CN111016877B - 一种单电机混合动力***发动机启停管理***和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种单电机混合动力***发动机启停管理***和方法，属于混合汽车能量管理策略技术领域。它解决如何自适应各种工况下实现优化发动机启停管理的问题。本***包括获取模块、SOC判断模块、阀值确定模块、扭矩判断模块、执行模块。本方法包括以下步骤：判断当前SOC是否大于SOC阀值一，如果当前SOC小于设SOC阀值一则判断当前SOC是处于上行区段还是处于下行区段；确定当前发动机启停需求扭矩阀值；当当前需求扭矩满足当前发动机启停需求扭矩阀值时，发送发动机启停控制指令。通过区分SOC上行和下行过程分别进行发动机的启停差异化控制，有利于消除发动机低效工作点和低车速频繁启停，增加了低SOC区段发动机的运行时间，保证了能量的短时高效利用。

Description

一种单电机混合动力***发动机启停管理***和方法

技术领域

本发明属于混合汽车能量管理策略技术领域，涉及一种单电机混合动力***发动机启停管理***和方法。

背景技术

发动机启停策略是能量管理策略的重要组成，关系到发动机能量的输出和怠速油耗的控制。当前较为常见的发动机启停策略是根据SOC和车速确定需求扭矩启停发动机的单一规则，一般是基于发动机效率或***效率考虑设置，SOC为动力电池电荷。即当SOC低时启动发动机的需求扭矩阀值较低，停机阀值也接近于0，使小油门下发动机即可启动，且不易停机，增加发动机参与驱动和发电的工况，而随着SOC升高，需求扭矩起机阀值增大，停机阀值增大，发动机参与驱动和发电的工况减少，电机驱动工况增加，一段时间内电池充放电能量趋于平衡，SOC不再升高处于平衡状态。这种策略虽对不同工况有一定适应性，但是无法实现各工况下的最优控制，将影响能量管理策略的节油效果。

现中国专利文献公开了申请号为201510134343.1的了混合动力汽车及其驱动控制方法和装置，该方法为：获取混合动力汽车的当前挡位、动力电池的当前电量和当前所处道路的坡度；根据混合动力汽车的当前挡位、动力电池的当前电量和当前所处道路的坡度判断混合动力汽车是否处于滑行启停区间；如果混合动力汽车处于滑行启停区间，则进一步获取混合动力汽车的当前车速；以及根据当前车速控制混合动力汽车进入小负荷停机功能或小负荷熄火功能。该策略为单一规则发动机启停策略可以根据车速区分高车速工况和低车速工况发动机的启停策略，实现不同工况下SOC平衡在不同的水平，但存在两方面问题：一、启停发动机阀值对SOC的敏感程度不易设置，若对SOC敏感度高发动机无法长时间稳定工作，影响发动机工作效率，若敏感度低对于低电量的低速市区工况发动机长时间驱动并发电，大量能量储存于电池中无法得到有效利用，影响混合动力***效率，经济性差；二、低速小油门工况对于行车发电和纯电驱动两种方式都是高收益工况，该工况下行车发电能够以增加少量油耗的代价获得大量电能，而纯电驱动能够以少量电耗的代价节约大量燃油，因此如果能够一段时间行车发电和纯电驱动交替进行，就可有效实现节油。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述问题，提出了一种单电机混合动力***发动机启停管理***和方法。该***和方法解决了如何自适应各种工况下实现优化发动机启停管理的问题。

本发明通过下列技术方案来实现：一种单电机混合动力***发动机启停管理***，包括获取模块，用于获得动力电池的当前SOC，其特征在于，该***还包括

SOC判断模块，用于判断当前SOC是否大于SOC阀值一，如果当前SOC小于设定SOC阀值一则判断当前SOC是处于上行区段还是处于下行区段；

阀值确定模块，用于确定当前发动机启停需求扭矩阀值，当当前SOC大于SOC阀值一时，则确定当前发动机起机需求扭矩为起机阀值一，当前发动机停机需求扭矩为停机阀值一；当当前SOC处于下行区段时，则确定当前发动机起机需求扭矩为起机阀值二，当前发动机停机需求扭矩为停机阀值二；当当前SOC处于上行区段时，则确定当前发动机起机需求扭矩为起机阀值三，当前发动机停机需求扭矩为停机阀值三；且起机阀值一大于起机阀值二大于起机阀值三，停机阀值一大于停机阀值二大于停机阀值三；

扭矩判断模块，用于判断当前需求扭矩是否大于或小于当前发动机启停需求扭矩阀值满足条件；

执行模块，当当前需求扭矩满足当前发动机启停需求扭矩阀值时，发送发动机启停控制指令。

SOC判断模块根据动力电池的剩余荷电电量判断，当当前SOC大于SOC阀值一时，表示动力电池电量较满，此时以尽量增加电机工作频率，减少发动机工作频率为目的，阀值确定模块确定当前发动机启停需求扭矩阀值为起机阀值一和停机阀值一，此时起机阀值一和停机阀值一设置最高，发动机起机难度增大，停机难度降低。同理在当前SOC小于SOC阀值一时，表示动力电池需要充电，且当当前SOC处于下行区段，则此时阀值确定模块确定当前发动机启停需求扭矩阀值为起机阀值二和停机阀值二，因起机阀值二小于起机阀值一，停机阀值二小于停机阀值一，发动机起机相对上述SOC大于SOC阀值一时相对容易，停机相对困难。且当当前SOC处于上行区段，则此时阀值确定模块确定当前发动机启停需求扭矩阀值为起机阀值三和停机阀值三，因起机阀值三小于起机阀值二，停机阀值三小于停机阀值二，此时的起机阀值三为较低，停机阀值三接近为零。发动机起机相对上述SOC处于下行区段时相对容易，停机相对困难。即小油门下发动机即可启动，且不易停机，在动力电池SOC处于上行区段时，即电池需要更多电量时，增加发动机参与驱动和发电的工况。而车辆电力电池具有当动力电池上行充电一段时间，超过低速市区工况SOC平衡点后，期望在低速市区工况动力电池电量下行，此时动力电池SOC处于下行区段，即下行向低速市区工况SOC平衡点靠近。而在动力电池SOC处于下行区段时，增大当前低车速启动发动机需求扭矩阀值和停机阀值，适当减少低车速时发动机参与驱动和发电的工况，电机驱动工况增加。当车辆处于市郊高架工况时，高车速起机容易停机难，动力电池超过低速市区工况SOC平衡点后，充电上行超过SOC阀值一时，确定发动机当前发动机启停需求扭矩阀值为起机阀值一和停机阀值一，此时起机阀值一和停机阀值一设置最高，此时高车速发动机工作减少，纯电机工作增多。当前发动机起机阀值增大使得发动机的起机指令触发难度变大，发动机停机阀值增加停机指令触发变得容易。通过区分SOC上行和下行过程分别进行发动机的启停差异化控制，适应低速市区工况特点，有利于消除发动机低效工作点和低车速频繁启停，对市郊高架工况区别控制，低SOC区段高车速发动机的持续高效工作，更多的行车发电工况为电能积累提供支持。保证了不同工况下能量的高效利用，提高车辆经济性，可有效降低目标混合动力车辆在市区的油耗。

