CN114056130B - 一种电动增压器保护方法、系统及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动增压器保护方法、系统及汽车，所述方法包括获取48V电池最大放电功率、BSG电机功率、DCDC功率、电池荷电状态SOC和电池温度，计算48V母线限制功率；获取水泵转速，根据水泵转速、标定水泵转速与水泵负荷对应关系，计算得到水泵负荷；判断水泵负荷是否小于或者等于第一预设水泵负荷阈值；当水泵负荷小于或者等于第一预设水泵负荷阈值时，调整初始基础温升率得到修正的基础温升率，并从增压器电机功率与基础温升率对应关系中获得增压器电机允许消耗的最大功率；从48V母线限制功率和增压器电机允许消耗的最大功率中选取较小值，控制电动增压器以较小值对应的增压器电机转速运转。通过本发明，解决了现有增压器响应滞后及精度下降问题。

Description

一种电动增压器保护方法、系统及汽车

技术领域

本发明涉及汽车动力技术领域，尤其涉及一种电动增压器保护方法、系统及汽车。

背景技术

48V电动增压技术是改善现有发动机增压器响应迟滞的关键技术之一，有助于缓解整车动力性指标与严苛的油耗、排放法规要求之间的矛盾。如图1所示，电动增压器与传统增压器串联布置在进气管路中，压气机由高速电机直接驱动，利用电机优良的瞬态响应特性，快速提升压气机叶轮转速，在低速区间能够有效改善传统涡轮增压器响应缓慢、增压压力不足的问题。

但是，压气机工作转速高达70000rpm，且长期处于变工况状态，驱动电机可能出现超调现象。电机频繁快速起停，使得发动机控制器对增压器工作状态计算变得困难，响应滞后及精度下降问题突出，进而导致错误判断增压器各工作边界条件，容易对电机寿命产生负面影响，极端条件下可能损坏增压器电机、功率电路及48V电池，给整车可靠性和安全性带来极大挑战，限制电动增压技术的大规模应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种电动增压器保护方法、系统及汽车，用于解决由于压气机工作转速高，且长期处于变工况状态，驱动电机可能出现超调现象以及电机频繁快速地起停，使得发动机控制器对增压器工作状态计算变得困难，响应滞后及精度下降问题。

本发明提供的一种电动增压器保护方法，所述方法包括：

步骤S11、获取48V电池最大放电功率、BSG电机功率、DCDC功率、电池荷电状态SOC和电池温度；

步骤S12、根据所述48V电池最大放电功率、所述BSG电机功率、所述DCDC功率、所述电池荷电状态SOC和所述电池温度，计算48V母线限制功率；

步骤S13、获取水泵转速，根据所述水泵转速、标定水泵转速与水泵负荷对应关系，计算得到所述水泵负荷；

步骤S14、获取所述电动增压器的当前温度，利用所述当前温度与预设热保护温度的差值除以预设估算时间，计算初始基础温升率；

步骤S15、判断所述水泵负荷是否小于或者等于第一预设水泵负荷阈值；

步骤S16、当所述水泵负荷小于或者等于第一预设水泵负荷阈值时，调整所述初始基础温升率得到修正的基础温升率，根据所述修正的基础温升率，从增压器电机功率与所述基础温升率对应关系中获得增压器电机允许消耗的最大功率；

当所述水泵负荷大于所述第一预设水泵负荷阈值时，根据所述初始基础温升率，从所述增压器电机功率与所述基础温升率对应关系中获得增压器电机允许消耗的最大功率；

步骤S17、从所述48V母线限制功率和所述增压器电机允许消耗的最大功率中选取较小值；根据所述较小值，从所述增压器电机功率与增压器电机转速对应关系中确定所述较小值对应的增压器电机转速，控制所述电动增压器以所述较小值对应的增压器电机转速运转。

