用于混合动力汽车的扭矩分配方法及装置与流程

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种用于混合动力汽车的扭矩分配方法、一种混合动力汽车的扭矩控制方法、一种用于混合动力汽车的扭矩分配装置、一种混合动力汽车的扭矩控制装置以及一种混合动力汽车。

背景技术：

混合动力汽车已成为解决环境污染和能源短缺最具市场潜力的车型之一。混合动力汽车通过合理地采用电机提供驱动力，能够达到节省油耗的作用，据此，相关的混合动力汽车的控制单元内都内置有扭矩协调分配策略，在不改变扭矩需求的前提下，合理分配发动机和电机的扭矩，使动力总成的效率达到最佳。扭矩协调控制分配功能对混合动力车具有重要的意义，整车厂家的数据显示，扭矩分配功能对混合动力车节油贡献率高达7％。

为了节约油耗，相关技术提出可一种扭矩控制分配策略，即让发动机一直工作在最佳燃油消耗率曲线附近，或者，限制发动机的工作区域，将发动机的工作点限制在相对的高效区内。但是，相关技术存在的问题是，仅仅关注的是发动机燃油经济性问题，并没有太多关注发动机的排放问题，然而发动机的燃油消耗率低的区域并不一定是排放性能表现优秀的区域，没有发挥出混合动力汽车节能和环保的优势。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种用于混合动力汽车的扭矩分配方法，该方法能够同时兼顾发动机的经济性和排放性，充分发挥出混合动力汽车节能和环保的优势。

本发明的第二个目的在于提出一种混合动力汽车的扭矩控制方法。本发明的第三个目的在于提出一种用于混合动力汽车的扭矩分配装置。本发明的第四个目的在于提出一种混合动力汽车的扭矩控制装置。本发明的第五个目的在于提出一种混合动力汽车。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种用于混合动力汽车的扭矩分配方法，包括以下步骤：获取待分配的汽车驱动扭矩；根据所述待分配的汽车驱动扭矩和所述混合动力汽车的混动模式获取分配给发动机的多个经济扭矩，其中，所述混动模式包括无电机助力混动模式和电机助力驱动模式；获取所述待分配的汽车驱动扭矩对应的发动机排放参数，以计算所述待分配的汽车驱动扭矩对应的第一排放物总比值，并获取每个经济扭矩对应的发动机排放参数，以计算每个经济扭矩对应的第二排放物总比值；筛选出所述第二排放物总比值大于所述第一排放物总比值的经济扭矩，并根据筛选出的经济扭矩构造在所述待分配的汽车驱动扭矩和所述混动模式下发动机的扭矩分配值。

根据本发明实施例提出的用于混合动力汽车的扭矩分配方法，筛选出第二排放物总比值大于第一排放物总比值的经济扭矩，并根据筛选出的经济扭矩构造在待分配的汽车驱动扭矩和混动模式下发动机的扭矩分配值，从而在混动模式下，能够同时兼顾发动机的经济性和排放性，充分发挥出混合动力汽车节能和环保的优势。

根据本发明的一个实施例，当所述混动模式为无电机助力混动模式时发动机驱动所述混合动力汽车且带动电机给电池充电，所述根据所述待分配的汽车驱动扭矩和所述混合动力汽车的混动模式获取分配给发动机的多个经济扭矩包括：以所述待分配的汽车驱动扭矩为基准获取同一发动机转速下的N个第一扭矩，其中，每个第一扭矩均小于所述待分配的汽车驱动扭矩，N为大于1的正整数；计算每个第一扭矩下的发动机等效燃油消耗率和所述待分配的汽车驱动扭矩下的发动机有效燃油消耗率；将所述发动机等效燃油消耗率小于所述待分配的汽车驱动扭矩下的发动机有效燃油消耗率的第一扭矩作为所述经济扭矩。

根据本发明的一个实施例，根据以下公式计算每个第一扭矩下的发动机等效燃油消耗率：

Be′＝BB÷{PA+(PB-PA)×η1×η2×η3×η4}×1000

其中，Be′为第一扭矩下的发动机等效燃油消耗率，BB为发动机在第一扭矩下的单位小时油耗量，PA为所述待分配的汽车驱动扭矩对应的发动机功率，PB为所述第一扭矩对应的发动机功率，η1为电机的发电效率、η2为电池的充电效率，η3为电机系统的电动效率，η4为电池的放电效率。

根据本发明的一个实施例，当所述混动模式为电机助力驱动模式时发动机和电机共同驱动所述混合动力汽车，所述根据所述待分配的汽车驱动扭矩和所述混合动力汽车的混动模式获取分配给发动机的多个经济扭矩包括：以所述待分配的汽车驱动扭矩为基准获取同一发动机转速下的M个第二扭矩，其中，每个第二扭矩均大于所述待分配的汽车驱动扭矩，M为大于1的正整数；计算每个第二扭矩下的发动机等效燃油消耗率和所述待分配的汽车驱动扭矩下的发动机有效燃油消耗率；将所述发动机等效燃油消耗率小于所述待分配的汽车驱动扭矩下的发动机有效燃油消耗率的第二扭矩作为所述经济扭矩。

