CN111038486B - 车辆动力输出控制方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车辆动力输出控制方法及装置，所述方法包括：机组协调控制器在接收到需求功率时，获取车辆当前所处环境的环境温度，并确定所述环境温度对应的动力模式，并向电机控制器发送包含所述需求功率和所述动力模式信息的动力输出指令；电机控制器基于所述动力模式确定所述需求功率对应的发动机转速，并向发动机控制器发送所述发动机转速，以使发动机控制器利用所述发动机转速控制发动机，以满足车辆的动力需求。机组协调控制器根据整车使用环境温度选取有针对性的动力模式，并向电机控制器发送不同的动力输出指令，从而电机控制器根据需求功率有针对性的选取发动机转速，以达到当前环境温度下的动力性要求。

Description

车辆动力输出控制方法及装置
技术领域
本发明涉及发动机技术领域，具体涉及一种车辆动力输出控制方法及装置。
背景技术
在现有技术中，车辆动力输出的控制方式是根据预先标定的需求功率与转速之间的map曲线，确定需求功率对应的发动机转速，以满足车辆动力需求。
在实际应用中，不同的环境温度下，由于大气压力和空气密度随之发生变化，发动机在同样的转速条件下，其实际输出功率是不同的，而在现有技术中，无论车辆在任何环境温度中，同样的功率需求，发动机对应只有一个转速控制，进而导致车辆的实际输出功率与车辆动力需求不匹配。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的不足提出的一种车辆动力输出控制方法及装置，该目的是通过以下技术方案实现的。
本发明的第一方面提出了一种车辆动力输出控制方法，所述方法包括：
机组协调控制器在接收到需求功率时，获取车辆当前所处环境的环境温度，并确定所述环境温度对应的动力模式，并向电机控制器发送包含所述需求功率和所述动力模式信息的动力输出指令；
电机控制器基于所述动力模式确定所述需求功率对应的发动机转速，并向发动机控制器发送所述发动机转速，以使发动机控制器利用所述发动机转速控制发动机，以满足车辆的动力需求。
本发明的第二方面提出了一种车辆动力输出控制装置，所述装置包括机组协调控制器上的指令发送模块和电机控制器上的转速确定模块；
所述指令发送模块，用于在接收到需求功率时，获取车辆当前所处环境的环境温度，并确定所述环境温度对应的动力模式，并向电机控制器发送包含所述需求功率和所述动力模式信息的动力输出指令；
所述转速确定模块，用于基于所述动力模式确定所述需求功率对应的发动机转速，并向发动机控制器发送所述发动机转速，以使发动机控制器利用所述发动机转速控制发动机，以满足车辆的动力需求。
在本发明实施例中，机组协调控制器在接收到需求功率时，通过获取车辆当前所处环境的环境温度，并确定所述环境温度对应的动力模式，并向电机控制器发送包含所述需求功率和所述动力模式信息的动力输出指令，然后，电机控制器基于所述动力模式确定所述需求功率对应的发动机转速，并向发动机控制器发送所述发动机转速，以使发动机控制器利用所述发动机转速控制发动机，以满足车辆的动力需求。
基于上述描述可知，机组协调控制器根据整车使用环境温度选取有针对性的动力模式，并向电机控制器发送不同的动力输出指令，从而电机控制器根据需求功率有针对性的选取发动机转速，以达到当前环境温度下的动力性要求。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为现有技术中的功率与转速的转换关系曲线示意图
图2为本发明根据一示例性实施例示出的一种车辆动力输出控制方法的实施例流程图；
图3为本发明根据一示例性实施例示出的一种车辆动力输出控制装置的实施例流程图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本发明可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
如图1所示的功率与转速之间的转换关系曲线示意图，只是根据不同的发电功率需求条件下标定的转速，在车辆的混合动力输出控制中，电机控制器通过利用转换关系曲线进行转速控制。
