本發(fā)明屬于并聯(lián)混合動力汽車技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種cvt并聯(lián)混合動力汽車駕駛員需求轉(zhuǎn)矩估計方法。

背景技術(shù)：

隨著能源與環(huán)境問題日益嚴峻，節(jié)能與新能源汽車技術(shù)成為政府和企業(yè)的焦點。混合動力汽車由于其燃油經(jīng)濟性好、排放少成為新能源汽車的熱門方向之一。其中的并聯(lián)混合動力車型，由于結(jié)構(gòu)相對簡單、容易控制而得到較多發(fā)展應(yīng)用。并且隨著cvt機械式無級變速器的設(shè)計制造水平和控制技術(shù)的進步，其在混合動力汽車上的應(yīng)用也越來越多。

現(xiàn)有技術(shù)中，cvt并聯(lián)混合動力汽車的駕駛員需求轉(zhuǎn)矩估計專利較少，其他需求轉(zhuǎn)矩估計的相關(guān)專利未有針對cvt速比可快速在大范圍內(nèi)無級變化的特點、也未有針對并聯(lián)混合動力汽車在不同驅(qū)動模式下主要動力源最優(yōu)工作轉(zhuǎn)速范圍不同對cvt輸入端轉(zhuǎn)速范圍限制不同及不同驅(qū)動模式下兩動力源工作與否對動力系統(tǒng)最大輸出能力影響較大的特點，這對于汽車的動力性能發(fā)揮和駕駛體驗不利。如中國專利公布號為cn102897214a，公布日為2013-01-30，公開了一種駕駛員需求轉(zhuǎn)矩的解析方法，該方法對于單軸驅(qū)動，動力系統(tǒng)由發(fā)動機、電機和自動變速器組成的并聯(lián)式混合動力汽車，把電機和發(fā)動機外特性轉(zhuǎn)矩曲線進行求和作為動力系統(tǒng)的復合轉(zhuǎn)矩數(shù)組；又如中國專利公布號為cn104648404a，公布日為2015-05-27，公開了一種駕駛員駕駛意圖的解析方法，該方法將輸出軸端發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩與輸出軸端電機最大驅(qū)動轉(zhuǎn)矩之和作為加速踏板100％開度時的需求轉(zhuǎn)矩；又如中國專利公布號為cn104029675a，公布日為2014-09-10，公開了一種混合動力汽車及其動力系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩控制方法，該方法中把當前動力系統(tǒng)狀態(tài)下(電池、電機、發(fā)動機等各部件狀態(tài))所有運行模式下能夠?qū)崿F(xiàn)的最大驅(qū)動轉(zhuǎn)矩作為動力系統(tǒng)最大轉(zhuǎn)矩能力,也即動力系統(tǒng)最大轉(zhuǎn)矩為發(fā)動機與電動機最大轉(zhuǎn)矩之和；其中雖然考慮了當前動力系統(tǒng)中電池、電機、發(fā)動機等各部件狀態(tài)，但是卻沒有考慮發(fā)動機、電動機在當前模式是否參與工作這一重要狀態(tài)，而是把所有運行模式下能夠?qū)崿F(xiàn)的最大驅(qū)動轉(zhuǎn)矩作為動力系統(tǒng)最大轉(zhuǎn)矩能力，實際上還是把電機和發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩求和。因此上述三種方法均不完全合理，因為在有些模式下電動機與發(fā)動機僅有一個工作，系統(tǒng)最大輸出特性會隨驅(qū)動模式不同有較大改變，所以把兩動力源最大轉(zhuǎn)矩直接簡單相加并不能準確代表汽車動力系統(tǒng)的實時真實最大輸出特性。

同時，上述中國專利公布號為cn102897214a的所述方法中，采用0至最高轉(zhuǎn)速的全范圍電機轉(zhuǎn)速根據(jù)動力系統(tǒng)復合轉(zhuǎn)矩求解各檔、各輸入轉(zhuǎn)速下最大輸出轉(zhuǎn)矩。此方法不能解決混合動力汽車在不同驅(qū)動模式下主要動力源最優(yōu)工作轉(zhuǎn)速范圍不同會對cvt輸入端轉(zhuǎn)速范圍限制不同，如發(fā)動機參與工作時發(fā)動機最優(yōu)工作范圍一般相對電機轉(zhuǎn)速范圍較窄，在其低速、高速區(qū)域油耗差，控制策略一般不允許發(fā)動機在此區(qū)域工作的問題。