根据本发明的一个实施例，根据以下公式计算每个第二扭矩下的发动机等效燃油消耗率：

Ce′＝{CC+(PA-PC)/η3×η4/k}÷{PC+(PA-PC)/η}×1000

其中，Ce′为第二扭矩下的发动机等效燃油消耗率，CC为发动机在第二扭矩下的单位小时油耗量，PA为所述待分配的汽车驱动扭矩对应的发动机功率，PC为所述第二扭矩对应的发动机功率，η3为电机系统的电动效率，η4为电池的放电效率，k为油电转换系数，η为最终有效效率，η＝η3×η4。

根据本发明的一个实施例，所述发动机排放参数包括一氧化碳co排放比、氮氧化物NOX排放比、烟度SF排放比以及碳氢化物CH排放比，其中，根据每个经济扭矩对应的一氧化碳co排放比、氮氧化物NOX排放比、烟度SF排放比以及碳氢化物CH排放比之和计算每个经济扭矩对应的第一排放物总比值，并根据所述需求扭矩对应的一氧化碳co排放比、氮氧化物NOX排放比、烟度SF排放比以及碳氢化物CH排放比之和计算所述需求扭矩的第二排放物总比值。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种混合动力汽车的扭矩控制方法，包括以下步骤：获取所述混合动力汽车的当前需求扭矩和当前混动模式；根据所述当前需求扭矩和当前混动模式并通过发动机扭矩分配表获取发动机扭矩分配值，其中，通过上述实施例的用于混合动力汽车的扭矩分配方法构造发动机扭矩分配表；根据所述发动机扭矩分配值和所述当前需求扭矩对所述混合动力汽车的发动机和电机进行扭矩分配。

根据本发明实施例提出的混合动力汽车的扭矩控制方法，通过上述实施例的用于混合动力汽车的扭矩分配方法构造发动机扭矩分配表，并根据当前需求扭矩和当前混动模式并通过发动机扭矩分配表获取发动机扭矩分配值，以及根据发动机扭矩分配值和当前需求扭矩对混合动力汽车的发动机和电机进行扭矩分配，从而在混动模式下，能够同时兼顾发动机的经济性和排放性，充分发挥出混合动力汽车节能和环保的优势。

为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种用于混合动力汽车的扭矩分配装置，包括：第一获取模块，用于获取待分配的汽车驱动扭矩；第二获取模块，用于根据所述待分配的汽车驱动扭矩和所述混合动力汽车的混动模式获取分配给发动机的多个经济扭矩，其中，所述混动模式包括无电机助力混动模式和电机助力驱动模式；第三获取模块，用于获取所述待分配的汽车驱动扭矩对应的发动机排放参数，以计算所述待分配的汽车驱动扭矩对应的第一排放物总比值，并获取每个经济扭矩对应的发动机排放参数，以计算每个经济扭矩对应的第二排放物总比值；筛选模块，用于筛选出所述第二排放物总比值大于所述第一排放物总比值的经济扭矩；构造模块，用于根据筛选出的经济扭矩构造在所述待分配的汽车驱动扭矩和所述混动模式下发动机的扭矩分配值。

根据本发明实施例提出的用于混合动力汽车的扭矩分配装置，通过筛选模块筛选出第二排放物总比值大于第一排放物总比值的经济扭矩，构造模块根据筛选出的经济扭矩构造在待分配的汽车驱动扭矩和混动模式下发动机的扭矩分配值，从而在混动模式下，能够同时兼顾发动机的经济性和排放性，充分发挥出混合动力汽车节能和环保的优势。

根据本发明的一个实施例，当所述混动模式为无电机助力混动模式时发动机驱动所述混合动力汽车且带动电机给电池充电，所述第二获取模块进一步用于：以所述待分配的汽车驱动扭矩为基准获取同一发动机转速下的N个第一扭矩，并计算每个第一扭矩下的发动机等效燃油消耗率和所述待分配的汽车驱动扭矩下的发动机有效燃油消耗率，以及将所述发动机等效燃油消耗率小于所述待分配的汽车驱动扭矩下的发动机有效燃油消耗率的第一扭矩作为所述经济扭矩，其中，每个第一扭矩均小于所述待分配的汽车驱动扭矩，N为大于1的正整数。

根据本发明的一个实施例，所述第二获取模块根据以下公式计算每个第一扭矩下的发动机等效燃油消耗率：

Be′＝BB÷{PA+(PB-PA)×η1×η2×η3×η4}×1000

其中，Be′为第一扭矩下的发动机等效燃油消耗率，BB为发动机在第一扭矩下的单位小时油耗量，PA为所述待分配的汽车驱动扭矩对应的发动机功率，PB为所述第一扭矩对应的发动机功率，η1为电机的发电效率、η2为电池的充电效率，η3为电机系统的电动效率，η4为电池的放电效率。

