发动机扭矩模型的修正方法、车辆控制方法及相应车辆与流程

1.本发明涉及发动机技术领域，特别涉及一种发动机扭矩模型的修正方法、车辆控制方法及相应车辆。


背景技术：

2.目前，对于需要扭矩以支持运行的车辆控制单元，其从车辆发动机获取扭矩的过程可描述为：
3.第一过程，发动机控制单元(engine control unit，ecu)控制发动机将单位时间内其缸内燃油燃烧后产生的功率(例如根据发动机的热效率、汽油的热值、点火角效率、空燃比效率等计算得出)减掉发动机自身的摩擦/泵气等损失功率，以计算出发动机飞轮端输出扭矩；
4.第二过程，ecu将计算出的发动机飞轮端输出扭矩发给上述的车辆控制单元，而这些控制单元依据ecu输出的扭矩，对自身的功能进行控制，以实现如换挡、动力分配等车辆控制功能。
5.其中，所述第一过程至关重要，其是通过发动机扭矩模型实现的。而从上述第二过程中，可知各车辆控制单元对于ecu的扭矩输出的准确性具有一定需求。
6.但是，上述发动机扭矩模型是在台架标准测试环境(环境温度25℃、气压101kpa、发动机冷却液温度88
±
2℃)下搭建，在其它测试场景下，如处于高低温、高原环境的场景以及工程化生产后发动机批次差异等导致相同喷油、进气条件下发动机缸内燃烧情况有差异的场景，ecu依然会按照台架标准测试环境下建立的发动机扭矩模型进行发动机飞轮端输出扭矩的计算，导致实际飞轮端输出扭矩和计算扭矩之间产生较大偏差，进而带来以下方面的问题：
7.1)影响车辆控制单元的运行，进而带来车辆控制方面的问题。
8.2)因发动机扭矩计算不准确，从而需要依赖大量的道路验证来发现准确的发动机扭矩，效率低且无法兼顾所有工况。
9.因此，发动机扭矩模型在不同测试场景下存在输出偏差的问题，易给终端市场客户使用车辆带来困扰，且增加了主机厂的维修索赔成本。


技术实现要素：

10.有鉴于此，本发明旨在提出一种发动机扭矩模型的修正方法，以至少部分地解决上述技术问题。
11.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
12.一种发动机扭矩模型的修正方法，其中所述发动机扭矩模型是指用于计算车辆的发动机理论输出扭矩的过程模型，且所述发动机扭矩模型的修正方法包括：获取所述车辆处于串联驱动模式下的发电机功率，其中在所述串联驱动模式下，所述发电机功率等于所述发动机的真实输出功率；在所述发动机的所述真实输出功率和所述发动机扭矩模型当前
计算的所述理论输出功率之间存在偏差的情况下，根据所述真实输出功率和发动机转速计算发动机真实输出扭矩；以及基于所述发动机真实输出扭矩和所述发动机扭矩模型当前计算的发动机理论输出扭矩的偏差量，修正所述发动机扭矩模型下一次计算的发动机理论输出扭矩。
13.进一步的，所述获取所述车辆处于串联驱动模式下的当前发电机功率包括：根据所述发电机的当前电流、当前电压和当前发电机效率，计算所述当前发电机功率。
14.进一步的，所述基于所述发动机真实输出扭矩和所述发动机扭矩模型当前计算的发动机理论输出扭矩的偏差量，修正所述发动机扭矩模型下一次计算的发动机理论输出扭矩包括：将所述下一次计算的发动机理论输出扭矩修正为所述当前计算的发动机理论输出扭矩与所述偏差量的和值；以及重复所述修正以对所述偏差量进行自学习，并控制所述偏差量处于预设的偏差范围。
15.进一步的，所述发动机扭矩模型的修正方法还包括：保存经所述自学习得到的偏差量；以及在所述车辆处于并联驱动模式时，通过所保存的偏差量修正所述发动机扭矩模型输出的发动机理论输出扭矩。
16.相对于现有技术，本发明所述发动机扭矩模型的修正方法具有以下优势：本发明方案利用发电机功率修正了发动机扭矩模型，改善了因扭矩模型不准确带来的整车不良感知，提升了整车产品品质。
17.本发明的另一目的在于提出一种车辆控制方法，以至少部分地解决上述技术问题。
18.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
19.一种车辆控制方法，包括：采用上述的发动机扭矩模型的修正方法，对车辆当前应用的发动机扭矩模型进行修正；采用修正后的发动机扭矩模型计算发动机理论输出扭矩；以及将所计算的发动机理论输出扭矩传送给车辆的多个控制单元，以驱动各个控制单进行相应的车辆控制。
20.进一步的，所述多个控制单元包括车辆的变速器控制单元、车身稳定控制单元、电池管理单元和整车控制单元。
21.相对于现有技术，本发明所述的车辆控制方法具有以下优势：本发明实施例的车辆控制方法解决了发动机扭矩模型偏差对于车辆控制的影响，有助于对整车品质的提升。
22.本发明的另一目的在于提出一种车辆控制方法，以至少部分地解决上述技术问题。
23.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
24.一种发动机控制单元，包括：存储器，其存储有能够在处理器上运行的程序；以及所述处理器，其被配置为执行所述程序时实现上述任意的发动机扭矩模型的修正方法或上述任意的车辆控制方法。
