CN106762173A - 一种发动机转速控制方法、装置及汽车 - Google Patents

一种发动机转速控制方法、装置及汽车 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种发动机转速控制方法、装置及汽车，其方法包括：根据车辆当前的发动机转速以及发动机加速度，计算车辆的预测转速；根据预测转速，确定预测转速对应的控制扭矩；根据控制扭矩对发动机的转速进行调整。本发明根据车辆当前的发动机转速和发动机加速度确定其预测转速，根据预测转速确定相应的控制扭矩以调整发动机转速的变化，使发动机转速始终处于平稳状态，避免出现因发动机转速波动大而导致的排温高的问题。

Description

一种发动机转速控制方法、装置及汽车
技术领域
本发明涉及车辆控制领域，尤其涉及一种发动机转速控制方法、装置及汽车。
背景技术
发动机最高转速对发动机的耐久性和车辆行驶安全性都有极大影响。目前通用的控制发动机最高转速与最高车速的方法是断油，即发动机转速超过设定的最高转速后，电子控制单元(ECU，Electronic Control Unit)做断油处理，低于安全转速后则恢复供油。但是断油与恢复供油一方面会导致发动机转速反复震荡，引起转速波动大；另一方面发动机长期断油与恢复供油会引起排温迅速提高，进而损害催化剂。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种发动机转速控制方法，解决了现有技术中发动机转速控制导致的转速震荡以及排温高的问题。
依据本发明的一个方面，提供了一种发动机转速控制方法，包括：
根据车辆当前的发动机转速以及发动机加速度，计算车辆的预测转速；
根据预测转速，确定预测转速对应的控制扭矩；
根据控制扭矩对发动机的转速进行调整。
依据本发明的再一个方面，还提供了一种发动机转速控制装置，包括：
计算模块，用于根据车辆当前的发动机转速以及发动机加速度，计算车辆的预测转速；
处理模块，用于根据预测转速，确定预测转速对应的控制扭矩；
调整模块，用于根据控制扭矩对发动机的转速进行调整。
依据本发明的再一个方面，还提供了一种汽车包括如上所述的发动机转速控制装置。
本发明的实施例的有益效果是：根据车辆当前的发动机转速和发动机加速度确定其预测转速，根据预测转速确定相应的控制扭矩以调整发动机转速的变化，使发动机转速始终处于平稳状态，避免出现因发动机转速波动大而导致的排温高的问题。
附图说明
图1表示本发明的发动机转速控制方法的流程示意图；
图2表示本发明的发动机转速控制装置的模块示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
实施例一
如图1所示，本发明的实施例提供了一种发动机转速控制方法，具体包括以下步骤：
步骤101：根据车辆当前的发动机转速以及发动机加速度，计算车辆的预测转速。
其中，这里所说的发动机转速指的是发动机当前的实际转速，具体可通过读取仪表盘上的转速表获得，发动机加速度指的发动机转速的变化率，尤其是指发动机一个工作循环的转速变化率，发动机加速度可根据油门踏板的状态确定，一般地，当油门踏板被踩下时发动机的转速提高，当油门踏板抬离时发动机的转速降低。车辆发动机的预测转速指的是下一时刻发动机可能达到的转速，是对发动机转速的预测值，预测转速能够指示发动机的未来转速情况。