根据本发明的一个实施例，当所述混动模式为电机助力驱动模式时发动机和电机共同驱动所述混合动力汽车，所述第二获取模块进一步用于：以所述待分配的汽车驱动扭矩为基准获取同一发动机转速下的M个第二扭矩，并计算每个第二扭矩下的发动机等效燃油消耗率和所述待分配的汽车驱动扭矩下的发动机有效燃油消耗率，以及将所述发动机等效燃油消耗率小于所述待分配的汽车驱动扭矩下的发动机有效燃油消耗率的第二扭矩作为所述经济扭矩，其中，每个第二扭矩均大于所述待分配的汽车驱动扭矩，M为大于1的正整数。

根据本发明的一个实施例，所述第二获取模块根据以下公式计算每个第二扭矩下的发动机等效燃油消耗率：

Ce′＝{CC+(PA-PC)/η3×η4/k}÷{PC+(PA-PC)/η}×1000

其中，Ce′为第二扭矩下的发动机等效燃油消耗率，CC为发动机在第二扭矩下的单位小时油耗量，PA为所述待分配的汽车驱动扭矩对应的发动机功率，PC为所述第二扭矩对应的发动机功率，η3为电机系统的电动效率，η4为电池的放电效率，k为油电转换系数，η为最终有效效率，η＝η3×η4。

根据本发明的一个实施例，所述发动机排放参数包括一氧化碳co排放比、氮氧化物NOX排放比、烟度SF排放比以及碳氢化物CH排放比，其中，所述第三获取模块根据每个经济扭矩对应的一氧化碳co排放比、氮氧化物NOX排放比、烟度SF排放比以及碳氢化物CH排放比之和计算每个经济扭矩对应的第一排放物总比值，并根据所述需求扭矩对应的一氧化碳co排放比、氮氧化物NOX排放比、烟度SF排放比以及碳氢化物CH排放比之和计算所述需求扭矩的第二排放物总比值。

为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种混合动力汽车的扭矩控制装置，包括：第一获取单元，用于获取所述混合动力汽车的当前需求扭矩和当前混动模式；第二获取单元，根据所述当前需求扭矩和当前混动模式并通过发动机扭矩分配表获取发动机扭矩分配值，通过上述实施例的用于混合动力汽车的扭矩分配装置构造发动机扭矩分配表；扭矩分配单元，用于根据所述发动机扭矩分配值和所述当前需求扭矩对所述混合动力汽车的发动机和电机进行扭矩分配。

根据本发明实施例提出的混合动力汽车的扭矩控制装置，通过上述实施例的用于混合动力汽车的扭矩分配方法构造发动机扭矩分配表，第二获取单元根据当前需求扭矩和当前混动模式并通过发动机扭矩分配表获取发动机扭矩分配值，进而扭矩分配单元根据发动机扭矩分配值和当前需求扭矩对混合动力汽车的发动机和电机进行扭矩分配，从而在混动模式下，能够同时兼顾发动机的经济性和排放性，充分发挥出混合动力汽车节能和环保的优势。

为达到上述目的，本发明第五方面实施例提出了一种混合动力汽车，包括所述的混合动力汽车的扭矩控制装置。

根据本发明实施例提出的混合动力汽车，通过上述的混合动力汽车的扭矩控制装置，在混动模式下，能够同时兼顾发动机的经济性和排放性，从而充分发挥出混合动力汽车节能和环保的优势。

附图说明

图1是本发明一个实施例的混合动力汽车的动力总成系统的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的用于混合动力汽车的扭矩分配方法的流程图；

图3是根据本发明一个实施例的用于混合动力汽车的扭矩分配方法的流程图；

图4是根据本发明另一个实施例的用于混合动力汽车的扭矩分配方法的流程图；

图5是根据本发明一个实施例的发动机的万有特性曲线图的示意图；

图6是根据本发明实施例的混合动力汽车的扭矩控制方法的流程图；

图7是根据本发明实施例的用于混合动力汽车的扭矩分配装置的方框示意图；以及

图8是根据本发明实施例的混合动力汽车的扭矩控制装置的方框示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图来描述本发明实施例提出的用于混合动力汽车的扭矩分配方法、混合动力汽车的扭矩控制方法、用于混合动力汽车的扭矩分配装置、混合动力汽车的扭矩控制装置以及混合动力汽车。

其中，根据本发明的一个具体实施例，混合动力汽车可为单轴并联混合动力汽车，具体地，单轴并联混合动力汽车的动力总成系统可如图1所示，其动力总成系统主要包括发动机及发动机控制器ECU、电动/发电机及电动/发电机控制器MCU、离合器、变速箱AMT及变速箱控制器TCU、整车控制器VCU，其中，发动机通过离合器与电动/发电机相连，电动/发电机通过变速箱AMT与车轮相连。

混合动力汽车的工作模式包括纯电动模式和混动模式，混动模式包括电机助力驱动模式和无电机助力驱动模式。其中，在纯电动模式，只由电机/发电机提供驱动力，电动/发电机直接通过变速箱AMT驱动车轮；在电机助力驱动模式，由发动机和电机共同提供驱动力，即发动机带动电动/发电机并通过变速箱AMT驱动车轮，同时电动/发电机也通过变速箱AMT驱动车轮；在无电机助力驱动模式，只由发动机提供驱动力，即发动机带动电动/发电机并通过变速箱AMT驱动车轮，发动机带动电动/发电机发电以为电池充电。