25.本发明的另一目的在于提出一种车辆控制方法，以至少部分地解决上述技术问题。
26.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
27.一种发动机控制单元，包括：存储器，其存储有能够在处理器上运行的程序；以及所述处理器，其被配置为执行所述程序时实现上述任意的发动机扭矩模型的修正方法或上
述任意的车辆控制方法。
28.所述发动机控制单元与上述的修正方法和车辆控制方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
29.本发明的另一目的在于提出一种车辆，以至少部分地解决上述技术问题。
30.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
31.一种车辆，包括上述的发动机控制单元。
32.进一步的，所述车辆是串联式混合动力车辆或混联式混合动力车辆。
33.所述车辆与上述的发动机控制单元相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
34.本发明的另一目的在于提出一种机器可读存储介质，以至少部分地解决上述技术问题。
35.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
36.一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述任意的发动机扭矩模型的修正方法或上述任意的车辆控制方法。
37.所述机器可读存储介质与上述的修正方法和车辆控制方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
38.本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
39.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
40.图1是本发明实施例的一种发动机扭矩模型的修正方法的流程示意图；
41.图2是本发明实施例的示例中针对混联式混合动力车辆进行发动机扭矩模型的自学习的流程示意图；以及
42.图3是本发明另一实施例的车辆控制方法的流程示意图
具体实施方式
43.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
44.另外，在本发明的实施方式中所提到的发动机扭矩模型是指用于计算车辆的发动机理论输出扭矩(或发动机理论输出功率)的过程模型，且发动机理论输出扭矩与背景技术部分提及的发动机飞轮端输出扭矩均是指由发动机扭矩模型所输出的发动机扭矩，两者可等同进行理解。
45.其中，对应的发动机理论输出功率可通过下式进行计算：
46.p＝2πr*n*t/r＝nt/9549
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
47.该式(1)示出了发动机飞轮的功率和扭矩/转速之间的转化关系，其中r为发动机飞轮的半径，单位为m；n为转速，单位为转/分钟；p为上述的发动机理论输出功率，单位为kw；t为上述的发动机理论输出扭矩，单位为nm。
48.其中，关于初始的发动机理论输出扭矩t，其可依据台架测功机在台架标准测试环
境下标定发动机扭矩模型而得到，其中台架标准测试环境的主要参数要求为：环境温度25℃、气压101kpa、发动机冷却液温度88
±
2℃。需说明的是，测功机标定发动机扭矩模型而得到相应扭矩的方案在本领域中是常见且多样的，且不是本发明实施例所主要关注的问题，故在此不再进行赘述。在获知初始的发动机理论输出扭矩t的基础上，根据式(1)，可使用转速和获知的扭矩得到发动机理论输出功率p。
49.另外，本发明实施例的车辆可以是串联式混合动力车辆，也可以是混联式混合动力车辆，但出于清楚介绍的目的，下文主要是同时具有串联驱动模式和并联驱动模式的混联车辆为例。
50.下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。
51.图1是本发明实施例的一种发动机扭矩模型的修正方法的流程示意图，该方法例如应用于车辆的发动机控制单元(ecu)。如图1所示，所述发动机扭矩模型的修正方法可以包括以下步骤：
52.步骤s110，获取所述车辆处于串联驱动模式下的当前发电机功率。
53.其中在所述串联驱动模式下，所述发电机功率等于所述发动机的真实输出功率。具体地，在串联驱动模式下，发动机输出轴和发电机输入轴刚性连接，发动机的有效功率输出均用于发电机的发电，从而发电机功率等于发动机的真实输出功率。
54.优选地，对于步骤s110，可根据所述发电机的当前电流、当前电压和当前发电机效率，计算所述车辆处于串联驱动模式下的当前发电机功率。其中，发电机的电流和电压可能通过传感器测量，而发电机效率也是易知的，根据三者计算发电机功率的方案将在下面的示例中具体介绍。