进一步地，该步骤具体包括：获取车辆当前的发动机转速以及发动机加速度；当发动机转速低于发动机的最高转速，或者，发动机转速超过发动机的最高转速且发动机加速度为正值时，根据公式RPMPRD＝NRPM+DNRPM*KRPMFILT(GEAR)，计算车辆的预测转速；或者，当发动机转速超过发动机的最高转速且发动机加速度为负值时，根据RPMPRD＝NRPM，确定发动机转速为车辆的预测转速。其中，RPMPRD表示发动机的预测转速，NRPM表示发动机的实际转速，DNRPM表示发动机加速度，KRPMFILT(GEAR)表示当前档位下的预测因子。即，当NRPM<NMAX或NRPM≥NMAX且DNRPM≥0时，RPMPRD＝NRPM+DNRPM*KRPMFILT(GEAR)，NMAX表示设定的发动机最高转速；当NRPM≥NMAX且DNRPM<0，RPMPRD＝NRPM(即发动机减速时预测转速等于实际转速)。具体地，NRPM为发动机实际测量转速，单位为r/min。DNRPM为发动机加速度，即发动机实际转速NRPM的变化率，单位为r/min/s，优选地，将NRPM定义为发动机一个工作循环的转速变化率。KRPMFILT(GEAR)为转速预测因子，通过调整其数值即可调整发动机预测转速的快慢，从而控制进入发动机最高转速的时间。
步骤102：根据预测转速，确定预测转速对应的控制扭矩。
通过预测转速可获知车辆发动机将要达到的转速值，为了避免因发动机转速值超过最高转速，即避免发动机超调问题，可根据预测转速确定对应的控制扭矩。具体地，当预测转速超过当前车况下的最高转速时，根据该预测转速计算对应的控制扭矩。即，当最高转速标识位BNMAX＝1时，启动控制逻辑对发动机转速进行调整。当最高转速标识位BNMAX＝0时，对预测转速计算对应的控制扭矩进行初始化处理，使其等于发动机的实际扭矩，然后根据PI项调节参数进行实时计算，即：TQMXHI＝TQMXPROP+TQINT。其中，车况指的是车辆状况，一般包括：档位信息、实时水温以及当前车速等。优选地，可设置一最高转速标识位BNMAX，用于指示发动机预测转速与最高转速的关系，初始状态下该最高转速标识位为0，即BNMAX＝0，当发动机预测转速超过当前车况下的最高转速时该转速标识位为1，即BNMAX＝1。这里指的是，当计算得到的预测转速超过当前车况下的最高转速BNMAX＝1时，根据预测转速计算对应的控制扭矩。当发动机预测转速低于当前车况下的最高转速，即最高转速标识位BNMAX＝0时，亦无需开启上述控制逻辑对发动机转速进行调整。
进一步地，在步骤102之前，还包括：根据车辆当前的车况信息，确定当前车况下发动机的最高转速。具体地，根据车辆当前的档位信息，确定当前档位下发动机的最高转速为当前车况下发动机的最高转速。一般情况下，发动机的最高转速与所处档位相关，不同档位对应的最高转速不同，因此可将车辆当前所处档位对应的最高转速确定为发动机的最高转速。
或者，当车辆当前的水温高于预设温度阈值时，确定预设温度阈值对应的最高转速为当前车况下发动机的最高转速。优选地，当车辆出现故障时，发动机的最高转速不再根据档位而定，而是与故障相关联。以水温过高为例，当水箱温度达到水温报警阈值时，如120度，以该水温报警阈值对应的最高转速确定为发动机的最高转速，一般地，水温越高对应的发动机转速越低，以达到降低发动机水温的效果。假设当前水温为TCOOL，水温报警阈值为KFCOOLMAX，水温报警阈值对应的发动机最高转速为KTNMAXTP(TCOOL)，当TCOOL>KFCOOLMAX时，确定NMAX＝KTNMAXTP(TCOOL)。
或者，当车辆的速度信号故障时，确定车速信号故障对应的最高转速为当前车况下发动机的最高转速。这里是以车速信号故障为例，当车速信号出错或未收到车速信号时，确定故障车速对应的最高转速为发动机的最高转速。假设车速信号故障时对应的最高转速为KFNMAXV，当检测到车速信号故障时，确定NMAX＝KFNMAXV。其中，KFNMAXV可根据具体车型要求进行设定。
