CN112664338B - 消除发动机抖动的方法、系统及计算机存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种消除发动机抖动的方法、系统及计算机存储介质，消除发动机抖动的方法包括：车辆符合预设使能条件时，获取发动机的实际转速；根据请求曲轴扭矩计算发动机的目标转速；根据目标转速与实际转速的差值得到滤波差值；若车辆符合预设激活条件，则根据滤波差值计算出缓振扭矩；将缓振扭矩补偿至请求曲轴扭矩以降低发动机抖动。通过上述方式，在不增加硬件的情况下，避免了在猛踩或释放加速踏板时引起传动系统振荡的问题，改善了车辆的驾驶性、舒适性、安全性。

Description

消除发动机抖动的方法、系统及计算机存储介质

技术领域

本发明涉及发动机控制领域，尤其涉及一种消除发动机抖动的方法、系统及计算机存储介质。

背景技术

在驾驶员突然踩下(tipin)或者释放加速踏板(tipout)等工况下，由于动力总成硬件间隙等因素，会造成不合理的发动机转速振荡，引起车辆前后抖动，传动系统的振荡，导致驾驶的舒适性变差。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种消除发动机抖动的方法、系统及计算机存储介质，在不增加硬件的情况下，避免了在猛踩或释放加速踏板时引起传动系统振荡的问题，改善了车辆的驾驶性、舒适性、安全性。

第一方面，本发明提供了一种消除发动机抖动的方法，包括：

车辆符合预设使能条件时，获取发动机的实际转速；

根据请求曲轴扭矩计算所述发动机的目标转速；

根据所述目标转速与所述实际转速的差值得到滤波差值；

若车辆所述符合预设激活条件，则根据所述滤波差值计算出缓振扭矩；

将所述缓振扭矩补偿至所述请求曲轴扭矩以降低发动机抖动。

其中，所述预设使能条件，包括：

最小发动机转速与发动机怠速转速的差值大于等于预设转速差值；

最大发动机转速小于预设最大转速；

车速大于等于预设车速；

实际发动机转速大于预设启动转速；

变速箱处于锁止状态；

变速器模式为传动链接合模式。

其中，所述根据请求曲轴扭矩计算所述发动机的目标转速，包括：

根据请求曲轴扭矩通过第一预设公式计算所述发动机的目标转速；

所述第一预设公式为：

其中，m是车的质量；T是请求曲轴扭矩；rt是齿轮速比；r是车轮的半径；v是车速；w是车轮的角速度；ts是采样时间；n是预估的发动机转速(未经过卡尔曼滤波)；n_1/z是前一时刻预估的发动机转速。

其中，所述根据所述目标转速与所述实际转速的差值得到滤波差值，包括：

根据所述目标转速与所述实际转速的差值通过第二预设公式得到滤波差值；

所述第二预设公式为：

n_T＝n+(n_neng-n_1/z)*Z_kalman

其中，n_T是经过卡尔曼滤波的预估发动机转速；n_neng是当前发动机实际转速；n_1/z是前一时刻预估的发动机转速；Z_kalman是卡尔曼系数。

其中，所述预设激活条件，包括：

所述滤波差值大于预设阈值；

检测到急踩油门工况或释放油门工况；

抖动系数大于预设系数。

其中，所述根据所述滤波差值计算出缓振扭矩，包括：

获取抖动总增益；

根据所述抖动总增益和所述滤波差值的乘积得出缓振扭矩。

其中，所述获取抖动总增益，包括：

所述抖动总增益根据驾驶方式修正增益、温度修正增益、挡位增益系数中的至少一项计算得到，其中，

根据发动机的实际转速和加速踏板变化率分别查表得出所述驾驶方式修正增益；

根据环境温度和发动机水温确定所述环境温度修正增益；

根据发动机的实际转速和滤波后的请求曲轴扭矩查表得出所述挡位增益系数。

其中，所述检检测到急踩油门工况或释放油门工况，包括：

根据加速踏板位置求得加速踏板变化率，若所述变化率增大至预设踏板变化率时，则判定为急踩油门工况；若所述变化率为负值并低于标定值时，判定为释放油门工况；和/或，

在巡航控制激活或速度限制激活时，根据请求曲轴扭矩得出对应的请求曲轴扭矩变化率，若所述请求曲轴扭矩变化率大于第一预设扭矩变化率，则为急踩油门工况；若所述请求曲轴扭矩变化率小于第一预设扭矩变化率，则为释放油门工况。

