阅读说明：本技术 一种根据电机效率扭矩动态分配的四驱混合动力控制策略 (Four-wheel drive hybrid power control strategy based on motor efficiency and torque dynamic distribution ) 是由 任崇岭 任海波 于 2020-06-14 设计创作，主要内容包括：一种根据电机效率扭矩动态分配的四驱混合动力控制策略,所述控制策略基于四驱混合动力系统,包括以下步骤：整车控制器根据驾驶员踩下加速踏板深度,计算当前驾驶员需求扭矩,并基于当前车辆前驱电机和后驱电机运行的效率区间进行扭矩的前后分配。本发明提供了一种根据电机效率对扭矩动态分配的四驱混合动力控制策略,有效改善现有四驱车辆前后轴动力分配不均,降低车辆的燃油和电能的消耗,提高车辆的经济性。(A four-wheel-drive hybrid control strategy for dynamic torque allocation based on motor efficiency, the control strategy being based on a four-wheel-drive hybrid system, comprising the steps of: the vehicle control unit calculates the current torque required by the driver according to the depth of the accelerator pedal pressed by the driver, and performs front-back distribution of the torque based on the current efficiency interval of the operation of the front drive motor and the rear drive motor of the vehicle. The invention provides a four-wheel drive hybrid power control strategy for dynamically distributing torque according to motor efficiency, which effectively improves uneven power distribution of front and rear shafts of the existing four-wheel drive vehicle, reduces the consumption of fuel and electric energy of the vehicle and improves the economy of the vehicle.)

一种根据电机效率扭矩动态分配的四驱混合动力控制策略

技术领域

本发明涉及汽车整车控制器技术领域，尤其是涉及一种根据电机效率扭矩动态分配的四驱混合动力控制策略。

背景技术

当前普遍的燃油发动机汽车在大部分的道路条件下，车辆仅能利用燃料潜能的40％，在一些更复杂的路面状况下还会跌25％，最严重的是随着汽油车保有量的增加，大气的污染也变的越来越严重。随着人们对于环保的呼声日益高涨，由此混合动力车就出现了。HCU-整车控制器作为混合动力汽车的关键零部件，其内部扭矩分配的控制策略直接影响了混合动力车的驾驶性，燃油及电能量的经济性。HCU-整车控制器的控制策略也是衡量混合动力车技术成熟度的主要依据和标志。混合动力车驾驶性，一致性，燃油经济性，电消耗经济性等时表征混合动力汽车性能的主要指标。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种根据电机效率扭矩动态分配的四驱混合动力控制策略，有效改善现有四驱车辆前后轴动力分配不均，降低车辆的燃油和电能的消耗，提高车辆的经济性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种根据电机效率扭矩动态分配的四驱混合动力控制策略，所述控制策略基于四驱混合动力系统，包括以下步骤：整车控制器根据驾驶员踩下加速踏板深度，计算当前驾驶员需求扭矩，并基于当前车辆前驱电机和后驱电机运行的效率区间进行扭矩的前后分配。

进一步，所述控制策略还包括以下步骤：

整车控制器通过加速踏板信号，根据变速箱速比查表计算得出整车需求扭矩；

整车控制器与前驱电机和后驱电机控制器通信，获取其当前的转速扭矩信息，整车控制器据此进行电机功率的计算，并进行前后轴扭矩仲裁及扭矩分配；

整车控制器计算得出前驱电机和后驱电机当前功率，根据高压电池管理系统上报的高压电池可用充放电功率进行前后驱动电机的功率分配。

再进一步，所述四驱混合动力系统的架构是P2+P4架构，包括前轴驱动总成和后轴驱动总成，所述前轴驱动总成包括同轴相连的发动机、前驱电机和前桥变速箱，前驱电机为P2电机，P2电机集成在前桥变速箱中，发动机与P2电机之间通过离合器连接，P2电机与前桥变速箱输入轴之间通过液力变矩器连接；所述后轴驱动总成包括后驱电机和后桥二挡变速箱，后驱电机为P4电机；

该系统的驾驶模式包括纯电模式和混合动力模式。

本发明的有益效果主要表现在：整车控制器接收车辆动力零部件发送实时的运行信息，快速准确的计算前后轴动力部件运行的效率区间范围，基于此效率区间范围，根据驾驶员需求扭矩，整车控制器将需求扭矩进行仲裁并计算分配，以报文行驶发送给前后轴的动力部件，实现前后轴动力部件扭矩动态调节变化使其运行在最佳效率区间之内，保证整车动力性的前提下，提高整车的经济性。

附图说明

图1为适用于本发明的P2+P4架构的混合动力系统示意图。

图2为本发明的基于效率进行扭矩动态分配的计算流程图。

图3为功率分配图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照图1～图3，一种根据电机效率扭矩动态分配的四驱混合动力控制策略，所述控制策略基于四驱混合动力系统，包括以下步骤：整车控制器HCU根据驾驶员踩下加速踏板深度，计算当前驾驶员需求扭矩，并基于当前车辆前驱电机和后驱电机运行的效率区间进行扭矩的前后分配。

