一种混合动力车辆电机储备扭矩的确定方法、装置及车辆与流程

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种混合动力车辆电机储备扭矩的确定方法、装置及车辆。

背景技术：

随着国家法规对油耗和排放要求的日益严格，以及电气化系统的发展，混合动力技术成为实现节能减排的关键。为了适应国家政策和满足排放法规，整车厂与零部件供应商均在寻找解决方案。但目前纯电动车技术系统电池技术复杂、成本较高，混合动力系统的结构决定了能够实现的工作模式的种类，因此，为了能够实现多种工作模式，混合动力系统通常具有相对复杂的结构。这种复杂的结构导致混合动力系统占用相对较大的空间，大大降低了车辆内部的空间利用率。

p2.5构型单电机混合动力系统能够结合p2系统和p3系统的优点，避免p2系统和p3系统的缺点，其结构如图1所示。p2.5构型混动系统电机有三个扭矩输出路径，分别是isgpath、efadpath和disengagedpath。isgpath是指电机通过c2离合器与发动机相联同时电机与变速箱偶数轴之间时断开连接的；efadpath指电机直接与变速箱偶数轴挡位(2，4，6)相连进行助力或充电并且电机与发动机之间是断开的；disengagedpath是指电机与发动机和变速箱偶数轴之间都是断开的。p2.5混动系统有三种启动方式，分别是12v启动、isg电机启动、离合器启动。其中，12v启动主要针对小于10km/h低速工况，12v启动机启动即传统车辆的启动方式，在混合动力车辆上使用优先级较低。isg启动主要针对原地pn挡，isg启动通常用于车速为0或车速很低，例如小于10km/h时发动机的启动，isg输出扭矩、离合器2结合，反拖发动机启动。离合器启动通常用于低、中、高车速的发动机启动，离合器1或离合器2结合(取决于启动挡位)通过车辆行驶惯量反拖发动机启动，同时isg输出扭矩至轮端进行补偿，离合器启动又分不同的启动模式(主要根据离合器扭矩输出快慢)，如快速启动、安全启动、平滑启动等，以满足启动时不同的工况。

对于p2.5构型单电机混合动力系统，在纯电行驶时，电机驱动车辆，满足离合器启动条件时，需要进行离合器启动，由于离合器启动需要离合器施加扭矩，把拖发动机到目标转速，对整车的驱动力有一定的损失，因此需要电机预留一部分扭矩对离合器启动扭矩进行补偿，为此，有必要提出一种混合动力车辆电机储备扭矩的确定方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种混合动力车辆电机储备扭矩的确定方法、装置及车辆，在离合器启动时，能够避免由于离合器启动发动机的动力损失导致车辆加速度明显衰减的现象，而且能够避免因储备扭矩过大，造成的限制低速纯电的起步和加速能力的现象。