第二方面，本发明还提供了一种消除发动机抖动系统，包括存储器与处理器，所述存储器用于存储至少一条程序指令，所述处理器用于通过加载并执行所述至少一条程序指令以实现如上所述的消除发动机抖动的方法。

第三方面，本发明还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有计算机程序指令；所述计算机程序指令被处理器执行时实现如上所述的消除发动机抖动的方法。

综上所述，本发明的消除发动机抖动的方法、系统及计算机存储介质，消除发动机抖动的方法包括：车辆符合预设使能条件时，获取发动机的实际转速；根据请求曲轴扭矩计算发动机的目标转速；根据目标转速与实际转速的差值得到滤波差值；若车辆符合预设激活条件，则根据滤波差值计算出缓振扭矩；将缓振扭矩补偿至请求曲轴扭矩以降低发动机抖动。通过上述方式，在不增加硬件的情况下，避免了在猛踩或释放加速踏板时引起传动系统振荡的问题，改善了车辆的驾驶性、舒适性、安全性。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为根据本发明实施例示出的消除发动机抖动的方法的流程示意图；

图2为根据本发明实施例示出的消除发动机抖动的方法的控制流程图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明详细说明如下。

第一实施例

图1为根据第一实施例示出的消除发动机抖动的方法的流程示意图。如图1所示，本发明实施例提供了一种消除发动机抖动的方法，包括：

步骤201：车辆符合预设使能条件时，获取发动机的实际转速；

步骤202：根据请求曲轴扭矩计算发动机的目标转速；

步骤203：根据目标转速与实际转速的差值得到滤波差值；

步骤204：若车辆符合预设激活条件，则根据滤波差值计算出缓振扭矩；

步骤205：将缓振扭矩补偿至请求曲轴扭矩以降低发动机抖动。

对于P2.5构架混动系统电机，在驾驶员突然踩下或者释放加速踏板时，由于动力总成硬件间隙等因素，会造成不合理的发动机转速振荡，引起车辆前后抖动，传动系统的振荡，导致驾驶的舒适性变差。本实施例消除发动机抖动的方法的原理是衰减该情况下的扭振，通过请求曲轴扭矩预估发动机目标转速，由该目标转速与实际发动机的差值得计算对应的缓振扭矩，补偿在请求曲轴扭矩上，降低车辆抖动。

具体地，消除发动机抖动的方法是减缓动态工况时如急踩油门或者释放油门时传动系统的振荡。它通过比较当前发动机实际转速与通过卡尔曼滤波得到的发动机目标转速，当系统检测到发动机转速抖动趋势时，通过对发动机火路扭矩施加反向控制来削弱或者消除抖动。由于该功能的发动机模型转速是基于轮速反算得到，因此消除发动机抖动的方法仅在变速箱完全锁止时才可能激活。离合器锁止时发动机转速能够很好的表征传动系统的振荡。需要注意的是：消除发动机抖动的方法的介入需要在快速消除振荡和平顺性间进行平衡，否则会适得其反。因为发动机实际扭矩作为锁止时离合器扭矩的预控，激进的消除发动机抖动的方法会导致发动机扭矩快速变化，从而离合器扭矩也会有相同趋势，导致车辆前后耸动。

