发动机的扭矩补偿方法、整车控制器及车辆与流程

1.本发明涉及发动机扭矩补偿技术领域，特别涉及一种发动机的扭矩补偿方法、整车控制器及车辆。


背景技术：

2.混合动力汽车使用混动工作模式，在此模式下，需要发送机参与车辆驱动。在这种工作模式下，如果发动机扭矩计算不准确，会严重影响车辆动力性和换挡时的平顺性。对于增程式汽车还有一种增程模式，在此模式下，发动机带动发电机工作，给驱动电机或储能电池进行充电。在此模式下如果发动机的扭矩不准确，会导致驱动力不稳或电池过充过放问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于解决现有技术中因混合动力汽车的发动机扭矩计算不准确，对驱动力或电池产生影响的问题。
4.为解决上述问题，本发明的实施方式公开了一种发动机的扭矩补偿方法，用于对混动车辆的驱动系统中发动机的扭矩进行补偿，驱动系统包括第一驱动装置、机电耦合装置和第二驱动装置，第一驱动装置和第二驱动装置分别与机电耦合装置连接；其中
5.第一驱动装置为发动机，第二驱动装置为发电机或电动机；并且，扭矩补偿方法包括：
6.s1：在发动机的全工况温度范围内确定多个温度测量点，在发动机的全工况扭矩范围内确定多个扭矩测量点，并对多个温度测量点中各温度测量点和多个扭矩测量点中各扭矩测量点进行排列组合，以确定多个测量工况；
7.s2：切断驱动系统对混动车辆的控制；
8.s3：控制发动机在多个测量工况中的每个测量工况下均以预设的转速阈值运行，并确定出每个测量工况下的发动机的实际扭矩、以及发电机或电动机的实际扭矩；
9.s4：根据多个测量工况中的每个测量工况对应的发电机或电动机的实际扭矩确定各测量工况对应的发动机的目标扭矩，并根据发动机的目标扭矩和发动机的实际扭矩确定出多个测量工况中的每个测量工况对应的发动机的扭矩补偿值；
10.s5：获取发动机的当前温度和当前扭矩，根据当前温度和当前扭矩确定发动机的当前运行工况，并根据每个测量工况对应的扭矩补偿值对发动机在当前运行工况下的扭矩进行补偿。
11.采用上述方案，根据发动机在全工况下的多个温度测量点和扭矩测量点确定多个测量工况，覆盖了发动机运行的全部工况，可以对全工作温度和扭矩范围内的扭矩进行补偿，覆盖面更广。而根据确定出的扭矩补偿值对对应的工况的扭矩进行补偿，无需其他的估算和预测，使得调节后的扭矩更准确。并且，本方案是利用发电机或电动机的扭矩计算需要发动机输出的目标扭矩，由于发电机或电动机的扭矩精度高且稳定性好，通过发电机或电
动机的扭矩计算出的发动机的目标扭矩具有较高的准确性，从而使得最终确定出的扭矩补偿值也较为准确。此外，本方案对发动机的扭矩进行补偿后，可以得到更准确的发动机的实际扭矩，使得发动机实际输出的扭矩趋近于目标扭矩，进而可以优化车辆的动力平稳性及换挡平顺性，也能够防止电池的过充过放。
12.根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的发动机的扭矩补偿方法，步骤s1中，根据发动机的全工况温度范围的最低温度、最高温度、以及温度采样步长确定多个温度测量点；其中，最低温度的范围为-35℃至-25℃；最高温度的范围为85℃至95℃；温度采样步长的范围为1℃至10℃；并且，根据发动机的全工况扭矩范围的最低扭矩、最高扭矩、以及扭矩采样步长确定多个扭矩测量点；其中，最低扭矩的范围为0nm至5nm；最高扭矩的范围为245nm至255nm；扭矩采样步长的范围为1nm至10nm。
13.采用上述方案，由于在发动机运行的全工况下确定出了多个温度测量点和多个扭矩测量点，再根据多个温度测量点和扭矩测量点确定出多个测量工况，使得测量工况基本覆盖了发动机运行的全部工况。根据确定出的多个测量工况计算扭矩补偿值，并根据确定出的扭矩补偿值对发动机在对应工况下的扭矩进行补偿，既可以对发动机全工作温度和扭矩范围内的扭矩进行补偿，覆盖面更广；也可以提高补偿的精度。