在上述的单电机混合动力***发动机启停管理***中，***还包括时间判断模块，用于计算当前需求扭矩大于或小于当前发动机启停需求扭矩阀值满足条件的连续时间并判断是否大于设定参数；时间判断模块内设置当前需求扭矩触发满足起机阀值一、起机阀值二、起机阀值三、停机阀值一、停机阀值二和停机阀值三的连续时间参数分别为t1、t2、t3、t11、t12和t13，且t1≥t2≥t3，t11≤t12≤t13。在设置需求扭矩阀值后通过对当前需求扭矩与需求扭矩的阀值比较满足条件的时间确定需求扭矩符合条件的真实性和有效性。使得判定更加准确。且时间上起机扭矩根据启停需要的难易程度，越难需要满足时间越长。能够适应各种工况对满足相同车速的时间的判断使得在稳定的工况下做出判断。

在上述的单电机混合动力***发动机启停管理***中，当当前SOC大于SOC阀值一时，阀值确定模块确定当前启动发动机需求扭矩的阀值为起机阀值一，扭矩判断模块判断当前需求扭矩大于起机阀值一，且时间判断模块判断连续时间大于t1时启动发动机；当当前SOC小于SOC阀值一且处于上行区段时，阀值确定模块确定当前启动发动机需求扭矩的阀值为起机阀值三，扭矩判断模块判断当前需求扭矩大于起机阀值三，且时间判断模块判断连续时间大于t3时启动发动机；当当前SOC小于SOC阀值一且处于下行区段时，阀值确定模块确定当前启动发动机需求扭矩的阀值为起机阀值二，扭矩判断模块判断当前需求扭矩大于起机阀值二，且时间判断模块判断连续时间大于t2时启动发动机；当当前SOC大于SOC阀值一时，阀值确定模块确定当前停止发动机需求扭矩的阀值为停机阀值一，扭矩判断模块判断当前需求扭矩小于停机阀值一，且时间判断模块判断连续时间大于t11时停止发动机；当当前SOC小于SOC阀值一且处于上行区段时，阀值确定模块确定当前停止发动机需求扭矩的阀值为停机阀值三，扭矩判断模块判断当前需求扭矩小于停机阀值三，且时间判断模块判断连续时间大于t13时停止发动机；当当前SOC小于SOC阀值一且处于下行区段时，阀值确定模块确定当前启动发动机需求扭矩的阀值为停机阀值二，扭矩判断模块判断当前需求扭矩小于停机阀值二，且时间判断模块连续时间大于t12时启动发动机，上述判断条件满足时，执行发动机启停。

通过SOC的上下区段进行需求扭矩起机阀值和需求扭矩停机阀值的改变，使得不管设置多个SOC目标平衡点，还是单个目标平衡点，能够在当前车速下特别是低车速区根据SOC上下波动变化对应发动机需求扭矩起机阀值动态变化设定，使得发动机起机能够自适应全部的行车工况，有利于消除发动机低速低效工作点和低车速频繁启停发动机的驾驶问题，保证了能量的短时高效利用。进一步提高了车辆的经济性。

在上述的单电机混合动力***发动机启停管理***中，所述阀值确定模块包括SOC大于SOC阀值一时的发动机启停策略模型一、SOC小于SOC阀值一且SOC处于下行区段的发动机启停策略模型二和SOC小于SOC阀值一且处于上行区段时的发动机启停策略模型三，发动机启停策略模型一、发动机启停策略模型二和发动机启停策略模型三均为：在以Y轴为发动机需求扭矩阀值，X轴为车速的坐标系中，分别以在Y轴上对应的起机阀值一、起机阀值二、起机阀值三、停机阀值一、停机阀值二和停机阀值三为起点，分别绘制起机曲线和停机曲线。这里通过建立SOC不同时段对应的发动机启停策略模型，在起机曲线中直接拟合当前需要扭矩来判断是否满足起机和停机需求扭矩阀值的判断条件，提高发动机启停策略的反应速度，减少计算量。

一种单电机混合动力***发动机启停管理方法，获得动力电池的当前SOC，其特征在于，本方法还包括以下步骤：

判断当前SOC是否大于SOC阀值一，如果当前SOC小于设定SOC阀值一则判断当前SOC是处于上行区段还是处于下行区段；

确定当前发动机启停需求扭矩阀值：当当前SOC大于SOC阀值一时，则确定当前发动机起机需求扭矩为起机阀值一，当前发动机停机需求扭矩为停机阀值一；当当前SOC处于下行区段时，则确定当前发动机起机需求扭矩为起机阀值二，当前发动机停机需求扭矩为停机阀值二；当当前SOC处于上行区段时，则确定当前发动机起机需求扭矩为起机阀值三，当前发动机停机需求扭矩为停机阀值三；且起机阀值一大于起机阀值二大于起机阀值三，停机阀值一大于停机阀值二大于停机阀值三；