随着车辆环境温度的变化，各转速控制条件下车辆的动力有所不同。但是在现有技术中，无论车辆在任何环境温度中，同样的功率需求，发动机对应只有一个转速控制，进而导致车辆的实际输出功率与车辆动力需求不匹配。
例如，在0℃时，所需的发动机转速在中速区，但在-40℃时，同样的功率需求所需的发动机转速可能偏移至高速区才能满足车辆动力需求。
为解决上述技术问题，本发明提出了一种车辆动力输出控制方法，机组协调控制器在接收到需求功率时，通过获取车辆当前所处环境的环境温度，并确定所述环境温度对应的动力模式，并向电机控制器发送包含所述需求功率和所述动力模式信息的动力输出指令，然后，电机控制器基于所述动力模式确定所述需求功率对应的发动机转速，并向发动机控制器发送所述发动机转速，以使发动机控制器利用所述发动机转速控制发动机，以满足车辆的动力需求。
基于上述描述可知，机组协调控制器根据整车使用环境温度选取有针对性的动力模式，并向电机控制器发送不同的动力输出指令，从而电机控制器根据需求功率有针对性的选取发动机转速，以达到当前环境温度下的动力性要求。
下面以具体实施例对本发明提出的车辆动力输出控制技术方案进行详细阐述。
图2为本发明根据一示例性实施例示出的一种车辆动力输出控制方法的实施例流程图，所述发动机空燃比控制方法可以应用于车辆的混合动力系统，该混合动力系统包括机组协调控制器(IPU)、发动机、发动机控制器(ECU)、电机、电机控制器(MCU)等，且各部件之间通过CAN总线进行通信。如图2所示，所述车辆动力输出控制方法包括如下步骤：
步骤201：机组协调控制器在接收到需求功率时，获取车辆当前所处环境的环境温度，并确定所述环境温度对应的动力模式，并向电机控制器发送包含所述需求功率和所述动力模式信息的动力输出指令。
其中，车辆的能量管理系统在检测到需求功率发生变化时，将变化后的需求功率发送给机组协调控制器。
该需求功率包含车辆运行所需的功率、给电池充电所需的功率以及给保温设备充电所需的功率等。
在一实施例中，根据整车的运行需求，可以将动力模式划分为三种模式，即低温模式、常温模式及高温模式。
基于此，针对确定所述环境温度对应的动力模式的过程，若所述环境温度低于第一阈值，则确定所述环境温度对应的动力模式为低温模式；若所述环境温度大于第一阈值小于第二阈值，则确定所述环境温度对应的动力模式为常温模式；若所述环境温度超过第二阈值，则确定所述环境温度对应的动力模式为高温模式。
其中，第一阈值、第二阈值可以根据实践经验设置。假设第一阈值为-10度，第二阈值为30度，则环境温度≤-10度时，动力模式为低温模式；-10度<环境温度<30度时，动力模式为常温模式；环境温度≥30度时，动力模式为高温模式。
步骤202：电机控制器基于所述动力模式确定所述需求功率对应的发动机转速，并向发动机控制器发送所述发动机转速，以使发动机控制器利用所述发动机转速控制发动机，以满足车辆的动力需求。
在执行步骤202之前，需要预先标定不同动力模式对应的特性曲线，例如，可以通过仿真软件模拟车辆在不同环境温度下，提供不同的发动机转速后，测量发动机实际输出的功率，并利用模拟得到的这些数据拟合得到每一动力模式对应的特性曲线。
如表1所示，为一种示例性的环境温度、发动机转速、实际输出功率的记录数据。
转速 环境温度 输出功率 转速 环境温度 输出功率
r/min ℃ kW r/min ℃ kW
1800 -40 249 1400 -40 188
1800 -30 266 1400 -30 205
1800 -20 284 1400 -20 223
1800 -10 293 1400 -10 232
1800 0 310 1400 0 249
1800 10 318 1400 10 257
1800 20 326 1400 20 265
1800 30 324 1400 30 263
1800 40 324 1400 40 263
表1
由上述表1发现，发动机转速为1800r/min时，环境温度为-40度时，其实际输出功率为249KW，环境温度为0度时，其实际输出功率为310KW，环境温度为40度时，其实际输出功率为324KW。同一转速，在不同环境温度条件下，所提供的动力却不同。
