CN115199521A - 一种油泵电机的控制方法、装置、汽车及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种油泵电机的控制方法、装置、汽车及存储介质，该控制方法包括以下步骤：确定需求流量：获取理论所需流量，将理论所需流量与预设安全流量比对，取其中较大者作为需求流量；确定目标转速：根据需求流量计算基础需求转速，将基础需求转速与预设限制转速比对，取其中较小者作为目标转速；控制转速：控制油泵电机的转速与目标转速的差值小于预设偏差值。本申请实施例中的控制方法能够满足汽车在不同工况下的冷却润滑需求和正常运行，从而减少汽车的能耗，节约成本，并较精准化的控制该冷却润滑需求下的实际运行转速。

Description

一种油泵电机的控制方法、装置、汽车及存储介质

技术领域

本申请涉及汽车技术领域，尤其涉及一种控制方法、装置、汽车及存储介质。

背景技术

近年来，混动汽车相比传统燃油汽车，因具有能耗低、驾驶体验好等突出特点而越来越受人们的青睐。

相比传统燃油汽车，混动汽车对冷却润滑系统的要求较高。

相关技术中，冷却和润滑作为两个独立的部分分别加以控制和调整，容易使油泵长时间处于高转速运转、持续大流量泵油，带来了不必要的能量损耗，不利于节能。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例期望提供一种油泵电机的控制方法、装置、汽车及存储介质，以能够降低油泵功耗。

为达到上述目的，本申请实施例一方面提供一种油泵电机的控制方法，控制方法包括以下步骤：

确定需求流量：获取理论所需流量，将所述理论所需流量与预设安全流量比对，取其中较大者作为所述需求流量；

确定目标转速：根据所述需求流量计算基础需求转速，将所述基础需求转速与预设限制转速比对，取其中较小者作为所述目标转速；

控制转速：控制油泵电机的转速与所述目标转速的差值小于预设偏差值。

一些实施例中，所述预设安全流量为第一偏差流量、第二偏差流量与故障安全流量中的较大值。

一些实施例中，所述基础需求转速为所述需求流量与油泵容积的比值。

一些实施例中，所述预设限制转速为最大润滑转速限制值与驱动电流最大允许转速中的较小值。

一些实施例中，所述的确定所述理论所需流量之前，所述控制方法包括：

获取发电机冷却润滑流量、变速箱冷却润滑流量与驱动电机冷却润滑流量并进行比对，取其中的最大值作为所述理论所需流量。

一些实施例中，所述的获取发电机冷却润滑流量包括：获取发电机的当前转速和温度，将当前的转速和温度代入预先设置的发电机转速、温度、流量关系表中并进行插值换算，确定发电机冷却润滑流量。

一些实施例中，所述的获取变速箱冷却润滑流量包括：获取变速箱温度，将当前的温度代入预先设置的变速箱温度、流量关系表中并进行插值换算，确定变速箱冷却润滑流量。

一些实施例中，所述的获取驱动电机冷却润滑流量包括：获取驱动电机的转速和温度，将当前的转速和温度代入预先设置的驱动电机转速、温度、流量关系表中并进行插值换算，确定驱动电机冷却润滑流量。

一些实施例中，所述的控制转速具体包括：

根据所述目标转速获取电机控制参数；

根据所述电机控制参数调节所述油泵电机的电机实际转速；

获取所述电机实际转速与所述目标转速的转速差值；

根据所述转速差值对所述电机实际转速进行比例积分微分控制，直至所述电机实际转速与所述目标转速的差值小于预设偏差值。

一些实施例中，所述电机控制参数为驱动电流或脉冲宽度调制占空比。

本申请实施例又一方面提供一种控制装置，包括：

参数获取模块，用于获取理论所需流量、预设安全流量、预设限制转速及预设偏差值；

参数计算模块，用于计算油泵电机的转速与目标转速的差值、需求流量、基础需求转速及所述目标转速；

转速控制模块，用于控制油泵电机的转速。

本申请实施例又一方面提供一种存储介质，包括：

存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的控制程序，所述处理器执行所述控制程序以实现前述实施例中所述的控制方法的步骤。

