CN110588624B - 一种混合动力汽车发动机的调速方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种混合动力汽车发动机的调速方法，其包括如下步骤：S1、计算发动机的转速变化量，并确定发动机的转速变化方向；S2、计算发动机的扭矩变化量，并确定发动机的扭矩变化方向；S3、根据发动机的转速变化方向和发动机的扭矩变化方向确定所述发动机的转速调节模式；S4、调节所述发动机的转速至目标转速。本发明通过确定出发动机的转速变化方向；计算发动机的扭矩变化量，并确定出发动机的扭矩变化方向，然后确定发动机的转速调节模式；将发动机的转速至目标转速。充分考虑了发动机扭矩及转速的变化趋势后对发动机的转速进行调节，能够避免发动机扭矩的大幅度变化和变化频次，从而提高燃油的经济性。

Description

一种混合动力汽车发动机的调速方法
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种混合动力汽车发动机的调速方法。
背景技术
随着科学技术的进步，越来越多的汽车进入到实际的生产生活中，其中混合动力汽车因其节油率高、舒适性好的特点，目前国内很多主机厂积极开展混合动力车辆的开发。混合动力汽车采用发动机和电机来提供动力，其中，电机包括驱动电机和调速电机。
因发动机转速与扭矩均解耦，因此发动机转速与扭矩不受实际车速限制。如何将发动机转速调至需求的目标转速，是控制系统设计的难点。现有发动机调速策略是通过调节调速电机的扭矩或转速变化，利用PID算法将发动机转速调节至目标转速。该种方法未考虑发动机扭矩及转速的变化趋势，导致发动机扭矩变化量较大，经济性变差。
因此，亟需一种混合动力汽车发动机的调速方法来解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种混合动力汽车发动机的调速方法，能够解决现有技术中未考虑发动机扭矩及转速的变化趋势，导致发动机扭矩变化量较大，经济性变差的技术问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种混合动力汽车发动机的调速方法，包括如下步骤：
S1、计算发动机的转速变化量，并确定所述发动机的转速变化方向；
所述步骤S1中，包括如下步骤：
S1.1、由所述发动机的当前实际转速与目标转速计算转速变化量EngAdjCtl_nDelt，EngAdjCtl_nDelt＝EngAdjCtl_nDem-EngAdjCtl_nCurr；
其中EngAdjCtl_nDem为目标转速，EngAdjCtl_nCurr为当前实际转速；
S1.2、由所述转速变化量EngAdjCtl_nDelt判断所述发动机的转速变化方向EngAdjCtl_bEpmDir；
所述转速变化方向EngAdjCtl_bEpmDir被配置为：当所述转速变化量EngAdjCtl_nDelt大于增速阈值时为正，小于降速阈值时为负；
S2、计算发动机的扭矩变化量，并确定所述发动机的扭矩变化方向；
所述步骤S2中，包括如下步骤：
S2.1、由所述发动机的当前实际扭矩与目标扭矩计算扭矩变化量EngAdjCtl_trqDelt,计算公式如下：
EngAdjCtl_trqDelt＝EngAdjCtl_trqDem-EngAdjCtl_trqCurr；
其中EngAdjCtl_trqDem为目标扭矩，EngAdjCtl_trqCurr为当前实际扭矩；
S2.2、由所述扭矩变化量EngAdjCtl_trqDelt判断所述发动机的扭矩变化方向EngAdjCtl_bTrqDir；
所述发动机的扭矩变化方向EngAdjCtl_bTrqDir被配置为：当所述扭矩变化量EngAdjCtl_trqDelt大于增矩阈值时为正，小于降矩阈值时为负；
S3、根据所述发动机的转速变化方向和所述发动机的扭矩变化方向确定所述发动机的转速调节模式；
S3.1、对所述发动机的转速变化方向EngAdjCtl_bEpmDir归一化处理，若EngAdjCtl_bEpmDir为正，则转速变化向量
Figure GDA0002813673480000021
若EngAdjCtl_bEpmDir为负，则转速变化向量
Figure GDA0002813673480000022
S3.2、对所述发动机扭矩变化方向EngAdjCtl_bTrqDir归一化处理，若EngAdjCtl_bTrqDir为正，则转矩变化向量
Figure GDA0002813673480000031
若EngAdjCtl_bTrqDir为负，则转矩变化向量
Figure GDA0002813673480000032
S3.3、由所述转速变化向量
Figure GDA0002813673480000033
和所述转矩变化向量
Figure GDA0002813673480000034
计算出调速模式向量
Figure GDA0002813673480000035
公式如下：
Figure GDA0002813673480000036
S3.4、根据所述调速模式向量
Figure GDA0002813673480000037
确定所述发动机的转速调节模式；
所述步骤S3.4中，所述调速模式向量
Figure GDA0002813673480000038