当当前需求扭矩满足当前发动机启停需求扭矩阀值时，发送发动机启停控制指令。

根据动力电池的剩余荷电电量判断，当当前SOC大于SOC阀值一时，表示动力电池电量较满，此时以尽量增加电机工作频率，减少发动机工作频率为目的，确定当前发动机启停需求扭矩阀值为起机阀值一和停机阀值一，此时起机阀值一和停机阀值一设置最高，发动机起机难度增大，停机难度降低。同理在当前SOC小于SOC阀值一时，表示动力电池需要充电，且当当前SOC处于下行区段，则此时确定当前发动机启停需求扭矩阀值为起机阀值二和停机阀值二，因起机阀值二小于起机阀值一，停机阀值二小于停机阀值一，发动机起机相对上述SOC大于SOC阀值一时相对容易，停机相对困难。且当当前SOC处于上行区段，则此时确定当前发动机启停需求扭矩阀值为起机阀值三和停机阀值三，因起机阀值三小于起机阀值二，停机阀值三小于停机阀值二，此时的起机阀值三为较低，停机阀值三接近为零。发动机起机相对上述SOC处于下行区段时相对容易，停机相对困难。即小油门下发动机即可启动，且不易停机，在动力电池SOC处于上行区段时，即电池需要更多电量时，增加发动机参与驱动和发电的工况。而车辆电力电池具有当动力电池上行充电一段时间，超过低车速市区工况SOC平衡点后，期望在低车速市区工况动力电池电量下行，此时动力电池SOC处于下行区段，即下行向低车速市区工况SOC平衡点靠近。而在动力电池SOC处于下行区段时，增大当前低车速启动发动机需求扭矩阀值和停机阀值，适当减少低车速时发动机参与驱动和发电的工况，电机驱动工况增加。当车辆处于市郊高架工况时，高车速起机容易停机难，动力电池超过低速市区工况SOC平衡点后，充电上行超过SOC阀值一时，确定发动机当前发动机启停需求扭矩阀值为起机阀值一和停机阀值一，此时起机阀值一和停机阀值一设置最高，此时高车速发动机工作减少，纯电机工作增多。当前发动机起机阀值增大使得发动机的起机指令触发难度变大，发动机停机阀值增加停机指令触发变得容易。通过区分SOC上行和下行过程分别进行发动机的启停差异化控制，适应低速市区工况特点，有利于消除发动机低效工作点和低车速频繁启停，同时对市郊高架工况区别控制，低SOC区段高车速发动机的持续高效工作，更多的行车发电工况为电能积累提供支持。保证了不同工况下能量的高效利用，提高车辆经济性，可有效降低目标混合动力车辆在市区的油耗。

在上述的单电机混合动力***发动机启停管理方法中，分别设置当前需求扭矩触发满足起机阀值一、起机阀值二、起机阀值三、停机阀值一、停机阀值二和停机阀值三的连续时间参数分别为t1、t2、t3、t11、t12和t13，且t1≥t2≥t3，t11≤t12≤t13。在设置需求扭矩阀值后通过对当前需求扭矩与需求扭矩的阀值比较满足条件的时间确定需求扭矩符合条件的真实性和有效性。使得判定更加准确。且时间上起机扭矩根据启停需要的难易程度，越难需要满足时间越长。能够适应各种工况对满足相同车速的时间的判断使得在稳定的工况下做出判断。

在上述的单电机混合动力***发动机启停管理方法中，当当前SOC大于SOC阀值一时，确定当前启动发动机需求扭矩的阀值为起机阀值一，判断当前需求扭矩大于起机阀值一，且连续时间大于t1时启动发动机；当当前SOC小于SOC阀值一且处于上行区段时，确定当前启动发动机需求扭矩的阀值为起机阀值二，判断当前需求扭矩大于起机阀值二，且连续时间大于t2时启动发动机；当当前SOC小于SOC阀值一且处于下行区段时，确定当前启动发动机需求扭矩的阀值为起机阀值三，判断当前需求扭矩大于起机阀值三，且连续时间大于t3时启动发动机。通过SOC的上下区段进行起机阀值的改变，使得不管设置多个SOC目标平衡点，还是单个目标平衡点，能够在当前车速下特别是低车速区根据SOC上下波动变化对应发动机需求扭矩起机阀值动态变化设定，使得发动机起机能够自适应全部的行车工况，有利于消除发动机低速低效工作点和低车速频繁启动发动机的驾驶问题，保证了能量的短时高效利用。进一步提高了车辆的经济性。

在上述的单电机混合动力***发动机启停管理方法中，当当前SOC大于SOC阀值一时，确定当前停止发动机需求扭矩的阀值为停机阀值一，判断当前需求扭矩小于停机阀值一，且连续时间大于t11时停止发动机；当当前SOC小于SOC阀值一且处于下行区段时，确定当前停止发动机需求扭矩的阀值为停机阀值二，判断当前需求扭矩小于停机阀值二，且连续时间大于t12时停止发动机；当当前SOC小于SOC阀值一且处于上行区段时，确定当前启动发动机需求扭矩的阀值为停机阀值三，判断当前需求扭矩小于停机阀值三，且连续时间大于tl3时启动发动机。通过SOC的上下区段进行停机阀值的改变，使得不管设置多个SOC目标平衡点，还是单个目标平衡点，能够在当前车速下特别是低车速区根据SOC上下波动变化对应发动机需求扭矩停机阀值动态变化设定，使得发动机停机能够自适应全部的行车工况，有利于消除发动机低速低效工作点和低车速频繁停车的驾驶问题，保证了能量的短时高效利用。进一步提高了车辆的经济性。

