[发明专利]一种基于TTR构型的插电式混合动力车辆能量管理方法

说明书

本发明提供了一种基于TTR构型的插电式混合动力车辆能量管理方法，包括动力需求计算和动力分配两部分环节。所述的动力需求计算环节根据驾驶员油门开度推测出整车需求转矩，所述的动力分配环节根据整车需求转矩实时完成动力分配。所述的动力分配过程中，当发动机参与驱动时，根据双参数换挡规律来确定发动机输出端的转矩与变速箱输出端的转矩关系。在所述的双参数换挡规律中，结合混合动力车辆控制特点，选择了需求功率和车速作为换挡参数。所述的能量管理策略在满足车辆动力性能要求的前提下，尽量确保发动机工作在燃油经济性较高的区域，并确保工作状态稳定，以实现较好的车辆燃油经济性目标。

技术领域

本发明涉及一种插电式混合动力车辆能量管理方法，特别是涉及一种基于路面混联式(Through-the-road，TTR)构型并综合考虑各动力源动力输出范围及变速箱档位变化对发动机输出特性影响的能量管理策略。

背景技术

混合动力车辆中的路面混联式(Through-the-road，TTR)构型与其他典型构型相比，具有系统复杂程度低、驱动模式多样、四驱性能好等优势。与传统燃油车相比，该构型车辆仅在动力源上增加了一组主驱动电机，因而相对车辆原有结构影响较小，且集成度较高，任何常规动力车辆均能按照该方案实现混合动力改造，具有广阔的发展前景。然而，现有市场上采用TTR构型的车辆产品种类较少，仍待进一步发展，基于该构型的混合动力能量管理策略也仍待进一步研究，目前尚缺乏高效的能量管理方法通过合理的前后轴控制策略来实现动力、经济与四驱匹配上的平衡。

发明内容

针对上述本领域中存在的技术问题，本发明提供了一种基于TTR构型的插电式混合动力车辆能量管理方法，包括以下步骤：

(1).根据驾驶员油门/制动踏板开度确定整车需求转矩；

(2).根据所述步骤(1)中获取的所述需求转矩，结合动力电池SOC参数和车速参数，确定车辆的各工作模式；

(3).根据当前车速及需求转矩计算出需求功率，并基于车速以及所述需求功率确定换挡规律。以建立起发动机工作点位置与变速箱输出端(即前驱动桥输出端)的动力输出特性的映射关系。

(4).在所述步骤(2)中所确定的车辆的各工作模式下进行动力分配。

进一步地，所述步骤(1)中确定整车需求转矩采用以下公式：

其中，Acc表示驾驶员踏板信号，该值大于零表示油门开度，小于等于零则表示制动踏板开度；T_{drive_max}表示驱动状态下动力源提供的最大可用转矩；T_brake表示制动状态下车辆应获得的制动转矩，是制动踏板信号的函数，与传统燃油车类似。

上述公式中，驱动状态下动力源提供的最大可用转矩为前后驱动桥最大可用转矩的叠加，制动状态下动力源提供的最大可用转矩为按照机械制动特性确定的制动踏板开度与制动转矩大小关系来获得。其中的后驱动桥最大可用转矩为根据电机输出特性及单机减速机构减速比折算至车轮处的驱动力-车速输出特性对应的最大转矩。前驱动桥最大可用转矩则是根据划定的发动机经济性工作区域与CVT变速箱速比折算至车轮处的驱动力-车速输出特性对应的最大转矩。

进一步地，所述步骤(2)中确定车辆的各工作子模式，具体包括：

判断所述整车需求转矩是否大于0，若是，则根据车速分为起步模式和高速模式，并在车速范围处于起步模式对应的车速上限与高速模式对应的车速下限之间时，根据动力电池SOC由低到高划分为发动机驱动充电模式、发动机优先模式和电驱动优先模式；当需求转矩不大于0时则车辆处于制动模式。

进一步地，所述步骤(3)中确定换挡规律，具体包括：

(3.1)根据当前车速及所述需求转矩计算出需求功率；