55.步骤s120，在所述发动机的所述真实输出功率和所述发动机扭矩模型当前计算的所述理论输出功率之间存在偏差的情况下，根据所述真实输出功率和发动机转速计算发动机真实输出扭矩。
56.其中，在台架标准测试环境下，发动机扭矩模型输出的理论输出功率与发动机的真实输出功率相一致，而在其他测试场景下，则两者易产生偏差。因此，对于步骤s120，在所述发动机的所述真实输出功率和所述发动机扭矩模型当前计算的所述理论输出功率之间存在偏差的情况下，表明需要对发动机扭矩模型进行修正，故而先根据所述真实输出功率和发动机转速计算发动机真实输出扭矩。
57.其中，根据所述真实输出功率和发动机转速计算发动机真实输出扭矩的过程可参考上述的式(1)，在此不再进行赘述。
58.步骤s130，基于所述发动机真实输出扭矩和所述发动机扭矩模型当前计算的发动机理论输出扭矩的偏差量，修正所述发动机扭矩模型下一次计算的发动机理论输出扭矩。
59.优选地，该步骤s130可以包括：将所述下一次计算的发动机理论输出扭矩修正为所述当前计算的发动机理论输出扭矩与所述偏差量的和值；以及重复所述修正以对所述偏差量进行自学习，并控制所述偏差量处于预设的偏差范围。
60.举例而言，通过对偏差量进行自学习，以使得偏差量越来越小，并最终达到预设要求，例如使得偏差量小于设定值，例如小于对应发动机理论输出扭矩的5％。但在过程中，需要偏差量处于预设的偏差范围，例如若某次修正后的偏差量超出了预设的偏差范围，例如大于对应发动机理论输出扭矩的30％，则可能是ecu存在故障所导致的，此时应停止自学
习，以保证修正的准确性。
61.据此，本发明实施例通过步骤s110-步骤s130实现了在车辆串联驱动模式下对于发动机扭矩模型的修正。但对于混联式混合动力车辆，除串联驱动模式之外，还应考虑并联驱动模式。
62.对于并联驱动模式，发动机扭矩模型的输出扭矩有两个去向，即进行整车驱动和进行发电机充电；并且，整车的轮边扭矩也来自两部分，即电动机和发动机。据此，在实际中，用于整车驱动的发动机真实扭矩很难得到，理由包括：唯一可计算的驱动扭矩的途径是依靠驱动整车前进的轮边力，轮边力的计算依赖于一揽子的影响因素，如：刨除轮胎胎压/滚动半径带来的附着系数、传动轴、变速器等传递效率参数，以及路面坡度等路面参数，还需要结合车重和车速变化量(加速度)进行计算。但是，轮边力的计算是整合了一揽子的影响因素，逆算发动机和电动机扭矩时需要准确知道这些因素带来的影响系数，否则无法逆推发动机和电动机的输出扭矩。
63.具体地，真实的轮边扭矩传递来源如下：发动机/电动机计算的输出扭矩
→
经过变速器速比/减速器速比放大/缩小
→
传动轴
→
轮胎(经半径、附着系数转化)
→
轮边驱动力。而实际的轮边力计算途径：整车重量乘以加速度(来自车速变化量)，还需考虑坡度对车速变化的贡献。由此可以看出，要通过轮边力逆算发动机扭矩过程中参杂很多的因素，如轮胎、传动轴、变速器、实际坡度、车重等，而这些因素无法准确实施得到，导致无法准确计算发动机扭矩。
64.因此，本发明实施例为了解决并联驱动模式下不易准确计算发动机扭矩的问题，考虑到发动机在相同的转速、进气压力、温度等工作环境下，燃烧特性基本一致，并据此提出利用步骤s110-步骤s130在串联驱动模式下所修正的偏差量来控制相应发动机扭矩模型在并联驱动模式下的输出扭矩的方案。
65.即，在优选的实施例中，所述发动机扭矩模型的修正方法还可以包括：保存经所述自学习得到的偏差量；以及在所述车辆处于并联驱动模式时，通过所保存的偏差量修正所述发动机扭矩模型输出的发动机理论输出扭矩。
66.如此，使用串联驱动模式下学出并存储的扭矩偏差量学习值，来对并联驱动模式下的发动机扭矩模型输出的计算扭矩进行修正，相当于长期存储学习值以实现不区分发动机驱动模式的扭矩模型修正方案。下面将通过示例对于该不区分发动机驱动模式的修正方案进行进一步的说明。
67.图2是本发明实施例的示例中针对混联式混合动力车辆进行发动机扭矩模型的自学习的流程示意图。如图2所示，该示例的流程可以包括以下步骤：
68.步骤s201，判断驱动模式是否是串联模式，若是，则执行步骤s202，否则停止自学习。
69.步骤s202，接收发电机的电流、电压和效率信号。
70.其中，例如通过can通讯(其为整车通讯方式)通道来接收发电机的电流、电压和效率信号。
71.步骤s203，计算发动机真实输出功率。
72.举例而言，根据步骤根据发电机功率等于发动机真实输出功率的功率守恒理论，并参考上述的式(1)，易知：
73.发动机真实输出功率＝发电机功率＝电流*电压/发电机的效率
ꢀꢀꢀ
(2)
74.步骤s204，依据发动机真实输出功率与转速计算发动机真实输出扭矩。
75.举例而言，参考式(1)，发动机的真实输出扭矩＝扭矩*转速/9549。
76.步骤s205，对当前转速下发动机的理论输出扭矩和真实输出扭矩的偏差量进行学习。
77.其中，发动机理论输出扭矩由台架标准环境下标定时搭建的喷油、点火和扭矩对应关系的模型计算所得。
78.步骤s206，判断自学习值是否在设定的偏差范围，若是则继续步骤s207，否则停止自学习。
