CN113027625B - 一种ipu控制器速度补偿方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种IPU控制器速度补偿方法，属于车辆发电机控制技术领域；现有技术中，由于发动机输出力矩具有波动性，使得整车运行有较大的震动和异响；本发明提供的IPU控制器速度补偿方法，包括以下步骤(1)发电机根据自身转子当前位置估算发动机凸轮位置；(2)根据当前速度、功率、凸轮位置计算发电机补偿扭矩；(3)基于发电功率的目标扭矩基础上，加上补偿扭矩进行实际扭矩输出(4)监控当前反馈速度波动范围，修正电机补偿扭矩相关控制参数；极大的减小发动机调速模式下的速度波动范围。

Description

一种IPU控制器速度补偿方法
技术领域
本发明涉及车辆发电机控制技术领域，特别是涉及一种IPU控制器速度补偿方法。
背景技术
凸轮轴是活塞发动机里的一个部件。它的作用是控制气门的开启和闭合动作。虽然在四冲程发动机里凸轮轴的转速是曲轴的一半(在二冲程发动机中凸轮轴的转速与曲轴相同)，不过通常它的转速依然很高，而且需要承受很大的扭矩，因此设计中对凸轮轴在强度和支撑方面的要求很高，其材质一般是优质合金钢或合金钢。由于气门运动规律关系到一台发动机的动力和运转特性，因此凸轮轴设计在发动机的设计过程中占据着十分重要的地位。
凸轮轴的主体是一根与气缸组长度近似相同的圆柱形棒体。上面套有若干个凸轮，用于驱动气门。凸轮轴是通过凸轮轴轴颈支撑在凸轮轴轴承孔内的，因此凸轮轴轴颈数目的多少是影响凸轮轴支撑刚度的重要因素。如果凸轮轴刚度不足，工作时将发生弯曲变形，影响配气定时。
凸轮的侧面呈鸡蛋形。其设计的目的在于保证气缸充分的进气和排气。另外考虑到发动机的耐久性和运转的平顺性，气门也不能因开闭动作中的加减速过程产生过多过大的冲击，否则就会造成气门的严重磨损、噪声增加或是其它严重后果。因此，凸轮和发动机的功率、扭矩输出以及运转的平顺性有很直接的关系。
柴油发动机转动是通过缸内活塞往复运动带动凸轮转动实现的。是一个直线运动转换为旋转运动的过程，在活塞往复运动过程中，发动机实际输出力矩是有较为明显波动的，这种力矩波动会导致实际输出转速在目标转速上下波动。在大功率运行工况，最高转速和最低转速的速度差会有100rpm的差距。这种速度波动较大会导致整车运行有较大的震动和异响。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明一种IPU控制器速度补偿方法，其特征在于：所述IPU控制器包括发动机、发动机控制器、发电机和发电机控制器；
所述方法包括以下步骤：
步骤(1)：所述发电机根据自身转子当前位置估算所述发动机凸轮位置；
步骤(2)：根据当前所述发电机速度、功率、所述发动机凸轮位置计算发电机补偿扭矩；
步骤(3)：基于发电功率的目标扭矩基础上，加上补偿扭矩进行实际扭矩输出；
步骤(4)：监控当前反馈速度波动范围，修正所述发电机补偿扭矩相关控制参数。
优选地，在步骤(1)中，所述估算方法是通过传感器采集上所述凸轮的位置，然后结合所述发电机转子的位置得到准确的所述凸轮位置。
优选地，在步骤(1)中，采集不同速度、不同功率、不同凸轮位置情况下所述发动机输出的力矩，以“在不同情况下，输出力矩恒定”为原则，确定所述发电机补偿扭矩，以此为依据形成一条曲线，依据该曲线计算所述发电机补偿扭矩。
优选地，在步骤(4)中，所述相关控制参数为扭矩步长。
优选地，所述IPU控制器用于增程式混合动力底盘上。
优选地，所述发动机和所述发动机控制器作为原动机，工作在速度模式；所述发电机和所述发电机控制器作为发电机设备，工作在扭矩模式。
与现有技术方案相比，本发明至少具有以下有益效果：
1)上述IPU控制器的速度补偿方法。可以极大的减小发动机调速模式下的速度波动范围。
附图说明
图1是IPU混合动力底盘的结构图；
图2是本发明发电机组结构框图；
图3是发动机输出力矩的波动图。
下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
随着技术的发展，人工智能(AI)技术得到广泛的运用，未来人工智能技术更是全球的重点发展方向，而作为人工智能的核心，智能化处理单元IPU(IntelligentProcessing Unit)更是整个技术的关键，其被广泛的应用于各领域，以实现各领域的人工智能。
如图1所示，智能化处理单元(IPU)用于增程式混合动力底盘上，与动力电池一起，作为底盘的能量源，给底盘各高压驱动部件提供电力。智能化处理单元(IPU)用于给上装供电、给附件系统供电、给动力电池充电并给电机和逆变器提供电源；电机通过传动系统驱动轮胎；车辆的各种传感器将采集轮胎信息、电机信息、电池信息等反馈给智能化处理单元(IPU)进行处理。
如图2所示，发电机组由发动机及其控制器、发电机及发电机控制器、IPU控制器，故发电机组也可以被称为IPU；其中(1)发动机和发动机ECU作为原动机，工作在速度模式；(2)发电机和发电机控制器作为发电机设备，工作在扭矩模式。一般来说，系统运行转速完全由发动机调速控制，发电机只需要按照功率需求输出对应扭矩即可。
针对以上描述的发电工况，本发明提出了一种基于发动机凸轮轴旋转位置的主动控制算法，通过调整发电机输出扭矩步长发动机输出的扭矩，以实现发动机旋转转速的稳定性。达到减轻车辆震动和异响的目的。
具体实施例
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本发明提供了一种IPU控制器的速度补偿方法，步骤为：
步骤(1)：发电机根据自身转子当前位置估算发动机凸轮位置；
步骤(2)：根据当前速度、功率、凸轮位置计算发电机补偿扭矩；
步骤(3)：基于发电功率的目标扭矩基础上，加上补偿扭矩进行实际扭矩输出；
步骤(4)：监控当前反馈速度波动范围，修正电机补偿扭矩相关控制参数。
其中，步骤(1)：发电机根据自身转子当前位置估算发动机凸轮位置，具体估算方法是通过传感器采集凸轮的位置，然后结合发电机转子的位置得到准确的凸轮位置；这是因为发电机的结构使得转子旋转一周凸轮也旋转一周，但是凸轮具有720度的角度，而发电机转子只有360度的角度，即发电机转子旋转两周，凸轮旋转两周才是一个完整的周期，而转子的位置就是用于确认凸轮属于0-360度还是361-720度。
步骤(2)根据当前速度、功率、凸轮位置计算发电机补偿扭矩；具体计算方法为采集各速度、各功率、各凸轮位置情况下发动机输出的力矩，以“在各种不同情况下，输出力矩恒定”为原则，确定电机补偿扭矩，将各个补偿扭矩形成一个曲线，依据该曲线计算发电机补偿扭矩。
上述IPU控制器的速度补偿方法。可以极大的减小发动机调速模式下的速度波动范围。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (5)

