48V轻混系统的电助力控制方法、装置及汽车

摘要

本发明揭示了一种48V轻混系统的电助力控制方法、装置及汽车，包括如下步骤：S1、根据油门踏板的开度解析得出原始需求扭矩，获取发动机实际扭矩，计算出电动力基础需求扭矩，电动力基础需求扭矩为原始需求扭矩与发动机实际扭矩的差值；S2、采集车辆状态数据，判断电助力使能条件是否能满足提供电动力基础需求扭矩；S3、根据车辆状态数据解析得到电助力修正需求扭矩；S4、依据最小燃油消耗原则得到电助力最终需求扭矩。本发明提供的电助力控制方法中，发动机实际扭矩是发动机稳态需求扭矩，而电机是依据原始需求扭矩与发动机实际扭矩的相互大小关系而变化，如此可使发动机发挥高效率工作的同时，合理分配电机的功能，提高混合动力系统的工作效率。

说明书

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，具体而言，尤其涉及一种48V轻混系统的电助力控制方法、装置及汽车。

背景技术

随着全球能源紧缺和汽车排放污染等问题的日益严重，推进低能耗、低排放的新能源汽车已成为各界的共识。新能源汽车动力系统方案中，强混系统是当前不错的选择。在强混系统中，动力配置一般采用较小的发动机和大扭矩、高功率的电机。发动机在响应驾驶员需求时，会动力不足，扭矩响应慢，此时需求电机做一定的助力，所以，为满足驾驶员动力性要求，在动态过程中需对发动机、电机做动态的扭矩分配。

强混系统一般具有50到80公里的纯电动行驶里程，当电量下降到一定程度时，又可以进入混合驱动工作模式。强混系统既考虑了一定的纯电动里程，达到较高的节能减排效果。又不受当前充电设施紧缺而限制用车情况，因而具有巨大的应用前景。

综上所述，如何提供一种在混合驱动工作模式下的扭矩分配方法，通过合理能量分配策略优化发动机工作区间，从而提高整个系统的工作效率，成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种48V轻混系统的电助力控制方法、装置及汽车。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种48V轻混系统的电助力控制方法，包括如下步骤：

S1、根据油门踏板的开度解析得出原始需求扭矩，获取发动机的反馈信号得到发动机实际扭矩，计算出电动力基础需求扭矩，所述电动力基础需求扭矩为所述原始需求扭矩与所述发动机实际扭矩的差值；

S2、采集车辆状态数据，判断电助力使能条件是否能满足提供所述电动力基础需求扭矩；

S3、根据车辆状态数据解析得到电助力修正需求扭矩；

S4、依据最小燃油消耗原则得到电助力最终需求扭矩。

优选的，步骤S2具体为：

S21、采集挡位信号、油门踏板的开度信号、制动踏板信号、电池电量信号；

S22、根据采集到的信号进行判断，

同时满足判断条件时则判断电助力使能条件满足，所述判断条件为：挡位信号为前进挡状态、油门踏板的开度信号大于等于阈值、制动踏板信号为0、电池电量信号不小于阈值；

当所述判断条件的至少一个不满足时，则判断电助力使能条件不满足。

优选的，步骤S2还包括步骤S23.根据充放电管理模型最小等效燃油消耗策略得到的放电功率限值，当所述放电功率限值小于阈值时，禁止电助力从而进入优先级较低的充电状态，实现最佳的扭矩分配。