进一步地，所述方法还包括：

获取所述电动增压器的目标功率；

根据所述电动增压器的目标功率以及标定电动增压器的目标功率与水泵转速对应关系，计算所述水泵的基础转速；

判断所述水泵负荷是否小于或者等于第二预设水泵负荷阈值；

当所述水泵负荷小于或者等于所述第二预设水泵负荷阈值时，以预设系数修正所述基础转速得到修正的基础转速，控制水泵以所述修正的基础转速运转；

当所述水泵负荷大于所述第二预设水泵负荷阈值时，控制所述水泵以所述基础转速运转。

进一步地，实现步骤S12的公式具体为：

PeBooster＝(Pbatt–PBSG–PDCDC)×ktemp,soc，其中所述PeBooster为所述48V母线限制功率，所述Pbatt为所述48V电池最大放电功率，所述PBSG为BSG电机功率，所述PDCDC为所述DCDC功率，所述ktemp,soc为根据所述电池荷电状态SOC和所述电池温度查表获取修正系数。

本发明提供的一种电动增压器保护系统，所述系统包括：

第一获取单元，用于获取48V电池最大放电功率、BSG电机功率、DCDC功率、电池荷电状态SOC和电池温度；

第一计算单元，用于根据所述48V电池最大放电功率、所述BSG电机功率、所述DCDC功率、所述电池荷电状态SOC和所述电池温度，计算48V母线限制功率；

第二计算单元，用于获取水泵转速，根据所述水泵转速、标定水泵转速与水泵负荷对应关系，计算得到所述水泵负荷；

第三计算单元，用于获取所述电动增压器的当前温度，利用所述当前温度与预设热保护温度的差值除以预设估算时间，计算初始基础温升率；

第一判断单元，用于判断所述水泵负荷是否小于或者等于第一预设水泵负荷阈值；

第四计算单元，用于当所述水泵负荷小于或者等于预设水泵负荷阈值时，调整所述初始基础温升率得到修正的基础温升率，根据所述修正的基础温升率，从增压器电机功率与所述基础温升率对应关系中获得增压器电机允许消耗的最大功率；

当所述水泵负荷大于所述预设水泵负荷阈值时，根据所述初始基础温升率，从所述增压器电机功率与所述基础温升率对应关系中获得增压器电机允许消耗的最大功率；

第一控制单元，用于从所述48V母线限制功率和所述增压器电机允许消耗的最大功率中选取较小值；根据所述较小值，从所述增压器电机功率与增压器电机转速对应关系中确定到所述较小值对应的增压器电机转速，控制所述电动增压器以所述较小值对应的增压器电机转速运转。

进一步地，所述系统还包括：

第二获取单元，用于获取所述电动增压器的目标功率；

第五计算单元，用于根据所述电动增压器的目标功率以及标定电动增压器的目标功率与水泵转速对应关系，计算所述水泵的基础转速；

第二判断单元，用于判断所述水泵负荷是否小于或者等于第二预设水泵负荷阈值；

第二控制单元，用于当所述水泵负荷小于或者等于所述第二预设水泵负荷阈值时，以预设系数修正所述基础转速得到修正的基础转速，控制水泵以所述修正的基础转速运转；

当所述水泵负荷大于所述第二预设水泵负荷阈值时，控制所述水泵以所述基础转速运转。

进一步地，所述第一计算单元具体利用公式为：

PeBooster＝(Pbatt–PBSG–PDCDC)×ktemp,soc，其中所述PeBooster为所述48V母线限制功率，所述Pbatt为所述48V电池最大放电功率，所述PBSG为BSG电机功率，所述PDCDC为所述DCDC功率，所述ktemp,soc为根据所述电池荷电状态SOC和所述电池温度查表获取的修正系数。

本发明提供的一种汽车，所述汽车包括上述基于主驾人员信息采集的车辆控制系统。

实施本发明，具有如下有益效果：

通过本发明，综合48V电池最大放电功率、BSG电机功率、DCDC功率、电池荷电状态SOC、电池温度、水泵转速和水泵负荷等因素，得到48V母线限制功率和增压器电机允许消耗的最大功率；在上述两者中找到较小者，通过所述较小者查找到对应的增压器电机转速，控制电动增压器以所述较小者对应的增压器电机转速运转，解决了现有压气机转速高且长期变工况状态，驱动电机可能超调现象，以及电机频繁快速启停，使得发动机控制器对增压器工作装填计算变得款男，响应滞后和精度下降，进入导致错误判断增压器各工作边界条件，对电机寿命产生负面影响的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明背景技术提供的电动增压器工作环境示意图。