在上述的单电机混合动力***发动机启停管理方法中，在以Y轴为发动机需求扭矩阀值，X轴为车速的坐标系中，分别以在Y轴上对应的起机阀值一、起机阀值二、起机阀值三、停机阀值一、停机阀值二和停机阀值三为起点分别绘制起机曲线和停机曲线，以此建立SOC大于SOC阀值一时的发动机启停策略模型一、SOC小于SOC阀值一且SOC处于下行区段的发动机启停策略模型二和SOC小于SOC阀值一且处于上行区段时的发动机启停策略模型三。这里通过建立SOC不同时段对应的发动机启停策略模型，在起机曲线中直接拟合当前需要扭矩来判断是否满足起机和停机需求扭矩阀值的判断条件，提高发动机启停策略的反应速度，减少计算量。

在上述的单电机混合动力***发动机启停管理方法中，在判断当前SOC是否处于上行区段还是下行区段时，上行区段和下行区段为滞回区间，滞回区间的阀值设有a和b，且a>b,则SOC大于a时代表下行区段，SOC下行直至SOC小于b时进入上行区段；SOC处于小于b的上行区段，SOC上行直至SOC大于a时进入下行区段。相同速度和SOC下，因为上行和下行的状态不同，进行不同的发动机启停控制，使得发动机启停控制能够自适应车辆的各种工况，进一步优化了发动机启停策略，提高能量管理的合理性和车辆的经济性。与现有技术相比，本单电机混合动力***发动机启停管理***和方法中,具有以下优点：

1、本发明在相同车速和SOC下可进行不同的发动机启停控制，区分SOC上下行过程进行发动机启停的差异化控制，SOC处于较低区段时，SOC上行过程可降低发动机起机阀值，保证发动机长时间运行，SOC上升一定程度后，若继续行驶于低速市区工况则进入下行过程，提高低速发动机起机阀值，小油门驾驶***将更多处于纯电驱动状态，有利于消除发动机低效工作点和低车速频繁启停的驾驶性，从而保证了能量的短时高效利用，可有效降低目标混合动力车辆在市区工况下的油耗。

2、本发明通过增加低SOC区段发动机的运行时间，为更多的行车发电工况提供支持，使得SOC平衡与电池电量兜底更加容易且合理。

3、本发明SOC接近电池电量消耗区段时，SOC越高起机和停机阀值越大，发动机更容易停机而不容易起机，SOC将根据工况中需求扭矩和车速的变化程度稳定在消耗区段之前，这种方式既保证了电能有效利用，同时也为市区工况预留了一部分电量，本发明所采用的多工况自适应发动机启停策略，可以为全工况的能量管理和油耗优化提供有效支持。

附图说明

图1是本发明的***框图。

图2是本发明发动机启停判断的逻辑流程图。

图3是本发明发动机启停策略模型。

图中，1、获取模块；2、SOC判断模块；3、阀值确定模块；4、扭矩判断模块；5、时间判断模块；6、执行模块；31、发动机启停策略模型一；32、发动机启停策略模型二；33、发动机启停策略模型三；Tq1、起机阀值一；Tq2、起机阀值二；Tq3、起机阀值三；Tt1、停机阀值一；Tt2、停机阀值二；Tt3、停机阀值三。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，并结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1-3所示，本单电机混合动力***发动机启停管理***包括

获取模块1，用于获得动力电池的当前SOC；

SOC判断模块2，用于判断当前SOC是否大于SOC阀值一，如果当前SOC小于设定SOC阀值一则判断当前SOC是处于上行区段还是处于下行区段；

阀值确定模块3，用于确定当前发动机启停需求扭矩阀值，当当前SOC大于SOC阀值一时，则确定当前发动机起机需求扭矩为起机阀值一Tq1，当前发动机停机需求扭矩为停机阀值一Tt1；当当前SOC处于下行区段时，则确定当前发动机起机需求扭矩为起机阀值二Tq2，当前发动机停机需求扭矩为停机阀值二Tt2；当当前SOC处于上行区段时，则确定当前发动机起机需求扭矩为起机阀值三Tq3，当前发动机停机需求扭矩为停机阀值三Tt3；且起机阀值一Tq1大于起机阀值二Tq2大于起机阀值三Tq3，停机阀值一Tt1大于停机阀值二Tt2大于停机阀值三Tt3；

阀值确定模块3包括SOC大于阀值一时的发动机启停策略模型一31、SOC小于阀值一且SOC处于下行区段的发动机启停策略模型二32和SOC小于阀值一且处于上行区段时的发动机启停策略模型三33，发动机启停策略模型一31、发动机启停策略模型二32和发动机启停策略模型三33均为：在以Y轴为发动机需求扭矩阀值，X轴为车速的坐标系中，分别以在Y轴上对应的起机阀值一Tq1、起机阀值二Tq2、起机阀值三Tq3、停机阀值一Tt1、停机阀值二Tt2和停机阀值三Tt3为起点，分别绘制起机曲线和停机曲线。这里通过建立SOC不同时段对应的发动机启停策略模型，在起机曲线中直接拟合当前需要扭矩来判断是否满足起机和停机需求扭矩阀值的判断条件，提高发动机启停策略的反应速度，减少计算量。

扭矩判断模块4，用于判断当前需求扭矩是否大于或小于当前发动机启停需求扭矩阀值满足条件；

执行模块6，当当前需求扭矩满足当前发动机启停需求扭矩阀值时，发送发动机启停控制指令。

时间判断模块5，用于计算扭矩判断模块4在判断当前需求扭矩大于或小于当前发动机启停需求扭矩阀值满足条件的连续时间并判断是否大于设定参数；时间判断模块5内设置当前需求扭矩触发满足起机阀值一Tq1、起机阀值二Tq2、起机阀值三Tq3、停机阀值一Tt1、停机阀值二Tt2和停机阀值三Tt3的连续时间参数分别为t1、t2、t3、t11、t12和t13，且t1≥t2≥t3，t11≤t12≤t13。在设置需求扭矩阀值后通过对当前需求扭矩与需求扭矩的阀值比较满足条件的时间确定需求扭矩符合条件的真实性和有效性。使得判定更加准确。且时间上起机扭矩根据启停需要的难易程度，越难需要满足时间越长。能够适应各种工况对满足相同车速的时间的判断使得在稳定的工况下做出判断。

