CN111055843A - 发动机瞬态工况的电机扭矩控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发动机瞬态工况的电机扭矩控制方法及装置，方法包括：在监测到BSG系统急加速助力结束时，检测涡轮增压器的进气压力是否发生变化；若是，则根据进气压力变化量和电机实际扭矩确定电机需求扭矩，利用整车需求扭矩和电机需求扭矩确定发动机需求扭矩；利用电机需求扭矩为电机提供转动动力，利用发动机需求扭矩为发动机提供转动动力，继续执行检测涡轮增压器的进气压力是否发生变化的过程。在不改变发动机机械结构、不增加硬件的基础上，通过使用发动机进气压力变化控制电机扭矩，使发动机扭矩线性变化，解决急加速助力结束电机扭矩直接退出，导致发动机动力延迟造成的车辆顿挫感的问题。
Description
技术领域
本发明涉及发动机技术领域，具体涉及一种发动机瞬态工况的电机扭矩控制方法及装置。
背景技术
在当前BSG(Belt-Driven Starter/Generator，皮带传动启动/发电一体化电机)系统中，急加速助力结束后电机需求扭矩会由加速时的初始值变为0，由于整车需要扭矩仍保持不变，因此发动机需求扭矩需要增加，其增加值为电机初始扭矩乘以电机与发动机之间的速比，这就会引起发动机瞬态加载过程，即发动机瞬态工况。
然而，在发动机瞬态加载过程中，由于发动机中的涡轮增压器存在进气迟滞现象，进而导致发动机实际扭矩会升高到一定程度后保持不变或下降然后再升高，即动力延迟，此时，车辆表现为短时间内匀速或先减速再加速，出现车辆顿挫感。
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发动机瞬态工况的电机扭矩控制方法、装置及起动机，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发动机瞬态工况的电机扭矩控制方法，所述方法包括：
在监测到皮带传动启动发电一体化电机BSG系统急加速助力结束时，检测涡轮增压器的进气压力是否发生变化；
若是，则根据进气压力变化量和电机实际扭矩确定电机需求扭矩，并利用整车需求扭矩和电机需求扭矩确定发动机需求扭矩；
利用所述电机需求扭矩为电机提供转动动力，并利用所述发动机需求扭矩为发动机提供转动动力，并继续执行检测涡轮增压器的进气压力是否发生变化的过程。
本发明的第二方面提出了一种发动机瞬态工况的电机扭矩控制装置，所述装置包括：
检测模块，用于在监测到皮带传动启动发电一体化电机BSG系统急加速助力结束时，检测涡轮增压器的进气压力是否发生变化；
确定模块，用于在判断为变化时，根据进气压力变化量和电机实际扭矩确定电机需求扭矩，并利用整车需求扭矩和电机需求扭矩确定发动机需求扭矩；
动力提供模块，用于利用所述电机需求扭矩为电机提供转动动力，并利用所述发动机需求扭矩为发动机提供转动动力，并继续执行所述检测模块的过程。
在本发明实施例中，在监测到BSG系统急加速助力结束时，检测涡轮增压器的进气压力是否发生变化，若是，则根据进气压力变化量和电机实际扭矩确定电机需求扭矩，并利用整车需求扭矩和电机需求扭矩确定发动机需求扭矩，然后利用所述电机需求扭矩为电机提供转动动力，并利用所述发动机需求扭矩为发动机提供转动动力，再返回执行检测涡轮增压器的进气压力是否发生变化的过程。
基于上述描述可知，在不改变发动机机械结构、不增加硬件的基础上，通过检测发动机进气压力的变化控制电机扭矩变化，而不是直接退出。由于整车需求扭矩由电机扭矩和发动机扭矩提供，因此可使得发动机扭矩线性变化，避免了急加速助力结束电机扭矩直接退出，导致发动机动力延迟造成车辆的顿挫感问题。
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为本发明根据一示例性实施例示出的一种发动机瞬态加载过程示意图；
图2为本发明根据一示例性实施例示出的一种发动机瞬态工况的电机扭矩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ECU的硬件结构图；
