一种混合动力车辆的能量管理控制方法、系统以及车辆与流程

本技术涉及混合动力汽车，特别是一种混合动力车辆的能量管理控制方法、系统以及车辆。

背景技术：

1、混合动力汽车能够有效改善电动汽车行驶里程不理想的难题，同时能够有效降低传统燃油汽车的燃油经济性能和排放性能，因此许多研究人员针对如何提高能源利用效率，开展了大量的研究。

2、但是，目前针对如何提高混合动力车辆能源利用效率的问题，大多是关注车辆的高压电池的soc(state of charge，荷电状态)，或关注某一单独因素，无法满足各种场景下动力性基础上的系统效率最优。

3、因此，亟需一种混合动力车辆的能量管理控制方法。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本技术实施例提供了一种混合动力车辆的能量管理控制方法、系统以及车辆，以便克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。

2、本技术实施例第一方面，提供了一种混合动力车辆的能量管理控制方法，所述方法包括：

3、获取当前驾驶员的轮端需求扭矩，并确定所述轮端需求扭矩下的实际挡杆位置、实际车速或实际驾驶模式；

4、根据所述实际挡杆位置、所述实际车速或所述实际驾驶模式，确定所述轮端需求扭矩下的变速箱的可用挡位范围，并从所述可用挡位范围内确定多个候选挡位；

5、根据所述轮端需求扭矩，计算各个所述候选挡位下的各种扭矩组合各自对应的等效燃油消耗值；

6、根据各个所述候选挡位下的各种扭矩组合各自对应的等效燃油消耗值，确定等效最小燃油消耗值；

7、根据所述等效最小燃油消耗值，确定所述等效最小燃油消耗值对应的发动机与电机的目标扭矩组合，并控制所述发动机和电机分别按照所述目标扭矩组合下的发动机目标扭矩和电机目标扭矩进行扭矩输出；同时确定所述等效最小燃油消耗值对应的目标挡位，并将所述目标挡位发送给变速箱控制器，以控制所述变速箱按照所述目标挡位进行换挡。

8、可选地，根据所述实际挡杆位置，确定所述轮端需求扭矩下的变速箱的可用挡位范围，并从所述可用挡位范围内确定多个候选挡位，包括：

9、根据所述实际挡杆位置，检测所述实际挡杆位置是否处于预设挡杆位置；

10、在所述实际挡杆位置处于所述预设挡杆位置的情况下，确定所述实际挡杆位置对应的预设限值；

11、根据所述预设限值，确定所述轮端需求扭矩下的变速箱的最小候选挡位和最大候选挡位；

12、从所述最小候选挡位和所述最大候选挡位之间的所有挡位中，确定多个所述候选挡位。

13、可选地，所述根据所述轮端需求扭矩，计算各个所述候选挡位下的各种扭矩组合各自对应的等效燃油消耗值，包括：

14、根据所述轮端需求扭矩，确定每个所述候选挡位各自对应的多个扭矩组合；

15、计算各个所述扭矩组合的等效燃油消耗值；

16、其中，每个所述发动机扭矩与其对应的电机扭矩为一个扭矩组合，所述根据所述轮端需求扭矩，确定每个所述候选挡位各自对应的多个扭矩组合，包括：

17、根据所述轮端需求扭矩，将每个所述候选挡位下的发动机扭矩按照预设步长进行多组分配；

18、根据每个所述候选挡位下按照所述预设步长分配的多个发动机扭矩以及所述轮端需求扭矩，确定每个所述发动机扭矩各自对应的电机扭矩；

19、将每一个所述发动机扭矩与其对应的电机扭矩确定为一个扭矩组合。

20、可选地，所述将每个所述候选挡位下的发动机扭矩按照预设步长进行多组分配，包括：

21、分别计算所述发动机的最大扭矩限值和最小扭矩限值，以及所述电机的最大扭矩限值和最小扭矩限值；

22、根据所述发动机的最大扭矩限值和最小扭矩限值，按照所述预设步长将分配给所述发动机的扭矩从所述最小扭矩限值逐步增加到所述最大扭矩限值；

23、所述根据每个所述候选挡位下按照所述预设步长分配的多个发动机扭矩以及所述轮端需求扭矩，确定每个所述发动机扭矩各自对应的电机扭矩，包括：

24、基于所述轮端需求扭矩、每个所述候选挡位下的多个所述发动机扭矩以及所述电机的最大扭矩限值和最小扭矩限值，确定各个所述发动机扭矩各自对应的电机扭矩。

25、可选地，所述计算各个所述扭矩组合的等效燃油消耗值，包括：

26、获取所述当前车辆的高压电池的实际soc以及目标soc；

27、根据所述实际soc和所述目标soc，确定所述高压电池的soc惩罚因子；

28、分别计算各个所述扭矩组合下所述发动机的燃油消耗值和所述电机的实际等效燃油消耗值，所述电机的实际等效燃油消耗值为所述电机的等效燃油消耗值与所述soc惩罚因子的乘积；

