一种P2架构混合动力车辆的电机助力控制方法及系统与流程

一种p2架构混合动力车辆的电机助力控制方法及系统
技术领域
1.本发明涉及混动控制策略领域，具体涉及一种p2架构混合动力车辆的电机助力控制方法及系统。


背景技术：

2.p2架构混合动力车辆的电机位于发动机与变速箱之间，可以通过离合器的分合来实现电机或发动机单独驱动车辆，也可以将发动机与电机串联一通输出动力，实现电机对发动机的助力，此时整个动力系统一同发力。
3.现有技术是基于扭矩需求来区分电机助力，当整车需求扭矩大于发动机当前能提供的最大扭矩时，电机立刻进行助力；若整车需求扭矩不大于发动机当前能提供的最大扭矩时，由发动机单独提供整车需求扭矩。现有技术并没有对电池当前soc以及工作工况进行考虑，尤其是未考虑上坡工况中混合动力车辆的运行状态，即使考虑了上坡工况，也容易因路面颠簸而导致电机助力的误判接入，造成电机的频繁启停助力，增加非必要的电机助力，因此增加了非必要的电能消耗，经济性较差。


技术实现要素：

4.本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种p2架构混合动力车辆的电机助力控制方法及系统，通过对混合动力车辆行驶状态进行识别获取，综合考虑soc状态、坡度状态以及整车需求扭矩，对电机助力进行干预控制，减少不必要的电机助力，减少电机助力的频繁介入和退出，降低非必要电能消耗，提升车辆经济性。
5.本发明的第一目的是提供一种p2架构混合动力车辆的电机助力控制方法，采用以下方案：
6.包括：
7.获取混合动力车辆行驶状态，依次对soc状态、坡度状态以及整车需求扭矩与发动机当前能提供的最大扭矩状态进行判断；
8.若所述soc状态、坡度状态以及整车需求扭矩与发动机当前能提供的最大扭矩状态均满足对应的标定状态，则判断整车需求扭矩大于发动机当前能提供的最大扭矩状态的第一持续时间；若不满足对应的设定状态，则电机不参与助力；
9.当所述第一持续时间大于第三标定值，则电机参与助力，整车需求扭矩由发动机和电机共同提供；若所述第一持续时间不大于所述第三标定值，则电机不参与助力。
10.进一步的，对所述soc状态的判断包括：若当前电池soc不大于第一标定值，则整车需求扭矩由发动机提供，电机不参与助力；若当前电池soc大于所述第一标定值，则对所述坡度状态进行判断。
11.进一步的，对所述坡度状态的判断包括：若当前所处道路的坡度值不大于第二标定值，则整车需求扭矩由发动机提供，电机不参与助力；若当前所处道路的坡度值大于所述第二标定值，则对所述整车需求扭矩与发动机当前能提供的最大扭矩状态进行判断。
12.进一步的，对所述整车需求扭矩与发动机当前能提供的最大扭矩状态的判断包括：若整车需求扭矩不大于发动机当前能提供的最大扭矩，则整车需求扭矩由发动机提供，电机不参与助力；若整车需求扭矩大于发动机当前能提供的最大扭矩，则对所述整车需求扭矩大于发动机当前能提供的最大扭矩状态的所述第一持续时间进行判断。
13.进一步的，获取所述混合动力车辆的行驶状态包括：道路的坡度、整车需求扭矩、发动机当前能提供的最大扭矩、电池soc。
14.进一步的，当电机参与助力后，依次对soc状态以及整车需求扭矩与发动机当前能提供的最大扭矩状态进行判断；
15.若所述soc状态以及整车需求扭矩与发动机当前能提供的最大扭矩状态均满足对应的标定状态，则判断整车需求扭矩不大于发动机当前能提供的最大扭矩状态的第二持续时间；
16.若所述第二持续时间不大于第四标定值，则电机保持助力；若第二持续时间大于所述第四标定值，则电机停止助力。
17.进一步的，对所述soc状态的判断包括：若当前电池soc不大于第一标定值，则整车需求扭矩由发动机提供，电机终止助力；若当前电池soc大于所述第一标定值，则对整车需求扭矩与发动机当前能提供的最大扭矩状态进行判断。