当当前SOC大于SOC阀值一时，阀值确定模块3确定当前启动发动机需求扭矩的阀值为起机阀值一Tq1，扭矩判断模块4判断当前需求扭矩大于起机阀值一Tq1，且时间判断模块5判断连续时间大于t1时启动发动机；当当前SOC小于SOC阀值一且处于上行区段时，阀值确定模块3确定当前启动发动机需求扭矩的阀值为起机阀值三Tq3，扭矩判断模块4判断当前需求扭矩大于起机阀值三Tq3，且时间判断模块5判断连续时间大于t3时启动发动机；当当前SOC小于SOC阀值一且处于下行区段时，阀值确定模块3确定当前启动发动机需求扭矩的阀值为起机阀值二Tq2，扭矩判断模块4判断当前需求扭矩大于起机阀值二Tq2，且时间判断模块5判断连续时间大于t2时启动发动机；当当前SOC大于SOC阀值一时，阀值确定模块3确定当前停止发动机需求扭矩的阀值为停机阀值一Tt1，扭矩判断模块4判断当前需求扭矩小于停机阀值一Tt1，且时间判断模块5判断连续时间大于t11时停止发动机；当当前SOC小于SOC阀值一且处于上行区段时，阀值确定模块3确定当前停止发动机需求扭矩的阀值为停机阀值三Tt3，扭矩判断模块4判断当前需求扭矩小于停机阀值三Tt3，且时间判断模块5判断连续时间大于t13时停止发动机；当当前SOC小于SOC阀值一且处于下行区段时，阀值确定模块3确定当前启动发动机需求扭矩的阀值为停机阀值二Tt2，扭矩判断模块4判断当前需求扭矩小于停机阀值二Tt2，且时间判断模块5连续时间大于t12时启动发动机，上述判断条件满足时，执行发动机启停。通过SOC的上下区段进行需求扭矩起机阀值和需求扭矩停机阀值的改变，使得不管设置多个SOC目标平衡点，还是单个目标平衡点，能够在当前车速下特别是低车速区根据SOC上下波动变化对应发动机需求扭矩起机阀值动态变化设定，使得发动机起机能够自适应全部的行车工况，有利于消除发动机低速低效工作点和低车速频繁启停发动机的驾驶问题，保证了能量的短时高效利用。进一步提高了车辆的经济性。

本单电机混合动力***发动机启停管理方法，获得动力电池的当前SOC，本方法还包括以下步骤：

判断当前SOC是否大于SOC阀值一，如果当前SOC小于设定SOC阀值一则判断当前SOC是处于上行区段还是处于下行区段；

确定当前发动机启停需求扭矩阀值：当当前SOC大于SOC阀值一时，则确定当前发动机起机需求扭矩为起机阀值一Tq1，当前发动机停机需求扭矩为停机阀值一Tt1；当当前SOC处于下行区段时，则确定当前发动机起机需求扭矩为起机阀值二Tq2，当前发动机停机需求扭矩为停机阀值二Tt2；当当前SOC处于上行区段时，则确定当前发动机起机需求扭矩为起机阀值三Tq3，当前发动机停机需求扭矩为停机阀值三Tt3；且起机阀值一Tq1大于起机阀值二Tq2大于起机阀值三Tq3，停机阀值一Tt1大于停机阀值二Tt2大于停机阀值三Tt3；

在以Y轴为发动机需求扭矩阀值，X轴为车速的坐标系中，分别以在Y轴上对应的起机阀值一Tq1、起机阀值二Tq2、起机阀值三Tq3、停机阀值一Tt1、停机阀值二Tt2和停机阀值三Tt3为起点分别绘制起机曲线和停机曲线，以此建立SOC大于SOC阀值一时的发动机启停策略模型一31、SOC小于SOC阀值一且SOC处于下行区段的发动机启停策略模型二32和SOC小于SOC阀值一且处于上行区段时的发动机启停策略模型三33。这里通过建立SOC不同时段对应的发动机启停策略模型，在起机曲线中直接拟合当前需要扭矩来判断是否满足起机和停机需求扭矩阀值的判断条件，提高发动机启停策略的反应速度，减少计算量。

当当前需求扭矩满足当前发动机启停需求扭矩阀值时，发送发动机启停控制指令。

分别设置当前需求扭矩触发满足起机阀值一Tq1、起机阀值二Tq2、起机阀值三Tq3、停机阀值一Tt1、停机阀值二Tt2和停机阀值三Tt3的连续时间参数分别为t1、t2、t3、t11、t12和t13，且t1≥t2≥t3，t11≤t12≤t13。在设置需求扭矩阀值后通过对当前需求扭矩与需求扭矩的阀值比较满足条件的时间确定需求扭矩符合条件的真实性和有效性。使得判定更加准确。且时间上起机扭矩根据启停需要的难易程度，越难需要满足时间越长。能够适应各种工况对满足相同车速的时间的判断使得在稳定的工况下做出判断。

当当前SOC大于SOC阀值一时，确定当前启动发动机需求扭矩的阀值为起机阀值一Tq1，判断当前需求扭矩大于起机阀值一Tq1，且连续时间大于t1时启动发动机；当当前SOC小于SOC阀值一且处于上行区段时，确定当前启动发动机需求扭矩的阀值为起机阀值三Tq3，判断当前需求扭矩大于起机阀值三Tq3，且连续时间大于t3时启动发动机；当当前SOC小于SOC阀值一且处于下行区段时，确定当前启动发动机需求扭矩的阀值为起机阀值二Tq2，判断当前需求扭矩大于起机阀值二Tq2，且连续时间大于t2时启动发动机。通过SOC的上下区段进行起机阀值的改变，使得不管设置多个SOC目标平衡点，还是单个目标平衡点，能够在当前车速下特别是低车速区根据SOC上下波动变化对应发动机需求扭矩起机阀值动态变化设定，使得发动机起机能够自适应全部的行车工况，有利于消除发动机低速低效工作点和低车速频繁启动发动机的驾驶问题，保证了能量的短时高效利用。进一步提高了车辆的经济性。