針對上述的技術(shù)不足，本發(fā)明所述的一種cvt并聯(lián)混合動力汽車駕駛員需求轉(zhuǎn)矩估計方法，通過針對并聯(lián)混合動力汽車在不同驅(qū)動模式下兩動力源工作與否的差異，采用基于模式的動力系統(tǒng)復合外特性求解方式得到動力系統(tǒng)的真實最大輸出特性；并針對cvt速比可在大范圍內(nèi)迅速無級變化、對輸出特性有直接影響特點，由車速、速比范圍ig求cvt輸入端可用轉(zhuǎn)速范圍數(shù)組sava；再基于當前模式求解主要動力源最優(yōu)工作轉(zhuǎn)速范圍slim，對輸入端可用轉(zhuǎn)速進行限制后得當前車速下可用的最優(yōu)轉(zhuǎn)速范圍sopt；再由各轉(zhuǎn)速插值復合外特性得輸入端轉(zhuǎn)矩范圍tin；再由與各轉(zhuǎn)速所對應(yīng)速比得輸出端轉(zhuǎn)矩范圍tout；再對各速比下的轉(zhuǎn)矩求最大值得系統(tǒng)最大輸出轉(zhuǎn)矩；最終由加速踏板得實時需求轉(zhuǎn)矩的準確值。本方法基于驅(qū)動模式求解動力系統(tǒng)復合外特性，并根據(jù)cvt速比可無級變化特點和不同模式下最優(yōu)轉(zhuǎn)速差異，通過轉(zhuǎn)速范圍得轉(zhuǎn)矩范圍，最終求最值得到系統(tǒng)真實最大輸出特性，可準確估計駕駛員實時需求轉(zhuǎn)矩,進而改善汽車動力性能和駕駛體驗。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供了一種cvt并聯(lián)混合動力汽車駕駛員需求轉(zhuǎn)矩估計方法，其考慮了在不同驅(qū)動模式下兩動力源工作與否的差異，采用基于模式的動力系統(tǒng)復合外特性求解方式得到動力系統(tǒng)的真實最大輸出特性；并且考慮了cvt速比可在大范圍內(nèi)迅速無級變化、對輸出特性有直接影響特點，通過車速、速比范圍求解cvt輸入端可用轉(zhuǎn)速范圍數(shù)組sava；同時還考慮了不同模式下主要動力源最優(yōu)工作轉(zhuǎn)速范圍sopt差異，得到當前模式下的輸入端最優(yōu)轉(zhuǎn)速范圍sopt；進而通過插值及速比得到外特性對應(yīng)的輸入、輸出轉(zhuǎn)矩，從而通過對各個速比下的轉(zhuǎn)矩值求最大得到系統(tǒng)當前真實的最大可輸出轉(zhuǎn)矩，最后由踏板得到需求轉(zhuǎn)矩。因而本方法充分考慮了cvt并聯(lián)混合動力汽車的結(jié)構(gòu)特點及各驅(qū)動模式下動力源參與工作情況不同對系統(tǒng)最大輸出能力和輸入轉(zhuǎn)速范圍對最優(yōu)工作轉(zhuǎn)速區(qū)間有所限制的影響，同時考慮了cvt速比無極變化的特性，從而能夠準確得到系統(tǒng)的真實最大輸出特性，進而可以獲得駕駛員需求轉(zhuǎn)矩的精確結(jié)果。

為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明實施例的一種cvt并聯(lián)混合動力汽車駕駛員需求轉(zhuǎn)矩估計方法，包括以下步驟：

步驟1，根據(jù)并聯(lián)混和動力汽車的電動機、發(fā)動機均位于cvt輸入端的特點，不同驅(qū)動模式下各動力源是否參與驅(qū)動的情況會有所不同；首先根據(jù)兩動力源外特性，采用基于驅(qū)動模式的動力系統(tǒng)復合外特性求解方法，得到各輸入轉(zhuǎn)速下的動力系統(tǒng)最大可輸入轉(zhuǎn)矩；