应当理解的是，本发明实施例的混合动力汽车包括但不限于图1实施例的动力总成系统，相应地，本发明实施例的扭矩分配方法也适用于但不限于图1实施例的动力总成系统。

下面描述本发明第一方面实施例的用于混合动力汽车的扭矩分配方法。

图2是根据本发明实施例的用于混合动力汽车的扭矩分配方法的流程图。如图2所示，用于混合动力汽车的扭矩分配方法包括以下步骤：

S1：获取待分配的汽车驱动扭矩。

其中，汽车驱动扭矩是指驱动混合动力汽车达到预设车速所需的驱动扭矩。

S2：根据待分配的汽车驱动扭矩和混合动力汽车的混动模式获取分配给发动机的多个经济扭矩，其中，混动模式包括无电机助力混动模式和电机助力驱动模式。

其中，经济扭矩是指有利于发动机经济性的扭矩，换言之，发动机执行经济扭矩有利于整车经济性的提高。

S3：获取待分配的汽车驱动扭矩对应的发动机排放参数，以计算待分配的汽车驱动扭矩对应的第一排放物总比值，并获取每个经济扭矩对应的发动机排放参数，以计算每个经济扭矩对应的第二排放物总比值。

S4：筛选出第二排放物总比值大于第一排放物总比值的经济扭矩，并根据筛选出的经济扭矩构造在待分配的汽车驱动扭矩和混动模式下发动机的扭矩分配值。

也就是说，在有利于发动机经济性的经济扭矩中，进一步筛选出有利于发动机排放性的经济扭矩，由此，就获取了能够同时兼顾节能和环保的扭矩分配值。

下面详细描述本发明实施例的用于混合动力汽车的扭矩分配方法。

根据本发明的一个实施例，如图3所示，当混动模式为无电机助力混动模式时发动机驱动混合动力汽车且带动电机给电池充电，根据待分配的汽车驱动扭矩和混合动力汽车的混动模式获取分配给发动机的多个经济扭矩包括：

S21：以待分配的汽车驱动扭矩为基准获取同一发动机转速下的N个第一扭矩，其中，每个第一扭矩均小于待分配的汽车驱动扭矩，N为大于1的正整数。

其中，在获取待分配的汽车驱动扭矩之后，可根据发动机万有特性曲线获取纯发动机模式下即无扭矩分配时发动机的工作点，在纯发动机模式/无扭矩分配时，只有发动机提供驱动力，且发动机无需带动电机/发电机发电。然而发动机的工况点会因为电机的助力或是带动电机给电池发电而发生变化。

以图5所示的某款发动机的万有特性曲线图为例，A点即是发动机在某一转速和扭矩下的工况点，A点表示为纯发动机模式时整车需要的发动机工作点，即无扭矩分配时发动机的工作点；B点表示为无电机助力混动模式时发动机的工作点，即B点表示为混合动力汽车处于混动模式且无电机助力发动机时，即发动机需要带动电机给电池充电时，发动机的工作点，此时，因为电机工作在发电状态，相当于是负载，所以在车速不变即是发动机转速不变的情况下，相对于纯发动机模式时即A点，发动机提供的驱动力会变大一些；C点表示电机助力混动模式时发动机的工作点，即C点表示为混合动力汽车处于混动模式且有电机助力发动机时，即发动机和电机共同驱动车辆时，发动机的工作点，此时，因为电机提供一部分驱动力，所以在车速不变即是发动机转速不变的情况下，相对于纯发动机模式时即A点，发动机提供的驱动力会小一些。

由此，当汽车驱动扭矩对应于A点时，根据混合动力汽车的混动模式，可以获得N个第一扭矩即若干个B点，因为用来发电的扭矩可以不同的扭矩值，只要没有超过发动机的外特性扭矩，即是可以划分出很多不同的B点，例如B1、B2、B3、B4、……，进而可以从N个第一扭矩中筛选出多个经济扭矩。

S22：计算每个第一扭矩下的发动机等效燃油消耗率和待分配的汽车驱动扭矩下的发动机有效燃油消耗率。

具体地，可根据以下公式计算每个第一扭矩下的发动机等效燃油消耗率：

Be′＝BB÷{PA+(PB-PA)×η1×η2×η3×η4}×1000

其中，Be′为第一扭矩下的发动机等效燃油消耗率，BB为发动机在第一扭矩下的单位小时油耗量，PA为待分配的汽车驱动扭矩对应的发动机功率，PB为第一扭矩对应的发动机功率，η1为电机的发电效率、η2为电池的充电效率，η3为电机系统的电动效率，η4为电池的放电效率。

S23：将发动机等效燃油消耗率小于待分配的汽车驱动扭矩下的发动机有效燃油消耗率的第一扭矩作为经济扭矩。

也就是说，如果第一扭矩下的发动机等效燃油消耗率小于待分配的汽车驱动扭矩下的发动机有效燃油消耗率，则将该第一扭矩作为经济扭矩；如果第一扭矩下的发动机等效燃油消耗率大于或等于待分配的汽车驱动扭矩下的发动机有效燃油消耗率，则不将该第一扭矩作为经济扭矩。