14.根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的发动机的扭矩补偿方法，步骤s2中，切断驱动系统对混动车辆的控制包括：切换混动车辆的档位至驻车档或空档。
15.采用上述方案，将驱动系统对混动车辆的控制切断后，驱动系统就不会对车辆输出扭矩，发动机、发电机或电动机也不会因为车辆有扭矩输出而影响其实际扭矩的测量和目标扭矩的计算。
16.根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的发动机的扭矩补偿方法，步骤s3中，确定出每个测量工况下的发动机的实际扭矩、以及发电机或电动机的实际扭矩，包括：确定多个温度测量点中的每个温度测量点下发动机在最低扭矩时的发动机输出的实际扭矩、以及发电机或电动机输出的实际扭矩；控制发动机的扭矩从最低扭矩开始，以扭矩采样步长增加至最高扭矩，并测量每个扭矩点对应的发动机输出的实际扭矩、以及发电机或电动机输出的实际扭矩。
17.采用上述方案，利用发电机或电动机的输出扭矩计算需要发动机输出的目标扭矩，由于发电机或电动机的扭矩精度高且稳定性好，通过发电机或电动机的扭矩计算出的发动机的目标扭矩具有较高的准确性，从而使得最终确定出的扭矩补偿值也较为准确。
18.根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的发动机的扭矩补偿方法，测量每个扭矩测量点对应的发动机输出的实际扭矩、以及发电机或电动机输出的实际扭矩之前，还包括：等待预设的时间范围；其中，预设的时间范围为10s至20s；并且，步骤s4中，根据以下公式确定发动机的扭矩补偿值：
19.δ
t
＝tem-teng
20.其中，δ
t
为发动机的扭矩补偿值，tem为发动机的目标扭矩，teng为发动机的实际扭矩。
21.采用上述方案，在发动机的扭矩变化后，等待一段时间，可以使得发电机或电动机的扭矩趋于稳定，防止因扭矩波动引起测量误差，进而造成计算出的扭矩补偿值不准确的
问题。
22.根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的发动机的扭矩补偿方法，机电耦合装置的输入端与发动机的输出端连接、输出端与发电机或电动机连接；并且，机电耦合装置为离合器；预设的转速阈值为发动机的目标转速。
23.根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的发动机的扭矩补偿方法，机电耦合装置的输入端与发动机的输出端连接、输出端与发电机或电动机连接；并且，机电耦合装置包括离合器和齿轮变速机构，发动机与发电机或电动机之间的速比为第一速比；并且，预设的转速阈值为发动机的目标转速与第一速比的比值。
24.根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的发动机的扭矩补偿方法，机电耦合装置的输入端与发动机的输出端连接、输出端与发电机或电动机连接；并且，机电耦合装置为行星齿轮机构，发动机与发电机或电动机之间的速比为第二速比；预设的转速阈值为发动机的目标转速与第二速比的比值。
25.本发明的实施方式还公开了一种整车控制器，包括：存储器，存储器用于存储控制程序；处理器，处理器处理控制程序时执行如上实施方式所描述的发动机的扭矩补偿方法的步骤。
26.本发明的实施方式还公开了一种车辆，包括如上实施方式所描述的整车控制器。
27.本发明的有益效果是：