当当前SOC大于SOC阀值一时，确定当前停止发动机需求扭矩的阀值为停机阀值一Tt1，判断当前需求扭矩小于停机阀值一Tt1，且连续时间大于t11时停止发动机；当当前SOC小于SOC阀值一且处于下行区段时，确定当前停止发动机需求扭矩的阀值为停机阀值二Tt2，判断当前需求扭矩小于停机阀值二Tt2，且连续时间大于t12时停止发动机；当当前SOC小于SOC阀值一且处于上行区段时，确定当前启动发动机需求扭矩的阀值为停机阀值三Tt3，判断当前需求扭矩小于停机阀值三Tt3，且连续时间大于t13时启动发动机。通过SOC的上下区段进行停机阀值的改变，使得不管设置多个SOC目标平衡点，还是单个目标平衡点，能够在当前车速下特别是低车速区根据SOC上下波动变化对应发动机需求扭矩停机阀值动态变化设定，使得发动机停机能够自适应全部的行车工况，有利于消除发动机低速低效工作点和低车速频繁停车的驾驶问题，保证了能量的短时高效利用。进一步提高了车辆的经济性。

在判断当前SOC是否处于上行区段还是下行区段时，上行区段和下行区段为滞回区间，滞回区间的阀值设有阀值a和阀值b，且阀值a>阀值b,则SOC大于阀值a时代表下行区段，SOC下行直至SOC小于阀值b时进入上行区段；SOC处于小于阀值b的上行区段，SOC上行直至SOC大于阀值a时进入下行区段。相同速度和SOC下，因为上行和下行的状态不同，进行不同的发动机启停控制，使得发动机启停控制能够自适应车辆的各种工况，进一步优化了发动机启停策略，提高能量管理的合理性和车辆的经济性。进一步的SOC阀值一>阀值a>低速市区工况平衡点>阀值b>严重拥堵工况SOC平衡点，

车辆行驶过程中启动发动机首先判断是否存在禁止启动发动机需求，存在则不执行启动流程，启动流程开始执行后，对获得的当前SOC值进行判断，并在SOC值小于设定SOC阀值一后进行上行区段和下行区段的判断。是否处于SOC平衡点的上行区段还是下行区段，如果是多个动态平衡点的情况下，可分别在不同的工况下对应的SOC不同平衡点的不同区段分为上行区段和下行区段控制。然后根据当前SOC所处区段执行发动机启动判断流程，即根据当前SOC和车速查取在大于SOC阀值一、SOC下行区段或SOC上行区段的需求扭矩对应的启动发动机门限值即起机阀值一Tq1、起机阀值二Tq2或起机阀值三Tq3，需求扭矩对应停止发动机门限值即停机阀值一Tt1、停机阀值二Tt2、停机阀值三Tt3。如果当前需求扭矩大于当前对应的起机阀值Tq1、Tq2或Tq3，并继续判断该条件成立时间是否大于t1、t2或t3，满足确认时间则发出启动发动机指令，不满足则返回逻辑起始处循环。停机判断逻辑流程则是：当前需求扭矩小于当前对应的停机阀值Tt1、Tt2或Tt3，并继续判断该条件成立时间是否大于tl1、tl2或tl3，满足确认时间则发出停止发动机指令，不满足则返回逻辑起始处循环。

具体的SOC判断模块2根据动力电池的剩余荷电电量判断，当当前SOC大于SOC阀值一时，表示动力电池电量较满，此时以尽量增加电机工作频率，减少发动机工作频率为目的，阀值确定模块3确定当前发动机启停需求扭矩阀值为起机阀值一Tq1和停机阀值一Tt1，此时起机阀值一Tq1和停机阀值一Tt1设置最高，发动机起机难度增大，停机难度降低。同理在当前SOC小于SOC阀值一时，表示动力电池需要充电，SOC阀值一大于低速市区工况SOC平衡点。且当当前SOC处于下行区段，则此时阀值确定模块3确定当前发动机启停需求扭矩阀值为起机阀值二Tq2和停机阀值二Tt2，因起机阀值二Tq2小于起机阀值一Tq1，停机阀值二Tt2小于停机阀值一Tt1，发动机起机相对上述SOC大于SOC阀值一时相对容易，停机相对困难。且当当前SOC处于上行区段，则此时阀值确定模块3确定当前发动机启停需求扭矩阀值为起机阀值三Tq3和停机阀值三Tt3，因起机阀值三Tq3小于起机阀值二Tq2，停机阀值三Tt3小于停机阀值二Tt2，此时的起机阀值三Tq3为较低，停机阀值三Tt3接近为零。发动机起机相对上述SOC处于下行区段时相对容易，停机相对困难。即小油门下发动机即可启动，且不易停机，在动力电池SOC处于上行区段时，即电池需要更多电量时，增加发动机参与驱动和发电的工况。而当动力电池上行充电一段时间，超过低速市区工况SOC平衡点后，期望在低速市区工况动力电池电量下行，此时动力电池SOC处于下行区段，即下行向低速市区工况SOC平衡点靠近。而在动力电池SOC处于下行区段时，增大当前低车速启动发动机需求扭矩阀值和停机阀值，适当减少低车速时发动机参与驱动和发电的工况，电机驱动工况增加。当车辆处于市郊高架工况时，高车速起机容易停机难，动力电池超越低速市区工况SOC平衡点，充电上行超过SOC阀值一时，确定发动机当前发动机启停需求扭矩阀值为起机阀值一Tq1和停机阀值一Tt1，此时起机阀值一Tq1和停机阀值一Tt1设置最高，此时高车速发动机工作减少，纯电机工作增多。当前发动机起机阀值增大使得发动机的起机指令触发难度变大，发动机停机阀值增加停机指令触发变得容易。通过区分SOC上行和下行过程分别进行发动机的启停差异化控制，适应低速市区工况特点，有利于消除发动机低效工作点和低车速频繁启停，同时对市郊高架工况区别控制，低SOC区段高车速发动机的持续高效工作，更多的行车发电工况为电能积累提供支持。保证了不同工况下能量的高效利用，提高车辆经济性，可有效降低目标混合动力车辆在市区的油耗。

