标扭矩作为发动机的扭矩控制目标，使发动机实际扭矩随着发动机目标扭矩改变而改变。并且还计算电机助力扭矩，由电机也来响应驾驶员当前的需求扭矩，保证对车辆的需求扭矩响应速度。从而本扭矩控制策略在进入控制模式后，需求扭矩增加时不仅电机输出电机助力扭矩进行助力，而且发动机实际扭矩也会逐渐增加来满足需求扭矩的增加量，不用单独由电机补充全部的需求扭矩增加量，电机助力的耗电量大大减少。因此本扭矩控制策略中使得车辆动力总成的直驱比例增加能量损失减少，且电机助力的耗电量大大减少，从而对动力电池补充的能量消耗减少，继而使得燃料消耗低，在保证对车辆的需求扭矩响应速度的同时使动力总成的燃油经济性高。

在上述的单电机混合动力车发动机扭矩控制系统中，所述整车控制器由油门开度传感器发送信号得到油门踏板开度并根据油门踏板开度计算得到油门踏板变化率，所述整车控制器通过电机控制器发送的信号获取电机输出峰值功率，所述整车控制器连接有电池管理器，整车控制器通过电池管理器获取动力电池的电量和放电峰值功率。通过判别油门踏板变化率、电机输出峰值功率和动力电池的电量以及动力电池的放电峰值功率选择进入控制模式一或控制模式二。

在上述的单电机混合动力车发动机扭矩控制系统中，所述整车控制器的输入端还连接有在油门踏板完全踩下时闭合的油门踏板全油门开关。接收到油门踏板全油门开关闭合信号后表明油门踏板被完全踩下且再继续深踩，此时表明驾驶员对于需求扭矩的响应速度要求很高，此时当前为控制模式一时切换为控制模式二，当前为控制模式二时进行保持。

与现有技术相比，本单电机混合动力车发动机扭矩控制策略及系统具有以下优点：

1、本发明中使得车辆动力总成的直驱比例增加能量损失减少，且电机助力的耗电量大大减少，从而对动力电池补充的能量消耗减少，继而使得燃料消耗低，在保证对车辆的需求扭矩响应速度的同时使动力总成的燃油经济性高。

2、本发明控制模式一中的斜率限值表一以发动机最低燃料消耗率为制表标准得到不同发动机实际扭矩下的燃料消耗率最低的发动机目标扭矩增长斜率限值，继而计算出的发动机目标扭矩为燃料消耗最低发动机的目标扭矩，从而可以使发动机扭矩增加时燃料消耗率也保持在较低水平，也就是能既保证发动机扭矩增加时燃料消耗率低，又保证电机助力的耗电量大大减少，从而进一步提高动力总成的燃油经济性。

附图说明

图1是本发明中策略的主要流程示意图。

图2是本发明中本发明的系统连接结构示意图。

图3是本发明实施例一中发动机扭矩变化图。

图中，1、整车控制器；2、发动机控制器；3、电机控制器；4、变速箱控制器；5、油门开度传感器；6、车速传感器；7、电池管理器；8、油门踏板全油门开关。

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。

实施例一：

如图1和图2所示，一种单电机混合动力车发动机扭矩控制策略，本策略包括以下步骤：

步骤a、设置控制模式：整车控制器1预设发动机扭矩的控制模式，控制模式中具有斜率限值表，控制模式包括具有斜率限值表一的控制模式一和具有斜率限值表二的控制模式二，在控制模式下通过发动机实际扭矩查对应的斜率限值表得到发动机目标扭矩增长斜率限值，在相同发动机实际扭矩下查斜率限值表一得到的发动机目标扭矩增长斜率限值小于查斜率限值表二得到的发动机目标扭矩增长斜率限值。斜率限值表一中具有多个不同的发动机实际扭矩，相邻的两个发动机实际扭矩形成一个发动机实际扭矩范围，上述每个发动机实际扭矩由燃料消耗率实验得到对应的燃料消耗率最低的发动机目标扭矩增长斜率限值，上述每个发动机实际扭矩对应的燃料消耗率最低的发动机目标扭矩增长斜率限值均放入到斜率限值表一中，在查询斜率限值表一时根据当前获取到的发动机实际扭矩的大小确定当前获取到的发动机实际扭矩所在斜率限值表一中的发动机实际扭矩范围，并根据插值算法得到当前获取到的发动机实际扭矩对应的发动机目标扭矩增长斜率限值。通过上述方式不用在斜率限值表中填写全部发动机实际扭矩对应的燃料消耗率最低的发动机目标扭矩增长斜率限值，从而降低制表难度，同时通过上述方式不同的发动机实际扭矩均能找到对应的发动机燃料消耗低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)。发动机扭矩变化如附图3所示，该图3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、油门踏板信号、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，之后踩下油门踏板加速，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：