本发明是通过以下技术方案实现的：

第一方面，本发明提供一种混合动力车辆电机储备扭矩的确定方法，包括：

基于离合器的启动挡位，获取离合器的启动扭矩；

根据所述启动挡位，确定与所述启动挡位对应的电机扭矩补偿的放大系数；

获取电机的挡位速比和离合器启动挡位速比，根据所述电机的挡位速比、所述离合器启动挡位速比、所述电机扭矩补偿的放大系数和所述离合器的启动扭矩，确定电机补偿扭矩；

基于车速对所述电机补偿扭矩进行修正，得到电机储备扭矩。

进一步地，所述基于离合器的启动挡位，获取离合器的启动扭矩，包括：

根据所述启动挡位确定发动机目标转速；

获取发动机实际转速和发动机水温；

根据所述发动机目标转速、所述发动机实际转速和所述发动机水温，确定离合器的启动扭矩。

进一步地，所述根据所述启动挡位，确定与所述启动挡位对应的电机扭矩补偿的放大系数，包括：

对应于所述启动挡位，以预设油门下离合器启动过程中电机扭矩不受限工况为基准，所述电机扭矩补偿的放大系数从1开始逐渐增加，直至离合器启动时车辆不发生顿挫。

进一步地，所述根据所述电机的挡位速比、所述离合器启动挡位速比、所述电机扭矩补偿的放大系数和所述离合器的启动扭矩，确定电机补偿扭矩，包括：

所述离合器的启动扭矩乘以与所述启动挡位对应的所述电机扭矩补偿的放大系数，再乘以所述离合器启动挡位速比得到离合器启动所需的轮端扭矩；

所述轮端扭矩除以所述电机的挡位速比，得到所述电机补偿扭矩。

进一步地，所述基于车速对所述电机补偿扭矩进行修正，得到电机储备扭矩，包括：

在车速为0时设定电机储备扭矩为0，在车速为第一预设车速时设定电机储备扭矩为第一预设储备扭矩；

获取车速信息，若所述车速处于0和第一预设车速之间，利用插值法计算得到所述车速下的电机储备扭矩。

进一步地，所述基于车速对所述电机补偿扭矩进行修正，得到电机储备扭矩，还包括：

若车速大于所述第一预设车速，将所述电机补偿扭矩确定为所述车速下的电机储备扭矩。

进一步地，所述第一预设车速为15～20km/h。

进一步地，所述第一预设储备扭矩为800nm。

第二方面，本发明提供一种混合动力车辆电机储备扭矩的确定装置，包括：

第一获取模块，用于基于离合器的启动挡位，获取离合器的启动扭矩；

第一确定模块，用于根据所述启动挡位，确定与所述启动挡位对应的电机扭矩补偿的放大系数；

第二确定模块，用于获取电机的挡位速比和离合器启动挡位速比，根据所述电机的挡位速比、所述离合器启动挡位速比、所述电机扭矩补偿的放大系数和所述离合器的启动扭矩，确定电机补偿扭矩；

修正模块，用于基于车速对所述电机补偿扭矩进行修正，得到电机储备扭矩。

第三方面，本发明提供一种车辆，包括上述的混合动力车辆电机储备扭矩的确定装置。

实施本发明，具有如下有益效果：

本发明基于启动挡位和车速确定电机储备扭矩，在离合器启动时，能够避免由于离合器启动发动机的动力损失导致车辆加速度明显衰减的现象，而且能够避免因储备扭矩过大，造成的限制低速纯电的起步和加速能力的现象。

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，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得其它附图。

图1是本发明实施例提供的p2.5混合动力系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的离合器启动的实车测试图；

图3是本发明实施例提供的混合动力车辆电机储备扭矩的确定方法的流程示意图；

图4是本发明实施例提供的混合动力车辆电机储备扭矩的确定装置的结构示意图。

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得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“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。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或服务器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例

对于p2.5构型的混合动力车辆，在纯电行驶时，电机驱动车辆，满足离合器启动条件时，需要进行离合器启动，离合器启动的测试图如图2所示，图中a代表车速，b代表发动机转速，1代表电机扭矩，2代表实际的离合器启动扭矩，3代表电机补偿扭矩，当d挡车速10kph以上纯电行驶过程中，存在启动请求时，优先选择离合器启动，通过离合器滑膜控制把发动机拖到目标转速，在离合器启动过程中，电机扭矩分为两部分，一部分电机扭矩用来驱动车辆，另一部分电机扭矩在纯电行驶过程中进行储备，在离合器启动过程中作为补偿保证轮端驱动力稳定。由于离合器启动需要离合器施加扭矩，把拖发动机到目标转速，对整车的驱动力有一定的损失，因此需要电机储备一部分扭矩对离合器启动扭矩进行补偿，以保证拖动时车辆加速度稳定，无明显顿挫或前冲感，中小油门驾驶员不容易主动察觉到启动的发生；快速大油门启动时响应尽可能快，可接受一定程度的冲击。如果储备扭矩过大，会限制低速纯电的起步和加速能力；如果储备扭矩过小，电机补偿扭矩不足，会导致车辆加速度明显的衰减，产生顿挫感。