优选的，步骤S2还包括步骤S24.当电动力基础需求扭矩小于或等于零值时，不满足电助力使能条件，不对其进行电助力。

优选的，步骤S3具体为：

S31、根据采集得到的所述挡位信号，配置相应的修正系数K1；

根据采集得到的所述油门踏板的开度信号，配置相应的修正系数K2；

根据采集得到的电池电量信号，配置电池不同SOC下相应的修正系数K3；

采集采集得到的车速信号，配置相应的修正系数K4；

S32、将电动力基础需求扭矩与K1、K2、K3、K4的乘积，配置为电助力修正需求扭矩。

优选的，步骤S4具体为：

S41、根据充放电管理模型最小等效燃油消耗策略，确定放电功率限值；

S42、根据所述放电功率限值和发动机当前转速，计算得到放电功率限值扭矩，

根据扭矩功率转换公式P=转速*发动机输出限值扭矩/9550，

则放电功率限值扭矩为Torq=P*9550/转速；

S43、根据电机型号得到电机扭矩外特性限值；

S44、根据变速箱限值扭矩和发动机实际扭矩，计算得到变速箱助力限值扭矩；

S45、获取电池的功率分流限值扭矩。

优选的，步骤S44具体为如下步骤：

S441、通过CAN网络发送总的输出限值扭矩；

S442、所述输出限值扭矩减去发动机实际扭矩得到变速箱助力限值扭矩。

优选的，步骤S45具体位置如下步骤：

设电池功率为P

P

通过上述公式将电机允许消耗的电功率转化为允许的机械输出功率P

则功率分流限值扭矩为Torq= P

一种48V轻混系统的电助力控制装置，括：至少一个处理器，以及与处理器连接的存储器；其中，存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够实现如上所述的48V轻混系统的电助力控制方法。

一种汽车，包括车体，以及如上所述的48V轻混系统的电助力控制装置，所述48V轻混系统的电助力控制装置控制车辆进行电助力。

本发明提供的电助力控制方法中，发动机实际扭矩是发动机稳态需求扭矩，而电机是依据原始需求扭矩与发动机实际扭矩的相互大小关系而变化，如此可使发动机发挥高效率工作的同时，合理分配电机的功能，从而提高混合动力系统的工作效率。另外，电机可根据所采集到的车辆状态信息合理调整其工作状态，延长其使用寿命的同时，发挥最大的工作效率。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

图1：本发明优选实施例的架构图；

图2：本发明优选实施例的流程图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限于本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1至图2所示，本发明揭示了一种48V轻混系统的电助力控制方法，包括如下步骤：

S1、根据油门踏板的开度解析得出原始需求扭矩，获取发动机的反馈信号得到发动机实际扭矩，计算出电动力基础需求扭矩，所述电动力基础需求扭矩为所述原始需求扭矩与所述发动机实际扭矩的差值。上述中，发动机实际扭矩是发动机稳态需求扭矩，计算出原始需求扭矩减去发动机实际扭矩的差值为电动力基础需求扭矩。

S2、采集挡位信号、油门踏板的开度信号、制动踏板信号、电池电量信号；

S22、根据采集到的信号进行判断，

同时满足判断条件时则判断电助力使能条件满足，所述判断条件为：挡位信号为前进挡状态、油门踏板的开度信号大于等于阈值、制动踏板信号为0、电池电量信号不小于阈值；

当所述判断条件的至少一个不满足时，则判断电助力使能条件不满足。

上述中，当挡位信号须为前进挡时，满足电助力使能条件，对其进行电助力；当挡位信号为空挡或倒挡状态时，不满足电助力使能条件，不对其进行电助力。

当油门踏板的开度大于或等于阈值时，满足电助力使能条件，对其进行电助力；当没有踩油门或油门踏板的开度小于阈值时，不满足电助力使能条件，不对其进行电助力。

当踩动制动踏板时，即驾驶员有制动需求，不满足电助力使能条件，不对其进行电助力。

当48v电池电量信号大于或等于阈值时，满足电助力使能条件，对其进行电助力；当48v电池电量信号小于阈值时，不满足电助力使能条件，不对其进行电助力。

还包括：根据充放电管理模型最小等效燃油消耗策略得到的放电功率限值，当所述放电功率限值小于阈值时，禁止电助力从而进入优先级较低的充电状态，实现最佳的扭矩分配。

当电动力基础需求扭矩小于或等于零值时，不满足电助力使能条件，不对其进行电助力。

在挡位信号、油门踏板的开度信号、制动踏板信号、电池电量信号的判断条件均满足时，才会判断放电功率限值和电动力基础需求扭矩。

S3、根据车辆状态数据解析得到电助力修正需求扭矩。上述中，电机是依据原始需求扭矩与发动机实际扭矩的相互大小关系而变化，如此可使发动机发挥高效率工作的同时，合理分配电机的功能，从而提高混合动力系统的工作效率。