图2是本发明实施例提供的电动增压器保护方法的流程图。

图3是本发明实施例提供的电动增压器保护方法的流程图。

图4是本发明实施例提供的电动增压器保护系统的结构图。

具体实施方式

本专利中，以下结合附图和实施例对该具体实施方式做进一步说明。

如图2所示，本发明实施例提供了电动增压器保护方法，所述方法包括：

步骤S11、获取48V电池最大放电功率、BSG电机功率、DCDC功率、电池荷电状态SOC和电池温度。

一并参考图3，需要说明的是，根据电池核电状态SOC和电池温度查表获取修正系数。

步骤S12、根据所述48V电池最大放电功率、所述BSG电机功率、所述DCDC功率、所述电池荷电状态SOC和所述电池温度，计算48V母线限制功率。

实现步骤S12公式具体为：

PeBooster＝(Pbatt–PBSG–PDCDC)×ktemp,soc，其中所述PeBooster为所述48V母线限制功率，所述Pbatt为所述48V电池最大放电功率，所述PBSG为BSG电机功率，所述PDCDC为所述DCDC功率，所述ktemp,soc为根据所述电池荷电状态SOC和所述电池温度查表获取修正系数。

步骤S13、获取水泵转速，根据所述水泵转速、标定水泵转速与水泵负荷对应关系，计算得到所述水泵负荷。

需要说明的是，为实现获取水泵转速的目的，对于带有转速反馈信号的水泵，采用水泵反馈转速；对于无转速反馈的水泵，采用水泵控制转速；标定水泵转速与水泵负荷对应关系，是指经过测量得到水泵转速与水泵符合对应关系的曲线。

步骤S14、获取所述电动增压器的当前温度，利用所述当前温度与预设热保护温度的差值除以预设估算时间，计算初始基础温升率。

步骤S15、判断所述水泵负荷是否小于或者等于第一预设水泵负荷阈值。

步骤S16、当所述水泵负荷小于或者等于第一预设水泵负荷阈值时，调整所述初始基础温升率得到修正的基础温升率，根据所述修正的基础温升率，从增压器电机功率与所述基础温升率对应关系中获得增压器电机允许消耗的最大功率；

当所述水泵负荷大于所述第一预设水泵负荷阈值时，根据所述初始基础温升率，从所述增压器电机功率与所述基础温升率对应关系中获得增压器电机允许消耗的最大功率。

需要说明的是，例如第一预设水泵负荷阈值为80％，当水泵负荷小于或者等于80％时，水泵负荷还有提升空间，对初始基础温升率乘以系数1.2得到修正的基础温升率，从而通过增压器电机功率与基础温升率对应关系获得增压器电机允许消耗的最大功率，通过提升水泵负荷来支持更大的增压器电机功率。当然还需要说明的是，当水泵负荷超过第一预设水泵负荷阈值时，则不能进一步增加水泵负荷，必须为负荷留有足够安全空间。

步骤S17、从所述48V母线限制功率和所述增压器电机允许消耗的最大功率中选取较小值；根据所述较小值，从所述增压器电机功率与增压器电机转速对应关系中确定所述较小值对应的增压器电机转速，控制所述电动增压器以所述较小值对应的增压器电机转速运转。

需要说明的是，增压器电机功率受到48V母线限制功率和增压器电机允许消耗最大功率双重限制，只能在二者中选择较小者的作为标准，根据增压器电机功率与增压器电机转速的对应关系，确定所述较小值对应的增压器电机转速。

进一步地，所述方法还包括：

获取所述电动增压器的目标功率；

根据所述电动增压器的目标功率以及标定电动增压器的目标功率与水泵转速对应关系，计算所述水泵的基础转速；

判断所述水泵负荷是否小于或者等于第二预设水泵负荷阈值；

当所述水泵负荷小于或者等于所述第二预设水泵负荷阈值时，以预设系数修正所述基础转速得到修正的基础转速，控制水泵以所述修正的基础转速运转；

当所述水泵负荷大于所述第二预设水泵负荷阈值时，控制所述水泵以所述基础转速运转。

需要说明的是，例如第二预设水泵负荷阈值为0.6，当水泵负荷小于或者等于0.6时，以预设系数0.75调整水泵基础转速；当水泵负荷大于0.6时，不对水泵的基础转速进行调整；此处调整水泵基础转速是为了在水泵负荷不高的情况下进行的节能操作。