28.本方案提供的发动机的扭矩补偿方法，根据发动机在全工况下的多个温度测量点和扭矩测量点确定多个测量工况，覆盖了发动机运行的全部工况，可以对全工作温度和扭矩范围内的扭矩进行补偿，覆盖面更广。而根据确定出的扭矩补偿值对对应的工况的扭矩进行补偿，无需其他的估算和预测，使得调节后的扭矩更准确。并且，本方案是利用发电机或电动机的扭矩计算需要发动机输出的目标扭矩，由于发电机或电动机的扭矩精度高且稳定性好，通过发电机或电动机的扭矩计算出的发动机的目标扭矩具有较高的准确性，从而使得最终确定出的扭矩补偿值也较为准确。此外，本方案对发动机的扭矩进行补偿后，可以得到更准确的发动机的实际扭矩，使得发动机实际输出的扭矩趋近于目标扭矩，进而可以优化车辆的动力平稳性及换挡平顺性，也能够防止电池的过充过放。
29.进一步，执行上述补偿方法的整车控制器计算出的发动机的扭矩补偿值更准确，利用该扭矩补偿值对发动机的扭矩进行补偿后，可以得到更准确的发动机的实际扭矩，使得发动机实际输出的扭矩趋近于目标扭矩，进而可以优化车辆的动力平稳性及换挡平顺性，也能够防止电池的过充过放。
30.更进一步，具有上述整车控制器的车辆由于发动机的扭矩补偿更精确，因此动力平稳性更好，换挡平顺性也更好，电池因不会过充过放也具有较高的使用寿命。
附图说明
31.图1是本发明实施例提供的发动机的扭矩补偿方法中驱动系统的结构示意图；
32.图2是本发明实施例提供的发动机的扭矩补偿方法的流程示意图；
33.图3是本发明实施例提供的发动机的扭矩补偿方法中机电耦合装置为离合器的结构示意图；
34.图4是本发明实施例提供的发动机的扭矩补偿方法中机电耦合装置包括离合器和
齿轮变速机构的结构示意图；
35.图5是本发明实施例提供的发动机的扭矩补偿方法中机电耦合装置包括离合器和行星齿轮机构的结构示意图。
36.附图标记说明：
37.1、第一驱动装置；2、机电耦合装置；3、第二驱动装置；4、离合器；5、齿轮变速机构；6、行星齿轮机构。
具体实施方式
38.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
39.应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
40.在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
41.术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
42.在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。
43.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
44.为解决现有技术中因混合动力汽车的发动机扭矩计算不准确，对驱动力或电池产生影响的问题，本发明的实施方式提供了一种发动机的扭矩补偿方法，并且，该发动机的扭矩补偿方法用于对混动车辆的驱动系统中发动机的扭矩进行补偿。
45.进一步，在根据本发明的该发动机的扭矩补偿方法中，参考图1，混动车辆的驱动系统包括第一驱动装置1、机电耦合装置2和第二驱动装置3，第一驱动装置1和第二驱动装置3分别与机电耦合装置2连接。其中，第一驱动装置1为发动机，第二驱动装置3为发电机或电动机。具体地，发动机用于输出扭矩，其可以用于车辆的发电、驱动车辆或反拖车辆。机电耦合装置2起到连接第一驱动装置1和第二驱动装置3的作用，并将第一驱动装置1的扭矩传递给第二驱动装置3，或将第二驱动装置3的扭矩传递给第一驱动装置1。发电机或电动机的