这样综合各种车况下的发动机最高转速的限制条件，可保证发动机在各种车况下均能在保持在最高转速以下运转，不发生超调问题。
步骤103：根据控制扭矩对发动机的转速进行调整。
根据步骤102计算得到的控制扭矩对发动机的转速进行调整，以使发动机转速始终处于平稳状态，避免出现因发动机转速波动大而导致的排温高的问题。
进一步地，当车辆在测试过程中有外部转速或扭矩请求时，上述控制逻辑关闭，以保证测试的正常进行。
进一步地，步骤102中，当预测转速超过当前车况下的最高转速、且发动机加速度为加速时，根据该预测转速确定预测转速对应的控制扭矩的步骤具体包括：根据预测转速计算得到对应的P项调节参数；根据预测转速计算得到对应的I项调节参数；根据P项调节参数和I项调节参数，确定对应的控制扭矩。
其中，根据预测转速计算得到对应的P项调节参数的步骤包括：根据公式TQMXPROP＝DNMX*KTQMXPROP(RPMPRD，GEAR)，计算对应的P项调节参数。其中，DNMX＝NMAX-RPMPRD；TQMXPROP表示预测转速对应的P项调节参数，DNMX表示PI项的控制输入，根据转速的变化值进行PI项调节以保证转速的稳定控制，KTQMXPROP(RPMPRD，GEAR)表示当前档位下与预测转速相关的P项调节因子，其标定表与预测转速以及档位相关，NMAX表示当前车况下发动机的最高转速，RPMPRD表示发动机的预测转速。
其中，根据预测转速计算得到对应的I项调节参数的步骤包括：根据公式TQINT＝DNMX*KTQINT+TQINT(old)，计算对应的I项调节参数。其中，DNMX＝NMAX-RPMPRD；TQINT表示预测转速对应的I项调节参数，DNMX表示PI项的控制输入，KTQINT表示I项调节因子，TQINT(old)表示原I项调节参数，NMAX表示当前车况下发动机的最高转速，RPMPRD表示发动机的预测转速。
其中，根据P项调节参数和I项调节参数，确定对应的控制扭矩的步骤包括：根据公式TQMXHI＝TQMXPROP+TQINT，计算预测转速对应的控制扭矩。其中，TQMXHI表示预测转速对应的控制扭矩，TQMXPROP表示预测转速对应的P项调节参数，TQINT表示预测转速对应的I项调节参数。PI项的调节主要是实现发动机在最高转速控制的稳定性，一方面需要稳定在最高转速，另一方面当发动机转速偏离最高转速时能够快速回到设定的最高转速附近。
当BNMAX为0时，对TQMXHI和TQINT做初始化处理，使其等于发动机维持设定最高转速的扭矩，即TQMXHI＝KTTQEGACT(GEAR)，TQINT＝KTTQEGACT(GEAR)，其中，GEAR为档位，KTTQEGACT(GEAR)设定原则是不同档位下发动机维持设定最高转速的扭矩。继而完成最高转速的扭矩的初始化处理，保证发动机进入最高转速控制时，发动机迅速回归最高转速，保证发动机进入最高转速控制时扭矩的平滑过渡。当预测转速RPMPRD达到目标最高转速NMAX限制时，限制驾驶员的输出扭矩，使得驾驶员的输出扭矩小于等于发动机最高转速控制扭矩TQMXHI，从而使发动机稳定在目标的最高转速NMAX附近。
进一步地，在步骤103之后，还包括：当预测转速低于当前车况下的最高转速的差值大于预设差值时，即当DNMX＝NMAX-RPMPRD>DELTA，(如300r/min)，且最高转速控制扭矩TQMXHI≥TQDR(驾驶员期望扭矩)时，最高转速控制标志位复位，即BNMAX＝0。意思是当前发动机转速低于最高转速限值300转，并且最高转速扭矩大于驾驶员期望扭矩，此时无需做限扭处理时，最高转速控制标志位BNMAX复位，退出最高转速控制逻辑。
综上，本发明的实施例根据车辆当前的发动机转速和发动机加速度确定其预测转速，根据预测转速确定相应的控制扭矩以调整发动机转速的变化，使发动机转速始终处于平稳状态，避免出现因发动机转速波动大而导致的排温高的问题。
