CN109353326B - 一种发动机扭矩控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种发动机扭矩控制方法及装置，该方法应用于单轴并联式混合动力系统的混合动力控制器，该方法包括：在单轴并联式混合动力系统处于驱动模式的情况下，确定发动机的需求扭矩；获取发动机的当前转速，并根据预先确定的所述发动机在不同转速下的修正扭矩确定当前转速对应的目标修正扭矩；根据目标修正扭矩对需求扭矩进行修正，并将修正后的需求扭矩发送至发动机控制器，以使发动机控制器按照修正后的需求扭矩控制发动机进行扭矩输出。通过修正可以减少发动机实际输出扭矩与所分配的需求扭矩的差距，提高发动机扭矩控制精度。

Description

一种发动机扭矩控制方法及装置

技术领域

本发明涉及混合动力技术领域，更具体地说，涉及一种发动机扭矩控制方法及装置。

背景技术

图1示出单轴并联式混合动力系统的结构示意图，单轴并联式混合动力系统包括发动机1、离合器2、电机3、电池4和变速箱5，并且发动机1和电机3同轴连接。

现阶段，单轴并联式混合动力系统由混合动力控制器结合整车工况确定总需求扭矩，并根据电机控制器、发动机控制器和电池控制器的工作状态为发动机和电机分配各自的需求扭矩。

但是，在实际应用中，相比于电机，发动机实际输出的扭矩与所分配的需求扭矩相差较大，导致发动机扭矩控制精度偏低。

发明内容

有鉴于此，为解决上述问题，本发明提供一种发动机扭矩控制方法及装置。技术方案如下：

一种发动机扭矩控制方法，应用于单轴并联式混合动力系统的混合动力控制器，所述方法包括：

在所述单轴并联式混合动力系统处于驱动模式的情况下，确定发动机的需求扭矩；

获取所述发动机的当前转速，并根据预先确定的所述发动机在不同转速下的修正扭矩确定所述当前转速对应的目标修正扭矩；

根据所述目标修正扭矩对所述需求扭矩进行修正，并将修正后的所述需求扭矩发送至发动机控制器，以使所述发动机控制器按照修正后的所述需求扭矩控制所述发动机进行扭矩输出。

优选的，预先确定所述发动机在不同转速下的修正扭矩的过程，包括：

获取所述单轴并联式混合动力系统处于驻车发电模式时电机的转速、电压和电流；

根据所述电机的转速、电压和电流计算所述发动机的实际输出扭矩；

获取所述单轴并联式混合动力系统处于驻车发电模式时所述发动机的预设需求扭矩，并计算所述预设需求扭矩和所述实际输出扭矩之间的扭矩差；

判断所述扭矩差是否在预设允许范围内；

如果所述扭矩差在预设允许范围内，确定所述发动机的转速下的修正扭矩为零；

如果所述扭矩差不在预设允许范围内，将所述扭矩差确定为所述发动机的转速下的修正扭矩。

优选的，所述根据所述电机的转速、电压和电流计算所述发动机的实际输出扭矩，包括：

根据所述电机的电压和电流计算所述电机的发电功率；

确定所述电机的转速所对应的发电效率，并根据所述发电效率和所述发电功率计算所述发动机的实际输出功率；

将所述电机的转速确定为所述发动机的转速，并根据所述实际输出功率和所述发动机的转速计算所述发动机的实际输出扭矩。

优选的，所述根据所述实际输出功率和所述发动机的转速计算所述发动机的实际输出扭矩，包括：

通过将所述实际输出功率和所述发动机的转速代入至扭矩转速转换公式计算所述发动机的实际输出扭矩。

优选的，所述方法还包括：

在与电机控制器的CAN通信、与所述发动机控制器的CAN通信以及与电池控制器的CAN通信正常的情况下，分别对所述电机控制器、所述发动机控制器和所述电池控制器进行故障诊断；

