混合动力汽车及其转矩分配方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及混合动力汽车技术领域，特别涉及一种混合动力汽车的转矩分配方法以及一种混合动力汽车。
【背景技术】
[0002]目前，最具代表性的混合动力汽车的转矩分配控制方法就是“三线四区”法。
[0003]“三线四区”法是指混合动力汽车的外特性、最佳燃油经济性和最小转矩限制三条特性曲线将整个万有特性分成四个区域，如图1所示。其中，变速器输入端转矩大于外特性曲线时发动机全负荷工作、由电机“削峰填谷”;变速器输入端转矩处于外特性曲线和最佳燃油经济性曲线之间时，发动机沿最佳燃油经济性曲线工作、剩余动力由电机提供；变速器输入端转矩处于最佳燃油经济性曲线和最小转矩限制曲线之间时，发动机沿最佳燃油经济性曲线工作、剩余动力由电机进行发电；变速器输入端转矩小于最小转矩限制曲线时，由于发动机排放较差，一般米用纯电动工况。
[0004]然而，“三线四区”法最大的缺点就是仅考虑了发动机的工作状态，未对电机转矩控制进行优化控制，例如发动机转速为1500r/min时，此时最佳燃油经济性对应转矩为400Nm，如果此时需求转矩为401Nm，按照“三线四区”法，发动机输出转矩为400Nm、电机输出转矩仅为INm，尽管电机整体效率较高，但是以INm状态进行工作效率仍然非常低，此时的转矩分配策略的缺点是顾此失彼，仅优化了发动机而忽略了电机，从整体效果看整车的燃油经济性得不到很好地提高。
【发明内容】
[0005]本发明的目的旨在至少解决上述的技术缺陷。
[0006]为此，本发明的一个目的在于提出了一种混合动力汽车的转矩分配方法，采用五线五区特性曲线来优化需求转矩在发动机与电机之间的分配，大大提高了混合动力汽车的燃油经济性。
[0007]本发明的另一个目的在于提出一种混合动力汽车。
[0008]为达到上述目的，本发明一方面实施例提出的一种混合动力汽车的转矩分配方法，包括以下步骤:获取所述混合动力汽车的动力电池的荷电状态S0C、所述混合动力汽车的变速箱输入端的转速η和所述变速箱输入端的需求转矩tr ;根据所述变速箱输入端的转速η和所述混合动力汽车的五线五区特性曲线获得第一至第五转矩ta、tb、tc、td、te，其中，所述五线五区特性曲线包括所述混合动力汽车的外特性曲线、所述混合动力汽车的发动机最佳燃油经济性曲线与所述混合动力汽车的电机最小转矩限制曲线之和、所述混合动力汽车的发动机最佳燃油经济性曲线、所述混合动力汽车的发动机最佳燃油经济性曲线与所述混合动力汽车的电机最小转矩限制曲线之差、所述混合动力汽车的发动机最小转矩限制曲线；根据所述动力电池的S0C、所述变速箱输入端的需求转矩tr以及所述第一至第五转矩ta、tb、tc、td、te对所述混合动力汽车的发动机和电机进行转矩分配。
[0009]根据本发明实施例的混合动力汽车的转矩分配方法，采用五线五区特性曲线来对混合动力汽车的电机和发动机进行转矩分配，在转矩分配过程中同时考虑发动机和电机性能，充分考虑发动机和电机的运行状态，确保发动机和电机均处于最优工作状态，避免了“三线四区”法中发动机效率较高、电机效率较低的现象，电机和发动机的转矩均得到优化配置，大大提高了混合动力汽车的燃油经济性。并且该转矩分配方法与混合动力汽车的实际状态更加吻合，易于实现。
[0010]根据本发明的一个实施例，所述变速箱输入端的转速η根据所述混合动力汽车的车速和所述混合动力汽车的挡位速比获得，所述变速箱输入端的需求转矩tr根据所述混合动力汽车的车轮处需求转矩和所述挡位速比获得。
[0011]根据本发明的一个实施例，当所述动力电池处于可放电状态时，其中，如果所述变速箱输入端的需求转矩tr大于第一转矩ta且所述变速箱输入端的需求转矩tr大于第三转矩tc与电机的最大允许转矩tmm之和，则分配到所述电机的转矩为所述最大允许转矩tmm,分配到发动机的转矩为tr-t_ ;如果所述变速箱输入端的需求转矩tr大于所述第一转矩ta且所述变速箱输入端的需求转矩tr小于等于所述第三转矩tc与所述电机的最大允许转矩t_之和，则分配到所述电机的转矩为tr-tc，分配到所述发动机的转矩为所述第三转矩tc。