图4为本发明根据一示例性实施例示出的一种发动机瞬态工况的电机扭矩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所示的发动机瞬态加载过程，在此过程中电机扭矩已退出，因此发动机需求扭矩升高到一定程度后保持不变，而发动机的进气压力升高到一定程度后却下降，然后再升高，导致发动机实际扭矩也是升高到一定程度后下降，然后再升高。也就是说，虽然发动机的需求扭矩增大，但由于进气不足，导致发动机的实际扭矩反而下降，造成车辆的动力延迟，给驾驶员带来顿挫感。
为解决上述技术问题，本发明提出了一种发动机瞬态工况的电机扭矩控制方法，以避免电机扭矩直接退出导致动力延迟造成车辆顿挫感的问题。即在监测到BSG系统急加速助力结束时，检测涡轮增压器的进气压力是否发生变化，若是，则根据进气压力变化量和电机实际扭矩确定电机需求扭矩，并利用整车需求扭矩和电机需求扭矩确定发动机需求扭矩，然后利用所述电机需求扭矩为电机提供转动动力，并利用所述发动机需求扭矩为发动机提供转动动力，再返回执行检测涡轮增压器的进气压力是否发生变化的过程。
基于上述描述可知，在不改变发动机机械结构、不增加硬件的基础上，通过检测发动机进气压力的变化控制电机扭矩变化，而不是直接退出。由于整车需求扭矩由电机扭矩和发动机扭矩提供，因此可使得发动机扭矩线性变化，避免了急加速助力结束电机扭矩直接退出，导致发动机动力延迟造成车辆的顿挫感问题。
下面以具体实施例对本发明提出的发动机瞬态工况中的电机扭矩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发动机瞬态工况的电机扭矩控制方法的实施例流程图，该电机扭矩控制方法可以应用在ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)上。如图2所示，该发动机瞬态工况的电机扭矩控制方法包括如下步骤：
步骤201：在监测到BSG系统急加速助力结束时，检测涡轮增压器的进气压力是否发生变化，若是，则执行步骤202，否则，继续执行步骤201。
本领域技术人员可以理解的是，监测BSG系统急加速助力结束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，针对检测涡轮增压器的进气压力是否发生变化的过程，可以通过发动机中本身设有的进气压力传感器实时采集涡轮增压器的进气压力，然后将上一次采集的进气压力与本次采集的进气压力进行比较，得到变化量，若变化量为0，表示没发生变化，若变化量不为0，表示发生变化。
步骤202：根据进气压力变化量和电机实际扭矩确定电机需求扭矩，并利用整车需求扭矩和电机需求扭矩确定发动机需求扭矩。
在本发明中，由于涡轮增压器进气量的变化可以反映发动机的瞬态特性，进气量可以通过进气压力的大小来表征，因此在发动机瞬态加载过程中，涡轮增压器进气压力会发生连续变化，从而通过进气压力变化量的大小控制电机扭矩的大小，来替换电机扭矩直接退出的控制流程，以解决发动机动力延迟造成车辆顿挫感的问题。
在一实施例中，针对根据进气压力变化量和电机实际扭矩确定电机需求扭矩的过程，可以先获取电机实际扭矩，然后再利用进气压力变化量、预设系数及电机实际扭矩确定电机需求扭矩。
其中，由于电机的响应特性比较好，因此通常电机的需求扭矩和实际扭矩时相等的，进而在获取电机实际扭矩时，既可以将当前电机的需求扭矩作为电机实际扭矩，也可以通过检测电机当前运转情况对应的实际扭矩作为电机实际扭矩。
在一示例中，利用进气压力变化量、预设系数及电机实际扭矩确定电机需求扭矩的具体公式可以为：
TrqDesMot＝TrqDesMot1-k*δP
其中，TrqDesMot表示电机需求扭矩，TrqDesMot1表示电机实际扭矩，δP表示进气压力变化量，k表示预设系数，k>0。
在一实施例中，针对利用整车需求扭矩和电机需求扭矩确定发动机需求扭矩的过程，由于整车需求扭矩由电机扭矩和发动机扭矩提供，因此可以将所述整车需求扭矩与电机需求扭矩相减，得到发动机需求扭矩。