消除发动机抖动时，首先需要消除发动机抖动的方法的预设使能条件，主要包括转速、档位、离合器以及车速等车辆的基本状态。然后目标转速对当前转速起预估作用，这里根据请求曲轴扭矩计算目标转速。接着对计算的目标转速进行滤波处理，主要是滤除毛刺和相位超前处理。最后计算出需要补偿的缓振扭矩。

图2为根据本发明实施例示出的消除发动机抖动的方法的控制流程图。如图2所示，本申请实施例的消除发动机抖动的控制流程，主要分为以下4部分：

1)消除发动机抖动的方法的预设使能条件

需要消除发动机抖动的方法的预设使能条件，主要包括转速、档位、离合器以及车速等车辆的基本状态。预设使能条件只有在下列条件均满足时才置1：

a.最小发动机转速与发动机怠速转速的差值大于等于预设转速差值，其中预设转速差值为150rpm，在低转速时消除发动机抖动的方法不可用；

b.最大发动机转速小于预设最大转速，预设最大转速为6000rpm；

c.车速大于等于预设车速，即车辆在起步过程中消除发动机抖动的方法不可用，通常为5km/h以下不可用，8km/h以上可用；

d.实际发动机转速大于预设启动转速，即发动机实际转速必须大于启动转速300rpm；

e.变速箱处于锁止状态，一般指液力变矩器处于完全接合状态，在滑差或者打开状态消除发动机抖动的方法是不可用的。但是如果请求曲轴扭矩较小并且变速箱输入轴的转速与实际发动机的转速相差不大，则该滑差状态时消除发动机抖动的方法也可用。

f.变速器模式，自动档变速器必须在传动链接合模式；

2)目标转速

目标转速对当前转速起预估作用，这里根据请求曲轴扭矩计算目标转速；

主要是根据请求曲轴扭矩预估发动机的转速，计算公式如下：

两式可得：

之后经过卡尔曼滤波，由卡尔曼公式得到：

n_T＝n+(n_neng-n_1/z)*Z_kalman  (4)

其中，F是车的牵引力；m是车的质量；a是车的加速度；

T是请求曲轴扭矩；

rt是齿轮速比；r是车轮的半径；v是车速；ω是车轮的角速度；ts是采样时间；

n是预估的发动机转速(未经过卡尔曼滤波)；

n_1/z是前一时刻预估的发动机转速；

n_T是经过卡尔曼滤波的预估发动机转速；

n_neng是当前发动机实际转速；

Z_kalman是卡尔曼系数；

公式(3)中的

即为抖动系数；

预估的目标转速不能偏离实际发动机转速太大，即对预估的转速进行饱和限制，由当前档位得到差值范围。

若请求曲轴扭矩上升，则对应预估的发动机转速上升，要想实际的发动机能更好地跟随预估的目标发动机转速，需要对该目标转速滤波，达到相位超前的目的，提前控制发动机转速。当实际发动机转速与目标转速差值较大时，意味着发动机转速没有跟随请求扭矩(或者目标转速)变化，需要缓振扭矩补偿。

3)滤波

对计算的目标转速进行滤波处理，主要是滤除毛刺和相位超前处理；

滤波模块会对上述计算的目标转速与实际转速差值进行一系列的滤波处理，即为实际转速与目标转速的差值大于0则需要计算正扭矩在扭矩协调中减去，反之计算负扭矩补偿上去。其中急踩油门和释放油门有着不同的滤波系数，以急踩油门为例：

先对该差值进行低通滤波，滤除毛刺，然后经过高通滤波，除去预估不准确的差值，保留有效的转速差值；最后需要相位超前处理，可根据需求选择一次或二次相位超前滤波，得到滤波处理后的转速差值；

同理得到滤波后的释放油门转速偏差；

两者协调得到最终偏差，进行后续的缓振扭矩计算。

4)计算需要补偿的缓振扭矩。

计算需求的缓振扭矩。当动态激活条件满足且在检测到急踩油门或释放油门时，计算的缓振扭矩会通过一个0到1渐变的抖动系数(Shuffle Ratio)，逐渐将缓振扭矩补偿到最终的请求曲轴扭矩上；此外只有当该抖动系数满足大于0.01且使能条件满足时，需要补偿的缓振扭矩才有效，否则值为0。