步驟2，針對cvt速比可以實時快速無級變化的特點，如公式(1)所示，由實際車速v根據(jù)cvt的速比范圍數(shù)組ig(速比范圍數(shù)組間隔取不小于cvt速比變化靈敏度的某一較小值，如0.1)求解當前車速下cvt輸入端的可用轉(zhuǎn)速范圍sava，即可得與實時車速及任一速比is_ava相對應(yīng)的各個轉(zhuǎn)速sava；也即根據(jù)當前車速值v可得速比與轉(zhuǎn)速兩個數(shù)組，且速比值與轉(zhuǎn)速值一一對應(yīng)；

式中，n為cvt輸入端轉(zhuǎn)速,單位rpm；i0為主減速器速比；r為車輪半徑，單位m；

步驟3，根據(jù)不同驅(qū)動模式下主要動力源效率較高的最優(yōu)工作轉(zhuǎn)速限制范圍不同的特點，基于當前驅(qū)動模式的主要動力源最優(yōu)工作轉(zhuǎn)速范圍得到cvt輸入端轉(zhuǎn)速限制范圍slim；再由當前車速下cvt輸入端的可用轉(zhuǎn)速范圍sava，求二者交集，得到當前可用的cvt輸入端最優(yōu)工作轉(zhuǎn)速范圍sopt，各轉(zhuǎn)速對應(yīng)速比記為is_opt；

步驟4，由cvt輸入端最優(yōu)工作轉(zhuǎn)速范圍sopt內(nèi)的各個轉(zhuǎn)速插值當前驅(qū)動模式下動力系統(tǒng)復合外特性t-s曲線，得到cvt輸入轉(zhuǎn)矩范圍tin；再結(jié)合與各個轉(zhuǎn)速sopt值所對應(yīng)的速比is_opt，得到cvt可輸出轉(zhuǎn)矩范圍tout；

步驟5，對實時車速、模式下的cvt可輸出轉(zhuǎn)矩范圍tout內(nèi)的各轉(zhuǎn)矩值求max，得到當前汽車狀態(tài)(車速、驅(qū)動模式)下，動力系統(tǒng)的真實最大可輸出轉(zhuǎn)矩tmax；

步驟6，由當前汽車狀態(tài)下動力系統(tǒng)最大可輸出轉(zhuǎn)矩tmax和加速踏板信號k求得駕駛員預(yù)需求轉(zhuǎn)矩t′req；

步驟7，為避免所得駕駛員需求轉(zhuǎn)矩出現(xiàn)較大的迅速波動，對預(yù)需求轉(zhuǎn)矩值t′req的變化率進行限制，得到駕駛員實時需求轉(zhuǎn)矩treq，防止因需求轉(zhuǎn)矩的迅速變化導致模式切換頻繁或汽車沖擊度過大。

由此，根據(jù)本發(fā)明的一種cvt并聯(lián)混合動力汽車駕駛員需求轉(zhuǎn)矩估計方法，通過基于模式的動力系統(tǒng)復合外特性求解方法得到動力系統(tǒng)的真實最大輸出特性，并通過各個速比下的cvt輸入端可用轉(zhuǎn)速計算、不同模式下的主要動力源最優(yōu)轉(zhuǎn)速范圍限制，得到cvt可實現(xiàn)的系統(tǒng)最大輸出轉(zhuǎn)矩特性，最終得到準確的需求轉(zhuǎn)矩。因而，本發(fā)明所述方法專門針對并聯(lián)混動及cvt的工作特點，可做到細致全面、準確有效。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例還可以具有如下附加技術(shù)特征：