由此可见，在发动机瞬态加载过程中，每当进气压力发生变化时，电机需求扭矩就会变化一次，发动机需求扭矩也会变化一次。并且由于进气压力在该过程中是持续升高，因此电机扭矩是逐渐减小的，而不是直接退出为0，发动机扭矩是逐渐增加的。
步骤203：利用所述电机需求扭矩为电机提供转动动力，并利用所述发动机需求扭矩为发动机提供转动动力，并返回执行步骤201。
需要说明的是，在发动机瞬态加载过程中，可以实时获取发动机实际扭矩，并判断所述发动机实际扭矩与整车需求扭矩的差值是否在预设范围内，若是，则将电机需求扭矩置为0以停止为电机提供转动动力，并结束步骤201的过程。
其中，当发动机实际扭矩与整车需求扭矩的差值在预设范围内时，表示发动机瞬态加载过程结束，电机扭矩可以退出，由发动机单独为车辆提供动力即可。
在本实施例中，在监测到BSG系统急加速助力结束时，检测涡轮增压器的进气压力是否发生变化，若是，则根据进气压力变化量和电机实际扭矩确定电机需求扭矩，并利用整车需求扭矩和电机需求扭矩确定发动机需求扭矩，然后利用所述电机需求扭矩为电机提供转动动力，并利用所述发动机需求扭矩为发动机提供转动动力，再返回执行检测涡轮增压器的进气压力是否发生变化的过程。
基于上述描述可知，在不改变发动机机械结构、不增加硬件的基础上，通过检测发动机进气压力的变化控制电机扭矩变化，而不是直接退出。由于整车需求扭矩由电机扭矩和发动机扭矩提供，因此可使得发动机扭矩线性变化，避免了急加速助力结束电机扭矩直接退出，导致发动机动力延迟造成车辆的顿挫感问题。
图3为本发明根据一示例性实施例示出的一种ECU的硬件结构图，该ECU包括：通信接口301、处理器302、机器可读存储介质303和总线304；其中，通信接口301、处理器302和机器可读存储介质303通过总线304完成相互间的通信。处理器302通过读取并执行机器可读存储介质303中与发动机瞬态工况的电机扭矩控制方法的控制逻辑对应的机器可执行指令，可执行上文描述的发动机瞬态工况的电机扭矩控制方法，该方法的具体内容参见上述实施例，此处不再累述。
本发明中提到的机器可读存储介质303可以是任何电子、磁性、光学或其它物理存储装置，可以包含或存储信息，如可执行指令、数据，等等。例如，机器可读存储介质可以是：易失存储器、非易失性存储器或者类似的存储介质。具体地，机器可读存储介质303可以是RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、闪存、存储驱动器(如硬盘驱动器)、任何类型的存储盘(如光盘、DVD等)，或者类似的存储介质，或者它们的组合。
与前述发动机瞬态工况的电机扭矩控制方法的实施例相对应，本发明还提供了发动机瞬态工况的电机扭矩控制装置的实施例。
图4为本发明根据一示例性实施例示出的一种发动机瞬态工况的电机扭矩控制装置的实施例流程图，该电机扭矩控制装置可以应用在ECU上。如图4所示，该发动机瞬态工况的电机扭矩控制装置包括：
检测模块410，用于在监测到皮带传动启动发电一体化电机BSG系统急加速助力结束时，检测涡轮增压器的进气压力是否发生变化；
确定模块420，用于在判断为变化时，根据进气压力变化量和电机实际扭矩确定电机需求扭矩，并利用整车需求扭矩和电机需求扭矩确定发动机需求扭矩；
动力提供模块430，用于利用所述电机需求扭矩为电机提供转动动力，并利用所述发动机需求扭矩为发动机提供转动动力，并继续执行所述检测模块的过程。
在一可选实现方式中，所述装置还包括(图4中未示出)：
停止模块，用于获取发动机实际扭矩；判断所述发动机实际扭矩与整车需求扭矩的差值是否在预设范围内；若是，则将电机需求扭矩置为0以停止为电机提供转动动力，并结束所述检测模块的过程。
在一可选实现方式中，所述确定模块420，具体用于在根据进气压力变化量和电机实际扭矩确定电机需求扭矩过程中，获取电机实际扭矩；利用进气压力变化量、预设系数及电机实际扭矩确定电机需求扭矩。
在一可选实现方式中，利用进气压力变化量、预设系数及电机实际扭矩确定电机需求扭矩的具体公式为：
TrqDesMot＝TrqDesMot1-k*δP
其中，TrqDesMot表示电机需求扭矩，TrqDesMot1表示电机实际扭矩，δP表示进气压力变化量，k表示预设系数。