实施例二
以上实施例一介绍了本发明的发动机转速控制方法，下面本实施例将结合附图对其对应的装置作进一步介绍。
如图2所示，本发明的实施例中的发动机转速控制装置包括：
计算模块21，用于根据车辆当前的发动机转速以及发动机加速度，计算车辆的预测转速；
处理模块22，用于根据预测转速，确定预测转速对应的控制扭矩；
调整模块23，用于根据控制扭矩对发动机的转速进行调整。
其中，计算模块21包括：
获取单元，用于获取车辆当前的发动机转速以及发动机加速度；
第一计算单元，用于当发动机转速低于发动机的最高转速，或者，发动机转速超过发动机的最高转速且发动机加速度为正值时，根据RPMPRD＝NRPM+DNRPM*KRPMFILT(GEAR)，计算车辆的预测转速；
第二计算单元，用于当发动机转速超过发动机的最高转速且发动机加速度为负值时，根据RPMPRD＝NRPM，确定发动机转速为车辆的预测转速；
其中，RPMPRD表示发动机的预测转速，NRPM表示发动机的实际转速，DNRPM表示发动机加速度，KRPMFILT(GEAR)表示当前档位下的预测因子。
其中，该发动机转速控制装置还包括：
确定模块，用于根据车辆当前的车况信息，确定当前车况下发动机的最高转速。
其中，确定模块包括：
第一确定单元，用于根据车辆当前的档位信息，确定当前档位下发动机的最高转速为当前车况下发动机的最高转速；或者，
第二确定单元，用于当车辆当前的水温高于预设温度阈值时，确定预设温度阈值对应的最高转速为当前车况下发动机的最高转速；或者，
第三确定单元，用于当车辆的速度信号故障时，确定车速信号故障对应的最高转速为当前车况下发动机的最高转速。
其中，处理模块包括：
第一处理单元，用于根据预测转速计算得到对应的P项调节参数；
第二处理单元，用于根据预测转速计算得到对应的I项调节参数；
第三处理单元，用于根据P项调节参数和I项调节参数，确定对应的控制扭矩。
其中，第一处理单元具体用于：
根据公式TQMXPROP＝DNMX*KTQMXPROP(RPMPRD，GEAR)，计算对应的P项调节参数；其中，DNMX＝NMAX-RPMPRD；
TQMXPROP表示预测转速对应的P项调节参数，DNMX表示PI项的控制输入，KTQMXPROP(RPMPRD，GEAR)表示当前档位下与预测转速相关的P项调节因子，NMAX表示当前车况下发动机的最高转速，RPMPRD表示发动机的预测转速。
其中，第二处理单元具体用于：
根据公式TQINT＝DNMX*KTQINT+TQINT(old)，计算对应的I项调节参数；其中，DNMX＝NMAX-RPMPRD；
TQINT表示预测转速对应的I项调节参数，DNMX表示PI项的控制输入，KTQINT表示I项调节因子，TQINT(old)表示原I项调节参数，NMAX表示当前车况下发动机的最高转速，RPMPRD表示发动机的预测转速。
其中，第三处理单元具体用于：
根据公式TQMXHI＝TQMXPROP+TQINT，计算预测转速对应的控制扭矩；
其中，TQMXHI表示预测转速对应的控制扭矩，TQMXPROP表示预测转速对应的P项调节参数，TQINT表示预测转速对应的I项调节参数。
需要说明的是，该装置是与上述发动机转速控制方法对应的装置，上述方法实施例中所有实现方式均适用于该装置的实施例中，也能达到相同的技术效果。
再一方面，本发明实施例还提供了一种汽车，包括如上所述的发动机转速控制装置，上述发动机转速控制装置的所有实施例均适用于汽车的实施例中，并能达到相同的技术效果。
以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。