具体工况自适应发动机启停功能图3所示的发动机策略模型进行实现，图3中的每个发动机策略模型都体现了启停发动机的需求扭矩阈值和车速的关系，如果实际过程中根据工况对应设置动态SOC平衡点的情况下，其中SOC阀值一为市郊高架工况下设置的动力电池平衡点，SOC阀值二是低速市区工况下设置对应的动力电池平衡点，SOC阀值三为严重拥堵工况下设置对应的动力电池平衡点，且SOC阀值一大于SOC阀值二大于SOC阀值三。在低速市区工况如果当前SOC小于SOC阀值二且接近至上述设定的阀值b，则处于SOC上行区段，如图3执行发动机启停策略模型三33，此时图中以曲线X3作为发动机启动策略和曲线L3作为停机策略，如图需求扭矩起机门限设置为起机阀值三Tq3较小值，停机门限即停机阀值三Tt3近乎于零，发动机容易起机并尽可能保持运行，结合丢油门发电功能及扭矩分配策略，在低速市区工况也可以快速高效的将电池电量充到SOC阀值二。当当前SOC大于SOC阀值二且接近至上述设定阀值a，进入SOC下行区段，执行发动机启停策略模型二32，图中以曲线X2作为发动机启动策略和曲线L2作为停机策略，需求扭矩起机门限起机阀值二Tq2设置低车速较大，高车速较小，实现了低速小油门工况纯电行驶，执行发动机启停策略模型三33和发动机启停策略模型二32，的结合满足了低速市区工况“要么发动机启动稳定发电，要么停机纯电行驶”的需求。对于市郊和高架工况，平均车速高，如图3执行发动机启停策略模型一31，图中以曲线X1作为发动机启动策略和曲线L1作为停机策略，发动机容易启动且不易停机，结合扭矩分配策略，将持续高效充电，直到SOC大于SOC阀值一，需求扭矩起机阀值更大，停机阀值也相对增大，发动机运行工况将减少，配合扭矩分配策略尽可能工作在相对高效区，那么***电耗增加，SOC稳定在SOC阀值一附近，所以市郊和高架工况的启停策略是发动机启停策略模型一31和发动机启停策略模型二32的结合，满足了工况：发动机要么高效运行，要么停机的需求。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种单电机混合动力***发动机启停管理***，包括获取模块(1)，用于获得动力电池的当前SOC，其特征在于，该***还包括

SOC判断模块(2)，用于判断当前SOC是否大于SOC阀值一，如果当前SOC小于设定SOC阀值一则判断当前SOC是处于上行区段还是处于下行区段,其中，在SOC大于阀值a时判断为处于下行区段，在SOC小于阀值b时判断为上行区段,阀值a>阀值b；

阀值确定模块(3)，用于确定当前发动机启停需求扭矩阀值，当当前SOC大于SOC阀值一时，则确定当前发动机起机需求扭矩为起机阀值一(Tq1)，当前发动机停机需求扭矩为停机阀值一(Tt1)；当当前SOC处于下行区段时，则确定当前发动机起机需求扭矩为起机阀值二(Tq2)，当前发动机停机需求扭矩为停机阀值二(Tt2)；当当前SOC处于上行区段时，则确定当前发动机起机需求扭矩为起机阀值三(Tq3)，当前发动机停机需求扭矩为停机阀值三(Tt3)；且起机阀值一(Tq1)大于起机阀值二(Tq2)大于起机阀值三(Tq3)，停机阀值一(Tt1)大于停机阀值二(Tt2)大于停机阀值三(Tt3)；

所述阀值确定模块(3)包括SOC大于SOC阀值一时的发动机启停策略模型一(31)，发动机启停策略模型一(31)为：在以Y轴为发动机需求扭矩阀值，X轴为车速的坐标系中，在以Y轴上的起机阀值一(Tq1)和停机阀值一(Tt1)为起点，绘制起机曲线和停机曲线；

扭矩判断模块(4)，用于判断当前需求扭矩是否大于或小于当前发动机启停需求扭矩阀值满足条件；

执行模块(6)，当当前需求扭矩满足当前发动机启停需求扭矩阀值时，发送发动机启停控制指令。

2.根据权利要求1所述的单电机混合动力***发动机启停管理***，其特征在于，***还包括时间判断模块(5)，用于计算当前需求扭矩大于或小于当前发动机启停需求扭矩阀值满足条件的连续时间并判断是否大于设定参数；时间判断模块(5)内设置当前需求扭矩触发满足起机阀值一(Tq1)、起机阀值二(Tq2)、起机阀值三(Tq3)、停机阀值一(Tt1)、停机阀值二(Tt2)和停机阀值三(Tt3)的连续时间参数分别为t1、t2、t3、t11、t12和t13，且t1≥t2≥t3，t11≤t12≤t13。