在一可选实现方式中，所述确定模块420，具体用于在利用整车需求扭矩和电机需求扭矩确定发动机需求扭矩过程中，将所述整车需求扭矩与电机需求扭矩相减，得到发动机需求扭矩。
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 (10)
1.一种发动机瞬态工况的电机扭矩控制方法，其特征在于，所述方法包括：
在监测到皮带传动启动发电一体化电机BSG系统急加速助力结束时，检测涡轮增压器的进气压力是否发生变化；
若是，则根据进气压力变化量和电机实际扭矩确定电机需求扭矩，并利用整车需求扭矩和电机需求扭矩确定发动机需求扭矩；
利用所述电机需求扭矩为电机提供转动动力，并利用所述发动机需求扭矩为发动机提供转动动力，并继续执行检测涡轮增压器的进气压力是否发生变化的过程。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取发动机实际扭矩；
判断所述发动机实际扭矩与整车需求扭矩的差值是否在预设范围内；
若是，则将电机需求扭矩置为0以停止为电机提供转动动力，并结束检测涡轮增压器的进气压力是否发生变化的过程。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据进气压力变化量和电机实际扭矩确定电机需求扭矩，包括：
获取电机实际扭矩；
利用进气压力变化量、预设系数及电机实际扭矩确定电机需求扭矩。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，利用进气压力变化量、预设系数及电机实际扭矩确定电机需求扭矩的具体公式为：
TrqDesMot＝TrqDesMot1-k*δP
其中，TrqDesMot表示电机需求扭矩，TrqDesMot1表示电机实际扭矩，δP表示进气压力变化量，k表示预设系数。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用整车需求扭矩和电机需求扭矩确定发动机需求扭矩，包括：
将所述整车需求扭矩与电机需求扭矩相减，得到发动机需求扭矩。
6.一种发动机瞬态工况的电机扭矩控制装置，其特征在于，所述装置包括：
检测模块，用于在监测到皮带传动启动发电一体化电机BSG系统急加速助力结束时，检测涡轮增压器的进气压力是否发生变化；
确定模块，用于在判断为变化时，根据进气压力变化量和电机实际扭矩确定电机需求扭矩，并利用整车需求扭矩和电机需求扭矩确定发动机需求扭矩；
动力提供模块，用于利用所述电机需求扭矩为电机提供转动动力，并利用所述发动机需求扭矩为发动机提供转动动力，并继续执行所述检测模块的过程。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
停止模块，用于获取发动机实际扭矩；判断所述发动机实际扭矩与整车需求扭矩的差值是否在预设范围内；若是，则将电机需求扭矩置为0以停止为电机提供转动动力，并结束所述检测模块的过程。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述确定模块，具体用于在根据进气压力变化量和电机实际扭矩确定电机需求扭矩过程中，获取电机实际扭矩；利用进气压力变化量、预设系数及电机实际扭矩确定电机需求扭矩。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，利用进气压力变化量、预设系数及电机实际扭矩确定电机需求扭矩的具体公式为：
TrqDesMot＝TrqDesMot1-k*δP
其中，TrqDesMot表示电机需求扭矩，TrqDesMot1表示电机实际扭矩，δP表示进气压力变化量，k表示预设系数。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述确定模块，具体用于在利用整车需求扭矩和电机需求扭矩确定发动机需求扭矩过程中，将所述整车需求扭矩与电机需求扭矩相减，得到发动机需求扭矩。
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