处于坐标轴的第一、三象限时，则维持调速电机扭矩不变，将发动机扭矩设置为目标扭矩EngAdjCtl_trqDem，发动机转速接近所述目标转速时，将调速电机扭矩设置为(EngAdjCtl_trqDem)/(1+k),k为行星排特征参数；
所述调速模式向量
Figure GDA0002813673480000039
处于坐标轴的第二、四象限时，则维持发动机扭矩不变，将调速电机扭矩设置为(EngAdjCtl_trqDem)/(1+k)，发动机转速接近所述目标转速时，将发动机扭矩设置为EngAdjCtl_trqDem，k为行星排特征参数；
S4、调节所述发动机的转速至目标转速。
可选地，所述增速阈值和所述降速阈值能够进行标定。
可选地，所述增矩阈值和所述降矩阈值能够进行标定。
本发明的有益效果：
本发明所提供的混合动力汽车发动机的调速方法，计算发动机的转速变化量，并确定出发动机的转速变化方向；计算发动机的扭矩变化量，并确定出发动机的扭矩变化方向，然后根据发动机的转速变化方向和发动机的扭矩变化方向确定发动机的转速调节模式；将发动机的转速至目标转速。通过上述方式，充分考虑了发动机扭矩及转速的变化趋势后对发动机的转速进行调节，能够避免发动机扭矩的大幅度变化和变化频次，从而提高燃油的经济性。
附图说明
图1是本发明一种混合动力汽车发动机的调速方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明提供一种混合动力汽车发动机的调速方法，包括如下步骤：
S1、根据要调节到的目标转速计算发动机的转速变化量，并确定发动机的转速变化方向；
S2、根据目标转速所需的扭矩计算发动机的扭矩变化量，并确定发动机的扭矩变化方向；
S3、根据发动机的转速变化方向和发动机的扭矩变化方向确定发动机的转速调节模式；
S4、调节发动机的转速至目标转速。
进一步地，在步骤S1中，通过如下步骤来确定发动机的转速变化方向：
S1.1、由发动机的当前实际转速与目标转速计算转速变化量EngAdjCtl_nDelt，EngAdjCtl_nDelt＝EngAdjCtl_nDem-EngAdjCtl_nCurr；
其中EngAdjCtl_nDem为目标转速，EngAdjCtl_nCurr为当前实际转速；
S1.2、由转速变化量EngAdjCtl_nDelt判断发动机的转速变化方向EngAdjCtl_bEpmDir。具体地，在本实施例中，转速变化方向EngAdjCtl_bEpmDir被配置为：当转速变化量EngAdjCtl_nDelt大于增速阈值时为正，小于降速阈值时为负。其中增速阈值和降速阈值能够根据车型和实际的运行状况等进行标定，保证标定好的增速阈值和降速阈值能够很好地与本混合动力汽车的调速相适配。
进一步地，步骤S2中，通过如下步骤来确定发动机的扭矩变化方向：
S2.1、由发动机的当前实际扭矩与目标扭矩计算扭矩变化量EngAdjCtl_trqDelt,计算公式如下：
EngAdjCtl_trqDelt＝EngAdjCtl_trqDem-EngAdjCtl_trqCurr；
其中EngAdjCtl_trqDem为目标扭矩，EngAdjCtl_trqCurr为当前实际扭矩；
S2.2、由扭矩变化量EngAdjCtl_trqDelt判断发动机的扭矩变化方向EngAdjCtl_bTrqDir。具体地，发动机的扭矩变化方向EngAdjCtl_bTrqDir被配置为：当扭矩变化量EngAdjCtl_trqDelt大于增矩阈值时为正，小于降矩阈值时为负。在本实施例中，同样增矩阈值和降矩阈值能够根据车型和实际的运行状况等进行标定，保证标定好的增速阈值和降速阈值能够很好地与本混合动力汽车的调速相适配。
进一步地，步骤S3包括如下步骤：
S3.1、对发动机的转速变化方向EngAdjCtl_bEpmDir归一化处理，若EngAdjCtl_bEpmDir为正，则转速变化向量
Figure GDA0002813673480000051
若EngAdjCtl_bEpmDir为负，则转速变化向量
Figure GDA0002813673480000052
S3.2、对发动机扭矩变化方向EngAdjCtl_bTrqDir归一化处理，发动机扭矩变化方向EngAdjCtl_bTrqDir为正，则转矩变化向量
Figure GDA0002813673480000053
EngAdjCtl_bTrqDir为负，则转矩变化向量
Figure GDA0002813673480000061
S3.3、由转速变化向量
Figure GDA0002813673480000062
和转矩变化向量
Figure GDA0002813673480000063
计算出调速模式向量
Figure GDA0002813673480000064
公式如下：
Figure GDA0002813673480000065
S3.4、根据调速模式向量
Figure GDA0002813673480000066
确定发动机的转速调节模式。
具体地，在本实施例中，调速模式向量
Figure GDA0002813673480000067
处于坐标轴的第一、三象限时，则维持调速电机扭矩不变，将发动机扭矩设置为目标扭矩EngAdjCtl_trqDem，发动机转速接近目标转速时，将调速电机扭矩设置为(EngAdjCtl_trqDem)/(1+k),k为行星排特征参数；调速模式向量
Figure GDA0002813673480000068