1.一种IPU控制器速度补偿方法，其特征在于：所述IPU控制器包括发动机、发动机控制器、发电机和发电机控制器；
所述方法包括以下步骤：
步骤(1)：所述发电机根据自身转子当前位置估算所述发动机凸轮位置；
步骤(2)：根据当前所述发电机速度、功率、所述发动机凸轮位置计算发电机补偿扭矩；
步骤(3)：基于发电功率的目标扭矩基础上，加上补偿扭矩进行实际扭矩输出；
步骤(4)：监控当前反馈速度波动范围，修正所述发电机补偿扭矩相关控制参数；
其中，在步骤(2)中，采集不同速度、不同功率、不同凸轮位置情况下所述发动机输出的力矩，以“在不同情况下，输出力矩恒定”为原则，确定所述发电机补偿扭矩，以此为依据形成一条曲线，依据该曲线计算所述发电机补偿扭矩。
2.根据权利要求1所述的补偿方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述估算方法是通过传感器采集上所述凸轮的位置，然后结合所述发电机转子的位置得到准确的所述凸轮位置。
3.根据权利要求1所述的补偿方法，其特征在于：在步骤(4)中，所述相关控制参数为扭矩步长。
4.根据权利要求1所述的补偿方法，其特征在于：所述IPU控制器用于增程式混合动力底盘上。
5.根据权利要求1所述的补偿方法，其特征在于：所述发动机和所述发动机控制器作为原动机，工作在速度模式；所述发电机和所述发电机控制器作为发电机设备，工作在扭矩模式。
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