步骤b、进入控制模式：整车控制器1在发动机运行且当前需求扭矩大于整车控制器1上一次控制周期得到的发动机目标扭矩时进入控制模式，之后整车控制器1判断油门踏板变化率满足变化条件且电机具备大助力能力时进入控制模式一，不满足控制模式一的条件则进入控制模式二。整车控制器1计算油门踏板变化率，并且在油门踏板变化率小于等于变化阈值时判断油门踏板变化率满足变化条件，反之进入控制模式二；整车控制器1获取动力电池的电量，并判断动力电池电量小于等于电量阈值时进入控制模式二，整车控制器1获取动力电池的放电峰值功率，并判断放电峰值功率小于等于放电阈值时进入模式二，整车控制器1获取电机输出峰值功率，并在电机输出峰值功率小于等于峰值阈值时进入控制模式二，当动力电池电量大于电量阈值、放电峰值功率大于放电阈值且电机输出峰值功率大于峰值阈值时整车控制器1判断电机具备大助力能力。整车控制器1上一次控制周期得到的发动机目标扭矩可由整车控制器1调取自身存储模块中的数据得到，此为现有技术。

在油门踏板变化率高于变化阈值时表明当前扭矩需求变化率较大，此时采用使发动机目标扭矩的上升速率较小的斜率限值表一会需要消耗较大的电量来进行助力，也容易在电机助力过程中由于电量消耗过快使电机助力扭矩难以补偿发动机实际扭矩与需求扭矩的差值部分，造成响应速度变慢，因此在油门踏板变化率高于变化阈值时进入控制模式二，发动机目标扭矩上升速率快，电机助力扭矩下降的快，满足需求扭矩响应。在动力电池电量小于等于电量阈值或电机输出峰值功率小于等于放电峰值阈值或动力电池放电峰值功率小于等于放电阈值时都表明电机助力能力较小，需要提高发动机扭矩上升速率来快速降低电机助力扭矩大小，从而保证响应速度，在满足油门踏板变化率小于等于变化阈值、动力电池电量大于电量阈值、电机放电峰值功率大于放电峰值阈值以及动力电池放电峰值功率大于放电阈值时表明油门踏板变化率满足变化条件且电机具备大助力能力从而进入控制模式一，发动机目标扭矩上升速率考虑到发动机的燃料消耗率。进入控制模式一和进入控制模式二后区别在于查的斜率限值表不同。

变化阈值的选取范围为20°/s至100°/s，作为优选变化阈值为40°/s。电量阈值的选取范围为动力电池额定电量的20％至40％，作为优选电量阈值为30％。放电阈值的选取范围为20kw至60kw，作为优选放电阈值为50kw。峰值阈值的选取范围为20kw至60kw，作为优选峰值阈值为60kw。

在当前需求扭矩大于整车控制器1上一次控制周期得到的发动机目标扭矩，且接收到油门踏板全油门开关8闭合信号后直接进入控制模式二。接收到油门踏板全油门开关8闭合信号后表明油门踏板被完全踩下且再继续深踩，此时表明驾驶员对于需求扭矩的响应速度要求很高，此时当前为控制模式一时切换为控制模式二，当前为控制模式二时进行保持。