如图4所示，本发明实施例提供了电动增压器保护系统，所述系统包括：

第一获取单元41，用于获取48V电池最大放电功率、BSG电机功率、DCDC功率、电池荷电状态SOC和电池温度；

第一计算单元42，用于根据所述48V电池最大放电功率、所述BSG电机功率、所述DCDC功率、所述电池荷电状态SOC和所述电池温度，计算48V母线限制功率；

第二计算单元43，用于获取水泵转速，根据所述水泵转速、标定水泵转速与水泵负荷对应关系，计算得到所述水泵负荷；

第三计算单元44，用于获取所述电动增压器的当前温度，利用所述当前温度与预设热保护温度的差值除以预设估算时间，计算初始基础温升率；

第一判断单元45，用于判断所述水泵负荷是否小于或者等于第一预设水泵负荷阈值；

第四计算单元46，用于当所述水泵负荷小于或者等于预设水泵负荷阈值时，调整所述初始基础温升率得到修正的基础温升率，根据所述修正的基础温升率，从增压器电机功率与所述基础温升率对应关系中获得增压器电机允许消耗的最大功率；

当所述水泵负荷大于所述预设水泵负荷阈值时，根据所述初始基础温升率，从所述增压器电机功率与所述基础温升率对应关系中获得增压器电机允许消耗的最大功率；

第一控制单元47，用于从所述48V母线限制功率和所述增压器电机允许消耗的最大功率中选取较小值；根据所述较小值，从所述增压器电机功率与增压器电机转速对应关系中确定到所述较小值对应的增压器电机转速，控制所述电动增压器以所述较小值对应的增压器电机转速运转。

进一步地，所述系统还包括：

第二获取单元，用于获取所述电动增压器的目标功率；

第五计算单元，用于根据所述电动增压器的目标功率以及标定电动增压器的目标功率与水泵转速对应关系，计算所述水泵的基础转速；

第二判断单元，用于判断所述水泵负荷是否小于或者等于第二预设水泵负荷阈值；

第二控制单元，用于当所述水泵负荷小于或者等于所述第二预设水泵负荷阈值时，以预设系数修正所述基础转速得到修正的基础转速，控制水泵以所述修正的基础转速运转；

当所述水泵负荷大于所述第二预设水泵负荷阈值时，控制所述水泵以所述基础转速运转。

本发明实施例提供一种汽车，所述汽车包括上述电动增压器保护系统。

实施本发明，具有如下有益效果：

通过本发明，综合48V电池最大放电功率、BSG电机功率、DCDC功率、电池荷电状态SOC、电池温度、水泵转速和水泵负荷等因素，得到48V母线限制功率和增压器电机允许消耗的最大功率；在上述两者中找到较小者，通过所述较小者查找到对应的增压器电机转速，控制电动增压器以所述较小者对应的增压器电机转速运转，解决了现有压气机转速高且长期变工况状态，驱动电机可能超调现象，以及电机频繁快速启停，使得发动机控制器对增压器工作装填计算变得款男，响应滞后和精度下降，进入导致错误判断增压器各工作边界条件，对电机寿命产生负面影响的问题。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种电动增压器保护方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤S11、获取48V电池最大放电功率、BSG电机功率、DCDC功率、电池荷电状态SOC和电池温度；

步骤S12、根据所述48V电池最大放电功率、所述BSG电机功率、所述DCDC功率、所述电池荷电状态SOC和所述电池温度，计算48V母线限制功率；

步骤S13、获取水泵转速，根据所述水泵转速、标定水泵转速与水泵负荷对应关系，计算得到所述水泵负荷；

步骤S14、获取所述电动增压器的当前温度，利用所述当前温度与预设热保护温度的差值除以预设估算时间，计算初始基础温升率；

步骤S15、判断所述水泵负荷是否小于或者等于第一预设水泵负荷阈值；

步骤S16、当所述水泵负荷小于或者等于第一预设水泵负荷阈值时，调整所述初始基础温升率得到修正的基础温升率，根据所述修正的基础温升率，从增压器电机功率与所述基础温升率对应关系中获得增压器电机允许消耗的最大功率；