18.进一步的，对所述整车需求扭矩与发动机当前能提供的最大扭矩状态的判断包括：若整车需求扭矩大于发动机当前能提供的最大扭矩，则电机保持助力；若整车需求扭矩不大于发动机当前能提供的最大扭矩，则对整车需求扭矩不大于发动机当前能提供的最大扭矩状态的所述第二持续时间进行判断。
19.进一步的，在混合动力车辆行驶过程中，在电机停止助力后，整车需求扭矩由发动机提供。
20.本发明的第二目的是提供一种p2架构混合动力车辆的电机助力控制系统，包括：
21.状态获取模块，被配置为：获取混合动力车辆行驶状态，依次对soc状态、坡度状态以及整车需求扭矩与发动机当前能提供的最大扭矩状态进行判断；
22.持续时间标定模块，被配置为：若所述soc状态、坡度状态以及整车需求扭矩与发动机当前能提供的最大扭矩状态均满足对应的标定状态，则判断整车需求扭矩大于发动机当前能提供的最大扭矩状态的第一持续时间；若不满足对应的设定状态，则电机不参与助力；
23.助力判断模块，被配置为：当所述第一持续时间大于第三标定值，则电机参与助力，整车需求扭矩由发动机和电机共同提供；若所述第一持续时间不大于所述第三标定值，则电机不参与助力。
24.与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：
25.(1)针对目前对混合动力车辆运行状态未充分考虑导致电机助力非必要接入造成电能消耗大的问题，通过对混合动力车辆行驶状态进行识别获取，综合考虑soc状态、坡度状态以及整车需求扭矩，对电机助力进行干预控制，减少不必要的电机助力，减少电机助力的频繁介入和退出，降低非必要电能消耗，提升车辆经济性。
26.(2)综合判断电池soc、坡度、对比整车需求扭矩与发动机当前能提供的最大扭矩以及持续时间，对其判断条件进行标定，在电量充足时，依据坡度整车需求扭矩、持续运行
工况进行研判，对确实需要进行扭矩补充的工况，通过电机接入对发动机进行助力，减少混合动力车辆运行时的误判，降低电能消耗。
27.(3)通过对比整车需求扭矩与发动机当前能提供的最大扭矩，优先由发动机提供扭矩，当整车需求扭矩大于发动机当前能提供的最大扭矩，并且此状态持续一定时间后，判定为处于爬坡且需要进行助力的状态，由电机接入进行助力，对于能够通过的短小坡道无须接入电机助力，减少不必要的电能消耗。
28.(4)在电机参与助力后，对参与助力后的混合动力车辆运行状态进行获取，保持电池soc处于标定范围内，减少电池的过渡消耗，同时，在整车需求扭矩不大于发动机当前能够提供的最大扭矩，且持续一定时间后，判定混合动力车辆不再需要电机助力，停止助力，保持持续时间能够减少电机的频繁启停，保护电池。
附图说明
29.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
30.图1为本发明实施例1和2中判断电机是否参与助力的逻辑流程图。
31.图2为本发明实施例1和2中判断电机是否停止助力的逻辑流程图。
具体实施方式
32.实施例1
33.本发明的一个典型实施例中，如图1-图2所示，给出一种p2架构混合动力车辆的电机助力控制方法。
34.现有技术中是基于扭矩需求来区分电机助力，整车需求扭矩大于发动机当前能够提供的最大扭矩时，电机立刻进行助力，否则，电机不进行助力。但其并没有考虑电池当前soc以及混合动力车辆的运行工况，若单一考虑电机的最大化助力，将导致电池soc余量不足，需要匹配的动力电池容量增加，导致成本的增加；也没有根据整车需求扭矩监测对电机助力进行干预，造成了不必要的电能消耗，同时还存在电机频繁启停的问题，经济性较差。
35.基于此，本实施例中提供一种p2架构混合动力车辆的电机助力控制方法，对电机助力控制逻辑进行优化，综合考虑电池soc、坡度、整车需求扭矩、发动机当前能提供的最大扭矩，筛除非必要的电机助力工况，减少不必要的电能消耗从而提高电能消耗的经济性。
