[发明专利]一种混合动力汽车坡道阻力获取方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车电子技术领域，尤其指混合动力汽车的坡道阻力估算方法。

背景技术

混合动力技术目前已经进入成熟期，燃料电池技术、纯电动技术、燃氢发动机、代用燃料等技术由于受到技术瓶颈和基础设施建设等一系列的问题的限制，还处在研发期。因此，目前混合动力汽车的市场化将显得更加重要，在混合动力汽车的研发过程中，电池模块、动力总成、混合动力整车控制器（Hybrid Control Unit，简称HCU）等技术是混合动力汽车研发的难点。

其中HCU实现整个混合动力车辆中发动机节点、电机节点以及电池节点等动力节点的控制、协调以及能量分配，同时还负责整个车辆换挡策略的控制以及电池电量平衡策略等，是整个车辆控制的核心。

车辆在实际的道路上运行的过程中，除了受到驾驶员的需求控制外，还受到路面的工况的影响，在影响整车控制的道路工况中坡度是个关键性的影响因素之一，不同的坡道对应不同的坡道阻力。不同的坡道阻力会对整车控制器的换挡策略产生较大的影响，若未考虑坡道因素，在坡道上会导致档位频繁切换的问题，所谓频繁切档指在上坡的过程中驾驶员通过深踩油门提高动力，但是由于坡道的存在，车速不能按照实际驾驶员的加速的意图上升，车速缓慢上升导致了车辆不得不以降档的方式为车辆提供动力；当车速达到一定速度后，车辆的档位又变回原来的档位；这样就导致了两次的档位切换，因此在上坡的过程中车速延迟油门的变化导致了车辆的档位频繁切换；同时在混合动力车辆爬坡的过程中，由于存在较大的坡道阻力，在按照正常驱动策略运行的情况下电机分配到的扭矩较大，会导致其电池荷电状态（State of Charge，简称SOC）在爬坡的过程中一直较低，影响整个车辆SOC的平衡控制策略。

因此，对于新能源汽车的坡道阻力估算方法显得尤为重要，目前，主要采用两种方法获得坡道阻力，一种方法是采用逐点静态检测技术，即在车辆上安装检测设备检测道路信息，获得道路的坡度，进而计算出车辆的坡度阻力。然而该种方法的精度的检测及维护工作量大，效率低，且这种技术易受到换挡冲击、路面不平等随机因素干扰，易累积出现误差。一种方法是采用动力学方程的方法，采集整车的各项参数，如车速、车辆加速度、整车质量等信息获得坡道阻力。但目前的动力学估算方法主要适用于传统车辆，其考虑的因素较少，计算方法较为简单。比如现有技术中给出了一种坡道阻力计算方法，其在获得车辆的车速信息后，微分获得车辆加速度，并通过传感器获得一合加速度信息，该合加速度信息为车辆加速度与重力加速度的矢量和，再通过计算重力加速度的分量，从而获得坡度，并获得坡度阻力，这种方法由于主要只考虑车辆加速度，未考虑其车辆的输出扭矩、各种阻力因素等，其坡道阻力计算方法精度较低，容易出现偏差。

发明内容

为解决现有坡道阻力估算方法精度较低，容易出现偏差的问题，本发明提供了一种混合动力汽车坡道阻力获取方法，所述混合动力汽车包括发动机、ISG电机、后电机、前变速箱、后变速机构、前驱动桥、及后驱动桥；所述发动机的输出轴在连接所述ISG电机后经所述前变速箱连接所述前驱动桥，所述后电机经所述后变速机构连接所述后驱动桥；

其中，所述混合动力汽车坡道阻力获取方法包括如下步骤：

获得所述前变速箱的速比n₁、所述后变速机构的速比n₂、轮胎的半径r及整车质量m；

通过测算获得所述发动机的输出扭矩T_EMS、所述ISG电机的输出扭矩T_ISG、和所述后电机的输出扭矩T_ERAD；

通过车辆的滑行测试获得滑行阻力F_C；

由车辆的车速差分获得车辆的整车加速度然后通过表达式获得整车加速阻力F_Acc；

根据车辆上转动部件的转动惯量及角加速度，获得整车惯性阻力F_j；

根据上述获得的参数，采用下述表达式估算获得坡道阻力F_Slope：

F_Slope=[T_EMS+T_ISG]n₁/r+T_ERAD·n₂/r-F_C-F_Acc-F_j。