29、将所述发动机的燃油消耗值与所述电机的实际等效燃油消耗值的和，确定为所述扭矩组合的等效燃油消耗值。

30、可选地，所述获取当前驾驶员的轮端需求扭矩，包括：

31、获取所述当前车辆的驾驶模式、油门开度、当前实际车速以及当前实际挡位；

32、根据所述驾驶模式、所述油门开度、所述当前实际车速以及所述当前实际挡位，确定所述轮端需求扭矩。

33、可选地，在确定所述轮端需求扭矩之后，所述方法还包括：

34、根据所述驾驶模式，确定所述驾驶模式对应的驾驶性滤波系数；

35、对所述轮端需求扭矩进行解析，并选用所述驾驶模式对应的所述驾驶性滤波系数对解析后的轮端需求扭矩进行滤波处理，得到滤波处理后的轮端需求扭矩。

36、可选地，还包括：

37、获取当前的道路坡度信息、车辆载重信息以及海拔高度信息；

38、根据所述道路坡度信息、所述车辆载重信息以及所述海拔高度信息，确定扭矩补偿系数；

39、基于所述扭矩补偿系数，对所述滤波处理后的轮端需求扭矩进行扭矩补偿，得到扭矩补偿后的轮端需求扭矩。

40、本技术实施例第二方面，提供了一种混合动力车辆的能量管理控制系统，所述系统包括：

41、获取模块，用于获取当前驾驶员的轮端需求扭矩，并确定所述轮端需求扭矩下的实际挡杆位置、实际车速或实际驾驶模式；

42、第一确定模块，用于根据所述实际挡杆位置、所述实际车速或所述实际驾驶模式，确定所述轮端需求扭矩下的变速箱的可用挡位范围，并从所述可用挡位范围内确定多个候选挡位；

43、计算模块，用于根据所述轮端需求扭矩，计算各个所述候选挡位下的各种扭矩组合各自对应的等效燃油消耗值；

44、第二确定模块，用于根据各个所述候选挡位下的各种扭矩组合各自对应的等效燃油消耗值，确定等效最小燃油消耗值；

45、第三确定模块，用于根据所述等效最小燃油消耗值，确定所述等效最小燃油消耗值对应的发动机与电机的目标扭矩组合，并控制所述发动机和所述电机分别按照所述目标扭矩组合下的发动机目标扭矩和电机目标扭矩进行扭矩输出；同时确定所述等效最小燃油消耗值对应的目标挡位，并将所述目标挡位发送给变速箱控制器，以控制所述变速箱按照所述目标挡位进行换挡。

46、可选地，根据所述实际挡杆位置，确定所述轮端需求扭矩下的变速箱的可用挡位范围，并从所述可用挡位范围内确定多个候选挡位，所述第一确定模块，包括：

47、检测子模块，用于根据所述实际挡杆位置，检测所述实际挡杆位置是否处于预设挡杆位置；

48、第一确定子模块，用于在所述实际挡杆位置处于所述预设挡杆位置的情况下，确定所述实际挡杆位置对应的预设限值；

49、第二确定子模块，用于根据所述预设限值，确定所述轮端需求扭矩下的变速箱的最小候选挡位和最大候选挡位；

50、第三确定子模块，用于从所述最小候选挡位和所述最大候选挡位之间的所有挡位中，确定多个所述候选挡位。

51、可选地，所述根据所述轮端需求扭矩，计算各个所述候选挡位下的各种扭矩组合各自对应的等效燃油消耗值，所述计算模块，包括：

52、第四确定子模块，用于根据所述轮端需求扭矩，确定每个所述候选挡位各自对应的多个扭矩组合；

53、计算子模块，用于计算各个所述扭矩组合的等效燃油消耗值；

54、其中，每个所述发动机扭矩与其对应的电机扭矩为一个扭矩组合，所述根据所述轮端需求扭矩，确定每个所述候选挡位各自对应的多个扭矩组合，所述第四确定子模块，包括：

55、第一分配子单元，用于根据所述轮端需求扭矩，将每个所述候选挡位下的发动机扭矩按照预设步长进行多组分配；

56、第一确定子单元，用于根据每个所述候选挡位下按照所述预设步长分配的多个发动机扭矩以及所述轮端需求扭矩，确定每个所述发动机扭矩各自对应的电机扭矩；

57、第二确定子单元，用于将每一个所述发动机扭矩与其对应的电机扭矩确定为一个扭矩组合。

58、可选地，所述将每个所述候选挡位下的发动机扭矩按照预设步长进行多组分配，所述第一分配子单元，包括：

59、第一计算子单元，用于分别计算所述发动机的最大扭矩限值和最小扭矩限值，以及所述电机的最大扭矩限值和最小扭矩限值；

60、第二分配子单元，用于根据所述发动机最大扭矩限值和最小扭矩限值，按照所述预设步长将分配给所述发动机的扭矩从所述最小扭矩限值逐步增加到所述最大扭矩限值；

61、所述根据每个所述候选挡位下按照所述预设步长分配的多个发动机扭矩以及所述轮端需求扭矩，确定每个所述发动机扭矩各自对应的电机扭矩，所述第一确定子单元，包括：

62、第三确定子单元，用于基于所述轮端需求扭矩、每个所述候选挡位下的多个所述发动机扭矩以及所述电机的最大扭矩限值和最小扭矩限值，确定各个所述发动机扭矩各自对应的电机扭矩。