36.下面，结合附图对上述p2架构混合动力车辆的电机助力控制方法进行详细说明。
37.参见图1和图2，本实施例中对p2架构混合动力车辆的电机助力控制逻辑进行优化，从电机参与助力前以及电机参与助力后的状态进行分析，判断电机是否参与助力以及电机是否停止助力。
38.具体的，对电机是否参与助力的控制过程，包括：
39.获取混合动力车辆行驶状态，依次对soc状态、坡度状态以及整车需求扭矩与发动机当前能提供的最大扭矩状态进行判断；
40.若soc状态、坡度状态以及整车需求扭矩与发动机当前能提供的最大扭矩状态均满足对应的标定状态，则判断整车需求扭矩大于发动机当前能提供的最大扭矩状态的第一持续时间；若不满足对应的设定状态，则电机不参与助力；
41.当第一持续时间大于第三标定值，则电机参与助力，整车需求扭矩由发动机和电机共同提供；若第一持续时间不大于第三标定值，则电机不参与助力。
42.在混合动力车辆行驶过程中，获取混合动力车辆行驶状态，包括道路状态和混合动力车辆的运行状态，道路状态为道路的坡度，混合动力车辆的运行状态包括整车需求扭矩、发动机当前状态能提供的最大扭矩、电池soc等。
43.在本实施例中，当前道路的坡度可以通过车辆的运行姿态进行推算，通过陀螺仪、加速度计传感器等设备获取；混合动力车辆的运行状态可以通过车速、油门踏板开度、发动机转速、发动机扭矩的传感装置获取，也可以通过混合动力车辆的can总线获取，混合动力车辆行驶状态中的参数数据可以采用现有方案进行获取和处理。
44.如图1所示，电机参与助力前，需要对soc状态、坡度状态以及整车需求扭矩与发动机当前能提供的最大扭矩状态进行判断，其中，对soc状态的判断是对电池soc的判断，坡度状态的判断是对当前道路坡度的判断，还需要对比整车需求扭矩与电动机当前能提供的最大扭矩以及处于该状态的持续时间。
45.p2架构混合动力车辆的电机助力控制方法，包括：
46.若当前电池soc不大于第一标定值a，则整车需求由发动机提供，电机不参与助力；a为正值；
47.若当前电池soc大于第一标定值a，则判断当前坡度是否大于第二标定值b；b为正值；
48.若当前坡度不大于第二标定值b，则整车需求扭矩由发动机提供，电机不参与助力；
49.若当前坡度大于第二标定值b，则判断整车需求扭矩是否大于发动机当前能提供的最大扭矩；
50.若整车需求扭矩不大于发动机当前能提供的最大扭矩，则整车需求扭矩由发动机提供，电机不参与助力；
51.若整车需求扭矩大于发动机当前能提供的最大扭矩，则判断第一持续时间t；
52.若第一持续时间t不大于第三标定值c，则整车需求扭矩由发动机提供，电机不参与助力；c为正值；
53.若第一持续时间t大于第三标定值c，则电机参与助力，整车需求扭矩由发动机和驱动电机共同提供。至此循环结束。
54.通过坡度识别、电池soc监测、对比整车需求扭矩与发动机当前能提供的最大扭矩以及持续时间，对电机助力进行干预，优先控制发动机提供整车需求的扭矩，在爬坡过程中，减少不必要的电机助力。
55.并且，考虑整车需求扭矩大于发动机当前能提供的最大扭矩的第一持续时间t，为第一持续时间t设定对应的第三标定值c，此状态持续一定时间后，判定为处于爬坡且需要进行助力的状态，由电机接入进行助力，对于能够通过的短小坡道无须接入电机助力，筛除短小坡道等无需接入助力的工况，减少不必要的电能消耗。
56.需要说明的是，本实施例中，标定值a、b、c的选择可以根据需求进行配置。
57.另外，整车在行驶过程中，若电机参与助力，为避免电机频繁进出助力工况，如图2所示，p2架构混合动力车辆的电机助力控制方法还包括：
58.当电机参与助力后，依次对soc状态以及整车需求扭矩与发动机当前能提供的最大扭矩状态进行判断；