针对以上问题，本说明书提供了一种基于启动挡位和车速确定电机储备扭矩的技术方案；具体地：

本发明实施例提供一种混合动力车辆电机储备扭矩的确定方法，如图3所示的流程示意图，本说明书提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的系统或服务器产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境)。具体的如图3所示，所述方法可以包括：：

s301、基于离合器的启动挡位，获取离合器的启动扭矩。

在一个具体的实施方式中，基于离合器的启动挡位，获取离合器的启动扭矩，包括：根据启动挡位确定发动机目标转速；获取发动机实际转速和发动机水温；根据发动机目标转速、发动机实际转速和发动机水温，确定离合器的启动扭矩。

具体地，离合器启动扭矩表是反映离合器的启动扭矩与发动机目标转速、发动机实际转速和发动机水温的对应关系的表格，根据此表格即可直接确定离合器的启动扭矩。

本实施例方法考虑了发动机水温对离合器启动目标扭矩的影响，能够获得最合适的离合器启动目标扭矩，使得发动机启动更加平顺。

需要说明的是，拖动开始时要给离合器提供大扭矩，等到发动机转速开始上升后拖动扭矩要快速减小，直到靠近目标转速时设为0，以避免转速建立后离合器扭矩保持带来的干扰。

s302、根据启动挡位，确定与启动挡位对应的电机扭矩补偿的放大系数。

由于电机扭矩补偿的放大系数设置的偏大会导致启动过程中车辆前冲感，而设置的太小则会导致车辆产生顿挫。在一个具体的实施方式中，根据启动挡位，确定与启动挡位对应的电机扭矩补偿的放大系数，包括：

对应于启动挡位，以预设油门下离合器启动过程中电机扭矩不受限工况为基准，具体地，预设油门为中小油门，在实际应用中本领域技术人员可以根据具体情况和实际需要设置中小油门的具体开度，电机扭矩补偿的放大系数从1开始逐渐增加，直至离合器启动时车辆不发生顿挫，即可得到与启动挡位对应的电机扭矩补偿的放大系数。

本实施例中，针对每个启动挡位单独设定电机扭矩补偿的放大系数，以使电机的储备扭矩计算更为精准，避免电机储备扭矩过小导致的车辆顿挫感，以及避免由于电机储备扭矩过大导致的限制低速纯电的起步和加速能力。

s303、获取电机的挡位速比和离合器启动挡位速比，根据电机的挡位速比、离合器启动挡位速比、电机扭矩补偿的放大系数和离合器的启动扭矩，确定电机补偿扭矩；

由于离合器启动挡位和电机挡位不一定是相同的，所以需要转换。在一个具体的实施方式中，根据电机的挡位速比、离合器启动挡位速比、电机扭矩补偿的放大系数和离合器的启动扭矩，确定电机补偿扭矩，包括：离合器的启动扭矩乘以与启动挡位对应的电机扭矩补偿的放大系数，再乘以离合器启动挡位速比得到离合器启动所需的轮端扭矩；轮端扭矩除以所述电机的挡位速比，得到电机补偿扭矩，即电机补偿扭矩的计算公式为：电机补偿扭矩＝(离合器的启动扭矩)×(电机扭矩补偿的放大系数)×(离合器启动挡位速比)÷电机的挡位速比。

s304、基于车速对电机补偿扭矩进行修正，得到电机储备扭矩。

在一个具体的实施方式中，基于车速对电机补偿扭矩进行修正，得到电机储备扭矩，包括：在车速为0时设定电机储备扭矩为0，在车速为第一预设车速时设定电机储备扭矩为第一预设储备扭矩；获取车速信息，若车速处于0和第一预设车速之间，利用插值法计算得到车速下的电机储备扭矩。

