一种发动机控制方法、装置、系统及车辆与流程

1.本发明涉及发动机控制技术领域，特别涉及一种发动机控制方法、装置、系统及车辆。


背景技术：

2.随着国家法规对油耗和排放要求的日益严格，以及电气化系统的发展，混合动力技术是实现节能减排的关键。现有技术在进行发动机的起停的过程中，发动机起停的判断依据由发动机、电机、电池的工作状态及其他车辆相关信息组成，而没有考虑在上下坡时满足何种条件下方可起停发动机。
3.当车辆行驶在坡道上时，由于行驶过程中，受制动力、转向力、打滑等因素的影响，加速度波动比较大，对于坡度的计算产生很大的影响，而且当坡度比较大时，在什么条件下起停发动机，对油耗有利还能兼顾驾驶员的请求扭矩。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种发动机控制方法、装置、系统及车辆。所述技术方案如下：
5.一方面，提供了一种发动机控制方法，所述方法包括：
6.检测控制发动机起停的执行信息，所述控制发动机起停的执行信息至少包括加速度传感器采集值、实时矢量车速和被驾驶员请求的扭矩值；
7.根据所述实时矢量车速与时间的比值，得到瞬时加速度；
8.根据所述加速度传感器采集值与所述瞬时加速度计算得到车辆的加速度；
9.对所述加速度进行滤波，得到滤波后加速度的值，通过所述滤波后加速度的值与坡度之间的转换关系进行转换，得到所述坡度的值；
10.根据所述坡度的值和所述被驾驶员请求的扭矩值控制所述发动机的起停。
11.另一方面，提供了一种发动机控制装置，所述装置包括：
12.检测模块，用于检测控制发动机起停的执行信息，所述控制发动机起停的执行信息至少包括加速度传感器采集值、实时矢量车速和被驾驶员请求的扭矩值；
13.瞬时加速度确定模块，用于根据所述实时矢量车速与时间的比值，得到瞬时加速度；
14.车辆加速度确定模块，用于根据所述加速度传感器采集值与所述瞬时加速度计算得到车辆的加速度；
15.坡度值确定模块，用于对所述加速度进行滤波，得到滤波后加速度的值，通过所述滤波后加速度的值与坡度之间的转换关系进行转换，得到所述坡度的值；
16.发动机起停控制模块，用于根据所述坡度的值和所述被驾驶员请求的扭矩值控制所述发动机的起停。
17.相应的，所述车辆加速度确定模块包括：
18.车辆加速度详细模块，用于将所述加速度传感器采集值减去所述瞬时加速度，得到所述车辆的加速度。
19.相应的，所述坡度值确定模块包括：
20.获取模块，用于获取滤波时间参数；
21.最大值确定模块，用于根据所述滤波时间参数，确定所述滤波时间参数的最大值；
22.滤波选取值确定模块，用于将所述滤波时间参数的最大值作为所述滤波的选取值；
23.得到滤波后加速度模块，用于根据所述滤波的选取值对所述加速度进行滤波，得到滤波后加速度的值。
24.相应的，所述坡度值确定模块之前，还包括：
25.第一判断模块，用于判断所述实时矢量车速的绝对值是否大于0.1千米/小时；
26.若否，则所述滤波时间参数的取值范围为1s～2s；
27.若是，则根据滤波影响因素确定所述滤波时间参数的取值。
28.相应的，所述滤波影响因素包括车辆的速度、制动力、转向力、横向加速度、前后轮速度差和行驶方向；所述根据滤波影响因素确定所述滤波时间参数的取值包括：
29.第二判断模块，用于判断所述滤波影响因素中的所述行驶方向是否发生改变；
30.若是，则所述滤波时间参数的取值范围为10s～30s；
31.若否，则根据所述滤波影响因素对应的所述滤波时间参数，选取所述滤波时间参数中的最大值，作为所述加速度进行滤波的选取值。
32.相应的，所述发动机起停控制模块包括：
33.第三判断模块，用于判断所述车辆是否处于上坡状态；
34.在所述车辆处于上坡状态，若所述坡度的值大于8度且所述被驾驶员请求的扭矩值大于所述实时矢量车速的绝对值对应的扭矩限值，则起动所述发动机；
35.若所述坡度的值小于3度，则延迟1s～3s后停止发动机。
36.相应的，所述发动机起停控制模块还包括：
37.在所述车辆处于下坡状态，若所述坡度的值小于-10度且所述被驾驶员请求的扭矩值大于所述实时矢量车速的绝对值对应的扭矩限值，则起动所述发动机；