本申请实施例又一方面提供一种汽车，包括：

驱动电机，用于为汽车提供驱动动力；

发电机，用于为汽车提供驱动电力；

变速器，用于汽车的换挡；

油泵电机，用于泵送冷却润滑液至所述驱动电机、所述发电机和所述变速器。

本发明实施例中的油泵电机的控制方法中，通过需求流量得到汽车在不同工况下保持运行所需油泵电机泵送的流量的对应基础需求转速；再结合预设限制转速获取所需的目标转速；并控制油泵电机的转速符合与目标转速的偏差。一方面，通过使得油泵电机所泵送的流量始终满足不同工况下所需流量的最低限度，避免油泵始终处于高速运转状态，降低了油泵的功耗和工作噪音；另一方面，通过控制油泵电机的转速不超过预设限制转速，降低了油泵电机出现转速超速的几率，提高了油泵电机的使用寿命。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种控制方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种存储介质的示意图；

图3为本申请实施例提供的一种控制装置的结构原理示意图。

附图标记说明

存储器10；处理器20；控制程序30。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合，具体实施方式中的详细描述应理解为本申请宗旨的解释说明，不应视为对本申请的不当限制。

请参见图1，本申请实施例一方面提供一种油泵电机的控制方法，控制方法包括以下步骤：

S1：确定需求流量：获取理论所需流量，将理论所需流量与预设安全流量比对，取其中较大者作为需求流量。

理论所需流量是指在正常工况下能够保证运行的冷却润滑需求所需要的最低限度的流量。

预设安全流量是指在非正常工况下的能够保证运行所需的最低限度的流量。

具体地，非正常工况包括故障工况，如电机温度、电机转速等信号缺失；特殊工况，如全油门急加速、大负荷爬坡工况等。在非正常工况下，为了最低限度的保证实际运行，满足基本所需的流量为预设安全流量。

通过取理论所需流量和预设安全流量中的较大值作为需求流量的值，以使得油泵电机能够最低限度地满足各类工况下的冷却润滑液的需求，从而减少油泵电机的功耗。

S2：确定目标转速：根据需求流量计算基础需求转速，将基础需求转速与预设限制转速比对，取其中较小者作为目标转速。

根据需求流量，通过流量和油泵电机转速之间的换算关系，能够确定基础需求转速。

基础需求转速是指理论上能够保证实际运行所需的转速；预设限制转速是指在边界限制条件下的油泵电机所能达到的最大转速。

边界限制条件包括油泵电机自身结构、材料特性以及外界因素的影响等约束条件。在不同因素的影响下，油泵电机具有分别对应的最大转速。通过预设限制转速以防止油泵出现超速过载。

目标转速的值为基础需求转速与预设限制转速中的较小者，能够使得油泵电机的目标转速处于合理范围内，降低了油泵出现超速过载的可能。

若基础需求转速小于预设限制转速，则目标转速的值为基础需求转速，一方面，在保证了冷却润滑效果的基础上，降低了功耗；另一方面，降低了油泵出现超速过载的概率。

若基础需求转速大于预设限制转速，则目标转速的值为预设限制转速，以避免油泵因超速过载发生损坏。

S3：控制转速：控制油泵电机的转速与目标转速的差值小于预设偏差值。

可以理解的是，由于传感器误差、传动效率等因素的影响，油泵电机的转速难以完全与目标转速一致。当油泵电机的转速的差值小于预设偏差值，即可认为油泵电机的转速符合冷却润滑要求。

在根据目标转速控制油泵电机的转速变化以逼近目标转速的过程中，由于检测信号的延迟、冷却润滑液液体粘性等因素的影响，油泵电机的转速相对目标转速会呈现波动性变化，而无法直接达到目标转速的误差范围内。因此，要不断实时通过油泵电机的当前转速与目标转速的差值，修正油泵电机的转速，直至差值小于预设偏差值。可以理解地，预设偏差值是指目标转速的误差范围所对应的上限值和下限值。

本发明实施例中的油泵电机的控制方法中，通过需求流量得到汽车在不同工况下保持运行所需油泵电机泵送的流量的对应基础需求转速；再结合预设限制转速获取所需的目标转速；并控制油泵电机的转速符合与目标转速的偏差。一方面，通过使得油泵电机所泵送的流量始终满足不同工况下所需流量的最低限度，避免油泵始终处于高速运转状态，降低了油泵的功耗和工作噪音；另一方面，通过控制油泵电机的转速不超过预设限制转速，降低了油泵电机出现转速超速的几率，提高了油泵电机的使用寿命。

一些实施例中，预设安全流量为第一偏差流量、第二偏差流量与故障安全流量中的较大值。也就是说，通过比对第一偏差流量、第二偏差流量与故障安全流量的大小，确定三者中的较大值，并将该较大值作为预设安全流量。

第一偏差流量是指非正常工况下发电机温度与油温的偏差值对应的冷却润滑流量；第二偏差流量是指非正常工况下驱动电机温度与油温的偏差值对应的冷却润滑流量；故障安全流量是指非正常工况下的最低限度满足实际运行所需的冷却润滑流量。