Claims (17)

1.一种发动机转速控制方法，其特征在于，包括：
根据车辆当前的发动机转速以及发动机加速度，计算车辆的预测转速；
根据所述预测转速，确定所述预测转速对应的控制扭矩；
根据所述控制扭矩对发动机的转速进行调整。
2.根据权利要求1所述的发动机转速控制方法，其特征在于，根据车辆当前的发动机转速以及发动机加速度，计算车辆的预测转速的步骤包括：
获取车辆当前的发动机转速以及发动机加速度；
当所述发动机转速低于发动机的最高转速，或者，所述发动机转速超过发动机的最高转速且发动机加速度为正值时，根据公式RPMPRD＝NRPM+DNRPM*KRPMFILT(GEAR)，计算车辆的预测转速；
当所述发动机转速超过发动机的最高转速且发动机加速度为负值时，根据RPMPRD＝NRPM，确定发动机转速为车辆的预测转速；
其中，RPMPRD表示发动机的预测转速，NRPM表示发动机转速，DNRPM表示发动机加速度，KRPMFILT(GEAR)表示当前档位下的预测因子。
3.根据权利要求1所述的发动机转速控制方法，其特征在于，根据所述预测转速，确定所述预测转速对应的控制扭矩的步骤之前，还包括：
根据车辆当前的车况信息，确定当前车况下发动机的最高转速。
4.根据权利要求3所述的发动机转速控制方法，其特征在于，根据车辆当前的车况信息，确定当前车况下发动机的最高转速的步骤包括：
根据车辆当前的档位信息，确定当前档位下发动机的最高转速为当前车况下发动机的最高转速；或者，
当车辆当前的水温高于预设温度阈值时，确定预设温度阈值对应的最高转速为当前车况下发动机的最高转速；或者，
当车辆的速度信号故障时，确定车速信号故障对应的最高转速为当前车况下发动机的最高转速。
5.根据权利要求1所述的发动机转速控制方法，其特征在于，根据所述预测转速，确定所述预测转速对应的控制扭矩的步骤包括：
根据所述预测转速计算得到对应的P项调节参数；
根据所述预测转速计算得到对应的I项调节参数；
根据所述P项调节参数和I项调节参数，确定对应的控制扭矩。
6.根据权利要求5所述的发动机转速控制方法，其特征在于，根据所述预测转速计算得到对应的P项调节参数的步骤包括：
根据公式TQMXPROP＝DNMX*KTQMXPROP(RPMPRD，GEAR)，计算对应的P项调节参数；其中，DNMX＝NMAX-RPMPRD；
TQMXPROP表示所述预测转速对应的P项调节参数，DNMX表示PI项的控制输入，KTQMXPROP(RPMPRD，GEAR)表示当前档位下与所述预测转速相关的P项调节因子，NMAX表示当前车况下发动机的最高转速，RPMPRD表示发动机的预测转速。
7.根据权利要求5所述的发动机转速控制方法，其特征在于，根据所述预测转速计算得到对应的I项调节参数的步骤包括：
根据公式TQINT＝DNMX*KTQINT+TQINT(old)，计算对应的I项调节参数；其中，DNMX＝NMAX-RPMPRD；
TQINT表示所述预测转速对应的I项调节参数，DNMX表示PI项的控制输入，KTQINT表示I项调节因子，TQINT(old)表示原I项调节参数，NMAX表示当前车况下发动机的最高转速，RPMPRD表示发动机的预测转速。
8.根据权利要求5所述的发动机转速控制方法，其特征在于，根据所述P项调节参数和I项调节参数，确定对应的控制扭矩的步骤包括：
根据公式TQMXHI＝TQMXPROP+TQINT，计算所述预测转速对应的控制扭矩；
其中，TQMXHI表示所述预测转速对应的控制扭矩，TQMXPROP表示所述预测转速对应的P项调节参数，TQINT表示所述预测转速对应的I项调节参数。
9.一种发动机转速控制装置，其特征在于，包括：