38.若所述坡度的值大于-5度或所述被驾驶员请求的扭矩值小于所述实时矢量车速的绝对值对应的扭矩限值，则停止所述发动机。
39.另一方面提供了一种发动机控制系统，用于执行以实现上述的发动机起停控制方法。
40.另一方面提供了一种车辆，包括所述的发动机控制系统。
41.本发明提供的一种发动机控制方法、装置、系统及车辆，具有如下技术效果：
42.本发明实施例通过检测控制发动机起停的执行信息，并根据所述实时矢量车速与时间的比值，得到瞬时加速度，由所述加速度传感器采集值与所述瞬时加速度计算车的加速度，其次对计算后的加速度进行滤波，通过所述滤波后加速度的值与坡度之间的转换关系进行转换，得到所述坡度的值，然后根据所述坡度的值和所述车辆被驾驶员请求的扭矩值控制所述发动机的起停。本发明技术方案优化了发动机的起停控制满足条件同时兼顾坡度与驾驶员的扭矩力，有效的降低了油耗。
附图说明
43.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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。
44.图1是本发明实施例提供的一种双电机混合动力控制系统的结构示意图；
45.图2是本发明实施例的一种发动机控制方法的流程示意图；
46.图3是本发明实施例的车辆在的上坡时坡度受力的示意图；
47.图4是本发明实施例的一种发动机控制方法的获取滤波后加速度值的流程示意图；
48.图5是本发明实施例的一种发动机控制装置的流程示意图；
具体实施方式
49.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
50.请参阅图1，其所示为本发明实施例提供的一种双电机混合动力控制系统的结构示意图，整个控制系统包括发动机控制单元10、电机控制单元20、电池控制单元30、变速箱控制单元40、离合器控制单元50。双电机混动系统电机有三种模式，即纯电模式、串联模式、并联模式。其中，串联模式下，电机控制单元20中的p1电机驱动车轮，此时发动机控制单元10通过电机控制单元20中的p1电机给电池控制单元30充电。在并联模式下，离合器控制单元50是连通状态，则此时发动机直接驱动车轮。
51.请参阅图2，其所示为本发明实施例的一种发动机起停控制方法的流程示意图，下面结合图2所示的示意图对本发明实施提供的发动机起停控制方法进行详细说明，所述方法具体包括以下步骤：
52.s201：检测控制发动机起停的执行信息，所述控制发动机起停的执行信息至少包括加速度传感器采集值、实时矢量车速和被驾驶员请求的扭矩值。
53.s202：根据所述实时矢量车速与时间的比值，得到瞬时加速度；
54.s203：根据所述加速度传感器采集值与所述瞬时加速度计算得到车辆的加速度。
55.具体的，所述根据所述加速度传感器采集值与所述瞬时加速度计算得到车辆的加速度，包括：将所述加速度传感器采集值减去所述瞬时加速度，得到所述车辆的加速度。
56.在本发明实施例中，为了尽可能的减少车辆在上下坡时受到实时矢量车速的影响，首先通过车辆的实时矢量车速与时间的比值计算车辆的瞬时加速度，然后通过加速度传感器采集值减去车辆的瞬时加速度计算车辆的加速度，其中，实时矢量车速的值既可以为负值也可以为正值，当车辆相对于坡是前进时，实时矢量车速是正值，当车辆相对于坡是后退时，实时矢量车速是负值。
57.由于加速度传感器采集值存在波动，则需要对加速度传感器采集值进行滤波处理。在选取加速度传感器采集值时，要确保加速度传感器的采集值加速度和瞬时加速度须
使用相同的滤波器常数，例如同时使用滤波器常数为0.5s的加速度传感器，这样做的原因是避免加速度传感器采集值减去车辆的瞬时加速度的差值将被补偿过多或补偿过小的情况。
58.s204：对所述加速度进行滤波，得到滤波后加速度的值，通过所述滤波后加速度的值与坡度之间的转换关系进行转换，得到所述坡度的值。
59.在本发明实施例中，根据加速度传感器测量到的加速度传感器采集值计算道路坡度(上坡/下坡)，当车辆在水平面静止时，加速度传感器采集值为零。当车辆在一个斜坡上时,如图3所示，其所示为本发明实施例的车辆在的上坡时坡度受力的示意图，车辆在一个斜坡上车辆静止时，g*sinα＝longacc1，其中longacc1为加速度传感器在车辆处于斜坡上静止时的采集值，g为重力加速度，α为弧度值。