如果所述电机控制器、所述发动机控制器和所述电池控制器不存在故障，则执行所述获取所述单轴并联式混合动力系统处于驻车发电模式时电机的转速、电压和电流，这一步骤。

一种发动机扭矩控制装置，包括：第一确定模块、第二确定模块和修正模块，所述第二确定模块中包含确定单元；

所述第一确定模块，用于在所述单轴并联式混合动力系统处于驱动模式的情况下，确定发动机的需求扭矩；

所述确定单元，用于预先确定所述发动机在不同转速下的修正扭矩；

所述第二确定模块，用于获取所述发动机的当前转速，并根据预先确定的所述发动机在不同转速下的修正扭矩确定所述当前转速对应的目标修正扭矩；

所述修正模块，用于根据所述目标修正扭矩对所述需求扭矩进行修正，并将修正后的所述需求扭矩发送至发动机控制器，以使所述发动机控制器按照修正后的所述需求扭矩控制所述发动机进行扭矩输出。

优选的，所述确定单元，具体用于：

获取所述单轴并联式混合动力系统处于驻车发电模式时电机的转速、电压和电流；根据所述电机的转速、电压和电流计算所述发动机的实际输出扭矩；获取所述单轴并联式混合动力系统处于驻车发电模式时所述发动机的预设需求扭矩，并计算所述预设需求扭矩和所述实际输出扭矩之间的扭矩差；判断所述扭矩差是否在预设允许范围内；如果所述扭矩差在预设允许范围内，确定所述发动机的转速下的修正扭矩为零；如果所述扭矩差不在预设允许范围内，将所述扭矩差确定为所述发动机的转速下的修正扭矩。

优选的，用于根据所述电机的转速、电压和电流计算所述发动机的实际输出扭矩的所述确定单元，具体用于：

根据所述电机的电压和电流计算所述电机的发电功率；确定所述电机的转速所对应的发电效率，并根据所述发电效率和所述发电功率计算所述发动机的实际输出功率；将所述电机的转速确定为所述发动机的转速，并根据所述实际输出功率和所述发动机的转速计算所述发动机的实际输出扭矩。

优选的，所述确定单元，还用于：

在与电机控制器的CAN通信、与所述发动机控制器的CAN通信以及与电池控制器的CAN通信正常的情况下，分别对所述电机控制器、所述发动机控制器和所述电池控制器进行故障诊断；如果所述电机控制器、所述发动机控制器和所述电池控制器不存在故障，则执行所述获取所述单轴并联式混合动力系统处于驻车发电模式时电机的转速、电压和电流，这一步骤。

相较于现有技术，本发明实现的有益效果为：

以上本发明提供了一种发动机扭矩控制方法及装置，该方法应用于单轴并联式混合动力系统的混合动力控制器，可以预先确定发动机在不同转速下的修正扭矩；进而在单轴并联式混合动力系统处于驱动模式的情况下，利用发动机的当前转速确定目标修正扭矩，对发动机的需求扭矩进行修正并发送至发动机控制器，从而使发动机控制器按照修正后的需求扭矩控制发动机进行扭矩输出。通过修正可以减少发动机实际输出扭矩与所分配的需求扭矩的差距，提高发动机扭矩控制精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为单轴并联式混合动力系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的发动机扭矩控制方法的方法流程图；

图3为本发明实施例提供的发动机扭矩控制方法的部分方法流程图；

图4为本发明实施例提供的发动机扭矩控制方法的部分方法流程图；

图5为电机发电效率曲线的示例；

图6为本发明实施例提供的发动机扭矩控制装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种发动机扭矩控制方法，该方法应用于单轴并联式混合动力系统的混合动力控制器，方法流程图如图2所示，包括如下步骤：

S10，在单轴并联式混合动力系统处于驱动模式的情况下，确定发动机的需求扭矩。

在执行步骤S10的过程中，混合动力控制器首先结合整车工况确定总需求扭矩，并根据电机控制器、发动机控制器和电池控制器的工作状态为发动机和电机分配各自的需求扭矩，此时即可确定发动机的需求扭矩。

S20，获取发动机的当前转速，并根据预先确定的发动机在不同转速下的修正扭矩确定当前转速对应的目标修正扭矩。

在执行步骤S20的过程中，混合动力控制器可以从发动机控制器处获得发动机的当前转速，还可以从发动机上设置的传感器处获得，当然，还可以从其他监测设备处获得，本实施例对此不做限定，可根据实际需要进行设置。