步骤c、得到当前目标扭矩：在进入控制模式后，整车控制器1通过当前获取到的发动机实际扭矩得到发动机目标扭矩增长斜率限值，并通过发动机目标扭矩增长斜率限值和当前需求扭矩进行计算得到当前发动机目标扭矩，整车控制器1将计算得到当前发动机目标扭矩发送给发动机控制器2。不管是进入控制模式一还是控制模式二均需要计算发动机目标扭矩，只是计算时根据当前得到的当前发动机实际扭矩查的斜率限值表不同，查斜率限值表一和查斜率限值表二的查表方式一样，以下以查斜率限值表一进行说明。整车控制器1获取到发动机实际扭矩后，根据当前发动机实际扭矩的大小确定该发动机实际扭矩位于斜率限值表一中的发动机实际扭矩范围，如当前发动机实际扭矩为30nm时，其处于斜率限值表一中20nm至40nm的发动机实际扭矩范围，之后根据插值算法得到当前发动机实际扭矩对应的发动机目标扭矩增长斜率限值，插值算法为kx＝(k2-k1)/(n2-n1)×(nx-n1)+k1，其中n1为斜率限值表一中当前发动机实际扭矩对应的发动机实际扭矩范围中较小的实际扭矩参考值，k1为该实际扭矩参考值下对应的发动机目标扭矩增长斜率限值，n2为斜率限值表一中当前发动机实际扭矩对应的发动机实际扭矩范围中较大的实际扭矩参考值，k2为该实际扭矩参考值下对应的发动机目标扭矩增长斜率限值，nx为当前获取到的发动机实际扭矩，kx为当前获取到的发动机实际扭矩对应的发动机目标扭矩增长斜率限值，如前发动机实际扭矩为30nm时，则nx等于30nm，n1等于20nm，n2等于40nm，k1等于300nm/s，k2等于200nm/s，则代入上述公式得到kx＝(200-300)/(40-20)×(30-20)+300，因此kx等于250nm/s，即当前发动机实际扭矩为30nm时对应的最低燃料消耗率的发动机目标扭矩增长斜率限值为250nm/s。如果当前获取到的发动机实际扭矩刚好在斜率限制表中已经记录，就选取记录值为当前的发动机目标扭矩增长斜率限值，如当前获取到的发动机实际扭矩为40nm则当前的发动机目标扭矩增长斜率限值为200nm/s。

当前发动机目标扭矩计算过程为当(ntar-nnow)/t0＞k时，nout＝kt0+nnow，当(ntar-nnow)/t0≤k时，nout＝ntar，上述公式中，ntar为当前得到的需求扭矩，nnow为整车控制器1上一次控制周期得到的发动机目标扭矩，t0为整车控制器1控制周期大小，k为当前得到的发动机目标扭矩增长斜率限值(k与上述的kx为同一个意思)，nout为当前需输出的发动机目标扭矩。通过当前得到的需求扭矩减去整车控制器1上一次控制周期输出的发动机目标扭矩再除以控制周期时长得到需求扭矩增长速率，将该需求扭矩增长速率与查表得到的发动机目标扭矩增长斜率限值进比较，在需求扭矩增长速率较大时整车控制器1输出的发动机目标扭矩(也就是本控制周期输出的发动机目标扭矩)等于发动机目标扭矩增长斜率限值乘以整车控制器1控制周期再加上一个控制周期输出的发动机目标扭矩，发动机目标扭矩增长斜率限值乘以整车控制器1控制周期得到发动机目标扭矩需增加量。在需求扭矩增长速率小于等于发动机目标扭矩增长斜率限值时按照当前需求扭矩作为本控制周期输出的发动机目标扭矩，也就是当前发动机目标扭矩。整车控制器1的控制周期也就是整车控制器1中软件运行计算的周期，其控制周期时长为10ms。

整车控制器1将计算的发动机目标扭矩给发动机控制器2，发动机控制器2以当前接收到的发动机目标扭矩作为发动机的扭矩控制目标，发动机随着发动机控制器2的控制进行扭矩改变，并在发动机目标扭矩增加时发动机实际扭矩也增加。

根据当前获取到的发动机实际扭矩查找得到对应的燃料消耗率最低的发动机目标扭矩增长斜率限值，继而计算出的发动机目标扭矩为燃料消耗最低发动机的目标扭矩，从而可以使发动机扭矩增加时燃料消耗率也保持在较低水平。

d、电机扭矩计算：整车控制器1根据当前得到的发动机实际扭矩、需求扭矩、发动机档位和电机档位得到当前电机助力扭矩，整车控制器1发送当前电机助力扭矩给电机控制器3，电机以得到的电机助力扭矩工作。电机助力扭矩＝(当前得到的需求扭矩-当前获取到的发动机实际扭矩)×当前获取到的发动机档位对应传动比/当前获取到的电机档位对应传动比。通过上述公式得到准确的电机助力扭矩，从而进行准确助力，满足需求扭矩的响应速度。在发动机控制器2控制发动机扭矩改变时电机控制器3也控制电机输出电机助力扭矩，从而两者相加来满足当前需求扭矩的响应速度。