具体来说，当发动机工作在B点时，发动机和电机的扭矩分配关系为：发动机部分扭矩用于提供汽车驱动扭矩，剩余部分扭矩提供至电机以对电池充电。以图5为例，用于充电的功率ΔP为：

ΔP＝PB-PA (1)

其中，PA为待分配的汽车驱动扭矩对应的发动机功率，即扭矩分配于A点的功率，等于满足车辆驱动扭矩的发动机功率，PB为第一扭矩对应的发动机功率即扭矩分配于B点的发动机功率，也即发动机的实际输出功率(与该点的扭矩分配值对应)，高于A点的功率PA，二者差值为发动机用于充电的功率ΔP。

发动机用于充电的功率ΔP要经过电机的发电效率η1、电池的充电效率η2、电机系统的电动效率η3、电池的放电效率η4这一系列的效率转化后，最终才是有效输出到车轮上的能量。也就是说，ΔP不可能百分百的有效地作用于整车上，要经过电机系统和电池的效率转化，最终的有效效率η为：

η＝η1×η2×η3×η4 (2)

所以，相对于A点的功率PA，发动机增加的功率ΔP真正能够作用到整车上的有效功率ΔP′为：

ΔP′＝ΔP×η (3)

由此，B点即第一扭矩对应的实际有效功率PB′为：

PB′＝PA+(PB-PA)×η (4)

由发动机万有数据可得发动机在B点即第一扭矩的单位小时油耗量BB，而根据发动机有效燃油消耗率定义可得Be＝BB÷P×1000，所以，B点即第一扭矩对应的发动机和电机实际的等效燃油消耗率Be′为：

Be′＝BB÷{PA+(PB-PA)×η1×η2×η3×η4}×1000 (5)

另外，根据发动机万有数据可读取发动机的有效燃油消耗率，进而，根据发动机万有数据可获取待分配的汽车驱动扭矩下的发动机有效燃油消耗率，即A点的发动机有效燃油消耗率Ae。

如果Be′<Ae，则说明B点的实际等效燃油消耗率低于无扭矩分配时A点的发动机有效燃油消耗率，此时的扭矩分配值是对经济性有利的点，即有利扭矩分配值，执行有利扭矩分配值有利于整车经济性的提高，此时B点对应的扭矩可作为经济扭矩；

如果Be′≧Ae，则说明B点的实际等效燃油消耗率大于无扭矩分配时A点的发动机有效燃油消耗率，此时的扭矩分配值是对经济性有害的点，即不利扭矩分配值，不能按照该不利扭矩分配值执行扭矩分配，此时B点对应的扭矩不可作为经济扭矩。

根据本发明的一个实施例，如图4所示，当混动模式为电机助力驱动模式时发动机和电机共同驱动混合动力汽车，根据待分配的汽车驱动扭矩和混合动力汽车的混动模式获取分配给发动机的多个经济扭矩包括：

S24：以待分配的汽车驱动扭矩为基准获取同一发动机转速下的M个第二扭矩，其中，每个第二扭矩均大于待分配的汽车驱动扭矩，M为大于1的正整数。

如步骤S21所述，图5中C点表示电机助力混动模式时发动机的工作点，即C点表示为混合动力汽车处于混动模式且有电机助力发动机时，即发动机和电机共同驱动车辆时，发动机的工作点，此时，因为电机提供一部分驱动力，所以在车速不变即是发动机转速不变的情况下，相对于纯发动机模式时即A点，发动机提供的驱动力会小一些。

进而，当汽车驱动扭矩对应于A点时，根据混合动力汽车的混动模式，可以获得M个第二扭矩即若干个C点，因为电机的助力扭矩值也可以划分很多值，只要不超过电机的外特性扭矩值，即可划分出很多不同的C点，例如C1、C2、C3、C4、……，进而可以从M个第二扭矩中筛选出多个经济扭矩。

S25：计算每个第二扭矩下的发动机等效燃油消耗率和待分配的汽车驱动扭矩下的发动机有效燃油消耗率。

具体地，可根据以下公式计算每个第二扭矩下的发动机等效燃油消耗率：

Ce′＝{CC+(PA-PC)/η3×η4/k}÷{PC+(PA-PC)/η}×1000

其中，Ce′为第二扭矩下的发动机等效燃油消耗率，CC为发动机在第二扭矩下的单位小时油耗量，PA为待分配的汽车驱动扭矩对应的发动机功率，PC为第二扭矩对应的发动机功率，η3为电机系统的电动效率，η4为电池的放电效率，k为油电转换系数，η为最终有效效率，η＝η3×η4。

S26：将发动机等效燃油消耗率小于待分配的汽车驱动扭矩下的发动机有效燃油消耗率的第二扭矩作为经济扭矩。

也就是说，如果第二扭矩下的发动机等效燃油消耗率小于待分配的汽车驱动扭矩下的发动机有效燃油消耗率，则将该第二扭矩作为经济扭矩；如果第二扭矩下的发动机等效燃油消耗率大于或等于待分配的汽车驱动扭矩下的发动机有效燃油消耗率，则不将该第二扭矩作为经济扭矩。