确定基础需求转速和油泵电机转速之间的关系的具体方法不限。

一些实施例中，基础需求转速为需求流量与油泵容积的比值。

具体地，基础需求转速为N1，需求流量为V1，油泵容积为S，则N1＝V1/S。

需要说明的是，油泵容积由设有叶片或者柱塞的腔室所决定，其具体测算方式在相关技术中已经得到广泛应用，在此不加以赘述。

一些实施例中，预设限制转速为最大润滑转速限制值与驱动电流最大允许转速中的较小值。也就是说，通过比对最大润滑转速限制值与驱动电流最大允许转速的大小，确定两者中的较大值，并将该较大值作为预设限制转速。变速箱的润滑受油温影响显著，油温不同其粘度也存在差异，使油泵电机的运行阻力也存在差异，为保证电机运转在额定功率以内，所能够达到最大润滑转速为最大润滑转速限制值。油泵电机的允许的最大工作电流为确定值，驱动电流应不大于允许的最大工作电流，该限制条件下，能够达到的最大驱动电流所对应的油泵电机转速就是驱动电流最大允许转速。

通过从最大润滑转速限制值与驱动电流最大允许转速两个参数来限制预设限制转速的具体数值，能够进一步降低油泵电机因超速而发生故障的可能性。

一些实施例中，在确定理论所需流量之前，控制方法包括获取发电机冷却润滑流量、变速箱冷却润滑流量与驱动电机冷却润滑流量并进行比对，取其中的最大值作为理论所需流量。也就是说，通过比对发电机冷却润滑流量、变速箱冷却润滑流量与驱动电机冷却润滑流量的大小，确定三者中的最大值，并将该最大值作为理论所需流量。

一些实施例中，获取发电机冷却润滑流量包括：获取发电机的当前转速和温度，将当前的转速和温度代入预先设置的发电机转速、温度、流量关系表中并进行插值换算，确定发电机冷却润滑流量。

具体地，先要通过发电机的台架稳态测试获取发电机在若干个不同转速和若干个不同温度所对应的冷却润滑流量，以制成发电机转速、温度、流量关系表；在发电机的工作状态下，获取发电机的当前转速和当前温度；再根据当前转速和当前温度结合前述获得发电机转速、温度、流量关系表，找出对应的转速区间和温度区间并进行插值换算，从而确定发电机在当前状态下所需的冷却润滑流量，即发电机冷却润滑流量。如此，通过有限次数的试验即可得出发电机在不同转速和温度所对应的流量，在保证结果精度的同时，减少了获取发电机冷却润滑流量的计算量。

可以理解的是，当前转速和当前油温分别由设置于发电机内的第一转速传感器和第一温度传感器实时测得。

一些实施例中，获取变速箱冷却润滑流量包括：获取变速箱温度，将当前的温度代入预先设置的变速箱温度、流量关系表中并进行插值换算，确定变速箱冷却润滑流量。

具体地，先要通过变速箱的台架稳态测试获取变速箱在若干个不同温度所对应的冷却润滑流量，以制成变速箱温度、流量关系表；在变速箱的工作状态下，获取变速箱的当前温度；再根据当前温度结合前述获得变速箱温度、流量关系表，找出对应的温度区间并进行插值换算，从而确定变速箱在当前状态下所需的冷却润滑流量，即变速箱冷却润滑流量。如此，通过有限次数的试验即可得出变速箱在不同温度所对应的流量，在保证结果精度的同时，减少了获取变速箱冷却润滑流量的计算量。

可以理解的是，当前油温由设置于变速箱内的第二温度传感器实时测得。

一些实施例中，获取驱动电机冷却润滑流量包括：获取驱动电机的转速和温度，将当前的转速和温度代入预先设置的驱动电机转速、温度、流量关系表中并进行插值换算，确定驱动电机冷却润滑流量。

具体地，先要通过驱动电机的台架稳态测试获取驱动电机在若干个不同转速和若干个不同温度所对应的冷却润滑流量，以制成驱动电机转速、温度、流量关系表；在驱动电机的工作状态下，获取驱动电机的当前转速和当前温度；再根据当前转速和当前温度结合前述获得驱动电机转速、温度、流量关系表，找出对应的转速区间和温度区间并进行插值换算，从而确定驱动电机在当前状态下所需的冷却润滑流量，即驱动电机冷却润滑流量。如此，通过有限次数的试验即可得出驱动电机在不同转速和温度所对应的流量，在保证结果精度的同时，减少了获取驱动电机冷却润滑流量的计算量。