60.当车辆在斜坡上行驶过程中，加速度传感器测的采集值中包含实时矢量车速的瞬时加速度，为了减少实时矢量车速的瞬时加速度对车辆的加速度的影响，在此用longacc表示加速度传感器测的采集值，需要从加速度传感器测的加速度的采集值减去瞬时加速度，即g*sinα＝longacc
2-dv/dt，其中，longacc2为加速度传感器在车辆处于斜坡上运动时的采集值，g为重力加速度，α为弧度值，dv/dt为在极短时间内瞬时加速度的值。
61.由于加速度传感器存在波动，需要对其进行滤波处理，对于滤波的选取值下面会有详细的介绍。在此需要说明的是，加速度传感器测的采集值和瞬时加速度须使用相同的滤波器常数，例如，同时使用滤波器常数为0.5s的加速度传感器。
62.根据得到的弧度值为中间值，间接得到滤波后加速度的值与坡度之间的转化关系，其转化关系为弧度值乘以(180/π)得到单位为degree的角度值，具体的转换关系如表1所示，
63.表1
64.坡度转换关系单位α弧度(rad)α*180/π角度(degree)sin(θ)*100，θ＝α*180/π坡度(％)
65.由此，可以得到预设的滤波后车辆的加速度与坡度值的对应关系表，如表2所示，为本发明实施例提供的滤波后车辆的加速度与坡度值之间的对应关系部分示例。
66.表2
[0067][0068]
具体的，如图4所示，其所示为本发明实施例的一种发动机控制方法的获取滤波后加速度值的流程示意图。如图4所示，
[0069]
s401：获取滤波时间参数；
[0070]
s402：根据所述滤波时间参数，确定所述滤波时间参数的最大值；
[0071]
s403：将所述滤波时间参数的最大值作为所述滤波的选取值；
[0072]
s404：根据所述滤波的选取值对所述加速度进行滤波，得到滤波后加速度的值。
[0073]
具体的，对所述加速度进行滤波，得到所述滤波后加速度的值之前，还包括：判断所述实时矢量车速的绝对值是否大于0.1千米/小时，若否，则所述滤波时间参数的取值范围为1s～2s；若是，则根据滤波影响因素确定所述滤波时间参数的取值。
[0074]
具体的，所述滤波影响因素包括车辆的速度、制动力、转向力、横向加速度、前后轮速度差和行驶方向；所述根据滤波影响因素确定所述滤波时间参数的取值包括：
[0075]
判断所述滤波影响因素中的所述行驶方向是否发生改变，若是，则所述滤波时间参数的取值范围为10s～30s；若否，则根据所述滤波影响因素对应的所述滤波时间参数，选取所述滤波时间参数中的最大值，作为所述加速度进行滤波的选取值。
[0076]
在本发明实施例中，当实时矢量车速的绝对值小于0.1千米/小时的时候，滤波时间参数应该迅速变小，迅速达到当前的最佳选取值，即滤波时间参数的最佳选取值为1.5s。当实时矢量车速的绝对值大于0.1千米/小时，此时的滤波时间参数由滤波影响因素决定，根据滤波影响因素对应的所述滤波时间参数，选取所述滤波时间参数中的最大值，作为所述加速度进行滤波的选取值，详细的滤波时间参数影响如下所述：
[0077]
1)滤波时间参数受制动力影响时，根据预设的实时矢量车速的绝对值与制动力之间的滤波时间参数对应关系表，确定所对应的滤波时间参数，如表3所示，其所示为本发明实施例提供的实时矢量车速的绝对值与制动力对应的滤波时间参数的部分示例。
[0078]
表3
[0079][0080]
如表3所示，当实时矢量车速的绝对值越低时，滤波时间参数则越大，此时刹车制动力越大，坡度变化越小，滤波时间参数越大。当实时矢量车速的绝对值小于0.1的时间超过1s时，为了使坡度迅速变为实际值，滤波时间参数应迅速减小至1.5s。
[0081]
2)滤波时间参数受横向加速度影响时，根据预设的实时矢量车速的绝对值与横向加速度之间的滤波时间参数对应关系表，确定所对应的滤波时间参数，如表4所示，其所示为本发明实施例提供的实时矢量车速的绝对值与横向加速度对应的滤波时间参数的部分示例。
[0082]
表4
[0083][0084]