59.若soc状态以及整车需求扭矩与发动机当前能提供的最大扭矩状态均满足对应的标定状态，则判断整车需求扭矩不大于发动机当前能提供的最大扭矩状态的第二持续时间；
60.若第二持续时间不大于第四标定值，则电机保持助力；若第二持续时间大于第四标定值，则电机停止助力。
61.具体的，在电机参与助力后，获取混动车辆的行驶状态，判断电机是否停止助力。
62.若当前电池soc不大于第一标定值a，则整车需求扭矩由发动机提供，电机助力终止；
63.若当前电池soc大于第一标定值a，则判断整车需求扭矩是否大于发动机当前能提供的最大扭矩；
64.若整车需求扭矩大于发动机当前能提供的最大扭矩，则电机保持助力；
65.若整车需求扭矩不大于发动机当前能提供的最大扭矩，则判断第二持续时间t，若第二持续时间t不大于第四标定值d，则电机保持助力；其中，d为正值；
66.若第二持续时间t大于第四标定值d，则电机停止助力，整车需求扭矩由发动机提供。
67.在电机参与助力后，对参与助力后的混合动力车辆运行状态进行获取，保持电池soc处于标定范围内，减少电池的过渡消耗，在soc小于第一标定值时，判定电池状态不适合继续进行电机助力，停止电机助力从而避免电池的过度消耗。
68.同时，在整车需求扭矩大于发动机当前能提供的最大扭矩时，判定车辆仍处于扭矩不足的状态，通过保持电机助力来满足整车需求扭矩；在整车需求扭矩不大于发动机当前能够提供的最大扭矩，且持续一定时间后，判定混合动力车辆不再需要电机助力，停止助力，设置第二持续时间大于第四标定值，能够判定车辆已经处于稳定行驶状态，能够减少电机的频繁启停，保护电池。
69.实施例2
70.本发明的另一典型实施方式中，如图1-图2所示，给出一种p2架构混合动力车辆的电机助力控制系统。
71.包括：
72.状态获取模块，被配置为：获取混合动力车辆行驶状态，依次对soc状态、坡度状态以及整车需求扭矩与发动机当前能提供的最大扭矩状态进行判断；
73.持续时间标定模块，被配置为：若soc状态、坡度状态以及整车需求扭矩与发动机当前能提供的最大扭矩状态均满足对应的标定状态，则判断整车需求扭矩大于发动机当前能提供的最大扭矩状态的第一持续时间；若不满足对应的设定状态，则电机不参与助力；
74.助力判断模块，被配置为：当第一持续时间大于第三标定值，则电机参与助力，整车需求扭矩由发动机和电机共同提供；若第一持续时间不大于第三标定值，则电机不参与助力。
75.可以理解的是，上述p2架构混合动力车辆的电机助力控制系统的工作方法与实施例1中提供的p2架构混合动力车辆的电机助力控制方法相同，可以参见上述实施例1中的详
细描述，这里不再赘述。
76.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种p2架构混合动力车辆的电机助力控制方法，其特征在于，包括：获取混合动力车辆行驶状态，依次对soc状态、坡度状态以及整车需求扭矩与发动机当前能提供的最大扭矩状态进行判断；若所述soc状态、坡度状态以及整车需求扭矩与发动机当前能提供的最大扭矩状态均满足对应的标定状态，则判断整车需求扭矩大于发动机当前能提供的最大扭矩状态的第一持续时间；若不满足对应的设定状态，则电机不参与助力；当所述第一持续时间大于第三标定值，则电机参与助力，整车需求扭矩由发动机和电机共同提供；若所述第一持续时间不大于所述第三标定值，则电机不参与助力。2.如权利要求1所述的p2架构混合动力车辆的电机助力控制方法，其特征在于，对所述soc状态的判断包括：若当前电池soc不大于第一标定值，则整车需求扭矩由发动机提供，电机不参与助力；若当前电池soc大于所述第一标定值，则对所述坡度状态进行判断。3.