此外，对于发动机不同转速下的修正扭矩，可以由用户预先标定，混合动力控制器从相应MAP表中查表获得，还可以结合单轴并联式混合动力系统的工况具体计算，以下对此做详细介绍。

在具体实现过程中，步骤S20中预先确定发动机在不同转速下的修正扭矩的过程，可以采用如下步骤，方法流程图如图3所示：

S201，获取单轴并联式混合动力系统处于驻车发电模式时电机的转速、电压和电流。

本实施例中，由于单轴并联式混合动力系统处于驻车发电模式时，发动机输出扭矩全部用于发电，发动机的转速与电机的转速相等，此时可以结合电机的工况确定发动机工况。

S202，根据电机的转速、电压和电流计算发动机的实际输出扭矩。

在执行步骤S202的过程中，根据电机的转速、电压和电流可以确定发动机的实际输出功率，进而结合发动机的转速计算发动机的实际输出扭矩。

在具体实现过程中，步骤S202“根据电机的转速、电压和电流计算发动机的实际输出扭矩”的过程，可以采用如下步骤，方法流程图如图4所示：

S2021，根据电机的电压和电流计算电机的发电功率。

在执行步骤S2021的过程中，可以采用如下公式(1)计算电机的发电功率：

P1＝U*I (1)

其中，P1为电机的发电功率，U为电机的电压，I为电机的电流。

S2022，确定电机的转速所对应的发电效率，并根据发电效率和发电功率计算发动机的实际输出功率。

在执行步骤S2022的过程中，通过查表法从电机发电效率曲线上确定电机的转速所对应的发电效率。图5示出一种电机发电效率曲线的示例，该曲线的横坐标为电机的转速、纵坐标为发电效率。

进一步，由于单轴并联式混合动力系统处于驻车发电模式时发动机输出扭矩全部用于发电，在确定电机的转速所对应的发电效率之后，可以采用如下公式(2)计算发动机的实际输出功率：

P＝P1/α (2)

其中，P为发动机的实际输出功率，α为电机的发电效率。

S2023，将电机的转速确定为发动机的转速，并根据实际输出功率和发动机的转速计算发动机的实际输出扭矩。

在执行步骤S2023的过程中，通过将实际输出功率和发动机的转速代入至扭矩转速转换公式即可计算发动机的实际输出扭矩。而扭矩转速转换公式如公式(3)所示：

其中，n为发动机的转速，T为发动机的实际输出扭矩。

S203，获取单轴并联式混合动力系统处于驻车发电模式时发动机的预设需求扭矩，并计算预设需求扭矩和实际输出扭矩之间的扭矩差。

S204，判断扭矩差是否在预设允许范围内；若是，则执行步骤S205；若否，则执行步骤S206。

在执行步骤S204的过程中，预设允许范围可以根据实际需要进行设置，比如设置-100NM～100NM。

S205，确定发动机的转速下的修正扭矩为零。

S206，将扭矩差确定为发动机的转速下的修正扭矩。

此外，在其他一些实施例中，为保证修正扭矩的准确性，在图3示出的方法流程图的基础上，预先确定发动机在不同转速下的修正扭矩的过程还包括如下步骤：

在与电机控制器的CAN通信、与发动机控制器的CAN通信以及与电池控制器的CAN通信正常的情况下，分别对电机控制器、发动机控制器和电池控制器进行故障诊断；如果电机控制器、发动机控制器和电池控制器不存在故障，则执行步骤S201。

本实施例中，可以采用现有故障诊断方法对各控制器进行故障诊断，例如，可以分析各控制器所反馈的信号电压值，还可以分析各控制器所反馈的具体数据，通过对标准范围相比对来确定各控制器是否存在故障。

S30，根据目标修正扭矩对需求扭矩进行修正，并将修正后的需求扭矩发送至发动机控制器，以使发动机控制器按照修正后的需求扭矩控制发动机进行扭矩输出。

在执行步骤S30的过程中，修正方式可以为“将目标修正扭矩迭加至需求扭矩上”，此时目标修正扭矩与需求扭矩的迭加和即为发送至发动机控制器的最终输出扭矩。当然，修正方式还可以采用其他方式，比如将目标修正扭矩的部分迭加至需求扭矩，本实施例对此不做限定。