S31、根据采集得到的所述挡位信号，配置相应的修正系数K1。采集挡位信号，不同挡位下，根据不同加速度需求配置不同的修正系数，以优化驾驶感受。

根据采集得到的所述油门踏板的开度信号，配置相应的修正系数K2。采集油门踏板信号，根据不同油门踏板的开度配置不同的修正系数，以优化驾驶感受。

根据采集得到的电池电量信号，配置电池不同SOC下相应的修正系数K3。采集48v电池电量信号，根据不同SOC下配置不同的修正系数，优化电平衡，防止电池电量异常。

采集采集得到的车速信号，配置相应的修正系数K4。采集车速信号，不同车速下配置不同的修正系数，以优化驾驶感受。

S32、将电动力基础需求扭矩与K1、K2、K3、K4的乘积，配置为电助力修正需求扭矩。

修正系数K1、K2、K3、K4都与不同参数相关，根据不同项目以及客户需求进行查表。

例如K1根据挡位查表，低挡位下起步助力要求高则系数大，高挡位下主要靠发动机工作则系数小。

K2根据油门踏板开度查表，小油门开度下助力需求小则系数小，大油门开度下助力需求大则系数大。

K3根据电池电量查表，电量足则系数大允许大功率放电，电量低则系数小仅允许小功率放电。

K4根据车速查表，车速低时需要电机助力强则系数大，高车速下功率输出主要靠发动机则系数小。

S4、依据最小燃油消耗原则得到电助力最终需求扭矩。

S41、根据充放电管理模型最小等效燃油消耗策略，确定放电功率限值。在电助力工况下，电机和发动机都在工作，对于发动机本身工作而言，是存在最佳油耗经济区的。同样驾驶员功率请求下，优先分配发动机功率在最佳油耗区，不够的才会让电机功率介入。例如某一刻驾驶员需求输出功率为80Kw,对应发动机60Kw为最佳油耗，则剩余20kw为电机放电功率限值，电机不得超过此功率。

S42、根据所述放电功率限值和发动机当前转速，计算得到放电功率限值扭矩，

根据扭矩功率转换公式P=转速*发动机输出限值扭矩/9550，

则放电功率限值扭矩为Torq=P*9550/转速；

S43、根据电机型号得到电机扭矩外特性限值，上述中，电机扭矩外特性限值的获取流程如下：首先会计算基础电助力扭矩，然后把各个参数的影响作为修正系数乘以基础电助力扭矩，再把各个方面的限值（电机本身的外特性限值，变速箱限值扭矩等）与前述扭矩取小，得到最终的电助力扭矩需求。。

S44、根据变速箱限值扭矩和发动机实际扭矩，计算得到变速箱助力限值扭矩，首先变速箱会通过CAN网络发送总的输出限值扭矩以保护变速箱以及换档控制，此扭矩减去发动机实际扭矩得到对应的电机限值扭矩。变速箱限值扭矩主要用于保护变速箱以及换档时防止冲击，自动变速箱在换档时会模拟手动挡车丢油门操作发送限值扭矩给到发动机控制器，发动机控制器需要响应自动变速箱的请求。变速箱限值扭矩减去发动机实际扭矩，得到对应的电机限值扭矩。即在换档过程中，电机助力扭矩也要受到变速箱降扭请求的限制。

S45、获取电池的功率分流限值扭矩，防止电池功率超限造成系统故障。

具体的，首先电池本身根据自身容量以及温度会有最大的放电功率，即放电功率不能超过此限制。

对于48V系统而言，主要高压部件为电池、电机、DCDC，即不管充放电，都是这三个部件在交互。由于48V系统取消传统12V发电机，其中DCDC主要将高压电转化为12V电给蓄电池以及整车负载供电。

设电池功率为P

P

通过上述公式将电机允许消耗的电功率转化为允许的机械输出功率P

则功率分流限值扭矩为Torq= P

本发明揭示了一种48V轻混系统的电助力控制装置，包括：至少一个处理器，以及与处理器连接的存储器；其中，存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够实现如上所述的48V轻混系统的电助力控制方法。

本发明还揭示了一种汽车，其包括车体，以及如上所述的48V轻混系统的电助力控制装置，所述48V轻混系统的电助力控制装置控制车辆进行电助力。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。