如表4所示，当车辆速越低时，则滤波时间参数越大，此时横向转向加速度越大，坡度变化越小，滤波时间参数越大。
[0085]
3)滤波时间参数受前后轮轮速度差影响时，根据预设的前后轮轮速度差与滤波时间参数对应关系表，确定所对应的滤波时间参数，如表5所示，其所示为本发明实施例提供的前后轮轮速度差对应的滤波时间参数的部分示例。
[0086]
表5
[0087]
前后轮打滑轮速度差(km/h)0123滤波时间参数(s)021010
[0088]
如表5所示，当车辆发生打滑时，前后轮轮速度差就会越大，此时滤波时间参数就会越大，这样可以避免车辆加速度波动得到稳定的车辆加速度的值。
[0089]
4)当滤波时间参数的影响因素行驶方向发生改变时，则滤波时间参数的取值范围为10s～30s，其中，根据实验值得到的最优滤波时间参数为20s。
[0090]
s205：根据所述坡度的值和所述被驾驶员请求的扭矩值控制所述发动机的起停。
[0091]
具体的，判断所述车辆是否处于上坡状态，在所述车辆处于上坡状态，若所述坡度的值大于8度且所述被驾驶员请求的扭矩值大于所述实时矢量车速的绝对值对应的扭矩限值，则起动所述发动机；
[0092]
若所述坡度的值小于3度，则延迟1s～3s后停止发动机。
[0093]
具体的，在所述车辆处于下坡状态，若所述坡度的值小于-10度且所述被驾驶员请求的扭矩值大于所述实时矢量车速的绝对值对应的扭矩限值，则起动所述发动机；
[0094]
若所述坡度的值大于-5度或所述被驾驶员请求的扭矩值小于所述实时矢量车速的绝对值对应的扭矩限值，则停止所述发动机。
[0095]
在本发明实施例中，根据坡度的值和车辆被驾驶员请求的扭矩值控制所述发动机的起停，在所述车辆处于上坡状态时，根据预设的实时矢量车速的绝对值与车辆上坡时车辆起动发动机的扭矩限值之间的对应关系列表，如表6所示，其所示为本发明实施例提供的车辆在上坡时起动发动机时实时矢量车速的绝对值与车辆的扭矩限值的对应关系列表的部分示例，当坡度的值大于8度与所述被驾驶员请求的扭矩值大于所述实时矢量车速的绝对值对应的扭矩限值同时满足时，则起动发动机。若坡度的值小于3度，则不考虑车辆被驾驶员请求的扭矩值是否大于所述实时矢量车速的绝对值对应的扭矩限值，都会延迟1s～3s后停止发动机，其中，最优的延迟时间为2s，延迟2s后停止发动机。
[0096]
表6
[0097]
实时矢量车速的绝对值(km/h)081520扭矩限值(nm)2000160012001200
[0098]
在车辆处于下坡状态时，根据预设的实时矢量车速的绝对值与下坡时车辆起动发动机的扭矩限值之间的对应关系列表，如表7所示，其所示为本发明实施例提供的车辆在下坡时起动发动机时实时矢量车速的绝对值与车辆的扭矩限值之间的对应关系的部分示例，当坡度的值小于-10度与所述被驾驶员请求的扭矩值大于所述实时矢量车速的绝对值对应的扭矩限值同时满足时，则起动发动机。若坡度的值大于-5度或所述被驾驶员请求的扭矩值小于所述实时矢量车速的绝对值对应的扭矩限值，则停止发动机，在车辆下坡时，根据预设的实时矢量车速的绝对值与下坡时车辆停止发动机的扭矩限值之间的对应关系列表，如表8所示，其为本发明实施例提供的车辆在下坡时停止发动机的实时矢量车速的绝对值与车辆停止发动机的扭矩限值之间的对应关系的部分示例。
[0099]
表7
[0100]
实时矢量车速的绝对值(km/h)03510扭矩限值(nm)800800800800
[0101]
表8
[0102]
实时矢量车速的绝对值(km/h)03510扭矩限值(nm)700700700700
[0103]
由本发明实施例的上述技方案可见，本发明通过通过检测控制发动机起停的执行信息，并根据所述实时矢量车速与时间的比值，得到瞬时加速度，由所述加速度传感器采集值与所述瞬时加速度计算车的加速度，其次对计算后的加速度进行滤波，通过所述滤波后加速度的值与坡度之间的转换关系进行转换，得到所述坡度的值，然后根据所述坡度的值和所述车辆被驾驶员请求的扭矩值控制所述发动机的起停。本发明技术方案有效的减少了实时矢量车速的瞬时加速度的影响，并在坡上起停机的条件中不仅考虑了坡度的值，也考虑了驾驶员的请求扭矩值，有效的降低了油耗。
[0104]