因此，仿真软件需要利用这些数据预先拟合出每一动力模式对应的特性曲线，并预先存储在电机控制器中以用于后续转速控制。其中，本领域技术人员可以理解的是，具体拟合方式可以采用相关技术实现，本发明对此不进行具体限定。
在一实施例中，针对电机控制器基于所述动力模式确定所述需求功率对应的发动机转速的过程，从已存储的动力模式与特性曲线对应关系中，获取所述动力模式对应的特性曲线，然后基于获取的特性曲线确定所述需求功率对应的发动机转速。
其中，已存储的动力模式与特性曲线对应关系包括低温模式与第一特性曲线的对应关系、高温模式与第二特性曲线的对应关系、常温模式与第三特性曲线的对应关系。每一动力模式对应的特性曲线均记录有转速与功率之间的一一对应关系。
示例性的，特性曲线表示形式可以是功率与转速之间的转换关系式。
在一实施例中，针对基于获取的特性曲线确定所述需求功率对应的发动机转速的过程，可以依据预设发电效率、预设余量系数和所述需求功率，确定需要的功率区间，并利用所述特性曲线，确定功率区间,的最小功率和最大功率分别对应的最小转速和最大转速，然后根据所述最小转速和所述最大转速确定发动机转速。
其中，功率区间公式具体为P/α～δ*(P/α)，α<1，表示预设发电效率，δ>1，表示预设余量系数。
假设利用上述公式确定的功率区间为P1～P2，则最大功率为P2，最小功率为P1。又假设特性曲线表示形式为转换关系式，则可以将最大功率P2带入转换关系式，计算得到最大转速r2，将最小功率P1带入转换关系式，计算得到最小转速r2。
示例性的，发动机转速可以是最小转速与最大转速组成的转速区间中的任意一个转速值，也可以是最大转速与最小转速的均值、中值等。
在本实施例中，机组协调控制器在接收到需求功率时，通过获取车辆当前所处环境的环境温度，并确定所述环境温度对应的动力模式，并向电机控制器发送包含所述需求功率和所述动力模式信息的动力输出指令，然后，电机控制器基于所述动力模式确定所述需求功率对应的发动机转速，并向发动机控制器发送所述发动机转速，以使发动机控制器利用所述发动机转速控制发动机，以满足车辆的动力需求。
基于上述描述可知，机组协调控制器根据整车使用环境温度选取有针对性的动力模式，并向电机控制器发送不同的动力输出指令，从而电机控制器根据需求功率有针对性的选取发动机转速，以达到当前环境温度下的动力性要求。
与前述车辆动力输出控制方法的实施例相对应，本发明还提供了车辆动力输出控制装置的实施例。
图3为本发明根据一示例性实施例示出的一种车辆动力输出控制装置的实施例流程图，所述车辆动力输出控制装置可以应用于车辆的混合动力系统。如图3所示，所述车辆动力输出控制装置包括机组协调控制器上的指令发送模块310和电机控制器上的转速确定模块320：
所述指令发送模块310，用于在接收到需求功率时，获取车辆当前所处环境的环境温度，并确定所述环境温度对应的动力模式，并向电机控制器发送包含所述需求功率和所述动力模式信息的动力输出指令；
所述转速确定模块320，用于基于所述动力模式确定所述需求功率对应的发动机转速，并向发动机控制器发送所述发动机转速，以使发动机控制器利用所述发动机转速控制发动机，以满足车辆的动力需求。
在一可选实现方式中，所述指令发送模块310，具体用于在确定所述环境温度对应的动力模式过程中，若所述环境温度低于第一阈值，则确定所述环境温度对应的动力模式为低温模式；若所述环境温度大于第一阈值小于第二阈值，则确定所述环境温度对应的动力模式为常温模式；若所述环境温度超过第二阈值，则确定所述环境温度对应的动力模式为高温模式。
在一可选实现方式中，所述转速确定模块320，具体用于在基于所述动力模式确定所述需求功率对应的发动机转速过程中，从已存储的动力模式与特性曲线对应关系中，获取所述动力模式对应的特性曲线，所述特性曲线记录有发动机转速与需求功率之间的对应关系；基于获取的特性曲线确定所述需求功率对应的发动机转速。
在一可选实现方式中，所述转速确定模块320，具体用于在基于获取的特性曲线确定所述需求功率对应的发动机转速过程中，依据预设发电效率、预设余量系数和所述需求功率，确定需要的功率区间；利用所述特性曲线，确定功率区间的最小功率和最大功率分别对应的最小转速和最大转速；根据所述最小转速和所述最大转速确定发动机转速。