处于坐标轴的第二、四象限时，则维持发动机扭矩不变，将调速电机扭矩设置为(EngAdjCtl_trqDem)/(1+k)，发动机转速接近目标转速时，将发动机扭矩设置为EngAdjCtl_trqDem，k为行星排特征参数。
本发明提供的混合动力汽车发动机的调速方法，充分考虑了发动机扭矩及转速的变化趋势后对发动机的转速进行调节；当转速、转矩变化趋势一致时，首先调节发动机扭矩，然后调节调速电机的扭矩；当转速、转矩变化趋势相反时，首先调节调速电机扭矩，然后调节发动机扭矩。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、根据发动机转速、转矩变化趋势选择调速方式，可避免转速、转矩变化趋势相反时，发动机扭矩大幅度变化和变化频次太快，有利于节省燃油，从而提升燃油经济性。
2、因发动机扭矩变化平缓，调速过程中，发动机转速变化也趋于稳定，有利于提高发动机工作点的稳定性和整车的舒适性。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种混合动力汽车发动机的调速方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、计算发动机的转速变化量，并确定所述发动机的转速变化方向；
所述步骤S1中，包括如下步骤：
S1.1、由所述发动机的当前实际转速与目标转速计算转速变化量EngAdjCtl_nDelt，EngAdjCtl_nDelt＝EngAdjCtl_nDem-EngAdjCtl_nCurr；
其中EngAdjCtl_nDem为目标转速，EngAdjCtl_nCurr为当前实际转速；
S1.2、由所述转速变化量EngAdjCtl_nDelt判断所述发动机的转速变化方向EngAdjCtl_bEpmDir；
所述步骤S1.2中，所述转速变化方向EngAdjCtl_bEpmDir被配置为：当所述转速变化量EngAdjCtl_nDelt大于增速阈值时为正，小于降速阈值时为负；
S2、计算发动机的扭矩变化量，并确定所述发动机的扭矩变化方向；
所述步骤S2中，包括如下步骤：
S2.1、由所述发动机的当前实际扭矩与目标扭矩计算扭矩变化量EngAdjCtl_trqDelt,计算公式如下：
EngAdjCtl_trqDelt＝EngAdjCtl_trqDem-EngAdjCtl_trqCurr；
其中EngAdjCtl_trqDem为目标扭矩，EngAdjCtl_trqCurr为当前实际扭矩；
S2.2、由所述扭矩变化量EngAdjCtl_trqDelt判断所述发动机的扭矩变化方向EngAdjCtl_bTrqDir；
所述发动机的扭矩变化方向EngAdjCtl_bTrqDir被配置为：当所述扭矩变化量EngAdjCtl_trqDelt大于增矩阈值时为正，小于降矩阈值时为负；
S3、根据所述发动机的转速变化方向和所述发动机的扭矩变化方向确定所述发动机的转速调节模式；
S3.1、对所述发动机的转速变化方向EngAdjCtl_bEpmDir归一化处理，若EngAdjCtl_bEpmDir为正，则转速变化向量
Figure FDA0002813673470000021
若EngAdjCtl_bEpmDir为负，则转速变化向量
Figure FDA0002813673470000022
S3.2、对所述发动机扭矩变化方向EngAdjCtl_bTrqDir归一化处理，若EngAdjCtl_bTrqDir为正，则转矩变化向量
Figure FDA0002813673470000023
若EngAdjCtl_bTrqDir为负，则转矩变化向量
Figure FDA0002813673470000024
S3.3、由所述转速变化向量
Figure FDA0002813673470000025
和所述转矩变化向量
Figure FDA0002813673470000026
计算出调速模式向量
Figure FDA00028136734700000210
公式如下：
Figure FDA0002813673470000029
S3.4、根据所述调速模式向量
Figure FDA0002813673470000027
确定所述发动机的转速调节模式；
所述步骤S3.4中，所述调速模式向量
Figure FDA0002813673470000028
处于坐标轴的第一、三象限时，则维持调速电机扭矩不变，将发动机扭矩设置为目标扭矩EngAdjCtl_trqDem，发动机转速接近所述目标转速时，将调速电机扭矩设置为(EngAdjCtl_trqDem)/(1+k),k为行星排特征参数；
所述调速模式向量
Figure FDA00028136734700000211
处于坐标轴的第二、四象限时，则维持发动机扭矩不变，将调速电机扭矩设置为(EngAdjCtl_trqDem)/(1+k)，发动机转速接近所述目标转速时，将发动机扭矩设置为EngAdjCtl_trqDem，k为行星排特征参数；
S4、调节所述发动机的转速至目标转速。
2.根据权利要求1所述的一种混合动力汽车发动机的调速方法，其特征在于，所述增速阈值和所述降速阈值能够进行标定。
3.根据权利要求1所述的一种混合动力汽车发动机的调速方法，其特征在于，所述增矩阈值和所述降矩阈值能够进行标定。
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