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述步驟1中基于驅(qū)動模式的動力系統(tǒng)復合外特性t-s曲線的求解方法為，根據(jù)當前驅(qū)動模式下動力源的參與驅(qū)動情況，決定動力系統(tǒng)復合外特性的組成部分；即動力系統(tǒng)復合外特性僅包括當前模式下參與驅(qū)動、對驅(qū)動輪有驅(qū)動力輸出的動力源的最大輸出特性。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述步驟2中的cvt速比范圍數(shù)組ig是指cvt所能實現(xiàn)的所有傳動比的變化范圍，是cvt機械結(jié)構(gòu)所決定的固定參數(shù)；與之對應(yīng)的所述步驟3中的cvt輸入端轉(zhuǎn)速限制范圍slim是指在當前驅(qū)動模式下，汽車控制策略中定義的主要動力源的最優(yōu)工作轉(zhuǎn)速范圍；如純電動模式下slim是控制策略期望的電動機最優(yōu)工作轉(zhuǎn)速(或額定轉(zhuǎn)速以下)范圍，有發(fā)動機參與的其他驅(qū)動模式下slim為控制策略期望的發(fā)動機最優(yōu)工作轉(zhuǎn)速范圍；且電動機、發(fā)動機的最優(yōu)工作轉(zhuǎn)速范圍根據(jù)其效率/油耗map數(shù)據(jù)標定，以提高動力系統(tǒng)經(jīng)濟性；同時所述步驟2～4中根據(jù)實時汽車狀態(tài)及各個速比值ig，所得可用轉(zhuǎn)速范圍sava、輸入端最優(yōu)工作轉(zhuǎn)速范圍sopt、輸入轉(zhuǎn)矩范圍tin、輸出轉(zhuǎn)矩范圍tout均是數(shù)組形式，并且各轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩值分別與各速比值is_ava、is_opt一一對應(yīng)，由此可根據(jù)cvt的輸入特性得到其輸出特性，進而最終得到駕駛員的準確需求。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的一種cvt并聯(lián)混合動力汽車駕駛員需求轉(zhuǎn)矩估計方法的流程圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明實施例的基于模式的動力系統(tǒng)復合外特性求解方法流程圖；

圖3為根據(jù)本發(fā)明實施例的考慮cvt速比無級變化特性及不同模式下主要動力源最優(yōu)工作轉(zhuǎn)速范圍限制的動力系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩輸出能力求解方法流程圖；

圖4為本發(fā)明一個實施例所適用的一種并聯(lián)混合動力汽車構(gòu)型簡圖；

圖5為本發(fā)明另一個實施例所適用的一種并聯(lián)混合動力汽車構(gòu)型簡圖；

圖中：1、步驟1；2、步驟2；3、步驟3；4、步驟4；5、步驟5；6、步驟6；

7、步驟7；

ⅰ、發(fā)動機；ⅱ、離合器；ⅲ、電動機；ⅳ、cvt；ⅴ、動力耦合器。

具體實施方式

下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的符號表示相同或類似的物理量或具有相同或類似意義的物理量。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“數(shù)組”、“范圍”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是一組等間隔的數(shù)，也可以是間隔隨機的數(shù)，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。

由于并聯(lián)混合動力汽車及cvt的基本結(jié)構(gòu)為本領(lǐng)域技術(shù)人員所悉知的，因此在此不再一一贅述，僅在附圖3、圖4中給出兩種典型的構(gòu)型簡圖。

下面參考附圖來描述根據(jù)本發(fā)明實施例的一種cvt并聯(lián)混合動力汽車駕駛員需求轉(zhuǎn)矩估計方法，但本發(fā)明并不限于這些實施例。

如圖1所示方法，為適用于圖4所示單軸并聯(lián)構(gòu)型混合動力汽車需求轉(zhuǎn)矩的估計方法。該方法包括：

步驟1：獲得汽車當前的驅(qū)動模式及發(fā)動機、電動機外特性數(shù)據(jù)，若當前驅(qū)動模式下僅有一個動力源進行驅(qū)動工作，則動力系統(tǒng)復合外特性等同于此動力源外特性；若當前驅(qū)動模式下兩動力源均進行驅(qū)動工作，則動力系統(tǒng)復合外特性等同于兩動力源外特性之和。

其詳細方法如圖2所示，若當前為純電動ev模式，僅電動機進行驅(qū)動工作，則動力系統(tǒng)復合外特性等同于電動機外特性轉(zhuǎn)矩；若當前為驅(qū)動并發(fā)電chev模式或發(fā)動機單獨驅(qū)動ice模式，僅發(fā)動機進行驅(qū)動工作，則動力系統(tǒng)復合外特性等同于發(fā)動機外特性轉(zhuǎn)矩；若當前為聯(lián)合驅(qū)動bhev模式，兩動力源均進行驅(qū)動工作，則動力系統(tǒng)復合外特性等同于發(fā)動機外特性和電動機外特性轉(zhuǎn)矩之和；若還有其他驅(qū)動模式，則根據(jù)動力源均參與車輛驅(qū)動情況計算復合外特性。