具体来说，当发动机工作在C点时，发动机和电机的扭矩分配关系为：发动机和电机共同提供驱动车辆扭矩，即二者的扭矩之和为汽车驱动扭矩。仍以图5为例，电机提供的功率ΔP为：

ΔP＝PA-PC (6)

其中，PA为待分配的汽车驱动扭矩对应的发动机功率，即扭矩分配于A点的功率，等于满足车辆驱动扭矩的发动机功率，PC为第二扭矩对应的发动机功率即扭矩分配于C点的发动机功率，为了满足车辆的驱动，ΔP为电机提供的功率。

电机提供的功率ΔP要经过电机系统的电动效率η3、电池的放电效率η4这一系列的效率转化后，最终才是电池消耗的有效能量，最终的有效效率η为：

η＝η3×η4 (7)

所以，电池真正的放电功率ΔP′：

ΔP′＝ΔP/η (8)

因此，C点即第二扭矩对应的实际等效功率PC′为：

PC′＝PC+(PA-PC)/η (9)

由发动机万有数据及油电转换系数k(k一般取为3.02，通常记载于厂家数据，也可以根据试验计算获得)可得C点的实际小时油耗为：

CC′＝CC+(PA-PC)/η/k (10)

其中，CC为发动机在B点即第二扭矩的单位小时油耗量，CC由发动机万有数据可得。

进一步地，根据发动机有效燃油消耗率定义可得Ce＝CC÷P×1000，所以，C点即第二扭矩对应的发动机和电机实际的等效燃油消耗率Ce′为：

Ce′＝{CC+(PA-PC)/η3×η4/k}÷{PC+(PA-PC)/η}×1000 (11)

另外，根据发动机万有数据可读取发动机的有效燃油消耗率，进而，根据发动机万有数据可获取待分配的汽车驱动扭矩下的发动机有效燃油消耗率，即A点的发动机有效燃油消耗率Ae。

如果Ce′<Ae，说明C点的实际等效燃油消耗率低于无扭矩分配时A点的发动机有效燃油消耗率，此时的扭矩分配值是对经济性有利的点，即有利扭矩分配值，执行有利扭矩分配值有利于整车经济性的提高，此时C点对应的扭矩可作为经济扭矩；

如果Ce′≧Ae，则说明C点的实际等效燃油消耗率大于无扭矩分配时A点的发动机有效燃油消耗率，此时的扭矩分配值是对经济性有害的点，即不利扭矩分配值，不能按照该不利扭矩分配值执行扭矩分配，此时C点对应的扭矩不可作为经济扭矩。

根据本发明的一个实施例，发动机排放参数包括一氧化碳co排放比、氮氧化物NOX排放比、烟度SF排放比以及碳氢化物CH排放比，其中，根据每个经济扭矩对应的一氧化碳co排放比、氮氧化物NOX排放比、烟度SF排放比以及碳氢化物CH排放比之和计算每个经济扭矩对应的第一排放物总比值，并根据需求扭矩对应的一氧化碳co排放比、氮氧化物NOX排放比、烟度SF排放比以及碳氢化物CH排放比之和计算需求扭矩的第二排放物总比值。

具体来说，当汽车驱动扭矩对应于A点时，通过上述步骤S21-S23的计算，可以获得无电机助力混动模式下的多个经济扭矩，以及步骤S24-S26的计算，可以获得电机助力混动模式下的多个经济扭矩。

当混动模式为无电机助力混动模式时，发动机带动发电机给动力电池充电时，此时可以得到多个有利于经济性的B点即经济扭矩,例如，Bc1、Bc2、Bc3、Bc4……。对应于Bc1、Bc2、Bc3、Bc4……点，从发动机万有特性数据中可以得到相应的排放参数，对排放参数进行加法处理即可得到相应的第二排放物总比值。

以对于Bc1点为例，通过发动机万有特性数据可得到B1co(g/kwh)、B1NOX(g/kwh)、B1SF(g/kwh)、B1CH(g/kwh)；然后将这四个数据做加法处理可得，B1co(g/kwh)+B1NOX(g/kwh)+B1SF(g/kwh)+B1CH(g/kwh)＝X1(g/kwh)，其中，X1(g/kwh)数值表示在经济性有利的情况下得到的第二排放物总比值，即X1(g/kwh)为Bc1点对应的经济扭矩的第二排放物总比值。

如此，将所有有利于经济性的B点(Bc1、Bc2、Bc3、Bc4……)都计算得到相应的第二排放物总比值例如X1、X2、X3、X4、……，从中筛选出小于A点的第一排放物总比值的B点，即X1、X2、X3、X4、……原则上要小于A点的第一排放物总比值，事实上绝大部分B点是符合条件的。

由此，在保证经济性有利的情况下，排放数值也是有利的，也是环保有利的，这样就保证了混合动力汽车的节能和环保两个方面的优势。

当混动模式为电机助力混动模式时，电机提供一部分助力，此时可以得到很多有利于经济性的C点即经济扭矩,例如，Cb1、Cb2、Cb3、Cb4……。对应于Cb1、Cb2、Cb3、Cb4……点，从发动机万有特性数据中可以得到相应的排放参数，对排放参数进行加法处理即可得到相应的第二排放物总比值。