具体地，第一预设车速可以为15～20km/h，第一预设储备扭矩可以为800nm。

需要说明的是，在实际应用中，本领域技术人员还可以根据车辆的具体情况，将第一预设储备扭矩设置为其他的数值，只要能够实现与本实施例中相同的功能即可。

在一个具体的实施方式中，基于车速对电机补偿扭矩进行修正，得到电机储备扭矩，还包括：若车速大于第一预设车速，将电机补偿扭矩确定为车速下的电机储备扭矩。具体地，高车速时由于启动挡位更高，对应的传动比更小，因此需要的扭矩储备会逐渐减小。

一般来说电机的储备扭矩需要保证其能够匹配启动过程中补偿的离合器扭矩，但是其太大会限制纯电的动力性，太小则容易导致启动时的顿挫。按照现有的系统配置，离合器启动的最低挡位为2挡，对应速比为9.65，其乘以最大拖动扭矩即得到理想情况下的最小扭矩储备。但是此举会导致低速电机的扭矩储备太大，明显限制混合动力车辆低速纯电的起步和加速能力。因此，本实施例中，对于低速下的储备扭矩进行了折衷，即牺牲部分离合器启动的平顺性来改善纯电工况的动力性，电机的储备扭矩设定基于轮端扭矩且与车速相关。本实施例中，0车速处设为0是为了保证纯电的动力性；第一预设车速处设为800nm是保证基本启动平顺性且兼顾纯电动力性前提下的最小设定；对于处于0和第一预设车速之间的车速，例如8km/h处的储备扭矩设定采用插值法线性化得到，目的是为了改善纯电加速的线性度；高车速时由于启动挡位更高，对应的传动比更小，因此需要的扭矩储备逐渐减小。

由以上本说明书实施例提供的技术方案可见，本说明书基于启动挡位和车速确定电机储备扭矩，在离合器启动时，能够避免由于离合器启动发动机的动力损失导致车辆加速度明显衰减的现象，而且能够避免因储备扭矩过大，造成的限制低速纯电的起步和加速能力的现象。另外，在车速为零时设置电机储备扭矩为零，能够保证低速时纯电的动力性。

本发明实施例还提供一种混合动力车辆电机储备扭矩的确定装置，参阅图4，该装置包括：第一获取模块，用于基于离合器的启动挡位，获取离合器的启动扭矩；第一确定模块，用于根据启动挡位，确定与启动挡位对应的电机扭矩补偿的放大系数；第二确定模块，用于获取电机的挡位速比和离合器启动挡位速比，根据电机的挡位速比、离合器启动挡位速比、电机扭矩补偿的放大系数和离合器的启动扭矩，确定电机补偿扭矩；修正模块，用于基于车速对电机补偿扭矩进行修正，得到电机储备扭矩。

需要说明的，所述装置实施例中的装置与方法实施例基于同样的发明构思。详情请参见方法实施例，在此不再赘述。

本发明实施例中的混合动力车辆电机储备扭矩的确定装置，基于启动挡位和车速确定电机储备扭矩，在离合器启动时，能够避免由于离合器启动发动机的动力损失导致车辆加速度明显衰减的现象，而且能够避免因储备扭矩过大，造成的限制低速纯电的起步和加速能力的现象。

本发明实施例还提供一种车辆，包括上述的混合动力车辆电机储备扭矩的确定装置。由于上述混合动力车辆电机储备扭矩的确定装置具有的上述技术效果，本实施例中的车辆也应具有相同的技术效果，在此不再赘述。

本发明的上述实施例，具有如下有益效果：本发明基于启动挡位和车速确定电机储备扭矩，在离合器启动时，能够避免由于离合器启动发动机的动力损失导致车辆加速度明显衰减的现象，而且能够避免因储备扭矩过大，造成的限制低速纯电的起步和加速能力的现象。

需要说明的是：上述本发明实施例先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。且上述对本发明特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置和车辆实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

最后应说明的是：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。