步驟2：把cvt速比從最小值到最大值按某一間隔(間隔取不小于cvt速比變化靈敏度的某一較小值，如0.1)劃分成一個數(shù)組ig。然后，由實際車速和各個速比求得cvt輸入端的可用轉(zhuǎn)速范圍數(shù)組sava。則在任意的當前車速下，對任一可用轉(zhuǎn)速sava值都有一個速比值is_ava與之相對應(yīng)。

步驟3：由當前驅(qū)動模式下控制策略中定義的主要動力源的最優(yōu)工作轉(zhuǎn)速范圍slim，對當前車速下cvt輸入端的可用轉(zhuǎn)速范圍sava進行限制，即求二者的公共范圍(交集)，得到輸入端最優(yōu)工作轉(zhuǎn)速范圍sopt，與其各轉(zhuǎn)速值對應(yīng)的速比記為is_opt。

步驟4：由cvt輸入端最優(yōu)工作轉(zhuǎn)速范圍sopt內(nèi)的各個轉(zhuǎn)速分別插值當前驅(qū)動模式下動力系統(tǒng)復合外特性t-s曲線，得到cvt輸入轉(zhuǎn)矩范圍tin；再結(jié)合與各個轉(zhuǎn)速值sopt所對應(yīng)的速比is_opt得到cvt可輸出轉(zhuǎn)矩范圍tout。

步驟5：在實時車速、驅(qū)動模式下的cvt可輸出轉(zhuǎn)矩范圍tout是一個隨速比變化的數(shù)組，把數(shù)組內(nèi)各轉(zhuǎn)矩值通過求max得到最大值，即為當前汽車狀態(tài)(車速、驅(qū)動模式)下，動力系統(tǒng)最大可輸出轉(zhuǎn)矩tmax。

步驟6：由當前汽車狀態(tài)下動力系統(tǒng)最大可輸出轉(zhuǎn)矩tmax和加速踏板信號k相乘，求得駕駛員預(yù)需求轉(zhuǎn)矩t′req。

步驟7：對預(yù)需求轉(zhuǎn)矩值t′req的變化率進行限制，得到駕駛員實時需求轉(zhuǎn)矩treq的準確值。

對于圖5所示的雙軸并聯(lián)構(gòu)型混合動力汽車需求轉(zhuǎn)矩的估計方法，與圖4所示構(gòu)型方法類似，僅在步驟1中有部分差異：在獲得汽車當前的驅(qū)動模式及發(fā)動機、電動機外特性數(shù)據(jù)后，若當前驅(qū)動模式下僅電動機工作，則動力系統(tǒng)復合外特性等同于電動機外特性與耦合裝置傳動比相作用后的結(jié)果(轉(zhuǎn)速范圍縮小、轉(zhuǎn)矩范圍擴大)；若當前驅(qū)動模式下僅發(fā)動機進行驅(qū)動工作，則動力系統(tǒng)復合外特性等同于發(fā)動機外特性；若當前驅(qū)動模式下兩動力源均進行驅(qū)動工作，則動力系統(tǒng)復合外特性等同于發(fā)動機外特性和電動機外特性與耦合裝置傳動比相作用后的結(jié)果之和。

對于其他單、雙軸并聯(lián)混合動力構(gòu)型，例如電動機與發(fā)動機在cvt之后進行動力耦合的情況，采用類似上述的方法考慮速比的影響即可實現(xiàn)。

綜上，通過基于模式的動力系統(tǒng)復合外特性求解方法得到動力系統(tǒng)的真實最大輸出特性，并通過各個速比下cvt輸入端可用轉(zhuǎn)速sava的計算、不同模式下主要動力源最優(yōu)工作轉(zhuǎn)速范圍slim的限制，得到cvt輸入端最優(yōu)工作轉(zhuǎn)速范圍sopt，進而插值得到外特性對應(yīng)的輸入、輸出端轉(zhuǎn)矩及系統(tǒng)可實現(xiàn)的最大輸出轉(zhuǎn)矩tmax，最終即可得到需求轉(zhuǎn)矩的準確值。

本發(fā)明中未述及的部分采用或借鑒已有技術(shù)即可實現(xiàn)。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“另一個實施例”、“單軸并聯(lián)”或“雙軸并聯(lián)”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、步驟、方法或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、步驟、方法或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

盡管本文中較多的使用了諸如“數(shù)組”、“范圍”、“單軸并聯(lián)”、“雙軸并聯(lián)”、“cvt”、“動力系統(tǒng)”等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發(fā)明的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解：在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。