[0012]根据本发明的一个实施例，如果所述变速箱输入端的需求转矩tr小于等于所述第一转矩ta，其中，如果所述变速箱输入端的需求转矩tr大于第二转矩tb且所述变速箱输入端的需求转矩tr大于所述第三转矩tc与所述电机的最大允许转矩tmm之和，则分配到所述电机的转矩为所述最大允许转矩tmm且分配到所述发动机的转矩为tr-tmm或者分配到所述电机的转矩为O且分配到所述发动机的转矩为所述变速箱输入端的需求转矩tr，其中，如果分配到所述电机的转矩为所述最大允许转矩〖_且分配到所述发动机的转矩为tr-tmm时的发动机效率大于分配到所述电机的转矩为O且分配到所述发动机的转矩为所述变速箱输入端的需求转矩tr时的发动机效率，则分配到所述电机的转矩为所述最大允许转矩且分配到所述发动机的转矩为tr-t_ ;如果所述变速箱输入端的需求转矩tr大于所述第二转矩tb且所述变速箱输入端的需求转矩tr小于等于所述第三转矩tc与所述电机的最大允许转矩t_之和，则分配到所述电机的转矩为tr-tc，分配到所述发动机的转矩为所述第三转矩tc。
[0013]根据本发明的一个实施例，如果所述变速箱输入端的需求转矩tr小于等于所述第二转矩tb，其中，如果所述变速箱输入端的需求转矩tr大于第四转矩td，则分配到所述电机的转矩为0，分配到所述发动机的转矩为所述变速箱输入端的需求转矩tr。
[0014]根据本发明的一个实施例，如果所述变速箱输入端的需求转矩tr小于等于所述第四转矩td且大于第五转矩te，其中，如果所述动力电池的SOC大于所述动力电池的SOC最大限值SOCmax，则分配到所述电机的转矩为0，分配到所述发动机的转矩为所述变速箱输入端的需求转矩tr ;如果所述动力电池的SOC小于等于所述动力电池的SOC最大限值SOCmax且所述变速箱输入端的需求转矩tr小于所述第三转矩tc与所述电机的最大允许转矩tmm之差，则分配到所述电机的转矩为-tmm且分配到所述发动机的转矩为tr+tmm或者分配到所述电机的转矩为O且分配到所述发动机的转矩为所述变速箱输入端的需求转矩tr，其中，如果分配到所述电机的转矩为-tmm且分配到所述发动机的转矩为tr+tmm时的发动机效率大于分配到所述电机的转矩为O且分配到所述发动机的转矩为所述变速箱输入端的需求转矩tr时的发动机效率，则分配到所述电机的转矩为-tmm且分配到所述发动机的转矩为tr+tmm ;如果所述动力电池的SOC小于等于所述动力电池的SOC最大限值SOCmax且所述变速箱输入端的需求转矩tr大于等于所述第三转矩tc与所述电机的最大允许转矩tmm之差，则分配到所述电机的转矩为tr-tc，分配到所述发动机的转矩为tc。
[0015]根据本发明的一个实施例，如果所述变速箱输入端的需求转矩tr小于等于所述第五转矩te，则分配到所述电机的转矩为0，分配到所述发动机的转矩为所述变速箱输入端的需求转矩tr。
[0016]根据本发明的一个实施例，当所述动力电池处于需充电状态时，其中，如果所述变速箱输入端的需求转矩tr大于第一转矩ta、所述动力电池的SOC大于所述动力电池的最小限值SOCmin且所述变速箱输入端的需求转矩tr大于第三转矩tc与电机的最大允许转矩tmm之和，则分配到所述电机的转矩为所述最大允许转矩tmm，分配到发动机的转矩为tr-tmm ;如果所述变速箱输入端的需求转矩tr大于所述第一转矩ta、所述动力电池的SOC大于所述动力电池的最小限值SOCmin且所述变速箱输入端的需求转矩tr小于等于所述第三转矩tc与所述电机的最大允许转矩tmm之和，则分配到所述电机的转矩为tr-tc，分配到所述发动机的转矩为所述第三转矩tc ;如果所述变速箱输入端的需求转矩tr大于所述第一转矩ta且所述动力电池的SOC小于等于所述动力电池的最小限值SOCmin，则分配到所述电机的转矩为0，分配到所述发动机的转矩为所述变速箱输入端的需求转矩tr。
[0017]根据本发明的一个实施例，如果所述变速箱输入端的需求转矩tr小于等于所述第一转矩ta，其中，如果所述变速箱输入端的需求转矩tr大于第二转矩tb、所述动力电池的SOC大于所述动力电池的最小限值SOCmin且所述变速箱输入端的需求转矩tr大于所述第三转矩tc与所述电机的最大允许转矩tmm之和，则分配到所述电机的转矩为所述最大允许转矩tmm且分配到所述发动机的转矩为tr-tmm或者分配到所述电机的转矩为O且分配到所述发动机的转矩为所述变速箱输入端的需求转矩tr，其中，如果分配到所述电机的转矩为所述最大允许转矩tmm且分配到所述发动机的转矩为tr-tmm时的发动机效率大于分配到所述电机的转矩为O且分配到所述发动机的转矩为所述变速箱输入端的需求转矩tr时的发动机效率，则分配到所述电机的转矩为所述最大允许转矩tmm且分配到所述发动机的转矩为tr-t_ ;如果所述变速箱输入端的需求转矩tr大于所述第二转矩tb、所述动力电池的SOC大于所述动力电池的最小