10℃、0℃、10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃，共计13个温度测量点。需要说明的是，如果需要提高扭矩补偿精度，可以把温度采样步长确定为一个较小的值，也即每隔较小的温度差值确定一个温度测量点，这样确定出的温度测量点数量较多，在进行扭矩补偿的时候精度更高。如果需要加快计算效率，节省计算成本，则可以把温度采样步长确定为一个较大的值，也即间隔较大的温度差值确定一个温度测量点，这样确定出的温度测量点较少，可以加快计算速度、提高补偿效率。
55.进一步，在根据本发明的该发动机的扭矩补偿方法中，步骤s1中，发动机的全工况扭矩范围的最低扭矩、最高扭矩、以及扭矩采样步长确定多个扭矩测量点。具体地，最低扭矩的范围为0nm至5nm，例如可以是0nm、2.5nm、5nm或者该范围内的其他扭矩值；最高扭矩的范围为245nm至255nm，例如可以是245nm、250nm、255nm或者该范围内的其他扭矩值；扭矩采样步长的范围为1nm至10nm，例如可以是1nm、2.5nm、5nm、10nm，或者该范围内的其他扭矩值。其中，最低扭矩和最高扭矩可以根据发动机的类型和实际运行状态确定。本具体实施方式中以最低扭矩为0nm、最高扭矩为250nm、扭矩采样补偿为10nm为例进行说明。在此工况下，确定出多个扭矩测量点为0nm、10nm、20nm
……
200nm、210nm、220nm、230nm、240nm、250nm，共计26个扭矩测量点。需要说明的是，如果需要提高扭矩补偿精度，可以把扭矩采样补偿确定为一个较小的值，也即每隔较小的扭矩差值确定一个温度测量点，这样确定出的扭矩测量点数量较多，在进行扭矩补偿的时候精度更高。如果需要加快计算效率，节省计算成本，则可以把扭矩采样步长确定为一个较大的值，也即间隔较大的扭矩差值确定一个扭矩测量点，这样确定出的扭矩测量点较少，可以加快计算速度、提高补偿效率。
56.更进一步，在根据本发明的该发动机的扭矩补偿方法中，在根据上述方式确定出13个温度测量点和26个扭矩测量点之后，可以对所有的温度测量点和所有的扭矩测量点进行排列组合，以确定出13*26个工况。具有这样的步骤，由于在发动机运行的全工况下确定出了多个温度测量点和多个扭矩测量点，再根据多个温度测量点和扭矩测量点确定出多个测量工况，使得测量工况基本覆盖了发动机运行的全部工况。根据确定出的多个测量工况计算扭矩补偿值，并根据确定出的扭矩补偿值对发动机在对应工况下的扭矩进行补偿，既可以对发动机全工作温度和扭矩范围内的扭矩进行补偿，覆盖面更广；也可以提高补偿的精度。
57.进一步，在根据本发明的该发动机的扭矩补偿方法中，步骤s2中，切断驱动系统对混动车辆的控制包括：切换混动车辆的档位至驻车档或空档。具体地，切换混动车辆的档位至驻车档或空档，驱动系统就不会对车辆输出扭矩，发动机、发电机或电动机也不会因为车辆有扭矩输出而影响其实际扭矩的测量和目标扭矩的计算。
58.进一步，在根据本发明的该发动机的扭矩补偿方法中，步骤s3中，计算各个工况下的扭矩补偿值时，需要先控制发动机以预设的转速阈值运行。该预设的转速阈值是在发动机的全工况转速范围内任意选择的。本具体实施方式以1200rpm为例进行说明。该预设的转速阈值可以理解为发动机的目标转速。
59.进一步，在根据本发明的该发动机的扭矩补偿方法中，步骤s3中，确定出每个测量工况下的发动机的实际扭矩、以及发电机或电动机的实际扭矩，包括：首先，确定多个温度测量点中的每个温度测量点下发动机在最低扭矩时的发动机输出的实际扭矩、以及发电机或电动机输出的实际扭矩；之后，控制发动机的扭矩从最低扭矩开始，以扭矩采样步长增加