当预设激活条件满足时，即滤波后的转速偏差大于一定阈值(由发动机实际转速和挡位，以及曲轴扭矩决定，大约在3rpm-4rpm之间)，根据抖动总增益和滤波差值的乘积得出缓振扭矩，即运用下列公式计算缓振扭矩：

缓振扭矩＝滤波后的转速偏差*抖动总增益

该增益由以下几个元素组成：

抖动总增益＝固定常数*驾驶方式修正增益*温度修正增益*挡位增益系数

a.驾驶方式修正增益计算

由加速踏板位置求得加速踏板的变化率或者请求曲轴扭矩的变化率，根据变化率的大小判断是处于急踩油门还是释放油门状态，当该变化率大于2时，判定驾驶员突然踩下加速踏板，车辆处于急踩油门状态；当该变化率为负值并低于-50时，判定驾驶员突然释放加速踏板，车辆处于释放油门状态；两种状态下都由发动机实际转速和当前加速踏板变化率分别查表，得到两种驾驶状态下的不同的增益。在两种方式进行转换时通过斜坡函数处理使之平滑的过渡，得到普通驾驶模式的增益。巡航模式激活时使用单独的巡航增益。对断油和断油恢复单独的增益单独处理，因为此时最容易发生扭振。断油与断油恢复增益只有在滤波后的请求扭矩及变化率穿越0时才激活，由这两者查表并由挡位查表进行补偿。取最大值后得到驾驶模式修正增益。

b.环境温度修正增益计算

温度修正增益由环境温度和发动机的水温决定。

c.挡位增益系数计算

根据当前实际的挡位对应着不同的增益系数，均由发动机的实际转速和滤波后的处理后驾驶员请求曲轴扭矩查表。

判定急踩油门和释放油门有两种情况：

1)由加速踏板位置求得加速踏板变化率，若该变化率增大至8时，则判定为急踩油门状态；若该变化率为负值并低于标定值-50时，判定为释放油门状态；

2)在巡航控制激活或速度限制激活时，由请求曲轴扭矩求出的对应请求曲轴扭矩变化率，若大于300则为急踩油门状态；同理，若变化率为负，低于-250则为释放油门状态；

其中，急踩油门和释放油门状态时缓振补偿扭矩最大可激活时间0.5s，超过该最大时间则缓振扭矩为0。

本发明实施例提供的消除发动机抖动的方法，包括：车辆符合预设使能条件时，获取发动机的实际转速；根据请求曲轴扭矩计算发动机的目标转速；根据目标转速与实际转速的差值得到滤波差值；若车辆符合预设激活条件，则根据滤波差值计算出缓振扭矩；将缓振扭矩补偿至请求曲轴扭矩以降低发动机抖动。通过上述方式，在不增加硬件的情况下，避免了在猛踩或释放加速踏板时引起传动系统振荡的问题，改善了车辆的驾驶性、舒适性、安全性。

本发明实施例还提供了一种消除发动机抖动系统，包括存储器与处理器，所述存储器用于存储至少一条程序指令，所述处理器用于通过加载并执行所述至少一条程序指令以实现如上所述的消除发动机抖动的方法。

本实施例执行上述方法步骤的具体过程，详见上述实施例的相关描述，在此不再赘述。

本发明实施例还提供一种计算机存储介质，计算机存储介质上存储有计算机程序指令；计算机程序指令被处理器执行时实现如上所述的消除发动机抖动的方法。

本实施例执行上述方法步骤的具体过程，详见上述实施例的相关描述，在此不再赘述。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

在本文中，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，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种消除发动机抖动的方法，其特征在于，包括：