本单电机混合动力车发动机扭矩控制策略中，在发动机运行且当前需求扭矩大于整车控制器1上一次控制周期得到的发动机目标扭矩时表明当前发动机扭矩不能满足当前驾驶员驾驶扭矩的需求，此时进入控制模式。整车控制器1能够从自身存储模块中调取上一次控制周期得到的发动机目标扭矩。在进入控制模式后，在相同发动机实际扭矩下查斜率限值表一得到的发动机目标扭矩增长斜率限值小于查斜率限值表二得到的发动机目标扭矩增长斜率限值，从而在其他计算变量一样时，以查斜率限值表一得到的发动机目标扭矩增长斜率限值进行计算的到的发动机目标扭矩要小于查斜率限值表一得到的发动机目标扭矩增长斜率限值进行计算的到的发动机目标扭矩，也就是查斜率限值表一时计算的发动机目标扭矩的上升速率较小，发动机目标扭矩上升更为平稳，便于对发动机扭矩的精确控制，同时燃料消耗率更低。

在进入控制模式后不管是进入控制模式一还是控制模式二，计算当前的发动机目标扭矩，也就是整车控制器1本控制周期的发动机目标扭矩，由于发动机目标扭矩由发动机目标扭矩增长斜率限值和当前需求扭矩进行计算得到，从而随着获取到的发动机实际扭矩的改变和需求扭矩的改变，计算的发动机目标扭矩也会改变，在需求扭矩增大时发动机目标扭矩也会跟着增大，发动机实际扭矩会跟着发动机目标扭矩增大而增大，也就是说在控制模式下发动机目标扭矩追随需求扭矩改变，发动机实际扭矩追随发动机目标扭矩改变。整车控制器1每计算出一次发动机目标扭矩都会发送计算的发动机目标扭矩给发动机控制器2，发动机控制器2以当前接收到的发动机目标扭矩作为发动机的扭矩控制目标。并且还计算电机助力扭矩，由电机也来响应驾驶员当前的需求扭矩，保证对车辆的需求扭矩响应速度。从而本扭矩控制策略在进入控制模式后，需求扭矩增加时不仅电机输出电机助力扭矩进行助力，而且发动机实际扭矩也会逐渐增加来满足需求扭矩的增加量，不用单独由电机补充全部的需求扭矩增加量，电机助力的耗电量大大减少。因此本扭矩控制策略中使得车辆动力总成的直驱比例增加能量损失减少，且电机助力的耗电量大大减少，从而对动力电池补充的能量消耗减少，继而使得燃料消耗低，在保证对车辆的需求扭矩响应速度的同时使动力总成的燃油经济性高。同时控制模式一中的斜率限值表一以发动机最低燃料消耗率为制表标准得到不同发动机实际扭矩下的燃料消耗率最低的发动机目标扭矩增长斜率限值，继而计算出的发动机目标扭矩为燃料消耗最低发动机的目标扭矩，从而可以使发动机扭矩增加时燃料消耗率也保持在较低水平，也就是能既保证发动机扭矩增加时燃料消耗率低，又保证电机助力的耗电量大大减少，从而进一步提高动力总成的燃油经济性。

如图1和图2所示，一种单电机混合动力车发动机扭矩控制系统，应用上述控制策略，本控制系统包括整车控制器1，整车控制器1中设有发动机扭矩的控制模式，控制模式包括具有斜率限值表一的控制模式一和具有斜率限值表二的控制模式二，整车控制器1连接有发送发动机状态和发动机实际扭矩的发动机控制器2，以相同发动机实际扭矩查斜率限值表一得到的发动机目标扭矩增长斜率限值小于查斜率限值表二得到的发动机目标扭矩增长斜率限值。整车控制器1还连接有电机控制器3、变速箱控制器4、油门开度传感器5和车速传感器6，整车控制器1通过油门开度传感器5和车速传感器6得到需求扭矩，并通过变速箱控制器4得到发动机档位信息和电机档位信息。整车控制器1通过油门开度传感器5发送的信号得到油门踏板开度，通过车速传感器6发送的信号得到车速。根据油门踏板开度和车速查驾驶员扭矩踏板解析表得到当前的需求扭矩，为现有技术再此不赘述。