上述装置中各个单元的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。
对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本发明方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
还需要说明的是，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、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商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、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (4)

1.一种车辆动力输出控制方法，其特征在于，所述方法包括：
机组协调控制器在接收到需求功率时，获取车辆当前所处环境的环境温度，并确定所述环境温度对应的动力模式，并向电机控制器发送包含所述需求功率和所述动力模式信息的动力输出指令；
电机控制器基于所述动力模式确定所述需求功率对应的发动机转速，并向发动机控制器发送所述发动机转速，以使发动机控制器利用所述发动机转速控制发动机，以满足车辆的动力需求；
其中，所述电机控制器基于所述动力模式确定所述需求功率对应的发动机转速，包括：
从已存储的动力模式与特性曲线对应关系中，获取所述动力模式对应的特性曲线，所述特性曲线记录有转速与功率之间的对应关系；
依据预设发电效率、预设余量系数和所述需求功率，确定需要的功率区间；
利用所述特性曲线，确定功率区间的最小功率和最大功率分别对应的最小转速和最大转速；
根据所述最小转速和所述最大转速确定发动机转速。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，机组协调控制器确定所述环境温度对应的动力模式，包括：
若所述环境温度低于第一阈值，则确定所述环境温度对应的动力模式为低温模式；
若所述环境温度大于第一阈值小于第二阈值，则确定所述环境温度对应的动力模式为常温模式；
若所述环境温度超过第二阈值，则确定所述环境温度对应的动力模式为高温模式。
3.一种车辆动力输出控制装置，其特征在于，所述装置包括机组协调控制器上的指令发送模块和电机控制器上的转速确定模块；
所述指令发送模块，用于在接收到需求功率时，获取车辆当前所处环境的环境温度，并确定所述环境温度对应的动力模式，并向电机控制器发送包含所述需求功率和所述动力模式信息的动力输出指令；
所述转速确定模块，用于基于所述动力模式确定所述需求功率对应的发动机转速，并向发动机控制器发送所述发动机转速，以使发动机控制器利用所述发动机转速控制发动机，以满足车辆的动力需求；
其中，所述转速确定模块，具体用于在基于所述动力模式确定所述需求功率对应的发动机转速过程中，从已存储的动力模式与特性曲线对应关系中，获取所述动力模式对应的特性曲线，所述特性曲线记录有发动机转速与需求功率之间的对应关系；依据预设发电效率、预设余量系数和所述需求功率，确定需要的功率区间；利用所述特性曲线，确定功率区间的最小功率和最大功率分别对应的最小转速和最大转速；根据所述最小转速和所述最大转速确定发动机转速。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述指令发送模块，具体用于在确定所述环境温度对应的动力模式过程中，若所述环境温度低于第一阈值，则确定所述环境温度对应的动力模式为低温模式；若所述环境温度大于第一阈值小于第二阈值，则确定所述环境温度对应的动力模式为常温模式；若所述环境温度超过第二阈值，则确定所述环境温度对应的动力模式为高温模式。
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