本发明实施例提供的发动机扭矩控制方法，应用于单轴并联式混合动力系统的混合动力控制器，可以预先确定发动机在不同转速下的修正扭矩；进而在单轴并联式混合动力系统处于驱动模式的情况下，利用发动机的当前转速确定目标修正扭矩，对发动机的需求扭矩进行修正并发送至发动机控制器，从而使发动机控制器按照修正后的需求扭矩控制发动机进行扭矩输出。通过修正可以减少发动机实际输出扭矩与所分配的需求扭矩的差距，提高发动机扭矩控制精度。

基于上述实施例提供的发动机扭矩控制方法，本发明实施例还提供一种发动机扭矩控制装置，该装置的结构示意图如图6，包括：第一确定模块10、第二确定模块20和修正模块30，第二确定模块20中包含确定单元201；

第一确定模块10，用于在单轴并联式混合动力系统处于驱动模式的情况下，确定发动机的需求扭矩；

确定单元201，用于预先确定发动机在不同转速下的修正扭矩；

第二确定模块20，用于获取发动机的当前转速，并根据预先确定的发动机在不同转速下的修正扭矩确定当前转速对应的目标修正扭矩；

修正模块30，用于根据目标修正扭矩对需求扭矩进行修正，并将修正后的需求扭矩发送至发动机控制器，以使发动机控制器按照修正后的需求扭矩控制发动机进行扭矩输出。

可选的，确定单元，具体用于：

获取单轴并联式混合动力系统处于驻车发电模式时电机的转速、电压和电流；根据电机的转速、电压和电流计算发动机的实际输出扭矩；获取单轴并联式混合动力系统处于驻车发电模式时发动机的预设需求扭矩，并计算预设需求扭矩和实际输出扭矩之间的扭矩差；判断扭矩差是否在预设允许范围内；如果扭矩差在预设允许范围内，确定发动机的转速下的修正扭矩为零；如果扭矩差不在预设允许范围内，将扭矩差确定为发动机的转速下的修正扭矩。

可选的，用于根据电机的转速、电压和电流计算发动机的实际输出扭矩的确定单元，具体用于：

根据电机的电压和电流计算电机的发电功率；确定电机的转速所对应的发电效率，并根据发电效率和发电功率计算发动机的实际输出功率；将电机的转速确定为发动机的转速，并根据实际输出功率和发动机的转速计算发动机的实际输出扭矩。

可选的，确定单元，还用于：

在与电机控制器的CAN通信、与发动机控制器的CAN通信以及与电池控制器的CAN通信正常的情况下，分别对电机控制器、发动机控制器和电池控制器进行故障诊断；如果电机控制器、发动机控制器和电池控制器不存在故障，则执行获取单轴并联式混合动力系统处于驻车发电模式时电机的转速、电压和电流，这一步骤。

本发明实施例提供的发动机扭矩控制装置，可以预先确定发动机在不同转速下的修正扭矩；进而在单轴并联式混合动力系统处于驱动模式的情况下，利用发动机的当前转速确定目标修正扭矩，对发动机的需求扭矩进行修正并发送至发动机控制器，从而使发动机控制器按照修正后的需求扭矩控制发动机进行扭矩输出。通过修正可以减少发动机实际输出扭矩与所分配的需求扭矩的差距，提高发动机扭矩控制精度。

以上对本发明所提供的一种发动机扭矩控制方法及装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素，或者是还包括为这些过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种发动机扭矩控制方法，其特征在于，应用于单轴并联式混合动力系统的混合动力控制器，所述方法包括：