以对于Cb1点为例，通过发动机万有特性数据可得到C1co(g/kwh)、C1NOX(g/kwh)、C1SF(g/kwh)、C1CH(g/kwh)；然后将这四个数据做加法处理可得，C1co(g/kwh)+C1NOX(g/kwh)+C1SF(g/kwh)+C1CH(g/kwh)＝Y1(g/kwh)，其中，Y1(g/kwh)数值表示在经济性有利的情况下得到的第二排放物总比值，即Y 1(g/kwh)为Cb1点对应的经济扭矩的第二排放物总比值。

如此，将所有有利于经济性的C点(Cb1、Cb2、Cb3、Cb4……)都计算得到相应的第二排放物总比值例如Y1、Y2、Y3、Y4……，从中筛选出小于A点的第一排放物总比值的C点，即Y1、Y2、Y3、Y4……原则上要小于A点的第一排放物总比值，事实上绝大部分C点是符合条件的。

由此，在保证经济性有利的情况下，排放数值也是有利的，也是环保有利的，这样就保证了混合动力汽车的节能和环保两个方面的优势。

另外，需要说明的是，发动机的功率、扭矩、转速、燃油消耗率、单位小时油耗量、co比排放、NOX比排放、烟度SF比排放、碳氢化物CH比排放等均可以在图5所示的发动机万有特性曲线图获得，即记载万有数据的曲线。

综上，根据本发明实施例提出的用于混合动力汽车的扭矩分配方法，筛选出第二排放物总比值大于第一排放物总比值的经济扭矩，并根据筛选出的经济扭矩构造在待分配的汽车驱动扭矩和混动模式下发动机的扭矩分配值，从而在混动模式下，能够同时兼顾发动机的经济性和排放性，充分发挥出混合动力汽车节能和环保的优势。

下面描述本发明第二方面实施例提出的混合动力汽车的扭矩控制方法。

图6是根据本发明实施例的混合动力汽车的扭矩控制方法的流程图。如图6所示，该混合动力汽车的扭矩控制方法包括以下步骤：

S10：获取混合动力汽车的当前需求扭矩和当前混动模式。

S20：根据当前需求扭矩和当前混动模式并通过发动机扭矩分配表获取发动机扭矩分配值，其中，通过上述实施例的用于混合动力汽车的扭矩分配方法构造发动机扭矩分配。

S30：根据发动机扭矩分配值和当前需求扭矩对混合动力汽车的发动机和电机进行扭矩分配。

也就是说，通过上述实施例的用于混合动力汽车的扭矩分配方法，可以得的不同汽车驱动扭矩在不同混动模式下对应的扭矩分配值，进而可以预先通过计算获得不同混动模式下有利节能和环保两方面的扭矩分配值，制作相应的MAP，并存入混合动力汽车的控制器内。

这样，在相应混动模式下进行扭矩协调分配时，直接通过查表找到对应的最佳的扭矩分配值，具体地，可在满足条件的多个扭矩分配值中，选择发动机等效燃油消耗率与第二排放物总比值之和最小的扭矩分配值作为最佳的扭矩分配值，此最佳的扭矩分配值就是综合燃油经济性和排放性最优的点。然后，按照该最佳的扭矩分配值对发动机和电机进行扭矩协调分配，从而保证了混合动力汽车节能和环保的两方面优势。

根据本发明实施例提出的混合动力汽车的扭矩控制方法，通过上述实施例的用于混合动力汽车的扭矩分配方法构造发动机扭矩分配表，并根据当前需求扭矩和当前混动模式并通过发动机扭矩分配表获取发动机扭矩分配值，以及根据发动机扭矩分配值和当前需求扭矩对混合动力汽车的发动机和电机进行扭矩分配，从而在混动模式下，能够同时兼顾发动机的经济性和排放性，充分发挥出混合动力汽车节能和环保的优势。

下面描述本发明第三方面实施例提出的用于混合动力汽车的扭矩分配装置。

图7是根据本发明实施例的用于混合动力汽车的扭矩分配装置的方框示意图。如图7所示，该装置包括：第一获取模块10、第二获取模块20、第三获取模块30、筛选模块40和构造模块50。

其中，第一获取模块10用于获取待分配的汽车驱动扭矩；第二获取模块20用于根据待分配的汽车驱动扭矩和混合动力汽车的混动模式获取分配给发动机的多个经济扭矩，其中，混动模式包括无电机助力混动模式和电机助力驱动模式；第三获取模块30用于获取待分配的汽车驱动扭矩对应的发动机排放参数，以计算待分配的汽车驱动扭矩对应的第一排放物总比值，并获取每个经济扭矩对应的发动机排放参数，以计算每个经济扭矩对应的第二排放物总比值；筛选模块40用于筛选出第二排放物总比值大于第一排放物总比值的经济扭矩；构造模块50用于根据筛选出的经济扭矩构造在待分配的汽车驱动扭矩和混动模式下发动机的扭矩分配值。