可以理解的是，当前转速和当前油温分别由设置于驱动电机内的第二转速传感器和第三温度传感器实时测得。

需要说明的是，在发电机、变速箱和驱动电机所涉及的台架稳态测试中，所具体涉及的控制变量、测试流程等在相关技术中以得到广泛成熟应用，在此不加以赘述。

一些实施例中，控制转速具体包括：

根据目标转速获取电机控制参数；

根据电机控制参数调节油泵电机的电机实际转速；

获取电机实际转速与目标转速的转速差值；

根据转速差值对电机实际转速进行比例积分微分控制，直至电机实际转速与目标转速的差值小于预设偏差值。

具体地，在控制转速的过程中，根据目标转速获取电机控制参数，油泵电机的转速会呈现波动性变化，根据电机控制参数调节油泵电机的电机实际转速，并不断获取、计算油泵电机的转速与目标转速的差值，根据该差值调节对电机实际转速进行比例积分微分控制，形成闭环的反馈调节，直至电机实际转速与目标转速的差值小于预设偏差值。如此，能够精确地实时控制油泵电机的实际运行转速，以使油泵电机维持在合理的转速区间，避免油泵电机长时间高转速工作，从而减少油泵电机的能耗，节约成本。

需要说明的是，比例积分微分控制(proportional-integral-derivativecontrol，缩写为PID控制)在相关技术中已经得到成熟应用，在此不加以赘述。

通过调节PID控制中的参数，如调节比例项、积分项和微分项占空比，可以满足油泵电机的转速波动和响应时间等参数要求，从而实现对油泵电机的转速控制。

一些实施例中，电机控制参数为驱动电流或脉冲宽度调制占空比。通过调整驱动电流或脉冲宽度调制占空比能够直接调节电机转速，驱动电流和脉冲宽度调制占空比均与油泵电机的电机实际转速具有一一对应的数值，其对应关系能够通过油泵电机的台架稳态测试确定。

请参见图3，本申请实施例另一方面，提供一种控制装置，控制装置包括参数获取模块、参数计算模块和转速控制模块。参数获取模块用于获取理论所需流量、预设安全流量、预设限制转速及预设偏差值；参数计算模块用于计算油泵电机的转速与目标转速的差值、需求流量、基础需求转速及目标转速；转速控制模块用于控制油泵电机的转速。

一些实施例中，参数计算模块还包括：

第一参数计算单元，用于计算得到电机冷却润滑流量、变速箱冷却润滑流量及驱动电机冷却润滑流量、根据需求流量计算得到基础需求转速、根据油泵电机的电机实际转速计算得到电机控制参数控制、根据油泵电机的转速与目标转速计算得到两者的差值。

第二参数计算单元，用于比对电机冷却润滑流量、变速箱冷却润滑流量及驱动电机冷却润滑流量、比对理论所需流量与预设安全流量得到需求流量、比对预设限制转速与基础需求转速得到目标转速以及比对油泵电机的转速与目标转速的差值与预设偏差值。

请参见图2，本申请实施例另一方面存储介质，存储介质包括：

存储器10、处理器20及存储在存储器10上并可在处理器20上运行的控制程序30，处理器20执行控制程序30以实现前述实施例中控制方法的步骤。

存储器10具体形式不限，一些实施例中，存储器10可以是汽车的内部存储单元，例如汽车的硬盘或内存。存储器10在另一些实施例中也可以是汽车的外部存储设备，例如汽车上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(SecureDigital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器10还可以既包括汽车的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器10用于存储安装于汽车的应用软件及各类数据，例如汽车的程序代码等。存储器10还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。在一些实施例中，存储器10上存储有控制程序30，该控制程序30可被处理器20所执行，从而实现本申请中油泵电机的控制方法。

处理器20具体形式不限，一些实施例中，处理器20可以是一中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)，微处理器或其他数据处理芯片，用于运行存储器10中存储的程序代码或处理数据，例如执行汽车的油泵电机的控制方法等。

当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的控制方法中的相关操作。

通过以上关于实施例的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施例。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例的方法。

本申请实施例另一方面，提供一种汽车，汽车包括驱动电机、发电机、变速器和油泵电机。驱动电机用于为汽车提供驱动动力；发电机用于为汽车提供驱动电力；变速器用于汽车的换挡；油泵电机用于泵送冷却润滑液至驱动电机、发电机和变速器。