3.根据权利要求2所述的单电机混合动力***发动机启停管理***，其特征在于，当当前SOC大于SOC阀值一时，阀值确定模块(3)确定当前启停发动机需求扭矩的阀值为起机阀值一(Tq1)和停机阀值一(Tt1)，扭矩判断模块(4)判断当前需求扭矩大于起机阀值一(Tq1)，且时间判断模块(5)判断连续时间大于t1时启动发动机，如当前需求扭矩小于停机阀值一(Tt1)，且判断连续时间大于t11时停止发动机；当当前SOC小于SOC阀值一且处于上行区段时，阀值确定模块(3)确定当前启停发动机需求扭矩的阀值为起机阀值三(Tq3)和停机阀值三(Tt3)，扭矩判断模块(4)判断当前需求扭矩大于起机阀值三(Tq3)，且时间判断模块(5)判断连续时间大于t3时启动发动机，如当前需求扭矩小于停机阀值三(Tt3)，且时判断连续时间大于t13时停止发动机；当当前SOC小于SOC阀值一且处于下行区段时，阀值确定模块(3)确定当前启停发动机需求扭矩的阀值为起机阀值二(Tq2)和停机阀值二(Tt2)，扭矩判断模块(4)判断当前需求扭矩大于起机阀值二(Tq2)，且时间判断模块(5)判断连续时间大于t2时启动发动机，如判断当前需求扭矩小于停机阀值二(Tt2)，且连续时间大于t12时停止发动机，上述判断条件任意满足时，执行发动机启停。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的单电机混合动力***发动机启停管理***，其特征在于，所述阀值确定模块(3)还包括SOC小于SOC阀值一且SOC处于下行区段的发动机启停策略模型二(32)和SOC小于SOC阀值一且处于上行区段时的发动机启停策略模型三(33)，发动机启停策略模型二(32)和发动机启停策略模型三(33)均为：在以Y轴为发动机需求扭矩阀值，X轴为车速的坐标系中，分别以在Y轴上对应的起机阀值二(Tq2)、起机阀值三(Tq3)、停机阀值二(Tt2)和停机阀值三(Tt3)为起点，分别绘制起机曲线和停机曲线。

5.一种单电机混合动力***发动机启停管理方法，获取动力电池的当前SOC，其特征在于，本方法还包括以下步骤：

判断当前SOC是否大于SOC阀值一，如果当前SOC小于设SOC阀值一则判断当前SOC是处于上行区段还是处于下行区段,其中，在SOC大于阀值a时判断为处于下行区段，在SOC小于阀值b时判断为上行区段,阀值a>阀值b；

确定当前发动机启停需求扭矩阀值：当当前SOC大于SOC阀值一时，则确定当前发动机起机需求扭矩为起机阀值一(Tq1)，当前发动机停机需求扭矩为停机阀值一(Tt1)；当当前SOC处于下行区段时，则确定当前发动机起机需求扭矩为起机阀值二(Tq2)，当前发动机停机需求扭矩为停机阀值二(Tt2)；当当前SOC处于上行区段时，则确定当前发动机起机需求扭矩为起机阀值三(Tq3)，当前发动机停机需求扭矩为停机阀值三(Tt3)；且起机阀值一(Tq1)大于起机阀值二(Tq2)大于起机阀值三(Tq3)，停机阀值一(Tt1)大于停机阀值二(Tt2)大于停机阀值三(Tt3)；

在以Y轴为发动机需求扭矩阀值，X轴为车速的坐标系中，以在Y轴上的起机阀值一(Tq1)和停机阀值一(Tt1)为起点绘制起机曲线和停机曲线，以此建立SOC大于阀值一时的发动机启停策略模型一(31)；

当当前需求扭矩满足当前发动机启停需求扭矩阀值时，发送发动机启停控制指令。

6.根据权利要求5所述的单电机混合动力***发动机启停管理方法，其特征在于，在确定当前发动机启停需求扭矩阀值前,分别设置当前需求扭矩触发满足起机阀值一(Tq1)、起机阀值二(Tq2)、起机阀值三(Tq3)、停机阀值一(Tt1)、停机阀值二(Tt2)和停机阀值三(Tt3)的连续时间参数分别为t1、t2、t3、t11、t12和t13，且t1≥t2≥t3，t11≤t12≤t13。

7.根据权利要求5或6所述的单电机混合动力***发动机启停管理方法，其特征在于，当当前SOC大于SOC阀值一时，确定当前启动发动机需求扭矩的阀值为起机阀值一(Tq1)，判断当前需求扭矩大于起机阀值一(Tq1)，且连续时间大于t1时启动发动机；当当前SOC小于SOC阀值一且处于上行区段时，确定当前启动发动机需求扭矩的阀值为起机阀值三(Tq3)，判断当前需求扭矩大于起机阀值三(Tq3)，且连续时间大于t3时启动发动机；当当前SOC小于SOC阀值一且处于下行区段时，确定当前启动发动机需求扭矩的阀值为起机阀值二(Tq2)，判断当前需求扭矩大于起机阀值二(Tq2)，且连续时间大于t2时启动发动机。

8.根据权利要求5或6所述的单电机混合动力***发动机启停管理方法，其特征在于，当当前SOC大于SOC阀值一时，确定当前停止发动机需求扭矩的阀值为停机阀值一(Tt1)，判断当前需求扭矩小于停机阀值一(Tt1)，且连续时间大于t11时停止发动机；当当前SOC小于SOC阀值一且处于下行区段时，确定当前停止发动机需求扭矩的阀值为停机阀值二(Tt2)，判断当前需求扭矩小于停机阀值二(Tt2)，且连续时间大于t12时停止发动机；当当前SOC小于SOC阀值一且处于上行区段时，确定当前启动发动机需求扭矩的阀值为停机阀值三(Tt3)，判断当前需求扭矩小于停机阀值三(Tt3)，且连续时间大于t13时停止发动机。

9.根据权利要求8所述的单电机混合动力***发动机启停管理方法，其特征在于，在以Y轴为发动机需求扭矩阀值，X轴为车速的坐标系中，分别以在Y轴上对应的起机阀值二(Tq2)、起机阀值三(Tq3)、停机阀值二(Tt2)和停机阀值三(Tt3)为起点分别绘制起机曲线和停机曲线，以此建立SOC小于阀值一且SOC处于下行区段的发动机启停策略模型二(32)和SOC小于阀值一且处于上行区段时的发动机启停策略模型三(33)。

10.根据权利要求5所述的单电机混合动力***发动机启停管理方法，其特征在于，在判断当前SOC是否处于上行区段还是下行区段时，上行区段和下行区段为滞回区间，滞回区间的阀值设有阀值a和阀值b，且阀值a>阀值b,则SOC大于阀值a时代表下行区段，SOC下行直至SOC小于阀值b时进入上行区段；SOC处于小于阀值b的上行区段，SOC上行直至SOC大于阀值a时进入下行区段。

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