根据本发明的一个实施例，当混动模式为无电机助力混动模式时发动机驱动混合动力汽车且带动电机给电池充电，第二获取模块20进一步用于：以待分配的汽车驱动扭矩为基准获取同一发动机转速下的N个第一扭矩，并计算每个第一扭矩下的发动机等效燃油消耗率和待分配的汽车驱动扭矩下的发动机有效燃油消耗率，以及将发动机等效燃油消耗率小于待分配的汽车驱动扭矩下的发动机有效燃油消耗率的第一扭矩作为经济扭矩，其中，每个第一扭矩均小于待分配的汽车驱动扭矩，N为大于1的正整数。

具体地，第二获取模块20可根据以下公式计算每个第一扭矩下的发动机等效燃油消耗率：

Be′＝BB÷{PA+(PB-PA)×η1×η2×η3×η4}×1000

其中，Be′为第一扭矩下的发动机等效燃油消耗率，BB为发动机在第一扭矩下的单位小时油耗量，PA为待分配的汽车驱动扭矩对应的发动机功率，PB为第一扭矩对应的发动机功率，η1为电机的发电效率、η2为电池的充电效率，η3为电机系统的电动效率，η4为电池的放电效率。

根据本发明的一个实施例，当混动模式为电机助力驱动模式时发动机和电机共同驱动混合动力汽车，第二获取模块20进一步用于：以待分配的汽车驱动扭矩为基准获取同一发动机转速下的M个第二扭矩，并计算每个第二扭矩下的发动机等效燃油消耗率和待分配的汽车驱动扭矩下的发动机有效燃油消耗率，以及将发动机等效燃油消耗率小于待分配的汽车驱动扭矩下的发动机有效燃油消耗率的第二扭矩作为经济扭矩，其中，每个第二扭矩均大于待分配的汽车驱动扭矩，M为大于1的正整数。

具体地，第二获取模块20可根据以下公式计算每个第二扭矩下的发动机等效燃油消耗率：

Ce′＝{CC+(PA-PC)/η3×η4/k}÷{PC+(PA-PC)/η}×1000

其中，Ce′为第二扭矩下的发动机等效燃油消耗率，CC为发动机在第二扭矩下的单位小时油耗量，PA为待分配的汽车驱动扭矩对应的发动机功率，PC为第二扭矩对应的发动机功率，η3为电机系统的电动效率，η4为电池的放电效率，k为油电转换系数，η为最终有效效率，η＝η3×η4。

根据本发明的一个实施例，发动机排放参数可包括一氧化碳co排放比、氮氧化物NOX排放比、烟度SF排放比以及碳氢化物CH排放比，其中，第三获取模块根据每个经济扭矩对应的一氧化碳co排放比、氮氧化物NOX排放比、烟度SF排放比以及碳氢化物CH排放比之和计算每个经济扭矩对应的第一排放物总比值，并根据需求扭矩对应的一氧化碳co排放比、氮氧化物NOX排放比、烟度SF排放比以及碳氢化物CH排放比之和计算需求扭矩的第二排放物总比值。

综上，根据本发明实施例提出的用于混合动力汽车的扭矩分配装置，通过筛选模块筛选出第二排放物总比值大于第一排放物总比值的经济扭矩，构造模块根据筛选出的经济扭矩构造在待分配的汽车驱动扭矩和混动模式下发动机的扭矩分配值，从而在混动模式下，能够同时兼顾发动机的经济性和排放性，充分发挥出混合动力汽车节能和环保的优势。

下面描述本发明第四方面实施例提出的混合动力汽车的扭矩控制装置。

图8是根据本发明实施例的混合动力汽车的扭矩控制装置的方框示意图。如图8所示，该装置包括：第一获取单元100、第二获取单元200和扭矩分配单元300。

第一获取单元100用于获取混合动力汽车的当前需求扭矩和当前混动模式；第二获取单元200用于根据当前需求扭矩和当前混动模式并通过发动机扭矩分配表获取发动机扭矩分配值，通过上述实施例的用于混合动力汽车的扭矩分配装置构造发动机扭矩分配表；扭矩分配单元300用于根据发动机扭矩分配值和当前需求扭矩对混合动力汽车的发动机和电机进行扭矩分配。

根据本发明实施例提出的混合动力汽车的扭矩控制装置，通过上述实施例的用于混合动力汽车的扭矩分配方法构造发动机扭矩分配表，第二获取单元根据当前需求扭矩和当前混动模式并通过发动机扭矩分配表获取发动机扭矩分配值，进而扭矩分配单元根据发动机扭矩分配值和当前需求扭矩对混合动力汽车的发动机和电机进行扭矩分配，从而在混动模式下，能够同时兼顾发动机的经济性和排放性，充分发挥出混合动力汽车节能和环保的优势。

本发明第五方面实施例提出了一种混合动力汽车。

本发明实施例的混合动力汽车包括上述实施例的混合动力汽车的扭矩控制装置。

根据本发明实施例提出的混合动力汽车，通过上述的混合动力汽车的扭矩控制装置，在混动模式下，能够同时兼顾发动机的经济性和排放性，从而充分发挥出混合动力汽车节能和环保的优势。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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”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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。