可以理解的是，前述实施例中的汽车可以为一种混动汽车。

一些实施例中，油泵电机的控制方法具体为：

参数获取模块获取发电机的转速和温度、变速箱温度及驱动电机的转速和温度，参数计算模块通过发电机的转速和温度代入预先设置的发电机转速、温度、流量关系表中并进行插值换算，确定发电机冷却润滑流量；参数计算模块通过变速箱温度代入预先设置的变速箱温度、流量关系表中并进行插值换算，确定变速箱冷却润滑流量；参数计算模块通过驱动电机的转速和温度代入预先设置的驱动电机转速、温度、流量关系表中并进行插值换算，确定驱动电机冷却润滑流量。

参数计算模块通过比对发电机冷却润滑流量、变速箱冷却润滑流量与驱动电机冷却润滑流量的大小，确定三者中的最大值，并将该最大值作为理论所需流量。

得到理论所需流量后，参数计算模块通过比对理论所需流量与预设安全流量的大小，取其中较大者作为需求流量；

得到需求流量后，参数计算模块根据需求流量，通过流量和油泵电机转速之间的换算关系，确定基础需求转速，再通过比对基础需求转速与预设限制转速的大小，取其中较小者作为目标转速；

得到目标转速后，转速控制模块根据目标转速控制油泵电机的转速，油泵电机的转速会呈现波动性变化，在油泵电机的转速的波动过程中，参数计算模块根据油泵电机的电机实际转速获取对应电机控制参数(如驱动电流或脉冲宽度调制占空比)，并根据电机控制参数对油泵电机的电机实际转速进行调节，同时，获取油泵电机的转速与目标转速的差值，直至电机实际转速与目标转速的差值小于预设偏差值，转速控制模块完成油泵电机的转速控制。

本申请提供的各个实施例/实施方式在不产生矛盾的情况下可以相互组合。以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种油泵电机的控制方法，其特征在于，包括：

确定需求流量：获取理论所需流量，将所述理论所需流量与预设安全流量比对，取其中较大者作为所述需求流量；

确定目标转速：根据所述需求流量计算基础需求转速，将所述基础需求转速与预设限制转速比对，取其中较小者作为所述目标转速；

控制转速：控制油泵电机的转速与所述目标转速的差值小于预设偏差值。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述预设安全流量为第一偏差流量、第二偏差流量与故障安全流量中的较大值。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述基础需求转速为所述需求流量与油泵容积的比值。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述预设限制转速为最大润滑转速限制值与驱动电流最大允许转速中的较小值。

5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述的确定所述理论所需流量之前，所述控制方法包括：

获取发电机冷却润滑流量、变速箱冷却润滑流量与驱动电机冷却润滑流量并进行比对，取其中的最大值作为所述理论所需流量。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述的获取发电机冷却润滑流量包括：获取发电机的当前转速和温度，将当前的转速和温度代入预先设置的发电机转速、温度、流量关系表中并进行插值换算，确定发电机冷却润滑流量。

7.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述的获取变速箱冷却润滑流量包括：获取变速箱温度，将当前的温度代入预先设置的变速箱温度、流量关系表中并进行插值换算，确定变速箱冷却润滑流量。

8.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述的获取驱动电机冷却润滑流量包括：获取驱动电机的转速和温度，将当前的转速和温度代入预先设置的驱动电机转速、温度、流量关系表中并进行插值换算，确定驱动电机冷却润滑流量。

9.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述的控制转速具体包括：

根据所述目标转速获取电机控制参数；

根据所述电机控制参数调节所述油泵电机的电机实际转速；

获取所述电机实际转速与所述目标转速的转速差值；

根据所述转速差值对所述电机实际转速进行比例积分微分控制，直至所述电机实际转速与所述目标转速的差值小于预设偏差值。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述电机控制参数为驱动电流或脉冲宽度调制占空比。

11.一种控制装置，其特征在于，包括：

参数获取模块，用于获取理论所需流量、预设安全流量、预设限制转速及预设偏差值；

参数计算模块，用于计算油泵电机的转速与目标转速的差值、需求流量、基础需求转速及所述目标转速；

转速控制模块，用于控制油泵电机的转速。

12.一种存储介质，其特征在于，包括：

存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的控制程序，所述处理器执行所述控制程序以实现如权利要求1-10任一项所述的控制方法的步骤。

13.一种汽车，其特征在于，包括：

驱动电机，用于为汽车提供驱动动力；

发电机，用于为汽车提供驱动电力；

变速器，用于汽车的换挡；

油泵电机，用于泵送冷却润滑液至所述驱动电机、所述发电机和所述变速器。

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