当所述水泵负荷大于所述第一预设水泵负荷阈值时，根据所述初始基础温升率，从所述增压器电机功率与所述基础温升率对应关系中获得增压器电机允许消耗的最大功率；

步骤S17、从所述48V母线限制功率和所述增压器电机允许消耗的最大功率中选取较小值；根据所述较小值，从所述增压器电机功率与增压器电机转速对应关系中确定所述较小值对应的增压器电机转速，控制所述电动增压器以所述较小值对应的增压器电机转速运转。

2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取所述电动增压器的目标功率；

根据所述电动增压器的目标功率以及标定电动增压器的目标功率与水泵转速对应关系，计算所述水泵的基础转速；

判断所述水泵负荷是否小于或者等于第二预设水泵负荷阈值；

当所述水泵负荷小于或者等于所述第二预设水泵负荷阈值时，以预设系数修正所述基础转速得到修正的基础转速，控制水泵以所述修正的基础转速运转；

当所述水泵负荷大于所述第二预设水泵负荷阈值时，控制所述水泵以所述基础转速运转。

3.如权利要求1所述方法，其特征在于，实现步骤S12的公式具体为：

PeBooster＝(Pbatt–PBSG–PDCDC)×ktemp,soc，其中所述PeBooster为所述48V母线限制功率，所述Pbatt为所述48V电池最大放电功率，所述PBSG为BSG电机功率，所述PDCDC为所述DCDC功率，所述ktemp,soc为根据所述电池荷电状态SOC和所述电池温度查表获取修正系数。

4.一种电动增压器保护系统，其特征在于，所述系统包括：

第一获取单元，用于获取48V电池最大放电功率、BSG电机功率、DCDC功率、电池荷电状态SOC和电池温度；

第一计算单元，用于根据所述48V电池最大放电功率、所述BSG电机功率、所述DCDC功率、所述电池荷电状态SOC和所述电池温度，计算48V母线限制功率；

第二计算单元，用于获取水泵转速，根据所述水泵转速、标定水泵转速与水泵负荷对应关系，计算得到所述水泵负荷；

第三计算单元，用于获取所述电动增压器的当前温度，利用所述当前温度与预设热保护温度的差值除以预设估算时间，计算初始基础温升率；

第一判断单元，用于判断所述水泵负荷是否小于或者等于第一预设水泵负荷阈值；

第四计算单元，用于当所述水泵负荷小于或者等于预设水泵负荷阈值时，调整所述初始基础温升率得到修正的基础温升率，根据所述修正的基础温升率，从增压器电机功率与所述基础温升率对应关系中获得增压器电机允许消耗的最大功率；

当所述水泵负荷大于所述预设水泵负荷阈值时，根据所述初始基础温升率，从所述增压器电机功率与所述基础温升率对应关系中获得增压器电机允许消耗的最大功率；

第一控制单元，用于从所述48V母线限制功率和所述增压器电机允许消耗的最大功率中选取较小值；根据所述较小值，从所述增压器电机功率与增压器电机转速对应关系中确定到所述较小值对应的增压器电机转速，控制所述电动增压器以所述较小值对应的增压器电机转速运转。

5.如权利要求4所述系统，其特征在于，所述系统还包括：

第二获取单元，用于获取所述电动增压器的目标功率；

第五计算单元，用于根据所述电动增压器的目标功率以及标定电动增压器的目标功率与水泵转速对应关系，计算所述水泵的基础转速；

第二判断单元，用于判断所述水泵负荷是否小于或者等于第二预设水泵负荷阈值；

第二控制单元，用于当所述水泵负荷小于或者等于所述第二预设水泵负荷阈值时，以预设系数修正所述基础转速得到修正的基础转速，控制水泵以所述修正的基础转速运转；

当所述水泵负荷大于所述第二预设水泵负荷阈值时，控制所述水泵以所述基础转速运转。

6.如权利要求4所述系统，其特征在于，所述第一计算单元具体利用公式为：

PeBooster＝(Pbatt–PBSG–PDCDC)×ktemp,soc，其中所述PeBooster为所述48V母线限制功率，所述Pbatt为所述48V电池最大放电功率，所述PBSG为BSG电机功率，所述PDCDC为所述DCDC功率，所述ktemp,soc为根据所述电池荷电状态SOC和所述电池温度查表获取的修正系数。

7.一种汽车，其特征在于，所述汽车包括如权利要求4至权利要求6所述电动增压器保护系统。

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