整车控制器1由油门开度传感器5发送信号得到油门踏板开度，整车控制器1以当前得到的油门踏板开度减去上一个控制周期的油门踏板开度除以控制周期时长得到油门踏板变化率。整车控制器1通过电机控制器3发送的信号获取电机输出峰值功率，整车控制器1连接有电池管理器7，整车控制器1通过电池管理器7获取动力电池的电量和放电峰值功率。通过判别油门踏板变化率、电机输出峰值功率和动力电池的电量以及动力电池的放电峰值功率选择进入控制模式一或控制模式二。

发动机控制器2接收控制信号控制发动机扭矩改变为其本身功能，且发动机控制器2能够发送发动机实际扭矩以及发动机是否启动的状态也为其本身功能，电机控制器3接收控制信号控制电机扭矩改变为其本身功能，电机控制器3能够得到并传输电机输出峰值功率也为其本身功能。变速箱控制器4能够得到发动机档位信息和电机档位信息(如发动机档位对应传动比和电机档位对应传动比)为其本身功能。电池管理器7获取动力电池的电量和放电峰值功率为其本身功能。油门开度传感器5为电压传感器，油门踏板的改变使得电压传感器输出给整车控制器1的电压改变，通过接收到的电压查预设的电压与油门开度表得到对应的油门踏板开度，此为现有技术。油门开度传感器5还可以为角度传感器。

整车控制器1的输入端还连接有在油门踏板完全踩下时闭合的油门踏板全油门开关8。在当前需求扭矩大于发动机实际扭矩时，接收到油门踏板全油门开关8闭合后表明油门踏板被完全踩下且再继续深踩，此时表明驾驶员对于需求扭矩的响应速度要求很高，此时当前为控制模式一时切换为控制模式二，当前为控制模式二时进行保持。

整车控制器1实时接收发动机控制器2发送的发动机状态信号判断发动机是否启动运行且实时接收获取油门踏板开度和车速得到当前驾驶员的需求扭矩，在发动机运行且当前需求扭矩大于整车控制器1上一次控制周期得到的发动机目标扭矩时进入控制模式，之后判断当前当动力电池电量是否大于电量阈值、放电峰值功率是否大于放电阈值、电机输出峰值功率是否大于峰值阈值、油门踏板变化率高是否小于等于变化阈值，在都满足时进入控制模式一，在其中一项不满足时进入控制模式二。

在进入控制模式后，根据通过发动机控制器2获取的当前发动机实际扭矩查对应的斜率限值表，进入控制模式一则查斜率限值表一，进入控制模式二则斜率限值表二。斜率限值表一和斜率限值表二的数值设置与上述的扭矩控制策略一样。

查斜率限值表一和查斜率限值表二的查表方式一样，以下以查斜率限值表一进行说明。获取到发动机实际扭矩后，根据当前发动机实际扭矩的大小确定该发动机实际扭矩位于斜率限值表一中的发动机实际扭矩范围，如当前发动机实际扭矩为30nm时，其处于斜率限值表一中20nm至40nm的发动机实际扭矩范围，之后根据插值算法得到当前发动机实际扭矩对应的发动机目标扭矩增长斜率限值，插值算法为kx＝(k2-k1)/(n2-n1)×(nx-n1)+k1，其中n1为斜率限值表一中当前发动机实际扭矩对应的发动机实际扭矩范围中较小的实际扭矩参考值，k1为该边界值下对应的发动机目标扭矩增长斜率限值，n2为斜率限值表一中当前发动机实际扭矩对应的发动机实际扭矩范围中较大的实际扭矩参考值，k2为该边界值下对应的发动机目标扭矩增长斜率限值，nx为当前发动机实际扭矩，kx为当前发动机实际扭矩对应的发动机目标扭矩增长斜率限值，如前发动机实际扭矩为30nm时，则nx等于30nm，n1等于20nm，n2等于40nm，k1等于300nm/s，k2等于200nm/s，则代入上述公式得到kx＝(200-300)/(40-20)×(30-20)+300，因此kx等于250nm/s，即当前发动机实际扭矩为30nm时对应的最低燃料消耗率的发动机目标扭矩增长斜率限值为250nm/s。