计算模块，用于根据车辆当前的发动机转速以及发动机加速度，计算车辆的预测转速；
处理模块，用于根据所述预测转速，确定所述预测转速对应的控制扭矩；
调整模块，用于根据所述控制扭矩对发动机的转速进行调整。
10.根据权利要求9所述的发动机转速控制装置，其特征在于，所述计算模块包括：
获取单元，用于获取车辆当前的发动机转速以及发动机加速度；
第一计算单元，用于当所述发动机转速低于发动机的最高转速，或者，所述发动机转速超过发动机的最高转速且发动机加速度为正值时，根据RPMPRD＝NRPM+DNRPM*KRPMFILT(GEAR)，计算车辆的预测转速；
第二计算单元，用于当所述发动机转速超过发动机的最高转速且发动机加速度为负值时，根据RPMPRD＝NRPM，确定发动机转速为车辆的预测转速；
其中，RPMPRD表示发动机的预测转速，NRPM表示发动机转速，DNRPM表示发动机加速度，KRPMFILT(GEAR)表示当前档位下的预测因子。
11.根据权利要求9所述的发动机转速控制装置，其特征在于，还包括：
确定模块，用于根据车辆当前的车况信息，确定当前车况下发动机的最高转速。
12.根据权利要求11所述的发动机转速控制装置，其特征在于，所述确定模块包括：
第一确定单元，用于根据车辆当前的档位信息，确定当前档位下发动机的最高转速为当前车况下发动机的最高转速；或者，
第二确定单元，用于当车辆当前的水温高于预设温度阈值时，确定预设温度阈值对应的最高转速为当前车况下发动机的最高转速；或者，
第三确定单元，用于当车辆的速度信号故障时，确定车速信号故障对应的最高转速为当前车况下发动机的最高转速。
13.根据权利要求9所述的发动机转速控制装置，其特征在于，所述处理模块包括：
第一处理单元，用于根据所述预测转速计算得到对应的P项调节参数；
第二处理单元，用于根据所述预测转速计算得到对应的I项调节参数；
第三处理单元，用于根据所述P项调节参数和I项调节参数，确定对应的控制扭矩。
14.根据权利要求13所述的发动机转速控制装置，其特征在于，所述第一处理单元具体用于：
根据公式TQMXPROP＝DNMX*KTQMXPROP(RPMPRD，GEAR)，计算对应的P项调节参数；其中，DNMX＝NMAX-RPMPRD；
TQMXPROP表示所述预测转速对应的P项调节参数，DNMX表示PI项的控制输入，KTQMXPROP(RPMPRD，GEAR)表示当前档位下与所述预测转速相关的P项调节因子，NMAX表示当前车况下发动机的最高转速，RPMPRD表示发动机的预测转速。
15.根据权利要求13所述的发动机转速控制装置，其特征在于，所述第二处理单元具体用于：
根据公式TQINT＝DNMX*KTQINT+TQINT(old)，计算对应的I项调节参数；其中，DNMX＝NMAX-RPMPRD；
TQINT表示所述预测转速对应的I项调节参数，DNMX表示PI项的控制输入，KTQINT表示I项调节因子，TQINT(old)表示原I项调节参数，NMAX表示当前车况下发动机的最高转速，RPMPRD表示发动机的预测转速。
16.根据权利要求13所述的发动机转速控制装置，其特征在于，第三处理单元具体用于：
根据公式TQMXHI＝TQMXPROP+TQINT，计算所述预测转速对应的控制扭矩；
其中，TQMXHI表示所述预测转速对应的控制扭矩，TQMXPROP表示所述预测转速对应的P项调节参数，TQINT表示所述预测转速对应的I项调节参数。
17.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求9～16任一项所述的发动机转速控制装置。
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