车辆符合预设使能条件时，获取发动机的实际转速；

根据请求曲轴扭矩计算所述发动机的目标转速；

根据所述目标转速与所述实际转速的差值得到滤波差值；

若车辆符合所述预设激活条件，则根据所述滤波差值计算出缓振扭矩；

将所述缓振扭矩补偿至所述请求曲轴扭矩以降低发动机抖动；

所述根据所述滤波差值计算出缓振扭矩，包括：

获取抖动总增益，所述抖动总增益根据驾驶方式修正增益、温度修正增益、挡位增益系数计算得到，所述驾驶方式修正增益包括普通驾驶模式的增益、巡航模式的巡航增益和断油与断油恢复增益中至少一项；

根据所述抖动总增益和所述滤波差值计算缓振扭矩。

2.根据权利要求1所述的消除发动机抖动的方法，其特征在于，所述预设使能条件，包括：

最小发动机转速与发动机怠速转速的差值大于等于预设转速差值；

最大发动机转速小于预设最大转速；

车速大于等于预设车速；

实际发动机转速大于预设启动转速；

变速箱处于锁止状态；

变速器模式为传动链接合模式。

3.根据权利要求1所述的消除发动机抖动的方法，其特征在于，所述根据请求曲轴扭矩计算所述发动机的目标转速，包括：

根据请求曲轴扭矩通过第一预设公式计算所述发动机的目标转速；

所述第一预设公式为：

其中，m是车的质量；T是请求曲轴扭矩；rt是齿轮速比；r是车轮的半径；v是车速；w是车轮的角速度；ts是采样时间；n是预估的发动机转速(未经过卡尔曼滤波)；n_1z是前一时刻预估的发动机转速。

4.根据权利要求3所述的消除发动机抖动的方法，其特征在于，所述根据所述目标转速与所述实际转速的差值得到滤波差值，包括：

根据所述目标转速与所述实际转速的差值通过第二预设公式得到滤波差值；

所述第二预设公式为：

n_T＝n+(n_neng-n_1z)*Z_kalman

其中，n_T是经过卡尔曼滤波的预估发动机转速；n_neng是当前发动机实际转速；n_1z是前一时刻预估的发动机转速；Z_kalman是卡尔曼系数。

5.根据权利要求1所述的消除发动机抖动的方法，其特征在于，所述预设激活条件，包括：

所述滤波差值大于预设阈值；

检测到急踩油门工况或释放油门工况；

抖动系数大于预设系数。

6.根据权利要求1所述的消除发动机抖动的方法，其特征在于，所述获取抖动总增益，包括：

所述抖动总增益根据驾驶方式修正增益、温度修正增益、挡位增益系数计算得到，其中，

根据发动机的实际转速和加速踏板变化率分别查表得出所述驾驶方式修正增益；

根据环境温度和发动机水温确定所述环境温度修正增益；

根据发动机的实际转速和滤波后的请求曲轴扭矩查表得出所述挡位增益系数。

7.根据权利要求5所述的消除发动机抖动的方法，其特征在于，所述检测到急踩油门工况或释放油门工况，包括：

根据加速踏板位置求得加速踏板变化率，若所述变化率增大至预设踏板变化率时，则判定为急踩油门工况；若所述变化率为负值并低于标定值时，判定为释放油门工况；和/或，

在巡航控制激活或速度限制激活时，根据请求曲轴扭矩得出对应的请求曲轴扭矩变化率，若所述请求曲轴扭矩变化率大于第一预设扭矩变化率，则为急踩油门工况；若所述请求曲轴扭矩变化率小于第一预设扭矩变化率，则为释放油门工况。

8.一种消除发动机抖动的系统，其特征在于，包括存储器与处理器，所述存储器用于存储至少一条程序指令，所述处理器用于通过加载并执行所述至少一条程序指令以实现如权利要求1至7任一所述的消除发动机抖动的方法。

9.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质上存储有计算机程序指令；所述计算机程序指令被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的消除发动机抖动的方法。

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