计算当前控制周期要输出的发动机目标扭矩，计算过程为当(ntar-nnow)/t0＞k时，nout＝kt0+nnow，当(ntar-nnow)/t0≤k时，nout＝ntar，上述公式中，ntar为当前得到的需求扭矩，nnow为整车控制器1上一次控制周期得到的发动机目标扭矩，t0为整车控制器1控制周期大小，k为当前得到的发动机目标扭矩增长斜率限值，nout为当前需输出的发动机目标扭矩。

整车控制器1将计算的发动机目标扭矩给发动机控制器2，发动机控制器2以当前接收到的发动机目标扭矩作为发动机的扭矩控制目标，发动机随着发动机控制器2的控制扭矩改变，并在发动机目标扭矩增加时发动机实际扭矩增加。

根据当前发动机实际扭矩查找得到对应的燃料消耗率最低的发动机目标扭矩增长斜率限值，继而计算出的发动机目标扭矩为燃料消耗最低发动机的目标扭矩，从而可以使发动机扭矩增加时燃料消耗率也保持在较低水平。

整车控制器1根据当前得到的发动机实际扭矩、需求扭矩、发动机档位和电机档位得到电机助力扭矩，电机以得到的电机助力扭矩工作。电机助力扭矩＝(当前得到的需求扭矩-当前获取到的发动机实际扭矩)×当前获取到的发动机档位对应传动比/当前获取到的电机档位对应传动比。通过上述公式得到准确的电机助力扭矩，从而进行准确助力，满足需求扭矩的响应速度。在发动机控制器2控制发动机扭矩改变时，电机控制器3接收整车控制器1发送的电机助力扭矩信号，使得电机控制器3也控制电机输出电机助力扭矩，从而两者相加来满足当前需求扭矩的响应速度。

本单电机混合动力车发动机扭矩控制系统中，需求扭矩增加时不仅电机输出电机助力扭矩进行助力，而且发动机实际扭矩也会逐渐增加来满足需求扭矩的增加量，不用单独由电机补充全部的需求扭矩增加量，电机助力的耗电量大大减少。因此本扭矩控制策略中使得车辆动力总成的直驱比例增加能量损失减少，且电机助力的耗电量大大减少，从而对动力电池补充的能量消耗减少，继而使得燃料消耗低，在保证对车辆的需求扭矩响应速度的同时使动力总成的燃油经济性高。同时控制模式一中的斜率限值表一以发动机最低燃料消耗率为制表标准得到不同发动机实际扭矩下的燃料消耗率最低的发动机目标扭矩增长斜率限值，继而计算出的发动机目标扭矩为燃料消耗最低发动机的目标扭矩，从而可以使发动机扭矩增加时燃料消耗率也保持在较低水平，也就是能既保证发动机扭矩增加时燃料消耗率低，又保证电机助力的耗电量大大减少，从而进一步提高动力总成的燃油经济性。

实施例二：

实施例二与实施例一采用的策略和系统基本相同，其不同之处在于：在所述步骤a中，选取不同发动机实际扭矩下对应的燃料消耗率最低的发动机目标扭矩增长斜率限值，作为斜率限值表一中的发动机目标扭矩增长斜率限值。斜率限值表一中具有多个发动机目标扭矩增长斜率限值，每个发动机目标扭矩增长斜率限值对应一个发动机实际扭矩。采用对0nm到300nm之间的每一个整数均作为发动机实际扭矩的实际扭矩参考值。对每个实际扭矩参考值进行燃料消耗率实验得到每个实际扭矩参考值对应的发动机目标扭矩增长斜率限值，在进行查表时将当前获取的发动机实际扭矩(获取的发动机实际扭矩为整数有小数时进行四舍五入化为整数)与表中的参考值进行比对，在比对一致时，该参考值对应的发动机目标扭矩增长斜率限值即为当前查表的结果。通过上述方式从而根据当前发动机实际扭矩查找得到对应的燃料消耗率最低的发动机目标扭矩增长斜率限值，继而计算出的发动机目标扭矩为燃料消耗最低发动机的目标扭矩，从而可以使发动机实际扭矩增加时燃料消耗率也保持在较低水平。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明作举例说明。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。

尽管本文较多地使用了整车控制器1、发动机控制器2、电机控制器3、变速箱控制器4、油门开度传感器5、车速传感器6、电池管理器7、油门踏板全油门开关8等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。