本发明实施例中还提供了一种发动机控制装置，如图5所示，其表示为本发明实施例的一种发动机控制装置的流程示意图，所述装置包括：
[0105]
检测模块10，用于检测控制发动机起停的执行信息，所述控制发动机起停的执行信息至少包括加速度传感器采集值、实时矢量车速和被驾驶员请求的扭矩值；
[0106]
瞬时加速度确定模块20，用于根据所述实时矢量车速与时间的比值，得到瞬时加速度；
[0107]
车辆加速度确定模块30，用于根据所述加速度传感器采集值与所述瞬时加速度计算得到车辆的加速度；
[0108]
坡度值确定模块40，用于对所述加速度进行滤波，得到滤波后加速度的值，通过所述滤波后加速度的值与坡度之间的转换关系进行转换，得到所述坡度的值；
[0109]
发动机起停控制模块50，用于根据所述坡度的值和所述被驾驶员请求的扭矩值控制所述发动机的起停。
[0110]
相应的，所述车辆加速度确定模块30包括：
[0111]
车辆加速度详细模块，用于将所述加速度传感器采集值减去所述瞬时加速度，得到所述车辆的加速度。
[0112]
相应的，所述坡度值确定模块40包括：
[0113]
获取模块，用于获取滤波时间参数；
[0114]
最大值确定模块，用于根据所述滤波时间参数，确定所述滤波时间参数的最大值；
[0115]
滤波选取值确定模块，用于将所述滤波时间参数的最大值作为所述滤波的选取值；
[0116]
得到滤波后加速度模块，用于根据所述滤波的选取值对所述加速度进行滤波，得到滤波后加速度的值。
[0117]
相应的，所述坡度值确定模块40之前，还包括：
[0118]
第一判断模块，用于判断所述实时矢量车速的绝对值是否大于0.1千米/小时；
[0119]
若否，则所述滤波时间参数的取值范围为1s～2s；
[0120]
若是，则根据滤波影响因素确定所述滤波时间参数的取值。
[0121]
相应的，所述滤波影响因素包括车辆的速度、制动力、转向力、横向加速度、前后轮速度差和行驶方向；所述根据滤波影响因素确定所述滤波时间参数的取值包括：
[0122]
第二判断模块，用于判断所述滤波影响因素中的所述行驶方向是否发生改变；
[0123]
若是，则所述滤波时间参数的取值范围为10s～30s；
[0124]
若否，则根据所述滤波影响因素对应的所述滤波时间参数，选取所述滤波时间参数中的最大值，作为所述加速度进行滤波的选取值。
[0125]
相应的，所述发动机起停控制模块50包括：
[0126]
第三判断模块，用于判断所述车辆是否处于上坡状态；
[0127]
在所述车辆处于上坡状态，若所述坡度的值大于8度且所述被驾驶员请求的扭矩值大于所述实时矢量车速的绝对值对应的扭矩限值，则起动所述发动机；
[0128]
若所述坡度的值小于3度，则延迟1s～3s后停止发动机。
[0129]
相应的，所述发动机起停控制模块50还包括：在所述车辆处于下坡状态，若所述坡度的值小于-10度且所述被驾驶员请求的扭矩值大于所述实时矢量车速的绝对值对应的扭矩限值，则起动所述发动机；
[0130]
若所述坡度的值大于-5度或所述被驾驶员请求的扭矩值小于所述实时矢量车速的绝对值对应的扭矩限值，则停止所述发动机。
[0131]
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
[0132]
本发明的实施例还提供了一种发动机控制系统，用于执行以实现上述的发动机起停控制方法。
[0133]
本发明的实施例还提供了一种车辆，包括上述的发动机控制系统。
[0134]
需要说明的是：上述本发明实施例先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。且上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
[0135]
以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术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技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。