79.举例而言，可根据实际情况标定相应的偏差范围，例如可标定自学习值超过当前ecu计算扭矩的30％时，为超出偏差范围。
80.步骤s207，存储学习值，并利用该学习值，不区分驱动模式以对发动机扭矩模型进行自学习修正。
81.如此，该步骤s201-s207所实现的示例通过发电机的电流、电压、效率对发动机扭矩模型进行修正，以规避发动机扭矩模型偏差所带来的问题。具体地，通过实验，该示例方案对发动机扭矩模型偏差所带来的以下问题具有非常好的改善效果：
82.1)解决了发动机扭矩模型偏差引发的自动变速器的换挡冲击、换挡迟滞、起步困难等问题；
83.2)解决了发动机扭矩模型偏差引发的车身稳定控制系统的功能控制不准确的问题，进而避免了因车身稳定控制系统的功能控制不准确所导致的行驶中与路面分离或无法起步等现象；
84.3)解决了发动机扭矩模型偏差引发的电池电量下降快的问题，进而避免了电池问题导致整车加速不达预期等现象。
85.如此，本发明实施例的发动机扭矩模型的修正方法，利用发电机功率修正了发动机扭矩模型，改善了因扭矩模型不准确带来的整车不良感知(如闯动、亏电等)，提升了整车产品品质，且这一修正方法通过车辆现有的部件及技术参数即可实现，能适用于更多工况，且成本较低。
86.图3是本发明另一实施例的车辆控制方法的流程示意图，该方法例如应用于ecu。如图3所示，所述车辆控制方法可以包括以下步骤：
87.步骤s310，采用上述的发动机扭矩模型的修正方法，对车辆当前应用的发动机扭矩模型进行修正。
88.其中，关于发动机扭矩模型的修正方法，可参考上文进行理解，在此则不再进行赘述。
89.步骤s320，采用修正后的发动机扭矩模型计算发动机理论输出扭矩。
90.步骤s330，将所计算的发动机理论输出扭矩传送给车辆的多个控制单元，以驱动各个控制单进行相应的车辆控制。
91.优选地，所述多个控制单元可以包括车辆的变速器控制单元、车身稳定控制单元、电池管理单元和整车控制单元。举例而言，本发明实施例使得ecu按照修正后发动机扭矩模型计算相应的发动机理论输出扭矩，并提供给相应的控制单元，以使得例如：
92.1)变速器控制单元响应于接收到的无偏差或偏差很小的扭矩进行换挡控制，以保证车辆能够正常平稳地进行换挡和起步。
93.2)车身稳定控制单元响应于接收到的无偏差或偏差很小的扭矩进行车身稳定控制，以保证车身在起步和行驶过程中的稳定。
94.3)电池管理单元响应于接收到的扭矩无偏差或偏差很小的扭矩进行电池电平衡控制及动力分配，以保证电池电量满足整车加速要求。
95.4)整车控制单元接收到的扭矩无偏差或偏差很小的扭矩进行整车控制。
96.综上，本发明实施例的车辆控制方法解决了发动机扭矩模型偏差对于车辆控制的影响，有助于对整车品质的提升。
97.本发明另一实施例还提供一种发动机控制单元(ecu)，该发动机控制单元包括：存储器，其存储有能够在处理器上运行的程序；以及所述处理器，其被配置为执行所述程序时实现上述的发动机扭矩模型的修正方法或车辆控制方法。
98.本发明另一实施例还提供一种车辆，所述车辆上述的发动机控制单元。其中，所述车辆例如是串联式混合动力车辆或混联式混合动力车辆。
99.本发明另一实施例还提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器上述的发动机扭矩模型的修正方法或车辆控制方法。
100.本发明实施例还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有如上述的发动机扭矩模型的修正方法或车辆控制方法。
101.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
102.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
103.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
104.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
105.在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。
106.存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)。存储器是计算机可读介质的示例。
107.计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
108.还需要说明的是，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，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
109.以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。