在所述单轴并联式混合动力系统处于驱动模式的情况下，确定发动机的需求扭矩；

获取所述发动机的当前转速，并根据预先确定的所述发动机在不同转速下的修正扭矩确定所述当前转速对应的目标修正扭矩；

根据所述目标修正扭矩对所述需求扭矩进行修正，并将修正后的所述需求扭矩发送至发动机控制器，以使所述发动机控制器按照修正后的所述需求扭矩控制所述发动机进行扭矩输出；

其中，预先确定所述发动机在不同转速下的修正扭矩的过程，包括：

获取所述单轴并联式混合动力系统处于驻车发电模式时电机的转速、电压和电流；

根据所述电机的转速、电压和电流计算所述发动机的实际输出扭矩；

获取所述单轴并联式混合动力系统处于驻车发电模式时所述发动机的预设需求扭矩，并计算所述预设需求扭矩和所述实际输出扭矩之间的扭矩差；

判断所述扭矩差是否在预设允许范围内；

如果所述扭矩差在预设允许范围内，确定所述发动机的转速下的修正扭矩为零；

如果所述扭矩差不在预设允许范围内，将所述扭矩差确定为所述发动机的转速下的修正扭矩。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述电机的转速、电压和电流计算所述发动机的实际输出扭矩，包括：

根据所述电机的电压和电流计算所述电机的发电功率；

确定所述电机的转速所对应的发电效率，并根据所述发电效率和所述发电功率计算所述发动机的实际输出功率；

将所述电机的转速确定为所述发动机的转速，并根据所述实际输出功率和所述发动机的转速计算所述发动机的实际输出扭矩。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述实际输出功率和所述发动机的转速计算所述发动机的实际输出扭矩，包括：

通过将所述实际输出功率和所述发动机的转速代入至扭矩转速转换公式计算所述发动机的实际输出扭矩。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在与电机控制器的CAN通信、与所述发动机控制器的CAN通信以及与电池控制器的CAN通信正常的情况下，分别对所述电机控制器、所述发动机控制器和所述电池控制器进行故障诊断；

如果所述电机控制器、所述发动机控制器和所述电池控制器不存在故障，则执行所述获取所述单轴并联式混合动力系统处于驻车发电模式时电机的转速、电压和电流，这一步骤。

5.一种发动机扭矩控制装置，其特征在于，包括：第一确定模块、第二确定模块和修正模块，所述第二确定模块中包含确定单元；

所述第一确定模块，用于在所述单轴并联式混合动力系统处于驱动模式的情况下，确定发动机的需求扭矩；

所述确定单元，用于预先确定所述发动机在不同转速下的修正扭矩；

所述第二确定模块，用于获取所述发动机的当前转速，并根据预先确定的所述发动机在不同转速下的修正扭矩确定所述当前转速对应的目标修正扭矩；

所述修正模块，用于根据所述目标修正扭矩对所述需求扭矩进行修正，并将修正后的所述需求扭矩发送至发动机控制器，以使所述发动机控制器按照修正后的所述需求扭矩控制所述发动机进行扭矩输出；

其中，所述确定单元，具体用于：

获取所述单轴并联式混合动力系统处于驻车发电模式时电机的转速、电压和电流；根据所述电机的转速、电压和电流计算所述发动机的实际输出扭矩；获取所述单轴并联式混合动力系统处于驻车发电模式时所述发动机的预设需求扭矩，并计算所述预设需求扭矩和所述实际输出扭矩之间的扭矩差；判断所述扭矩差是否在预设允许范围内；如果所述扭矩差在预设允许范围内，确定所述发动机的转速下的修正扭矩为零；如果所述扭矩差不在预设允许范围内，将所述扭矩差确定为所述发动机的转速下的修正扭矩。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，用于根据所述电机的转速、电压和电流计算所述发动机的实际输出扭矩的所述确定单元，具体用于：

根据所述电机的电压和电流计算所述电机的发电功率；确定所述电机的转速所对应的发电效率，并根据所述发电效率和所述发电功率计算所述发动机的实际输出功率；将所述电机的转速确定为所述发动机的转速，并根据所述实际输出功率和所述发动机的转速计算所述发动机的实际输出扭矩。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述确定单元，还用于：

在与电机控制器的CAN通信、与所述发动机控制器的CAN通信以及与电池控制器的CAN通信正常的情况下，分别对所述电机控制器、所述发动机控制器和所述电池控制器进行故障诊断；如果所述电机控制器、所述发动机控制器和所述电池控制器不存在故障，则执行所述获取所述单轴并联式混合动力系统处于驻车发电模式时电机的转速、电压和电流，这一步骤。

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