进一步，所述控制策略还包括以下步骤：

整车控制器HCU通过加速踏板信号，根据变速箱速比查表计算得出整车需求扭矩；

整车控制器HCU与前驱电机和后驱电机控制器通信，获取其当前的转速扭矩信息，整车控制器HCU据此进行电机功率的计算，并进行前后轴扭矩仲裁及扭矩分配；

整车控制器HCU计算得出前驱电机和后驱电机当前功率，根据高压电池管理系统BMS上报的高压电池可用充放电功率进行前后驱动电机的功率分配。

如图1所示，三合一控制器PEU：主要控制前驱电机，后驱电机以及逆变器DCDC；所述四驱混合动力系统的架构是P2+P4架构，包括前轴驱动总成和后轴驱动总成，所述前轴驱动总成包括同轴相连的发动机、P2电机和前桥变速箱，P2电机集成在前桥变速箱中，发动机与P2电机之间通过离合器连接，P2电机与前桥变速箱输入轴之间通过液力变矩器连接；所述后轴驱动总成包括后驱电机和后桥二挡变速箱，后驱电机为P4电机。该系统的驾驶模式包括纯电模式和混合动力模式。

整车控制器HCU分别与发动机控制器ECU、三合一控制器PEU、变速箱控制器TCU、高压电池管理系统BMS进行CAN通信，发动机控制器ECU与发动机连接，三合一控制器PEU分别与与P2电机、后驱电机、逆变器DCDC连接，变速箱控制器TCU与前桥变速箱连接，前桥变速箱为6DCT变速箱，6DCT变速箱为6档双离合变速箱，电池管理系统与高压电池包连接；三合一控制器PEU与高压电池包通过车载充电机OBC连接，仪表、车身稳定系统ESP分别与混合动力控制器HCU连接。所述发动机为1.2TGDI发动机。

本发明是基于动力部件效率进行扭矩动态分配的混合动力车，所述的混合动力汽车是一种P2+P4架构的混合动力汽车，如图1所示，整车运行的模式是EV即电动模式和HEV模式即混合动力模式；所述整车控制器HCU根据驾驶员踩下加速踏板深度，来计算驾驶员的需求扭矩；所述三合一控制器PEU、高压电池管理系统BMS跟整车控制器HCU通信，其将前后轴的动力部件运行状态信息及当前高压电池可放电功率等信息，通过CAN报文的形式发送给整车控制器HCU；

所述整车控制器HCU对前后轴需求扭矩进行仲裁以及需求扭矩的分配。所述整车控制器HCU策略基于动力部件效率进行动态扭矩分配的策略。

本发明根据效率进行动态扭矩分配的四驱混合动力车辆已经用于某主机厂P2+P4架构的混合动力车，其策略主要通过对前轴P2电机以及后轴P4电机的转速，扭矩以及效率计算，整车控制器根据计算请求前后轴电机扭矩进行限制或者增加的方式来实现前轴发动机，前轴P2电机以及后轴P4电机工作运行在外特性的最优区间之内，达到节能，减排的效果。

车辆在四驱模式下运行：

1、整车控制器根据前驱电机控制器上报的前驱电机电压值，前驱电机电流值相乘得到前驱电机当前功率或者前驱电机角速度，前驱电机当前可用最大扭矩相乘，再除以根据前驱电机转速，从电机外特性曲线中查找电机效率η，计算出前驱电机当前功率P_f1。

2、整车控制器根据后驱电机控制器上报的后驱电机电压值，后驱电机电流值相乘得到后驱电机可用功率或者后驱电机角速度，后驱电机当前可用最大扭矩相乘，再除以根据后驱电机转速，从电机外特性曲线中查找电机效率η，计算出后驱电机可用功率。

3、整车控制器根据高压电池管理系统BMS上报高压电池可用充放电功率P_batt。

4、整车控制器根据步骤3中高压电池可用充放电功率P_batt，将功率进行动态分配，策略优先进行前驱分配(优先前驱，车辆起步加速更快)，根据步骤1中计算的前驱电机当前功率P_f1与步骤3中得到的高压电池可用充放电功率P_batt取最小值，作为分配给前驱电机的功率，即前驱电机分配的可用功率为P_sf＝Min(P_batt,P_f1)，利用步骤3中高压电池可用充放电功率P_batt减去前驱电机分配的可用功率值P_sf就是分配给后驱的可用功率P_sr，即P_sr＝P_batt-Min(P_batt,P_f1)。

5、根据4中计算出的前驱和后驱分配的可用功率，分别除以对应前驱电机、后驱电机的转速即可计算出前后驱电机扭矩限值，整车控制器根据计算的前驱电机和后驱电机扭矩限值对驾驶员总的需求扭矩进行分配。

6、实现前后驱功率的动态分配。如图1，P2+P4架构的四驱混合动力汽车在行车过程中，由于前轴和后轴变速箱和减速器的速比不一样，一定车速下，前驱P2电机和后驱P4电机转速不一致，这导致P2电机和P4电机所在的工作效率区间不同，以上算法根据P2电机和P4电机当前工作的效率进行动态扭矩调节，使两个电机都可以运行在电机特性的最优的工作区间中。

本发明实施的根据电机效率对扭矩动态分配的四驱混合动力控制策略，车辆P2电机和P4电机扭矩的分配是整车控制器HCU根据车辆当前工况智能动态分配，使得P2电机和P4电机都运行在经济的区间，本策略能改善车辆的燃油经济性，高压电池电量合理有效的利用，且不影响车辆对驾驶环境的适应性，车辆通过性能更好。

本发明保证混合动力汽车更有效的达到汽车性能的主要指标，整车控制器HCU的基于动力部件效率进行动态扭矩分配的策略就成为一种相对较理想的整车控制方式。