至最高扭矩，并测量每个扭矩测量点对应的发动机输出的实际扭矩、以及发电机或电动机输出的实际扭矩。也就是说，本具体实施方式中，需要分别确定出发动机13个温度测量点下，发动机以1200rpm的目标转速、0nm的扭矩运行时，发动机输出的实际扭矩、以及发电机或电动机输出的实际扭矩。然后，每隔扭矩采样步长，即10nm，确定13个温度测量点下，发动机以1200rpm的目标转速、10nm的扭矩运行时，发动机输出的实际扭矩、以及发电机或电动机输出的实际扭矩。以此类推，确定出发动机在13个温度测量点下，发动机以1200rpm的目标转速运行、且以26个扭矩测量点的扭矩值运行时的发动机输出的实际扭矩、以及发电机或电动机输出的实际扭矩。具有这样的步骤，利用发电机或电动机的输出扭矩计算需要发动机输出的目标扭矩，由于发电机或电动机的扭矩精度高且稳定性好，通过发电机或电动机的扭矩计算出的发动机的目标扭矩具有较高的准确性，从而使得最终确定出的扭矩补偿值也较为准确。
60.进一步，在根据本发明的该发动机的扭矩补偿方法中，测量每个扭矩点对应的发动机输出的实际扭矩、以及发电机或电动机输出的实际扭矩之前，还包括：等待预设的时间范围。具体地，预设的时间范围为10s至20s，例如可以是10s、15s、20s或者该范围内的其他数值，本具体实施方式以15s为例进行说明。也就是说，本具体实施方式中，在扭矩每增加扭矩采样步长对应的扭矩值时，需要等待15s。具有这样的步骤，在发动机的扭矩变化后，等待一段时间，可以使得发电机或电动机的扭矩趋于稳定，防止因扭矩波动引起测量误差，进而造成计算出的扭矩补偿值不准确的问题。
61.进一步，在根据本发明的该发动机的扭矩补偿方法中，步骤s4中，根据以下公式确定发动机的扭矩补偿值：
62.δ
t
＝tem-teng
63.其中，δ
t
为发动机的扭矩补偿值，tem为发动机的目标扭矩，teng为发动机的实际扭矩。需要说明的是，发动机的目标扭矩是根据发电机或电动机的实际扭矩值转换得到的。不同结构的机电耦合装置，发动机的目标扭矩的转换方式不同，接下来针对三种不同的机电耦合装置的结构分别进行详细描述。
64.第一种，参考图3，当机电耦合装置2为离合器4时，预设的转速阈值为发动机的目标转速。此种结构下，转化后得到的发动机的目标扭矩为tem。
65.第二种，参考图4，当机电耦合装置2的包括离合器4和齿轮变速机构5时，发动机与发电机或电动机之间的速比为第一速比i1；并且，预设的转速阈值为发动机的目标转速与第一速比的比值，即1200/i1。此种结构下，转化后得到的发动机的目标扭矩为tem/i166.第三种，参考图5，当机电耦合装置2为行星齿轮机构6，发动机与发电机或电动机之间的速比为第二速比i2；预设的转速阈值为发动机的目标转速与第二速比的比值，即1200/i2。此种结构下，转化后得到的发动机的目标扭矩为tem/i2。
67.基于上述发动机的扭矩补偿方法，本发明的实施方式还提供一种整车控制器，包括存储器和处理器。其中，存储器用于存储控制程序；处理器处理控制程序时执行如上实施方式所描述的发动机的扭矩补偿方法的步骤。具有这样的结构，由于该整车控制器在处理程序时执行上述发动机的扭矩补偿方法的步骤，计算出的发动机的扭矩补偿值更准确，利用该扭矩补偿值对发动机的扭矩进行补偿后，可以得到更准确的发动机的实际扭矩，使得发动机实际输出的扭矩趋近于目标扭矩，进而可以优化车辆的动力平稳性及换挡平顺性，
也能够防止电池的过充过放。
68.基于上述整车控制器，本发明的实施方式还提供一种车辆，包括如上实施方式所描述的整车控制器。具有这样的结构，由于该车辆具有上述的整车控制器，发动机的实际扭矩的准确率更高，发动机实际输出的扭矩趋近于目标扭矩，进而可以优化车辆的动力平稳性及换挡平顺性，也能够防止电池的过充过放。
69.虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的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。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本发明的精神和范围。