63、可选地，所述计算各个所述扭矩组合的等效燃油消耗值，所述计算子模块，包括：

64、获取子单元，用于获取所述当前车辆的高压电池的实际soc以及目标soc；

65、第四确定子单元，用于根据所述实际soc和所述目标soc，确定所述高压电池的soc惩罚因子；

66、第二计算子单元，用于分别计算各个所述扭矩组合下所述发动机的燃油消耗值和所述电机的实际等效燃油消耗值，所述电机的实际等效燃油消耗值为所述电机的等效燃油消耗值与所述soc惩罚因子的乘积；

67、第五确定子单元，用于将所述发动机的燃油消耗值与所述电机的实际等效燃油消耗值的和，确定为所述扭矩组合的等效燃油消耗值。

68、可选地，所述获取当前车辆的轮端需求扭矩，所述获取模块，包括：

69、第一获取子模块，用于获取所述当前车辆的驾驶模式、油门开度、当前实际车速以及当前实际挡位；

70、第五确定子模块，用于根据所述驾驶模式、所述油门开度、所述当前实际车速以及所述当前实际挡位，确定所述轮端需求扭矩。

71、可选地，在确定所述轮端需求扭矩之后，所述系统还包括：

72、第六确定子模块，用于根据所述驾驶模式，确定所述驾驶模式对应的驾驶性滤波系数；

73、解析子模块，用于对所述轮端需求扭矩进行解析，并选用所述驾驶模式对应的所述驾驶性滤波系数对解析后的轮端需求扭矩进行滤波处理，得到滤波处理后的轮端需求扭矩。

74、可选地，还包括：

75、第二获取子模块，用于获取当前的道路坡度信息、车辆载重信息以及海拔高度信息；

76、第七确定子模块，用于根据所述道路坡度信息、所述车辆载重信息以及所述海拔高度信息，确定扭矩补偿系数；

77、补偿子模块，用于基于所述扭矩补偿系数，对所述滤波处理后的轮端需求扭矩进行扭矩补偿，得到扭矩补偿后的轮端需求扭矩。

78、本技术实施例第三方面，提供了一种车辆，所述车辆包括如本技术第二方面所述的混合动力车辆的能量管理控制系统，和/或执行如本技术第一方面所述的混合动力车辆的能量管理控制方法。

79、本技术的有益效果：

80、本技术实施例提供了一种混合动力车辆的能量管理控制方法，所述方法包括：获取当前驾驶员的轮端需求扭矩，并确定所述轮端需求扭矩下的实际挡杆位置、实际车速或实际驾驶模式；根据所述实际挡杆位置、所述实际车速或所述实际驾驶模式，确定所述轮端需求扭矩下的变速箱的可用挡位范围，并从所述可用挡位范围内确定多个候选挡位；根据所述轮端需求扭矩，计算各个所述候选挡位下的各种扭矩组合各自对应的等效燃油消耗值；根据各个所述候选挡位下的各种扭矩组合各自对应的等效燃油消耗值，确定等效最小燃油消耗值；根据所述等效最小燃油消耗值，确定所述等效最小燃油消耗值对应的发动机与电机的目标扭矩组合，并控制所述发动机和电机分别按照所述目标扭矩组合下的发动机目标扭矩和电机目标扭矩进行扭矩输出；同时确定所述等效最小燃油消耗值对应的目标挡位，并将所述目标挡位发送给变速箱控制器，以控制所述变速箱按照所述目标挡位进行换挡。本技术在确定驾驶员的的轮端需求扭矩之后，通过遍历所有可用挡位下发动机和电机的扭矩组合，并计算各个扭矩组合下的等效燃油消耗值，通过对比寻优，寻找到当前实际挡位下的最小等效燃油消耗值所对应的目标扭矩组合，并控制发动机和电机按照目标扭矩组合下的发动机扭矩和电机扭矩进行扭矩输出，以及寻找到可用挡位范围内等效燃油消耗最小时的扭矩组合所对应的最优目标挡位，并控制变速箱按照最优目标挡位进行换挡，不仅兼顾整车的动力性需求和燃油经济性需求，还实现了整车的系统效率最优。