如权利要求1所述的p2架构混合动力车辆的电机助力控制方法，其特征在于，对所述坡度状态的判断包括：若当前所处道路的坡度值不大于第二标定值，则整车需求扭矩由发动机提供，电机不参与助力；若当前所处道路的坡度值大于所述第二标定值，则对所述整车需求扭矩与发动机当前能提供的最大扭矩状态进行判断。4.如权利要求3所述的p2架构混合动力车辆的电机助力控制方法，其特征在于，对所述整车需求扭矩与发动机当前能提供的最大扭矩状态的判断包括：若整车需求扭矩不大于发动机当前能提供的最大扭矩，则整车需求扭矩由发动机提供，电机不参与助力；若整车需求扭矩大于发动机当前能提供的最大扭矩，则对所述整车需求扭矩大于发动机当前能提供的最大扭矩状态的所述第一持续时间进行判断。5.如权利要求1所述的p2架构混合动力车辆的电机助力控制方法，其特征在于，所述获取混合动力车辆的行驶状态包括：道路的坡度、整车需求扭矩、发动机当前能提供的最大扭矩、电池soc。6.如权利要求1所述的p2架构混合动力车辆的电机助力控制方法，其特征在于，当电机参与助力后，依次对soc状态以及整车需求扭矩与发动机当前能提供的最大扭矩状态进行判断；若所述soc状态以及整车需求扭矩与发动机当前能提供的最大扭矩状态均满足对应的标定状态，则判断整车需求扭矩不大于发动机当前能提供的最大扭矩状态的第二持续时间；若所述第二持续时间不大于第四标定值，则电机保持助力；若所述第二持续时间大于所述第四标定值，则电机停止助力。7.如权利要求6所述的p2架构混合动力车辆的电机助力控制方法，其特征在于，对所述soc状态的判断包括：若当前电池soc不大于第一标定值，则整车需求扭矩由发动机提供，电机终止助力；若当前电池soc大于所述第一标定值，则对整车需求扭矩与发动机当前能提供的最大扭矩状态进行判断。8.如权利要求6所述的p2架构混合动力车辆的电机助力控制方法，其特征在于，对所述整车需求扭矩与发动机当前能提供的最大扭矩状态的判断包括：若整车需求扭矩大于发动机当前能提供的最大扭矩，则电机保持助力；若整车需求扭矩不大于发动机当前能提供的最大扭矩，则对整车需求扭矩不大于发动机当前能提供的最大扭矩状态的所述第二持续时
间进行判断。9.如权利要求6所述的p2架构混合动力车辆的电机助力控制方法，其特征在于，在混合动力车辆行驶过程中，在电机停止助力后，整车需求扭矩由发动机提供。10.一种p2架构混合动力车辆的电机助力控制系统，其特征在于，包括：状态获取模块，被配置为：获取混合动力车辆行驶状态，依次对soc状态、坡度状态以及整车需求扭矩与发动机当前能提供的最大扭矩状态进行判断；持续时间标定模块，被配置为：若所述soc状态、坡度状态以及整车需求扭矩与发动机当前能提供的最大扭矩状态均满足对应的标定状态，则判断整车需求扭矩大于发动机当前能提供的最大扭矩状态的第一持续时间；若不满足对应的设定状态，则电机不参与助力；助力判断模块，被配置为：当所述第一持续时间大于第三标定值，则电机参与助力，整车需求扭矩由发动机和电机共同提供；若所述第一持续时间不大于所述第三标定值，则电机不参与助力。

技术总结
本发明提供一种P2架构混合动力车辆的电机助力控制方法及系统，涉及混动控制策略领域，针对目前对混合动力车辆运行状态未充分考虑导致电机助力非必要接入造成电能消耗大的问题，获取混合动力车辆行驶状态，依次对SOC状态、坡度状态以及整车需求扭矩与发动机当前能提供的最大扭矩状态进行判断；通过对混合动力车辆行驶状态进行识别获取，综合考虑SOC状态、坡度状态以及整车需求扭矩，对电机助力进行干预控制，减少不必要的电机助力，减少电机助力的频繁介入和退出，降低非必要电能消耗，提升车辆经济性。车辆经济性。车辆经济性。


技术研发人员：赵凯 徐新法 丁保安 吴全君 彭胜伟 黄广岱 李清华
受保护的技术使用者：潍柴动力股份有限公司
技术研发日：2023.03.30
技术公布日：2023/6/27